Расчет ливневой канализации

Расчет ливневой канализации согласно СНиП: основные формулы

Типовой проект жилого дома или промышленной площадки обязательно должен включать расчет ливневой канализации.Необходимые формулы и табличные значения для математических вычислений указаны в своде правил СП 32.13330.2012, который является актуализированной версией СНиП 2.04.03-85. Поскольку непрофессионалу довольно сложно разобраться во всех аспектах данного нормативного документа, ниже представлены общие положения и основные формулы, которые позволят произвести гидравлический расчет ливневой сети самостоятельно.

Содержание

Обустройство дождевой канализации: правила и рекомендации ↑

Основная цель расчета ливневой канализации – определение диаметра и уклона трубы в соответствии с объемом атмосферных осадков, выпадающих в конкретной местности. При недостаточной пропускной способности трубопровода существенно снижается эффективность канализационной сети, что увеличивает вероятность затопления территории во время обильных дождей.

Система водоотвода – важный элемент любого строительного объекта

Все работы по обустройству ливневой канализации регламентируются СНиП. Помимо гидравлических расчетов, для правильной эксплуатации системы необходимо придерживаться следующих рекомендаций:

  • Хозяйственно-бытовые стоки и промышленные отходы не должны отводиться через ливневую канализацию.
  • Место выпуска стоков в естественный водоем должно согласовываться с санэпидемслужбой, а также органами охраны водных объектов.
  • Поверхностные воды с территории частных хозяйств могут направляться в центральную канализационную сеть без предварительной очистки. Для промышленных предприятий стоки должны обязательно проходить через дополнительные очистные сооружения.
  • Возможность приема атмосферных осадков с территорий частных и промышленных объектов городской канализацией определяется пропускной способностью центральной сети и производительностью очистных сооружений.
  • Отведение поверхностных вод, по возможности, следует организовывать в самотечном режиме.
  • Для крупных населенных пунктов и производственных площадок необходимо предусматривать системы водоотвода закрытого типа. Для малоэтажных загородных объектов допускается применение канализационной сети открытого типа.

В частных домах часто комбинируется открытая и закрытая системы отвода дождевой воды

Формулы для гидравлического расчета ливневых сетей ↑

Для того чтобы выполнить расчет диаметра трубы ливневой канализации, следует определить средний расход дождевых вод, который зависит от климатических условий в конкретной местности.

Расход дождевых вод ↑

Предельный расход (интенсивность) дождевых вод рассчитывается по формуле:

q20 – расчетная интенсивность дождя в течение 20 минут;

Ψ –коэффициент поглощения влаги определенным типом покрытия (кровля – 1,0; асфальт – 0,95; бетон – 0,85; щебень – 0,4);

F–площадь поверхности(в гектарах), на которой планируется осуществлять водоотвод.

Карта интенсивности дождя для определения коэффициента q20

Расход воды при напорном режиме ↑

Для гидравлического расчета сети дождевой канализации необходимо сделать поправку на коэффициент заполнения свободного трубопровода при возникновении напорного режима (β). Таким образом, расход дождевых вод рассчитывается как

Коэффициент β определяется по таблице:

Показатель продолжительности дождя n0,70,60,50,4
Значение коэффициента β0,650,70,750,8

В свою очередь параметрn зависит от географического расположения объекта:

РайонЗначение параметра n
Побережье Баренцева и Белого морей0,4
Север Европейской части РФ0,48
Центр и запад Европейской части РФ0,59
Западный склон Урала0,59
Низовье Дона и Волги0,57
Нижнее Поволжье0,66
Средняя Сибирь0,47
Восточная Сибирь0,52
Западная Сибирь0,58
Алтай0,48
Побережье Охотского моря0,31

Если уклон местности составляет 1-3 см на 1 м, тогда коэффициент βнеобходимо увеличить на 15%. При большем уклоне данный параметр принимается равным 1.

Пример расчета ливневой канализации ↑

Некоторые проектировщики не вдаются в детали расчета ливневой канализации, оперируя рекомендуемыми значениями диаметров труб, которые указаны в СНиП. Для безнапорных сетей в качестве водоотвода обычно используют трубопровод диаметром 200-250 мм. Именно такой размер гарантирует оптимальную скорость движения поверхностных стоков в случае интенсивных осадков.Вместе с тем правильно выполненный расчет способствует более целесообразному распоряжению бюджетом, поскольку для нормальной функциональности ливневой сетимогут подойти трубы меньшего диаметра.

Расчет диаметра трубы позволяет уменьшить затраты без ущерба для функциональности системы

В качестве примера рассчитаем параметры водосточной трубы для крыши частного дома площадью 100 м² (0,01 га), расположенного в одном из населенных пунктов Московской области:

  1. Согласно карте интенсивности дождя параметр q20 для Москвы и близлежащих районов составляет 80 л/с. Коэффициент поглощения влаги для кровли равен 1. Исходя из этих данных, рассчитываем расход дождевых вод:

Qr =80·0,01 = 0,8 л/с

  1. Поскольку уклон кровли в частном доме, как правило, существенно превышает показатель 0,03 (3 см на 1 м), коэффициент заполнения свободной емкости во время напорного режима принимаем равным 1. Таким образом:
  1. Зная показатель расхода дождевой воды, можно не только произвести расчет диаметра ливневой канализации, но и определить необходимый уклон стока. Для этого воспользуемся справочником А.Я. Добромыслова «Таблицы для гидравлических расчетов трубопроводов из полимерных материалов. Безнапорные трубопроводы». Согласно расчетным данным, которые представлены в таблицах, для показателя расхода 0,8 л/с подойдут трубы с такими параметрами:
  • диаметр 50 мм, уклон 0,03;
  • диаметр 63 мм, уклон 0,02;
  • диаметр 75 мм (и выше), уклон 0,01.

Уклон трубы обратно пропорционален ее диаметру

Строительство ливневки: практические советы ↑

  1. Материал трубопровода.

СНиП допускает использование труб из асбестоцемента, стали и пластика (ПВХ). Асбестоцементный трубопровод, хоть и является экономичным вариантов, сегодня применяется достаточно редко из-за хрупкости материала и большого веса (1 метр 100-миллиметровой трубы весит 24 кг). Стальные трубы значительно легче асбестовых, тем не менее они склонны к коррозии. Поэтому дляливневок чаще всего используютсятрубы из ПВХ, которые совмещают в себе малый вес, простоту монтажа и длительный срок эксплуатации.

  1. Глубина прокладки подземной части.

Оптимальное расположение трубы – ниже уровня промерзания грунта и выше уровня грунтовых вод. Поскольку не каждая местность позволяет соблюсти данное условие, допускается прокладка трубопровода на небольшой глубине, однако не ближе 70 см к поверхности.

Отвод дождевой воды с крыши осуществляется посредством стояков, под которыми размещаются точечные или линейные дождеприемники. Вертикальные водоотводы крепятся к стене с помощью хомутов. Расчет интервала крепления стояков ливневой канализации выполняется с учетом материала трубы. Для ПВХ хомуты размещаются с интервалом 2 м, для стали – 1-1,5 м.

СНиП предусматривает организацию так называемых охранных зон вблизи расположения ливневой сети. На расстоянии менее 3 м от трубопровода запрещено возводить строительные объекты, сажать кусты и деревья, устраивать свалку мусора, обустраивать парковочное место.

Типовая схема ливневки частного дома

Проектирование системы отвода дождевой воды является важным этапом строительства жилого дома или промышленной площадки. В данной статье приведены формулы для грубого расчета диаметра трубопровода, поскольку они не учитывают такие параметры, как трение воды о внутреннюю поверхность трубы, количество изгибов и соединений в системе и др. Для более точного расчета ливневой канализации существуют специальные программы, которые можно найти в интернете. Однако самый верный метод – доверить проектирование специалистам, которые учтут все нюансы и предложат наиболее эффективный и экономически выгодный вариант.

ПРИМЕР РАСЧЕТА УЧАСТКА ЛИВНЕВОЙ КАНАЛИЗАЦИИ

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЗАКРЫТОЙ ВОДОСТОЧНОЙ СЕТИ ГОРОДА

Часть 2. Пример расчета.

Министерство образования и науки Российской Федерации

Уральский федеральный университет

имени первого Президента России Б.Н.Ельцина

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЗАКРЫТОЙ ВОДОСТОЧНОЙ СЕТИ ГОРОДА

Методические указания к курсовой работе

«Проектирование закрытой водосточной сети города»

Часть 2. Пример расчета.

для бакалавров дневной формы обучения специальности

270105 – Городское строительство и хозяйство

Составители: Л. И. Рябоконь, И. А. Тиганова

Научный редактор – Н. И. Кузнецова

Проектирование закрытой водосточной сети города. Часть 2. Пример расчета: методические указания / сост. Л. И. Рябоконь, И. А. Тиганова. Екатеринбург : УрФУ, 2013. 18 с.

В работе приводится пример расчета участка закрытых водосточных сетей методом расчетных предельных интенсивностей.

Пример предназначен для использования при выполнении студентами курсовой работы, заданий на практических занятиях, лабораторных практикумах и специальных разделов дипломного проекта (работы) по дисциплинам «Комплексное инженерное благоустройство городских территорий», «Инженерная подготовка территорий».

Библиогр.: 3 назв. Табл. 2 . Рис. 1 .

Подготовлено кафедрой «Городское строительство»

© Уральский федеральный университет, 2013

© Рябоконь Л. И., Тиганова И. А.(составление), 2013

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ.. 4

ПРИМЕР РАСЧЕТА УЧАСТКА ЛИВНЕВОЙ

Исходные данные. 4

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.. 9

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Целью методических указаний является освоение методики расчета закрытой водосточной сети города при полной раздельной системе канализования. Расчет состоит из гидрогеологической и гидравлической части. Гидрологический расчет объемов поверхностного стока ведется для одного главного водосточного коллектора при наличии нескольких бассейнов стока и определят расчетный объем стока, поступающего в закрытую сеть дождевой канализации. Гидравлический расчет главного коллектора определяет его основные характеристики – пропускную способность, уклоны и диаметры трубопроводов, скорости стока.

ПРИМЕР РАСЧЕТА УЧАСТКА ЛИВНЕВОЙ КАНАЛИЗАЦИИ

Выполнить расчет коллектора дождевой канализации методом расчетных предельных интенсивностей [3] при следующих исходных данных:

1) район расположения площадки – город Заратустровск;

2) коллектор проходит по магистральной улице в тальвеге со средней крутизной склона 0,025;

3) внутриквартальные закрытые дождевые сети не предусматриваются;

4) баланс поверхностей бассейнов стока:

– кровли зданий, асфальтобетонные покрытия 45%;

– гравийные садово-парковые дорожки 30%;

– грунтовые поверхности спланированные 13%;

5) длина протекания вод по лотку до первого дождеприемного колодца (длина свободного пробега) – 100 м, скорость течения воды по открытому лотку вычисляется по формуле:

, (1)

где с – коэффициент Шези;

R – гидравлический радиус, м;

i – гидравлический уклон. Принимается равным продольному уклону лотка проезжей части на данном участке с учетом Схемы вертикальной планировки.

Гидравлический радиус находим по формуле:

где λ – смоченный периметр, м;

ω – площадь живого сечения, м 2 .

Коэффициент Шези находим по формуле:

где n – коэффициент шероховатости поверхности (для асфальтобетонного покрытия принимаем n=0,014)

y – показатель, который вычисляется по формуле Павловского

(4)

В данном примере расчета скорость течения воды по лотку проезжей части с учетом уклона 0,010 (см. табл. 1 для участка 0-1) составляет 0,7 м/с.

6) характеристика расчетных участков сводится в таблицу 1, расчетная схема проектируемого участка водостока представлена на рис. 1.

ХАРАКТЕРИСТИКА РАСЧЕТНЫХ УЧАСТКОВ

УчастокПлощадь бассейна стока, гаДлина расчетного участка, мУклон поверхностиОтметки поверхности
НачалоКонец
0 – 10,01071,9070,10
1 – 20,00870,1067,70
2 – 30,01067,7064,70
3 – 40,01164,7061,73

Расчет дождевой канализации базируется на методе предельной интенсивности, суть которого состоит в следующем – расход дождевых вод в коллекторе достигает максимума в том случае, когда продолжительность расчетного дождя равна времени подтекания дождевых вод к данному сечению коллектора. Поэтому для каждого расчетного сечения сначала должна быть определена продолжительность подтекания вод, и соответственно ей рассчитывается удельная интенсивность дождя. Поскольку при этом неизвестны диаметры труб (и соответственно скорости течения воды), расчет носит итерационный характер.

Читайте также:  Китайский стиль в интерьере: стать ближе к востоку просто

Для г. Заратустровска расчетные характеристики дождя следующие по табл. 4, рис. 1 [1]:

Значение n = 0,71 при Р ≥ 1

В нашем случае для г. Заратустровска:

A = 100 × 20 0,71 × (1 + lg 3 / lg 100) 1,54 = 1159

Определяем средневзвешенное значение коэффициента, характеризующего поверхность бассейна стока zmid: при параметре А = 1159 для водонепроницаемых поверхностей z1 = 0,24 по табл. 10 [1]; для гравийных покрытий z2 = 0,09, для грунтовых z3 = 0,064, для газонов z4 = 0,038 по табл. 9 [1].

При заданном балансе поверхностей:

zmid = 0,24 × 0,45 + 0,09 × 0,30 + 0,064 × 0,13 + 0,038 × 0,12 = 0,148

Расчет времени протекания дождевых вод до расчетного участка соответственно ведется по формуле 5 [1]:

tcon принимаем равным 5 мин согласно п. 2.16 [1]. Продолжительность протекания по уличному лотку tcan определяется по формуле:

Продолжительность протекания дождевых вод по трубам будем определять для каждого расчетного участка по формуле:

Результаты расчета сводятся в таблицу 2, причем по возможности уклоны труб следует стремиться принимать равными уклону местности. Диаметры труб, скорость течения в трубах и пропускная способность трубы определяются по таблицам [2], либо с помощью Имитатора таблиц А. А. Лукиных и Н. А. Лукиных в программе Microsoft Office Exсel, разработанного Л. И. Рябоконь.

Гидравлический расчет ведется при полном наполнении труб, при этом расчетные скорости должны находиться в пределах, оговоренных в п. 2.34, 2.36 [1]: Vmin ≥ 0,7 м/с, Vmax ≤ 7 для неметаллических труб; при этом, при Р = 0,33 года допускается принимать Vmin= 0,6 м/с.

Определим время добегания вод до конца 1-го расчетного участка в первом приближении (примем скорость течения в трубе 0,7 м/с).

Расчетная удельная интенсивность дождя продолжительностью
tr = 12,37 мин определится по формуле:

где β принимается по табл. 11 [1] равной 0,65, с введением согласно примечанию 2 к этой таблице, уменьшающей 10 %-ой поправки, учитывающей малое количество расчетных участков (от 4 до 10). Таким образом, для данной расчетной схемы водостока значение коэффициента β принимается равным 0,585.

q12,37 = A 1,2 / tr 1,2 n – 0,1 × β = 1159 1,2 / 12,37 1,2 × 0,71 – 0,1 × 0,585 =
= 419,38 л/с на 1 га

Расчетный бассейн для участка 0-1:

По таблицам [2] при наполнении h / d = 1,0 и уклоне местности 0,010 наиболее близкий результат по расходу соответствует диаметру трубы 700 мм – с пропускной способностью Q = 869 л/с и скоростью
V = 2,26 м/с.

В связи с тем, что уклон трубы на участке 0-1 принят равным уклону поверхности и при этом изменилась скорость движения воды по трубе, необходимо произвести перерасчет времени добегания до расчетного сечения и затем, определения нового значения qr.

tr = 5 + 3 + 0,017 × lp / Vp = 8 + 0,017 × 180 / 2,26 = 9,35 мин

q9,35 = A 1,2 / tr 1,2 n – 0,1 × β = 1159 1,2 / 9,35 1,2 × 0,71 – 0,1 × 0,585 =
= 517,61 л/с на 1 га

Расчетный расход с новым временем добегания составляет:

Анализ и сопоставление полученного при времени добегания
9,35 мин расчетного расхода с табличными значениями [2] показывают, что он больше предельной пропускной способности трубы диаметром 700 мм. В связи с этим, требуется увеличить сечение до 800 мм.

По таблицам [2] при сечении 800 мм пропускная способность трубы составляет Q = 1241 л/с, а скорость V = 2,47 м/с.

Время добегания воды до расчетного сечения при V = 2,47 м/с составляет:

q9,24 = A 1,2 / tr 1,2 n – 0,1 × β = 1159 1,2 / 9,24 1,2 × 0,71 – 0,1 × 0,585 =
= 522,47 л/с на 1 га

На участке 1-2 предварительно определим скорость течения в трубе по величине уклона поверхности земли и диаметру трубы [3] (диаметр примем для начала равным диаметру предшествующего участка, т.е.
800 мм):

, (10)

где Vp – скорость течения воды в трубе, м/с;

i – уклон поверхности земли на расчетном участке;

d – диаметр трубы, м.

Время добегания воды по трубам до расчетного сечения при
Vр = 2,19 м/с составляет:

Общее время добегания:

q11,57 = A 1,2 / tr 1,2 n – 0,1 × β = 1159 1,2 / 11,57 1,2 × 0,71 – 0,1 × 0,585 =
= 441,00 л/с на 1 га

Из таблиц [2] при диаметре 800 мм имеем Q = 1109 л/с и скорость
V = 2,21 м/с. Видно, что пропускная способность при этом диаметре не обеспечивается. Примем диаметр трубы 900 мм.

Из таблиц [2] при диаметре 900 мм имеем Q = 1520 л/с и скорость
V = 2,39 м/с.

Произведем перерасчет времени добегания:

q11,37 = A 1,2 / tr 1,2 n – 0,1 × β = 1159 1,2 / 11,37 1,2 × 0,71 – 0,1 × 0,585 =
= 446,81 л/с на 1 га

Сравнив полученный расчетный расход 1523,62 л/с с пропускной способностью трубы диаметром 900 мм равную 1520 л/с, делаем вывод, что выбранное сечение обеспечивает пропуск расчетного расхода.

Время добегания воды до начала этого участка составляет
11,37 мин. Поскольку протяженность участка 2-3 равна предыдущему, а уклон – незначительно больший, примем время протока по этому участку равным:

Из таблиц [2] при диаметре 1000 мм расход Q = 2244 л/с, скорость
V = 2,86 м/с.

Сечение трубы диаметром 1000 мм обеспечивает пропуск расчетного расхода, т.к. при скорости V = 2,86 м/с и времени добегания 13,15 мин расчетный расход Q составляет 2194,90 л/с.

На участке 3-4 предварительно определим скорость течения в трубе по величине уклона поверхности земли и диаметру трубы (диаметр примем для начала равным диаметру предшествующего участка, т.е.
1000 мм):

Время добегания воды по трубам до расчетного сечения при
V = 2,98 м/с составляет:

t (3-4)r = 13,08 + 0,017 × 270 / 2,98 = 13,08 + 1,54 = 14,62 мин

q14,62 = 369,84 л/с на 1 га и qr(3-4) = 369,84 × 6,41 = 2370,67 л/с

Из таблиц [2] при диаметре 1000 мм расход Q = 2360 л/с, скорость
V = 3,00 м/с, принятое сечение соответствует расчетному расходу.

Таблица 2ПАРАМЕТРЫ ГЛАВНОГО КОЛЛЕКТОРА ЗАКРЫТОЙ ВОДОСТОЧНОЙ СЕТИПропускная способность трубы, л/с(869)(1109)Примечание: в скобках приведены промежуточные результаты.
Диаметр трубы, мм(700)(800)
Расчетный расход,л/с(744,82) (921,35) 929,65(1503,81) 1523,622194,902370,67
Скорость, м/с(0,70) (2,26) 2,47(2,19) 2,392,862,98
Удельный расход, л/с на 1 га(419,38) (517,61) 522,47(441,00) 446,81392,67369,84
Время добегания, мин(12,37) (9,35) 9,24(11,57) 11,3713,5014,62
Уклон трубы0,0100,0080,0100,011
Длина участка, м
Расчетная площадь бассейна стока, гаОбщий1,783,415,486,41
Частный1,781,632,070,89
Zmid0,150,150,150,15
Площадь бассейна стока, га12,011.014,06,0
Номер участка0-11-22-33-4

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. СНиП 2.04.03-85. Канализация. Наружные сети и сооружения. М.: Стройиздат, 1998.

2. Лукиных А.А., Лукиных Н.А. Таблицы для гидравлического расчета канализационных сетей и дюкеров по формуле акад. Н.Н.Павловского. М.: Стройиздат,1987.

3. Федоров Н.Ф., Курганов А.М., Алексеев М.И. Канализационные сети. Примеры расчета. М.: Стройиздат, 1985.

РАСЧЕТ ГОРОДСКИХ ВОДОСТОЧНЫХ СЕТЕЙ

Составители: Рябоконь Леонид Иванович,

Тиганова Ирина Александровна

Редактор И. О. Фамилия

Корректор И. О. Фамилия

Компьютерный набор И. А. Тигановой

Подписано в печать _________. Формат ___________.

Бумага писчая. Плоская печать. Усл. печ. л. ______.

Уч.-изд. л. ______. Тираж ______ экз. Заказ ______

Редакционно-издательский отдел УрФУ

620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19

|следующая лекция ==>
Транспортное обслуживание города|ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ (ПРЕДДИПЛОМНОЙ) ПРАКТИКЕ

Дата добавления: 2016-10-07 ; просмотров: 5699 | Нарушение авторских прав

Калькулятор расчета объема ливневых стоков

Ливневая канализация – одна из важнейших систем оборудования жилого участка, о которой, к сожалению, многие хозяева просто забывают или же относятся к ней слишком легкомысленно. И совершенно напрасно – надежды на то, что дождевая или талая вода уйдет сама собой, нередко приводят к постепенному заболачиванию территории, к разрушению или провалам уложенных дорожек и площадок, к размыванию и эрозии конструкций фундаментов возведённых построек, переувлажнению их стен и другим негативным последствиям.

Калькулятор расчета объема ливневых стоков

Ливневая канализация включает немало различных элементов, отвечающих за конкретный участок сбора воды, за несколько таких участков или за всю систему в целом – это дождеприемники, трубы, колодцы, коллекторы. Чтобы они были в состоянии справиться со своей задачей, их параметры должны соответствовать предполагаемым объемам воды. И при проведении планирования системы может оказаться полезным калькулятор расчета объема ливневых стоков, предлагаемый вниманию читателя.

Ниже, под калькулятором, будет дано краткое пояснение по принципу его работы.

Калькулятор расчета объема ливневых стоков

Пояснения по проведению расчетов

Итак, для планирования каждого отдельного участка ливневой канализации необходимо знать, какой объем воды может на него выпасть. Далее, отдельные участки через дождеприемники и трубы связываются с колодцами, обслуживающими уже несколько таких зон — и так далее, до «вершины иерархии», то есть ливневого коллектора или главного накопительного колодца. Естественно, при этом показатели отдельных участков или групп суммируются. Но в основе расчета, так или иначе, лежит каждый отдельный участок сбора.

Объем воды, подлежащий сбору с отдельно взятого участка, можно выразить упрощенной формулой:

Qсб= q20 × F× ϒ

Qсб — общий объем сбора ливневой воды с участка.

q20 — табличный коэффициент, показывающий среднестатистическую интенсивность осадков в данном регионе, в зависимости от климатических условий. Подобными величинами обязательно оперируют все местные строительные, проектировочные, метеорологические организации – узнать его несложно. Другой вариант – воспользоваться картой схемой, расположенной ниже. Этот показатель выражается в литрах в секунду на гектар.

Карта-схема для определения коэффициента интенсивности осадков q20

F — площадь участка сбора воды, выраженная в гектарах. Площадь принимается в плане, то есть если, например, расчёт ведется для скатной кровли, то считается только ее горизонтальная проекция.

Цены на водоотводные каналы

Для удобства расчетов в калькуляторе предусмотрен ввод значений в квадратных метрах – пересчет на гектары программа проведет самостоятельно.

ϒ — коэффициент, учитывающий то, что определенная часть воды может впитаться в покрытие. Это табличная величина, значения которой для покрытий, характерных для частного строительства, уже внесены в калькулятор.

Для большего удобства пользователя результат будет представлен в трех величинах: литры в секунду, литры в минуту и кубометры в час.

Устройство ливневой канализации

Цены на водоотводные каналы

Проектирование ливневки – это довольно непростая задача, и определением объемов стоков не заканчивается. Подробнее об устройстве и порядке создания ливневой канализации – в соответствующей статье нашего портала.

Читайте также:  Гамак в доме – уютное место релаксации

Понравилась статья?
Сохраните, чтобы не потерять!

Расчет ливневой канализации: пример и основные правила

Рассмотрим как сделать расчет ливневой канализации: пример, принцип расчета, для чего нужен и основные правила! Обо все по порядку в данной статье.

Любой объем дождевых вод, выпадающих на землю во время дождя, должен быть успешно отведен в точки сброса. Это сложная техническая задача, решение которой основано на использовании многих специфических данных. Для того, чтобы обеспечить соответствие количества осадков и производительности водоотведения, необходимо определить все параметры и условия работы системы. Рассмотрим расчет ливневой канализации, пример и основные величины, которые в нем участвуют.

Основные правила обустройства ливневой канализации

Принцип построения ливневой канализации состоит в создании системы трубопроводов, обеспечивающих транспортировку и сброс дождевой воды в заранее определенные участки сброса. Ими могут служить:

  • канализационная система общего назначения;
  • очистные сооружения;
  • водоемы;
  • овраги, понижения рельефа.

Как правило, ливневая канализация строится для работы в самотечном режиме. Это оправдано как экономически, так и технологически. Безнапорная система не требует подключения к сетям электропитания и постоянного обслуживания. Размер ее зависит от площади и конфигурации обслуживаемого участка. Правила создания дождевой канализации предписывают соблюдать следующие требования:

  • использование ливневой канализации для отведения бытовых или промышленных стоков запрещается;
  • точка сброса стоков должна быть согласована с СЭС и водоохранными организациями;
  • разрешается направлять дождевые поверхностные стоки с участков частных домов в магистральные линии централизованной канализационной системы без предварительной подготовки;
  • в городских условиях плотной застройки ливневая канализация должна создаваться в закрытом варианте конструкции. Для дачных или коттеджных поселков допускается создание открытой ливневой канализации.

Основными задачами являются создание самотечной сети трубопроводов или желобов, способных принять и переместить дождевые воды. Их количество определяется по максимальному значению величины осадков в данной местности, полученному по результатам многолетних измерений.

Для чего нужен расчет ливневой канализации

Расчет ливневой канализации необходим для определения пропускной способности канализационных труб в напорном режиме. Это означает возникновение увеличенного давления в подземной сети трубопроводов из-за больших объемов сточных вод. Возникает ситуация, когда уровень стоков в коллекторах поднимается и за счет веса воды давление в системе возрастает. Вводится коэффициент заполнения канализационных коллекторов стоками, оказывающими воздействие на поток во внутренней части системы. Этим ливневые системы принципиально отличаются от бытовых или промышленных — режим работы либо минимальный, либо максимальный. Если сечение трубопроводов не в состоянии обеспечить необходимую производительность, система не справится со своими задачами. Определить диаметр трубы ливневой канализации можно только расчетным способом, для чего надо располагать массой статистической информации:

  • частота и количественные показатели осадков, характерные для данного региона;
  • возможное содержание в стоках ила и твердых частиц;
  • расстояние, на которое придется транспортировать стоки.

Примечательно, что нормативными документами определены предельные размеры трубопроводов. Для дождевых наружных сетей минимальный диаметр принят равным 200 мм. Этот размер надо использовать, даже если расчет диаметра ливневой канализации требует использовать трубы меньшего сечения. Это несколько упрощает задачу, поскольку на небольших участках размеры труб можно попросту не рассчитывать, а принимать сразу минимальное значение. Однако, для больших площадей, которые может занимать ливневая канализация, определение диаметра и прочих параметров труб становится основной целью.

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.

Принцип расчета ливневой канализации

Расчет ливневой канализации производится поэтапно:

  • определяется площадь обслуживаемого участка;
  • подсчитывается объем стоков, приходящихся на эту площадь;
  • выбирается диаметр трубопроводов и количество коллекторов.

Для участков большей величины порядок расчета существенно усложняется, поскольку возникает несколько площадок с поверхностью разного типа и специфики. Они обладают собственными качествами и по-разному взаимодействуют с дождевыми стоками. Открытый грунт практически полностью их впитывает, асфальт для них почти непроницаем. Это определяется специальным коэффициентом поглощения влаги (Ψ). Кроме этого, учитывается интенсивность дождя за 20 минут (q20), определяющая объем воды на единицу поверхности.

Проще всего рассчитать ливневку для участка частного дома. Для него допускается сооружение открытых систем, не нуждающихся в рытье траншей и прочих работах. Единственной задачей становится определение пропускной способности лотков. Понадобится также гидравлический расчет ливневой канализации с учетом свойств всех поверхностей. Чаще всего в расчете участвует только наружная поверхность кровли, но, если есть открытые площадки с непроницаемым покрытием, их также включают в расчет. Основные формулы:

  1. Расход дождевой влаги: Qr = q20·Ψ·F где F — площадь участка в гектарах.
  2. То же при напорном режиме: Q = Qr·β, где β — табличное значение заполнения коллекторов.

Исходя из объемов воды, производится определение размеров и пропускной способности системы обычным порядком.

Необходимо учесть, что в некоторых случаях может потребоваться расчет очистных сооружений ливневой канализации, пример которого можно найти на специализированных ресурсах в сети. Это крайне сложная инженерная задача, решение которой доступно только подготовленным специалистам. Если обратиться к ним нет возможности, можно использовать онлайн-калькулятор, которые есть в сети. Точность их результатов достаточна для использования на практике.

Пример расчета

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

  • 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.

Видеообзор:

Мир водоснабжения и канализации

все для проектирования

Расчет наружной дождевой канализации

Пример расчета ливневой канализации (Московская область, Ногинский район). Расчет выполнен по СП 32.13330.2012.

поверхностьПлощадь F, га% от общей FКоэф-т

ψ д

ψд (mid)Коэф-т

ψ i

ψmid
асфальтобетонные покрытия дорог1,3900,180,600,1080,950,171
Кровля зданий0,7700,100,600,0600,950,094
гравий0,4800,060,450,0270,300,018
Грунтовые поверхности5,1100,660,1000,0660,100,066
Всего7,7501ψд (mid)= 0,261ψmid=0,349

Среднегодовой объем поверхностных сточных вод Wг, определяется :

Где : Wд,Wт, Wм – среднегодовой объем дождевых, талых и поливо-моечных вод соответственно, м 3

Wд = 10hдΨдF=10*465*0,261*7,75=9 406,95 м 3 (формула 5, п.7.2.2, СП 32.13330.2012)

Wт = 10hтΨтKуF=10*225*0,5*1*7,75=8 718,75 м 3 (формула 6, п.7.2.2, СП 32.13330.2012)

Wм = 10mkΨмFм=10*0,5*150*0,5*7,75=521,25 м 3 (формула 7, п.7.2.6, СП 32.13330.2012)

Wг=9 406,95 +8 718,75 +521,25 =18 646,95 м 3

Где: F- площадь стока коллектора, га;

Kу — коэффициент, учитывающий уборку снега (см. 7.3.5, СП 32.13330.2012), в расчете принят = 1;

hд— слой осадков, мм, за теплый период года, определяется по СП131.13330 (для г.Москвы = 465мм);

hт -слой осадков, мм, за холодный период года (определяет общее годовое количество талых вод) или запас воды в снежном покрове к началу снеготаяния, определяется по СП131.13330 ; (для г.Москвы = 225мм)

Ψд , Ψт — общий коэффициент стока дождевых и талых вод соответственно

Общий коэффициент стока Ψд для общей площади стока рассчитывается как средневзвешенная величина из частных значений для площадей стока с разным видом поверхности согласно таблице 7.

Таблица 7 СП 32.13330.2012:- Значения коэффициента стока для разного вида поверхностей

Вид поверхности или площади стокаОбщий коэффициент стока
Кровли и асфальтобетонные покрытия0,6-0,7
Булыжные или щебеночные мостовые0,4-0,5
Кварталы города без дорожных покрытий, небольшие скверы, бульвары0,2-0,3
Газоны0,1
Кварталы с современной застройкой0,4-0,5
Средние города0,4-0,5
Небольшие города и поселки0,3-0,4

При определении среднегодового объема талых вод общий коэффициент стока Ψт с селитебных территорий и площадок предприятий с учетом уборки снега и потерь воды за счет частичного впитывания водопроницаемыми поверхностями в период оттепелей можно принимать в пределах 0,5-0,7 (в расчете принято 0,5).

m- удельный расход воды на мойку дорожных покрытий (принимается 0,5 на ручную и 1,2-1,5 л/м на одну механизированную мойку);

К- среднее количество моек в году (для средней полосы России составляет 100-150); Fм— площадь твердых покрытий, подвергающихся мойке, га;

Ψм— коэффициент стока для поливомоечных вод (принимается равным 0,5)

Объем дождевого стока от расчетного дождя, отводимого на очистные сооружения:

Wоч = 10haΨmidF=10*10,0*0,349*7,75=270,7 м 3 (формула 8, СП32.13330.2012)

— ha — максимальный слой осадков за дождь, сток от которого подвергается очистке в полном объеме, мм (принимаем от 5- 10мм, см. Водгео);

— Ψmid — средний коэффициент стока для расчетного дождя (определяется как средневзвешенная величина в зависимости от постоянных значений коэффициента Ψi стока для разного вида поверхностей по таблице 14, СП 32.13330.2012:

Таблица 14 СП 32.13330.2012:

Вид поверхности стокаКоэффициент покроваПостоянный коэффициент стока
Водонепроницаемые поверхности (кровли и асфальтобетонные покрытия)0,33-0,23 (принимается по таблице 15)0,95
Брусчатые мостовые и щебёночные покрытия0,2240,6
Булыжные мостовые0,1450,45
Щебёночные покрытия, не обработанные вяжущими материалами0,1250,4
Гравийные садово-парковые дорожки0,090,3
Грунтовые поверхности (спланированные)0,0640,2
Газоны0,0380,1

Максимальный суточный объем талых вод, в середине периода снеготаяния, отводимых на очистные сооружения:

Wт,cyт = 10hсFаΨтКy=10*25*7,75*0,8*0,5*0,9=697,5 м 3 (формула 9, СП 32.13330.2012)

Где: 10 — переводной коэффициент;

hс— слой талых вод за 10 дневных часов при заданной обеспеченности, принимаем 25 мм (см. приложение 1, формулу 10, Водгео);

F- площадь стока, га;

а- коэффициент, учитывающий неравномерность снеготаяния, допускается принимать 0,8;

Ψт— общий коэффициент стока талых вод (принимается 0,5-0,8), в расчете принят 0,5;

Ку— коэффициент, учитывающий частичный вывоз и уборку снега, определяемый по формуле:

Ку= 1 — Fy /F=1-0,775/7,75=0,9 (формула 10, СП 32.13330.2012)

Fy = 0,15* F=0,1*7,75=0,775

Расход дождевых вод в коллекторах дождевой канализации, л/с, составит:

Qr=(Ψmid*A*F)/t n r =0,349*384,32*7,75/(12,1) 0,59 =327,3 л/с (формула 1, раздел 7.4, СП 32.13330.2012)

Где А, n – параметры, характеризующие соответственно интенсивность и продолжительность дождя для конкретной местности. А определяется по формула 13, СП 32.13330.2012. n – определяется по таблице 9 СП 32.13330.2012.

Ψmid – средний коэффициент стока (ранее рассчитан)

t n r расчетная продолжительность дождя, определяется по формуле:

tr = tcon + tсап + tр =3+0+4,1=7,1 мин (формула 14, раздел 7.4.5, СП 32.13330.2012)

где tcon – продолжительность протекания дождевых вод до дождеприемника (время поверхностной концентрации), (определяется по СП 32.13330.2012 п.7.4.6: Время поверхностной концентрации дождевого стока следует рассчитывать или принимать в населенных пунктах при отсутствии внутриквартальных закрытых дождевых сетей равным 5-10 мин, а при их наличии — равным 3-5 мин. При расчете следует внутриквартальной канализационной сети время поверхностной концентрации принимать равным 2-3 мин.). В расчете принят tcon=3мин;

tсап — то же, по уличным лоткам до дождеприемника (при отсутствии их в пределах квартала), определяемая по формуле (15) СП 32.13330.2012. В расчете принят равным 0, т.к. нет уличных лотков;

tp – то же, по трубам до рассчитываемого сечения, определяемая:

=0,017*410/1,7=7,1, мин (формула 16, раздел 7.4.6, СП 32.13330.2012).

Где: lp— длина расчетных участков коллектора, м (по генплану);

Vp – расчетная скорость течения на участке, м/с.

=80*20 0,59 *(1+lg(0,5)/lg(150)) 1.33 =384,32 (формула 13, СП 32.13330.2012)

Где: q20— интенсивность дождя, л/с на 1 га, для данной местности продолжительностью 20 мин при Р=1год (определяется по рисунку Б.1 СП 32.13330.2012). Из рисунка Б.1 q20=80;

mr— среднее количество дождей за год (по таблице 9, СП 32.13330.2012). Для равнинной области запада и центра Европейской части России mr=150.;

Р-период однократного превышения расчетной интенсивности дождя (определяется по п.7.4.3., таблица10,11,12, СП32.13330.2012). В расчете P=0,5;

γ-показатель степени (определяется по таблице 9, СП 32.13330.2012). Для равнинной области запада и центра Европейской части России γ =1.33.

Расход дождевых вод для гидравлического расчета дождевых сетей,:

Qсаl = βQr = 0,71*327,3=232,38 л/с

Расход стока, направляемый на очистку определяется по формуле 167, пособие к СНиП 2.04.03-85:

Где: Значения коэффициентов K1, и K2 в зависимости от величины С и п для различных условий расчета очистных сооружений и сети дождевой канализации приведены в табл. 55 и 56 пособие к СНиП 2.04.0-85), а величин параметра «n» и коэффициента «С» на рис. 26, 27 (пособие к СНиП 2.04.0-85). Для Москвы: С=0,85, n=0,65. Принимаем Pоч=0,1. Из таблицы 55 (пособие к СНиП 2.04.0-85): К1=0,26.

Р=0,5, С=0,85. Из таблицы 56 (пособие к СНиП 2.04.0-85): К2=1,51

Проект и методики расчета ливневой канализации

Точный расчет ливневой канализации – это залог оптимизации сметы подобного строительства. Ведь излишне глубокие подсыпки и чересчур широкие каналы ударять по кошельку заказчика не менее сильно, чем ошибки в проекте.

Поэтому любой проект ливневой канализации стартует с приблизительных расчетов, проводимых на основе усредненных геодезических и метеорологических данных, и финиширует оптимизацией сметы, проводимой исходя из «местных реалий». И в данной статье мы пройдем от старта до финиша, затронув тематику расчетов и методику оптимизации полученных результатов.

Точный расчет ливневой канализации

Методика расчета ливневой канализации – основные этапы

Типовой проект начинается с составления технического задания, в котором оговаривают все технические нюансы, заявляют о результаты и уточняют стоимость проделанной работы. Составление технического задания на ливневку регламентируется ГОСТ 3634-99 и соответствующими СНиП.

Следующий этап проекта – это расчет ливневки по табличным и «местным» геодезическим и метеорологическим характеристикам.

Причем на данном этапе вычисляются следующие характеристики и параметры будущего водовода:

Устройство ливневой канализации

  • Тип конструкции ливневки. На данном этапе определяется конструкционная схема ливневой канализации (наружная или внутренняя, глубинная или поверхностная и так далее).
  • Исходя из схемы, определяется количество и тип водосборников – ливневых колодцев или коллекторов (и месторасположение этих элементов относительно фундамента).
  • По месторасположению водосборников считают метраж дренажного трубопровода и/или ливневых лотков. Причем, на метраж влияет и глубина заложения ливневой канализации, и уклон отводного канала, и расстояние от точки водосбора до дренажного колодца.
  • В финале определяют потребности в запорной и контролирующей и соединительной арматуре, а равно и количество и месторасположение смотровых колодцев.

Причем, на большинство параметров влияет расчет расхода воды и сечения труб ливневки, величины уклона и глубины закладки, а точнее результаты, полученные в процессе этих вычислений. Поэтому о таких изысканиях мы поговорим особо.

Расчет расхода воды

Расчет расхода (объема) воды, пропускаемой по трубам ливневки, является основой для всех дальнейших изысканий. Ведь от него отталкиваются при определении и пропускной способности и диаметра, и уклона отводящего трубопровода. Причем более всего расход воды влияет на предполагаемые объемы водосборников и коллекторов. Ведь весь объем сточных вод будет аккумулирован именно в этих элементах ливневки.

Ну а сам расход вычисляют по формуле:

Где V – это сам расход, q20— это справочная величина, указывающая на объемы осадков (в литрах) выпадающие на площади в один гектар (10 тысяч квадратных метров), S – это площадь кровли, переведенная из квадратных метров в гектары (10 000:1), а D – это коэффициент поглощения влаги прифундаментным грунтом.

Причем и объем осадков, и коэффициент влагопоглощения указан в особом сборнике строительных нормативов (СНиП 2.04.03-85) . Только q20 отображается в графическом виде, с привязкой к карте бывшего СССР, а D – в табличном виде, с привязкой к типу грунта.

Расчет диаметра трубы ливневой канализации

Точный расчет диаметра трубы связан с очень сложными вычислениями, в которых учитывается и коэффициент шероховатости внутренней поверхности дренажного трубопровода, и скорость течения жидкости по трубе, и уклон стока, и прочие величины.

Диаметр дренажной трубы

Поэтому, в большинстве случаев, принято не вдаваться в подробности, а оперировать минимально возможными диаметрами, указанными в СНиП 2.04.03-85. А в данном нормативе упомянуто, что минимальные диаметры безнапорных сетей водоотводного типа равны 200-250 миллиметрам.

Именно такой диаметр гарантирует оптимальную скорость течения стоков в безнапорном трубопровода – 0,7 м/с, благодаря которой можно обеспечить быструю утилизацию сточных вод среднесуточного объема.

Расчет уклона

Зная диаметр трубы и скорость течения жидкости можно определить и минимальный уклон ливневой канализации, гарантирующий течение жидкости под действием силы тяжести. Впрочем, в СНиП 2.04.03-85 указанные величины увязывают, в первую очередь, с диаметром трубопровода.

Расчет уклона дренажа

И для труб с ДУ200 (условным диаметром 200 миллиметров) минимальный уклон определяется коэффициентом 0,007. Причем трубы, монтируемые к дождеприемникам (лоткам водоотвода, ливневым колодцам и так далее) укладывают с уклоном 0,02 (до 2 сантиметров на погонный метр стока).

Открытые дренажные траншеи, заполненные гравием (трапецеидальной формы, 30-сантиметровой ширины по дну и 40-сантиметровой глубины) имеют уклон 0,003. А уклон водоотводных лотков колеблется в пределах от 0,003 до 0,005.

Определение глубины закладки

Минимальная глубина закладки трубопровода ливневки определяется исходя из нескольких факторов:

Глубина закладки трубопровода ливневки

  • Уровня подземных вод.
  • Типа почвы.
  • Глубины промерзания грунта.

В идеале минимальная глубина закладки должна быть меньше уровня грунтовых вод и больше отметки промерзания грунта. То есть, ливневку придется заглубить на 1,2-1,5 метра, если это позволит уровень грунтовых вод. И это только «верхний» край водостока, поскольку глубину погружения в грунт нижнего торца определяют с учетом перепада высот, по уклону трубы.

Смета на ливневую канализацию: пути оптимизации расходов

Типовая ливневая канализация состоит из следующих элементов – лотков-водосборников, дренажных труб, пескосборников, промежуточных колодцев (смотровых и дренажных) и резервуара для сбора сточных вод.

Схема монтажа ливневой канализации

1. Причем наилучшие результаты демонстрирует лишь полностью укомплектованная канализация, в конструкции которой есть все вышеперечисленные элементы. Поэтому экономить смету путем исключения каких-либо составных частей – это далеко не самое лучшее решение.

Однако никто не мешает нам объединить некоторые элементы «в одном флаконе». Например, смотровой колодец с перепадом патрубков можно превратить в тот же пескосборник. А вместо лотков – достаточно дорогостоящих изделий – использовать перфорированную дренажную трубу, уложенную в заполненную щебнем канаву.

2. Словом, вариантов совмещения функций – масса. И каждый сулит весь ощутимую экономию. Кроме того, сократить смету можно и путем оптимизации размеров сточных водоводов или дренажных колодцев. Ведь рекомендуемые в СНиП габариты (200-250 миллиметров) годятся и для промышленных сооружений и для целых кварталов одноэтажной застройки.

3. А вот для отдельного дома, оборудованного не откачиваемым ливневым колодцем, достаточно и 100-миллиметровой трубы (для подстраховки от подтопления можно использовать 150- миллиметровую трубу). Итог – полуторная, а то и двойная экономия только на трубах.

4. Еще один способ экономии – это уже упомянутый не откачиваемый ливневый колодец, заглубляемый до горизонта с высокой проницаемостью. Из такого колодца не нужно откачивать воду или подключать его в центральную канализацию. Стоки уйдут сами, растворяясь в хорошо проводящем влагу песке.

Как видите, творческий подход к конструкции дает реальный шанс на экономию.

Однако некоторое самовольство допустимо только при обустройстве бытовой ливневой канализации, закладываемой возле небольшой дачи или скромного загородного дома.

Действительно крупные строения с кровлей больших размеров или промышленные объекты лучше оборудовать ливневой канализацией, обустроенной по рекомендациям из ГОСТ и СНиП. В ином случае владелец таких объектов может заплатить за собственную неосмотрительность двойную цену (и это без учета стоимости демонтажных работ не годной ливневки).

Добавить комментарий