BỘ XÂY DỰNG
CÔNG TY NƯỚC VÀ MÔI TRƯỜNG VIỆT NAM

CẤP NƯỚC - MẠNG LƯỚI ĐƯỜNG ỐNG VÀ CÔNG TRÌNH
TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ
Water Supply - Distribution System and Facilities Design Standard

CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI: TS. Nguyễn Như Hà
CƠ QUAN QUẢN LÝ ĐỀ TÀI: CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG NGHIỆM THU ĐỀ TÀI

THAM GIA SOÁT XÉT TIÊU CHUẨN TCXD 33:85
1. CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI SOÁT XÉT TIÊU CHUẨN: TS. Nguyễn Như Hà
2. THAM GIA SOÁT XÉT TIÊU CHUẨN:
- TS. Trịnh Xuân Lai
- PGS.TS. Trần Đình Khai
- PGS. TS. Võ Kim Long
- KS. Đinh Viết Đường
- KS. Nguyễn Ngọc Tường
- KS. Nguyễn Đình Thắng
- Các kỹ sư thuộc Công ty Nước và Môi trường Việt Nam

CẤP NƯỚC - MẠNG LƯỚI ĐƯỜNG ỐNG VÀ CÔNG TRÌNH TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ
WATER SUPPLY - DISTRIBUTION SYSTEM AND FACILITIES DESIGN STANDARD

1.

CHỈ DẪN CHUNG

1.1.

Tiêu chuẩn này được áp dụng để thiết kế xây dựng mới hoặc cải tạo mở rộng các
hệ thống cấp nước đô thị, các điểm dân cư nông thôn và các khu công nghiệp.
Ghi chú: 1- Khi thiết kế các hệ thống cấp nước còn phải tuân theo các
tiêu chuẩn có liên quan khác đã được Nhà nước ban hành.
2- Tiêu chuẩn về cấp nước chữa cháy lấy theo TCVN 2622-1995.

1.2.

Khi thiết kế hệ thống cấp nước cho một đối tượng cần phải:
-

Xét vấn đề bảo vệ và sử dụng tổng hợp các nguồn nước, phối hợp các
điểm tiêu thụ nước và khả năng phát triển trong tương lai, đồng thời phải
dựa vào sơ đồ cấp nước của quy hoạch vùng, sơ đồ quy hoạch chung và
đồ án thiết kế xây dựng các điểm dân cư và khu công nghiệp;

-

Phối hợp với việc thiết kế hệ thống thoát nước.

1.3.

Hệ thống cấp nước được chia làm 3 loại, theo bậc tin cậy cấp nước, lấy theo
bảng 1.1.

1.4.

Khi lập sơ đồ cấp nước của các xí nghiệp công nghiệp phải cân bằng lượng sử
dụng nước bên trong xí nghiệp. Để tiết kiệm nước nguồn và tránh sự nhiễm bẩn
các nguồn nước, nếu điều kiện kinh tế kỹ thuật cho phép khi làm lạnh các máy
móc, thiết bị sản xuất, ngưng tụ nước và các sản phẩm công nghệ nói chung phải
áp dụng sơ đồ làm nguội nước bằng không khí hoặc nước để tuần hoàn lại.
Khi sử dụng trực tiếp nước nguồn để làm nguội sau đó lại xả trở lại nguồn phải
dựa theo cơ sở kinh tế kỹ thuật và được sự thoả thuận của cơ quan quản lý và
bảo vệ nguồn nước.

1.5.

Khi thiết kế hệ thống cấp nước cho một đối tượng phải chọn được công nghệ
thích hợp về kỹ thuật, kinh tế, điều kiện vệ sinh của các công trình, khả năng sử
dụng tiếp các công trình hiện có, khả năng áp dụng các thiết bị và kỹ thuật tiên
tiến.

1.6.

Hệ thống cấp nước phải đảm bảo cho mạng lưới và các công trình làm việc kinh
tế trong thời kỳ dự tính cũng như trong những chế độ dùng nước đặc trưng.

1.7.

Phải xét đến khả năng đưa vào sử dụng đường ống, mạng lưới và công trình theo
từng đợt xây dựng. Đồng thời cần dự kiến khả năng mở rộng hệ thống và các
công trình chủ yếu so với công suất tính toán.

1.8.

Không được phép thiết kế công trình dự phòng chỉ để làm việc khi có sự cố.

1.9.

Khi thiết kế hệ thống cấp nước sinh hoạt và hệ thống cấp nước sinh hoạt - sản
xuất hỗn hợp, phải dự kiến vùng bảo vệ vệ sinh theo quy định ở Mục 11.

1.10.

Chất lượng nước ăn uống sinh hoạt phải đảm bảo yêu cầu theo tiêu chuẩn, chất
lượng do Nhà nước quy định và Tiêu chuẩn ngành (xem Phụ lục 6).
Trong xử lý, vận chuyển và dự trữ nước ăn uống phải sử dụng những hoá chất,
vật liệu, thiết bị,… không gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng nước.
Chất lượng nước dùng cho công nghiệp và việc sử dụng hoá chất để xử lý nươc
phải phù hợp với yêu cầu công nghiệp và phải xét đến ảnh hưởng của chất lượng
nước đối với sản phẩm.

1.11.

Những phương án và giải pháp lỹ thuật chủ yếu áp dụng để thiết kế hệ thống cấp
nước phải dựa trên cơ sở so sánh các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật bao gồm:
-

Giá thành đầu tư xây dựng;

-

Chi phí quản lý hàng năm;

-

Chi phí xây dựng cho 1m3 nước tính theo công suất ngày trung bình
chung cho cả hệ thống và cho trạm xử lý;

-

Chi phí điện năng, hoá chất cho 1m3 nước;

-

Giá thành xử lý và giá thành sản phẩm 1m3 nước.

Ghi chú: Các chỉ tiêu trên phải xét toàn bộ và riêng từng đợt xây dựng trong thời
gian hoạt động của hệ thống.
1.12.

Phương án tối ưu phải có giá trị chi phí quy đổi theo thời gian về giá trị hiện tại
nhỏ nhất, có xét đến chi phí xây dựng vùng bảo vệ vệ sinh.
Ghi chú: Khi xác định vốn đầu tư để so sánh phương án phải xét giá trị thực tế
giữa thiết bị, vật tư nhập ngoại và sản xuất trong nước.

Bảng 1.1.
Đặc điểm hộ dùng nước
Hệ thống cấp nước sinh hoạt của điểm dân cư trên 50.000 người và
của các đối tượng dùng nước khác được phép giảm lưu lượng nước
cấp không quá 30% lưu lượng nước tính toán trong 3 ngày và ngừng
cấp nước không quá 10 phút.
Hệ thống cấp nước sinh hoạt của điểm dân cư đến 50.000 người và
của các đối tượng dùng nước khác được phép giảm lưu lượng nước
cấp không quá 30% lưu lượng trong 10 ngày và ngừng cấp nước trong
6 giờ.
Hệ thống cấp nước sinh hoạt của điểm dân cư đến 5000 người và của
các đối tượng dùng nước khác được phép giảm lưu lượng cấp nước
không quá 30% trong 15 ngày và ngừng cấp nước trong 1 ngày.

Bậc tin cậy của
hệ thống cấp
nước

I

II

III

Ghi chú: 1 -
...
--------------------------------------
... không có lớp V>1,2 m/s
bảo vệ bên trong hoặc

m
0,226

A0 1000A1 1000 x
C
(A1/2g)
1
15.9
0,810 0,684

0,284

1

14.4

0,734

2,360

0,30
0,30

1
1

17,9
21,0

0,912
1,070

0,867
0

4

có lớp phủ bitum
Ống BTCT nén rung

0,19

1

15,74

0,802

3,51

5

Ống BTCT quay li tâm

0,19

1

13,85

0,706

3,51

6

0,19

1

11,0

0,561

3,51

0,19

1

13,85

0,706

3,51

8

Ống thép và ống gang có lớp bảo
vệ bên trong bằng nhựa hay ximăng
polime, phủ bằng phương pháp
quay li tâm
Ống thép và ống gang có lớp bảo
vệ bên trong bằng ximăng cát, phủ
bằng phương pháp quay li tâm
Ống nhựa

0,226

0

13,44

0,685

1

9

Ống thuỷ tinh

0,226

0

14,61

0,745

1

7

Ghi chú: Trị số C đưa ra với ớ = 1,3x106 m2/s
Những giá trị này tương ứng với công nghệ chế tạo hiện đại.
Nếu các giá trị bảo hành Ao, A1, C của nhà sản xuất khác với các gía trị trong bảng PL
14.1, thì chúng phải được chỉ ra trong catalog hoặc trong tiêu chí kỹ thuật sản xuất ống.
4. Trở kháng thuỷ lực của các mối nối cần xác định theo sổ tay, trở kháng thuỷ lực của
các phụ tùng theo hồ sơ của nhà sản xuất.
Khi không đủ số liệu về mối nối và phụ tùng lắp đặt trên đường ống, tổn thất áp lực cục bộ
đó cho phép lấy bằng 10-20% so với tổn thất theo chiều dài trên đoạn ống.
5. Khi tính toán kinh tế kỹ thuật và thực hiện tính toán thuỷ lực mạng lưới truyền dẫn và
phân phối nước trên máy tính điện tử, tổn thất áp lực trong đường ống xác định theo công
thức:
H = i x l = K x qn / dp x l, (m)
Trong đó:

q - Lưu lượng tính toán, l/s
d - Đường kính bên trong tính toán của ống, m
i - Độ dốc thuỷ lực
l - Chiều dài đoạn ống

Trị số của hệ số K và các hệ số mũ n, p lấy theo bảng PL 14.2.
Bảng PL 14.2.
Số TT
1
2
3
4

Loại ống
Ống thép mới không có lớp bảo vệ bên trong
hoặc có lớp phủ bitum.
Ống gang mới không có lớp bảo vệ bên trong
hoặc có lớp phủ bitum.
Ống thép và gang cũ không có lớp bảo vệ bên
trong hoặc có lớp phủ bitum.
Ống BTCT nén rung

1000 K
1,790

p
5,1

n
1,9

1,790

5,1

1,9

1,735

5,3

2

1,688

4,89

1,85

5

Ống BTCT quay li tâm

1,486

4,89

1,85

6

1,180

4,89

1,85

1,486

4,89

1,85

8

Ống thép và ống gang có lớp bảo vệ bên trong
bằng nhựa hay ximăng polime, phủ bằng
phương pháp quay li tâm.
Ống thép và ống gang có lớp bảo vệ bên trong
bằng ximăng cát, phủ bằng phương pháp quay
li tâm.
Ống nhựa

1,052

4,774

1,774

9

Ống thuỷ tinh

1,144

4,774

1,774

7

Ngoài ra khi tính toán thuỷ lực đơn giản cho các đoạn ống độc lập có thể dùng các bảng
tính thuỷ lực hoặc các biểu đồ lập sẵn, tuỳ thuộc vào kích cỡ cũng như vật liệu ống và các
thông số khác.
B. TÍNH THEO CÔNG THỨC CỦA MỸ VÀ CÁC NƯỚC EU

Từ 10 năm trở lại đây, một số lượng lớn công thức lý thuyết và một số công thức thực
nghiệm tính toán tổn thất áp lực của Mỹ cũng như các nước thuộc Cộng đồng phát triển
kinh tế châu Âu (EU) đã được sử dụng. Hầu hết các công thức này được đánh giá có từ
chung một nguồn gốc từ công thức Colebrook, có ưu điểm là logic và áp dụng cho tất cả
các loại chất lỏng, tuy nhiên cũng có một nhược điểm là dạng toán học của nó tương đối
phức tạp. Vì vậy cho đến nay, một số công thức thực nghiệm vẫn được sử dụng.
1) Phương trình Darcy - Weisbach

J

V 2
2 gD

2) Phương trình Manning

V
Trong đó:

1 2 3 12
R J
n

J  6,35(n  V ) 2 D

4

3

Giá trị trung bình của hệ số n cho các vật liệu ống khác nhau:
- PVC-HDPE: 0,009 - 0,013
- Ống gang có tráng xi măng bên trong: 0,01 -0,013
- Ống gang lòng bên trong còn thô nháp: 0,015
- Ống bê tông : 0,012 - 0,015
- Ống thép đúc: 0,012
3) Công thức Hazen - William
Đây là công thức thông dụng nhất, đặc biệt là tại Mỹ và Nhật Bản. Tổn thất áp lực là hàm
của hệ số C, thay đổi theo đường kính ống và tình trạng bề mặt bên trong của ống.

V
J  6,824( )1,852 D 1,167
C

Giá trị trung bình của hệ số C cho các vật liệu ống khác nhau:

-

PVC; HDPE: 140-150
Ống gang có tráng xi măng bên trong: 135-150
Ống gang lòng bên trong còn thô nháp: 80-120
Ống bê tông : 0,012 - 0,015
Ống bê tông, ống thép đúc: 130-150

Công thức này áp dụng cho tất cả các chất lỏng và khí, tại nơi có điều kiện chảy rối (Re >
2400) tuy nhiên không áp dụng cho ống dẫn chuyên tải khí có chiều dài quá lớn.
4) Công thức Colebrook

 K
2,51 1 
 2 log10 

*



 3,71* D Re

1

Trong đó:
J 

V 2
2 gD

Ký hiệu của tất cả các tham số trong các công thức đã nêu ở trên:
Ký
hiệu
J

D
V
g
k
Re

R
S
P
n
C

Diễn giải
Tổn thất theo chiều dài (m/m)
Hệ số tổn thất
Đường kính trong (m)
Vận tốc trung bình tại mặt cắt đang
nghiên cứu (m/s)
Gia tốc trọng trường (m/s2)
Hệ số nhám tương đương trong công thức
Colebrook (m)
Trị số Reynold
Độ nhớt động học (m2/s)
Bán kính thuỷ lực (m)
Tiết diện ướt của ống (m2)
Chu vi ướt của ống (m)
Hệ số nhám trong công thức Manning
Hệ số tổn thất trong công thức HazenWilliam

Thứ nguyên
Không có thứ nguyên
Không có thứ nguyên
Đơn vị chiều dài
Đơn vị chiều dài/thời gian
Đơn vị chiều dài/(thời gian)2
Đơn vị chiều dài
Không có thứ nguyên
(đơn vị chiều dài)2/thời gian
Đơn vị chiều dài
(đơn vị chiều dài)2
Đơn vị chiều dài
Không có thứ nguyên
Không có thứ nguyên