Politechnika Wrocławska Wrocław, dnia 04 czerwca 2011 r.
Instytut Inżynierii
Ochrony Środowiska

Ćwiczenie projektowe

z

KANALIZACJI

Prowadzący:

Mgr inż. Bartosz Kaźmierczak Wykonała: Katarzyna Szyło

Rok: III

Studia: SN I-go st.

Kierunek: IŚ

Zajęcia: sobota/1200-1330

Rok akad. 2010/2011

SPIS TREŚCI

1. WSTĘP. 2

1.1. Przedmiot opracowania. 2

1.2. Zakres opracowania. 2

1.3. Podstawa opracowania. 2

1.4. Wykorzystane materiały. 2

1.5. Ogólna charakterystyka terenu. 2

2. OBLICZENIE ILOŚCI ŚCIEKÓW DESZCZOWYCH. 2

2.1. Dane do obliczeń. 2

2.2. Zestawienie tabelaryczne danych 3

2.3. Obliczenie współrzędnych oraz sporządzenie krzywych deszczu. 3

2.4. Obliczenia powierzchni zlewni wód deszczowych. Obliczenia techniczno-hydrauliczne sieci. 4

2.4.1 Opis metody projektowania kanalizacji deszczowej 4

2.4.2 Sposób określania przepływów ścieków deszczowych miarodajnych do wymiarowania kanałów 5

2.4.3 Sposoby łączenia kanałów 5

2.4.4 Tabelaryczne obliczenia parametrów sieci kanalizacji deszczowej 5

3.1. Sieć kanalizacji deszczowej 8

3.2. Obiekty na kanalizacji deszczowej - studnie 8

SPIS TABEL 9

Tabela.1 Zestawienie danych początkowych
Tabela 2 Zestawienie współrzędnych krzywej deszczu dla kolektora
Tabela 3 Zestawienie współrzędnych krzywej deszczu dla kanału bocznego
Tabela 4 Zestawienie rzędnych terenu, zlewni dla projektowanej sieci deszczowej
Tabela 5 Zestawienie obliczeń sieci rozdzielczej kanalizacji deszczowej

SPIS RYSUNKÓW 9

Rys.1. Graf sieci kanalizacji deszczowej. Skala 1:5000
Rys.2. Plan spadków i zagłębień kanalizacji deszczowej. Skala 1:5000
Rys.3. Plan sytuacyjny sieci kanalizacji deszczowej. Skala 1:5000
Rys.4. Profil podłużny kolektora kanalizacji deszczowej KŚ1.Skala 1:100/5000

SPIS WYKRESÓW 9

WYKRES nr 1 KRZYWE DESZCZU

1. WSTĘP.
   

   1. Przedmiot opracowania.

Przedmiotem opracowania jest projekt koncepcyjny kanalizacji deszczowej w systemie rozdzielczym dla jednostki osadniczej wg schematu nr 64.

1. Zakres opracowania.

Zakres opracowania obejmuje:

• obliczenie ilości ścieków deszczowych

• wykresy krzywych deszczy

• obliczenia hydrauliczne sieci kanalizacji deszczowej

• plan spadków i zagłębień sieci kanalizacyjni deszczowej

• profil podłużny kolektora kanalizacji deszczowej

• plan sytuacyjny sieci kanalizacyjni deszczowej

• opis techniczny

  1. Podstawa opracowania.

Podstawą opracowania projektu koncepcyjnego jest temat wydany przez prowadzącego.

1. Wykorzystane materiały.

[1] W. Błaszczyk „Kanalizacja”, Warszawa 1983;
[2] Nomogram do doboru rur kołowych

1. Ogólna charakterystyka terenu.

Przedmiotem opracowania jest jednostka osadnicza wg schematu nr 64. Jednostka osadnicza ograniczona jest rzeką. Osada charakteryzuje się spadkiem terenu w kierunku rzeki. Jednostka osadnicza położona jest na terenie o rzędnych od 31,00 m n.p.m. do 25,00 m n.p.m. .

Najwyższy punkt znajduje się w północnej części i wynosi 31,25 m n.p.m. . Projektowany

kolektor deszczowy rozpoczyna się w najwyższej części jednostki osadniczej na wysokości 31,25

m n.p.m. . Od strony południowo-zachodniej, jednostka osadnicza otoczona jest rzeką, nad którą będzie znajdowała się oczyszczalnia ścieków, a także wyloty kanałów deszczowych.

1. OBLICZENIE ILOŚCI ŚCIEKÓW DESZCZOWYCH.
   

   1. Dane do obliczeń.

1)Średni roczny opad H=605 mm,
3) Powierzchnia zlewni wód opadowych F = 95 ha
2)Współczynnik spływu ψ = 0,38
3)Czas koncentracji kanałowej t_k i powtarzalność deszczu c dla kanalizacji deszczowej

• dla kolektora: c =2 lat; t_k = 5 min;

• dla kanału bocznego: c = 1 rok; t_k =10 min.

1. Zestawienie tabelaryczne danych

Na mapie wytrasowano kanały deszczowe, przyjęto kierunek spływu ścieków deszczowych zgodny z kierunkiem spadku terenu. Po najdłuższej trasie przyjęto kolektor deszczowy KŚ 1.
Zestawienie tabelaryczne przedstawiono poniżej.

Tabela 1. Tabelaryczne zestawienie danych.

1. Obliczenie współrzędnych oraz sporządzenie krzywych deszczu.
   

Natężenie deszczu miarodajnego wyliczamy ze wzoru Błaszczyka [1]:
[dm³/s,ha]

gdzie:
H – średni roczny opad [mm]
H = 605 mm
c - powtarzalność (częstość) deszczu [lata]
c = 2 lata dla kolektora
c = 1 rok dla kanałów bocznych
t_dm – miarodajny czas trwania deszczu [min]
minimalny czas trwania deszczu : t_dm = 1,2∗t p+tk [min]

Zestawienie obliczonych współrzędnych dla kolektora przedstawiono w poniższej tabeli.

Tabela 2. Współrzędne krzywej deszczu dla kolektora.

Zestawienie obliczonych współrzędnych dla kanału bocznego przedstawiono w poniższej tabeli.

Tabela 3. Współrzędne krzywej deszczu dla kanałów bocznych.

Krzywe deszczu zestawiono na wykresie nr 1.

1. Obliczenia powierzchni zlewni wód deszczowych. Obliczenia techniczno-hydrauliczne sieci.
   

   1. Opis metody projektowania kanalizacji deszczowej
      

Kanalizację deszczową zaprojektowano metodą granicznych natężeń. Założono, że zwierciadło ścieków w kanale jest równoległe do dna kanału, czyli spadek zwierciadła ścieków jest równy spadkowi dna kanału. Przyjęto, że minimalna średnica kanału wynosi 250 mm.

Tabela 4. Zestawienie powierzchni zlewni wód deszczowych przyporządkowanych do poszczególnych odcinków obliczeniowych sieci kanalizacyjnej.

1. Sposób określania przepływów ścieków deszczowych miarodajnych do wymiarowania kanałów
   

Kanalizacja jest zaprojektowana wg wzoru Manninga i Chezy’go:
V = 1/n * Rh^2/3 i^1/3
i wzoru ciągłości: Q = V*F
Kanalizację zaprojektowano przy pomocy nomogramów dla kanałów kołowych do wzoru Manninga i Chezy’ego.
Kanalizacja wykonana jest z materiałów tradycyjnych: kamionka i beton.

Natężenie przepływu ścieków deszczowych w węźle odcinka obliczeniowego określono ze wzoru:

Q_dm=q_dm∙Ψ∙F

gdzie:

Q_dm - natężenie przepływu ścieków deszczowych w kanale, dm³/s

q_dm - miarodajne natężenie deszczu wg wzoru Błaszczyka, dm³/s.ha

Ψ - współczynnik spływu, Ψ=0,38

F - powierzchnia odwadniania, ha

3.3 Dobór spadków dna kanału

Minimalny spadek dna kanału określano wg wzoru:

i_min=1/d

gdzie :

i_min - minimalny spadek dna kanału,‰

d - średnica kanału, m

Na początkowych odcinkach kanalizacji założono że w górnym węźle odcinka przykrycie kanalizacji

wynosić będzie 1,4 m (minimalne przykrycie).

Na odcinkach kanalizacji projektowano spadki kanałów tak, aby kanalizacja była jak najpłytsza, z

zachowaniem minimalnych zagłębień . Metoda ta sprowadza się do tego, że jeżeli spadek terenu

wzdłuż odcinka był większy od minimalnego spadku kanału i jednocześnie kanał zaczynał się na

głębokości większej niż głębokość minimalna, kanał tak projektowano aby na końcu odcinka uzyskać

jak najmniejsze zagłębienie przy zachowaniu parametrów technicznych tj.: minimalnego spadku

kanału oraz zagłębienia i przykrycia kanału.

1. Sposoby łączenia kanałów
   

Kanały łączono sklepieniami.

1. Tabelaryczne obliczenia parametrów sieci kanalizacji deszczowej

Obliczenia parametrów sieci kanalizacji deszczowej zestawiono w tabeli nr 5.

Tabela 5. Obliczenia parametrów sieci kanalizacji deszczowej.

1. OPIS TECHNICZNY

   1. Sieć kanalizacji deszczowej

Kanalizację rozdzielczą deszczową dla jednostki osadniczej nr 64 zaprojektowano metodą granicznych natężeń.
W celu określenia miarodajnego natężenia deszczu w kanale wyznaczono krzywe deszczu uwzględniające zależność miarodajnego natężenia deszczu od czasu przepływu ścieków w kanale. Wykresy krzywej deszczu dla kolektora i kanału bocznego przedstawia wykres 1.
W projekcie założono, że zwierciadło ścieków w kanale jest równoległe do dna kanału czyli spadek zwierciadła ścieków jest równy spadkowi dna kanału.
Obliczenia przeprowadzono dla dolnego węzła odcinka oraz sprawdzono dla górnego węzła odcinka. Obliczenia prowadzono do uzyskania wartości bezwzględnej z różnicy prędkości założonej i rzeczywistej mniejszej od 0,1m/s.
Spadki kanałów projektowano tak, aby kanalizacja była jak najpłytsza, z zachowaniem minimalnych zagłębień i przykryć kanałów. Uwzględniono przy tym minimalny spadek dna w zależności od wymiarów kanału. Kanały łączono sklepieniami.
Kanalizacja deszczowa została zaprojektowana na przepływ maksymalny, charakteryzujący opad miarodajny o zadanej częstości występowania. Częstość występowania deszczu miarodajnego przyjęto zgodnie z wytycznymi, dla kolektora c = 2 lata, dla kanałów bocznych c = 1 rok. Natężenie deszczu miarodajnego obliczono posługując się wzorem Błaszczyka.

Zaprojektowano wykorzystanie rur kołowych o następujących średnicach i długościach:

Ø 0,25 – 325 metrów

Ø 0,40 – 1430 metrów

Ø 0,50 – 740 metrów

Ø 0,60 – 425 metrów

Ø 0,70 – 300 metrów

Ø 0,80 – 250 metrów

Ø 1,00 – 340 metrów

Ø 1,10 – 320 metrów

Ø 1,40 – 305 metrów

Ø 1,70 – 215 metrów

Długość najdłuższego odcinka to 450 metrów, a najkrótszego 215 metrów. Całkowita długość

kanalizacji wyniesie L = 4650 metrów.

Spadki kanałów wahają się od 1,00 do 7,50 promila.

1. Obiekty na kanalizacji deszczowej - studnie

Studzienki połączeniowe zaprojektowano w miejscach połączenia kanałów.
W projekcie przyjęto studzienki z kręgów betonowych . W przypadku połączeń kanałów
o gabarytach powyżej1,0m zastosowano komory połączeniowe.

Studzienki rewizyjne zostały rozmieszczone na przewodach sieci kanalizacji zależnie od wymiaru kanału.

Przyjęto rozstaw studzienek dla kanałów:
- h < 1,00m rozmieszczenie 60÷80m,
- h = 1,00÷1,60m rozmieszczenie 80÷100m,
- h 1,60m rozmieszczenie do120m.

SPIS TABEL

Tabela.1 Zestawienie danych początkowych
Tabela 2 Zestawienie współrzędnych krzywej deszczu dla kolektora
Tabela 3 Zestawienie współrzędnych krzywej deszczu dla kanału bocznego
Tabela 4 Zestawienie rzędnych terenu, zlewni dla projektowanej sieci deszczowej
Tabela 5 Zestawienie obliczeń sieci rozdzielczej kanalizacji deszczowej

SPIS RYSUNKÓW

Rys.1. Graf sieci kanalizacji deszczowej. Skala 1:5000
Rys.2. Plan spadków i zagłębień kanalizacji deszczowej. Skala 1:5000
Rys.3. Plan sytuacyjny sieci kanalizacji deszczowej. Skala 1:5000
Rys.4. Profil podłużny kolektora kanalizacji deszczowej KŚ1.Skala 1:100/5000

SPIS WYKRESÓW

WYKRES nr 1 KRZYWE DESZCZU