Водоотведение и очистка сточных вод водоотводящие сети
..pdf^ ntisl
Z l <у -5> |
(5.2) |
Lобщ
где z. - коэффициент, характеризующий поверхность данного вида; F. - площадь поверхности данного вида, %; Fo6m- общая площадь сто ка (селитебная площадь населенного пункта), Fo6m= 100 % .
5,3.2. Трассировка дождевой сети
Начертание дождевой сети в плане выполняется аналогично на чертанию хозяйственно-фекальной сети - по пониженным граням кварталов. Однако дождевые воды не собираются одним главным кол лектором, а несколькими выпусками отводятся в водоем. Поверхнос тные воды с территории промышленных предприятий перед сбросом в городской дождевой коллектор следует подвергать очистке.
5.3.3. Разбивка сети на расчетные участки и определение площадей водосбора
Для определения расходов дождевых вод и последующего гид равлического расчета дождевая сеть, подобно хозяйственно-фе кальной, разбивается на расчетные участки. Расчетным называет ся участок сети, где расход можно условно считать неизменным. Дождевые воды с территории квартала поступают на участок через несколько дождеприемников, расположенных по длине квартала. Для упрощения расчета сети предполагается, что весь расход дож девых вод с квартала поступает в начало участка. Номера участков наносятся на генплан.
При проектировании дождевой сети расчетной является не жилая, а селитебная площадь кварталов Fсел. Селитебной называется площадь квартала с учетом площади проезжей части улиц, зеленых насаждений и пустырей внутри квартала. Она определяется по генплану с учетом площади дорог.
\ z z z z A ~ z z z i y ^
77
■Г М /Z ZZL Л
Рис. 5.5. Определение селитебной площади кварталов. Условные обозначения: - площади кварталов жилой зас
; —селитебные площади кварталов;______ - оси дорог; \ селитебная площадь населенного пункта
Селитебную площадь отдельных кварталов можно определять приблизительно при помощи коэффициента К, равного отношению селитебной площади всего населенного пункта определенной по внешним границам застройки, к общей площади жилых кварталов
и промпредприжтий ( £ F „ + £ F „ ):
f„+ I F J . |
(5.3) |
С большой долга вероятности можно предположить, что сели тебная пппщадк каждого квартала Fcx превысит его жилую площадь
Рлх в * раз.
(54>
Полученные расчетом значения селитебных площадей кварталов и предприятия наносятся на генплан населенного пункта в скобках
под значениями собственно площадей жилых кварталов.
Для определения расходов дождевых вод по участкам сети необ ходимо знать расчетную продолжительность дождя /г(мин). Это об щее время протекания дождевых вод по поверхности tcon, по открытым
лоткам tcan и по трубам до конца расчетного участка t . |
|
||
t —t |
+ t |
+ 1. |
(5.5) |
r |
con |
can p |
4 y |
Время поверхностной концентрации дождевого стока /соп следу ет определять по расчету или принимать в населенных пунктах при отсутствии внутриквартальных закрытых дождевых сетей равным
5-10 мин или при наличии их - 3-5 |
мин. |
|
Продолжительность протекания дождевых вод по уличным лот |
||
кам tcan(мин) следует определять по формуле |
|
|
tcan = 0 , 0 2 l £ ^ |
(5.6) |
|
|
v can |
|
где 1сап- длина участков лотков, м; |
расчетная |
скорость течения |
на участке, м/с, назначается с учетом требований СНиП [1]. По статисти ческим данным, скорость течения в лотках составляет около 0,35 м/с. При такой скорости песок, попадающий с территории в дождевые воды, оседа ет в лотках, не проникая в закрытую сеть трубопроводов.
Продолжительность протекания дождевых вод по трубам до рас
считываемого сечения tp(мин) следует определять по формуле |
|
1р = 0 ,1 7 ^ — , |
(5.7) |
VP
где 1р- длина расчетного участка коллектора, м; vp- расчетная скорость течения на участке, м/с, назначается с учетом требований СНиП [1].
Расходы дождевых вод по участкам сети qr , л/с, следует опреде лять по формуле
Ч г% a-F> |
(5.8) |
где F - расчетная площадь стока, га (селитебная площадь кварталов, с которых дождевые воды поступают в расчетный участок сети). Рас четная площадь состоит из собственной площади коллектора и пло-
101
щади притоков; qy - модуль стока (удельный расход) дождевых вод, л/ста, определяется по формуле
(5.9)
Для облегчения определения qya рекомендуется расчет вести на компьютере в программе Excel или построить график зависимости <7уд =J(tr), задаваясь значениями /.от 1 до 60-70 мин (см. рис. 5.9).
Расчет открытых лотков ведется по величине qr, л/с. При расчете по qr закрытой сети трубопроводов получаются очень большие значе ния диаметров, что считается экономически нецелесообразным. Поэ тому в определенных случаях гидравлический расчет сети выполняет ся не по расчетному расходу q^ а по несколько меньшему qcal:
(5.10)
где р - коэффициент, учитывающий заполнение свободной емкости сети
вмомент возникновения напорного режима, р < 1. Тогда при дождях ин тенсивностью меньше расчетной сеть работает полным сечением, а при дождях расчетной интенсивности в сети создается подпор (столб воды
вверхних колодцах), сеть работает в напорном режиме, и ее пропуск ная способность резко увеличивается. Расчет сети по qca) допускается только при достаточно плоском рельефе местности, большой глубине заложения дождевой сети и при небольшой длине дождевого коллекто ра. В практике проектирования почти всегда расчет ведется по qcat
5.5.5. Определение длины открытого лотка
Перед расчетом закрытой дождевой сети необходимо определить расстояние между дождеприемными колодцами вдоль каждого квар тала, т.е. длину открытого лотка, по которому транспортируются дож девые воды до попадания в закрытую сеть трубопроводов. Пропуск ная способность лотка составляет примерно 26 л/с при максимально допустимой ширине разлива потока 2 м [1]. Площадь живого сечения лотка w = b ■И /2 = 0,075 -2/2 = 0,075 м2. Расход по лотку qcm= vcm •w = = 0,35 - 0,075 = 0,026 м3/с = 26 л/с (рис. 5.6).
(г |
-5 |
7777777777771
h =5-10 см
Рис. 5.6. Определение площади живого сечения дождевого лотка
Сначала, задаваясь произвольно длиной лотка 1сап, следует опре делить последовательно tcan по формуле (5.6), trпо формуле (5.5), qya по рис. 5.9, qr по формуле (5.8).
Если qr= 26 л/с ± 10 %, то считается, что длина лотка определе на верно, и именно через такое расстояние следует устанавливать дождеприемники по длине квартала. Если qr значительно превыша ет 26 л/с, то принятая вначале длина лотка слишком велика, лоток не сможет вместить все дождевые воды, поступающие с территории квартала, вдоль которой он проложен, будет происходить затопление проезжей части. Необходимо задаться меньшей длиной лотка, и все пересчитать заново. Если qr получается намного меньше 26 л/с, т.е. если реальный расход по лотку намного меньше его пропускной спо собности, значит, дождеприемники установлены слишком близко друг к друг у, это экономически нецелесообразно. Необходимо увеличить длину лотка и все пересчитать снова. Устанавливать дождеприемные колодцы на расстоянии менее 20-30 м друг от друга нецелесообразно, лучше запроектировать внутриквартальную дождевую сеть.
5.3.6. Определение глубины заложения коллектора дождевой сети в начальной точке
Глубина заложения коллектора дождевой сети в начальной точке /^определяется по формуле (см. рис. 5.4)
Н к = H a + i-L + A + (zK- г д), |
(5.11) |
Яд- глубина дождеприемного колодца, м, назначается из условий непромерзания и непродавливаемости трубопроводов (рис. 5.7):
(5.12)
(5.13)
В формулах (5 .11)—(5.13) обозначено:
йди - глубина продавливания грунта, м; йдм>0,7 м под проезда ми местного значения, й >1,0 м под магистральными улицами;
й- глубина промерзания грунта в данной местности;
d - диаметр трубопровода соединительной ветки, d = 200 мм;
а< 0,3 м при диаметрах трубопроводов до 500 мм включительно,
а< 0,5 м при диаметрах трубопроводов более 500 мм;
/ - уклон соединительной ветки, / = 0,02;
L —длина соединительной ветки (расстояние между дождепри
емным колодцем и колодцем закрытой дождевой сети), в зависи мости от расположения колодцев равна либо половине, либо пол ной ширине проезжей части улицы;
Д — разность диаметров соединительной ветки и уличного дождевого коллектора, м; диаметр присоединения принимается по расчету, но не менее 200 мм, диаметр дождевого коллектора оп
ределяется расчетом;
(ZK—2д) —разность отметок поверхности земли у колодца закрытой
дождевой сети и у дождеприемника, (ZK- гд) = 0,1.. .0,2 м.
С учетом того, что дождевая сеть работает только в теплый пери од года, допускается нарушать условие непромерзания на отдельных участках. Достаточным основанием для нарушения считается боль-
777-- w * ПИШИ illlllin T P Z f |
777 * /7/ |
Н.
d
а
граница промерзания
Рис. 5.7. Глубина дождеприемного колодца
шая глубина заложения сети (дождевой выпуск выходит под уровень воды в реке). Для нижних по рельефу, близких к реке кварталов глу бину заложения сети нередко приходится назначать именно с наруше нием условия непромерзания. Другой причиной нарушения условия непромерзания может быть невозможность прокладки трубы с учетом существующих подземных коммуникаций города, например, сущест вующей бытовой канализации.
Условие непродавливаемости должно соблюдаться на всем протя жении сети, исключение составляют участки незастроенной террито рии на берегу реки.
5.3.7. Гидравлический расчет дождевой сети
По расчетным расходам дождевых вод qcal (л/с) определяются гидравлические и конструктивные параметры работы сети: диа метры трубопроводов d (мм), уклоны i (м/м), скорости течения дождевых вод v (м/с). При этом должны соблюдаться требования СНиП [1].
Скорости течения дождевых вод в трубопроводах должны обеспе чивать самоочищение сети. Наименьшие допустимые (самоочищающие) скорости для трубопроводов различных диаметров следующие:
Д мм |
200- |
300- |
450 |
- |
600- |
900 |
1000- |
1500 |
>1500 |
|
250 |
400 |
500 |
800 |
1200 |
||||||
|
|
|
|
|||||||
V . |
0,7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пип доп, |
0,8 |
0,9 |
|
1,0 |
U 5 |
U 5 |
1,3 |
1,5 |
||
м/с |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Чтобы предотвратить истирание материала трубопроводов пес ком, скорости течения дождевых вод не должны превышать следую щих величин:
для неметаллических труб - 7 м/с; для металлических труб - 10 м/с.
Наименьшие диаметры труб дождевой канализации принимаются: для уличной сети - 250 мм; для внутриквартальной сети - 200 мм.
Диаметры участков и скорости по течению дождевых вод умень шаться не должны!
Наименьшие допустимые уклоны трубопроводов назначаются в зависимости от диаметров труб:
d, мм |
200 |
>200 |
|
/, м/м |
0,007 |
Ш |
|
(при обосновании 0,005) |
|||
|
|
По СНиП [1], для трубопроводов дождевой канализации сле дует принимать полное расчетное наполнение {hid — 1). В реаль
ной практике проектирования наполнение |
назначают несколь |
|
ко меньш е единицы |
{hid <1), иначе будет невозможно соблюсти |
|
условие постоянного |
возрастания скорости |
от участка к участку. |
При оформлении расчетов подразумевается, что труба работает полным сечением, и в таблицу гидравлического расчета параметр hid не вносится. Соединение участков дождевой сети в колодцах осущ ествляется «ш елыга в шелыгу».
Одновременно с определением гидравлических и конструктивных параметров работы сети определяются отметки и глубины заложения трубопроводов. Результаты расчетов заносятся в табл. 5.1.
5.4. Пример расчета дождевой сети
Задание: для данного населенного пункта запроектировать дожде вую сеть, рассчитать один из выпусков дождевых вод в водоем.
Исходные данные:
1)генплан населенного пункта с существующими сетями хозяйс твенно-фекальной канализации (рис. 5.8);
2)местоположение пункта - Пермский край, глубина промерза ния грунта - 1,9 м;
3)разбивка селитебной площади населенного пункта по виду по верхности:
- булыжные мостовые............................................ |
10% |
- асфальтовые мостовые....................................... |
40 % |
- грунтовые поверхности спланированные...... |
5 % |
- крыш и...................................................................... |
25 % |
- зеленые зоны ......................................................... |
20 % |
Итого........................................................................... |
100 % |
4) дождевые воды с территории промышленного предприятия содержат специфические загрязнения, обусловленные характером производства, собираются внутризаводской сетью, проходят очистку на локальных заводских очистных станциях и отдельным выпуском отводятся в водоем; расчет дождевой сети промышленного предпри ятия в задачу проектировщика не входит.
Рис, 5.8. Генплан населенного пункта: 33 - зеленая зона; ПП - промышлен ное предприятие; / —длина участка; d —диаметр; i —уклон; К2 —проектируе мые участки дождевой сети; Kl, К1Н - существующая бытовая канализация; ОС - очистные сооружения; НС - насосная станция
Трассировка дождевой сети. Уличные коллекторы дожде
вой сети прокладываются по пониженным граням кварталов, па раллельно существующей хозяйственно-фекальной канализации. Площадь населенного пункта невелика, поэтому дождевые воды со всех жилых кварталов отводятся в водоем одним выпуском. Дождевые воды с территории промышленного предприятия отво дятся в водоем отдельным выпуском.
Сеть разбивается на расчетные участки (колодцы № 11-18); сели тебные площади кварталов определяются по формулам (5.3), (5,4).
|
37,5 |
_ 37,5 |
п |
1 + 4 + 4,6 + 12 |
21,6 |
|
|
Определение параметров работы дождевой сети. Параметры ра боты дождевой сети: Р, q20, п, т г, у , A, zmUjопределяются по СНиП [1].
В рассматриваемом примере площадь стока равняется 37,5 га, т.е. не превышает 150 га, уклон местности по направлению про кладки коллекторов, в среднем, не превышает 0,005, значит, усло вия расположения коллекторов следует считать, в основном, бла гоприятными. Р принимается равным 1 году; q20 = 70 л/ста-для Пермского края; п = 0,71, у = 1,54, тк= 150 - для западного склона
Урала и при Р= 1.
Параметр Л определяется по формуле (5.1):
z определяется по формуле (5.2):
0,145-10 + 0,28-40 + 0,064-5 + 0,28-25 + 0,038-20 ^
100