Thiết Kế Hệ Thống Thoát Và Xử Lý Nước Thải Cho Thành Phố Th Đến Năm 2030

1

CHƢƠNG I

TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, ĐẶC ĐIỂM KINH TẾ,

XÃ HỘI VÀ QUY HOẠCH THÀNH PHỐ THANH HÓA

1. Điều kiện tự nhiên

1.1. Vị trí địa lý Thanh Hoá.

Thanh hóa nằm ở cực Bắc Miền Trung, cách thủ đô Hà Nội 150km về

phía Bắc, cách Thành phố Hồ chí Minh 1.560km về phía Nam. Phía Bắc giáp

với 3 tỉnh Sơn La,Hòa Bình,Ninh Bình, phía Nam giáp với Nghệ An, phía

Tây giáp Lào, phía Đông là vịnh Bắc Bộ.

1.2. Địa Hình.

Thanh Hóa có địa hình đa dạng, thấp dần từ Tây sang Đông, chia làm 3

vùng rõ rệt:

- Vùng núi và Trung du có diện tích đất tự nhiên 839.037 ha, chiếm

75,44% diện tích toàn tỉnh, độ cao trung bình vúng núi từ 600 – 700m, độ dốc

trên 250,v vùng trung du có độ cao trung bình 150 – 200m, độ dốc từ 15 – 20.

- Vùng đồng bằng có diện tích đất tự nhiên là 162.341 ha, chiếm

14,61% diện tích toàn tỉnh, đƣợc bồi tụ bởi các hệ thống Sông Mã, Sông

Bạng, Sông Yên và Sông Hoạt. Độ cao trung bình từ 5- 15m, xen kẽ có các

đồi thấp và núi đá vôi độc lập. Đồng bằng Sông Mã có diện tích lớn thứ ba

sau đồng bằng Sông Cửu Long và đồng bằng Sông Hồng.

- Vùng ven biển có diện tích 110.655 ha, chiếm 9,95% diện tích toàn

tỉnh, với bờ biển dài 102km, địa hình tƣơng đói bằng phẳng. Chạy dọc theo

bờ biển là các cửa sông. Vùng đất cát ven biển có độ cao trung bình 3-6m, có

bãi tắm Sầm Sơn nổi tiếng và các khu nghỉ mát khác nhƣ Hải Tiến (Hoàng

Hóa) và Hải Hòa (Tĩnh Gia)…;có những vùng đất đai rộng lớn thuận lợi cho

việc nuôi trồng thủy sản và các khu công nghiệp, dịch vụ kinh tế biển.

1.3. Đặc điểm khí hậu.

Thanh Hóa nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa rõ rệt.

2

- Lƣợng mƣa trung bình hàng năm khoảng 1600-2300mm, mỗi năm có

khoảng 90-130 ngày mƣa. Độ ẩm tƣơng đối từ 85%-87%, số giờ nắng bình

quân khoảng 1600-1800 giờ. Nhiệt độ trung bình 230C-240C, nhiệt độ giảm

dần khi lên vùng núi cao.

- Hƣớng gió phổ biến mùa Đông là Tây Bắc và Đông Bắc, mùa Hè là

Đông và Đông Nam

Đặc điểm khí hậu thời tiết với lƣợng mƣa lớn, nhiệt độ cao, ánh sáng

dồi dào là điều kiện thuận lợi cho sản xuất nông, lâm, ngƣ nghiệp.

1.4.Địa chất công trình

Địa chất của thành phố Thanh Hóa rất tốt cho xây dựng công trình.Cƣờng

độ đất đạt từ 1.5-2.0 kg/cm2

. Khu vực gần núi trƣờng Lệ đạt >2 kg/cm2

.

Mực nƣớc ngầm không bị nhiễm bẩn và lên tới 1-1.4m. Vì vậy cần có

biện pháp khắc phục khi thi công nền móng.

2. Đặc điểm kinh tế xã hội

2.1. Tính chất và động lực phát triển.

a.Về tính chất:

Tỉnh Thanh Hoá, là một trong những trung tâm chính trị, kinh tế,văn hóa,

khoa học, đặc biệt là du lịch ...

Sầm Sơn là hạt nhân chính phát triển hệ thống đô thị toàn tỉnh, của cụm

động lực phát triển kinh tế, nơi tập trung một số cơ sở kinh tế kỹ thuật của

tỉnh, chủ yếu tạo ra động lực phát triển kinh tế toàn tỉnh và một phần vùng

Bắc Trung Bộ.

b. Về động lực phát triển:

Nền kinh tế của Thành phố hiện đang tiếp tục ổn định phát triển (Tốc độ

tăng trƣởng kinh tế GDP giai đoạn 2012 - 2015 đạt 10.10 %, GDP bình quân

năm 2015 : 570 USD/ năm).

Dự báo đến năm 2015:

Tốc độ tăng trƣởng kinh tế đạt 18.00 %

Cơ cấu kinh tế :

-Công nghiệp , XDCB : 50.00 %

3

-TM - dịch vụ và Du lịch : 45.00 %

-Nông nghiệp : 5.00%

-GDP bình quân : 3.000 - 3.5000 USD/ngƣời /năm

Dự báo đến năm 2020:

Tốc độ tăng trƣởng kinh tế đạt 14 -15.00 %

Cơ cấu kinh tế :

-Công nghiệp , XDCB : 50.00 %

-TM - dịch vụ và Du lịch : 45.00 %

-Nông nghiệp : 5.00%

-GDP bình quân : 5.000 - 5.5000 USD/ngƣời /năm

Động lực chủ yếu phát triển Thành phố trong những năm tới là dịch vụ,

công nghiệp, quản lý hành chính, đào tạo , khoa học công nghệ. Trong đó ƣớc

tính đến năm 2020 tỷ trọng dịch vụ chiếm 50.0 - 45.0%; công nghiệp 45.0 -

50.0%. Nông , lâm nghiệp và các ngành khác 5.0%.

Bảng 1: Dự báo chỉ tiêu phát triển kinh tế đến năm 2015 và 2020

TT Chỉ tiêu kinh tế

Đơn

vị

Toàn tỉnh Thành Phố

200

0

2015 2012 2015 2020

I Tốc độ T.Trƣởng kinh tế % 12.0 13.0

1 - Dịch vụ - du lịch % 16.4 15.0

2 - CN - XDCB % 16.0 16.0

3

-Nông lâm và khai

khoáng % 5.0 5.0

II GDP b.quân đầu ngƣời US

D

341 997 570 3500 5500

III Cơ cấu GDP % 100 100 100 100 100

1 - Dịch vụ - du lịch % 42.7 34.6 29.1 45.0 50.0

2 - CN - XDCB % 26.6 50.7 64.1 50.0 45.0

3

-Nông lâm và khai

khoáng % 30.7 14.7 6.8 5.0 5.0

IV Tổng vốn đầu tƣ Tỉ

đồng 12.8 63.4 21.54

4

2.2. Cơ cấu sử dụng đất xây dựng.

Bảng 2: Hiện trạng sử dụng đất ( năm 2012):

- Diện tích đất tự nhiên 1.288,4 ha

- Diện tích đất xây dựng đô thị 956,0 ha

Dự kiến nhu cầu sử dụng đất xây dựng năm 2015. 1.038,0 ha

Dự kiến nhu cầu sử dụng đất xây dựng năm 2020. 1.736,0 ha

2.3. Các chỉ tiêu xây dựng đô thị .

a.Khu ở:

Khu nội thành cũ: Dự kiến tỉ lệ tầng cao trung bình 2.0 – 2.5 tầng, mật độ

xây dựng 45 - 50%., hệ số sử dụng đất 0.9 – 1.3 .

Khu nội thành mở rộng và các khu đô thị mới: Chủ yều xây dựng nhà ở

dạng chung cƣ, nhà ở liền kề và biệt thự có vƣờn. Tầng cao trung bình 3.5 –

4.0 tầng.

b.Khu trung tâm:

Trung tâm hành chính, chính trị và các cơ quan không thuộc thành phố có

thể xây hợp khối hoặc riêng lẻ, tầng cao trung bình 3 – 5 tầng. Mật độ xây

dựng 35 – 40%.

Trung tâm thƣơng mại dịch vụ kết hợp khu văn phòng đại diện, khách

sạn, … tầng cao trung bình 4 – 5 tầng. Đặc biệt có thể bố trí các công trình 9 –

12 tầng hoặc cao hơn.

Các trung tâm chuyên ngành : tuỳ tính chất, yêu cầu sử dụng để lựa chọn

tầng cao, mật độ xây dựng và hệ số sử dụng đất phù hợp.

Khu vực nội thành phát triển: tầng cao trung bình khoảng từ 2 – 2.5 tầng,

mật độ xây dựng 35 -40%, hệ số sử dụng đất từ 0.8 – 1.0.

2.3 Các chỉ tiêu xây dựng công trình kỹ thuật hạ tầng.

a.Giao thông:

Chỉ tiêu sử dụng đất giao thông từ 19 –20 m2

/ ngƣời. Tỷ lệ chiếm đất 20-

25% đất xây dựng đô thị, riêng khu nội thành cũ 15 – 16%. Chỉ tiêu mật độ

5

mạng đƣờng từ 4 – 5 km / km2

.

b.Cấp nước :

Bảng 3: Hiện trạng cấp nƣớc

Số

TT

Loại dùng nƣớc Đơn vị Hiện tại Giai đoạn

2015

Giai

đoạn

2020

1

Tiêu chuẩn CN dân nội

thị

L/ ng ngđ 80 - 100 110 - 130 140 -150

2

Tỉ lệ cấp nƣớc dân nội

thị

% 60 -70 75 - 85 80 - 90

3

Tiêu chuẩn CN dân

ngoại thị

L/ ng ngđ 30 - 40 60 - 70

4

Cấp nƣớc công trình

CC

% NSH 8.00 15.0

5

Nƣớc tƣới cây tƣới

đƣờng

% NSH 8.00 10.0

6

Cấp nƣớc khu công

nghiệp

m

3

/ha/ngđ 34 - 40 30 - 40

7

Nƣớc dò rỉ và dự

phòng

% 50.0 30.0 25.0

2.4. Định hƣớng tổ chức và phát triển không gian.

Theo định hƣớng phát triển không gian sẽ cải tạo chỉnh trang đầu tƣ chiều sâu

a.Các khu công nghiệp:

Cải tạo khu công nghiệp Đình Hƣơng đạt tiêu chuẩn khu công nghiệp tập

trung, diện tích 150 ha.

Xây dựng khu công nghiệp tập trung Lễ Môn, diện tích 150 – 200 ha theo

hƣớng công nghiệp đa ngành.

Khu công nghiệp Tây Nam thành phố bố trí dọc tuyến đƣờng vành đai từ

6

ngã ba Nhôi đi cầu Quán Nam, diện tích từ 25 – 30 ha. Ƣu tiên các ngành sản

xuất vật liệu xây dựng, công nghiệp sản xuất phân bón, hoá chất độc hại, khu

xử lý rác của thành phố.

Ngoài ra trong các khu dân cƣ còn bố trí các cơ sở công nghiệp, tiểu thủ

công nghiệp vừa và nhỏ, các công trình công nghiệp sạch không làm ảnh

hƣởng tới môi trƣờng nhằm thu hút lao động tại chỗ.

Tổng diện tích đất dành cho các khu công nghiệp từ 400 – 500 ha.

Cùng với các khu dân cƣ và các khu công nghiệp , trong thành phố còn có

các khu vực: Hệ thống trung tâm công cộng; Các cơ quan, trƣờng học viện

nghiên cứu và các trung tâm chuyên ngành; Hệ thống Công viên, Cây xanh,

Thể dục thể thao, nghỉ ngơi giải trí và các vùng bảo vệ thiên nhiên; Các khu

quốc phòng an ninh.

b.Các khu dân cư nông thôn:

Các khu dân cƣ hiện có và đƣợc đƣa vào thành phố do mở rộng địa giới

sẽ đƣợc giữ lại và xây dựng mới để đáp ứng yêu cầu sản xuất nông lâm ngƣ

nghiệp ngoại thành nhằm cải thiện đời sống theo hƣớng xây dựng vùng nông

thôn mới văn minh, hiện đại. Dân số khu vực náy dự báo khoảng 30.000

ngƣời vào năm 2015 và 20.000 ngƣời vào năm 2020.

3. Chọn hệ thống thoát nƣớc và các phƣơng án thoát nƣớc.

3.1. Cơ sở chọn hệ thống thoát nƣớc.

-Hiện trạng hệ thống thoát nƣớc

-Các điều kiện về khí hậu, địa hình

-Diện tích tính toán và đặc điểm của lƣu vực

-Theo chiến lƣợc thoát nƣớc đến năm 2015 của Bộ xây dựng: Cố gắng tận

dụng hệ thống thoát nƣớc cũ và cần tách nƣớc để xử lý nƣớc thải. Với các nơi

thiết kế mới thì xây mới hoàn toàn.

3.2. Phƣơng hƣớng lựa chọn hệ thống thoát nƣớc

Hệ thống thoát nƣớc của Sầm Sơn chủ yếu là hệ thống cống chung ( bao

gồm cả nƣớc mƣa và nƣớc bẩn ), hệ thống này chủ yếu tập trung ở hai

7

phƣờng nội thị, các khu vực khác vẫn chƣa có hệ thống thoát nƣớc.

Những năm gần đây thành phố có bƣớc phát triển khá nhanh, đặc biệt là

du lịch. đã trở thành trung tâm du lịch không chỉ của miền Bắc mà của cả

nƣớc vì vậy yêu cầu về vệ sinh môi trƣờng đòi hỏi ngày càng cao. Định

hƣớng phát triển của không gian của thị xã sẽ cải tạo chỉnh trang đầu tƣ chiều

sâu cho khu vực nội thị.

Định hƣớng phát triển của thị xã trong những năm gần đây cũng nhƣ

trong tƣơng lai chủ yếu tập trung vào phát triển du lịch.Vì vậy thị xã phấn đấu

đến năm 2020 sẽ hoàn chỉnh hệ thống thoát nƣớc bẩn riêng, hệ thống thoát

nƣớc mƣa riêng.

Cƣờng độ mƣa trong khu vực lớn: q20 = 302.4 l/s-ha rất lớn so với lƣu

lƣợng nƣớc thải sinh hoạt.

Nƣớc bẩn trong khu vực phải đƣợc xử lý tới mức độ cần thiết nên việc sử

dụng hệ thống thoát nƣớc riêng hoàn toàn sẽ làm giảm quy mô công suất trạm

xử lý nƣớc thải dẫn tới giảm chi phí xây dựng và quản lý đảm bảo cho các

công trình làm việc một cách điều hoà và đạt hiệu quả cao về kinh tế và kỹ

thuật.

Việc xây dựng hệ thống thoát nƣớc riêng – quy hoạch, phân vùng và xây

dựng tuyến cống bao để thu toàn bộ nƣớc thải sinh hoạt , công nghiệp của

toàn thành phố.

Xây dựng trạm xử lý nƣớc thải cho Thành phố

Khơi thông, nạo vét , kè đá cho các sông hồ để cho việc thoát nƣớc đƣợc

nhanh chóng.

8

CHƢƠNG II

THIẾT KẾ MẠNG LƢỚI NƢỚC THẢI SINH HOẠT

1. Các số liệu cơ bản

1.1. B¶n ®å quy ho¹ch thµnh phè TH:

(Xem b¶n vÏ sè 1)

1.2. DiÖn tÝch vµ mËt ®é d©n sè

Dùa vµo b¶n ®å quy ho¹ch cña Thµnh phè vµ mËt ®é d©n sè cña c¸c ph-êng,

ta chia Thµnh phè thµnh 2 khu vùc.

-Khu vùc I: Tæng diÖn tÝch ®Êt x©y dùng: 589,544 ha

MËt ®é d©n sè: 180 ng-êi/ha

-Khu vùc II: Tæng diÖn tÝch ®Êt x©y dùng: 542,986 ha.

MËt ®é d©n sè: 190 ng-êi/ha

1.3.Tiªu chuÈn th¶i n-íc

LÊy theo tiªu chuÈn cÊp n-íc

Khu vùc I: q0=165 l/ng-êi/ngµy

Khu vùc II: q0=170 l/ng-êi/ngµy

1.4.N-íc th¶i khu c«ng nghiÖp

Tiªu chuÈn th¶i khu c«ng nghiÖp: QSX max = 12% n-íc th¶i khu d©n c-.

1.5. N-íc th¶i c¸c c«ng tr×nh c«ng céng

a. BÖnh viÖn

S¬ bé lÊy tæng sè bÖnh nh©n chiÕm 1% d©n sè toµn Thành phố:

B=

100

(589,544.180  542,986.190)

. 1 = 1830(ng-êi).

+Tæng sè gi-êng bÖnh: 1830 gi-êng bao gåm:

+Tiªu chuÈn th¶i n-íc: 300 l/ng-êi.ng® (theo TCXDVN-1997);

+HÖ sè kh«ng ®iÒu hoµ giê: Kh=2,5;

+Sè giê th¶i n-íc: 24 h/ngµy.

b, Tr-êng häc

+S¬ bé lÊy tæng sè häc sinh chiÕm 15% (Tiªu chuÈn:15%



20% sè

d©n) d©n sè ThÞ x·.

9

H =

100

(589,544.180  542,986.190)

.15 = 31393 (ng-êi)

+Tiªu chuÈn th¶i n-íc lµ: 30 l/ng-êi.ng® (theo TCXDVN-1997);

+HÖ sè kh«ng ®iÒu hoµ giê: Kh=1,8;

+Sè giê th¶i n-íc: 8 h/ngµy.

2. X¸c ®Þnh l-u l-îng tÝnh to¸n khu d©n c-.

2.1.D©n sè tÝnh to¸n

D©n sè tÝnh to¸n lµ sè d©n tÝnh ë cuèi thêi h¹n tÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ

thèng tho¸t n-íc( n¨m 2020), ®-îc tÝnh to¸n theo c«ng thøc:

N=F



n



 ( ng-êi )

N: D©n sè tÝnh to¸n ë khu vùc (ng-êi);

n: MËt ®é d©n sè ë khu vùc (ng-êi/ha);

: HÖ sè kÓ ®Õn viÖc x©y dùng xen kÏ c¸c c«ng tr×nh;

F: Lµ diÖn tÝch cña khu vùc.

a. Khu vùc I: N1=F1



n1



1

( ng-êi )

F1=589,544 ha

n1=180 ng-êi/ha

1=0,85

N1=589,544.180.085 = 90200 (ng-êi)

b. Khu vùc II: N2=F2



n2



2

( ng-êi )

F2=542,986 ha

n2=190 ng-êi/ha

2=0,9

N2=542,986.190.0.9 = 92850 ( ng-êi)

VËy tæng sè d©n tÝnh to¸n cña toµn thµnh phè lµ:

N = N1+N2 = 90200+92850 =183050 (ng-êi)

2.2.X¸c ®Þnh l-îng n-íc th¶i tÝnh to¸n khu d©n c￾a. L-îng n-íc th¶i trung b×nh ngµy:

Q

tb

ng

C«ng thøc: Q=

1000

N  qo

10

Trong ®ã: N : D©n sè tÝnh to¸n (ng-êi);

qo

: Tiªu chuÈn th¶i n-íc (l/ng-êi.ng®);

Khu vùc I: qo=160 l/ng-êi.ng®

Khu vùc II: qo=180 l/ng-êi.ng®

+Khu vùc I:

Q

tb

I

=

1000

N1

 qo = 14883

1000

90200 165





(m3

/ng®)

+Khu vùc II:

Q

tb

II

=

1000

N2

 qo = 15784,5

1000

92850 170





(m3

/ng®)

L-u l-îng n-íc th¶i sinh ho¹t toµn thµnh phè:

Qtb = 14883+15784,5 = 30667,5 (m

3

/ng®)

b. L-u l-îng n-íc th¶i trung b×nh gi©y

q

tb

s

C«ng thøc:

q

tb

s

=

24 3,6

Q

tb

ng

Khu vùc I:

q

tb

s

1

=

24 3,6

1



Q

tb

ng

=

24 3,6

14883



=172,25 (l/s)

Khu vùc II:

q

tb

s

2

=

24 3,6

2



Q

tb

ng

=

24 3,6

15784,5



=182,69 (l/s)

Toµn thµnh phè:

q

tb

s

=q

tb

s

1

+

q

tb

s

2

= 172,25+182,69 = 354,94 (l/s)

Tõ l-u l-îng trung b×nh gi©y tra b¶ng II-20 TCVN 7957 vµ chän gi¸ trÞ

gÇn nhÊt ta cã hÖ s« kh«ng ®iÒu hoµ Kch nh- sau:

Víi

q

tb

s

1

= 172,25 (l/s) th× Kch=1,55

Víi

q

tb

s

2

= 182,69 (l/s) th× Kch=1,55

Víi

q

tb

s

= 354,94 (l/s) th× Kch=1,4

c. L-u l-îng gi©y lín nhÊt:

qs

max

C«ng thøc:

qs

max

=q

tb

s



Kch