28.04.2008r

Wykład 11

Temat: Obliczanie przepływów kanalizacji sanitarnej.

Mając wytyczone wielkości poszczególnych zlewni (F_i [ha]) ciągnących do danego odcinka kanału i określone wskaźniki ilości ścieków (Q_i [l/s] ) dla tych powierzchni oblicza się odpływ do kanały przez zsumowanie poszczególnych odpływów odcinków cząstkowych zlewni. Za podstawę do obliczenia maksymalnych przepływów sieci przyjmuje się ustalony wcześniej układ sieci z tym, że układ zamknięty zamienia się na układ obliczeniowy przez przyjęcie początków kanałów w węzłach rozgałęzionych.

Obliczenie kanalizacji deszczowej odbywa się za pomocą 2 metod:

1. Metoda stałych naprężeń

q=f(F,p)

gdzie natężenie deszczu q jest funkcją pola powierzchni terenu i prawdopodobieństwa występowania opadów na danym terenie.

Przepływ obliczamy w dolnym węźle za pomocą wzoru:

Q=φ*q*$\sum_{\mathrm{i = 1}}^{\mathrm{i = n}}{\mathrm{\Psi}\mathrm{i*}\mathrm{F}\mathrm{i}\mathrm{= \varphi*q}\mathrm{i}\mathrm{*F}\mathrm{\text{red}}}$

Φ=$\frac{1}{\sqrt[n]{F}}$<1

Ψ$\frac{Qspl}{\text{Qopad}}$<1

Ψ_śr=$\frac{F1\Psi 1 + F2\Psi 2 + \ldots + \text{Fi}\Psi i}{F1 + F2 + \ldots + Fi}$

Q- natężenie deszczu miarodajnego przyjmowane dla założonego czasu trwania deszczu (t) w min i danego prawdopodobieństwa (p) przyjmowanego z wytycznych projektowych miejskich (tablica nr 2 str. 1).

φ - współczynnik opóźnienia w rozwoju, wielkość mniejsza od jedności i określana dla powierzchni ≥1 ha.

n- wykładnik pierwiastka, przyjmowany 4-8. Zależy od kształtu zlewni i spadku terenu zlewni.

n=4- dla zlewni wąskiej o niedużych spadkach,

n=8- dla terenów o równomiernej zlewni cząstkowej i o dużych spadkach.

Ψ_i- współczynnik spływu, zależy od rodzaju powierzchni terenu (tablica 2 str.1)

Q_spł- ilość wody, która spłynie do kanału z danej powierzchni.

Q_opad- ilość wody, która spadła na powierzchnię zlewni.

Ψ_śr- średni współczynnik spływu dla całej zlewni.

q- natężenie deszczu.

$$\left. \ \frac{Q}{\text{i\ }} \right\} V,D,h/d - \ na\ podstawie\ tych\ danych\ wyznaczamy$$

1. Metoda granicznych naprężeń.

Podstawowe założenie tej metody jest, że natężenie deszczu q jest funkcją trwania deszczu (t) i prawdopodobieństwo występowania deszczu (p)

q=f(t,p)

Przepływ w tej metodzie obliczamy według wzoru:

Q= q*$\sum_{\mathrm{i = 1}}^{\mathrm{i = n}}{\mathrm{\Psi}\mathrm{i*}\mathrm{F}\mathrm{i}}$ [dm³/s]

q=A/t^0,0667 [dm²/s ha]

A=6,63$\sqrt[3]{H^{2}*C\text{\ \ }}$[-]

C=100/p

t=t_p+t_r+t_k= t_p+0,2t_p+t_k=(1,2∑t_p)+t_k [min]

t_r=0,2 t_p

t_p=1/60*$\sum_{\mathrm{i = 1}}^{\mathrm{i = n}}l$ _i/V_żi+t_k [min]

1. Zależy od wyrażonego w % prawdopodobieństwa (p) wystąpienia deszczu o natężeniu q w czasie trwania deszczu (t), oraz średniej rocznej sumy opadów (H) [tablica nr 1,część rys].

3. Częstotliwość jednokrotnego przekroczenia deszczu o danym natężeniu (np. raz na 5 lat, na rok, raz na 10 lat) przyjmowany jest według zaleceń (tablica nr 1).

t – obliczeniowy czas deszczu miarodajnego w minutach (minimalny czas deszczu miarodajnego w metodzie granicznych natężeń t= 10 min).

t_k- czas koncentracji kanałowej ( tablica nr 2 str.1).

t_p- czas przepływu przez dany odcinek kanału, liczony od początku sieci w minutach.

t_r- czas retencji terenowej w minutach.

l_i- długość i-tego odcinka w metrach.

V_żi- prędkość założona na odcinku w m/s (wartość prędkości V_żi nie powinna się różnić od prędkości rzeczywistej o więcej jak 0,1 m/s).

1

3

a)zlewnia odcinka kanału 1-2 dla przepływów w przekroju 2 obliczamy średnicę kanału odcinka 1-2.

b)sumą zlewni ciążących do odcinków 1-2 i 2-3 jest podstawą do obliczenia przepływu w obliczeniowym przekroju 3 i dla określenia średnicy odcinka kanału 2-3 w przekroju obliczeniowym 3, itd.

V_ż1[m/s]- prędkość założona na odcinku 1-2.

V_ż2[m/s]-prędkość założona na odcinku 2-3.

V_ż1 i V_ż2 nie może się różnić od prędkości rzeczywistej na danym odcinku o ± 0,1m/s, w przeciwnym razie obliczenie na danym odcinku należy powtórzyć, zakładając nową wartość V_ż1 na odcinku 1-2 lub w przypadku obliczenia odcinka 2-3 prędkość V_ż2.

$$\left. \ \frac{Q}{\text{t\ }} \right\} Vn,D,h/d - \ na\ podstawie\ tych\ danych\ wyznaczamy$$