Расчет ливневой канализации примеры

Пример расчета

Рассмотрим, как выполняется гидравлический расчет ливневой канализации, пример которого поможет нагляднее представить ход вычислений:

Исходные данные:

• территория площадью 100 м2 (0,01 Га);
• расположение участка — Московская область (q20=80 л/с);
• коэффициент поглощения влаги для кровли Ψ=1.

По формуле делаем гидравлический расчет дождевых стоков:

Qr = q20•Ψ•F = 80•1•0,01 = 0,8 л/с.

Поскольку угол наклона скатов практически везде превышает 0,03, то величина β = 1. Поэтому расход влаги в напорном режиме также составляет 0,8 л/с. Исходя из этого значения можно определить необходимый размер труб. Для этого можно воспользоваться специальными пособиями, в частности справочник Добромыслова.

Этот пример рассматривает простейший случай расчета ливневой канализации. Более сложные задачи слишком трудны и должны быть предоставлены подготовленным специалистам.

Расчет гидравлики коллектора формулы и таблицы

Исполнительный проект канализации для дома должен также включать в себя гидравлический расчет канализационных сетей. Эта работа выполняется для того чтобы определить оптимальный диаметр трубопровода, его уклон и скорость стоков в нем. При расчете гидравлики пользуются специальными формулами и таблицами. Полученные данные позволят с максимальной точностью подобрать диаметр труб таким образом, чтобы стоки наполняли его на две трети при постоянной скорости и при этом в системе циркулировал воздух, который обеспечит отвод газов из трубы. Кроме того, гидравлическую способность канализации стоит исполнять и для того, чтобы иметь запас диаметра и уклона коллектора на случай повышения нагрузки на него.

Так, чтобы грамотно заполнить формулу расчета гидравлической способности коллектора, необходимо выяснить такие значения формулы:

• Ду — диаметр отводящей трубы;
• V — средняя скорость стоков в трубопроводе;
• I — гидравлический номинальный уклон коллектора;
• h/Ду — уровень наполнения трубопровода.

Но эти значения чаще всего не всегда необходимо вычислять по формуле в полном объеме

Чаще всего исходные данные принимают во внимание, только выяснив значение i или значение h/Ду. Поскольку все остальные данные можно получить, ознакомившись с таблицами СНиП для расчета и исполнения гидравлики коллектора. Так, значение V и значения h/Ду можно получить из таблицы «Самоочищающей скорости канализационных стоков в зависимости от условного диаметра трубопровода»

Кроме того, минимальный уклон трубы согласно регламенту СНиП может варьироваться от 0,8 до 0,7 мм на каждый метр при условии диаметра трубы в пределах 150-200 мм

Так, значение V и значения h/Ду можно получить из таблицы «Самоочищающей скорости канализационных стоков в зависимости от условного диаметра трубопровода». Кроме того, минимальный уклон трубы согласно регламенту СНиП может варьироваться от 0,8 до 0,7 мм на каждый метр при условии диаметра трубы в пределах 150-200 мм.

Для выведения расчета гидравлической способности канализационной системой рекомендуется использовать таблицы Ф.А и А. Ф. Шевелевых и таблицы Лукиных. Таковые помогают вычислить практически все данные для правильных подсчетов. Так, удобными при проведении расчетов являются:

• Таблица именуемая « Расчет расхода сточных вод, литров в секунду»;
• Таблица «Пропускная способность трубы в зависимости от давления транспортируемой жидкости»;
• Таблицы пропускной способности безнапорных труб для канализационной системы;
• Таблицы пропускной способности для напорной канализации.

Для вычисления объема транспортируемых стоков по коллектору необходимо воспользоваться формулой:

q=a•v.

Значения формулы трактуются так:

• a — сечение потока воды в трубе;
• v — скорость транспортировки стоков, исчисляемая в м/с.

Чтобы подсчитать скорость движения сточной воды, пользуются формулой

v= C√R*i,

значения трактуются таким образом:

• R — гидравлический радиус;
• С — коэффициент намокания внутренней поверхности трубы;
• i — уклон коллектора.

Для выведения значения гидравлического уклона трубы пользуются формулой

i=v2/C2*R.

Сюда достаточно подставить все значения, полученные методом ранних расчетов или взятые из соответствующих таблиц согласно предполагаемому диаметру трубы. Коэффициент же смачивания внутренней поверхности коллектора высчитывают так:

С=(1/n)*R1/6.

Здесь n – это коэффициент шероховатости, варьирующийся в пределах от 0,012 до 0,015 в зависимости от материала изготовления трубопровода.

Расчет гидравлики коллектора формулы и таблицы

Исполнительный проект канализации для дома должен также включать в себя гидравлический расчет канализационных сетей. Эта работа выполняется для того чтобы определить оптимальный диаметр трубопровода, его уклон и скорость стоков в нем. При расчете гидравлики пользуются специальными формулами и таблицами. Полученные данные позволят с максимальной точностью подобрать диаметр труб таким образом, чтобы стоки наполняли его на две трети при постоянной скорости и при этом в системе циркулировал воздух, который обеспечит отвод газов из трубы. Кроме того, гидравлическую способность канализации стоит исполнять и для того, чтобы иметь запас диаметра и уклона коллектора на случай повышения нагрузки на него.

Так, чтобы грамотно заполнить формулу расчета гидравлической способности коллектора, необходимо выяснить такие значения формулы:

• Ду — диаметр отводящей трубы;
• V — средняя скорость стоков в трубопроводе;
• I — гидравлический номинальный уклон коллектора;
• h/Ду — уровень наполнения трубопровода.

Но эти значения чаще всего не всегда необходимо вычислять по формуле в полном объеме

Чаще всего исходные данные принимают во внимание, только выяснив значение i или значение h/Ду. Поскольку все остальные данные можно получить, ознакомившись с таблицами СНиП для расчета и исполнения гидравлики коллектора. Так, значение V и значения h/Ду можно получить из таблицы «Самоочищающей скорости канализационных стоков в зависимости от условного диаметра трубопровода»

Кроме того, минимальный уклон трубы согласно регламенту СНиП может варьироваться от 0,8 до 0,7 мм на каждый метр при условии диаметра трубы в пределах 150-200 мм

Так, значение V и значения h/Ду можно получить из таблицы «Самоочищающей скорости канализационных стоков в зависимости от условного диаметра трубопровода». Кроме того, минимальный уклон трубы согласно регламенту СНиП может варьироваться от 0,8 до 0,7 мм на каждый метр при условии диаметра трубы в пределах 150-200 мм.

Для выведения расчета гидравлической способности канализационной системой рекомендуется использовать таблицы Ф.А и А. Ф. Шевелевых и таблицы Лукиных. Таковые помогают вычислить практически все данные для правильных подсчетов. Так, удобными при проведении расчетов являются:

• Таблица именуемая « Расчет расхода сточных вод, литров в секунду»;
• Таблица «Пропускная способность трубы в зависимости от давления транспортируемой жидкости»;
• Таблицы пропускной способности безнапорных труб для канализационной системы;
• Таблицы пропускной способности для напорной канализации.

Для вычисления объема транспортируемых стоков по коллектору необходимо воспользоваться формулой:

q=a•v.

Значения формулы трактуются так:

• a — сечение потока воды в трубе;
• v — скорость транспортировки стоков, исчисляемая в м/с.

Чтобы подсчитать скорость движения сточной воды, пользуются формулой

v= C√R*i,

значения трактуются таким образом:

• R — гидравлический радиус;
• С — коэффициент намокания внутренней поверхности трубы;
• i — уклон коллектора.

Для выведения значения гидравлического уклона трубы пользуются формулой

i=v2/C2*R.

Сюда достаточно подставить все значения, полученные методом ранних расчетов или взятые из соответствующих таблиц согласно предполагаемому диаметру трубы. Коэффициент же смачивания внутренней поверхности коллектора высчитывают так:

С=(1/n)*R1/6.

Здесь n – это коэффициент шероховатости, варьирующийся в пределах от 0,012 до 0,015 в зависимости от материала изготовления трубопровода.

Какими нормативными документами определяется порядок расчета

Все необходимые решения в отношении ливневой канализации и расчетного объема дождевых стоков принимаются по результатам проектных работ. Они регламентируются СНиП 2.04.03 – 85 или СП 32.13330.2012, где содержатся все необходимые формулы и коэффициенты

При проектировании конкретной системы важно отыскать все необходимые величины и коэффициенты, характерные для метеорологических и гидрогеологических условий данного района. Большинство из них содержится в таблицах СНиП или СП, другие параметры надо рассчитать самостоятельно

Расчет диаметра дождевой канализации выполняется исходя из количества осадков, поступающих в коллектор и требующих перемещения по системе. При этом, важно обеспечить минимальные размеры, которые определены действующими нормативами.

Определение стоков ливневой канализации

Чтобы избежать неприятных последствий затопления участка осадковыми водами, необходимо проложить ливневку с достаточной пропускной способностью. Для этого нужно рассчитать объем дождевых стоков.

Нахождение среднегодового стока

Рассчитывается объем среднегодовых осадков, суммированием объёмов дождевых, поливо-моечных (актуально для города) и талых вод:

W = WД + WТ + WМ

Для каждого участка сбора дождевой воды объем подсчитывается с учетом вида поверхности отдельных участков (кровли, асфальта, газона…), для чего применяются коэффициенты стока, учитывающие особенности сбора, например, впитывание некоторого количества воды газоном (см. таблицу 1).

При подсчете талых вод учитывается, что поверхности способны частично впитывать подтаявшую воду при оттепелях, для чего вводится стоковый коэффициент ΨТ, принимаемый равным 0.5-0.7. Также может применяться КУ — коэффициент, учитывающий удаление убранного снега с территорий.

Для каждого участка сбор воды подсчитывается отдельно, объемы сборов суммируются

Кроме того, во внимание принимается месторасположение участка, поскольку для различных регионов количество выпадающих осадков различно, что учитывается при подсчетах умножением на высоту осадкового слоя HД или НТ (в мм). Данные берутся из СП 131.13330

Формула для вычисления объема дождевых вод:

WД = 10 HД * F * ΨД

Объем годового сбора талой воды рассчитывается по формуле:

WТ = 10 НТ * ΨТ * КУ * F

Цифра среднегодового сбора пригодится для определения необходимой емкости коллекторного пруда (который может быть использован в качестве пожарного водоема или для полива).

Расчет дождевых осадков для участка ливневой системы

Водный поток складывается из поступления осадков, собираемых с кровли здания и территории участка через:

• водостоки,
• линейные водоотводы,
• дождеприемники.

Перечисленные участки (звенья сбора воды) имеют свои особенности, поэтому каждый из них собирает воду со своей территории по-своему. Это отображается введением коэффициентов, учитывающих существование различных условий местности, например, большее или меньшее впитывание поверхностью выпадающей влаги. Вода с нескольких участков может собираться в отдельный ближайший колодец. Из отдельных колодцев вода перетекает в единый пункт сбора — в коллектор или главный накопительный колодец.

Для каждого участка количество дождевых осадков подсчитывается по формуле:

Q = q20 ∙ F ∙ φ

• q20 — коэффициент, учитывающий среднюю величину интенсивности осадков, выпадающих в том или ином регионе, рассчитан по данным многолетних наблюдений (берется из СП или у метеорологов),
• F принимается равной площади участка, для которого рассчитывается объем дождевого стока (для кровли водосборная площадь считается с 30% добавкой суммарной площади стен.);
• φ — коэффициент, зависящий от преобладающего типа покрытия поверхности на участке (значения приведены в таблице 2).

Гидравлический расчет ливневки проводится и для случая возникновения напорного режима. Для этого используется коэффициент b, учитывающий наполненность водотока и зависящий от продолжительности дождя (см. таблицу 3). Величина n зависит от географического нахождения объекта.

Qн = Q * b

Расчет расхода дождевых вод методом предельных интенсивностей

Для определения расходов отводимых водных масс в коллекторах дождевой канализации расчет стоков производится с учётом зависимости между продолжительностью дождя и расчетной интенсивностью осадков.

Суть метода заключается в следующем — расход ливневых масс в коллекторе достигает максимального значения в случае, когда длительность расчетного выпадения осадков равна времени протекания осадочных вод к избранному для расчета сечению коллектора. Для каждого из сечений коллектора сначала определяется продолжительность протекания вод. Соответственно этой продолжительности ведется расчет удельной интенсивности дождя. Так как при этом расчетном методе диаметры труб неизвестны (а также неизвестными являются скорости течения воды в сечении), расчет имеет итерационный характер.

Данный расчет ведется по формуле, учитывающей поверхностную характеристику стокового бассейна, результаты обработки записей дождемеров за многие годы, продолжительность протекания дождевых вод до расчетного участка, расчетную стоковую площадь, климатические условия местности:

Для максимально нагруженного участка коллектора делается гидравлический расчет. Напорный режим учитывается умножением Qрасч на коэффициент ß.

Qрасч = ß * Q

Этот расчет, как и проектирование систем водоотведения, правильнее доверить специалистам. Тогда канализация гарантированно будет рассчитана и спроектирована оптимальной и надежной в эксплуатации.

Как вычислить параметры проекта

Исполнителю нужно обладать сведениями геологических особенностей местности, ландшафтных характеристик, строительной специфики объекта, расположения инженерных систем. При выполнении ливневки на промышленном предприятии дополнительно просчитывается количество подъездных пандусов, общая площадь участка, его проходимость.

Перед разработкой гидропроекта определяются следующие моменты:

• составление сметы работ;
• закупка материала;
• установка датчиков, сигнализаторов;
• количество колодцев, их месторасположение;
• тип канализации (сток внешнего или внутреннего типа);
• длина трубопроката;
• проведение гидравлических вычислений.

Вышеназванные параметры зависят от нормы осадков и максимально возможного их количества, близости водоемов, скорости потока воды, площади водозабора. При прокладке ливневки выполняется расчет по расходу воды, то есть пропускной способности канализации в процессе водоотвода.

Сервисное обслуживание и ремонт очистных сооружений

Очистные сооружения требуют регулярного и профессионального контроля специалистов для поддержания высокой надёжности работы систем и экологической безопасности окружающей местности (предотвращения вредных выбросов, происходящих из-за не корректной работы очистных сооружений

).

Техническое обслуживание очистных сооружений

Это комплекс специальных мероприятий по поддержанию оптимальных параметров работы очистных сооружений и поддержанию высокой эксплуатационной надёжности системы очистки. ТO OC включает контроль соблюдения технологического процесса при очистке стока, осмотр установленного очистного оборудования, диагностику и устранение возникающих неисправностей. В зависимости от периодичности проведения работ различают:текущее техобслуживание — работы не регламентированы и проводятся в соответствии со схемами паспортной документации очистных сооружений, направлены на максимальное продление срока службы;плановые работы — проводятся в соответствии с регламентом с детальным перечнем работ и указанием персональной ответственности за их выполнение:

• поддержание режима работы очистных сооружений
• своевременное обслуживание, профилактика и ремонт технологического оборудования
• контроль температурных режимов
• проведение визуального контроля состояния конструкций и оборудования

Основные причины проблем в работе очистного сооружения

1. неправильная эксплуатация оборудования
2. превышение технологической нагрузки по количеству и составу загрязнений;
3. высокая степень износа отдельных элементов конструкции или сооружений в целом;
4. выход из строя оборудования или технологических узлов

Обслуживание локальных очистных сооружений:

Ежедневно тестируется система управления и сигнализации с обязательным заполнением соответствующего технического журнала.Раз в неделю проводится контроль важных параметров работы: потребляемого насосными станциями тока, работы агрегатов в разных режимах, очистка корзин для улавливания грязиЕжемесячно оборудование проверяется на наличие механических повреждений. Приежегодном сервисном обслуживании регулируется запорная арматура, проводится профилактика насосов, проверка электрической части и прочие мероприятия. Перечень выполняемых сервисных работ зависит от особенностей эксплуатации оборудования в каждом отдельном случае.

Обслуживание ливневых очистных сооружений:

• первичная диагностика для выявления неисправностей в любом из узлов
• удаление со стенок блоков ливневой канализации мусора, отложений, других загрязнений;
• удаление загрязнений с поверхности датчиков сигнализаторов уровня для предотвращения ложных срабатываний датчиков
• откачка из пескоуловителя ила и песка с удалением всплывающих на поверхность нефтепродуктов, взвесей и промывки фильтров
• замена сорбента

Плановое обслуживание очистных сооружений ливневой канализации обеспечивает надёжную и эффективную работу всех систем.

Обслуживание КНС

1. Откачка осадка Со временем на дне КНС образуется осадок, перекачать который не в состоянии фекальные насосы. При большом количестве, в случае несвоевременной откачки, осадок может негативно повлиять на работу насосного оборудования.

2. Очистка корзины

Во время эксплуатации КНС в нее попадает различный мусор, который задерживается корзиной, установленной на входе подводящей трассы канализации.

3. Диагностика насосного оборудования

При техническом обслуживании проводят визуальный осмотр насосов на герметичность и повреждения, в том числе от абразивных веществ (песок) и попавших в КНС механических загрязнений. Периодически производится замена режущего механизма.

4. Осмотр запорной арматуры

Необходим для своевременного выявления течей, критической коррозии и прочих неисправностей запорной арматуры, используемой в КНС.

5. Осмотр корпуса

Проводится для визуального контроля целостности и герметичности корпуса КНС.

6. Сбор плавающего нерастворимого мусора

Плавающие нерастворимые загрязнения опасны тем, что могут повлиять на работу поплавковых датчиков уровня, поэтому при сервисном обслуживании производят их удаление.

7. Проверка функционирования системы

При сервисном обслуживании проверяют работу всех систем КНС в рабочем режиме. В том числе: работоспособность датчиков уровня, блока управления, производительность насосного оборудования.

Ремонт КНС

Мы производим текущий ремонт канализационных насосных станций, а также ремонтируем КНС в аварийных случаях, производим замену вышедших из строя насосов, датчиков уровня, элементов запорной арматуры и блока управления.

Способы отвода собранной воды

Серьёзной задачей для собственников загородной недвижимости является отвод дождевой воды, собранной с общей площади участка.

Если поблизости с домом нет централизованных коммуникаций, для решения такой задачи остаются два варианта:

1. Сбор в специальный резервуар с последующим использованием для полива;
2. Отвод воды из накопителя в грунт или в естественные природные зоны.

Первый вариант считается рациональным при условии наличия на территории дома объектов для полива. В этом случае понадобится несложное приспособление (бытовая насосная станция) для откачки воды из накопительного резервуара с последующей её подачей на поливные площади.

Схема отвода собираемой дождевой воды в грунт. Одна из тех возможных к применению схем, которые доступны собственникам загородных домов. Эффективность по скорости отвода низкая, но с учётом применения на малых площадях, эта схема вполне подходит

Второй вариант сопровождается большими трудностями. Вывод в грунт – процесс длительный по времени. Сколько времени потребуется на вывод, зависит от способностей грунта впитывать влагу. На разных рельефных участках коэффициент насыщения грунтов влагой может отличаться существенно.

Чтобы отводить продукт ливневой канализации в естественные природные зоны («на рельеф» или «на ландшафт»), придётся реализовать дополнительную схему. Эта схема включает в себя центральный водосборник и систему грунтовой доочистки, к примеру, поле фильтрации.

Схема вывода «на рельеф» или «на ландшафт» сопровождается сложностями сооружения очистных модулей. Оба варианта требуют согласования с природоохранными ведомствами.

Обычно с предметом согласования владельцу недвижимости (участка) приходится обращаться в следующие организации:

1. Департамент природного надзора.
2. Управление рыболовства.
3. Управление потребительского надзора.
4. Бассейно-водное управление.
5. ЦГМС.

Под предметом согласования подразумевается «Проект нормативов, характеризующих процедуру сброса». На основании такого проекта выдаётся разрешение, допускающее сброс загрязнений «на ландшафт» или «на рельеф», а также выносится решение о предоставлении водного объекта.

Сброс воды из ливневой канализации «на рельеф» или «на ландшафт». Подобные схемы никак не регламентируются документами СНиП.

Реализация таких вариантов незаконным путём сопряжена с риском высоких штрафов, а легальный сброс требует согласования с органами власти.

Проекты частной недвижимости традиционно включают наряду с ливневой канализацией другие коммуникационные сети. Бытовая канализация и дренажная система тоже являются частью бытовых коммуникаций. Принцип их действия мало отличается от функционирования ливневки, в чём владельцы частных домов нередко усматривают возможность использования этих сетей.

Между тем совмещение ливневой канализации с бытовой канализационной схемой отвода стоков запрещается СНиП. Запрет на совмещение разных видов канализации обусловлен факторами очевидными.

Так, при условии вывода дождевой воды в бытовую канализацию и с учётом высокой интенсивности атмосферных осадков, нормальный уровень канализационных стоков завышается в несколько раз.

Подтопление рабочих колодцев приводит к блокировке хозяйственно-фекальных стоков. Грязевые отложения, природный мусор устремляются в систему бытовой канализации. В результате после очередного ливня устроителям сооружения придётся заниматься чисткой системы.

Объединение ливневки с канализационной магистралью грозит обернуться плачевным результатом. Переполнение системы водоотведения по причине нарушения расчётных нагрузок приводит к подтоплению фундамента здания.

Частые подтопления нарушают структуру грунта, что становится причиной смещения фундаментных блоков, подмыва основания под монолитной конструкцией, а в дальнейшем может привести к разрушению здания.

Практические советы для монтажа ливневки

1. Выбор материала трубопровода. В СНиПе допускается монтаж изделий из асбестоцемента, пластика, стали. Наиболее экономичный вариант, с которым мы работаем редко, асбестоцемент. Материал характеризуется большой массой (вес одного метра – около 4 кг), повышенной хрупкостью. Трубы из стали по весу легче предыдущего аналога, однако быстро покрываются коррозийным налетом. По этой причине ПВХ используется чаще, совмещает в себе удобный и быстрый монтаж, пролонгированный эксплуатационный срок, небольшой вес.
2. Закладочная глубина. Трубы мы располагаем оптимально, ниже уровня замерзания почвы, но выше нахождения грунтовых вод. Выбор этого параметра зависит от типа местности: допускается монтаж трубопровода на расстоянии до 70 см от поверхности.
3. Сборка стояка. Сам процесс отвода воды происходит за счет стояка. Под ним располагаются дождевые приемники линейного либо точечного типа. Отвод воды крепится к стене вертикально. Мы используем для надежного сцепления изделия со стеновой поверхностью строительные хомуты. Крепление выполняется с определенным интервалом. Определить его можно с учетом материала трубопровода. Хомуты для пластиковых изделий устанавливаются через каждые 2 м. Для стальных труб интервал меньший – 1,5 м.
4. Охранная территория. Обустройство охранного участка осуществляется согласно СНиП. Эта зона пролегает вблизи ливневого стока. Запрещается по государственным стандартам строить здания, организовывать место хранения мусора, высаживать деревья на расстоянии не меньше 3-х метров от трубопровода.