Bài giảng Cấp thoát nước - Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực - Nguyễn Thống

1CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
1
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP. HCM
Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng - BM KTTNN
Giảng viên: PGS. TS. NGUYỄN THỐNG
E-mail: nguyenthong@hcmut.edu.vn or nthong56@yahoo.fr
Web: 
Tél. (08) 38 640 979 - 098 99 66 719
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
2
NỘI DUNG MƠN HỌC
CHƯƠNG 1: Tổng quan về cấp nước
CHƯƠNG 2: Nguồn nước & Cơng trình thu nước.
CHƯƠNG 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
CHƯƠNG 4: Mạng lưới cấp nước bên trong.
CHƯƠNG 5: Mạng lưới thốt nước bên trong.
CHƯƠNG 6: Mạng lưới thốt nước khu vực.
CHƯƠNG 7: Tổng quan về xử lý nước thải.
CHƯƠNG 8: Phần mềm EPANET và SWMM
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
3
Chương 3
MẠNG LƯỚI CẤP 
NƯỚC KHU VỰC
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
4
ĐỊNH NGHĨA
Là hệ thống đường ống & các hạng 
mục c/trình liên quan xây dựng theo 
hệ thống trục giao thơng chính của 
khu vực cấp nước.
NHIỆM VỤ
Nước trong mạng lưới sẽ được lấy ra 
cung cấp cho các đơn vị sử dụng 
nước cuối cùng (hộ dân, nhà máy, xí 
nghiệp, cơng sở,).
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
5
PHÂN LOẠI
Cĩ 3 loại mạng lưới:
 Mạng lưới vịng.
 Mạng lưới hở (cụt).
 Mạng lưới hỗn hợp (vịng +
hở).
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
6
MỘT SỐ ĐỊNH NGHĨA
Nút: Là nơi giao nhau các đường ống.
Nút i
D d
Đoạn ống 1
Đoạn ống 2
Đoạn ống j
2CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
7
MỘT SỐ ĐỊNH NGHĨA
Đoạn ống: Giới hạn bởi 2 nút kề nhau với quy
ước là d=hs. và không có lưu lượng vào, ra
dọc đoạn ống (trong trường hợp có lưu
lượng dọc tuyến biến đổi lưu lượng
“tương đương” về nút 2 đầu đoạn ống).
Nút i
Nútj
Đoạn ống cĩ d=hs.
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
8
MỘT SỐ ĐỊNH NGHĨA
Điểm lấy nước: là vị trí nút ở đó nước được
lấy ra (hoặc đưa vào) mạng lưới để vào
đơn vị sử dụng nước cuối cùng.
i
jĐiểm lấy nước
qj
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
9
MẠNG LƯỚI 
VỊNG
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
10
MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC KHU VỰC
MẠNG LƯỚI VỊNG
Nguồn nước
Đài nước
Điểm lấy nước
1 2 3 4 5
6
7 8 9
13121110
q3I
II III
IV
V
VI
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
11
Nhận xét: Nước từ nguồn đến điểm lấy
nước có thể đi bằng nhiều tuyến khác
nhau.
ƯU KHUYẾT ĐIỂM 
MẠNG LƯỚI VÒNG
Ưu điểm: Bảo đảm an toàn cấp lưu lượng
đến các điểm lấy nước khi có sự cố xảy
ra trên đường ống mạng lưới.
Khuyết điểm: Giá thành cao.
 tính thủy lực phức tạp.
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
12
MẠNG 
LƯỚI HỞ
3CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
13
1 2 3 4
5
q5 6 7
8 9 10
Nguồn nước
MẠNG LƯỚI CỤT (HỞ)
q1
Đài nước
Điểm lấy nước
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
14
Nhận xét: Nước từ nguồn đến điểm lấy nước chỉ
có thể đi bằng một tuyến.
ƯU KHUYẾT ĐIỂM 
MẠNG LƯỚI CỤT
Ưu điểm: Giá thành thấp.
 tính thủy lực đơn giản.
Khuyết điểm: KHÔNG bảo đảm an toàn cấp lưu
lượng đến các điểm lấy nước khi có sự cố xảy
ra trên đường ống mạng lưới.
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
15
MẠNG LƯỚI 
HỖN HỢP
(VỊNG + HỞ)
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
16
MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC KHU VỰC
MẠNG LƯỚI HỔN HỢP
Nguồn nước
Đài nước
Điểm lấy nước
1 2 3 4 5
6
7 8 9
121110
q3I
II
1-2; 4-5;: Đoạn ống
Mạng 
lưới hở
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
17
Nhận xét: Phát huy được ưu
điểm của 2 loại mạng lưới
và khắc phục một phần các
khuyết điểm của hai loại
trên.
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
18
MỘT SỐ NGUYÊN TẮC & 
LƯU Ý KHI THIẾT KẾ MẠNG 
LƯỚI CẤP NƯỚC KHU VỰC
 Xác định vị trí nguồn nước.
(Chú ý: Nguồn nước thơ, nguồn
nước đã được xử lý)
 Nên chọn vị trí cĩ lợi về mặt
năng lượng (áp suất, thế năng
lớn).
4CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
19
 Từ vị trí nguồn nước Bố 
trí tuyến cấp 1 trước.
 Bố trí tuyến cấp 2,3,
 Thơng thường d cấp nhỏ
nhất >=150mm.
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
20
CÁC NGUYÊN TẮC & LƯU Ý
 Đầy đủ để cĩ thể lấy nước 
vào bất kỳ đơn vị sử dụng 
nước cuối cùng nào cho khu
thiết kế hệ thống cấp nước.
 Theo hệ thống quy hoạch
giao thơng.
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
21
CÁC NGUYÊN TẮC & LƯU Ý
 Cần AN TỒN cấp nước cao
 dạng mạng lưới vịng. Nếu
khơng mạng lưới cụt.
 Ưu tiên xem xét mạng lưới
hỗn hợp.
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
22
ĐỘ TIN CẬY HỆ THỐNG
S. Dr. Nguyễn Thống
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
23
THƠNG SỐ YÊU CẦU
 Cột nước tự do h (áp lực nước tự do) :
- Đối với nhà dân cư:
hmin tùy theo yêu cầu khu vực (10m 
40m)
p: áp suất tại điểm lấy nước
 Lưu lượng Q(t) >= Qyêu cầu .
minhg
ph 
( =1000kg/m3: khối
lượng riêng của nước
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
24
THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC
LỰA CHỌN 
CUỐI CÙNG
Khảo sát c/t hiện hữu:
- mạng lưới thóat nước 
- mạng lưới phân phối gaz
- mạng lưới phân phối điện
- mạng luới điện thọai
- địa hình.
- địa chất.
- nguồn nước.
- quy hoạch đô thị.
- dân số.
- đối tượng tiêu 
thụ nước.
- quy hoạch giao 
thông.
Nghiên cứu các phương án khả thi 
và so sánh kinh tế các p/án l/chọn.
5CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
25
LƯU Ý
Chọn sơ bộ đường kính ống:
 dmin >= 150mm.
 0,42d(m) 0,8 1, 2 Q 
Q(m3/s): lưu lượng qua ống
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
26
LƯU Ý
Thơng số tham khảo:
 Vtb = (0.5 1.5) m/s
 Lmax = (350 900)m
 pmax= 500 kPa (kN/m2)
 pmin= 150 kPa
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
27
• Khái niệm về đường kính kinh tế:
D (m)
T1=f(D)
T2=f(D)
T1+ T2
T1: chi phí đường ống
T2: chi phí năng lượng
T($)
Tmin
dopt
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
28
ĐƯỜNG ỐNG 
CẤP NƯỚC
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
29
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
30
ĐƯỜNG ỐNG NHỰA
 Ống nhựa  (150 500)
 p= 20 N/cm2
6CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
31
Ống nhựa uPVC
L=5.5m, p=6bar
1bar 10mH2O
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
32
Ống nhựa HDPE
L=5 6m, p=10 12bar
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
33
Ống nhựa HDPE
L=5 6m, p=10 12bar
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
34
Ống nhựa
PVC
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
35
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
36
7CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
37
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
38
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
39
ỐNG
BÊ TƠNG
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
40
ỐNG BÊ TƠNG DỰ ỨNG LỰC, NỊNG THÉP
S. Dr. Nguyễn Thống
L=4 5m, 6bar
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
41
ỐNG BÊ TƠNG DỰ ỨNG LỰC
L=4.5 7m, 5 7bar
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
42
ỐNG 
GANG
8CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
43
ỐNG GANG DẺO
L=6m, p=10bar
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
44
ỐNG GANG DẺO
L=6m, p=10bar
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
45
ỐNG
PUSH TO JOINTNỐI ỐNG l i .
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
46
KHUỶU (CHUYỂN HƯỚNG DỊNG CHẢY)
 l i .
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
47
BÙ (CHUYỂN DẠNG LIÊN KẾT)
 l i .
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
48
ỐNG NỐI
9CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
49
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
50
ỐNG NỐI T, NỐI THẬP
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
51
QUY LUẬT THỦY LỰC TRONG 
ỐNG CHẢY CĨ ÁP
K hệ số phụ thuộc đường ống; dh(m) tổn thất 
năng lượng trên đoạn ống dài L(m); Q(m3/s) 
lưu lượng qua ống; m=1 (c. tầng) 2 (c. rối).
mdh KQ 
Tổn thất 
năng lượng 
(mH2O)
Lưu lượng 
trong ống
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
52
QUY LUẬT THỦY LỰC 
TRONG ỐNG CHẢY CĨ ÁP
Hazen-Williams 1.85
4.87 1.85
HW
10.68L(m)dh(m) Q
d(m) C
Ống cũ Ống sắt 
cũ
Ống 
b/tông
Ống 
nhựa
Ống 
thép
CHW 50-120 100-140 120-140 140-150 140-150
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
53
Manning 
 Hệ số tổn thất năng lượng đường
dài (biểu đồ Moody or Nicurade)
L chiều dài ống
d đường kính ống
V vận tốc trung bình mặt cắt
)OmH(
g2
V.
d
Ldh 2
2
 
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
54
QUY ĐỔI 
LƯU LƯỢNG 
DỌC ĐOẠN ỐNG
10
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
55
CHÚ Ý
Khi tính tốn thủy lực mạng
lưới cấp nước khu vực Nếu
cĩ lưu lượng phân bố trên các
đoạn ống Phải quy đổi về
lưu lượng nút tương đương ở
2 đầu đoạn ống trước.
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
56
Quy đổi lưu lượng phân bố đều q
theo chiều dài l/lượng nút 2 đầu.
A B
q (l/s/m)
L (m)
A
B
Q (l/s)
Với Q=qL/2 (l/s)
Quy đổiQ (l/s)
qL (l/s)
qL (l/s)
V=hs.
V(x)
x
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
Bài tập: Tính tổn thất năng lượng (mH2O)
trên đoạn ống AB. Mất năng đường dài
theo Manning cĩ =1.10-4.
a. Theo sơ đồ với lưu lượng quy đổi tương 
đương về nút A & B.
b. Theo pp. tích phân (chính xác).
q=0.02 l/s/m
L=1500m, d=120mmQ=30 l/s
A
B
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
58
PHƯƠNG TRÌNH CƠ BẢN
- Nguyên lý bảo toàn khối lượng vật chất 
Phương trình liên tục tại nút.
N số đường ống hội tụ vào nút i của mạng lưới.
   
N
j,i vao nut i ra nut i
j 1 k m
Q 0 Q Q
i
Q1 Q2
Q3
Xét cân bằng
lưu lượng nút i:
Q1 = Q2+Q3
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
59
TRONG TRƯỜNG HỢP TẠI NÚT CĨ LƯU 
LƯỢNG VÀO (RA) MẠNG LƯỚI
i
Q1 Q2
Q3
Q1 = Q2+Q3 + Ci
Ci 
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
60
MẤT NĂNG LƯỢNG 
TRONG MẠNG LƯỚI 
CẤP NƯỚC 
KHU VỰC
11
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
61
 Tính thủy lực mạng lưới
cấp nước khu vực thường
chỉ kể đến tổn thất “đường
dài” (bỏ qua tổn thất cục
bộ vì nĩ thường bé so với
đường dài).
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
62
PHƯƠNG TRÌNH NĂNG LƯỢNG CHO 
MỘT ĐOẠN ỐNG ĐƠN GIẢN
Xét một đoạn ống đơn giản (d=hs.,
khơng cĩ lưu lượng ra, vào dọc
tuyến): A
BQ
AB
B
B
A
A dhg
pZ
g
pZ 
O OZA
pA
Mặt chuẩn
Mất năng 
lượng 
A B
HA
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
63
PHƯƠNG TRÌNH 
NĂNG LƯỢNG CHO MỖI 
VỊNG KHÉP KÍN
 Tổng đại số các tổn thất 
năng lượng của các đoạn 
ống trong 1 vịng khép kín
bằng 0.
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
64
CHÚ Ý
Tổn thất năng lượng đường
dài (dh) luơn cùng dấu với
chiều dịng chảy (nĩ cĩ thể
mang dấu âm hoặc dương
tùy theo chiều dương quy
ước).
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
65
- Phương trình năng lượng cho mỗi vịng khép kín:
 mL i ii
i i
dh 0 K Q 0  
(dhL)i : tổn thất năng lượng trên đoạn thứ i.
1
2
3
dh12
dh23
dh13
H1
H2
H3
+
dh12++dh23+dh13=0 dh12=H1-H2
Hi=zi+pi/
Ei=Hi+V2/2g
 Tổn thất năng lượng cùng chiều dòng chảy
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
66
Chứng minh: Tổng đại số các tổn thất cột 
nước cho 1 vịng khép kín luơn bằng 0.
A
B
C
dhBC
dhAB
dhAC
HA
HB
HC
dhAB=HA - HB
dhBC=HB - HC
dhAC=HC - HA
------------------------
dhi = 0
+
12
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
67
A
B
zA
ZBQ
pA/γ pB/γ
dhAB
Đường cột 
nước đo áp H
HA = HB +dhAB
Với HA=ZA+pA/γ : Cột nước đo áp toàn phần
Và HB =ZB+pB/γ
O O
Mặt chuẩn
HA
V2/2g
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
68
TÍNH MẠNG LƯỚI 
CẤP NƯỚC 
KHU VỰC VỚI
MẠNG LƯỚI HỞ
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
69
TÍNH THUỶ LỰC MAïNG LƯỚI HỞ
A
B
C D
E
F
DCB
A
qD
qFqE
TRẮC DỌC
BÌNH ĐỒ
ĐÀI NUỚC
ĐIỂM LẤY NUỚC
Hđài
qAB
Vị trí 
bất 
lợi
p/γ
qCD
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
70
Đặt vấn đề: Xác định đường kính ống di, và chiều cao
đài nước A (áp lực nước tại nguồn, cột nước đo áp
tại A). Các số liệu khác giả thiết đã biết.
Bước 1: Xác định lưu lượng trong mỗi đoạn ống di. Bắt
đầu từ ống nhánh trước và từ cuối mạng tiến dần
về hướng nguồn. Dùng p/t điều kiện cân bằng về lưu
lượng tại nút “sau”. Ví dụ cho sơ đồ trên:
Tính QCD: Xét cân bằng l/lượng nút D:
qD
QCD
D
DCD
j
)j(
i
)i( qQQQ
DraDvao
  
C
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
71
Tương tự:
 Tính QBE : Xét cân bằng l/lượng nút
E: QBE = QE & QCF
 Tính QBC và QAB: Xét cân bằng 
l/lượng lần lượt nút C và B:
 QBC = QCD + QCF và QAB = QBC + 
QBE
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
72
CHÚ Ý
 Khi tìm lưu lượng trong đoạn ống
về nguyên tắc ta chưa biết chiều
lưu lượng nên cĩ thể giả định
chiều bất kỳ (lời giải ra cĩ thể -
hoặc +).
 Sau Bước 1, vectơ lưu lượng
trong các đoạn ống PHẢI biểu diễn
ĐÚNG với chiều thực tế.
13
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp  ... S. Nguyễn Thống
146
Đoạn Q D L h h/Q
l/s (m) (m) (m) m/(l/s)
AE 61.7 0.300 1000 4.332 0.070
CA 11.7 0.250 500 0.242 0.021
FC -63.3 0.300 1000 -4.549 0.072
EF -2.1 0.200 500 -0.031 0.014
delQ = 0.02 l/s -0.006 0.177
Đoạn Q D L h h/Q
l/s (m) (m) (m) m/(l/s)
EB 33.8 0.300 1000 1.423 0.042
BD -6.21 0.200 500 -0.223 0.036
DF -31.2 0.300 1000 -1.228 0.039
FE 2.1 0.200 500 0.031 0.014
delQ = -0.01 l/s 0.003 0.132
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
147
Bài tập 6: Mạng lưới cấp nước như sau. Cho biết:
với D(m) là đường kính ống. Q (m3/s) lưu lượng. Xác
định lưu lượng với độ chính xác ±0.3 (l/s).
QA
B
CD
QB=0.02m3/s
Qc=0.05m3/s
QD=0.03m3/s
qAD=0.049m3/s
qDC=0.012m3/s
A
85,1
87,4 120
Q
d
L68,10)m(dh 
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
148
AB BC CD DA BD
D(mm) 350 350 200 350 200
L(m) 4000 4000 5000 3000 5000
SỐ LIỆU ĐƯỜNG ỐNG
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
149
Kết quả sau 2 lần lặp
Đoạn Q D L dh dh/Q
m**3/s m m m m/m**3/s
AB 0.0519 0.350 4000 4.254 81.882
BD -0.0067 0.200 5000 -1.858 275.575
DA -0.0481 0.350 3000 -2.762 57.472
-0.366 414.929
delABD= 0.5 l/s
Đoạn Q D L dh dh/Q
m**3/s m m m m/m**3/s
BC 0.0387 0.350 4000 2.466 63.743
CD -0.0113 0.200 5000 -4.835 427.628
DB 0.0067 0.200 5000 1.858 275.575
-0.511 766.946
III delBCD= 0.4 l/s
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
150
Bài tập 7: Cho mạng luới sau. Tính phân 
phối lưu lượng trong các đoạn ống sau 
2 lần lặp (CHW=100).
A
B
D E
C F
qAD=50l/s qDE=20l/s
26
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
151
Nút A B C D E F
Q (l/s) 70 30 40 20 25 15
Đoạn AB AD BC CD DE CF EF
L(m) 250 250 250 250 250 250 250
D(mm) 200 250 250 150 200 200 150
SỐ LIỆU BAN ĐẦU
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
152
Bài tập 8: Một đài nước tại O cấp nước cho các
điểm A, B, C, E. Dọc OA & DF lấy nước dọc
ống cho sinh hoạt. Số liệu ống như sau:
Cao độ các điểm như nhau. (HD)yc=14m. Mất
năng theo HW cĩ CHW=140. Giả thiết QAB=QAE
lần lặp 1. [abs( Q)]=1 l/s.
Ống OA AB BC CD DE EA DF
L(m) 1000 1500 1500 500 600 1000 1000
D(m) ? 0.35 0.25 0.2 0.25 0.3 0.2
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
153
Tính:
1. QAB, QCD, QDE
2. Cột nước đo áp tại F
3. Chọn DOA để chiều cao đài nước là 26.8m
O
A E
D F
CB
100l/s
35l/s 30l/s
50l/s
0.04l/s/m
0.04l/s/m
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
154
Bài tập 9: Một đài nước tại O cấp nước
cho các điểm A, B, D với lưu lượng lấy
tập trung QA=0,06m3/s, QB=0,03m3/s,
QD=0,03m3/s và khu dân cư được xem
lấy nước đều dọc theo ống EF với lưu
lượng đơn vị q=4x10-5m3/s/m như hình
vẽ. Mạng lưới đường ống nhựa PVC cĩ
CHW=140, với số liệu trong bảng sau :
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
155
Biết cao độ các điểm O, A , B, D, E , F bằng
+0,0m, áp lực nước cần thiết tại điểm F là Hct
= 18m .
Tính theo phương pháp Hardy-Cross ( Q<
0,001m3/s), dùng cơng thức Hazen để tính tổn
thất cột nước dọc đường hd =10,69L/
D4,87(Q/CHW )1,85. Gợi ý chọn QAB =QAD trong lần
tính thứ nhất, bỏ qua tổn thất cột nước cục
bộ
Ống OA AB BE ED AD EF
L (m) 1500 2800 900 1000 2000 1000
D (m) 0,50 0,35 0,25 0,20 0,30 0,20
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
156
O 
D
A FE
B
q
Q B
Q D
Q A
Sơ đồ:
27
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
157
1/ Xác định lưu lượng nước ( m3/s) qua 
đoạn ống AB
a-0,0437 b-0,0585 c-0,0557 d-0,0772
2/ Xác định lưu lượng nước ( m3/s) qua 
đoạn ống BE
a-0,0257 b-0,0285 c-0,0137 d-0,0472
3/ Xác định lưu lượng nước ( m3/s) qua 
đoạn ống AD 
a-0,0363 b-0,0465 c-0,0828 d-0,0443
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
158
4/ Hãy xác định cột áp cần thiết (m) tại 
điểm E:
a-20,09 b-23,91 c-24,26 d-25,52
5/ Chiều cao đáy bầu đài (m) cần thiết:
a-29,49 b-21,89 c-25,43 d- khác
6/ Nếu đường ống DE hỏng thì cột áp 
(m) tại F là :
a-15,48 b-15,12 c-14,64 d-khác
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
159
PHÂN TÍCH SỰ LÀM VIỆC 
ĐỒNG THỜI CÁC CÔNG 
TRÌNH, THIẾT BỊ TRONG 
MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
160
ĐƯỜNG CONG ĐẶC TÍNH BƠM
h (m)
Q (m3/s)
htk
Qtk
Dạng đường cong 
đặc tính của bơm
Vị trí bơm làm việc có 
hiệu suất cao nhất
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
161
Q (m3/s)
H (m)
max 
max 
Qtk
Htk
ĐƯỜNG CONG HIỆU SUẤT BƠM
 Chỉ hiệu suất của bơm
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
162
dh0
Q0
dh (m)
Q (m3/s)
Tổn thất năng lượng trong đường ống có áp
(do ma sát đường dài giữa ống và nước)
85.1
HW
87.4 C
Q
D
L68.10)m(dh 
28
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
163
Trường hợp 1
Cho hệ thống có:
 Bơm sử dụng đã được xác định (biết đường
cong đặc tính bơm).
 Đọan đường ống (ij) cho trước (chiều dài,
đường kính, hệ số nhám, quy luật tổn thất
năng lượng).
 Cuối đường ống dẫn đưa nước đến một cao
trình hj đã biết.
• Xác định lưu lượng Q0 qua ống ???.
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
164
X
Mặt chuẩn
hi
Vx?
(Q)
h =f(Q)
Q
dh =g(Q)
h
dh
Qx0
Với hệ thống cho trên, giá trị lưu 
lượng qua ống (cũng là lưu lượng bơm) 
xác định như sau: 
biết
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
165
• Gọi Qx là lưu lượng giả định qua ống. Từ
đường cong quan hệ tổn thất năng lượng xác
định được tổn thất năng lượng trong đường
ống dh.
• Ngòai ra, khi bơm họat động với lưu lượng
Qx, từ đường cong đặc tính bơm xác định
được cột nước bơm h.
• Do đó, cột nước hiệu ích thực còn lại của
bơm là:
 hx = h – (dh+Vx2/2g)
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
166
• So sánh giá trị hx và cột nước địa hình hi:
- nếu hx < hi lưu lượng Qx sẽ giảm đến khi nào
hx =hi.
- nếu hx > hi lưu lượng Qx sẽ tăng đến khi nào
hx =hi.
Dĩ nhiên trong quá trình thay đổi Qx giá trị dh
(tổn thất) & h (cột nước bơm) thay đổi theo.
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
167
• Từ phân tích này ta nhận thấy lưu
lượng bơm không phải là giá trị áp
đặt “chủ quan” vào hệ thống
 nó là kết quả từ sự cân bằng làm
việc phối hợp giữa đặc tính đường
ống, bơm và điều kiện “biên”.
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
168
• Trường hợp 2: Giả thiết bơm sử dụng đã
được xác định (biết đường cong đặc tính
bơm) và một đọan đường ống (ij) với
đặc trưng hình học của ống đã cho trước
(chiều dài, đường kính, hệ số nhám, quy
luật tổn thất năng lượng). Đường ống tải
lưu lượng thiết kế Q0 cho trước.
• Xác định cột nước hi ?.
29
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
169
Giải: Khi đường ống tải qua lưu lượng
Q0, từ đường cong quan hệ tổn thất
năng lượng xác định được dh tương
ứng.
Ngòai ra, khi bơm họat động với lưu
lượng Q0, từ đường cong đặc tính bơm
xác định được cột nước bơm h.
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
170
 Do đó, cột nước bơm mà bơm có thể
làm việc là:
 hj = h – (dh+V02/2g) với V0=Q0/S
trong đó S là tiết diện đường ống.
• Trên cơ sở lý luận này cho phép khảo
sát sự thay đổi cột nước bơm có thể
làm việc khi lưu lượng lấy qua ống thay
đổi.
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
171
• Trường hợp 3: Khảo sát một hệ thống đơn
giản gồm bơm X, đài nước. Nối liền bơm và
đài nước là một đường ống với các thông số
đã biết.
• Giả thiết tại một thời điểm khảo sát mực
nước trong đài đã xác định Hđ và lưu lượng
dùng tại B đã biết Qx.
• Xác định trạng thái nước ra (vào) đài nước
và lưu lượng bơm Qb ?.
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
172
Mặt chuẩn
Qb
Qđ
Qx
X
Hđ
Hx
A
B
Vx
biết
biết
biết
Chưa biết
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
173
So sánh HA và HA(*):
 Nếu HA >HA(*) tăng giá trị giả thiết Qb và
ngược lại. Chọn giá trị Qb khi: HA = HA(*)
Lưu lượng nước đi vào đài là : Qđ =Qb –Qx.
Nếu HA(*) < Hđ nước đi ra khỏi đài với lưu
luợng Qđ xác định như sau:
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
174
Với Qx đã xác định (Vx biết), xác định dhAB và từ đó
cột nước đo áp tại A (chân đài) là HA(*):
HA(*) =Hx+dhAB+V02/2g
So sánh HA(*) và Hđ có 2 khả năng xảy ra:
- Nếu HA(*) > Hđ nước đi vào đài với lưu luợng Qđ
xác định như sau:
Giả thiết giá trị lưu lượng bơm Qb (với Qb > Qx). Từ
quan hệ đường đặc tính bơm xác định cột nước bơm
h và từ quan hệ tổn thất năng lượng xác định tổn
thất năng lượng trong đoạn ống từ X đến A là dhXA.
Từ đó:
HA =h - dhXA
30
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
175
Giả thiết giá trị Qb (với Qb < Qx). Từ quan hệ
đường đặc tính bơm xác định cột nước bơm h
và từ quan hệ tổn thất năng lượng xác định
tổn thất năng lượng trong đoạn ống từ X đến
A là dhXA. Từ đó:
HA =h - dhXA
So sánh HA và HA(*) . Nếu HA >HA(*) tăng
giá trị giả thiết Qb và ngược lại. Chọn giá trị
Qb khi: HA = HA(*). Lưu lượng nước đi ra khỏi
đài là : Qđ =Qx - Qb.
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
176
PHỤ LỤC
TÍNH THỦY LỰC DÒNG CHẢY ĐỀU 
KHÔNG ÁP TRONG ỐNG TRÒN 
BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRA BẢNG
(Xem lý thuyết trong Sách Cấp thốt 
nước - Nguyễn Thống) & bảng tra ở 
Bài giảng Chương 6)
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
177
TÍNH THỦY LỰC DÒNG CHẢY TRONG ỐNG TRÒN 
BẰNG ĐỒ THỊ
D (m) 0.2 0.4
h/D F(h/D) ω(h/D) F(h/D) ω(h/D)
0.98 0.0043 0.031 0.0274 0.125
0.97 0.0043 0.031 0.0273 0.125
0.96 0.0043 0.031 0.0272 0.124
0.95 0.0043 0.031 0.0271 0.123
0.94 0.0042 0.031 0.0269 0.123
0.93 0.0042 0.03 0.0267 0.122
0.92 0.0042 0.03 0.0264 0.121
( / ) nQF h D
i
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
178
PHỤ LỤC
HỆ SỐ KHÔNG ĐIỀU HÒA 
GIỜ CỦA NƯỚC SINH 
HOẠT
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
179
• Hệ số (ki) (%lưu lượng ngày nước sinh hoạt)
Giờ Kh-max
ki 1.25 1.3 1.35 1.5 1.7 2 2.5
0-1 3,23 3,20 3,00 1,50 1,00 0,75 0,60
1-2 3,25 3,10 3,20 1,50 1,00 0,75 0,60
2-3 3,30 3,20 2,50 1,50 1,00 1,00 1,20
3-4 3,32 3,20 2,60 1,50 1,00 1,00 2,00
4-5 3,25 3,20 3,50 2,50 2,00 3,00 3,50
5-6 3,40 3,40 4,10 3,50 3,00 5,50 3,50
6-7 3,85 3,80 4,50 4,50 5,00 5,50 4,50
7-8 4,45 4,60 4,90 5,50 6,50 5,50 10,20
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
180
Giờ Kh-max
ki 1.25 1.3 1.35 1.5 1.7 2 2.5
8-9 5,20 5,40 4,90 6,50 6,25 3,50 8,80
9-10 5,05 5,00 5,60 6,25 5,50 3,50 6,50
10-11 4,85 4,80 4,90 6,25 4,50 6,00 4,10
11-12 4,60 4,60 4,70 6,25 5,50 8,50 4,10
12-13 4,60 4,50 4,40 5,00 7,00 8,50 3,50
13-14 4,55 4,40 4,10 5,00 7,00 6,00 3,50
14-15 4,75 4,60 4,10 5,50 5,50 5,00 2,00
15-16 4,70 4,60 4,40 6,00 4,50 5,00 6,20
3
i i ngd maxQ k *Q (m / s) 
31
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
181
Giờ Kh-max
16-17 4,65 4,40 4,30 6,00 5,00 3,50 10,40
17-18 4,35 4,30 4,10 5,50 6,50 3,50 9,40
18-19 4,40 4,40 4,50 5,00 6,50 6,00 7,30
19-20 4,30 4,50 4,50 4,50 5,00 6,00 3,80
20-21 4,30 4,50 4,50 4,00 4,50 6,00 1,70
21-22 4,20 4,80 4,80 3,00 3,00 3,00 1,10
22-23 3,75 3,80 4,60 2,00 2,00 2,00 0,80
23-24 3,70 3,70 3,30 1,25 1,25 1,00 0,70
Sum 100 100 100 100 100 100 100
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
182
CÂU HỎI ƠN
Chiều cao đáy bầu đài nước phụ thuộc: 
 áp lực tự do cần thiết của ngơi nhà 
bất lợi nhất
 khoảng cách từ đài nước đến nguồn 
nước
 cột áp của máy bơm
 cả 3 câu trên
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
183
CÂU HỎI ƠN
Tiêu chuẩn nước sinh hoạt của Việt Nam
theo TC 33-85 qui định nước cấp cho
nhu cầu sinh hoạt tại đơ thị thỏa :
 Độ pH = 6,5 – 10
 Hàm lượng chất khơng tan < 10 mg/l
 Độ pH = 6,5 – 8, 5 và hàm lượng chất
khơng tan < 10 mg/l
 Số vi trùng trong 1 lít nước bằng 0
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
184
CÂU HỎI ƠN
Đường kính kinh tế của mạng lưới cấp
nước được xác định dựa vào :
 Giá thành của mạng lưới là nhỏ nhất
 Giá thành của mạng lưới và chi phí 
vận hành là nhỏ nhất
 Tổn thất cột nước trong mạng lưới nhỏ 
nhất
 Câu a và câu c
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
185
CÂU HỎI ƠN
Dung tích điều hịa của đài nước 
KHƠNG phụ thuộc : 
 chế độ làm việc của trạm bơm cấp 1
 chế độ làm việc của trạm bơm cấp 2
 biểu đồ dùng nước của khu vực 
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
186
CÂU HỎI ƠN
Phát biểu nào sau đây là ĐÚNG:
 Mạng lưới cấp nước ở giờ dùng nước 
nhỏ nhất thì nước chuyển lên đài nước
 Mạng lưới cấp nước ở giờ dùng nước 
lớn nhất thì nước chuyển lên đài nước
 Mạng lưới cấp nước ở giờ dùng nước 
trung bình thì nước chuyển lên đài 
nước.
32
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
187
CÂU HỎI ƠN
Chiều cao đáy bầu đài nước phụ thuộc: 
 áp lực tự do cần thiết của ngơi nhà 
bất lợi nhất
 khoảng cách từ đài nước đến nguồn 
nước
 cột áp của máy bơm
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
188
CÂU HỎI ƠN
Đối với van, mệnh đề nào sau đây là SAI 
 Van (Khĩa K) dùng để đĩng mở nước cho
từng đoạn ống.
 Van 1 chiều chỉ cho nước chảy theo một
chiều nhất định.
 Van xả bùn để tháo nước và bùn khi tẩy 
rửa đường ống.
 Van xả khí đặt ở vị trí thấp của mạng lưới 
để xả khí tích tụ trong ống ra ngồi.
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
189
CÂU HỎI ƠN
Đường kính kinh tế của mạng lưới cấp
nước được xác định dựa vào :
 Giá thành của mạng lưới là nhỏ nhất
 Giá thành của mạng lưới và chi phí 
vận hành là nhỏ nhất
 Tổn thất cột nước trong mạng lưới nhỏ 
nhất.
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
190
HẾT CHƯƠNG
MẠNG LƯỚI 
CẤP NƯỚC 
KHU VỰC