W4
* Podobnie jak zapotrzebowanie na wodę tak ilość ścieków jest zmienna w czasie i wykazuje wahania godzinowe oraz dobowe. Nero tych wahań są współczynniki nierównomierności : dobowej(Nd), godzinowej(Nh), które definiujemy podobnie jak zagadnienia wodociągowe.
* W obliczeniach sieci posługujemy się również wielkością Qs, która wyraża maksymalną sekundową ilość ścieków określaną jako maksymalna godzinowa ilość odpływu w przeliczeniu na jedną sekundę. Wielkość (Qdśr) obliczamy z przewidywanej w przyszłości liczby mieszkańców obszarów zainwestowania lub z iloczynu liczby mieszkańców wskaźnika zapotrzebowania na wodę oraz współczynnika zmniejszającego, którego wielkość zależy od rodzaju elementów zagospodarowania przestrzennego.
* Obliczanie max godzinowego odpływu ścieków sanitarnych z jednostki osadniczej jako sumy max odpływów godzinowych poszczególnych terenów zainwestowania, prowadzić może do przewymiarowania sieci urządzeń kanalizacyjnych. Dlatego tez o ile dysponuje się rozkładem godzinowego zapotrzebowania na wodę należy określić na jego podstawie godzinę max odpływu ścieków z uwzględnieniem jednoczesności występowania spływów ścieków z różnych obszarów inwestycyjnych.
* Maksymalny godzinowy odpływ ścieków z obszaru kanalizowanego będzie zależał od ilości zużytej wody w godzinie maksymalnego zapotrzebowania z uwzględnieniem współczynników zmniejszających
| Maksymalna godzinowa ilość ścieków w jednostce osadnicznej z uwzględnieniem postępowania odpływów cząstkowych |
|---|
| Element zagospodarowania przestrzennego |
| Mieszkalnictwo wielorodzinne |
| Mieszkalnictwo jednorodzinne |
| Zakłady usługowe |
| tereny przemysłowo - składowe |
| Ogółem w jednostce osadniczej |
tab1
Dla tych wielkości należy obliczyć wskaźniki spływu dla każdej powierzchni ciągnącej do danego odcinka sieci.
Zlewnie kanałów - zlewnią nazywamy powierzchnię z której spływają ścieki do danego kanału. Jako zasadę wyznaczenia zlewni stosuje się podział przylegających powierzchni według dwusiecznych punktów między kanałami lub liniami rozgraniczającymi i według linii łączących punkty przecięcia dwusiecznych wewnątrz bloków( rys.2.30) - analogicznie jak powierzchnie cząstkowe w projektowaniu sieci wodociągowej. Jeśli przebieg trasy kanalizacyjnej pokrywa się z trasą wodociągu możemy przyjąć podział na powierzchnie cząstkowe, jak dla sieci wodociągowej wcześniej zaprojektowanej. Niekiedy zaleca sie inny podział zlewni np. na terenach o wyraźnie jednokierunkowych spadach. Powierzchnię wyraża się w hektarach. Każda z wyznaczonych zlewni charakteryzuje się spływem ścieków (qść) w dm3/sha. Wartości wskaźniku spływu ścieku zależą od powierzchni poszczególnych terenu, o różnym sposobie zainwestowania, oraz max godzinowej ilości wszystkich ścieków odpływających z tych powierzchni.
$q_{sc}^{i} = \frac{Q_{\text{hmax}}^{i}}{Fi*3,6}$ $qsc = \frac{Q_{\text{Fi}}^{i}}{\text{Fi}}$ $Q_{s}^{i} = \frac{Q_{\text{hmax}}^{i}}{3,6}$
qsci - wskaźnik spływu ścieków dm3/sha
Qhmaxi - maksymalna godzinowa ilość ścieków odpływająca z terenu itego m3/h
Fi - powierzchnia terenu itego
Qsi - max sekundowa ilość ścieków odpływająca z terenu itego m3/s
Przepływy miarodajne do obliczeń
Po wytrasowaniu sieci kanalizacyjnej, wyznaczeniu zlewni każdego odcinka kanału i obliczeniu wskaźnika spływu ścieków z jednego hektara powierzchni należy obliczyć ilość ścieków dopływających do poszczególnych odcinków sieci ( schemat nr1). Spływ ścieków na q na odcinku wyrażamy w dm3/s. Jest iloczynem powierzchni zlewni ciążących do danych odcinków i przypisanych im wskaźników spływu ścieków. $q = \sum_{i = 1}^{n}(q_{sc}^{i}FI)$ dm3/s
Fi - powierzchnia zlewni ciążąca do pewnego odcinka sieci
Podstawą do obliczenia maksymalnych przepływów sieci jest ustalony poprzednio układ geometryczny sieci kanalizacyjnej z zaznaczonymi kierunkami spływu ścieków wynikającymi z rozwiązania wysokościowego.
OGÓLNE WZORKI... do schematu:
Q02 = qs2
Q03 = ysc + (Fi * Qisc + q2sc + F3 * q3sc + F4 * q4sc)
Q04 = qs2 + qs3 + qs4
Q05 = qs2 + qs3 + qs4 + qs5
Przebieg obliczenia sieci, schematy obliczeń, rysunki:
a) Na planie sytuacyjnym miasta, osiedla, dzielnicy o wyborze odbiornika do którego mają być odprowadzone ścieki opracowuje się układ sieci na który składają się:
- plan sieci kanałów z wyznaczoną trasą głównego zbieracza z wylotem na oczyszczalnie lub do odbiornika i trasami innych zbieraczy
- kierunki przepływów określone przez spadki kanałów wynikające z układu wysokościowego miasta, ulic i przyjętych rzędnych kanałowych.
- schemat układu z wymienionymi danymi wyznacza się( rys. 2.29)
b) po przyjęciu za podstawę planu sieci i podziału terenu kanalizowanego na zlewnie(rys.2.30 - wg. kategorii gestosci zaludnienia i wps. odpływu ścieków), wylicza się przez sumowanie cząstkowych zlewni i odpływów( rys.2.31). Maksymalne obliczeniowe przepływy na poszczególnych odcinkach sieci między węzłami, ustala się wymiary kanałów oraz oblicza się ostatecznie ich rzędne, spadki jak również napełnienie kanału i średnie prędkości przepływu w kanałach. Wyniki na rzutach i na profilach.
c) na podstawie prowadzonych obliczeń wykreśla się plan sieci i w miarę potrzeby
- przekroje podłużne zbieraczy i niektórych kanałów z pokazaniem w projektach wykonawczych pełnego uzbrojenia sieci( studni, komór połączeniowych, rozgałęzieniowych, włazów, przewietrzników, płuczek, zamknięć służących do spiętrzenia ścieków)
- plan i przekroje podłużne opisuje się szczegółowo( rys. 2.32, 2.34)
- oznaczenia na rysunkach należy przyjąć według zaleceń obowiązującej normy
- obliczenia sieci objęte są w zestawieniu tabelarycznym sporządzonym według różnych schematów oraz uzupełnione rysunkami pomocniczymi wymienionymi powyżej.
- wyniki wymiarowania sieci oraz jej układ wysokościowy można ująć w zestawieniach tabelarycznych, które następnie będą podstawą do sporządzenia projektu budowlanego sicie i rysunków roboczych.
- przykładowy schemat obliczeniowy(2.20) schemat ten zawiera tylko zestawienie wynikowe powierzchni zlewni, przepływu i jest oparty na szczegółowych liczbach wskazanych na rysunkach podziału zlewni i ich sumowaniu. Dla przypomnienia podstawą zaprojektowania sieci kanalizacji ściekowej, kanalizacyjnej, jest plan zagospodarowania przestrzennego miasta. Z charakterystyką gęstości zaludnienia poszczególnych dzielnic i bloków budowlanych, wskaźnikami odpływów ścieków z poszczególnych obszarów oraz plan wysokościowy miasta czy osiedla. Na podstawie tych planów i projektu wodociągowego, który powinien byc sporządzony przed planem kanalizacyjnym projektuje się projekt miasta, dzielnicy, osiedli.
* Hydrauliczne obliczanie sieci - polega na wyznaczeniu wymiarów kanałów, określeniu napełnienia i prędkości przepływu. Obliczenia przeprowadza się na poszczególnych odcinkach sieci między węzłami na podstawie uprzednio określonego maksymalnego przepływu i przyjętego spadku kanału. Zakładamy, że kanał nie jest całkowicie wypełniony gównem( przemieszczanie i właściwa praca instalacji wewnętrznej).
Natężenie przepływu, spadek dna, przekrój kanału, wymiary i chropowatość ścian na danym odcinku obliczeniowym nie zmienia się.
* Założenie niezmienności natężenie jest praktycznie rzadko do osiągnięcia, zmienia się ono w ciągu doby w wyniku nierównomiernego zużycia wody. Zatem ruch ścieków odbywa się ze zmiennymi natężeniami przepływu tak w czasie jak i na długości wymairowanego odcinka. Dla uproszczenia obliczeń zakłada się, że natężenie przepływu na odcinku jest stałe i równe maksymalnemu przepływowi w dolnym węźle wymienionego odcinka. Założenie to prowadzi do zwiększenia wymiarów kanałów. Założenie niezmienności natężenia przepływu, spadku, i wymiarów oraz chropowatości są równoznaczne z przyjęciem, że w kanale będzie panował ruch jednostajny( równomierny). Jest to podstawowe założenie zakładane w hydraulicznym obliczaniu kanałów ściekowych. Przy ruchu tych linia piezometryczna, linia energii, zwierciadło ścieków i dno kanału są do siebie równoległe(rys.3). Linia piezometryczna i zwierciadło ścieków pokrywają się. Spadki tych wszystkich linii są jednakowe i równają się spadkowi hydraulicznemu.
Przyjmowana prędkość jest prędkością średnią w danym przekroju( V=Q/pow. przekroju). Prędkości rzeczywiste znacznie przekraczają prędkości krytyczne wyliczone ze wzoru Reynoldsa, stanowiące granicę ruchu laminarnego i burzliwego. Praktycznie w przewodach kanalizacyjnych panuje ruch burzliwy i do hydraulicznego obliczenia należy stosować wzory dla ruchu burzliwego. Przy ruchu burzliwym spadek ciśnienia, a więc i będą mniej lub więcej proporcjonalne do