Những Sai Lầm Cần Tránh Trong Thiết Kế Hệ Thống Thoát Nước

Thiết kế hệ thống thoát nước đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì môi trường sống an toàn và bền vững. Đây không chỉ là phần hạ tầng kỹ thuật đơn thuần, mà còn là “lá chắn” bảo vệ đời sống trước thiên tai. Hãy cùng GOAT bàn luận về tầm quan trọng và những lưu ý trong thiết kế hệ thống thoát nước.

2 TIÊU CHÍ QUAN TRỌNG TRONG THIẾT KẾ HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC

Nếu không được thiết kế đúng cách, hệ thống thoát nước có thể gây ra một số vấn đề như:

• Ngập úng cục bộ
• Ô nhiễm mỗi trường đất và nước
• Xói mòn nền móng công trình
• Mầm mống bệnh dịch
• Gia tăng chi phí duy tu sửa chữa. 

Chính vì vậy, việc đầu tư vào một thiết kế hệ thống thoát nước khoa học, phù hợp địa hình là điều bắt buộc với mỗi công trình. Và 2 tiêu chí quan trọng trong thiết kệ hệ thống này là:

• Độ dốc cống thoát nước
• Tốc độ dòng chảy

CÁCH TÍNH TOÁN ĐỘ DỐC CỐNG THOÁT NƯỚC KHI THIẾT KẾ

______

1. Độ dốc hệ thống thoát nước là gì?

❝ 
Độ dốc hệ thống thoát nước (còn gọi là độ nghiêng) là sự chênh lệch về cao độ giữa điểm đầu và điểm cuối của tuyến ống, hướng về phía cống thoát nước. Mục đích là để hướng dòng nước chảy tự nhiên theo trọng lực, giúp thu gom và thoát nước mưa, nước thải một cách nhanh chóng, hiệu quả, hạn chế tối đa tình trạng ứ đọng, ngập úng.

Đây là một yếu tố then chốt trong thiết kế kỹ thuật, bởi:

• Độ dốc phù hợp sẽ giúp hệ thống hoạt động ổn định, hạn chế lắng cặn.

• Ngược lại, độ dốc không đúng sẽ làm tăng chi phí bảo trì, dễ gây tắc nghẽn hoặc xói mòn ống.

Vì vậy, việc tính toán đúng độ dốc ngay từ đầu không chỉ đảm bảo khả năng vận hành ổn định, mà còn giảm thiểu chi phí duy tu về lâu dài.

______

2. Công thức tính độ dốc hệ thống thoát nước

Độ dốc thường được biểu thị bằng tỷ lệ (%) hoặc dạng phân số, được tính theo công thức:

$$\text{Độ dốc} = \frac{\Delta h}{L} \times 100 \ (\%)$$Trong đó:

• Δh: Chênh lệch cao độ giữa hai điểm (m).
• L: Chiều dài đoạn ống thoát nước (m).

______

3. Độ dốc tối thiểu theo tiêu chuẩn

Theo các tiêu chuẩn thiết kế hệ thống thoát nước (như TCVN, AS/NZS), độ dốc tối thiểu được quy định để đảm bảo dòng chảy tự nhiên và tránh tình trạng nước đứng.

Hiện nay, nước ta có quy định về Thoát nước - Mạng lưới và công trình bên ngoài - Yêu cầu thiết kế trong TCVN 7957:2023. 

Theo tiêu chuẩn này, độ dốc tối thiểu của đường cống trong hệ thống thoát nước giản lược như sau:

• Độ dốc tối thiểu của đường cống: 1/200 (tương đương 0,5%)

• Đường kính tối thiểu của ống: 100 mm

• Chiều sâu chôn ống: < 0,4 m

• Vật liệu hố ga và giếng kiểm tra: có thể được xây bằng gạch, bê tông hoặc làm bằng cấu kiện chất dẻo chế tạo sẵn

Bảng 15 TCVN 7957:2023 - Độ dốc nhỏ nhất của rãnh đường, mương

______

Ví dụ tính toán

Giả sử có một đoạn ống dài 50m, chênh lệch cao độ giữa hai điểm là 0,5m. Tính độ dốc của hệ thống thoát nước thải?

$$\text{Độ d}\acute{\stackrel{ˆ}{\text{o}}}\text{c}=\frac{0,5}{50}\times 100=1\mathrm{\%}$$

Kết luận: Đoạn ống này có độ dốc phù hợp với tiêu chuẩn cho ống thoát nước thải.

XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG VÀ VẬN TỐC DÒNG CHẢY

______

1. Công thức tính lưu lượng và vận tốc dòng chảy

• Lưu lượng nước thải (Q): Xác định dựa trên số liệu thực tế (số hộ gia đình, công suất nhà máy, v.v.).
• Vận tốc dòng chảy (V):
  • Vận tốc tối thiểu: 0,6 m/s để tránh lắng đọng cặn bã.
  • Vận tốc tối đa: 3 m/s để bảo vệ thành ống khỏi bị mài mòn.

Công thức:

$$\mathrm{<span\; style="color:\#000000;"><span\; style="font-size:18px;"><span\; style="font-family:arial,helvetica,sans-serif;">Q</span></span><span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 18px;\; text-align:\; justify;">=</span><span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 18px;\; text-align:\; justify;">A</span><span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 18px;\; text-align:\; justify;">\times </span><span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 18px;\; text-align:\; justify;">V</span></span>}$$

• A: Diện tích mặt cắt ống (m²).
• V: Vận tốc dòng chảy (m/s).

Dựa trên lưu lượng và vận tốc dòng chảy, bạn có thể điều chỉnh độ dốc để đạt hiệu quả tốt nhất.

______

2. Các yếu tố ảnh hưởng đến vận tốc dòng chảy

• Chất liệu ống: Ống nhựa hoặc bê tông có hệ số ma sát khác nhau, ảnh hưởng đến vận tốc dòng chảy.
• Địa hình: Địa hình dốc tự nhiên giúp giảm chi phí, nhưng địa hình bằng phẳng hoặc thấp hơn cần bơm nước hỗ trợ.
• Loại nước thoát: Nước thải sinh hoạt thường chứa cặn nên yêu cầu độ dốc cao hơn nước mưa.

5 LƯU Ý VỀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC

• Tránh độ dốc quá lớn: Độ dốc cao hơn mức cần thiết sẽ làm tăng vận tốc dòng chảy, gây xói mòn thành ống và khó khăn trong lắp đặt.
• Tích hợp hệ thống hố ga khoa học: Đặt hố ga tại các đoạn chuyển hướng hoặc nơi thay đổi độ dốc để kiểm soát dòng chảy. (Xem thêm về khoảng cách hố ga thoát nước)
• Kiểm tra thực địa: Đảm bảo độ dốc được duy trì đồng đều trong suốt hệ thống.

KẾT LUẬN

Việc đảm bảo đúng thiết kế hệ thống thoát nước không chỉ giúp hệ thống hoạt động hiệu quả. Chúng còn giảm thiểu nguy cơ tắc nghẽn và chi phí bảo trì. Nếu bạn cần hỗ trợ chi tiết hơn, hãy liên hệ với chuyên gia hoặc truy cập website naphoga.vn để tìm hiểu chi tiết!