Система дождевой канализации. Ливневая канализация: особенности, устройство, монтаж

Задача, решением которой должен стать качественный проект и грамотная установка ливневой канализации, требует к себе комплексного подхода. Это непростая инженерная система, при разработке которой требуется соблюдение определенных технических норм. Непременное согласование и утверждение проекта санитарно эпидемиологической службой; органами, ведомство которых - регулирование и охрана вод; органами, в задачу которых входит охрана рыбных запасов.

Компания "MВС Экология” готова предоставить вам спектр услуг данного направления в полном объеме:

спроектировать ливневую канализацию;
согласовать проект во всех вышеперечисленных государственных инстанциях;
произвести монтаж ливневой канализационной системы на принадлежащем Вам участке.

Первое и основное условие для создания технически, а также технологически грамотного проекта отвода ливневого стока- доверить работу профессионалам.

Только при выполнении этого условия может быть дана гарантия безопасности и надежности.
Дождевые воды одинаково проливаются и на частные дома, и на поселки, застроенные коттеджами, и на автомобильные магистрали - отвод их требуется отовсюду. Различие состоит лишь в объеме нагрузок. Грамотно составленный проект ливневой канализации предполагает доскональное изучение объекта, всех его специфических особенностей. Скрупулезное проведение анализа, цель которого - изучить все условия предполагаемой эксплуатации. Сюда входит и учет предполагаемых водных объемов, подлежащих переработке, и то, какой природы происхождения могут быть загрязнения; территорию какого размера придется охватить; какова геология и геодезия конкретного участка; каким дополнительным внешним воздействиям может подвергнуться спроектированная конструкция.

Прежде всего, составление проекта канализации для отвода дождевых сточных вод, предполагает разработку проектной документации на основании технического задания, чертежей, схем и нормативных документов различного назначения, таких как СНиП 2.04.03-85, ГОСТ 3634-99, СанПиН 2.1.5.980-00 и пр. Техническое задание представляет собой основополагающий документ. При его составлении и заполнении непременно учитываются высказываемые Заказчиком пожелания, если они соответствуют ГОСТу 19.201-78. Также, документ содержит информацию о том, в какие сроки должен быть выполнен заказ, каково функциональное назначение устройства, каким будет порядок контроля, какие технико-экономические требования предъявляются. Возможны различные приложения.

При расчете ливневой канализации необходимо обязательно учесть следующие моменты: определиться с предполагаемым видом канализации. Где и в каком количестве расположить канализационные колодцы. Диаметр и протяженность труб, из какого они материала. Какие датчики и сигнализаторы будут использоваться. Важно при выборе системы учитывать размер площади водосбора, имеются ли в наличии естественные или искусственные водоемы, какова статистика нормы осадков, каков их максимум. Также необходимо принять во внимание, с какой скоростью текут дождевые воды и прочие немаловажные факторы, которые зависят от особенностей конкретно разрабатываемого объекта.
Денежные инвестиции также одна из составляющих при расчете ливневой канализации. Имеется в виду составление подробной сметы, размер которой напрямую зависит от:

расположенных в пониженных местах точечных водосборников;
системы труб водоотвода;
колодцев ливневой канализации, назначение и модификации которых различны;
фильтров для специализированной очистки.

Если Заказчик посчитает необходимым, то систему можно дополнить.
Различные виды колодцев ливневой канализации различаются функционально. Задача одних - сбор сточных вод и их распределение с последующей очисткой; других - размывание осадка; третьих - измерение уровня потока воды; четвертых - отбор проб воды после очистки; пятых - обслуживание и осмотр сооружений, размещенных под землей.

Отвести избыточные ливневые воды с участка около дома призвана дождевая канализация. Устройство ее абсолютно необходимо, поскольку весеннее таяние снега или избыточная вода, появляющаяся после летних ливней, способны привести к тому, что почва вокруг садового домика или коттеджа со временем становится мало пригодной для выращивания чего бы то ни было. Да и «бездонная» лужа у самого крыльца, появляющаяся после даже незначительного дождика, не приносит особой радости.

Чтобы не происходило заболачивания дачного участка, следует еще на стадии строительства и планировки предусмотреть устройство дождевой канализации.

Воды от осадков требуют наличия собственной системы отведения

Системы водоотведения

Существует несколько разновидностей систем, отводящих дождевые и талые воды:

Открытый тип. Для отведения избыточных вод в этой системе используются открытые каналы, кюветы, лотки.
Закрытый тип. Вода, собранная специальными водоотводящими лотками, поступает в колодцы дождевой канализации (дождеприемники), а затем в сеть трубопроводов, расположенную под землей, по которой сток направляется на сброс. В этой сети могут быть предусмотрены сооружения для очистки воды.
Смешанный тип. В этом случае некоторые элементы системы открытого типа могут быть заменены подземной сетью труб.

Дождеприемник закрытой системы отвода стоков

Рядом с каждым домом в обязательном порядке проектируется дренажная канализация для отведения излишней влаги от его фундамента. Порой у чрезмерно бережливых хозяев возникает соблазн использовать эту систему и для отведения избыточных атмосферных осадков и вешней воды. Эксперты этого делать не рекомендуют, поскольку избыток влаги будет пагубно действовать на фундамент, приводя к его разрушению в более короткие сроки. Проектирование дождевой канализации абсолютно необходимо, и не стоит на этом экономить.

Создание дождевой канализации

Параметры и расчеты систем водоотведения

Наибольшего эффекта можно добиться лишь от канализации, соблюдающей все правила и нормы для таких сооружений. Перед началом работ по устройству системы водоотведения производится расчет дождевой канализации, который учитывает:

общее количество сточных вод;
количество необходимых водостоков, их пропускную способность;
количество и частоту выпадения осадков;
вид грунта, преобладающего в данной местности;
рельеф;
площадь осушаемой территории;
необходимость сохранить дизайн окружающего ландшафта.

Составление такого гидропроекта необходимо доверить специалистам. И лишь после этого приступать к закупке необходимого оборудования и материалов для устройства системы водоотведения на своем участке.

Нормативные документы, которым должна соответствовать обустраиваемая дождевая канализация – СНиП, СанПиН – предписывают соблюдение необходимых минимальных размеров дренажных элементов, рассчитанных исходя из конкретных условий:

Ширина водостоков, достаточная для бесперебойной работы в нормальных условиях – от 100 до 130 мм.
Более интенсивный отвод воды, требующийся в отдельных случаях, и подтвержденный вычислениями, предполагает проектирование ширины водостоков до 200 мм.

Диаметры канализационных труб, общая нагрузка на систему, высота канала и некоторые другие параметры также подлежат расчету.

Совет от профессионала:

Полный перечень всех необходимых параметров для расчета ливневой канализации можно найти в различных справочниках и на сайтах компаний, специализирующихся на такой деятельности.

Монтаж систем водоотведения

В состав системы дождевого водоотведения входят:

лотки, каналы, желоба для сбора осадков;
лотки для отведения воды;
дождеприемники;
трубы;
смотровые колодцы.

Как правило, ливневка на участке устраивается параллельно системе дренажа. Уклон дождевой канализации обязательно сохраняется таким же – 3-5 мм на 1 м. В том случае, когда дренажные трубы располагаются достаточно глубоко, инженерную систему по отведению ливневых и талых вод можно устраивать непосредственно над ней.

Особенности процесса монтажа:

Полипропиленовые трубы располагают на песчаной подушке, толщина которой должна быть не менее 5-10 см.

Совет от профессионала:

Не забудьте перед устройством ливневки хорошо утрамбовать грунт над дренажными трубами, чтобы избежать их случайного повреждения.

Под водосточную трубу устанавливается фильтрующая воронка, собирающая крупный мусор. Вода, попадая в трубы для дождевой канализации, подается в дождеприемник, соединенный с коллектором.

В дренажном колодце предусматривается устройство, не позволяющее воде при резком увеличении ее объема (наводнение, обильные осадки) попадать в систему дренажа. Это шаровой обратный клапан, устанавливаемый на входе в колодец дренажной трубы, а в верхней части колодца – позволяющая удлинять до поверхности земли трубу муфта.
Вода из дренажного колодца попадает в канавы, водоемы или коллектор, из которого отводится либо в общую систему канализации, либо сливается непосредственно в грунт или открытую дрену, проходя через слой щебня.

Устройство ливневой канализации (ливневка) – система, служащая для защиты фундамента домов и территорий, которые их окружают от дождевых и талых вод. Главная задача механизма – сбор дождевых и талых вод в линии каналов. Одним из основных элементов есть дождеприемники, которые собирают воду из водосточных труб. В целом система способна остановить подтапливание фундаментов, что может привести к разрушению. Ливневка – это обязательное оборудование в инженерии загородного дома или сада. Установка качественного водостока поможет вам в сохранении газона, цветника, а самое главное убережет дом от разрушений.

Для этого мы должны ответить на вопрос, а куда же девается осадковая жидкость? Часть воды впитывается землей, но ведь в связи с развитием цивилизации большая часть земельных участков превратилась в асфальт. Теперь ей деваться некуда. Из-за этого, дожди способны разрушить наши дворы и способствовать появлению сырости в домах. На сегодняшний день с этой проблемой борется устройство ливневых канализаций. В большинстве случаев работают по механизму самотека.

При выборе технологий обратите внимание на такие показатели:

Рельеф земли;
Характер застройки
Количество осадков на данной территории.

Преимущества ливневого водоотвода

50-100 куб.м – именно столько ежегодно стекает воды от под загородного дома. Ливневая система собирает всю воду и равномерно делит ее по участкам. Если осадочная вода останется без контроля, то нанесет большой вред владельцу участка. Последствием этого может стать разрушение фундамента и гниение растительности на участке.

Ливнёвка имеет такие преимущества:

Монтажные работы легкие и недорогие;
Намного легче сделать уклоны для такой системы;
90 % расположены на поверхности, что помогает избежать засорения трубы, и облегчает доступ к ремонтным работам;
Земельный слой почти не нарушается;
Лотки выполняют две функции: собирают и отводят воду.

Из чего состоит система ливневой канализации?

Конструкция водоотвода состоит из таких компонентов:

Желоба;
Дождеприемников;
Труб;
Вспомогательных деталей.

Теперь более подробно разберемся с функциями и особенности каждого.

Желоба выполняют сбор водных ресурсов в местах с огромными механическими нагрузками, например: автостоянки и гаражи. Они применяются из разных материалов: пластик, бетон и полимербетон. В комплектацию могут входить специальные насадки из металла и декорированная сетка, которые защищают их от засорения крупным мусором.

Дождеприемники работают с точечным сбором воды с поверхности и крыш домов, в случае если установлено соединение водосточными трубами. Они изготовлены из пластика и могут выдержать переезд автомобиля. В комплектацию могут также входить: мусорная корзина, специальная перегородка и решетка из чугуна или оцинковкой.

Трубы , которые составляют водостоки, предназначены для транспортировки вод в коллектор, используются для наружных работ. Материал – полипропилен. Когда проектируют системы, как правило, используют два варианта проложения труб:

Неглубокой посадки . Функционируют в основном летом. В этом случае используют чаще всего толстостенные трубы коричневого цвета.
Глубокой . Функционируют круглогодично. В данной системе заложения предпочтение отдают двухслойным гофрированным трубам.

Важно! При выборе диаметра трубы необходимо посчитать предполагаемое количество осадков. Также для контроля над ливневыми стоками нужно организовывать ревизии и установить смотровые колодцы, чтобы очищать трубки провода.

В конструкцию водоотводов могут входить колодцы приема дождя, водоотводные лотки, пескоуловители и подземные водостоки.

К сведению покупателей! Схема ливневого водоотвода планируется при ландшафтном проектировании и пропорционально зависит от строения участка по вертикали.

Зачем нужна установка смотровых колодцев?

Данные сооружения ставят на поворотных местах водоотводов, а также на слишком длинных трубах через каждые 25 м. Смотровые колодцы позволяют нам совершать ревизию и следить за чистотой водоотвода. Ранее их мастерили руками из железобетонных колец или выкладывали кирпичом. На сегодняшний день – это пластик.

К их плюсам стоит отнести то, что они:

Герметичны;
Не подвержены воздействию коррозии;
Надежны и прочны;
Имеют маленький вес;
Легко монтируются.

Классификация ливневой канализации

Перед тем как покупать, нам необходимо ознакомиться с классификацией водостоков. Их разделяют по таким критериям: способ водоотвода и тип водоотвода.

Важно знать, что дренажная и ливневая система устанавливаются параллельно. Объединяться они не должны. При чем, ливневая в их параллели прокладывается выше.

Виды систем по способу отвода вод:

Закрытые . Это самый сложный механизм. Для его работы необходимо провести подробный гидравлический расчёт для подходящего диаметра труб. Вода собирается в специальных дождеприемниках или лотках и затем перемещается в систему труб. Далее она следует в самотеки, из которых попадает в коллектор, откуда переводится за пределы участка. Например, в водоемы.

Совет! Монтаж систем закрытого типа с большими трубами производится на городских улицах или предприятиях. Но в некоторых случаях он идеально подойдет для участка, если это большая территория.

Открытые . Это самый простой вариант. В данном случае осадки собираются в лотки, установленные в канавах, которые следуют под наклоном к коллектору. Лотки закрыты решетками.
Смешанные водоотводы . Эта система предусматривает установку компонента обоих видов, что в разы снижает затраты. При таком выборе следует устанавливать трубы диаметром 10-15 см.

Виды по типу водоотводов:

Точечный сбор воды. Принцип работы – установка дождеприемников, которые соединяются трубами в одну сеть. Устанавливать нужно в проблемных местах.
Линейный . Этот монтаж используют для сбора осадков территорий большого размера, например, асфальтированные местности и др.

PS: С каждым типом отвода воды вы можете познакомиться, посмотрев фото, размещенные в Интернете.

Как выбрать подходящее место для размещения коллектора?

Положительные или благоприятные. Рельеф плоский либо с уклоном не более 0,005. В этом случае площади стока могут достигать 150 га или меньше.
Средние. Коллектор располагают на нижней части склона. Площадь – 150 Га или немного больше.
Неблагоприятные. Наклонный рельеф и крутые склоны. Площадь превышает 150 га, причем значительно.

Совет. Чтобы правильно проложить водоотвод, нужно выбрать самый краткий путь до места спуска. Дренаж и ливнёвку никогда нельзя совмещать!

Этапы подготовки к установке ливневой системы

Работы стоит сразу начинать после окончания планировки фасада и благоустройства территории. Вам необходимо:

Выполнить вертикальную отсыпку грунтов на участке и уплотнить их. Это необходимо для того, чтоб избежать деформации оборудования.
Монтаж по отводу осадков с крыш за пределы участка. Это помогает уберечь фундамент от промокания и разрушения.
Определить способ и место для отведения осадковой жидкости. Место должно определяться в индивидуальном порядке, исходя из местности. Существует два вариант: дренажные канавы и канализационная система.
Сбор дождевой воды на плиточных покрытиях. Устанавливаются только при наличии конт-уклона от прилегающей территории или постройки.

Совет. Система должна состоять из линейного и точечного водоотвода, также в комплект могут входить защитные устройства от грязи. Так что перед тем как устанавливать необходимо проконсультироваться с специалистом: ведь любая система подбирается индивидуально к местности.

Порядок установки

Монтаж ливневок играет большую роль в ее дальнейшей производительности. Правильная последовательность действий даст исправную работу и высокую эффективность. В интернете можно найти множество различных фото, объясняющих принципы установки. Мы же ниже попробуем описать вам ее.

Итак, устанавливаем компоненты в такой последовательности:

Закрепляем локальные точки сбора воды под трубы;
Проводим линейный отвод, в основу которого входят лотки;
Соединяем все компоненты трубами с коллектором.

Важно! Установите смотровые колодцы, они помогут избежать засорения. Коллектор же нужно устанавливать, опуская на большую глубину, чтобы при морозе он не замерз, если такой возможности нет – утеплите!

Основные правила и принципы монтажа водоотводов

Осадки из дождевиков через трубы попадают в коллектор или место водосброса;
Из этой же системы должна быть подключена система дренажа;
Для ливневок в основном используют трубы ПВХ, диаметром 11 см;
Могут подходить также гофрированные трубы, которые внутри имеют гладкую поверхность;
Как правило, устанавливают их так, чтоб осадки спускались самотеком. Для этого придерживаются наклона 1см на 1 м трубы.
Чтоб система не замерзла в межсезонье, трубы нужно прокладывать ниже точки замерзания грунта;
Если вы не можете поместить трубы на глубину, то стоит их утеплить.

Внимание! Если есть возможность, то избегайте поворотов трубопроводов. Если не имеете – создавайте углы 90 градусов.

Системы водоотведения

Существует несколько разновидностей систем, отводящих дождевые и талые воды:

Открытый тип. Для отведения избыточных вод в этой системе используются открытые каналы, кюветы, лотки.
Закрытый тип. Вода, собранная специальными водоотводящими лотками, поступает в колодцы дождевой канализации (дождеприемники), а затем в сеть трубопроводов, расположенную под землей, по которой сток направляется на сброс. В этой сети могут быть предусмотрены сооружения для очистки воды.
Смешанный тип. В этом случае некоторые элементы системы открытого типа могут быть заменены подземной сетью труб.

Создание дождевой канализации

Параметры и расчеты систем водоотведения

общее количество сточных вод;
количество необходимых водостоков, их пропускную способность;
количество и частоту выпадения осадков;
вид грунта, преобладающего в данной местности;
рельеф;
площадь осушаемой территории;
необходимость сохранить дизайн окружающего ландшафта.

Ширина водостоков, достаточная для бесперебойной работы в нормальных условиях – от 100 до 130 мм.
Более интенсивный отвод воды, требующийся в отдельных случаях, и подтвержденный вычислениями, предполагает проектирование ширины водостоков до 200 мм.

Совет от профессионала:

Монтаж систем водоотведения

В состав системы дождевого водоотведения входят:

лотки, каналы, желоба для сбора осадков;
лотки для отведения воды;
дождеприемники;
трубы;
смотровые колодцы.

Особенности процесса монтажа:

Полипропиленовые трубы располагают на песчаной подушке, толщина которой должна быть не менее 5-10 см.

Совет от профессионала:

Под водосточную трубу устанавливается фильтрующая воронка, собирающая крупный мусор. Вода, попадая в трубы для дождевой канализации, подается в дождеприемник, соединенный с коллектором.

В дренажном колодце предусматривается устройство, не позволяющее воде при резком увеличении ее объема (наводнение, обильные осадки) попадать в систему дренажа. Это шаровой обратный клапан, устанавливаемый на входе в колодец дренажной трубы, а в верхней части колодца – позволяющая удлинять до поверхности земли трубу муфта.
Вода из дренажного колодца попадает в канавы, водоемы или коллектор, из которого отводится либо в общую систему канализации, либо сливается непосредственно в грунт или открытую дрену, проходя через слой щебня.

Дождевые и талые воды в определенных случаях могут вызвать затопление территории, подвалов, нарушение нормального движения транспорта, подъем уровня грунтовых вод. Для их сбора, транспортировки и сброса в водоемы или на пониженные участки местности устраивается система дождевого водоотведения (дождевая канализация).

Одним из важных мероприятий по охране окружающей среды является очистка поверхностного стока (дождевых и талых вод) с загрязненных территорий населенных мест и производственных объектов. В этом случае также возникает необходимость в создании системы дождевого водоотведения.

Дождевая канализационная сеть может быть использована и для отведения незагрязненных (условно чистых) сточных вод. На объектах Министерства обороны это в основном сточные воды от охлаждения оборудования и аппаратуры. В систему дождевого водоотведения иногда спускают дренажные воды, образующиеся при водопонижении и осушении территории.

Система дождевого водоотведения может быть открытого, закрытого и смешанного типов. Открытая система представляет собой комплекс канав, кюветов, лотков и выпусков упрощенных конструкций, создаваемых при решении вопросов наружного благоустройства объектов. Закрытая система включает в себя колодцы-дождеприемники, сеть подземных канализационных трубопроводов с колодцами различного назначения и выпуски дождевых вод в водоемы или на пониженные участки местности. При очистке дождевого стока эта система дополняется регулирующими резервуарами и очистными устройствами, если предусматривается отдельная очистка. Смешанная система представляет собой сочетание открытой и закрытой систем.

Закономерности выпадения дождей

Конструктивные параметры и режим работы системы дождевого водоотведения определяются закономерностями выпадения осадков (прежде всего дождей) в конкретном географическом пункте. Расходы талых вод, как правило, меньше расходов дождевых вод.

Дожди характеризуются количеством выпадающих дождевых осадков, интенсивностью, продолжительностью и повторяемостью.

О количестве дождевых осадков судят по слою в миллиметрах (мм) и по объему в литрах на гектар (л/га).

Интенсивность дождей характеризуется количеством выпадающей дождевой воды в единицу времени. Различают следующие интенсивности дождя:

по слою: i = h / t

h - количество дождевых осадков по слою, мм; t - время дождя, мин

по объему: q = V / t

V - объем выпавших дождевых осадков, л/га; t - продолжительность дождя, с

Дожди различной интенсивности имеют разную повторяемость: сильные выпадают реже, слабые - чаще. Повторяемость определяют как частное от деления общего количества всех выпавших дождей определенной интенсивности за возможно более длительный период наблюдений (не менее 25 лет) на продолжительность этого периода в годах.

Закономерности выпадения дождей изучаются на метеостанциях с помощью простых и самопишущих поплавковых дождемеров - плювиографов.

Простой дождемер (осадкомер) представляет собой цилиндрический сосуд площадью 200 см, установленный на подставке высотой 2 м. Для предотвращения уноса осадков при ветре сосуд окружен коническим кожухом из изогнутых пластин. Простой дождемер позволяет регистрировать лишь количество выпавших осадков по высоте слоя за время одного дождя, за сутки и другие промежутки времени. Этого показателя для правильного проектирования системы водоотведения недостаточно.

Более полную информацию о закономерностях выпадения дождей можно получить с помощью самопишущих дождемеров (плювиографов). Схема устройства такого прибора показана на рис.1. Осадки собираются в приемный сосуд, из которого через сливную трубку перетекают в измерительный цилиндр. В измерительном цилиндре располагается поплавок, связанный с узлом (пером), пишущим на градуированной бумажной ленте вращающегося барабана. Время одного оборота барабана составляет 24 ч.

По достижении предельного уровня вода из измерительного цилиндра с помощью сифона сбрасывается в сборный сосуд, расположенный внизу колонки дождемера, который периодически опорожняется.

Рис.1. Схема устройства самопишущего дождемера:

приемный сосуд;
сливная труба;
барабан с бумажной градуированной лентой;
поплавок с пишущим устройством;
измерительный цилиндр;
сифон;
сборный сосуд

Бумажная лента плювиографа градуирована по горизонтальной оси в часах и минутах в пределах суток, по вертикальной оси - в миллиметрах слоя выпадающих осадков. В сухой период пишущий узел вычерчивает на ленте прямую линию. С началом дождя, т.е. с момента поступления осадков в приемный сосуд, на ленте в виде кривой регистрируется ход дождя. С его окончанием вычерчиваемая линия вновь становится горизонтальной. Полученная кривая полностью отражает динамику прошедшего дождя. Наличие участков кривой с различным углом наклона к горизонтальной оси свидетельствует об изменении интенсивности дождя в отдельные его периоды.

Для установления взаимосвязи интенсивности дождя с его продолжительностью производится расшифровка записей самопишущих дождемеров. На графике дождя (рис.2) последовательно выделяются участки продолжительностью 5, 10, 15, 20 мин и т.д., в которые интенсивность была наибольшей, т.е. выпало максимальное количество осадков (мм). Далее для этих случаев определяется сначала интенсивность по слою, а затем - по объему:

i = h n / t n , q n = 166,7i

где индекс n выражает номер анализируемого варианта.

Рис.2. Запись хода дождя на ленте самопишущего дождемера

Полученная зависимость интенсивности дождя от его продолжительности имеет вид, представленный на рис.3. Чем короче рассматриваемый период дождя, тем выше его интенсивность; иначе говоря, интенсивность дождя обратно пропорциональна его продолжительности.

Рис.3. График расшифровки дождя

Указанная зависимость сохраняется и для отдельных дождей. Производя подобным образом расшифровку записей дождемеров по всем дождям, мы получаем необходимую информацию для проектирования систем дождевого водоотведения.

Поскольку дожди по интенсивности и продолжительности различны, канализационную сеть следовало бы рассчитывать на самый сильный дождь за период наблюдений. Но сильные дожди бывают редко, следовательно, трубы дождевой сети весьма значительных размеров работали бы с расчетной нагрузкой лишь один раз в несколько лет, что нельзя признать рациональным.

По указанной причине при проектировании дождевой канализационной сети максимально возможные расходы не учитывают, допуская переполнение труб во время сильных дождей. Период (годы), когда выпадает один дождь с интенсивностью, больше расчетной, называется периодом однократного превышения расчетной интенсивности дождя, а поскольку при таком дожде происходит переполнение сети, его также называют периодом однократного переполнения сети Р.

Выбор величины Р для конкретных условий является одним из основных факторов рационального проектирования систем дождевого водоотведения. Чем больше будет принята величина Р, тем большего диаметра потребуются канализационные трубы. Это увеличивает стоимость системы, но дает большую гарантию от затопления канализуемой территории. При малой величине Р увеличивается вероятность и частота ее затопления.

Для экономического обоснования величины Р требуется четкое представление о последствиях, которые могут быть вызваны переполнением сети, и связанном с этим ущербе. Поэтому для населенных мест и производственных объектов, где частое переполнение сети не вызывает серьезных последствий, период однократного переполнения Р при плоском рельефе местности назначается от 0,3 до 1,0 года. Для населенных мест с крутым рельефом территории и производственных объектов, где имеются подвальные помещения с ценным оборудованием, затопление которых может принести большие убытки, период однократного переполнения следует назначать большим, в 5-10 и более лет.

Для получения расчетных зависимостей анализируют данные по выпадению дождей за период не менее 25 лет и наносят их на графики в координатах lg q и lg t (рис..4). Обосновывают то или иное значение Р, определяют количество переполнений сети за период наблюдений (например, 25:5 = 5 раз) и отсчитывают число сильных дождей сверху. Линия, соединяющая вновь полученные точки, является характеристикой расчетного дождя.

Рис.4. Линии расчетных интенсивностей дождей

Метод предельных интенсивностей

Величины А, n, и К для конкретного объекта являются постоянными. Площади бассейнов стока на каждом расчетном участке сети определяются по проектам планировки и благоустройства. Принципиальное значение имеет правильный выбор продолжительности расчетного дождя. Для конкретного сечения канализационной сети не все дожди будут расчетными, а только один из них в пределах периода однократного переполнения сети. Продолжительность такого дождя должна быть равна времени добегания дождевой воды от самой удаленной точки бассейна стока до расчетного сечения - тогда трубопровод будет работать при самотечном режиме полным сечением (наполнение равно 1), во всех других случаях наполнение не будет расчетным (рис.5). Эта продолжительность является критической для данного расчетного участка, т.е.

Рис.5. Графики изменения расходов воды в коллекторе при дождях различной продолжительности и интенсивности (гидрограф дождей)

Интенсивность дождя, соответствующая его критической продолжительности, будет предельной для расчетного сечения, за которой последует переполнение сети. Метод определения расчетных расходов, основанный на указанном принципе, получил название метода предельных интенсивностей.

Рис.6. Схемы расположения дождевой сети в небольших городах:

а - без внутриквартальных сетей; б - при наличии внутриквартальных дождевых сетей; 1 - уличные лотки; 2 - дождеприемники; 3 - уличный трубопровод (коллектор); 4 - колодцы; 5 - основной коллектор; 6 - внутриквартальная дождевая сеть.

Критическая продолжительность дождя складывается из трех слагаемых (рис.6):

t кр = t пов + t л + t мр

t пов - время поверхностной концентрации, мин; t л - время протока воды по лоткам, мин; t мр - t - время протекания воды по трубам, мин.

Время поверхностной концентрации, т.е. время добегания воды по поверхности территории от места выпадения до уличного лотка при отсутствии внутриквартальных дождевых сетей, принимается равной 5-10 мин, при наличии закрытых внутриквартальных сетей - 3-5 мин.

Особенности проектирования и устройства дождевой канализационной сети

Проектирование дождевой канализационной сети, как и бытовой, включает в себя трассировку, гидравлический расчет и конструирование ее элементов. Основная задача трассировки сети состоит в обеспечении сбора дождевых и талых вод со всей территории, намеченной для канализования, и отвода (транспортировки) их кратчайшим путем самотеком к местам выпуска или очистки. Территория объекта первоначально разбивается на бассейны канализования, в каждом из которых предусматривается основной коллектор, имеющий самостоятельный выпуск или соединяющийся с другими коллекторами. К основному коллектору присоединяются уличные (площадочные) коллекторы.

Выпуск дождевых вод в проточные водоемы с незагрязненных территорий можно производить в пределах населенных мест, за исключением зон санитарной охраны водозаборов и мест организованного отдыха населения (пляжей). Это положение не распространяется на маломощные водоемы с расходом воды до 1 м/с и скоростью течения меньше 0,05 м/с. Сброс дождевых вод в непроточные пруды, в замкнутые низины, подверженные заболачиванию, в размываемые овраги не разрешается. Необходимо избегать выпуска дождевых сточных вод в заболоченные поймы рек.

Основные коллекторы бассейнов канализования при полной раздельной системе трассируются обычно перпендикулярно горизонталям и береговой линии. Уличные или площадочные коллекторы в зависимости от уклона местности и проекта благоустройства могут прокладываться по объемлющей схеме (со всех сторон квартала или площадки) при уклоне до 0,008 или по пониженной грани кварталов, площадок при уклоне более 0,008. При невозможности сброса дождевых вод в водоем по кратчайшему перпендикулярному направлению предусматривается устройство перехватывающего коллектора вдоль пониженной грани территории объекта, т.е. применяется пересеченная схема. По пересеченной же схеме осуществляется трассировка сети при полураздельной системе водоотведения, в которой перехватывающим служит общесплавной коллектор, принимающий также сточные воды из бытовой канализационной сети (см. рис.1).

Дождеприемные колодцы (дождеприемники) могут располагаться двояко: только в лотках проезжей части улиц или в лотках проезжей части и внутри кварталов. В последнем случае предусматривается и внутриквартальная дождевая сеть (рис.6). Расстояния между дождеприемниками на проезжей части принимаются в зависимости от уклона и ширины улиц таким образом, чтобы ширина потока в лотке перед решеткой была не более 2 м. Для улиц шириной до 30 м в отсутствии поверхностного поступления дождевых вод с кварталов (при наличии квартальной сети) они равны: при уклонах до 0,004 - 50 м, от 0,004 до 0,006- 60 м, от 0,006 до 0,01 - 70 м и от 0,01 до 0,03 - 80 м. При больших уклонах расстояния определяются расчетом.

Во всех случаях дождеприемники предусматриваются в пониженных замкнутых местах и у перекрестков улиц вне границ пешеходных переходов.

Внутри кварталов дождеприемники располагаются с учетом пропускной способности их решеток и размера обслуживаемой территории. Длина соединительной трубы диаметром не менее 200 мм при уклоне 0,02 от дождеприемника до смотрового колодца на коллекторе должна быть не более 40 м. К дождеприемникам можно присоединять водосточные трубы зданий и дренажные трубопроводы.

Устройство дождеприемного колодца показано на рис.7. Эти колодцы могут быть круглыми диаметром не менее 0,7 м или прямоугольными размером 0,6X0,9 м. Приемные решетки изготовляются из чугуна трех типов: малая прямоугольная (типа ДМ) размером 470X690 мм площадью живого сечения 0,097 м; большая прямоугольная (типа ДБ) размером 570X915 мм площадью живого сечения 0,187 м; круглая (типа ДК) диаметром 775 мм площадью живого сечения 0,135 м. Их пропускная способность при глубине воды в лотке от 2 до 20 см находится в пределах от 6 до 167 л/с. Ширина прозоров решеток составляет 30-50 мм. В проезжей части они устанавливаются на 20-30 мм ниже поверхности лотка.

Глубина заложения основания дождеприемника должна быть не менее 0,8 м. В пучинистых грунтах основание следует располагать не выше границы промерзания грунтов в данном месте траектории.

Рис.7. Дождеприемный колодец из сборных железобетонных элементов:

1 - дождеприемная решетка; 2 - бетонный борт (бордюрный камень); 3 - камера колодца; 4 - лоток набивной из бетона; 5 - песчаная подушка; 6 - основание колодца; 7 - заделка бетоном

Минимальную глубину заложения коллекторов назначают с учетом опыта эксплуатации дождевых сетей в данном районе. При отсутствии такого опыта она назначается как в бытовой канализационной сети. Места расположения и расстояния между смотровыми колодцами на коллекторах дождевой канализации также аналогичны бытовой сети. Начальная глубина заложения уличных коллекторов, прокладываемых под проезжей частью, должна приниматься не менее 1,5 м в связи с повышенной опасностью раздавливания при движении тяжелого транспорта. С учетом перспективного развития и возможности строительства внутриквартальной сети глубина заложения должна быть не менее 2 м. Перепады на сети высотой до 0,5 м и скорости потока не более 4 м/с предусматриваются в смотровых колодцах, а при больших высотах и скоростях - в водобойных (напорогасительных, перепадных) колодцах.

Наименьший диаметр труб внутриквартальной дождевой сети принимается равным 200 мм, уличной - 250 мм. Расчетное наполнение труб при расчетном дожде полное. Сопряжение труб на отдельных участках осуществляется по шелыгам. В остальном дождевая канализационная сеть работает так же, как бытовая, и для ее устройства применяются те же материалы и изделия (чаще всего бетонные и железобетонные трубы).

Открытый отвод дождевых вод (в неполной раздельной системе) осуществляется прямоугольными лотками и кюветами. Заложение откосов кюветов (отношение глубины к ширине по верху) чаще всего принимается 1: 1,5; ширина по дну составляет 0,2-0,4 м. Присоединение кюветов к закрытой сети нужно осуществлять через колодец с отстойной частью. В оголовке кювета (канавы) необходимо предусматривать решетки с прозорами не более 50 мм.

Особенности гидравлического расчета дождевой канализационной сети

Расчет дождевой канализационной сети производится двумя способами: по площадям стока и по дождеприемникам. В населенных пунктах чаще расчет осуществляют по площадям стока, на производственных предприятиях - по дождеприемникам. В военных городках ограниченных размеров можно применять оба способа. В первом случае в качестве площадей стока принимается площадь отдельных зон.

Рис.8. Схема дождевой канализационной сети при расчете по площадям

После трассировки сеть разбивается на расчетные участки, длина которых принимается равной длине стороны квартала в населенных пунктах или расстоянию между смотровыми колодцами, к которым присоединяются дождеприемники (на территории производственного объекта).

При расчете по прилегающим площадям трассировка уличной сети может быть осуществлена по объемлющей схеме и по пониженной границе квартала (зоны), как это показано на рис.8. При объемлющей схеме площадь кварталов разбивается на отдельные площади стока в виде возможно более простых геометрических фигур. Обычно из углов кварталов проводят биссектрисы до пересечений, которые затем соединяют. В случае трассировки по пониженной грани площадь кварталов (зон) принимается равной площади стока. Возможны сочетания обоих вариантов. На рис.8 в верхней части городка дождевая канализационная сеть протрассирована по пониженной границе кварталов, а в нижележащей части - по объемлющей схеме.

Особенности расчета канализационной сети полураздельной системы водоотведения и регулирование дождевого стока

При полураздельной системе водоотведения в пределах объекта устраивают бытовую и дождевую канализационные сети, которые обычно трассируются по пересеченной схеме и вблизи водоема завершаются общесплавным коллектором. В общесплавной коллектор поступают бытовые сточные воды (возможно в смеси с производственными), а через разделительные камеры - часть дождевой воды. Разделительные камеры (рис.9) проектируют таким образом, чтобы при малых расходах все дождевые воды (а также талые и моечные) поступали в общесплавные коллекторы. При больших расходах в общесплавные коллекторы поступают лишь первые порции дождевых вод, которые наиболее загрязнены поверхностными отложениями. Основная масса дождевой воды сбрасывается в водоем по ливнеотводам.

При полураздельной системе в водоем поступает только относительно чистая часть поверхностного стока. Смесь бытовых и производственных сточных вод с загрязненной частью поверхностного стока поступает на очистку. Этим обеспечиваются санитарные и экологические преимущества полураздельной системы по сравнению с другими системами водоотведения. Полураздельная система несколько дороже полной раздельной, но при необходимости очистки поверхностного стока она способна конкурировать с полной раздельной и даже может быть более экономичной.

Рис.9. Устройство разделительной камеры:

1 - дождевой коллектор; 2 - поток воды при сильном дожде; 3 - водосливная стенка; 4 - ливнеотвод; 5 - общесплавной коллектор; 6 - поток воды в начале дождя и при слабых дождях

Расчет дождевых сетей полураздельной системы до присоединения к общесплавным коллекторам не отличается от обычного расчета при полной раздельной системе. Общесплавные коллекторы полураздельной системы рассчитываются на суммарный расход бытовой сети и части дождевых вод, перехватываемых этими коллекторами.

Исследования загрязненности дождевого стока показали, что степень загрязнения зависит от интенсивности дождя и меняется по мере его выпадения. При сильных дождях сточные воды вначале имеют большую загрязненность, затем она падает до минимальных значений. Слабые дожди в течение всего времени выпадения обуславливают почти постоянную среднюю по величине загрязненность стока.

Предлагается считать, что предельный расход дождевых вод в общесплавной коллектор поступает от так называемого предельного дождя. Под предельным дождем понимается дождь наибольшей интенсивности, весь сток от которого необходимо очищать. Расход воды от предельного дождя определяется по формуле

Q пред = Q k

Q - расчетный расход воды в подводящем дождевом коллекторе, л/с; k - коэффициент разделения.

При определении расчетного расхода дождевых вод, направляемых в общесплавной коллектор, период однократного превышения расчетной интенсивности дождя Р пред, по согласованию с контролирующими органами принимается равным 0,1-0,05 года, что обеспечивает отведение на очистку не менее 70% годового объема поверхностных сточных вод.

Коэффициент разделения при проектировании разделительных камер определяется в зависимости от параметров т, Р, P и находится в пределах 0,02-0,43.

Перед очистными сооружениями, насосными станциями и непосредственно в сети при дальнем транспортировании воды производится регулирование дождевого стока путем сброса части дождевой воды во время сильных дождей в регулирующие резервуары и пруды. После окончания дождя скопившаяся вода постепенно транспортируется дальше или подается на очистку. При малых расходах дождевая вода в регулирующие емкости не поступает. Наиболее распространенные схемы регулирования представлены на рис.10.

Рис.10. Основные схемы регулирования дождевого стока:

1 - регулирующий резервуар (пруд); 2 - разделительная камера; 3 - самотечный опорожнительный трубопровод; 4 - насосная станция

Полезный объем регулирующей емкости определяется по формуле

Q - расчетный расход дождевых вод, поступающих к разделительной камере перед регулирующей емкостью, м 3 /с; t - расчетная продолжительность дождя (время добегания), с; К p - коэффициент, зависящий от коэффициента регулирования, а = Q p / Q; Q p - расход, не направляемый в регулирующую емкость, м 3 /с.

Коэффициент K при а = 0,030,8 и n = 0,50,75 находится в пределах 1,510,04.