Проектирование наружной сети

Технико-экономическими обоснованиями вариантов с учетом местных условий устанавливается рациональное число выпусков.Трассировка сети каждого отдельного бассейна стока начинается с выбора направления главного коллектора, который целесообразно размещать:- при выраженном рельефе в местах понижения рельефа (тальвеги);- при плоском - в середине бассейна стока.Заканчивается этот этап начертанием боковых (второстепенных) коллекторов.Наиболее распространенная схема дождевой сети - перпендикулярная.После утверждения схемы дождевой сети для всего населенного места по указанию руководителя выбирается один из бассейнов стока для детального проектирования, включающего полный гидравлический расчет. Сеть избранного бассейна стока по длине разбивают на участки между поперечными улицами и местами присоединения дождеприемников (на территории промпредприятий).Выбор мест для проектирования открытой, закрытой и смешанной дождевой сети обусловливается следующими условиями.Открытая сеть может быть применена в поселках и небольших городах (до 50 тыс. жителей), при этом она тем целесообразнее, чем меньше выпадает осадков (при значении q20 до 70 л/с га). Открытая дождевая сеть устраивается также в районах с вечномерзлыми грунтами.Закрытая сеть проектируется в средних и больших городах, а также на площадях и магистральных улицах независимо от величины населенного места.Смешанная дождевая сеть (открытая и закрытая) применяется в любых по количеству населения поселках и городах.4.2 Определение расчетных расходовРасчет дождевых канализационных сетей основан на методе предельных интенсивностей, который формулируется следующим образом.Расход дождевых вод в рассматриваемом сечении будет иметь максимальное значение в том случае, когда продолжительность расчетного дождя равна времени протока сточных вод от наиболее удаленной точки площади стока до рассчитываемого сечения.Первоначально все площади микрорайонов в избранном бассейне стока разбиваются на площади, тяготеющие к отдельным участкам коллектора. Результаты вычислений всех площадей стока (в га) заносятся в ведомости (табл. 10), при этом необходимо учитывать, что площади стока для расчета дождевой сети канализации включают в себя и прилегающие к коллекторам площади уличных магистралей. Таким образом, площади стока поверхностных вод обычно превышают сходные площади стока производственно-бытовых вод. Основные расчетные параметры принимаются в зависимости от географического положения объекта канализования по картам и таблицам, приведенным в нормах [1].Расчетная интенсивность дождя определяется по зависимостиоткуда параметр А вычисляется по формулегде q20- интенсивность дождя продолжительностью 20 мин при периоде однократного превышения Р = 1 год, л/с-га; принимается по [1], для Московской области 60 л/с-га;n - параметр, зависящий от географического положения местности, принимаемый по [1, табл. 4], для рассматриваемого примера 0,59;mr - среднее количество дождей за год, принимается по [1], для рассматриваемого примера 150; - показатель степени, зависящий от географического положения местности, принимается 1,54 по [1];Р - период однократного превышения расчетной интенсивности дождя, принимается по [1], в примере Р = 0,5 года.tr - расчетная продолжительность дождя, мин, определяемая по зависимостигде tcon- продолжительность протекания дождевых вод до уличного лотка или при наличии дождеприемников в пределах квартала до уличного коллектора (время поверхностной концентрации), мин;tcan- то же, по уличным лоткам до дождеприемника (при отсутствии их в пределах квартала);tp- то же, по трубам до рассчитываемого сечения.Продолжительность протекания дождевых вод по уличным лоткам tcan, мин, следует определять по формулегде lcan — длина участков лотков, м; vcan — расчетная скорость течения на участке, м/с.Продолжительность протекания дождевых вол по трубам до рассчитываемого сечения tp, мин, следует определять по формулегде lp — длина расчетных участков коллектора, м; vp — расчетная скорость течения на участке, м/с.При использовании расчетаособое внимание следует уделять выбору периода однократного превышения расчетной интенсивности дождя Р (определение Р производится при помощи табл. 5 [1]), поскольку его величина существенно влияет на значение расчетной интенсивности дождя, а соответственно и на значения расчетных расходов дождевых сточных вод.Для определения расходов дождевых стоков, поступающих в канализационную сеть, следует учитывать, что не все количество выпавшей воды попадает в сеть. Часть ее испаряется, часть проникает в почву. Исходя из этого для определения расчетного расхода дождевых вод вводится коэффициент стока φ, значение которого менее единицыгде - коэффициент, зависящий от рода поверхностных покровов, определяется по [1, п. 2.17, табл. 9, 10].Кроме того, необходимо учитывать постепенное заполнение свободной емкости канализационной сети в момент транспортирования максимальных расходов дождевых вод, что может быть достигнуто введением в расчетную зависимость дополнительного коэффициента р, определяемого по табл. 11 [1].Таким образом, для определения расчетного расхода дождевых вод с площади F, транспортируемых канализационным коллектором, может быть рекомендована зависимостьПри пользовании формулой средние значения коэффициентов покрытия определяются по зависимостигде - площади покрытий различного рода, % доля от общей площади расчетного бассейна стока;- значение коэффициентов покрытия для различного рода покрытий в соответствии с табл. 9 [1].Характеристика поверхности водосбора1Характеристика микрорайонов бассейна стока по виду поверхностей:%2кровли и асфальтобетонные покрытия253гравийные садово-парковые дорожки204грунтовые поверхности205газоны35Обычно в формуле для определения расчетного расхода дождевых вод величиныZmid, А, nявляются постоянными для всего расчетного бассейна канализования. Для различных расчетных участков дождевой сети изменяются три величины: площадь стокаF,продолжительность движения дождевых вод по коллектору до расчетного сеченияtrи величина р. Поэтому при гидравлическом расчете дождевой сети в практике проектирования применяется способ, значительно упрощающий трудоемкие вычисления расчетных расходов.Суть способа такова. D зависимости от величины Zmid, А, пи суммыtcan + tconопределяют расходе единицы площади в зависимости отtp.Обычно в формуле для определения расчетного расхода дождевых вод величины Zmid, А, п являются постоянными для всего расчетного бассейна канализования. Для различных расчетных участков дождевой сети изменяются три величины: площадь стока F, продолжительность движения дождевых вод по коллектору до расчетного сечения tr и величина р. Поэтому при гидравлическом расчете дождевой сети в практике проектирования применяется способ, значительно упрощающий трудоемкие вычисления расчетных расходов.Суть способа такова. В зависимости от величины Zmid, А, п и суммы tcan + tcon определяют расходе единицы площади в зависимости от tp при (3 = 1.Для этого задаются восемью-десятью значениями t в пределах от 0 до 40 мин. По найденным значениям q строят график удельного стока, подобный изображенному на рис. 1.tp0510152025303540qуд48,5232,7626,4320,0318,6815,3314,9414,1021,95В дальнейших расчетах, зная для любого участка дождевой сети tр (время протока по трубам), определяют по графику удельный сток (см. рис. 1) qуд и при известных значениях F и р рассчитывают величину qсal:Рис. 1. График удельного стока4.3 Гидравлический расчет дождевой сетиПеред расчетом дождевой сети необходимо:- выполнить трассировку дождевой сети (до места выпуска в водоем);- разбивку ее на расчетные участки;- разбивку территории бассейна на площади стока;- вычислить площади стока;- определить средний коэффициент покрытия;- выбрать значение Р;- определить параметры qwп, mf у и найти расчетную интенсивность дождя для заданного населенного места;- построить график удельного стока.После этого гидравлический расчет ведется в ведомости, форма которой приведена в табл. 11.Первоначально заполняются графы 1,2, 6, 7, 8, 17, 18 на основании решений трассировки сети, определения длин участков по масштабу генплана, вычисления площадей стока, отметок поверхности земли в начале и конце расчетных участков.При заполнении граф 4, 5 задаются скоростью течения по участку от 0,7 м/с и более (графа 3); определяют продолжительность протока по участку в минутах (графа 4) как частное от деления длины участка (графа 2) на скорость течения. Для начальных участков это значение заносится в графу 5 как Л На последующих участках сети tр определяется как сумма времени протока по данному участку (графа 4) и времени протока по предыдущим участкам, начиная от максимально удаленной точки водосбора. При этом необходимо учитывать, что если начало рассчитываемого участка является точкой слияния двух и более притоков, то tр на нем определяется как сумма времени протока по данному участку и максимального tр из общего числа притоков (а не суммы tр всех притоков).Таким образом, значения tр возрастают от участка к участку. По графику удельного стока определяется qуд на рассчитываемом участке (графа 10). Значение β (графа 9) определяется по табл. [1] с учетом параметра и, числа рассчитываемых участков дождевой сети и уклона бассейна водосбора.Расчетный расход дождевых вод (графа 11) на участке определяется как произведение удельного расхода на участке на расчетную площадь стока в га (графа 8) и на коэффициент β.Необходимо учесть, что в отдельных случаях может возникнуть ситуация, когда при определении расчетных расходов дождевых вод расход на расчетном участке будет меньше расхода на вышележащем. Подобная ситуация возникает тогда, когда расчетные площади стока рассматриваемого и вышележащего участка равны или незначительно различаются, а tр на расчетном существенно превышает tр на вышележащем участке. В этом случае нужно принимать расчетный расход qcalравным расходу на вышележащем участке.При выполнении гидравлического расчета дождевой сети нужно помнить, что диаметр трубопроводов необходимо подбирать с учетом полного заполнения трубы, т. е. h/d=1. Кроме того, минимальный диаметр уличной дождевой сети 250 мм. При расчетных расходах дождевых вод до 10 л/снаучастке последний рассматривается как безрасчетный, и на нем принимается минимально допустимый диаметр.Графы 12 и 13 заполняются на основании табличных данных [5 и 6] по расходу qcal. В графу 15 заносят табличные данные по [5, 6] о пропускной способности трубопровода выбранного диаметра и уклона приего полном заполнении qтабл, несмотря на то что qтабл может не совпадать со значением qcal.При этом необходимо обратить внимание на то, с какой скоростью будет транспортироваться расход qcal по трубопроводу выбранного диаметра и уклона. Если расхождение между первоначально выбранным и табличным значениями скорости, а также между qcal и qтабл не превышает ±(5-10)%, то расчет участка можно считать оконченным. При большем расхождении расчет повторяют (строчкой ниже), причем задаются иной скоростью течения.Кроме увязки расчетного и табличного значений расходов и скоростей следует стремиться выдерживать равенства уклона трубопровода и местности для получения более рационального решения.После увязки этих параметров заполняют графу 15, определяя падение уклона трубопровода на участке.Глубина заложения дождевой сети в начале первого участка (графа 23) зависит от местных условий. Если внутримикро-районные сети отсутствуют, а время поверхностной концентрации назначается равным 5-10 мин, то начальная глубина диктуется глубиной заложения верхового дождеприемника. Глубина заложения труб и дождеприемников принимается на основании опыта эксплуатации в данном районе или в аналогичных условиях. При отсутствии этих данных глубина заложения лотка дождеприемника при пучинистых грунтах равна глубине промерзания, а при других - на 0,3 м выше глубины промерзания.Если проектом предусматривается укладка внутримикрорайонных сетей (в этом случае tcon 3-5 мин), то начальная глубина заложения уличного коллектора дождевой сети Н, в верховье которого имеются дожде-приемные колодцы, определяется аналогично глубине заложения бытовой сети. Глубина заложения коллектора в начальной точке 1 составляет:Н= (0,250 + 0,7) + 0,004(160 + 10) + (0,336 -0,15) + 21,90 - 21,10 =2,62 мВ этом случае предполагается, что Ин - это глубина заложения наибоиболее удаленного от уличного коллектора дождеприемника. Диаметры микрорайонных веток присоединения принимаются в пределах 200-400 мм в зависимости от величины площадей стока.Список используемой литературыСНиП 2.04.03-85 Канализация. Наружные сети и сооружения. – М., 1986. – 72 с. СП 30.13330.2012 Внутренний водопровод и канализация зданий. Актуализированная редакция СНиП 2.04.01-85*. – М., 2012. – 36 с.СНиП 2.04.02-85. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. -М., 1985.- 131 с.СНиП 2.04.01—85. Внутренний водопровод и канализация зданий. -М., 1986.-55 с.СНиП 23-01-99 (взамен 2.01.01-82). Строительная климатология и геофизика. - М, 2003. - 137 с.Лукиных, А. А. Таблицы для гидравлического расчета канализационных сетей и дюкеров по формуле акад. Н. Н. Павловского / А. А. Лукиных, Н. А. Лукиных. - М.: Стройиздат, 1974. - 160 с.Гидравлический расчет сетей водоотведения. Справочное пособие: Ч. 1. Закономерности движения жидкости; Ч. 2. Расчетные таблицы / М. И. Алексеев, Ф. В. Кармазинов, А. М. Курганов. - СПб., 1997.Федоров, N. Ф. Канализационные сети: примеры расчета / Н. Ф. Федоров, А. М. Курганов, М. И. Алексеев. - М. :Стройиздат, 1985. -224 с.Калицун, В. И. Водоотводящие системы и сооружения / В. И. Калицун.-М.: Стройиздат, 1987.-336 с.Справочник строителя: монтаж систем внешнего водоснабжения и канализации ; под ред. А. К. Перешивкина. - Изд. 4-е. - М. :Стройиздат, 1988.-654 с.Справочник проектировщика: канализация населенных мест и площадок промышленных предприятий. - М. :Стройиздат, 1981. -638 с.Яковлев, С. В. Водоотведение и очистка сточных вод / С. В. Яковлев, Ю. В. Воронов. - М.: Изд. АСВ, 2002. - 704 с.Алексеев, М. И. Организация отведения поверхностного (дождевого и талого) стока с урбанизированных территорий / М. И. Алексеев, А. М. Курганов. - М. : Изд-во АСВ; СПб. : СПбГАСУ, 2000. - 352 с.