1. Cele stawiane kanalizacji na terenach zurbanizowanych:

-utrzymanie warunków higienicznych (ścieki sanitarne zawierają fekalia, ścieki przemysłowe – niekorzystny wpływ na środowisko),

-zapobieganie szkodom związanym z wylaniem,

-zapobieganie szkodom związanym z podmakaniem terenów i obiektów,

-utrzymanie powierzchni komunikacyjnych w stanie używalności.

1. Klasyfikacje konwencjonalnych i niekonwencjonalnych systemów usuwania ścieków:

KONWENCJONALNE –o grawitacyjnym przepływie ścieków; należy do najdroższych elementów infrastruktury podziemnego uzbrojenia terenów zurbanizowanych; pośrednie pompownie ścieków – zmniejszenie kosztów budowy kanalizacji

NIEKONWENCJONALNE- o przepływie wymuszonym podciśnieniowym lub nadciśnieniowym; usuwanie ścieków okresowo; przewody kanalizacyjne na niewielkiej głębokości;

Zastosowanie kanalizacji niekonwencjonalnej uzasadnione jest zwłaszcza, gdy:

o spadek terenu jest bliski zeru,

o występuje wysoki poziom wód podziemnych,

o są trudne warunki fundamentowe (np. podłoże skaliste),

o zabudowa ma charakter pasmowy, o małej gęstości zaludnienia,

o odpływ ścieków jest sezonowy (kempingi)

Podział systemów kanalizacyjnych ze względu na przepływ ścieków:

Szczegółowy podział systemów kanalizacyjnych ze względu na warunki działania:

Podział kanalizacji:

a). Strumienia odprowadzanych ścieków:

- pełna - wszystkie rodzaje ścieków,

- częściowa - np. tylko ścieki bytowo-gospodarcze,

- mieszana - fragmentami pełna/częściowa.

b). Zasięgu terytorialnego:

• lokalna - osiedlowa, zakładowa, wspólnotowa,

• miejska - całe miasto,

• grupowa - kilka miast, wsi.

c). Konstrukcji kanałów:

• kryta - podziemna,

• otwarta - powierzchniowa (rowy, koryta),

• mieszana.

d). Sposobu przepływu ścieków:

• grawitacyjna,

• ciśnieniowa (pneumatyczna lub hydrauliczna),

• podciśnieniowa (próżniowa),

• mieszana.

e). Rodzaju odprowadzanych ścieków:

• bytowo-gospodarcza (ściekowa, w żargonie „sanitarna”),

• przemysłowa,

• deszczowa,

• ogólnospławna (wszystkie rodzaje ścieków).

f). Funkcjonowania systemu:

• ogólnospławna (jednoprzewodowa),

• rozdzielcza (dwu lub więcej przewodowa),

• półrozdzielcza (dwu lub więcej przewodowa),

• bezodpływowa (szamba i wozy asenizacyjne),

• odciążona (szamba i sieć zbiorcza),

• mieszana (fragmentami różna sieć).

1. Wady, zalety i ograniczenia kanalizacji konwencjonalnej (grawitacyjnej)

1. Wady

- duże koszty budowy kanałów oraz pośrednich pompowni ścieków

1. Zalety:

– działa pod wpływem siły ciążenia

- prosta i tania eksploatacja

- dobrze się sprawdza w warunkach zwartej zabudowy miejskiej

1. Ograniczenia

- Niekorzystnie na kanalizację wpływa wysoki poziom wód gruntowych, który powoduje infiltrację wód do kanałów powodując przeciążenie hydrauliczne jak również utrudnienia eksploatacyjne. W miejscu gdzie woda eksfiltruje występuje miejscowe skażenie gleby oraz wód powierzchniowych i podziemnych, co z kolei negatywnie wpływa na stan środowiska.

- Przy układaniu kanałów z odpowiednim spadkiem oraz przy dużych odległościach transportu, gdy zagłębienie wzrasta do 6 m , trzeba zastosować pompownię, która podniesie ścieki na głębokość poniżej przemarzania gruntu, co pozwoli na dalszy transport grawitacyjny.

1. Wady, zalety i ograniczenia kanalizacji niekonwencjonalnej (pod- i nadciśnieniowej):

NADCIŚNIENIOWA = TŁOCZNA

PODCIŚNIENIOWA =PRÓŻNIOWA

1. Wady

- większą zawodność działania, ze względu na możliwość awarii elementów mechanicznych i elektrycznych, w tym automatyki, mogących prowadzić do skażenia środowiska;

- konieczność ciągłego i niezawodnego dostarczania zmiennego w czasie strumienia energii elektrycznej;

- konieczność dokonywania regularnych przeglądów i konserwacji urządzeń przez wykwalifikowanych pracowników (generalnie znacznie droższa w eksploatacji).

1. Zalety

- większa szczelność przewodów kanalizacyjnych-> wykluczona jest zarówno eksfiltracja ścieków do gruntu jak i infiltracja wód podziemnych do kanałów, co prowadzi do zmniejszenia wymiarów i kosztów oczyszczalni ścieków;

- możliwe jest płytkie układanie przewodów ściekowych -> skrócenia czasu i kosztów realizacji inwestycji

- mniejsze średnice kanałów bo większe prędkości przepływu (pełnym przekrojem), co przyczynia się do zmniejszenia kosztów budowy sieci;

- łatwe jest rozwiązywanie kolizji z innymi instalacjami uzbrojenia podziemnego terenu (analogicznie jak w przypadku sieci wodociągowej);

- strumień ścieków w stosunku do kanalizacji konwencjonalnej (grawitacyjnej) zmniejsza się nawet o 50%, wskutek m.in. braku infiltracji wód podziemnych oraz wód deszczowych z tzw. dzikich (lub błędnych) podłączeń, czy też dopływających przez otwory wentylacyjne we włazach studzienek !.

1. ograniczenia

- wysokość ciśnienia w sieci – w praktyce do 0,4 MPa w przypadku systemu tłocznego, co ogranicza jego zastosowanie do dzielnic mieszkaniowych czy zakładów,

- wysokość podciśnienia w sieci – w praktyce do 0,06 MPa w przypadku systemu próżniowego, co ogranicza jego zasięg działania do ok. 2 km wokół centralnej stacji próżniowej (CSP) i liczbę mieszkańców objętych systemem do ok. 1500 Mk.

5. Działanie i schematy funkcjonalne kanalizacji ogólnospławnej z obiektami:

Podczas tzw. suchej pogody kanałami ogólnospławnymi płyną ścieki bytowo-gospodarcze i przemysłowe oraz wody przypadkowe, w tym infiltracyjne. Podczas pogody deszczowej - dodatkowo ścieki deszczowe.

Istota kanalizacji ogólnospławnej to:

• jednoprzewodowy transport wszystkich rodzajów ścieków do oczyszczalni,

• konieczność odciążania oczyszczalni ścieków przez przelewy burzowe czy zbiorniki retencyjne w okresie trwania opadów (strumień ścieków jest wówczas nawet kilkadziesiąt razy większy niż w okresie suchej pogody).

Do odciążania hydraulicznego kanalizacji stosuje się:

- przelewy burzowe

Przelewy burzowe na kanalizacji ogólnospławnej budowane są głównie w celu: • zabezpieczenia oczyszczalni ścieków przed przeciążeniem hydraulicznym i spadkiem sprawności jej działania, zwłaszcza części biologicznej i chemicznej, podczas pogody deszczowej,

• zmniejszenia wymiarów kolektora - za przelewem. Zadaniem hydraulicznym przelewu burzowego jest podział strumienia dopływu Qd ścieków do obiektu na dwa strumienie:

• Qo - odpływu na oczyszczalnię ścieków (Qo = Qd – Qb), i

• Qb - odpływu kanałem burzowym do odbiornika (Qb = Qd – Qo), w ściśle określonych proporcjach.

Najczęściej stosowane są dwa rodzaje przelewów burzowych:

• z jednostronną boczną krawędzią przelewową,

• z dwustronnymi bocznymi krawędziami przelewowymi.

- zbiorniki retencyjne (otwarte i podziemne)

Zbiorniki retencyjne pełnią podobną funkcję hydrauliczną jak przelewy burzowe. Głównym parametrem eksploatacyjnym każdego zbiornika retencyjnego jest współczynnik redukcji strumieni ścieków β = Qo/Qd gdzie:

Qo - strumień objętości (natężenie przepływu) ścieków odpływających ze zbiornika,

Qd - strumień objętości ścieków dopływających do zbiornika.

Podczas pogody bezdeszczowej ścieki bytowo-gospodarcze nie wpływają do otwartej komory retencyjnej zbiornika, przedstawionego na rysunku a przepływają kanałami pod dnem zbiornika.

6. Działanie i schematy funkcjonalne kanalizacji rozdzielczej:

System kanalizacji rozdzielczej, ze swej istoty, jest dwu- lub więcej przewodowy. W miastach na ogół dwuprzewodowy, złożony z:

• kanałów ściekowych („sanitarnych”) - odprowadzających ścieki bytowo-gospodarcze i przemysłowe do miejskiej oczyszczalni,

• kanałów deszczowych - ze zrzutem ścieków do odbiornika (po

podczyszczeniu).

W zakładach przemysłowych system ten jest na ogół trójprzewodowy, występują:

• kanały ściekowe - na ścieki bytowe pracowników,

• kanały deszczowe,

• kanały ścieków przemysłowych - zrzut po podczyszczeniu na terenie zakładu do kanalizacji miejskiej (ściekowej).

W przypadku, gdy odbiornik charakteryzuje się małym - średnim niskim przepływem (SNQ) bądź jest szczególnie chroniony, nie należy w trakcie trwania opadu zrzucać dużych objętości ścieków deszczowych. Należy wówczas budować zbiorniki retencyjne, o sterowanym, np. regulatorami hydrodynamicznymi, odpływie ścieków.

Na wylotach kanałów deszczowych do odbiorników, a najlepiej w miejscu powstawania zanieczyszczeń, wymagane jest obecnie [195, 196] stosowanie podczyszczalni mechanicznych ścieków opadowych - separatorów sedymentacyjno-flotacyjnych

6. Działanie i schematy funkcjonalne kanalizacji półrozdzielczej z obiektami

System kanalizacji półrozdzielczej, stosowany zwłaszcza przy modernizacjach istniejących systemów rozdzielczych czy przebudowywanych ogólnospławnych, jest najczęściej dwuprzewodowy. Zawiera kanały deszczowe i kanały ściekowe (bytowo-gospodarcze i przemysłowe), połączone separatorami, tj. urządzeniami na kanałach deszczowych do kierowania tzw. pierwszej fali odpływu - zawierającej zanieczyszczenia spłukiwane ze zlewni oraz osady wypłukiwane z kanałów deszczowych (po okresie suchej pogody) do kanałów ściekowych i do oczyszczalni ścieków. Następna (II.) fala deszczu, przy wzroście strumienia Q - jako mniej zanieczyszczona odpływa już kanałami deszczowymi do odbiornika.

Kanalizacja półrozdzielcza zapewnia dobrą ochronę odbiornika ścieków – środowiska, bowiem najbardziej zanieczyszczone ścieki opadowe (zwłaszcza I. fali) kierowane są poprzez separatory na oczyszczalnię miejską, pracującą pod stałym nadzorem.

6. Czynniki wpływające na wybór systemu kanalizacyjnego – etapowanie budowy

Na wybór systemu kanalizacyjnego wpływ mają następujące czynniki:

• Istniejąca sieć hydrograficzna (rzeki, potoki, kanały otwarte): rozwinięta - sprzyja wyborowi kanalizacji rozdzielczej.

• Wielkość odbiorników ścieków i ich zdolność do samooczyszczania się: duże rzeki sprzyjają kanalizacji ogólnospławnej.

• Ilość i rodzaj ścieków – zwłaszcza przemysłowych (podczyszczonych na terenie zakładu) – czy mogą być odprowadzane przez przelewy?: najczęściej nie – sprzyja kanalizacji rozdzielczej.

• Gęstość zabudowy terenu: zwarta zabudowa sprzyja kanalizacji ogólnospływowej.

• Możliwości finansowe: w przypadku konieczności etapowania inwestycji – sprzyja kanalizacji rozdzielczej.

ETAPOWANIE

System rozdzielczy – częściowy; Najpierw, w I. etapie budowa kanalizacji ściekowej. Sprzyjają temu następujące czynniki: • Dostarczanie wody z sieci wodociągowej, co przyczynia się do większego jej zużycia przez odbiorców i konieczność odprowadzania większego strumienia ścieków bytowogospodarczych, w porównaniu do braku wodociągu; • Niski poziom wód podziemnych, grunt przepuszczalny i duże spadki powierzchni terenu w kierunku odbiorników; • Luźna zabudowa, małe uszczelnienie powierzchni terenu i duża infiltracja opadów do wód podziemnych;

System rozdzielczy – częściowy; Najpierw, w I. etapie budowa kanalizacji deszczowej. Sprzyjają temu: • Mniejsze wskaźniki odpływu ścieków bytowo-gospodarczych (np. brak wodociągu) i możliwość ich gromadzenia w zbiornikach bezodpływowych (bądź z drenażem rozsączającym) oraz wywożenia wozami asenizacyjnymi do oczyszczalni; • Wysoki poziom wód podziemnych, grunt słabo przepuszczalny i małe spadki powierzchni terenów; • Brak naturalnych odbiorników wód deszczowych. Etapowanie budowy kanalizacji stosuje się obecnie rzadko, głównie na terenach pozamiejskich (wiejskich). Etap II. realizowany jest najczęściej po okresie 10 do 20 lat

6. Globalne układy geometryczne sieci kanalizacyjnych:

1. Układ poprzeczny kolektorów kanalizacyjnych,

1. Układ poprzeczny kolektorów kanalizacyjnych z kolektorem zbiorczym,

1. Układ równoległy kolektorów kanalizacyjnych,

1. Układ równoległy kolektorów kanalizacyjnych z kanałami odciążającymi.

6. Lokalne układy geometryczne sieci kanalizacyjnych

1. Układ promienisty

1. Układ pierścieniowy

1. Układy strefowe

6. Zasady bilansowania strumieni ścieków bytowo-gospodarczych i przemysłowych

7. Zasady ustalania strumieni wód przypadkowych, w tym wód infiltracyjnych

8. Zalecenia do doboru kanałów ściekowych (konwencjonalnych i niekonwencjonalnych)

Poprawne są zasady niemieckie

miarodajny strumień objętości ścieków wyznacza się dla 4 składowych dopływu: Qśc = Qbg + Qp + Qinf + Qdwd ,

a kanały ściekowe dobiera się na wypełnienie h/D od 50 do 70%,– w zależności od ważności kanału ściekowego w systemie.

Powstająca w ten sposób „nadwyżka” przepustowości kanału nie może być w żadnym wypadku traktowana w kategorii „rozrzutności”, lecz jako zabezpieczenie pewności działania systemu (ochrony przed wylaniem), a także jako rezerwa rozwojowa do ewentualnego wykorzystania w przyszłości.

6. Parametry charakteryzujące opady deszczowe w czasie i przestrzeni

• intensywność deszczu I = Δh/Δt (zmiany wysokości opadu Δh w czasie Δt),

Deszcze wyjątkowo intensywne (tzw. ulewne czy nawalne) zdarzają się rzadko (raz na kilka czy raz na kilkanaście lat), trwają krótko i mają mały zasięg terytorialny. Deszcze intensywne to takie, które mają maksymalne opady, o czasie trwania do kilku godzin.

Częściej używane: jednostkowe natężenie deszczu q, w dm3 /s ha,

q = 166,67∙I

• czas trwania deszczu t,

• zasięg terytorialny F (w km2 ) opisuje w przybliżeniu formuła Rosłońskiego, dla I < 5 mm/min: F = 5(5 – I) ^3

6. Pomiary opadów deszczowych (deszczomierze)

Deszczomierze umieszczane są w okolicy pozbawionej wysokich obiektów

1. Deszczomierz Hellmanna – do rejestracji wysokości opadów atmosferycznych, Odczyty odbywają się raz na dobę, wysokość opadu: h = V/F (1,0 mm wysokości opadu oznacza 1,0 dm3 /m2 ). nie pozwala na śledzenie zmian intensywności opadów w czasie czy też rejestrację czasu trwania poszczególnych faz opadów.

2. Pluwiograf pływakowy - śledzenie zmian intensywności opadów w czasie oraz rejestracja czasu trwania poszczególnych faz opadów. graficzny zapis

zdarzeń na pluwiogramach papierowych

1. Pluwiometry wagowe – bezobsługowy

2. Pluwiointensometr wagowy - pozwalają na rejestrację opadów atmosferycznych (śniegu i deszczu - opad łączny) z dokładnością do 0,01 mm wysokości opadu (h).

3. Pluwiogram w zapisie cyfrowym

4. Pluwiometr korytkowy - Wyposażone są w dwa, na przemian napełniane i opróżniane zbiorniczki, o małej pojemności (2 cm3 ). Impulsy zadziałania rejestrowane są z dokładnością sekundową i wysyłane drogą radiową do centrali w zapisie cyfrowym - w formie zestawień tabelarycznych, wykresów słupkowych (hietogramów) czy pluwiogramów. Jeden impuls odpowiada opadowi o wysokości h = 0,1 mm (tj. 0,1 dm3 /m2 ).

6. Prawdopodobieństwo (p) i częstość ( C) występowania opadów (z przewyższeniem)

częstość występowania - zależność pomiędzy natężeniem jednostkowym a czasem trwania deszczu o określonym prawdopodobieństwie pojawienia się

p = $\frac{100}{C}$

gdzie: p – prawdopodobieństwo występowania deszczu wyrażane w % (bądź w ułamku, wówczas p = 1/C) określa ile razy w przeciągu 100-lecia zostanie osiągnięte lub przekroczone dane natężenia deszczu q (w dm3 /s ha), C – częstość pojawiania się deszczu wyrażana w latach oznacza, że w danym C letnim cyklu zdarzy się przynajmniej raz deszcz o natężeniu równym lub większym od q,

Do projektowania odwodnień terenów brane są pod uwagę intensywne opady o częstości występowania C ∈ [1; 10] lat oraz o C ∈ [10; 50] lat - do weryfikacji częstości wylewów.

6. Modele fizykalne i probabilistyczne opadów maksymalnych do wymiarowania kanalizacji

1. Model Reinholda- zasady projektowania kanalizacji obiektów komunikacyjnych typu: autostrady, mosty i wiadukty, przejścia i przejazdy pod ulicami czy lotniska; model ten zaniża wyniki natężeń współczesnych deszczy o rząd 15%.

2. Model Błaszczyka - najczęściej stosowany w Polsce

q = $\frac{6,631\ \bullet \sqrt[3]{H^{2} \bullet C}\ }{t^{2/3}\ }$

q - jednostkowe (średnie w czasie t) natężenie deszczu, dm3 /s ha, t - czas trwania deszczu, min, H - wysokość opadu normalnego (średniego rocznego z wielolecia min 30 lat), mm, C - częstość (powtarzalność) występowania deszczu o natężeniu q z przewyższeniem, lata.

Po przyjęciu średniej: H = 600 mm, wzór Błaszczyka upraszczał się do postaci:

q = $\frac{470\ \bullet \sqrt[3]{C}\ }{t^{2/3}\ }$

wzór Błaszczyka, oparty na deszczach zarejestrowanych 100 lat temu, zaniża wyniki natężeń współczesnych deszczy o rząd 40%,

1. model Bogdanowicz i Stachy - nie obejmuje obszarów górskich i podgórskich; obarczony jest błędem odnośnie wysokości opadów dla częstości deszczy pojawiających się raz na rok (C = 1 rok).

2. Model fizykalny Lambora

3. Model Licznara i Łomotowskiego

6. Metody czasu przepływu do bilansowania ścieków deszczowych (MGN i MWO)

1. MGN- metoda granicznych natężeń - miarodajny strumień objętości ścieków deszczowych (Qm) w rozpatrywanym przekroju kanału występuje z pewnym opóźnieniem w stosunku do momentu rozpoczęcia opadu (co jest prawdą, ale tylko po okresie suchej pogody !), o czas niezbędny na:

tk - koncentrację terenową - zwilżenie powierzchni, wypełnienie nierówności teren i dopływ po powierzchni do kanału (poprzez wpust deszczowy), 2 do 5 minut

tr - retencję kanałową - wypełnianie się kanału od wysokości „0” do wysokości wypełnienia obliczeniowego h(Qm),

tp - przepływ w kanale - od początku kanału do przekroju obliczeniowego.

1. MWO - W metodzie współczynnika opóźnienia (MWO) stosowanej w Niemczech pomija się czasy retencji terenowej i kanałowej. Wyznaczone w ten sposób spływy wód deszczowych (Qm) są większe w porównaniu do obliczanych wg MGN.

Miarodajny odpływ deszczu Qm dla td = tp określa się (w dm3 /s) ze wzoru:

Qm = q(t d ,C)⋅ψ s ⋅ F

6. Bezpieczna metoda wymiarowania kanalizacji deszczowej (MMN)

MMN = MWO + polskie modele opadów maksymalnych

Qm = qmax (t d ,C)⋅ψ s ⋅ F

qmax(td, C) - maksymalne natężenie jednostkowe deszczu (w dm3 /s ha) dla czasu trwania td = tp i częstości występowania C – z wiarygodnych modeli opadów maksymalnych - krzywych IDF (- td min - wg tab. 7.4), ψs - maksymalny (szczytowy) współczynnik spływu wód deszczowych, przyjmowany w zależności od stopnia uszczelnienia powierzchni (ψ), nachylenia terenu (it) oraz częstości deszczy C (- wg tabeli 7.6 PL), F - powierzchnia zlewni deszczowej, ha.

W MMN najkrótsze zalecane czasy trwania deszczu td min należy dobierać w zależności od nachylenia terenu i stopnia uszczelnienia powierzchni

6. Zalecenia do doboru kanałów deszczowych i ogólnospławnych

7. Obliczenia hydrauliczne przewodów i kanałów ściekowych (Rh, λe, ne, ke)

Rh - promień hydrauliczny przewodu o (wewnętrznej) średnicy D przy całkowitym wypełnieniu: Rh = A/U

λe - współczynnik oporów dla zastępczej chropowatości eksploatacyjnej ke, -,

ne - współczynnik szorstkości eksploatacyjnej kanału, uzależniony od zastępczej chropowatości eksploatacyjnej ke.

ke – chropowatość eksploatacyjna (ke = 0,50 mm - dla przewodów/kanałów tranzytowych ze studzienkami o kinetach do wysokości przekroju kanału, • ke = 0,75 mm - dla przewodów/kanałów zbierających ścieki ze studzienkami o kinetach do wysokości przekroju kanału, • ke = 1,5 mm - dla przewodów/kanałów zbierających ścieki ze studzienkami o kinetach do wysokości połowy przekroju kanału.)

22 .Warunki samooczyszczania kanałów – hydrauliczne i hydromechaniczne

- formuła Imhoffa na spadek minimalny imin = 1/D

- jeżeli prędkość przepływu jest w zalecanym przedziale

- jeżeli opór tarcia wyrażony stycznymi naprężeniami ścinającymi ( τ ), pomiędzy ścianką rury a ściekami, będzie większy od min τ .

23. Minimalne i maksymalne spadki dna kanałów grawitacyjnych

Spadek powinien się zawierać: imin ≤ i ≤ imax

Imin = 1/D (gdy wypełnienie większe od 30%)

imin - w promilach, gdy wymiar średnicy D wyrażony jest w metrach lub imin - w ułamku, gdy D w mm (w przypadku kanałów o przekroju jajowym za D do formuły (9.56) należy przyjmować szerokość przekroju w tzw. pachach)

24. Zalecane przekroje kanałów- sprawność przepływu

- kołowy

- jajowy

- jajowy podwyższony

- gruszkowy

- dzwonowy

Inne dopuszczalne

- eliptyczny

- kołowo – trójkątny

- prostokątny

- pięciokątny

- kołowy z kinetą ściekową

25. Zasady sytuacyjnego trasowania kanałów – na planach

Równolegle względem: • osi ulic (krawężników, chodników), • linii rozgraniczających zabudowy, • istniejącego zbrojenia podziemnego

- zachowanie wymaganych odległości od uzbrojenia

- gdy jezdnia szersza niż 30m to dwa kanały po obu stronach ulicy w terenie zabudowanym

- kanały nieprzełazowe jako odcinki proste gdzie każda zmiana kierunku odcinka to nowa studzienka rewizyjna

- kanały przełazowe można w łukach

- łączenie tras kanałów za pomocą studzienek połączeniowych pod kątem minimum 90 do przepływu ścieków

26. Zasady wysokościowego trasowania kanałów – na profilach

- jak najpłycej ze względu na mniejsze koszty ale pamiętając o spadku, strefie przemarzania gruntu, ukształtowaniu terenu, kolizjach z istniejącym uzbrojeniem.

- punkty krytyczne

- minimalne zagłębienie np. w strefach górniczych

27. Sposoby połączenia kolektorów i kanałów bocznych w studzienkach

a) wyrównanie den - tanie w budowie, jednak hydraulicznie mniej poprawne (cofka);

Δh = 0

b) wyrównanie sklepień - drogie w budowie (zagłębienie), poprawne hydraulicznie; Δh = d2 – d1

c) wyrównanie osi kanałów – trudne w budowie, poprawne hydraulicznie;

Δh = $\frac{d2 - d1}{2}$

1. wyrównanie zwierciadeł ścieków - trudne w budowie, hydraulicznie właściwe. Δh = h2 – h1

28. Zasady projektowania studzienek, komór, kaskad i syfonów

a) studzienki

rozstaw co 60 – 80m gdy Hnieprzełazowe<1 m lub Hprzełazowe<1,4m

rozstaw 80 – 120m dla Hprzełazowych >= 1,4 m

φmin =1,0m - dla kanałów o średnicach D ≤ 0,3 m

φmin = 1,2m - dla kanałów o średnicach D = 0,4÷0,6 m

φmin = 1,4m dla D = 0,8 m

powyżej D = 0,8 m - φmin = 1,6m.

b) kaskady- stosowane zazwyczaj dla małych średnic kanałów (mała energia kinetyczna strumienia ścieków)

dla kanałów bytowo-gospodarczych o średnicy d ≤ 0,4 m należy stosować studzienki kaskadowe z dodatkowym, pionowym bądź ukośnym, przewodem spadowym (o mniejszej średnicy) na zewnątrz studzienki.

W kanalizacji ogólnospławnej, dla kanałów o średnicy d ≤ 0,6 m, pionowym przewodem spadowym spływają ścieki podczas pogody bezdeszczowej. Różnica poziomów den kanałów (Hmax) przy takiej konstrukcji studzienek kaskadowych nie powinna przekraczać 4 m

c)komory kaskadowe - dla dużych średnic/przekroi kanałów (d > 0,6 m), w tym do pokonywania dużych różnic wysokości zagłębień kanałów.

mają specjalnie formowaną pochylnię - kinetę spadową

zagłębienie progu (p) w dnie komory kaskadowej wylicza się ze wzoru albo odczytuje z nomogramu

Obliczenia współrzędnych (x, y) kształtu krzywizny pochylni x = L/ 2 y / H

1. syfony - do pokonywania przeszkód terenowych, takich jak koryta rzeczne, niecki czy kolidujące z trasą kanału podziemne obiekty, pod tymi przeszkodami

Minimalne prędkości:

• 0,9 m/s w kanalizacji rozdzielczej (przy przepływach nocnych ścieków pogody bezdeszczowej - nie mniej niż 0,7 m/s), • 1,2 m/s w kanalizacji ogólnospławnej.

Z drugiej strony prędkość przepływu nie powinna być zbyt duża, gdyż prowadzi do dużych wartości strat hydraulicznych (Δhs) i w konsekwencji do dużych niezbędnych różnic den kanałów na wlocie i wylocie z syfonu.

29. Sposoby płukania kanałów płuczkami i kanałami płuczącymi

w celu usunięcia zawiesin wytrącających się ze ścieków i odkładających się osadów na dnie kanałów.

Kanały mogą być płukane: • wodą wodociągową – ze specjalnych zbiorników (studzienek) zwanych płuczkami, • ściekami – z innych kanałów (sterowanie poprzez klapy i zastawki piętrzące), • wodą z wozów asenizacyjnych (ciśnieniowo).

Płuczki kanałowe mogą być umieszczone na końcówkach sieci jako studzienki płuczące (o pojemności rzędu kilku m3 ) lub centralnie jako zbiorniki podziemne (o objętości rzędu kilkudziesięciu m 3 ). Płuczki zasilane są najczęściej wodą wodociągową, głównie ze względów praktycznych – sanitarnych. Mogą być też zasilane wodą drenażową, opadową czy też ściekami. w lokalizuje się najczęściej w najwyżej położonych punktach sieci. Płuczki zaopatrzone są często w urządzenia do automatycznego spuszczania określonych objętości cieczy, jak np. płuczka lewarowa czy płuczka z naczyniem wywrotnym. Efektywny zasięg fali płuczącej jest ograniczony zwykle do 100÷200 m

30. Ogólne zasady projektowania obiektów odciążeniowych (przelewy, separatory, zbiorniki)

1. 4 składowe ścieków: ścieki bytowo-gospodarcze, ścieki deszczowe, wody przypadkowe (w tym infiltracyjne), ścieki przemysłowe

2. Układ promienisty kanalizacji – jeden z rodzajów układów lokalnych.

Przykład występowania – w kotlinie

RYSUNEK!!

3. Zasady wymiarowania kanałów deszczowych

Dotychczasowe zasady wymiarowania grawitacyjnej kanalizacji półrozdzielczej zalecane w Polsce są niewłaściwe, zarówno w odniesieniu do kanałów ściekowych i kanałów deszczowych za separatorami. Kanały ściekowe - za separatorami były wymiarowane na maksymalny godzinowy strumień ścieków bytowo-gospodarczych i przemysłowych (Qh max śc), plus strumień ścieków deszczowych, tzw. I-szej fali (QmI) - zależnej od natężenia granicznego deszczu płuczącego qs, przyjmowanego jak dotychczas w zakresie qs ∈ [6; 15] dm3 /s ha obecnie: qs ≥ 15 dm3 /s ha), stąd: Q = Qh max śc + Qm I

Kanały deszczowe, analogicznie jak w kanalizacji rozdzielczej, wymiarowane były na zaniżony strumień Qm - wywołany deszczem miarodajnym o natężeniu q(tdm, C) - obliczanym z wzoru Błaszczyka: Q = Qm

4. Co to jest system kanalizacyjny i jakie są jego elementy składowe

Kanalizacja to zespół urządzeń (czyli system) do zbierania i odprowadzania ścieków i wód opadowych z terenów zurbanizowanych i przemysłowych do oczyszczalni, gdzie następuje ich unieszkodliwienie. Elementy składowe systemu kanalizacyjnego jako całości to: • kanalizacja wewnętrzna (instalacje wewnętrzne) - w budynkach z przyborami sanitarnymi (WC, wanny, umywalki, natryski, wpusty podłogowe, itp.); • kanalizacja zewnętrzna: o sieć osiedlowa lub zakładowa (komunalna, prywatna, wspólnotowa), o sieć zbiorcza miejska (komunalna), o obiekty sieciowe (pompowanie, zbiorniki retencyjne, przelewy burzowe, separatory, syfony, studzienki), o oczyszczalnie ścieków

4. Zasady bilansowania ścieków bytowo- gospodarczych i przemysłowych

powinny być wymiarowane na maksymalny godzinowy strumień objętości ścieków bytowo-gospodarczych i przemysłowych, przy uwzględnieniu dodatkowo: strumienia wód przypadkowych, w tym infiltracyjnych, oraz rezerwy na przyszłościowy rozwój.

Ogólnie, średnie dobowe w roku (Qdśr) zużycie wody/odpływ ścieków (w m3 /d) wynosi:

Qd,śr = $\frac{1}{365}$ $\sum_{i = 1}^{365}{Qd,i}$

Współczynnik nierównomierności dobowej (Nd) i odpływ maksymalny dobowy odpływ ścieków (Qdmax) wynosi:

Nd = $\frac{\text{Qd},\max}{\text{Qd},sr}$ => Qd,max = Qd,śr ∙ Nd

Współczynnik nierównomierności godzinowej (Nh) i odpływ maksymalny godzinowy odpływ ścieków (Qhmax) w dobie o Qdmax wynosi:

Nh= $\frac{Qh,\max}{Qh,sr}$= $\frac{24\ Qh,\max}{Q\ d,\max}$ => Qh,max = Qh,śr ∙ Nh

Stąd ogólnie maksymalny godzinowy strumień objętości ścieków (w dm3 /s) wyniesie:

Q h,max = Nd ∙ Nh ∙ Q d, śr

4. Scharakteryzuj współczynnik spływu powierzchniowego deszczu:

Tzw. opad efektywny - dający spływ powierzchniowy, związany jest ze zlewnią zredukowaną Fzr (szczelną):

Fzr =ψ ⋅ F

gdzie: ψ - współczynnik spływu powierzchniowego: ψ = (H – (E + straty))/H;

ψ ∈ [0; 1],

H - wysokość opadu normalnego (średniego rocznego z wielolecia min. 30 lat), m/rok,

E - wysokość parowania terenowego, m/rok; „straty” - głównie wsiąkanie, m/rok.