Расчет закрытой сети трубопроводов.

 

Участок 11-12:

=130-30=100 м., определяется по генплану (см. рис. 5.8;5.11).

Задаемся скоростью сточных вод на участке, не менее самоочищающей V=0,7 м/с.

=2,4 мин.

;

=10+1,8+2,4=14,2 мин.

По графику [5.9] =60 л/сек*га.

=1,7 га (по генплану);

=60*1,7=101,4 л/с;

=0,65*101,4=66 л/с.

По таблицам [7] определяются гидравлические и конструктивные параметры работы участка: i=0,0035; V=0,88 м/с; d=350 мм; q=66,3 л/с. Скорость, определенная по таблицам, отличается от заданной более чем на 10%, необходимо произвести пересчет, задавшись табличной скоростью:

=1,9 мин.;

=10+1,8+1,9=13,7 мин.;

=62 л/сек*га; =62*1,7=105 л/с;

=0,65*105=69 л/с;

по таблицам [7]: i=0,0035; V=0,88 м/с; d=350 мм.; q=68,4 л/с.

Теперь найденная в таблицах скорость соответствует заданной. Результат расчета необходимо занести в таблицу [5.3]. Значение q=68,4 л/с, найденное в таблицах, заносят в графу «пропускная способность».

Затем определяют падение линии на участке (11-12), отметки и глубины

заложения трубопроводов. Таблицу рекомендуется заполнять построчно от

начала до конца, что позволит контролировать глубины заложения трубопро-

водов, которые зависят от их уклонов.

Участок 12-13:

=7,7 мин.

- определяется по генплану,

- назначается, как на предыдущем участке;

=13,7+7,7=21,4 мин.

По графику [5.9] =43 л/сек*га.

6,8+1,7=8,5 га;

=43*8,5=365,5 л/с;

=365,5*0,65=238 л/с.

По таблицам [7]: i=0,002; V=1,03 м/с; d=600 мм; q=235 л/с.

V=1,03 м/с значительно отличается от заданной, производим пересчет, задав-

шись =1,03 м/с.

5,6 мин.;

13,7+5,6=19,3 мин.

По графику =45 л/сек*га.

=45*8,5=383 л/с;

= 383*0,65=249 л/с.

По таблицам [7]: i=0,002; V=1,04 м/с; d=600 мм.; q=251,9 л/с.

Результаты расчета заносим в таблицу, определяем отметки и глубины заложения труб.

Участок 13-14:

=4,9 мин.;

19,3+4,9=24,2 мин.;

=40 л/сек*га;

0+8,5=8,5 га;

=40*8,5= 340 л/с;

л/с < л/с.

 

Часто на транзитных участках ( =0) расход получается меньше, чем на предыдущем участке. Если подбирать параметры сети по этому, меньшему, расходу, то скорость и диаметр последующего участка могут оказаться меньше, чем предыдущего. Это недопустимо. В таких случаях на расчетном участке принимается расход с участка предыдущего: 383 л/с; и все гидравлические и конструктивные параметры переносим с предыдущего участка (см. табл.5.3).

Участок 15-14:

=6,3 мин.;

=3+0+6,3=9,3 мин.;

=85 л/сек*га;

=85*7,82=654,7 л/с;

=654,7*0,65=426 л/с;

По таблицам [7]: i=0,0014; V=1,05 м/с; d=700 мм.

Так как V=1,05 (м/с) V=0,7 (м/с) 10% выполняем пересчет:

V=1,05 м/с

=4,2 мин.;

=5+0+4,2=9,2 мин.;

=85 л/сек*га;

=85*7,82=664,7 л/с;

= =432,1 л/с.

По таблицам [7]: i=0,0013; V=1,02 м/с; d=800 мм.; q=437,7 л/с.

Определяем отметки и глубины заложения труб на участке 15-14.

Сначала глубина заложения колодца №15 была принята по условию непромерзания. Однако, расчет показал нецелесообразность такого решения.

Во-первых в этом случае выпуск в водоём выходил под уровень воды, что создало бы неудобство при эксплуатации сети. Во-вторых, для сопряжения двух трубопроводов, подходящих к колодцу №14 на разных отметках, пришлось бы установить дополнительно перепадной колодец на участке (13-14) перед колодцем №14, что нежелательно, так как, это сооружение является потенциальным источником засорения сети. И в-третьих в этом районе на расстоянии 20м от колодца №14 проходит существующий коллектор хоз-фекальной канализации (см. рис.5.8). Монтаж и эксплуатация всех этих сооружений на ограниченной территории затруднены.

Поэтому при повторном расчете глубина колодца №15 назначена только по условию непродавливания. Результаты расчета занесены в таблицу [5.3].

 

Участок 14-В:

0+16,32=16,32 га.

l=130 м.;

0,2 мин.;

24,2+0,2=24,4 мин.;

=41 л/сек*га;

=41*16,32=670 л/с;

=0,65*670=436 л/с;

i=0,0013; V=1,04 м/с; d=800 мм.

Так как V=1,02 (м/с) V=1,04 (м/с) пересчет не производим.

На выпуске в водоём рекомендуется устанавливать перепадной колодец с высотой перепада не менее диаметра подводящего коллектора. Поэтому участок (14-В) разбит на два: (14-16) и (16-В), где колодец №16 является перепадным. Результаты расчета участков занесены в таблицу 5.3.

По результатам гидравлического расчета выполнен профиль дождевой канализации по направлению (11-12-13-14-15-16-В); см. рис. 5.12.

 

 

Ведомость гидравлического расчета дождевой сети

Таблица 5.3

№ уч-ка	l,м	Площадь стока, га	t = t + t + t , мин	q л/с*га	Расчетные параметры	Гидравлические и конструктивные параметры	Q = q 10%, л/с
коллек- тора	притоков	Общая	q л/с	q л/с	d, мм	i, м/м	V, м/с
					Расчет основного коллектора
11-12		1,7	-	1,7	13,7					0,0035	0,88	68,4
12-13		6,8	1,7	8,5	19,3					0,002	1,04	251,9
13-14		-	8,5	8,5	24,2	-				0,002	1,04	251,9
					Расчет притока
15-14		7,82	-	7,82	9,2		666,7	432,1		0,0013	1,02	437,7
					Расчет основного коллектора
14-16		-	16,32	16,32	24,3					0,004	1,62	459,2
16-В		-	16,32	16,32	24,4					0,0013	1,02	437,7

 

 

Продолжение таблицы 5.3

 

(i*l), м	Отметки, м	Глубины заложения лотка, м	Примеча- ние
земли	шелыги	лотка
Н	К	Н	К	Н	К	Н	К
			Расчет основного коллектора
0,35	106,3		104,3	103,95	103,95	103,60	2,35	2,40
0,8		106,1	103,95	103,15	103,35	102,55	2,65	3,55
0,6	106,1	104,1	103,15	102,55	102,55	101,95	3,55	2,15
			Расчет притока
0,34	104,1	104,1	102,8	102,46	102,0	101,66	2,1	2,44
			Расчет основного коллектора
0,16	104,1	103,0	102,46	102,30	101,66	101,50	2,44	1,50
0,10	103,0	100,0	100,90	100,80	100,10	100,0	2,9

 

 

Профиль дождевой сети

 

Рис. 5.12

 

Сооружения на дождевой сети

Особенности устройства колодцев

Дождевой канализации.

По своей конструкции смотровые колодцы дождевой сети, в принципе, аналогичны колодцам хозяйственно-фекальной канализации (см. раздел 3.3 настоящего пособия): это подземные камеры с открытыми бетонными ложками, устанавливаются в местах поворота сети, в местах подключений, а также на прямолинейных участках.

Кроме колодцев для осмотра и прочистки, на дождевой сети предусматриваются сооружения специального назначения:

· дождеприемные колодцы для приема дождевых вод с территории и подачи

их в закрытую сеть трубопроводов (см. рис. 5.4;5.7);

· разделительные камеры, или ливнеспуски, -для разделения общего потока дождевых вод на загрязненную и условно чистую часть (5.14;5.15).

На дождевой сети, как и на бытовой, для сопряжения трубопроводов проходящих на разных отметках, устраиваются перепадные колодцы. Поскольку дождевой сток характеризуется высоким содержанием твердых нерастворенных примесей, то конструкции колодцев должны обеспечивать незасоряемость сети. В качестве примера на рис. 5.13 представлен дождевой перепадной колодец с водобойными плитами.

Перепадной колодец с водобойными плитами.

 

Рис. 5.13

Очистка дождевых вод

В России, особенно в средних и небольших городах, технология обезвреживания дождевых вод развивается в направлении самостоятельной очистки дождевого стока, не в смеси с городскими сточными водами. Существует опыт очистки дождевых вод на крупных централизованных сооружениях. Такие сооружения работают, например, в Москве. Комплекс представлен прудами-отстойниками и биологическими прудами. Но в большинстве населенных пунктов целесообразно проектировать локальные сооружения очистки дождевого стока. Они располагаются на выпусках дождевых вод в водоем. И это, как правило, сооружения механической очистки: решетки, песколовки, отстойники.

Существует документ, который регламентирует проектирование этих сооружений – «Временная инструкция по проектированию сооружений для очистки поверхностных сточных вод» – СН 496-77. (утверждена Госстроем СССР в 1977 г.). В настоящее время специалистами НИИ ВОДГЕО (г.Москва) разработан новый документ в дополнение к существующему – «Рекомендации по расчету систем сбора, отведения и очистки поверхностного стока с селитебных территорий городов, промышленных предприятий и расчету условий выпуска его в водные объекты» (см.статью В.Н.Швецова и Л.М.Верещагиной «Особенности расчета производительности очистных сооружений поверхностных сточных вод» в журнале «Водоснабжение и санитарная техника», №2 2006 г./17/.

Основными загрязняющими компонентами дождевых вод являются взвешенные вещества и нефтепродукты.

 

Содержание примесей в дождевых

и талых водах.

Таблица 5.4

Компонент	Содержание, мг/л
В дождевых водах	В талых водах
Взвешенные вещества	200-450	3000-3500
Нефтепродукты	11-14	35-45

 

Дождевые воды с промышленных площадок содержат еще массу специфических загрязнений. Поэтому перед сбросом в городской коллектор они должны пройти предварительную локальную очистку на заводских сооружениях.

 

Важной особенностью поверхностного стока является высокая неравномерность его поступления в сеть и на очистные сооружения. Это касается и расходов, и концентраций загрязнений. Во-первых, дождевая сеть работает всего 6-7месяцев в году, и то только во время дождя. Но даже в течение одного дождя поверхностный сток не равномерен: основная масса загрязнений поступает в сеть в первые 10-15 минут, с первыми порциями дождя. Затем загрязненность стока резко падает. То есть, большая часть дождевых вод является относительно чистой. Этот вывод положен в основу технологии отведения и очистки дождевых вод. На очистные сооружения отводится только первая, наиболее загрязненная часть поверхностного стока. Пиковые расходы наиболее интенсивной части дождя сбрасываются в водоем без очистки. Для разделения дождевых вод на загрязненные и условно чистые на устьевых коллекторах дождевой канализации предусматриваются разделительные камеры.

При такой схеме отведения удается обеспечить очистку 70-75% годового объема дождевых вод – это для районов со средней влажностью (q₂₀=70-80 л/сек*га). В засушливых районах (q₂₀=20 л/сек*га) очищается 96% годового стока. В областях с влажным климатом очищается 50% годового объема дождевых вод.

 

Разделительные камеры

При полной раздельной системе канализации ливнеспуски устанавливаются на коллекторах дождевой сети перед очистными сооружениями. Они предназначены для разделения общего потока дождевых вод на загрязненную и условно чистую части. Первые, наиболее загрязненные порции дождя направляются на очистку; последующие, наиболее интенсивные по расходам, но загрязненные в значительно меньшей степени, сбрасываются в водоем без очистки. Разработаны разделительные камеры различных конструкций, на рис. 5.14, 5.14 в качестве примеров представлены схемы ливнеспусков с разделительной стенкой и с боковым прямолинейным водосливом и односторонним сбросом дождевых вод.

 

 

Рис. 5.14

 

Разделительная камера с боковым прямолинейным

водосливом и односторонним сбросом дождевых вод

 

 

Рис. 5.15

 

1 – подводящий трубопровод; 2 – отвод загрязнённых дождевых вод на очистку; 3 – отвод чистых дождевых вод в водоём без очистки; 4 – открытый бетонный лоток; 5 – гребень водослива.

Q_r – расчётный расход дождевых вод на участке сети перед камерой; Q_lim – предельный (максимально возможный) расход дождевых вод, подаваемых на очистку; Q_c – расход условно чистых вод дождевых вод.

Рис. 5.15