1. Схемы водоотведения городов и населенных пунктов
Схемы водоотведения населенных мест подразделяют: централизованные, децентрализованные и районные (региональные).
При централизованной (наиболее распространенной) схеме сточные воды всех бассейнов водоотведения поступают по коллекторам на единственную для всего населенного пункта очистную станцию, расположенную, как правило, ниже города по течению реки. По такой схеме выполнено водоотведение большинства населенных пунктов и таких крупных городов, как Киев, Курск, Ворошиловград, Орел, Чернигов, Черновцы и др.
Децентрализованные схемы, представляющие собой несколько отдельных схем с самостоятельными очистными сооружениями, применяются в крупных городах в условиях как сильно пересеченного, так и очень плоского рельефа местности.
Районные (региональные) схемы применяются для нескольких близко расположенных населенных пунктов и предприятий в промышленных и густонаселенных районах страны. В этих схемах предусматривается одна очистная станция большой мощности вместо множества маломощных очистных сооружений, обслуживающих отдельные объекты. Такое решение дает возможность снизить капитальные и эксплуатационные затраты на очистку сточных вод, надежно защитить открытые водоемы от загрязнений в пределах густонаселенной части района и рационально использовать его водные ресурсы.
Рис. 1. Общая схема водоотведения населенного места:
I, II – бассейны канализования; 1, 2 – главные коллекторы; 3 – отводящий главный загородный коллектор; 4 – дюкер; 5 – выпуск очищенных вод; 6 – напорный трубопровод; Н.С. – насосная станция; О.С. – очистные сооружения; П.П. – промышленное
предприятие.
Трассы коллекторов и уличной сети выбираются с учетом рельефа местности и вертикальной планировки населенного пункта.
На трассировку сети существенное влияние оказывают место расположения промышленных предприятий с сосредоточенным расходом сточных вод, система водоотведения, наличие грунтовых вод и грунтовые условия (просадочные или скалистые породы и т. д.), характер застройки и планировки кварталов, насыщенность подземными коммуникациями, ширина улиц и т. п.
При трассировке сети определяются бассейны водоотведения и их коллекторы. Затем они подключаются либо к районным станциям перекачки, либо в один или несколько коллекторов и через отводной коллектор направляются к главной станции перекачки или к очистным сооружениям (в зависимости от рельефа местности и схемы водоотведения).
После нанесения на план населенного пункта главного и отводного коллекторов трассируется уличная сеть. При этом необходимо стремиться к тому, чтобы количество перекачивающих насосных станций было минимальным, а самотечные коллекторы охватывали наибольшую часть территории населенного пункта при минимальной протяженности сети. Направление, протяженность и глубина главного и отводного коллекторов зависят от места расположения очистных сооружений и выпуска очищенных сточных вод.
Максимальная допустимая глубина заложения коллекторов зависит от материала труб, гидрологических условий и способа производства работ. Коллекторы бассейнов трассируются по пониженной части бассейна, а главные водоотводящие коллекторы – по тальвегам и набережным рек и ручьев. При трассировке коллекторов следует учитывать возможность присоединения к ним квартальной и уличной водоотводящей сети. Для уменьшения глубины заложения коллекторов они трассируются так, чтобы не было длинных участков с малыми расходами и малыми диаметрами, которые способствуют заглублению сети.
Глубина заложения уличной водоотводящей сети должна обеспечивать прием сточных вод в любой точке территории водоотведения; от прилегающих кварталов, от присоединяемых к данному участку сети водоотводящих линий, от зданий специального назначения и промышленных предприятий, дающих сосредоточенные расходы.
Сети и коллекторы трассируются, как правило, по кратчайшему расстоянию от водоразделов к тальвегам.
Сети водоотведения прокладываются, как правило, в зеленой зоне улиц.
При пересеченном рельефе местности вместо устройств, станций перекачки целесообразно пересекать возвышенности туннелями небольшой протяженности. Решение о прокладке коллекторов и сети на больших глубинах вместо устройства насосных станций (при меньших вследствие этого глубинах) должно быть обосновано технико-экономическим расчетом.
Рис. 3. Схема водоотводящей сети:
а – перпендикулярная; б – пересеченная; в – параллельная; г – деценрализованная радиальная; д – зонная; ОС – очистные сооружения; НС – насосная станция.
Схемой водоотведения называют изображение на плане населенного места или промышленной площадки запроектированных для них канализационных сооружений (сетей, насосных и очистных станций). Схема канализации города, населенного пункта или промышленного предприятия зависит в основном от рельефа местности, грунтовых условий, места расположения очистных сооружений, принятого количества сетей. На схему промышленного предприятия влияют, кроме того, расположение цехов, насыщенность территории подземным хозяйством и внутризаводским транспортом. Обычно применяются следующие схемы водоотведения:
1. Перпендикулярная (рис. 3, а) при которой коллекторы отдельных бассейнов водоотведения, если нет обратных уклонов, трассируются по наикратчайшему направлению перпендикулярно водоему. Такая схема может применяться при отводе чистых вод. При необходимости очистки отводимых вод схему легко можно переделать на пересеченную.
2. Пересеченная (рис.3б), которая имеет широкое распространение, в случае если территория водоотводящего объекта понижается в сторону водоема. Кроме того, она удобна при реконструкции старых систем водоотведения, выполненных по перпендикулярной схеме и сбрасывающих сточные воды в водоем без очистки. При этой схеме коллекторы бассейнов водоотведения, идущие к водоему, перехватываются главным коллектором, идущим к очистным сооружениям.
Веерная, или параллельную (рис. 3, в), при которой коллекторы бассейнов водоотведения направлены под углом или параллельно друг другу и по отношению к водоему и перехватываются главным коллектором, отводящим сточные поды на очистные сооружения. Эта схема может быть применена при очень крутых склонах к реке в целях уменьшения уклонов труб, а следовательно, и скорости движения воды в коллекторах.
Радиальная (рис. 6г), которая может быть применена при отводе сточных вод отдельных районов самостоятельными системами и при разбросанных площадках очистных сооружений.
Коллекторы бассейнов водоотведения имеют радиальное направление от центра населенного пункта к его периферии, каждый район города имеет независимую сеть с самостоятельным главным и отводным коллекторами и с отдельными очистными сооружениями. Эта схема удобна тем, что при расширении застройки города, не требуется перестройка действующих коллекторов.
5. Зонная, или поясная(рис. 6,д), применяемая при расположении объекта на территории с террасами или с холмистым рельефом. По этой схеме город разбивают на зоны (пояса) с самостоятельными сетями, и сточные воды нижней зоны перекачиваются в главный или отводной коллектор верхней зоны, идущий на очистные сооружения. От отдельных объектов сточные воды отводятся самотеком.