Практическое занятие №2

Определить максимальный расчетный секундный расход бытовых сточных вод при следующих условиях:

- F – площадь жилых кварталов 30га;

- Р – густота населения 50 чел/га;

- q_ж – норма водоотведения на одного жителя 200 л/сут.

Расчет расходов бытовых сточных вод основывается на том, что количество воды на хозяйственно-питьевые нужды равно расходу бытовых сточных вод (СНиП 2.04.03-85 [18]) и их расчет производится согласно методике, изложенной в СНиП 2.04.02-84 [17] (аналогично Задаче №1).

Максимальный секундный расход бытовых сточных вод определяется по формуле:

, л/сек (2.1)

где _max – коэффициент, учитывающий степень благоустройства зданий, режим работы предприятий и другие местные условия a_max = 1,2-1,4 (принимаем максимальные значения);

_max – коэффициент, учитывающий число жителей в населенном пункте (принимаем интерполяцией до третьего знака после запятой по табл. 1.1);

К_сут,max – коэффициент суточной неравномерности водопотребления, учитывающий уклад жизни населения, режим работы предприятий, степень благоустройства зданий, изменение водопотребления по сезонам года и дням недели К_{сут, max} = 1,1-1,3 (принимаем максимальные значения);

q_ж – норма водоотведения на одного жителя;

N_ж – расчетное число жителей.

Расчетное число жителей определяется по формуле:

N_ж= F ^. Р, чел (2.2)

где F – площадь жилых кварталов, га;

Р – густота населения, чел/га.

Определяем расчетное число жителей:

N_ж= 30 ^. 50 = 1500 чел

Определяем максимальный расчетный секундный расход бытовых сточных вод:

Практическое занятие №3 Определение расходов дождевых вод и диаметра водоотводящего коллектора

Расчет производится согласно методике, изложенной в СНиП 2.04.03-85 [18], которая приведена ниже.

Методика расчета

1. Расходы дождевых вод q_r, определяются по методу предельных интенсивностей по формуле:

, л/с (3.1)

где Z_mid – среднее значение коэффициента, характеризующего поверхность стока, определяемое согласно п.7;

A,n – параметры, определяемые согласно п.2;

F – расчетная площадь стока, га, определяемая согласно п.4;

t_r – расчетная продолжительность дождя, равная продолжительности протекания поверхностных вод по поверхности и трубам до расчетного участка, мин, и определяемая согласно п.5.

Расчетный расход дождевых вод для гидравлического расчета дождевых сетей q_cal, определяется по формуле:

, л/с (3.2)

где - коэффициент, учитывающий заполнение свободной емкости сети в момент возникновения напорного режима и определяемый по табл.4.10.

2. Параметры А и n надлежит определяют по результатам обработки многолетних записей самопишущих дождемеров, зарегистрированных в данном конкретном пункте. При отсутствии обработанных данных допускается параметр А определять по формуле:

(3.3)

где q₂₀ - интенсивность дождя, л/с на 1га для данной местности продолжительностью 20мин при Р=1год определяемое по рис.1.1;

n – показатель степени, определяемый по табл.4.3;

m_r – среднее количество дождей за год, принимаемое по табл.4.3;

Р – период однократного превышения расчетной интенсивности дождя, принимаемый по п.3;

 - показатель степени, принимаемый по табл.4.3.

Рисунок 1.1 – Значения величин интенсивности дождя q₂₀

Таблица 3.1 – Значения показателей n, m_r и 

Район	Значения n при		mr	
	Р 1	Р  1
Равнинные области запада и центра европейской части СНГ	0,71	0,59	150	1,54
Равнинные области Украины	0,71	0,64	110	1,54
Восток Украины, низовье Волги и Дона, Южный Крым	0,67	0,57	60	1,82
Побережье Черного моря	0,54	0,50	90	1,33

3. Период однократного превышения расчетной интенсивности дождя необходимо выбирать в зависимости от характера объекта канализования, условий расположения коллектора с учетом последствий, которые могут быть вызваны выпадением дождей, превышающих расчетные, и принимать по табл.4.4 и 4.5 или определять расчетом в зависимости от условий расположения коллектора, интенсивности дождей, площади бассейна и коэффициента стока по предельному периоду превышения.

Таблица 3.2 - Период однократного превышения расчетной интенсивности дождя

Условия расположения коллекторов		Период однократного превышения расчетной интенсивности дождя Р, годы, для населенных пунктов при значениях q20
на проездах местного значения	на магистральных улицах	до 60	св.60 до 80	св.80 до 120	св.120
Благоприятные и средние	Благоприятные	0,33-0,5	0,33-1	0,5-1	1-2
Неблагоприятные	Средние	0,5-1	1-1,5	1-2	2-3
Особо неблагоприятные	Неблагоприятные	2-3	2-3	3-5	5-10
-	Особо неблагоприятные	3-5	3-5	5-10	10-20

Примечания:

1. Благоприятные условия расположения коллекторов:

- бассейн площадью не более 150 га имеет плоский рельеф при среднем уклоне поверхности 0,005 и менее;

- коллектор проходит по водоразделу или в верхней части склона на расстоянии от водораздела не более 400 м.

2. Средние условия расположения коллекторов:

- бассейн площадью свыше 150 га имеет плоский рельеф с уклоном 0,005 и менее;

- коллектор проходит в нижней части склона по тальвегу с уклоном склонов 0,02 и менее, при этом площадь бассейна не превышает 150 га.

3. Неблагоприятные условия расположения коллекторов:

- коллектор проходит в нижней части склона, площадь бассейна превышает 150 га;

- коллектор проходит по тальвегу с крутыми склонами при среднем уклоне склонов свыше 0,02.

4. Особо неблагоприятные условия расположения коллекторов: коллектор отводит воду из замкнутого пониженного места (котловины).

Таблица 3.3 – Период однократного превышения расчетной интенсивности дождя

Результат кратковременного переполнения сети	Период однократного превышения расчетной интенсивности дождя Р, годы, для территории промышленных предприятий при значениях q20
	до 70	св.70 до 100	св.100
Технологические процессы предприятия
не нарушаются	0,33-0,5	0,5-1	2
нарушаются	0,5-1	1-2	3-5

Примечание. Для предприятий, расположенных в замкнутой котловине, период однократного превышения расчетной интенсивности дождя следует определять расчетом или принимать равным не менее чем 5 годам.

При проектировании дождевой канализации у особых сооружений (метро, вокзалов, подземных переходов и др.), а также для засушливых районов, где значение q₂₀ менее 50 л/(с-га), при Р, равном единице, период однократного превышения расчетной интенсивности дождя следует определять только расчетом с учетом предельного периода превышения расчетной интенсивности дождя, указанного в табл.4.6. При этом периоды однократного превышения расчетной интенсивности дождя, определенные расчетом, не должны быть менее указанных в табл.4.4 и 4.5. При определении периода однократного превышения расчетной интенсивности дождя расчетом следует учитывать, что при предельных периодах однократного превышения, указанных в табл.4.6, коллектор дождевой канализации должен пропускать лишь часть расхода дождевого стока, остальная часть которого временно затопляет проезжую часть улиц и при наличии уклона стекает по ее лоткам, при этом высота затопления улиц не должна вызывать затопления подвальных и полуподвальных помещений; кроме того, следует учитывать возможный сток с бассейнов, расположенных за пределами населенного пункта.

Таблица 3.4 – Период однократного превышения расчетной интенсивности дождя

Характер бассейна, обслуживаемого коллектором	Значение предельного периода превышения интенсивности дождя Р, годы, в зависимости от условий расположения коллектора
	благоприятных	средних	неблагоприятных	особо неблагоприятных
Территории кварталов и проезды местного значения	10	10	25	50
Магистральные улицы	10	25	50	100

4. Расчетную площадь стока для рассчитываемого участка сети необходимо принимать равной всей площади стока или части ее, дающей максимальный расход стока.

В тех случаях, когда площадь стока коллектора составляет 500га и более, в формулы 4.9 и 4.10 следует вводить поправочный коэффициент К, учитывающий неравномерность выпадения дождя по площади и принимаемый по табл.4.7.

Таблица 3.5 – Значение коэффициента К

Площадь стока, га	500	1000	2000	4000	6000	8000	10000
Значение коэффициента К	0,95	0,90	0,85	0,80	0,70	0,60	0,55

5. Расчетную продолжительность протекания дождевых вод по поверхности и трубам t_r определяют по формуле:

, мин (3.4)

где t_con - продолжительность протекания дождевых вод до уличного лотка или при наличии дождеприемников в пределах квартала до уличного коллектора (время поверхностной концентрации), мин, определяемое согласно п.6;

t_can - тоже по уличным лоткам до дождеприемника (при отсутствии их в пределах квартала), определяемая по формуле 4.13;

t_p - тоже по трубам до рассчитываемого сечения, определяемая по формуле 4.14.

6. Время поверхностной концентрации дождевого стока определяют по расчету или принимают в населенных пунктах при отсутствии внутриквартальных закрытых дождевых сетей равным 5-10мин или при наличии их равным 3-5мин.

При расчете внутриквартальной канализационной сети время поверхностной концентрации принимают равным 2-3мин.

Продолжительность протекания дождевых вод по уличным лоткам t_can определяют по формуле:

, мин (3.5)

где l_can – длина участка лотков, м;

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

Продолжительность протекания дождевых вод по трубам до рассчитываемого сечения t_p следует определяют по формуле:

, мин (3.6)

где l_p – длина расчетных участков коллектора, м;

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

7. Среднее значение коэффициента стока Z_mid следует определять как средневзвешенную величину в зависимости от коэффициентов Z, характеризующих поверхность и принимаемых по табл.4.8 и 4.9.

Таблица 3.6 – Значение коэффициента Z

Поверхность	Коэффициент Z
Кровля зданий и сооружений, асфальтобетонные покрытия дорог	Принимается по табл.4.9
Брусчатые мостовые и черные щебеночные покрытия дорог	0,224
Булыжные мостовые	0,145
Щебеночные покрытия, не обработанные вяжущими	0,125
Гравийные садово-парковые дорожки	0,09
Грунтовые поверхности (спланированные)	0,064
Газоны	0,038

Примечание. Указанные значения коэффициента Z допускается уточнять по местным условиям на основании соответствующих исследований.

Таблица 3.7 – Значение коэффициента Z

Параметр А	Коэффициент Z для водонепроницаемых поверхностей
300	0,32
400	0,30
500	0,29
600	0,28
700	0,27
800	0,26
1000	0,25
1200	0,24
1500	0,23

8. При расчете стока с бассейнов площадью свыше 50 га с разным характером застройки или с резко различными уклонами поверхности земли следует производить проверочные определения расходов дождевых вод с разных частей бассейна и наибольший из полученных расходов принимать за расчетный. При этом если расчетный расход дождевых вод с данной части бассейна окажется меньше расхода, по которому рассчитан коллектор на вышележащем участке, следует расчетный расход для данного участка коллектора принимать равным расходу на вышележащем участке.

Территории садов и парков, не оборудованные дождевой закрытой или открытой канализацией, в расчетной величине площади стока и при определении коэффициента Z не учитываются. Если территория имеет уклон поверхности 0,008-0,01 и более в сторону уличных проездов, то в расчетную площадь стока необходимо включать прилегающую к проезду полосу шириной 50—100 м.

Озелененные площади внутри кварталов (полосы бульваров, газоны и т.п.) следует включать в расчетную величину площади стока и учитывать при определении коэффициента поверхности бассейна стока Z.

9. Значения коэффициента следует определять по табл. 4.10.

Таблица 3.8 – Значение коэффициента

Показатель степени n	0,4	0,5	0,6	0,7
Значение коэффициента	0,80	0,75	0,70	0,65