Dimenzioniranje oborinske odvodnje s prometnice u Gornjem

Dimenzioniranje oborinske odvodnje s prometnice uGornjem Zebancu

Furdi, Josip

Undergraduate thesis / Završni rad

2018

Degree Grantor / Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Polytechnic of Međimurje in Čakovec / Međimursko veleučilište u Čakovcu

Permanent link / Trajna poveznica: https://urn.nsk.hr/urn:nbn:hr:110:479248

Rights / Prava: In copyright

Download date / Datum preuzimanja: 2021-10-10

Repository / Repozitorij:

Polytechnic of Međimurje in Čakovec Repository - Polytechnic of Međimurje Undergraduate and Graduate Theses Repository

https://urn.nsk.hr/urn:nbn:hr:110:479248

http://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/

https://repozitorij.mev.hr



https://zir.nsk.hr/islandora/object/mev:829

https://dabar.srce.hr/islandora/object/mev:829

MEĐIMURSKO VELEUČILIŠTE U ČAKOVCU

PREDDIPLOMSKI STRUČNI STUDIJ ODRŢIVI RAZVOJ

JOSIP FURDI

DIMENZIONIRANJE OBORINSKE ODVODNJE S

PROMETNICE U GORNJEM ZEBANCU

ZAVRŠNI RAD

ČAKOVEC, 2018.

MEĐIMURSKO VELEUČILIŠTE U ČAKOVCU

PREDDIPLOMSKI STRUČNI STUDIJ ODRŢIVI RAZVOJ

JOSIP FURDI

DIMENZIONIRANJE OBORINSKE ODVODNJE S

PROMETNICE U GORNJEM ZEBANCU

Dimensioning the rain water drainage from the road in

Gornji Zebanec

ZAVRŠNI RAD

Mentor:

v.pred.mr.sc. Ivica Mustač

ČAKOVEC, 2018.

Zahvala:

Zahvaljujem se svom mentoru v.pred.mr.sc. Ivici Mustaču na stručnoj pomoći tijekom

izrade završnog rada.

Hvala svim prijateljima i kolegama na razumijevanju i podršci tijekom školovanja.

Josip Furdi

Josip Furdi Dimenzioniranje oborinske odvodnje s prometnice u Gornjem Zebancu

1

MeĎimursko veleučilište u Čakovcu

SAŽETAK

U radu je prvobitno obrađeno rješenje odvodnje oborina s prometnice te je izvedena

trasa postavljanja cijevnog voda odvodnje. Sami smještaj cijevnog voda je definiran u domeni

zaštite od štetnog djelovanja voda (obrana od poplava i od erozije tla) i u domeni korištenja

voda (pročišćavanje i odvodnja) gdje su obrađeni svi konstruktivni elementi cijevnog voda.

U radu su obrađene sve predmetne podloge za predmetnu lokaciju oborinske odvodnje,

počevši od topografskih, geodetskih, hidroloških, geotehničkih, klimatoloških i dr. Samo

dimenzioniranje cjevovoda je izrađeno u računalskom programu Canalis 5.0 i programu

AutoCAD.

Na podlogama su određene granice sliva kao i smjer nivelete pada toka vode, uzdužni

presjek profila položaja nivelete, odabir vrste cijevi i dimenzije cijevi.

Ključne riječi: cjevovod, oborinska odvodnja, canalis, dimenzioniranje


2


SUMMARY

The paper describes the application of storm water drainage system in the area of the

village Gornji Zebanec in the Međimurje county. It is situated in a hilly area in Međimurje. The

problem is that rainwater creates problems for regular maintenance of traffic as it creates

problems for people in the form of floods and landslides of soil and debris.

Drains receive water from street gutters on most roads,ways and other busy roads. The

storm drainage system is gravity sewers that drain untreated storm water into streams or

streams so that it is unacceptable to pour hazardous substances into the drains. Storm drains

often cannot manage the quantity of rain that falls in heavy rains or storms. This is why it is

approaching the dimensioning of water supply for rainfall drainage.

Dimensioning of precipitation drainage is performed by determining the amount of water

entering the pipeline and determined by the ITP curve. Also decreasing is the drop in pipeline

level, pipe dimension, pipe type, depth of excavation, layers of filling material.

Keywords: Međimurje, storm water drainage , floods, rainwater, drain , landslide


3


SADRŽAJ

1. UVOD ....................................................................................................................... 4

2. CILJ RADA ............................................................................................................. 5

3. MATERIJALI, PODLOGE I METODE .............................................................. 8

3.1. Metode ......................................................................................................................................... 8

3.2. Prostor, smještaj i karakteristike ................................................................................... 21

3.3. Podloge....................................................................................................................................... 22

4. REZULTATI ......................................................................................................... 24

5. RASPRAVA ........................................................................................................... 26

6. ZAKLJUČAK ........................................................................................................ 27

7. LITERATURA ...................................................................................................... 28

8. PRILOZI ................................................................................................................ 31


4


1. UVOD

MeĎimurska ţupanija smještena je na sjevernom dijelu Republike Hrvatske.

Najmanja je ţupanija po površini, ali je prva po gustoći naseljenosti nakon Zagreba.

MeĎimurje dijelimo na gornji i ravničarski kraj koji su dijelom omeĎeni sa sjevera

rijekom Murom te s juga rijekom Dravom, a zapadni dio granice je kopneni tj. brdoviti

dio gornjeg MeĎimurja.

Naselje Gornji Zebanec spada u općinu Selnica. Općina Selnica nalazi se u

sjevernom dijelu MeĎimurske ţupanije, smještena na breţuljkastom dijelu, za koji je

karakteristična raštrkanost naselja. Površina Općine iznosi 25,01 km2. Graniči s

općinama Štrigova na zapadu, Sveti Martin na Muri na sjeverozapadu, Sveti Juraj na

Bregu na jugu, dok s područjem grada Mursko Središće graniči na sjeveru i istoku.

Lokacijski je smješteno na prijelazu iz ravničarskog kraja u gornji kraj. Lokaciju, na

kojoj se nalazi problem oborinske odvodnje, treba sanirati da bi se bez većih problema

moglo prometovati prometnicom te izbjegao nastanak klizišta i erozije tla.

Rješenje je drenaţni kanal kojim bi se prikupljalo svu oborinsku vodu u naselju

preko slivnih područja. Time bi se riješio problem plavljenja kuća vodom kao i nastanak

klizišta te odrona tla. Samim time bi se osigurala sigurnost i funkcionalnost obavljanja

prometa i siguran ţivot ljudi u okolini. Mjerodavne količine su dobivene pomoću ITP

krivulja i podataka iz DHMZ-a. Dakle, oborinske vode će se skupljati s prometnice i

odvoditi cjevovodom do ureĎaja za pročišćavanje voda ili do ispusta.


5


2. CILJ RADA

Osnovni cilj rada je odreĎivanje osnovnih funkcionalnih dimenzija cjevovoda za

odvodnju oborina s prometnice u Gornjem Zebancu. GraĎevine oborinske (atmosferske)

odvodnje u naseljenim mjestima (urbana oborinska odvodnja) grade i odrţavaju jedinice

lokalne samouprave. [1]

Cjevovod za oborinsku odvodnju spada u hidrotehničke graĎevine i dio je

graĎevinske struke koja se bavi pripremom, izgradnjom, odrţavanjem i korištenjem

graĎevina. Pomoću njih se s odreĎenom svrhom djeluje na vode u cilju zadovoljenja

potreba vezanih uz vode, a meĎusobno su povezane u funkcionalnu cjelinu i čine

hidrotehnički sustav.

Vodni sustav naseljenih područja jedan je od većih pokretača štetnih posljedica za

okoliš, posebno u odnosu na količinu,kakvoću i zagaĎenost voda.

Slika 1 . – Vodni sustav naseljenih područja

Izvor: [2]


6


Oborine su svi oblici sublimirane i komprimirane vodene pare koji se na površini

zemlje pojave u tekućem ili čvrstom stanju. Za analizu tereta zagaĎenja značajne su sve

oborine, a jednako tako i suhi talog iz atmosfere. Najveće značenje imaju oborine koje

formiraju značajnije otjecanje, a to su veće oborine koje se formiraju iz oblaka. [2]

Tablica 1. – Vrste onečišćenja i njihov izvor

Izvor: [2]

Tablica 1. prikazuje najčešće izvore i vrste zagaĎenja na prometnicama. Ponekad su

ceste opterećene većom količinom soli zbog zimskih uvjeta prometa na prometnici, kao

i herbicidima za sprječavanje rasta korova i ostalim tvarima iz atmosfere.

Krute tvari Trošenje kolnika, vozila, atmosfera, odrţavanje, abrazivi za snijeg i led

Dušik(N),

Fosfor(P)

Atmosfera, korištenje umjetnih gnojiva za travnate površine, talozi

Cink (Zn) Trošenje automobilskih guma, motorno ulje, masti

Ţeljezo (Fe) Korozija karoserije automobila, čelične konstrukcije na cestama,dijelovi motora

Bakar (Cu) Galvanizirani metali, trošenje leţajeva, dijelovi motora, trošenje obloga kočnica,

fungicidi i insekticidi

Kadmij (Cd) Trošenje automobilskih guma, insekticidi

Krom (Cr) Kromirani metali, dijelovi motora, trošenje kočionih obloga

Nikal (Ni) Dizel gorivo i benzin, ulja za podmazivanje, niklani materijali, trošenje kočione

obloge, asfalt

Mangan(Mn) Dijelovi motora

Bromidi Ispušni plinovi

Cijanidi Dodaci za odrţavanje soli u granulama

Natrij(Na),

kalcij (Ca)

Soli za topljenje snijega i masti

Olovo (Pb) Gorivo s olovom, trošenje automobilskih guma, ulja i masti za podmazivanje

Kloridi Soli za topljenje snijega i leda

Sulfati Gorivo, soli za topljenje snijega i leda, planum prometnice

Naftni

derivati

Prolijevanje i curenje goriva, sredstva za podmazivanje, antifriz, hidrauličke

tekućine , ispiranje površine asfalta

Patogene

bakterije

Organski otpad, izmet ptica, prijevoz stoke, auto-cisterne za prijevoz fekalija

Guma Trošenje automobilskih guma

Azbest Obloge kvačila i kočnice (stari dijelovi, azbest zabranjen)


7


Oborine najčešće smatramo čistim oblicima padalina, a zapravo kroz zagaĎenu

atmosferu prikupljaju razne smjese plinova i štetnih tvari te tako dodatno zagaĎuju sliv i

biljni i ţivotinjski svijet. Do dodatnog zagaĎivanja dolazi kad se te oborine spuste na

prometnice te na njima naiĎu na tvari koje nastaju uslijed sudjelovanja u prometu.

ZagaĎenje oborinskih voda, koje s okolnih područja dotječu u kanalizaciju, odnosno

u prijamnik, ovisi o mnogo činilaca, npr. o vrsti površinskog pokrova, koeficijentu

otjecanja, intenzivnosti i vrsti prometa, utjecaju industrije, trajanju kiše odreĎene jačine,

zagaĎenosti zračnog bazena, trajanju sušnog razdoblja koje je prethodilo kiši.

Koncentracija zagaĎenja u oborinskoj vodi mijenja se tijekom trajanja oborine, odnosno

procesu formiranog otjecanja. [3]

Koeficijent otjecanja jedan je od bitnih faktora hidrauličkog proračuna kad se

proračunava slivna površina za oborinski protok. Vrijednost koeficijenta kreće se u

rasponu od 0 i 1. Predstavlja odnos ukupne vode koja je pala na odreĎenoj površini i

vodu koja ulazi u sustav odvodnje.

Tablica 2. – Koeficijent otjecanja prema vrsti površine

Izvor: [5]


8


3. MATERIJALI, PODLOGE I METODE

3.1.Metode

Dimenzioniranje odvodnje napravljeno je u programu Canalis koji sluţi za

planiranje, projektiranje i izradu katastra kanalizacijskih sustava. Program je

implementiran u okruţenju programa AutoCAD ili AutoCAD MAP na operativnom

sustavu Windows .

Canalis 5.0 sastavljen je od dva modula, Situacije i Uzduţni profili. Zbog svoje vrlo

otvorene arhitekture i platforme u kojoj je utemeljen, Canalis moţe komunicirati s

mnogo programa u pojedinim fazama svoga rada.

Svi trendovi u projektiranju računalom ukazuju na potrebu što veće integracije

podataka i što bolje komunikacije meĎu raznim strukama tijekom jednog

multidisciplinarnog procesa kakvo je projektiranje kanalizacijskih sustava. Canalis ima

vrlo otvorene strukture podataka i moguće je i unositi i zapisivati podatke u brojnim

formatima. Zbog svoje veze s programima AutoCAD MAP i Map Guide Canalisu je

otvoren i svijet GIS aplikacija. [3]

Canalis je program kojem su osnove postavljene računalski 1989. izradom Uzduţnih

profila za kanalizacije. 1992. godine nastaje i prva verzija Canalis Situacije. Otada se

Canalis kontinuirano razvija i osvaja sve veći broj korisnika u većem broju europskih

zemalja (Njemačka, Austrija, Slovenija, Hrvatska…). U razvoju Canalisa korisnici su

uvijek imali presudnu riječ. Povezivanje korisničkih primjedaba i ţelja u neprestanom

razvoju programa dovelo je do vrlo moćnog i korisnog programskog alata.

Canalis je postao, na neki način, i nosilac naprednih tehnologija i medij izmjena

iskustava projektanata u zemljama Europe.


9


CANALIS Situacija

Moguć je način rada u AutoCAD-u uz korištenje kalibriranih rasterskih podloga.

Podatke je moguće prenijeti iz geodetske situacije obraĎene programom Plateia

Situacija. Omogućena je i konverzija običnih AutoCAD entiteta u elemente Canalis

topologije, uz uzimanje u obzir i 3D koordinata. Napravljen je niz konvertera za

podatke koji mogu doći iz mnogih drugih programa. Uz ostale, u program je uveden i

njemački standard za zapis kanalizacijskih sustava ISYBAU tip “K”.

Modul Situacija sluţi za horizontalno postavljanje elemenata kanalizacijskog

sustava. Elemente kanalizacijskog sustava, okna i cijevi, koji čine ogranke i kanale,

moguće je definirati na mnogo načina. [4]

Cjelokupni projekt kanalizacije sadrţava formiranje odvojenih otpadnih i oborinskih

sustava, izvedbu raznih objekata u mreţi, rekonstrukciju postojećeg sustava, dogradnju

dijelova novog sustava na postojeći.

U Canalis Situaciji moguće je ukupni projekt proizvoljno dijeliti na korisnički

definirane sustave. U tijeku rada moguće je mijenjati definiciju sustava, razbijati veće

sustave na podsustave ili manje sustave spajati u jedan veći.

Osnovni dijelovi kanalizacijskog sustava su cijevi i okna. Cijevi u Canalisu izraĎene

su kao AutoCAD u obliku oznaka LINE. Okna u Canalisu su zapravo Plateia točke,

odnosno AutoCAD blokovi, koji mogu imati osim standardnih i druge dimenzije.

Takvom ureĎenom i jednostavnom strukturom sastavljenom od blokova i linija

omogućena je GIS kompatibilnost s AutoCAD MAP-om, a time i praktično svim GIS

paketima u svijetu.


10


U Situaciji je moguće sustave proizvoljno modificirati. Moguće je brisati

pojedine elemente ili grupe elemenata, mijenjati im odreĎene osobine. U programu su

ugraĎeni algoritmi za kontrolu i korekciju elemenata sustava, u slučaju nepravilne

topologije. [4]

Osnovom modeliranja kanalizacijskog sustava moguće je vrlo brzo i jednostavno

zadavati osnovne veličine sustava. To su visine terena, visine nivelete, padovi nivelete i

promjeri cijevi.

Svaku od navedenih veličina jasno je zadati na velik broj načina kao i svaku od njih

pojedinačno izračunati. Time je moguće zadati različite promjene sustava, rezultate iz

nekih drugih programa ili analize postojećih te ih izračunati ugraĎenim funkcijama za

dimenzioniranje. Padovi i odnos visine nivelete definiraju se Uzduţnim profilima.

U Situaciji je vrlo brzo moguće izmjenjivati i dopunjavati podatke s Uzduţnim

profilima. Veličine koje su izračunate i definirane moguće je ispisati na nacrt.

Označavanje okana i cijevi detaljno je razraĎeno pomoću algoritama koji omogućuju

veću vidljivost i preglednost. Sve veličine moguće je pregledati u tabelarnoj formi te ih

ispisati u pregledne ASCII datoteke koje se jednostavno učitavaju pomoću EXCEL-a.

Podatci s kojima Canalis radi smješteni su u inteligentnim oblicima. Ti se podatci

mogu s ugraĎenim funkcijama prebaciti u oblik AutoCAD MAP Object Data podataka.

Ovime je moguće koristiti sve funkcije MAP-a za kreiranje topologija, pridruţivanje

podataka, izrade izvještaja, pretraţivanja sustava i tematskih karata.

Podatke je moguće nadopunjavati i aţurirati, a s ugraĎenim konverterom moguće je

konvertirati crteţ i podatke u format lako čitljiv MapGuide proizvodima. Time je

omogućen prikaz rezultata projekta i u Intranet/Internet formi.


11


Za proračun oborinskih i otpadnih protoka Canalis koristi algoritme za zadavanje

slivnih, odnosno utjecajnih površina. Zadavanje površina moguće je interaktivno ili

automatsko, a zadaje se

kroz dijalogna okna. U Canalis Situaciji moguće je izračunavanje raznih vrsta

protoka. Ukupno je moguće izračunavati desetak vrsta protoka. Protoci se dijele na dvije

osnovne grupe, a to su oborinske i otpadne.

Slika 2 . – Prikaz naselja Gornji Zebanec

Izvor: [Google maps]

Na osnovi definiranih padova i količina protoka moguće je izvršiti hidraulički

proračun, odnosno dimenzionirati cijevi sustava. Canalis radi s katalogom cijevi koje

korisnik moţe po volji nadopunjavati i modificirati. Hidraulički proračun moguće je

izvesti u raznim varijantama. Moguće je proračunavati promjere na osnovi padova i

protoka ili proračunavati padove na osnovi promjera i protoka. Proračun se bazira na

Prandtl-Colebrookovim izrazima. Moguće je pri proračunu zadavati uvjete ispunjenosti,

minimalnog promjera, minimalne brzine i sl. [4]


12


Slivne površine sluţe za proračun količina protoka u kanalizacijskom sustavu.

Slivna površina predstavlja utjecajnu površinu za neku dionicu sustava. To znači da sva

kiša koja padne na tu površinu dotječe u predmetnu dionicu. Jasno je da se jedan dio

oborina izgubi infiltracijom u teren, što ovisi o karakteru terena. Količina oborina koja

dolazi u cijev u odnosu na onu koja je realno pala na odreĎenu slivnu površinu, regulira

se koeficijentom otjecanja.

Slivno područje nekog vodotoka odgovara površini omeĎenoj vododjelnicom s koje

se vodne količine slivaju prema nekoj točki tog recipijenta. U praksi, slivno područje

djeluje kao sakupljač oborina koje stvaraju otjecanje, pri čemu taj fenomen u točki

promatranja ima svoja obiljeţja dana transformacijama otjecanja. [6]

Jedna dionica moţe imati jednu ili više slivnih površina. Jedna slivna površina moţe

se dijeliti na više dionica. U jednom sustavu ne moraju sve dionice imati slivne

površine.

Slika 3 . – Prikaz granica sliva u naselju Gornji Zebanec

Izvor: [Google maps]


13


Definiranje slivnih područja vrši se naredbom za pojedinačno definiranje sliva.

Upravo ta radnja koristi se kad imamo jednu dionicu sliva. Jedna dionica sustava moţe

imati više slivnih površina. To je slučaj kada cijev prolazi preko terena koji mijenja

karakteristike u opsegu dionice. Promjena tipa terena znači i promjenu koeficijenta

otjecanja, stoga je radi točnog i potpunog definiranja slivnih površina potrebno

definirati dvije slivne površine za jednu dionicu kada je taj slučaj.

Prije definiranja slivnih površina i njihovih vezanja s dionicama, potrebno je

slivne površine imati nacrtane. Da bi se olakšalo pronalaţenje granica i njihovo

selektiranje, učinjena je pretpostavka da su sve granice slivova nacrtane na jednom

layeru. [6]

Kada se odredi definiranje slivne površine, pristupa se zapisu sliva. Zapis sliva

čine najmanje tri reda u datoteci. U prvom redu je ime sekcije, znači redni broj sliva . U

drugom redu je površina sliva u hektarima te koeficijent otjecanja. U trećem redu su

dionice kojima pripada predmetni sliv.

Slika 4.- Prikaz oznaka sliva

Izvor: [autor]

Na slici 4. označen je sliv broj 1, površine 1.2907 ha i s koeficijentom otjecanja 0.50.


14


Za proračun oborinskog protoka klasičnom metodom uz koeficijente otjecanja

koji se zadaju prilikom definiranja utjecajnih površina, moguće je zadati i koeficijente

zakašnjenja i umanjenja. Obrasci za koeficijente zakašnjenja i umanjenja su izrazito

empirijskog karaktera i u slučaju da se ne definiraju, prilikom proračuna oborinskog

protoka, uzima se da su jednaki 1.

Koeficijenti zakašnjenja se izračunavaju automatski po sljedećem izrazu:

√ (1)

U izrazu (1) oznaka A je odgovarajuća površina sliva za neku dionicu. Faktor n ovisi o

karakteristikama tečenja i moţe imati vrijednosti n=2, 4, 6, 8.

U programu se preporuča vrijednost 6. U slučaju da je površina utjecajnog područja

manja od 1 [ha], uzima se da je vrijednost koeficijenta zakašnjenja jednaka 1.

Koeficijenti umanjenja se izračunavaju po sljedećem izrazu:

√ (2)

Izraz (2) veličina L uzima se kao duljina dionice. Da bi se koeficijenti umanjenja i

zakašnjenja izračunali, potrebno je pokrenuti naredbu Koeficijenti zakašnjenja i

umanjenja. Ovaj se intenzitet tretira kao konstantan. Potrebno je zadati intenzitet

oborina na predmetnom području u litrama u sekundi po hektaru (l/s/ha). Taj intenzitet

varira i moţe iznositi npr. 100-200 l/s/ha. Zadavanjem ovog podatka program

proračunava vlastite oborinske protoke za svaku od dionica po sljedećem izrazu :

Qvl = I A Kot Kza Kum (3) Gdje proizlazi da je :

I - zadani intenzitet oborina [l/s/ha]

A - površina pripadajućeg utjecajnog područja [ha]

Kot - pripadajući koeficijent otjecanja

Kza - pripadajući koeficijent zakašnjenja

Kum - pripadajući koeficijent umanjenja


15


Hidrauličkim proračunom odreĎuju se sve veličine koje definiraju tečenje.

Programom Canalis moguće je izvršiti hidraulički proračun na dva načina.

Prvi i najčešće korišten je zadavanjem protoka i padova kao ulaznih veličina, a

kao rezultat dobivaju se promjeri i pripadajuće hidrauličke veličine (visine ispunjenosti,

brzine tečenja ...).

Drugi način je zadavanjem protoka i promjera kao ulaznih veličina, a rezultat su

potrebni minimalni padovi i s njima ostale hidrauličke veličine. Program podrţava

hidraulički proračun za cijevi kruţnog presjeka kao i za još šest češćih neokruglih

presjeka. [4]

U programu se hidraulički proračun vrši preko Prandtl-Colebrook-ovih izraza za

tečenje u presjecima kruţnog poprečnog profila. Za neokrugle presjeke proračun se

takoĎer obavlja preko Prandtl-Colebrook-ovih izraza, samo se umjesto promjera cijevi

proračun vrši za četverostruki hidraulički radijus.

Za oba pristupa proračunu, bilo da se računa promjer ili pad, moguće je proračun

vršiti pojedinačno dionicu po dionicu ili automatski za neki niz ili sve dionice sustava

odjednom. Hidraulički proračun moguće je obaviti samo za dionice koje imaju

definirane padove i ukupne protoke.


16


Hidraulički proračun zasniva se na Darcy-Weisbachovoj i Colebrook-Whiteovoj

jednadţbi za tečenje u potpuno ispunjenoj cijevi.

Darcy-Weisbachova jednadţba za proračun pada energetske linije zbog trenja po

duljini cijevi glasi:

le= l0 = l =

=

=

(3) Iz koje proizlazi:

Htr - hidraulički gubici trenja

L - duljina cijevi

λ - koeficijent otpora trenja

D - unutarnji promjer cijevi [m]

v - srednja brzina u cijevi [m s-1]

g - ubrzanje sile teţe [m2 s-1]

Vrijednost koeficijenta λ dana je jednadţbom Colebrook-Whitea:

√ = -2 log [

+

√ ] (4) Iz koje proizlazi:

ε- apsolutna hidraulička hrapavost

Re- Reynoldsov broj definiran izrazom

Re=

(5) Iz koje proizlazi:

v - srednja brzina u cijevi

ν (ni) - kinematički koeficijent viskoznosti vode [m2 s-1]


17


Kombinacijom dvije jednadţbe (3) i (4) dobivamo izraz za protok:

Q= A v

Q = -log [

√ ]

√ (6)

Izraz (6) je proračun za protoku u potpuno ispunjenim cijevima okruglog

poprečnog presjeka.

Najčešće cijevi nisu ispunjene do vrha i uz pomoć sljedećih izraza računaju se

hidraulički parametri za djelomično ispunjene cijevi.

Jednadţba za brzinu (7)

=

(7)

Jednadţba za protok (8)

(8) Iz koje proizlazi da je

vd - brzina tečenja kod djelomičnog ispunjenja

vp - brzina tečenja kod potpunog ispunjenja

Qd - protok kod djelomičnog ispunjenja

Qp - protok kod potpunog ispunjenja

Rd - hidraulički radijus kod djelomičnog ispunjenja

Rp - hidraulički radijus kod potpunog ispunjenja

Ad - protjecajna površina kod djelomičnog ispunjenja

Ap - protjecajna površina kod potpunog ispunjenja


18


Cijevima, kojima je ispunjenost veća od polovice visine, uvodi se Thormannov izraz:

O’ = O + KT S (8) Iz koje proizlazi:

O - omočeni opseg za djelomično ispunjenu cijev

S - širina vodenog lica kod djelomičnog ispunjenja

h - visina ispunjenosti cijevi

H - ukupna visina cijevi

KT - Thormannov koeficijent

KT = (

)

Parametar visine hrapavosti Kb kojim se opisuje vrsta i izvedba kanalizacijskih

cijevi, ima velik utjecaj na rezultate hidrauličkog proračuna, a sluţi za proračun trenja.

Parametar se zadaje u milimetrima i njegov iznos varira od 0.4 do 2 mm.

Kod plastičnih cijevi vrijednost je manja, dok je kod betonskih cijevi veća. Bez

tog parametra nije moguće završiti proračun.

Strane vode su dotoci u kanalizacijske cijevi nepoznatog porijekla. Mogu biti rezultat

djelovanja podzemnih voda ili eventualno nekog puknuća cijevi. Način proračuna

stranih voda je izrazito empirijski. Proračun stranih voda moţe se provesti na način da

se količina stranih voda proračunava na osnovi utjecajnih površina za otpadni protok.

[4]

Qf = qf ∙ AE,K (9)

Gdje proizlazi: (9)

Qf- ukupna količina stranih voda [l/s]

qf - koeficijent – specifični protok za strane vode [l/(s∙ha)]

AE,K - utjecajna površina za otpadni protok


19


CANALIS Uzduţni profili

Modul Uzduţni profili sluţi za izradu uzduţnih profila kanalizacijskih sustava. U

programu je moguće formirati proizvoljnu tabelu, unijeti teren, definirati niveletu i

cijev, tabelirati sve veličine, unijeti okna te na kraju izračunati iskope. Uzduţni profili

mogu djelovati i kao potpuno samostalan modul, a pravu snagu pokazuju u svezi sa

Situacijom. [4]

Definiranje nivelete izvodi se vrlo jednostavno i precizno. Kod polaganju nivelete

moguće je koristiti pomoć u vidu stacionaţa, nagiba, duţina odsječaka i slično. Niveleta

predstavlja jednu od četiri karakteristične točke poprečnog presjeka kanalizacijske cijevi

(donja vanjska, donja unutarnja, gornja unutarnja, gornja vanjska). U jednom je profilu

moguće imati više niveleta. Niveletu je moguće zapisivati i učitavati iz pregledne

datoteke.

U programu je ponuĎen popis osnovnih rubrika. Modul sadrţi kompleksan editor

tablica uzduţnih profila. Rubrikama je moguće proizvoljno mijenjati redoslijed, brisati

postojeće, dodavati nove rubrike, mijenjati parametre i slično. Tabele koje dobivamo

moguće je spremiti za kasniju uporabu, moguće ih je kreirati prije crtanja samih

uzduţnih profila ili ih mijenjati tijekom rada na profilu. Tabele mogu imati proizvoljne

dimenzije. U jednom crteţu je moguće imati proizvoljan broj tabela uzduţnih profila.

Definicija cijevi na niveleti vrši se u istoj grupi naredbi odmah nakon definiranja

nivelete. Cijevi je moguće definirati za cijelu niveletu ili za niz dionica. Cijevi su

specificirane u katalogu cijevi koji je moguće nadopunjavati i mijenjati.

Niveletu i cijevi moguće je tabelirati u proizvoljne rubrike s analizom preklapanja

teksta, odnosno s mogućnošću da su svi tekstovi tabeliranja vidljivi.


20


Definiranu trasu nivelete i cijevi moguće je ugraĎenim funkcijama pregledavati i

mijenjati. Pregledavanje se izvršava u dijalognom oknu uz prikaz svih definiranih

parametara. Parametre je moguće mijenjati i aţurirati u crteţu.

Nacrtanu niveletu s cijevi moguće je mijenjati, odnosno dodavati nove čvorove,

obične ili kaskadne, vršiti inteligentne vertikalne pomake i slično.

Okna sustava moguće je unositi u proizvoljne čvorove nivelete. Okna je moguće

unositi pojedinačno ili grupno. Naknadno je moguće editirati okna, učitavati ih i

zapisivati u datoteku. Tabeliranje okana omugućava tabeliranje svih veličina uz analizu

preklapanja teksta.

Canalis omogućava brzo i pregledno definiranje gornjeg sloja (humus, asfalt ...) te

oblika rova. U programu je omogućeno vrlo točno i brzo izračunavanje količina iskopa

za razne tipove cijevi, posteljica i rovova. Rezultate iskopa moguće je prikazati s

velikim brojem meĎurezultata. [4]

Modul Situacija omogućava izvršavanje zapisa terena i nivelete cijelog sustava

podijeljenog na kanale jednom naredbom. U modulu Uzduţni profili, uz ovakve zapise,

moguće je jednom naredbom iscrtati uzduţne profile svih kanala (teren, niveletu i

okna). IzraĎena je naredba za aţuriranje već nacrtanih uzduţnih profila u slučaju

promjene ili prilagoĎavanja nekih elemenata sustava.

Uzduţne profile, koji imaju veće visinske razlike u terenu, odnosno niveleti,

moguće je prikazati s više referentnih visina (slomljeni uzduţni profili). Prikaz je

omogućen u Layoutu AutoCAD-a uz korisnički definirane parametre prikaza.

U Uzduţnim profilima moguće je iscrtati poprečni presjek na proizvoljnom mjestu

cjevovoda.


21


3.2. Prostor, smještaj i karakteristike

MeĎimurska se ţupanija nalazi na sjeveru Republike Hrvatske izmeĎu dviju velikih

rijeka, Mure i Drave.

MeĎimurska ţupanija prostire se na 729 km2 i najmanja je ţupanija Hrvatske po

površini, s udjelom u teritoriju Hrvatske od 1,29.%. Na tom prostoru ţivi, prema popisu

iz 2011. godine, oko 113.804 stanovnika. Naseljenost od oko 156 st/km2, nakon grada

Zagreba, najgušća je u Hrvatskoj.

Cilj ovog predmeta smješten je u brijeţnom kraju, odnosno u gornjem MeĎimurju.

Slika 5 . – Položaj Međimurske županije u Republici Hrvatskoj

Izvor: [6]

U gornjem MeĎimurju na breţuljkastom dijelu, osim najviših predjela, najveće

površine zauzimaju podzolirana tla. Takva tla padaline dosta isperu pa su to glinasto-

ilovasta i pjeskovito-ilovasta tla te im nedostaju hranjivi humusi. Viši prostori gornjeg

MeĎimurja nalaze se na slabo podzoliranim, ali više erodiranim tlima, čiji glavni

element čine homogeni ilovasti lapori, pijesci i pješčenjaci.


22


3.3.Podloge

Kod dimenzioniranja vaţnu ulogu imaju i podloge. U nastavku su navedene podloge

koje su bile od velike značajnosti za rješavanje problema dimenzioniranja oborinske

odvodnje s prometnice.

Geodetske podloge- kao geodetska podloga koristio se geodetski situacijski nacrt

stvarnog stanja u mjerilu M 1 : 500 te graĎevinska situacija u mjerilu M 1 : 500.

Slika 6 . – Položaj slivnog područja Međimurske županije

Izvor: [autor]

Slivno područje MeĎimurske ţupanije prvenstveno se sastoji od sliva vodotoka

Trnave po cijeloj površini ţupanije. Obuhvaća gornje i donje MeĎimurje, odnosno

cijeli teritorij ţupanije.


23


Trnava obuhvaća ukupnu površinu od 25500 ha zajedno s većim brdskim

pritocima - Zejza (izvor Trnave), Dragoslavec, Goričica, Pleškovec te nizinskim većim

kanalima - Lateralni kanal, Boščak, Murščak i Kopanec.

U gornjem dijelu toka sliva Trnava sakuplja bujične vode potoka Dragoslavca,

Zejze, Goričice, Pleškovca i Hrebeca.

Odvodnja vode izvršava se sustavom lateralnih i poprečnih kanala II i III reda u

recipijent Trnavu i dalje u rijeku Muru. Vodotok Trnave reguliran je od ušća uzvodno

od 36,7 kilometara, do naselja Macinec. Uz korito su djelomično izvedeni popratni

nasipi.

Na području Trnave nalaze se teţa tla koja su djelomično ureĎena polaganjem

drenaţnih cijevi čija je površina 410 ha. U slivu Murščak kod Novakovca i Dekanovca

izvedena je komasacija na površini od 180 ha i cijevna drenaţa poljoprivrednih površina

na površini od 143 ha, a na području kanala Boščak provedena komasacija Belica

ukupne površine od 230 ha.

Na nizinskom području rješavanje odvodnje riješeno je ureĎivanjem toka Trnave

koja je glavni odvodni recipijent I reda područja. Regulacijom i ureĎenjem Trnave i

glavnih kanala izvršena je i odvodnja s detaljnom kanalskom mreţom u duţini od 115

km.

U slivu Trnave u svrhu odvodnje izgraĎeni su i glavni odvodni kanali II reda:

- kanal Boščak u duţini od 10,93 km, recipijent je spomenutom području

odvodnje s komasacione gromade Belica

- kanal Murščak u duţini od 9,4 km, recipijent je komasacionim

gromadama Dekanovec i Domašinec.

Površina 580 ha III melioracione jedinice nalazi se oko Zapadnog kanala i retencije

Globetka zapadno od Čakovca. To teţe tlo vjerojatno je nastalo oborinskom erozijom

brdskog dijela sliva te gubitkom snage vode bujica te su se istaloţile sitne čestice na

tom mjestu.


24


4. REZULTATI

Intenzitet pada oborina jedna je od neizbjeţnih stavki kada se radi o

dimenzioniranju oborinske odvodnje kao i proračuna kanalizacije. Količina padalina

od velike je vaţnosti kod odabira profila cijevi i kod proračuna količine protoke

kroz cjevovod. OdreĎivanje protoke vrši se pomoću ITP krivulje za povratni period

od 5 godina.

ITP (intenzitet, trajanje, ponavljanje oborine) krivulja pokazuje vjerojatnost

raznovrsnih kratkotrajnih intenziteta oborina za različita trajanja oborine na nekoj

promatranoj lokaciji. Proračunava se po sljedećoj jednadţbi:

i

[l / s / ha] (10)

U izrazu (10) proizlazi da je

c - koeficijent koji se očitava na karti intenziteta oborina

P - ponavljanje, povratni period u godinama

t - trajanje u satima

d – koeficijent koji se očitava na karti intenziteta oborina

Na slici 6., odnosno na karti intenziteta oborina, očitavamo koeficijente koji iznose c =

2075, a koeficijent d = 8.0.

Računalni program za izradu hidrauličkog proračuna dimenzioniranja Canalis koristi se

Prandtl-Colebrook-ovim izrazima.


25


Slika 6. – Karta intenziteta oborina u Međimurskoj županiji.

Izvor: [autor]

ME

ĐIM

UR

SK

A Ž

UP

AN

IJA

ME

ĐIM

UR

SK

A Ž

UP

AN

IJA

1975

2000

2025

2050

2075

2100

6,6

6,8

7,0

7,2

7,4

7,6

7,8

8,0

8,2

RA

SP

RO

ST

IRA

NJE

IN

TE

ZIV

NIH

OB

OR

INA

i=c×

P

(t+

d)0

,85

0,3

4

inte

zitet,

u l/s

/ha

po

na

vlja

nje

, u

god

.

tra

janje

, u

sa

tim

a

Le

ge

nda:

koe

ficije

nt

"c"

ko

eficije

nt

"d"

i= P= t=


26


5. RASPRAVA

U ovome radu, za potrebu obrane od plavljenja kućanstva, izraĎena je studija

oborinske odvodnje. Predmetni problem nalazi se na prometnici u Gornjem Zebancu

gdje kod pljuskova kiše dolazi do padanja velike količine oborina te se nakon slijevanja

vode niz kosine terena poplavljuje prometnica. Voda ulazi u kuće i gospodarska

dvorišta te stvara probleme plavljenja i prometovanja. Proračun u softverskom

programu Canalis olakšava i ubrzava rad te daje sigurnost proračuna. Rekonstrukcija

prometnice predviĎena je na način da se ne poremeti dosadašnji reţim odvodnje

oborinskih voda okolnog terena.

PredviĎene su mjere zaštite od onečišćenja tijekom izvoĎenja graĎevinskih

radova (onemogućeno štetno istjecanje opasnih tekućina, hidrauličkog ulja te brzo

uklanjanje ako doĎe do toga ). Oborinske vode s prometnice mogu se dijelom puštati na

okolni teren investitora tako da ne prave štetu na susjednim česticama. Tehničkom

dokumentacijom predviĎeno je da i druge mjere rekonstrukcije graĎevine proĎu bez

štete i nepovoljnih posljedica za vodno-gospodarske interese.

U hidrauličkom proračunu dobivene su zadovoljavajuće količine protoke i prema

njima je napravljena trasa cjevovoda i odabrane su dimenzije cijevi. IzraĎen je uzduţni i

poprečni profil nivelete s dimenzijama cijevi, duţinom cijevi i dubinom iskopa trase

cjevovoda koji zadovoljavaju proračun.


27


6. ZAKLJUČAK

Oborinska odvodnja ima veliku ulogu u očuvanju sigurnosti ţivota i rada ljudi.

Sustav odvodnje je utemeljen na gravitacijskom sustavu odvodnje, a i konfiguracija

terena ima bitnu ulogu u svemu tome. Iz tog razloga potrebno joj je prilikom izrade

dokumentacije i izgradnje posvetiti veliku paţnju. Korištenjem računalnih programa

AutoCAD i Canalis uvjeti za izradu rada su stavljeni na visoku razinu sigurnosti i

preciznosti. U programu Canalis izraĎeni su poprečni presjeci, uzduţni presjek te

proračuni protoka za promatrani sliv.

Rezultati u programu Canalis pokazuju da su svi elementi hidrauličkog

proračuna i dimenzioniranja točni i zadovoljavaju na PP od 5 godina. Ovakav tip

rješenja oborinske odvodnje potpuno je opravdan za rješenje problema odvodnje

atmosferskih padalina s prometnice u Gornjem Zebancu. Takvim rješenjem postojeći

problemi tijekom padanja oborina i odvodnja vode bi se u potpunosti i opravdano

riješili. Prilikom izrade veliku paţnju potrebno je posvetiti sigurnosti ljudi i sigurnosti u

prometu. Isto tako vaţno je da se vidno ne promijeni stanje krajolika nakon izvršene

radnje.

Ovo rješenje poţeljno je za izradu jer je ekološki prihvatljivo. Dobro je rješenje

za obranu od poplava, sprječava stvaranje klizišta te štetnog djelovanja na graĎevine u

okolini. Sigurnost ljudi i njihovih kućanstva stavlja se na najvišu razinu sigurnosti.


28


7. LITERATURA

[1] Internetska stranica Hrvatskih voda:

Urbana oborinska odvodnja

(preuzeto 1. rujna 2018. godine)

[2] J. Margeta, 2007., Oborinske i otpadne vode

[3] B. Tušar, 2001., Kućna kanalizacija, Sveučilište u Zagrebu, GraĎevinski fakultet

Zagreb

[4] Canalis, računalni program

[5] J. Margeta, 2012., Odvodnja naselja, Sveučilište u Splitu, GraĎevinski fakultet Split

[6] D.Srebrenović, 1986., Tehnička knjiga, Zagreb

[7] Internetska stranica. Wikipedia

MeĎimurska ţupanija

(preuzeto 15. rujna 2018. godine)


29


POPIS SLIKA

Slika 1 . – Vodni sustav naseljenih područja Izvor: [2] .............................................................. 5

Slika 2 . – Prikaz naselja Gornji Zebanec Izvor: [Google maps] .............................................. 11

Slika 3 . – Prikaz granica sliva u naselju Gornji Zebanec Izvor: [Google maps] ...................... 12

Slika 4.- Prikaz oznaka sliva Izvor: [autor] ............................................................................... 13

Slika 5 . – Poloţaj MeĎimurske ţupanije u Republici Hrvatskoj Izvor: [6] .............................. 21

Slika 6 . – Poloţaj slivnog područja MeĎimurske ţupanije Izvor: [autor] ................................. 22

Slika 7. – Karta intenziteta oborina u MeĎimurskoj ţupaniji Izvor: [autor] ............................. 25

.


30


POPIS TABLICA

Tablica 1. – Vrste onečišćenja i njihov izvor Izvor: [2] .............................................................. 6

Tablica 2. – Koeficijent otjecanja prema vrsti površine Izvor: [5] .............................................. 7


31


8. PRILOZI

8.01. TABLICA UKUPNOG PROTOKA


32


8.02. TABLICA UKUPNOG OBORINSKOG I KORISNIČKOG PROTOKA


33


8.03. KARAKTERISTIČNI POPREČNI PRESJEK 1


34


8.04. KARAKTERISTIČNI POPREČNI PRESJEK 2


35


8.06. UZDUŢNI PRESJEK


36


8.07. SITUACIJA I GRANICE SLIVA

Documents

Dimenzioniranje oborinske odvodnje s prometnice u Gornjem