KANALIZACJA 1 - Andrzej Kotowskitemperatura powietrza może się podnieść o dalsze 1,7oC do nawet 4,4oC, a na każdy stopień wzrostu temperatury szacuje się globalnie ok. 7% wzrost

1

POLITECHNIKA WROCŁAWSKA

WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA

KATEDRA WODOCIĄGOacuteW I KANALIZACJI

KANALIZACJA 1

Notatki do wykładoacutew - na podstawie podręcznika akademickiego

[1] Kotowski A Podstawy bezpiecznego wymiarowania odwodnień

terenoacutew Sieci kanalizacyjne (Tom I) Obiekty specjalne (Tom II)

Wydawnictwo Seidel-Przywecki (Wydanie II) Warszawa 2015

Opracował

prof dr hab inż Andrzej Kotowski

2

TREŚCI PROGRAMOWE ndash kursu bdquoKanalizacja 1rdquo

Forma zajęć - wykład Liczba

godzin

Wy1 Program wykładoacutew Cele zadania i standardy kanalizacji wg PN-EN 752 2

Wy2 Klasyfikacja i ogoacutelna charakterystyka konwencjonalnych i

niekonwencjonalnych systemoacutew usuwania ściekoacutew 2

Wy3 Funkcjonowanie kanalizacji grawitacyjnej z obiektami specjalnymi 2

Wy4 Zagrożenia dla kanalizacji wynikające ze zmian klimatu 2

Wy5 Metody bilansowania ściekoacutew bytowo-gospodarczych i przemysłowych 2

Wy6 Pomiary i charakterystyka opadoacutew - modele fizykalne i probabilistyczne 2

Wy7 Dotychczasowe metody czasu przepływu bilansowania woacuted opadowych 2

Wy8 Metoda maksymalnych natężeń do wymiarowania kanalizacji deszczowej 2

Wy9 Obliczenia hydrauliczne przewodoacutew i kanałoacutew ściekowych 2

Wy10 Zasady doboru grawitacyjnych kanałoacutew ściekowych i deszczowych 2

Wy11 Doboacuter układu i zasady trasowania sieci kanalizacyjnych 2

Wy12 Zasady wysokościowego sytuowania i połączeń kanałoacutew 2

Wy13 Metody projektowania syfonoacutew i przepompowni ściekoacutew 2

Wy14 Materiały i uzbrojenie sieci kanalizacyjnych 2

Wy15 Techniki budowy i ogoacutelne zasady eksploatacji sieci kanalizacyjnych 2

Suma godzin 30

CELE PRZEDMIOTU

C1 Zdobycie wiedzy w zakresie bilansowania odpływu roacuteżnych rodzajoacutew ściekoacutew

C2 Zdobycie wiedzy o sposobach usuwania roacuteżnych rodzajoacutew ściekoacutew

C3 Zdobycie wiedzy w zakresie bezpiecznych metod wymiarowania odwodnień terenoacutew

C4 Zdobycie wiedzy w zakresie podstaw inżynierskiego projektowania systemoacutew usuwania ściekoacutew

PRZEDMIOTOWE EFEKTY KSZTAŁCENIA

Z zakresu wiedzy

PEK_W01 Ma uporządkowaną podbudowaną teoretycznie wiedzę ogoacutelną obejmującą kluczowe

zagadnienia z zakresu usuwania ściekoacutew

PEK_W02 Ma podstawową wiedzę o trendach rozwojowych metod z zakresu bilansowania odpływu

roacuteżnych rodzajoacutew ściekoacutew sposoboacutew usuwania i metod bezpiecznego wymiarowania

odwodnień terenoacutew oraz podstaw inżynierskiego projektowania systemoacutew usuwania

ściekoacutew

PEK_W03 Zna podstawowe metody techniki narzędzia i materiały stosowane przy rozwiązywaniu

zadań inżynierskich z zakresu projektowania systemoacutew usuwania ściekoacutew

Z zakresu kompetencji społecznych

PEK_K01 Potrafi odpowiednio określić priorytety służące realizacji określonego zadania

związanego z projektowaniem systemoacutew usuwania ściekoacutew

PEK_K02 Prawidłowo identyfikuje i rozstrzyga dylematy związane z projektowaniem i oceną

działania systemoacutew usuwania ściekoacutew w tym wpływu na środowisko w przyszłości

3

Motto

bdquoMinionej nocyrdquo

Minionej nocy

przyśnił mi się napis w nieznanym języku

będąc człowiekiem

masz prawo do błędu ndash

ale masz prawo tylko do ludzkiego błędu

ale masz prawo tylko do takiego błędu

ktoacutery potrafisz naprawić ndash

Lecz nie masz prawa do błędu nie do naprawienia

Błędu ktoacutery zabija

Ryszard Krynicki

1 WPROWADZENIE

bdquoKANALIZACJArdquo oznacza historycznie dwa pojęcia

zespoacuteł budowli inżynierskich - do spełniania określonych celoacutew

nauka stosowana - o projektowaniu budowie i eksploatacji sieci i obiektoacutew systemu

do odprowadzania oraz unieszkodliwiania ściekoacutew tj woacuted zużytych i opadowych

Cele kanalizacji na terenach zurbanizowanych (osadniczych) to

1) Utrzymanie warunkoacutew higienicznych (czyli sanitarnych) przez zbieranie i

odprowadzanie ściekoacutew do oczyszczalni gdzie następuje ich unieszkodliwienie

2) Zapobieganie szkodom związanym z zalewaniem bądź podmakaniem terenoacutew i

obiektoacutew

3) Zapewnienie przejezdności powierzchni komunikacyjnych jezdni przejść pieszych w

tym podziemnych - woda co najwyżej do poziomu krawężnikoacutew

Utrzymanie warunkoacutew higienicznych jest głoacutewnym i pierwotnym celem kanalizacji

jednostek osadniczych Problemy higieniczne wynikają głoacutewnie z obecności zanieczyszczeń

mikrobiologicznych w składzie ściekoacutew bytowo-gospodarczych związanych z życiem i

działalnością ludzi W przypadku ściekoacutew przemysłowych chodzi głoacutewnie o niekorzystny

wpływ na środowisko w tym na trwałość kanałoacutew ich składu fizyczno-chemicznego

Cel drugi i trzeci dotyczą zwłaszcza woacuted opadowych tj deszczowych i roztopowych

Z punktu widzenia ochrony środowiska wody opadowe zbierane kanalizacją z

uszczelnionych powierzchni terenoacutew zurbanizowanych są ściekami

Roacutewnolegle do postulatu sanitarnego cele te zyskały na znaczeniu wraz ze wzrostem

gęstości i wartości zabudowy oraz intensyfikacji wykorzystywania powierzchni terenoacutew na

cele komunikacyjne

4

Co nas czeka w przyszłości Kilka faktoacutew i prognoz [1]

TEZA

Rejestrowany (już od przeszło 200 lat) wzrost średniej rocznej temperatury powietrza

wywołuje zwiększoną cyrkulację wody w cyklu hydrologicznym i nasilenie się występowania

ekstremalnych zjawisk pogodowych - susze powodzie huragany trąby powietrzne

DOWODY

bull na polskim wybrzeżu Bałtyku w latach 1836-1990 nastąpił wzrost temperatury

powietrza o 109oC - 155 lat śr 007

oC na dekadę

- wg Miętus M Zmienność temperatury i opadoacutew w rejonie polskiego wybrzeża Morza Bałtyckiego i jej

spodziewany przebieg do roku 2030 Wyd IMGW nr 26 Warszawa 1996

bull w Warszawie w latach 1779-2010 wzrost temperatury o 16oC - 232 lat 007

oC na dekadę

- wg VI Raport Rządowy RP dla Konferencji Stron Ramowej Konwencji NZ w sprawie zmian klimatu

Warszawa 2013

bull globalny wzrost temperatury w latach 1960-2005 o 074oC - 46 lat śr 016

oC na dekadę

- wg IPCC 2007 The Physical Science Basis Cambridge University Press 2007

bull na przestrzeni lat 1901-2010 poziom moacuterz i oceanoacutew podnioacutesł się średnio o 019 m

- wg IPCC 2014 Impacts Adaptation and Vulnerability Cambridge University Press 2014

PROGNOZY ndash na przyszłość

bull Według prognoz IPCC - opartych na globalnym modelu klimatu w bieżącym stuleciu

temperatura powietrza może się podnieść o dalsze 17oC do nawet 44

oC a na każdy

stopień wzrostu temperatury szacuje się globalnie ok 7 wzrost intensywności opadoacutew

- wg Landerink G Meijgaard EV Increase in hourly precipitation extremes beyond expectations from

temperature changes Nature Geosci 2008

bull W bieżącym stuleciu poziom moacuterz i oceanoacutew może się podnieść nawet o 10 m - co

zagraża już zalaniem znacznych powierzchni przybrzeżnych


bull Z powodu ocieplenia klimatu zmieni się istotnie struktura opadoacutew w Polsce - w

projekcji na lata 2071-2100 - biorąc za podstawę okres 1951-2009 (wg modelu

klimatycznego dla Europy HadRM3-PRECIS) - wg Pińskwar I Projekcje zmian w ekstremach opadowych w Polsce Monografia Komitet Gospodarki

Wodnej Polskiej Akademii Nauk Warszawa 2010

bull Na podstawie badań podjętych na PWr na przestrzeni ostatnich 50 lat (1960-2009)

nastąpił we Wrocławiu wzrost intensywności opadoacutew - średnio o około 13 przy

malejącym trendzie rocznych i sezonowych sum wysokości opadoacutew - wg Kaźmierczak B Kotowski A Trendy zmian wysokości i intensywności opadoacutew maksymalnych do

modelowania kanalizacji we Wrocławiu Gaz Woda i Technika Sanitarna nr 5 2013

5

Wspoacutełczesne standardy odwodnienia terenoacutew zurbanizowanych

Niezawodność działania systemoacutew kanalizacji deszczowej czy ogoacutelnospławnej nie jest w

pełni możliwa do osiągnięcia ze względu na losowy charakter opadoacutew

Dążyć należy zatem do bezpiecznego ich wymiarowania tj gwarantującego osiągnięcie

wspoacutełcześnie wymaganego standardu odwodnienia terenoacutew ktoacutery definiuje się jako

przystosowanie systemu do przyjęcia maksymalnych (prognozowanych) strumieni woacuted

opadowych z częstością roacutewną dopuszczalnej (akceptowalnej społecznie) częstości

wystąpienia wylania na powierzchnię terenu (tab 11) ndash także w przyszłości [1]

Tab 11 Zalecane częstości projektowe deszczu obliczeniowego i dopuszczalne częstości wystąpienia

wylania wg PN-EN 7522008 Częstość deszczu

obliczeniowego

[1 raz na C lat]

Rodzaj zagospodarowania terenu

- standard odwodnienia terenu

Częstość wystąpienia

wylania

[1 raz na C lat]

1 na 1 I Tereny pozamiejskie 1 na 10

1 na 2 II Tereny mieszkaniowe 1 na 20

1 na 5 III Centra miast tereny usług i przemysłu 1 na 30

1 na 10 IV Podziemne obiekty komunikacyjne

przejścia i przejazdy pod ulicami itp

1 na 50

Polska norma - zharmonizowana z europejską normą PN-EN 7522008 ogranicza

częstość wylewoacutew z kanalizacji do rzadkich powtarzalności ich występowania

raz na 10 lat - w przypadku terenoacutew pozamiejskich (wiejskich) oraz

raz na 20 30 lub 50 lat dla terenoacutew miejskich - odpowiednio do rodzaju

zagospodarowania przestrzennego terenu ndash standardu odwodnienia terenu (tab 11)

Cytowana norma zaleca do projektowania systemoacutew kanalizacyjnych częstości deszczu

obliczeniowego 1 raz na rok - dla terenoacutew pozamiejskich oraz raz na 2 5 lub 10 lat dla

terenoacutew miejskich przy czym nie mogą występować woacutewczas żadne przeciążenia w

działaniu systemoacutew grawitacyjnych (praca pod ciśnieniem) co jest roacutewnoznaczne z

projektowaniem kanałoacutew na niecałkowite wypełnienia

Tab 12 Wymagane częstości obliczeniowe opadoacutew deszczu do projektowania

odwodnienia droacuteg w Polsce - wg Rozporządzenia MTiGM z 1999 r

Rodzaj ndash klasa drogi

Częstości projektowe

opadoacutew deszczu

[1 raz na C lat]

Lokalna (L) dojazdowa (D) 1 na 1

Głoacutewna (G) zbiorcza (Z) 1 na 2

Głoacutewna ruchu przyspieszonego (GP) 1 na 5

Autostrada (A) ekspresowa (S) 1 na 10

Ustalenie zależności pomiędzy częstością deszczu obliczeniowego i częstością wylania

(tab 11) nie jest jednak możliwe do uogoacutelnienia zwłaszcza na etapie projektowania

kanalizacji Pomocne okazują się tutaj zalecenia niemieckie wg DWA-A 1182006

wprowadzające pojęcie częstości nadpiętrzenia do poziomu terenu do obliczeń

sprawdzających przy pomocy modelowania hydrodynamicznego przez co staje się możliwe

wyznaczenie stanu przeciążenia ktoacutery jest najbliższy potencjalnie występującemu w dalszej

kolejności wylaniu (tab 13)

6

Tab 13 Dopuszczalne częstości nadpiętrzenia do obliczeń sprawdzających projektowanych

bądź modernizowanych systemoacutew kanalizacyjnych wg DWA-A 1182006

Rodzaj zagospodarowania terenu Częstość nadpiętrzenia

[1 raz na C lat]

Tereny wiejskie 1 na 2

Tereny mieszkaniowe 1 na 3

Centra miast tereny usług i przemysłu rzadziej niż 1 na 5

Podziemne obiekty komunikacyjne

przejścia i przejazdy pod ulicami itp rzadziej niż 1 na 10

Wymiarowanie kanalizacji deszczowej i ogoacutelnospławnej w Polsce napotyka na

podstawową trudność wynikającą z braku wiarygodnego modelu opadoacutew do określania

miarodajnego natężenia deszczu Dotychczas stosowany wzoacuter Błaszczyka - oparty na opadach

z przełomu XIX i XX wieku (przeszło100 lat temu) zaniża bowiem wyniki obliczeń

obecnych natężeń deszczy o rząd 40 Ponadto stosowana dotychczas w Polsce tzw metoda

granicznych natężeń (MGN) dodatkowo redukuje strumień spływu woacuted opadowych (Qm) w

stosunku do innych metod - stosowanych przykładowo w Niemczech (MWO i MZWS) - w

podobnych warunkach hydrologicznych (patrz rozdział 82 w I tomie podręcznika [1])

Roacuteżnice obliczanych strumieni Qm sięgają nawet 100 - na niekorzyść MGN Wymagała

więc pilnej modyfikacji co zostało zaproponowane w podręczniku [1] (tom I rozdz 83)

Systemy kanalizacyjne projektowane są zwykle na perspektywę minimum 50divide100 lat Z

powodu systematycznego ocieplania się klimatu w przyszłości wystąpi jeszcze więcej

ekstremalnych zjawisk opadowych prowadzących do tzw powodzi miejskich ktoacutere

powodować będą jeszcze większe niż obecnie straty gospodarcze i społeczne (fot 1divide4)

Uwzględnienie tych prognoz w perspektywie 2100 roku jest niezbędne już dzisiaj do

bezpiecznego projektowania i wymiarowania wspoacutełczesnych systemoacutew odwodnień terenoacutew

zurbanizowanych

Fot 1 Warszawa - Trasa Toruńska w dn 9062013 r (httpkontakt24tvn24pl)

7

Fot 2 Gdańsk - Wrzeszcz w dn 25062013 r (httpnaszafotografiapl)

Fot 3 Wrocław ul Legnicka w dn 27052014 r (httpwwwgazetawroclawskapl)

Fot 4 Łoacutedź ul Dąbrowskiego w dn 8092014 r (httpwwwmmlodzpl)

8

STAN PRAWNY PROJEKTOWANIA KANALIZACJI w POLSCE

Zgodnie Ustawą z 12 września 2002 roku o normalizacji (Dz U Nr 169 poz 1386)

stosowanie Polskich Norm (PN) jest dobrowolne podobnie też norm europejskich (EN) w

tym zharmonizowanych (PN-EN) a także norm międzynarodowych (ISO) Rangę prawną

mają obecnie ustawy czy rozporządzenia do ustaw Ustawa z 2002 roku dostosowała więc

krajową normalizację do reguł europejskiego systemu prawnego

Dla projektantoacutew wykonawcoacutew czy eksploatatoroacutew obiektoacutew budowlanych branży

sanitarnej (i nie tylko) od lat przyzwyczajonych do obowiązkowego stosowania polskich

norm (w tym branżowych) jest to istotna zmiana Normy nie są obecnie aktami prawnymi

Oznacza to tyle że należy je traktować jako źroacutedło przepisoacutew pozaprawnych na roacutewni z

aktualnymi wytycznymi technicznymi projektowania (WTP) czy też publikowanymi

wynikami z najnowszych prac badawczych - np odnośnie nowych metod wymiarowania

kanalizacji - sformułowanymi w [1]

Obecny stan prawny nakłada więc na projektantoacutew i wykonawcoacutew obiektoacutew

budowlanych większą odpowiedzialność tym obowiązek bezpiecznego wymiarowania czy

starannego wykonywania inwestycji ndash zgodnie ze sztuką budowlaną wynikającą z najlepszej

dostępnej wiedzy technicznej (BAT ndash Best Available Techniques BMP ndash Best Menagment

Practices LID ndash Law Impact Development ZWT ndash Zasady Wiedzy Technicznej)

Idea ta znajduje zastosowanie w podręczniku akademickim [1] z 2015 r w odniesieniu do

nowych zasad projektowania i metod wymiarowania systemoacutew odwodnień terenoacutew ndash w

duchu zaleceń najnowszej normy PN-EN 752 z 2008 roku dostosowanej do postulatu

Europejskiego Komitetu Normalizacji (CEN) - ujednolicenia poziomu wymagań co do

ochrony terenoacutew zurbanizowanych przed wylewami z systemoacutew kanalizacyjnych w

państwach członkowskich UE

Uwzględniono przy tym min branżowe wytyczne Niemieckiego Stowarzyszenia

Gospodarki Wodnej Ściekowej i Odpadowej wg DWA-A 117 z 2006 roku oraz DWA-A 118

z 2006 roku czy też zalecenia Krajowego Urzędu ds Środowiska Bawarii wg Merkblatt Nr

433 z 2009 roku oraz Merkblatt Nr 439 z 2012 roku

Na podstawie doniesień literaturowych i badań własnych dotyczących prognozowanego

wzrostu intensywności opadoacutew w perspektywie do 2100 roku zaproponowano podjęcie już

dzisiaj odpowiednich działań zaradczych w tym zaprezentowano scenariusze opadoacutew do

modelowania przeciążeń kanałoacutew w przyszłości - zalecane już do uwzględniania w wielu

krajach europejskich - dla zachowania obecnych standardoacutew odwodnień terenoacutew (tab

11divide13) także w przyszłości

W II wydaniu podręcznika bdquoPodstawy bezpiecznego wymiarowania odwodnień

terenoacutewrdquo (z 2015 r) sformułowano podstawy bezpiecznego projektowania grawitacyjnych

systemoacutew (tj sieci i obiektoacutew) kanalizacyjnych w Polsce [1]

tom I dotyczy metod wymiarowania Sieci kanalizacyjnych natomiast

9

tom II ndash dotyczy Obiektoacutew specjalnych takich jak przelewy burzowe separatory

strumieni objętości zbiorniki retencyjne regulatory hydrodynamiczne czy separatory

sedymentacyjno-flotacyjne

UWAGA 1 W celu ułatwienia percepcji treści II wydania książki ndash w prezentowanych

notatkach zachowano oryginalną numerację rysunkoacutew tabel i wzoroacutew jak w [1] (Wydaw

Seidel-Przywecki Warszawa 2015) - dostępne są na

wwwandrzejkotowskipl

UWAGA 2 II wydanie książki zawiera uaktualnienie i znaczne rozszerzenie treści -

względem I wydania z 2011 r - min o

charakterystykę niekonwencjonalnych systemoacutew kanalizacyjnych

zagrożenia dla infrastruktury miast wywoływane zmianami klimatu w przyszłości

zasady kalibracji i walidacji modeli hydrodynamicznych zjawiska opad-odpływ

przykłady modelowania przeciążeń hydraulicznych w kanalizacji deszczowej

zasady projektowania i metody wymiarowania przepompowni sieciowych ściekoacutew

najnowsze wytyczne techniczne wymiarowania (WTW) systemoacutew kanalizacyjnych

bezpieczną metodę obliczania objętości użytkowej zbiornikoacutew retencyjnych ściekoacutew

Podręcznik [1] adresowany jest do studentoacutew i pracownikoacutew naukowych wyższych

uczelni technicznych i rolniczych a także do projektantoacutew wykonawcoacutew i eksploatatoroacutew

systemoacutew usuwania ściekoacutew i zagospodarowania spływoacutew woacuted deszczowych miast i gmin

Uzupełnieniem treści prezentowanego podręcznika w zakresie budowy i eksploatacji

kanalizacji jest książka pt Kanalizacja Podstawy projektowania wykonawstwa i

eksploatacji (autorstwa Kroacutelikowska J Kroacutelikowski A Żaba T) Wyd Politechniki

Krakowskiej 2015

2 OGOacuteLNA CHARAKTERYSTYKA SYSTEMOacuteW

KANALIZACYJNYCH

21 RYS HISTORYCZNY ROZWOJU KANALIZACJI

Bliski Wschoacuted Na najstarsze ślady starożytnych przewodoacutew wodnych natrafiono w Syrii

(dawniej Asyria) gdzie już ok 3500 lat pne w miejscowości Habuba Kabira nad brzegiem

Eufratu istniała rozwinięta cywilizacja Znaleziono tam ślady przewodoacutew o przekroju

10

kołowym (z rur ceramicznych łączonych na bdquobosy koniec-kielichrdquo) lub prostokątnym

(układanych z kamieni i cegieł) doprowadzających wodę pitną bądź odprowadzających wody

opadoweścieki (rys 21)

Rys 21 Historyczne sposoby budowy przewodoacutew i kanałoacutew wodnych

Historia budowy i rozwoju systemoacutew odwodnień terenoacutew (kanalizacji) sięga 3000 lat

przed narodzeniem Chrystusa Przykładowo w Babilonie stosowano już woacutewczas drenaże i

studnie chłonne do odprowadzania woacuted deszczowych z dachoacutew czy utwardzonych placoacutew i

ulic do gruntu

W Egipcie w grobowcu z ok 2700 r pne w miejscowości Saqquara przy ujściu Nilu

odkryto pierwszą bdquotoaletęrdquo ndash bdquoprzeznaczonąrdquo dla zmarłych Około roku 2500 r pne w

miastach Mezopotamii budowane były już pierwsze sieci kanałoacutew do odprowadzania ściekoacutew

z toalet domowych spłukiwanych wodą - do dołoacutew kloacznych Kanały były budowane z rur

miedzianych

Europa Początki rozwoju systemoacutew kanalizacyjnych w starożytnym Rzymie sięgają

VIII do VII wieku pne Około 610 roku pne zaczęto budować głoacutewny kanał ściekowy

zwany bdquoCloaca Maximardquo ktoacutery funkcjonuje do dzisiaj (wymiar odcinka końcowego 31541

m) Początkowo służył do odprowadzania woacuted deszczowych a poacuteźniej i ściekoacutew bytowych

Retencjonowano też wody deszczowe w zbiornikach zwanych cysternami

Powstanie nowoczesnych systemoacutew kanalizacyjnych w Europie - z oczyszczaniem

ściekoacutew włącznie wiązało się z tzw rewolucją przemysłową i burzliwym rozwojem miast w

w XIX wieku Wybuch epidemii cholery w 1831 r zdecydowanie przyspieszył ten proces

Polska Początki rozwoju kanalizacji na ziemiach polskich sięgają XIV wieku ndash Gdańsk

Krakoacutew Kamieniec Bolesławiec Reszel i inne Przykładowo na Dolnym Śląsku w

Bolesławcu od 1531 roku ścieki komunalne odprowadzane były nie do rzeki Boacutebr lecz na

łąki w celu ich rolniczego wykorzystania (naturalny nawoacutez) a jednocześnie

unieszkodliwiania (oczyszczania) System eksploatowany był do początku XX wieku

W Reszlu natomiast pozostają nadal w eksploatacji kanały bdquokrzyżackierdquo stanowiące

istotny element systemu kanalizacyjnego miasta

Pierwsze bdquokompleksowerdquo systemy kanalizacyjne na ziemiach polskich powstały w

Gdańsku (1871) we Wrocławiu (1881-90) i w Warszawie (1900 - inż Lindley) Zaczęto też

wprowadzać coraz powszechniej w większych miastach tzw klozety wodne - bdquoWCrdquo

Jak uczy historia cywilizacji powinniśmy dążyć wspoacutełcześnie do projektowania i budowy

systemoacutew kanalizacyjnych w taki sposoacuteb - stosując odpowiednie metody obliczeniowe oraz

materiały i technologie - aby mogły one sprawdzać się w działaniu za 100 i więcej lat

11

22 RODZAJE I POCHODZENIE ŚCIEKOacuteW

Ścieki definiowane jako wody zużyte odprowadzane przez kanalizację zbierane są z [1]

gospodarstw domowych (budownictwo jedno- i wielorodzinne)

obiektoacutew użyteczności publicznej i zakładoacutew usługowych (biur urzędoacutew instytucji

szkoacuteł szpitali sklepoacutew myjni pralni basenoacutew kąpielowych itp)

zakładoacutew przemysłowych i rzemieślniczych

Ścieki powstają w wyniku wykorzystania wody (wodociągowej lub z własnych ujęć) na

cele

spłukiwania fekalioacutew - w ubikacjach (WC)

higieniczne - związane z myciem się kąpielami itp

gospodarcze - związane z praniem bielizny przygotowywaniem posiłkoacutew

utrzymaniem czystości pomieszczeń itp

technologiczno-produkcyjne - związane z przetwarzaniem surowcoacutew wytwarzaniem

żywności produkcją wyroboacutew itp

Ze względu na skład fizyko-chemiczny ścieki można podzielić na

ścieki bytowo-gospodarcze nazywane też bytowymi (a w żargonie inżynierskim

bdquosanitarnymirdquo) pochodzące z gospodarstw domowych zakładoacutew usługowych i

obiektoacutew użyteczności publicznej

ścieki przemysłowe zwane też poprodukcyjnymi pochodzące z zakładoacutew

przemysłowych i rzemieślniczych

Odrębne grupy stanowią

ścieki opadowe (deszczowe i roztopowe) pochodzące z opadoacutew deszczu bądźi

topnienia śniegu czy lodu - spłukujące zanieczyszczenia z uszczelnionych powierzchni

zlewni po okresach tzw suchej pogody (pogody bezopadowej bezdeszczowej)

ścieki ogoacutelnospławne (komunalne) będące najczęściej mieszaniną ściekoacutew bytowo-

gospodarczych przemysłowych woacuted podziemnych (infiltrujących do kanałoacutew przez

nieszczelności) oraz ściekoacutew opadowych

23 KLASYFIKACJA SYSTEMOacuteW USUWANIA ŚCIEKOacuteW

Kanalizacja to zespoacuteł urządzeń - czyli system (sieci i obiekty) do zbierania i

odprowadzania ściekoacutew i woacuted opadowych z terenoacutew 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

12

o sieć osiedlowa lub zakładowa (komunalna prywatna wspoacutelnotowa)

o sieć zbiorcza miejska (komunalna)

o obiekty sieciowe (pompowanie zbiorniki retencyjne przelewy burzowe

separatory syfony studzienki)

o oczyszczalnie ściekoacutew

Kanalizację zewnętrzną można podzielić według następujących kryterioacutew

A Strumienia odprowadzanych ściekoacutew

o pełna - wszystkie rodzaje ściekoacutew

o częściowa - np tylko ścieki bytowo-gospodarcze

o mieszana - fragmentami pełnaczęściowa

B Zasięgu terytorialnego

lokalna - osiedlowa zakładowa wspoacutelnotowa

miejska - całe miasto

grupowa - kilka miast wsi

C Konstrukcji kanałoacutew

kryta - podziemna

otwarta - powierzchniowa (rowy koryta)

mieszana

D Sposobu przepływu ściekoacutew

grawitacyjna

ciśnieniowa (pneumatyczna lub hydrauliczna)

podciśnieniowa (proacuteżniowa)

mieszana

E Rodzaju odprowadzanych ściekoacutew

bytowo-gospodarcza (ściekowa w żargonie bdquosanitarnardquo)

przemysłowa

deszczowa

ogoacutelnospławna (wszystkie rodzaje ściekoacutew)

F Funkcjonowania systemu

ogoacutelnospławna (jednoprzewodowa)

rozdzielcza (dwu lub więcej przewodowa)

poacutełrozdzielcza (dwu lub więcej przewodowa)

bezodpływowa (szamba i wozy asenizacyjne)

odciążona (szamba i sieć zbiorcza)

mieszana (fragmentami roacuteżna sieć)

13

Budowane obecnie systemy usuwania ściekoacutew można ogoacutelnie podzielić na (wg rys 22 i 23)

konwencjonalne - o grawitacyjnym przepływie ściekoacutew

niekonwencjonalne - o przepływie wymuszonym pod- bądź nadciśnieniem

mieszane - fragmentami konwencjonalne i niekonwencjonalne

Rys 22 Generalny podział systemoacutew kanalizacyjnych - ze względu na przepływ ściekoacutew

Rys 23 Szczegoacutełowy podział systemoacutew kanalizacyjnych - ze względu na warunki działania

24 KANALIZACJA KONWENCJONALNA

Kanalizacja grawitacyjna tj działająca pod wpływem siły ciążenia stosowana jest

powszechnie od zarania rozwoju inżynierii sanitarnej Grawitacyjne systemy usuwania

ściekoacutew stają się w chwili obecnej rozwiązaniem coraz bardziej kosztownym zwłaszcza w

płaskim terenie o rozległej i luźnej zabudowie rozwijających się wciąż aglomeracji miast

Kanalizacja Konwencjonalna

(tradycyjna)

Niekonwencjonalna

(specjalna)

Mieszana

oparta na grawitacyjnym

przepływie ściekoacutew - ze swobodną

powierzchnią przy ciśnieniu

barometrycznym

oparta na wymuszonym przepływie

ściekoacutew - podciśnieniem bądź

nadciśnieniem

fragmentami kanalizacja

konwencjonalna i fragmentami

niekonwencjonalna

Kanalizacja konwencjonalna

Grawitacyjna Grawitacyjno-

pompowa

Kanalizacja niekonwencjonalna

Nadciśnieniowa

(tłoczna)

Podciśnieniowa

(proacuteżniowa)

Pneuma-

tyczna

Hydrauliczna

(pompowa)

Dwu

przewo-

dowa

Jedno

przewo-

dowa

14

Wynika to min ze znacznych kosztoacutew budowy kanałoacutew - na głębokościach

dochodzących nawet do 6divide8 m

Przykładowo dla minimalnego spadku dna kanału imin = 1permil wymagane przegłębienie

kanału wynosi 1 m na 1 km długości

Rys 24 Schemat (a) i profil (b) kanalizacji grawitacyjnej z pompownią pośrednią

(kanalizacja grawitacyjno-pompowa)

W dążeniu do zmniejszenia kosztoacutew budowy kanalizacji zaczęto już na przełomie XIX i

XX wieku stosować pośrednie pompownie ściekoacutew wyposażone początkowo w pompy

tłokowe z napędem parowym następnie gazowym (ok 1900 r) i elektrycznym (1920) ktoacutere

umożliwiły podniesienie dna kanału za pompownią do rzędnej wynikającej z możliwego -

minimalnego zagłębienia kanału (rys 24)

Pośrednie pompownie ściekoacutew nie zmniejszają jednak w zasadniczy sposoacuteb kosztoacutew

budowy systemoacutew grawitacyjno-pompowych a to głoacutewnie ze względu na fakt że same są

drogie w budowie i eksploatacji Z tych też względoacutew kanalizacja konwencjonalna należy do

najdroższych elementoacutew infrastruktury podziemnego uzbrojenia terenoacutew zurbanizowanych

(miejsko-przemysłowych)

Na terenach wiejskich o luźnej zabudowie przy kryterium gęstości zaludnienia

mniejszej od 120 mieszkańcoacutew na km sieci przyjętym w Polsce (a w Europie lt 150

mieszkańcoacutew na km) stosowane są nadal bezodpływowe zbiorniki ściekoacutew (szamba)

oproacuteżniane wozami asenizacyjnymi bądź też budowane są oczyszczalnie bdquonaturalnerdquo - z

drenażem rozsączającym ścieki do gruntu

Obecnie ciecz nadosadową z szamb proponuje się odprowadzać tzw odciążoną -

małośrednicową (do 100 mm) kanalizacją grawitacyjną do lokalnych oczyszczalni ściekoacutew

bądź też stosować kanalizację niekonwencjonalną nadciśnieniową lub podciśnieniową [1]

Układy takie wymagają jednak częstego płukania kanałoacutew w tym wodą z hydrantoacutew

pożarowych Ogoacutelnie są drogie w eksploatacji

15

25 KANALIZACJA NIEKONWENCJONALNA

Już na początku XX wieku w oparciu o nowe możliwości techniczne zaczęły pojawiać

się roacuteżnego rodzaju koncepcje konstruowania sieci kanalizacyjnych o przepływie

wymuszonym - w przewodach zamkniętych z wykorzystaniem nad- lub podciśnienia jako

czynnikoacutew do transportu ściekoacutew

Praktycznie możliwość stosowania kanalizacji ciśnieniowej (tzw tłocznej) bądź

podciśnieniowej (tzw proacuteżniowej) zaistniała dopiero z końcem lat sześćdziesiątych dzięki

opracowaniu na zachodzie Europy i w USA konstrukcji małych i niezawodnych urządzeń do

usuwania ściekoacutew łącznie z zawartymi w nich ciałami stałymi

Urządzenia te instalowane na poszczegoacutelnych posesjach usuwają okresowo zbierane w

zbiornikach ścieki do przewodu kanalizacyjnego ułożonego na niewielkiej głębokości

Dostępność tych urządzeń powoduje że kanalizacja niekonwencjonalna staje się coraz

częściej rozwiązaniem alternatywnym do układoacutew konwencjonalnych (grawitacyjnych)

Zastosowanie kanalizacji niekonwencjonalnej uzasadnione jest zwłaszcza gdy

o spadek terenu jest bliski zeru

o występuje wysoki poziom woacuted podziemnych

o są trudne warunki fundamentowe (np podłoże skaliste)

o zabudowa ma charakter pasmowy o małej gęstości zaludnienia

o odpływ ściekoacutew jest sezonowy (kempingi)

Kanalizacja niekonwencjonalna ma następujące zalety

lepiej spełnia warunki sanitarne i zasady ochrony środowiska bowiem ze względu na

wymaganą szczelność przewodoacutew kanalizacyjnych wykluczona jest zaroacutewno

eksfiltracja ściekoacutew do gruntu jak i infiltracja woacuted podziemnych do kanałoacutew co

prowadzi do zmniejszenia wymiaroacutew i kosztoacutew oczyszczalni ściekoacutew

możliwe jest płytkie układanie przewodoacutew ściekowych - bdquoroacutewnoleglerdquo do powierzchni

terenu (na głębokościach poroacutewnywalnych z przewodami wodociągowymi) co

przyczynia się do znacznego skroacutecenia czasu i kosztoacutew realizacji inwestycji (poprzez

zmniejszanie objętości roboacutet ziemnych eliminację odwodnienia wykopoacutew itp)

uzyskuje się dość istotne zmniejszenie średnic kanałoacutew (przewodoacutew ściekowych)

wskutek większych prędkości przepływu (pełnym przekrojem) co przyczynia się do

zmniejszenia kosztoacutew budowy sieci

łatwe jest rozwiązywanie kolizji z innymi instalacjami uzbrojenia podziemnego terenu

(analogicznie jak w przypadku sieci wodociągowej)

16

strumień ściekoacutew w stosunku do kanalizacji konwencjonalnej (grawitacyjnej)

zmniejsza się nawet o 50 wskutek min braku infiltracji woacuted podziemnych oraz

woacuted deszczowych z tzw dzikich (lub błędnych) podłączeń czy też dopływających

przez otwory wentylacyjne we włazach studzienek

Kanalizacja niekonwencjonalna ma roacutewnież wady w stosunku do tradycyjnego -

grawitacyjnego sposobu odprowadzania ściekoacutew mianowicie

większą zawodność działania ze względu na możliwość awarii elementoacutew

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 przeglądoacutew i konserwacji urządzeń przez

wykwalifikowanych pracownikoacutew - generalnie znacznie droższa w eksploatacji

Ponadto kanalizacja niekonwencjonalna ma jak dotychczas ograniczony zasięg

działania limitowany min

wysokością ciśnienia w sieci ndash w praktyce do 04 MPa w przypadku systemu

tłocznego co ogranicza jego zastosowanie do dzielnic mieszkaniowych czy zakładoacutew

wysokością podciśnienia w sieci ndash w praktyce do 006 MPa w przypadku systemu

proacuteżniowego co ogranicza jego zasięg działania do ok 2 km wokoacuteł centralnej stacji

proacuteżniowej (CSP) i liczbę mieszkańcoacutew objętych systemem do ok 1500 Mk

251 CHARAKTERYSTYKA KANALIZACJI CIŚNIENIOWEJ

Częściej stosowana jest obecnie kanalizacja nadciśnieniowa zwana potocznie

ciśnieniową składa się z

wewnętrznych instalacji kanalizacyjnych (w budynkach)

urządzeń zbiornikowo-tłocznych typu pneumatycznego bądź hydraulicznego

(pompowego)

ciśnieniowych przyłączy domowych i przewodoacutew sieci zewnętrznych

pneumatycznych stacji do płukania bądź przewietrzania przewodoacutew (PSP)

oczyszczalni ściekoacutew

17

Rys 25 Schematy ideowe kanalizacji ciśnieniowej typu pompowego (po lewej) oraz typu

pneumatycznego (po prawej) a) sytuacja terenowa b) profil podłużny

Wewnętrzne instalacje kanalizacyjne budowane są analogicznie jak w konwencjonalnej

kanalizacji grawitacyjnej Elementem dodatkowym jest często osobny przewoacuted wentylacyjny

wyprowadzony ponad połać dachową służący do na- i odpowietrzania urządzenia

zbiornikowo-tłocznego

Urządzenia zbiornikowo-tłoczne pełnią funkcję miniaturowych pompowni ściekoacutew co

zgodnie z ideą kanalizacji ciśnieniowej umożliwia ich stosowanie nawet w najmniejszych

obiektach - budynkach jednorodzinnych Urządzenia te mogą być instalowane zaroacutewno w

piwnicach budynkoacutew jak i na zewnątrz bezpośrednio w gruncie z zachowaniem

odpowiedniego przykrycia gruntem (rys 25)

Produkowane obecnie zblokowane urządzenia zbiornikowo-tłoczne mają rozmaite

rozwiązania konstrukcyjne spośroacuted ktoacuterych można wyroacuteżnić dwa zasadnicze typy

pneumatyczne - oparte na zasadzie wytłaczania ściekoacutew sprężonym powietrzem z

ciśnieniowego zbiornika zamkniętego

hydrauliczne (pompowe) - wyposażone w pompę śrubową sprzęgniętą wspoacutelnym

wałem z rozdrabniarką umieszczone w zbiorniku (bezciśnieniowym)

18

Niezależnie od konstrukcji urządzenia zbiornikowo - tłoczne umieszcza się poniżej

wylotu wewnętrznych instalacji kanalizacyjnych dla umożliwienia ich grawitacyjnego

napełniania się Urządzenia te pracują okresowo a czynnikiem sterującym ich działanie jest

poziom ściekoacutew w zbiorniku wyroacutewnawczym

W kanalizacji ciśnieniowej stosuje się też pompownie ściekoacutew budowane według

klasycznych schematoacutew - wyposażone w pompy zatopione w ściekach o konstrukcji

odpornej na zapychanie się (wirniki odpowiedniego kształtu kraty bądź kosze na

zanieczyszczenia na dopływie) bądź też wyposażone w rozdrabniarki

Ostatnio zaleca się do stosowania tzw tłocznie ściekoacutew tj pompownie ściekoacutew

zblokowane z urządzeniami do separacji ciał stałych (dawniej znane jako pompownie sitowe)

Transport zanieczyszczeń grubo dyspersyjnych typu włoacuteknistego (np tekstylia

produkty stosowane do wyroboacutew środkoacutew higieny osobistej) stwarza problemy

eksploatacyjne ndash zapychanie się wirnikoacutew pomp prowadzące do awarii W tłoczniach

ściekoacutew bytowo-gospodarczych na dopływach do zbiornikoacutew retencyjnych pomp instaluje

się osadniki wyposażone w kraty i zawory zwrotne w celu niedopuszczania do pomp

zanieczyszczeń grubych

Do zbiornikoacutew retencyjnych pomp dopływają tylko bdquopodczyszczone ściekirdquo ktoacutere są

następnie wytłaczane przez pompy a tłoczone ścieki przepływają przez osadnik i płuczą go z

zanieczyszczeń grubo dyspersyjnych (zwykle brak zagniwania ściekoacutew w zbiorniku

retencyjnym pompowni) Przykład tłoczni ściekoacutew podano na rys 251

Rys 251 Przykładowa tłocznia ściekoacutew (1 - pompa 2 ndash złącze 3 ndash prowadnice montażowe pompy

4 - krata 5 ndash dopływ ściekoacutew 6 - zawoacuter zwrotny kulowy 7 ndash osadnik 8 ndash kolano rewizyjne 9 ndash

przewoacuted tłoczny 10 ndash klapa zwrotna)

19

Studnie zbiorcze pompowni czy też tłoczni ściekoacutew powinny mieć odpowiednią

pojemność buforową na wypadek zaniku zasilania elektrycznego lub awarii pomp Wg ATV

A-116 pojemność ta wynosić powinna co najmniej 30 dm3 na mieszkańca i dobę

Sieć ciśnieniowych przewodoacutew ulicznych wraz z przykanalikami Sieci kanalizacyjne

systemu ciśnieniowego działają jako rozgałęźne

Stosowane są roacutewnież układy z pozoru bdquoobwodowe - pierścieniowerdquo umożliwiające

jedynie okresową zmianę kierunku przepływu ściekoacutew Układy bdquopierścieniowerdquo zwiększają

niezawodność systemu Zmiany kierunku (i prędkości) przepływu ściekoacutew odbywają się

okresowo w punktach podziałowych pierścieni poprzez zamykanie i otwieranie

odpowiednich zasuw działowych Tak więc z pozoru sieć bdquopierścieniowardquo jest tutaj nadal

siecią rozgałęźną - sterowaną

Pneumatyczne stacje płuczące (PSP) Doświadczenia wskazują na celowość instalowania

na końcoacutewkach sieci bądź w tzw węzłach newralgicznych urządzeń płuczących ndash zwykle

przedmuchujących sieć sprężonym powietrzem (kilka razy w ciągu doby głoacutewnie w

godzinach nocnych)

Przedmuchiwanie ktoacutere trwa zwykle od 5 do 10 minut poza tym że usuwa osady oraz

skraca czas przebywania ściekoacutew w sieci natlenia je i usuwa H2S i siarczki

PSP wyposażone są w sprężarki (kompresory) ze zbiornikami powietrza lub bez

Lokalizuje się je pod ziemią bądź w budynkach wolnostojących

252 CHARAKTERYSTYKA KANALIZACJI PODCIŚNIENIOWEJ

Idee daleko posuniętej oszczędności zużycia wody a także minimalizacji kosztoacutew

oczyszczania ściekoacutew (np na statkach dalekomorskich stacjach kosmicznych) doprowadziły

do powstania kanalizacji podciśnieniowej - dwuprzewodowej

Oddzielnym przewodem odprowadzane są ścieki fekalne z WC oraz oddzielnym

przewodem pozostałe ścieki - z wanien natryskoacutew zlewozmywakoacutew wpustoacutew

posadzkowych itp

Podstawową zasadą układu dwuprzewodowego jest więc podział ściekoacutew na

silnie zanieczyszczone ścieki fekalne (z ciałami stałymi)

mało stężone pozostałe ścieki

i oddzielne ich oczyszczanie odpowiednio do ich składu wydajnymi - oszczędnymi

technologiami

Podstawową zaletą powyższego systemu jest duża oszczędność wody na spłukiwanie

bdquoproacuteżniowychrdquo misek ustępowych Klasyczna miska ustępowa bdquozużywardquo od 5 do 10 litroacutew

wody na jedno zadziałanie zbiornika spłuczki Miska ustępowa wyposażona w zawoacuter

oproacuteżniający - sterowany podciśnieniem zużywa tylko ok 15 litra wody i do 100 litroacutew

powietrza na zassanie zawartości miski Pozwala to na zaoszczędzenie znacznych ilości wody

(3 do 6 razy)

20

Taki układ kanalizacji jest zwłaszcza celowy do zastosowania tam gdzie stosowany jest

podwoacutejny (dwuprzewodowy) system wodociągowy rozprowadzający wodę o zroacuteżnicowanej

jakości Np woda powstała po uproszczonym oczyszczeniu ściekoacutew - poza fekalnymi

używana jest ponownie np do spłukiwania misek ustępowych

W kanalizacji komunalnej miast i wsi bardziej praktycznym sposobem odprowadzania

ściekoacutew jest obecnie jednoprzewodowy układ kanalizacji podciśnieniowej (rys 26)

Rys 26 Schemat kanalizacji podciśnieniowej osiedla mieszkaniowego (układ jednoprzewodowy)

Kanalizację podciśnieniową zwaną potocznie proacuteżniową tworzą następujące elementy

1 Wewnętrzne instalacje kanalizacyjne (w budynkach obiektach)

2 Studzienki zbiorcze z zaworami oproacuteżniającymi

3 Podciśnieniowe przyłącza domowe i przewody sieci zewnętrznych

4 Centralna stacja proacuteżniowa (CSP)

5 Oczyszczalnia ściekoacutew

W kanalizacji podciśnieniowej ścieki są zasysane ze studzienek zbiorczych z zaworami

oproacuteżniającymi do zbiornikoacutew wodno-powietrznych znajdujących się w centralnej stacji

proacuteżniowej (CSP) skąd są następnie odprowadzane (najczęściej hydraulicznie ndash pompowo)

do oczyszczalni ściekoacutew (rys 261)

Rys 261 Schemat ideowy kanalizacji podciśnieniowej (jednoprzewodowej)

21

O wyborze systemu odprowadzania ściekoacutew powinna decydować każdorazowo

analiza techniczno - ekonomiczna opłacalności inwestycji tj łącznie kosztoacutew budowy i

eksploatacji systemu [1]

UWAGA Szczegoacutełowe zasady projektowania budowy i eksploatacji systemoacutew kanalizacji

niekonwencjonalnej podane zostaną na II stopniu studioacutew - dla specjalności ZWUŚ i ZO

3 SYSTEMY KANALIZACJI GRAWITACYJNEJ

31 KANALIZACJA OGOacuteLNOSPŁAWNA

311 SCHEMATY FUNKCJONALNE KANALIZACJI OGOacuteLNOSPŁAWNEJ

Historycznie pierwsze systemy kanalizacyjne były budowane jako ogoacutelnospławne -

obecnie istnieją w najstarszych fragmentach zabudowy miast

Wspoacutełcześnie w wyniku rozbudowy miast nowe fragmenty zabudowy kanalizowane są

najczęściej w systemie rozdzielczym głoacutewnie ze względu na możliwość osiągnięcia wyższej

efektywności oddzielnego oczyszczania ściekoacutew bytowych-gospodarczych przemysłowych i

deszczowych

Istota kanalizacji ogoacutelnospławnej to

jednoprzewodowy transport wszystkich rodzajoacutew ściekoacutew do oczyszczalni

konieczność odciążania oczyszczalni ściekoacutew przez przelewy burzowe czy zbiorniki

retencyjne w okresie trwania opadoacutew (strumień ściekoacutew jest woacutewczas nawet kilkadziesiąt

razy większy niż w okresie tzw suchej pogody)

Poniżej podano schematy funkcjonalne grawitacyjnej kanalizacji ogoacutelnospławnej w skali

bdquomikrordquo - pojedynczych budynkoacutew oraz w skali bdquomakrordquo ndash całej miejscowości (rys 31 i 32)

Rys 31 Schemat funkcjonalny kanalizacji ogoacutelnospławnej - w skali bdquomikrordquo(A)

Pk ndash pion kanalizacyjny wu ndash wpust uliczny R ndash rynna st - studzienka kanalizacyjna

22

Rys 32 Schemat funkcjonalny kanalizacji ogoacutelnospławnej - w skali bdquomakrordquo

Pb - przelew burzowy zbr - zbiornik retencyjny OŚ- oczyszczalnia ściekoacutew

312 ODCIĄŻENIE HYDRAULICZNE KANALIZACJI OGOacuteLNOSPŁAWNEJ

Do odciążenia hydraulicznego sieci w systemie kanalizacji ogoacutelnospławnej - podczas

trwania intensywnych opadoacutew deszczu stosowane są obiekty specjalne takie jak przelewy

burzowe i zbiorniki retencyjne Schematy ideowe zabudowy takich obiektoacutew przedstawiono

na rysunku 33

Przelew burzowy

Zbiorniki retencyjne

na boczniku

na kolektorze

odpływ awaryjny

Rys 33 Schematy ideowe sposoboacutew odciążeń kanalizacji ogoacutelnospławnej (oraz deszczowej)

23

Przelewy burzowe na kanalizacji ogoacutelnospławnej budowane są głoacutewnie w celu

zabezpieczenia oczyszczalni ściekoacutew przed przeciążeniem hydraulicznym i spadkiem

sprawności jej działania zwłaszcza części biologicznej i chemicznej podczas pogody

deszczowej

zmniejszenia wymiaroacutew kolektora - za przelewem

Zadaniem hydraulicznym przelewu burzowego jest podział strumienia dopływu Qd

ściekoacutew do obiektu na dwa strumienie

Qo - odpływu na oczyszczalnię ściekoacutew (Qo = Qd ndash Qb)

Qb - odpływu kanałem burzowym do odbiornika (Qb = Qd ndash Qo)

w ściśle określonych proporcjach

W Polsce wg RMŚ z 2006 r [1] limitowana jest wartość średniej rocznej liczby

zadziałań przelewoacutew burzowych w roku czyli zrzutoacutew ściekoacutew z przelewu do odbiornika ndash

dla miast o roacutewnoważnej liczbie mieszkańcoacutew RLM gt 100 000

Mianowicie w komunalnej kanalizacji ogoacutelnospławnej ścieki z przelewoacutew burzowych

mogą być odprowadzane do śroacutedlądowych woacuted powierzchniowych płynących lub

przybrzeżnych o ile średnia roczna liczba zrzutoacutew burzowych z przelewoacutew nie przekracza

10

W aglomeracjach miejskich o RLM lt 100 000 dopuszcza się zrzuty burzowe gdy w

chwili rozpoczęcia działania przelewu strumień objętości zmieszanych ściekoacutew jest co

najmniej czterokrotnie większy od średniego dobowego strumienia ściekoacutew w okresie

pogody bezopadowej (Qśc(pb))

Przelewy burzowe należy więc projektować na strumień graniczny - odpływu do

oczyszczalni

)( ) 1( bpścrpgro QnQQ (31)

gdzie

nrp - początkowe rozcieńczenie ściekoacutew (na podstawie RMŚ z 2006 r) nrp ge 3

Najczęściej stosowane są dwa rodzaje przelewoacutew burzowych

z jednostronną boczną krawędzią przelewową

z dwustronnymi bocznymi krawędziami przelewowymi

Każdy rodzaj przelewu może działać z dławionym (za pomocą rury dławiącej zastawki czy

regulatora wirowego) bądź niedławionym odpływem ściekoacutew (Qo) w kierunku

oczyszczalni

Schematy urządzeń do odciążania hydraulicznego kanalizacji ogoacutelnospławnej za pomocą

przelewoacutew burzowych podano na rysunkach 34 35 i 36

24

Przelew boczny jednostronny

Rys 34 Schemat i przekroacutej poprzeczny jednostronnego bocznego przelewu burzowego

(z niedławionym bądź dławionym strumieniem odpływu Qo do oczyszczalni Qd ndash strumień

dopływu do przelewu Q = Qb - strumień zrzutu burzowego do odbiornika)

Przelew boczny dwustronny

Rys 35 Schemat i przekroacutej poprzeczny dwustronnego bocznego przelewu burzowego

z niedławionym bądź dławionym strumieniem odpływu Qo do oczyszczalni Qd - strumień


Rys 36 Przekroacutej podłużny bocznego przelewu burzowego z rurą dławiącą

UWAGA Szczegoacutełowe zasady projektowania i wymiarowania przelewoacutew burzowych na

kanalizacji ogoacutelnospławnej z przykładami obliczeniowymi podane są w rozdziale 2 w II

tomie podręcznika [1] (- w zakresie II stopnia studioacutew - magisterskich)

Zbiorniki retencyjne pełnią podobną funkcję hydrauliczną jak przelewy burzowe

Głoacutewnym parametrem eksploatacyjnym każdego zbiornika retencyjnego jest wspoacutełczynnik

redukcji strumieni ściekoacutew β

= QoQd (32)

gdzie

Qo - strumień objętości (natężenie przepływu) ściekoacutew odpływających ze zbiornika

Qd - strumień objętości ściekoacutew dopływających do zbiornika

25

Zbiorniki retencyjne buduje się je najczęściej na kanalizacji ogoacutelnospławnej i deszczowej

do przetrzymywania - retencjonowania ściekoacutew jako (rys 37)

otwarte - terenowe (w zagłębieniach naturalnych lub sztucznych) bądź jako

kryte - podziemne (tradycyjnie żelbetowe lub obecnie też z tworzyw sztucznych w

tym tzw bdquorurowerdquo zbudowane z odcinkoacutew rurociągoacutewkanałoacutew o dużych średnicach

oraz bdquoskrzynkowerdquo otoczone geowłoacutekniną)

A) B)

Rys 37 Rodzaje kanalizacyjnych zbiornikoacutew retencyjnych

A) zbiornik terenowy (otwarty) B) zbiornik podziemny (kryty)

Schematy przykładowych konstrukcji zbiornikoacutew retencyjnych do odciążania

hydraulicznego kanalizacji ogoacutelnospławnej podano na rysunkach 38 i 39

Rys 38 Schemat zbiornika krytego na boczniku

(widok z goacutery i przekroacutej podłużny)

Na kanalizacji ogoacutelnospławnej nie dopuszcza się zasadniczo do podtopienia kanału

dopływowego przed przelewem min ze względu na możliwość odkładania się osadoacutew Stąd

konieczność stosowania wewnątrz krytych zbiornikoacutew przelewoacutew do awaryjnego zrzutu

ściekoacutew (rys 38)

26

Rys 39 Schemat zbiornika otwartego na kolektorze

(przekroacutej podłużny i widok z goacutery)

Podczas pogody bezdeszczowej ścieki bytowo-gospodarcze nie wpływają do otwartej

komory retencyjnej zbiornika przedstawionego na rysunku 39 a przepływają kanałami pod

dnem zbiornika

Ze względoacutew sanitarnych powierzchnie skarp i dna zbiornika powinny być uszczelnione

Zbiornik powinien być też ogrodzony i oznaczony tablicami ostrzegawczymi

Ograniczenie ładunku zanieczyszczeń odprowadzanych do odbiornikoacutew

W celu ochrony zwłaszcza małych odbiornikoacutew ściekoacutew (rzek potokoacutew) stosuje się

lokalne retencjonowanie i podczyszczanie ściekoacutew pochodzących ze zrzutoacutew burzowych o

wielkości strumienia Q gt 10 SNQ - średniego niskiego przepływu wody w odbiorniku (rys

310)

Rys 310 Schematy ideowe sposoboacutew ograniczenia ładunku zanieczyszczeń odprowadzanych do

odbiornikoacutew z przelewoacutew na kanalizacji ogoacutelnosławnej (pb ndash przelew burzowy)

UWAGA Szczegoacutełowe zasady projektowania i wymiarowania zbiornikoacutew retencyjnych z

przykładami obliczeniowymi podane są w rozdziale 4 w II tomie podręcznika [1] (- w zakresie II

stopnia studioacutew - magisterskich)

27

313 DOTYCHCZASOWE ZASADY WYMIAROWANIA KANALIZACJI

OGOacuteLNOSPŁAWNEJ W POLSCE

UWAGA W Polsce stosowane były niewłaściwe - w świetle wspoacutełczesnej wiedzy

(rozdziały 5divide8 podręcznika [1]) opracowane jeszcze w latach pięćdziesiątych XX wieku

zasady projektowania i metody wymiarowania grawitacyjnej kanalizacji ogoacutelnospławnej

Podczas tzw suchej pogody kanałami ogoacutelnospławnymi płyną ścieki bytowo-gospodarcze

i przemysłowe oraz wody przypadkowe w tym infiltracyjne Podczas pogody deszczowej -

dodatkowo ścieki deszczowe

Wymiary (średnice) kanałoacutew dobierane były błędnie - do całkowitego wypełnienia

przekroju na strumień objętości (Q)

Q = Qh max śc + Qm (33)

gdzie

Qh max śc - maksymalny godzinowy strumień ściekoacutew bytowo-gospodarczych i przemysło-

wych

Qm - miarodajny strumień ściekoacutew deszczowych - obliczany z błędnego obecnie wzoru

Błaszczyka wg tzw metody granicznych natężeń (MGN) bądź metody stałych

natężeń (MSN)

Stosowany w obu metodach (MGN i MSN) wzoacuter Błaszczyka oparty na opadach z

przełomu XIX i XX wieku zaniża wyniki obliczeń obecnych natężeń jednostkowych deszczy

o rząd 40 [1] Ponadto założenia wyjściowe MGN - najczęściej dotychczas stosowanej w

Polsce prowadzą do dalszej redukcji strumienia spływu woacuted opadowych (Qm) w stosunku do

innych metod czasu przepływu stosowanych przykładowo w Niemczech w podobnych

warunkach hydrologicznych W rezultacie zaniżenie wartości bilansowanych strumieni woacuted

opadowych sięgać może nawet 100 (rozdz 85 podręcznika [1]) Tak zwymiarowane

systemy kanalizacyjne podatne są obecnie na częste wylania ktoacutere jeszcze w większym

stopniu wystąpią w przyszłości wskutek zmian klimatu (rozdz 4)

Podstawą nowoczesnego - bezpiecznego wymiarowania nowych bądź modernizowanych

systemoacutew kanalizacji ogoacutelnospławnej w Polsce powinien być właściwy bilans strumieni

ściekoacutew (patrz rozdział 5) i woacuted opadowych (rozdziały 6 7 i 8) ndash zapewniający osiągnięcie

wspoacutełcześnie wymaganego standardu odwodnienia terenoacutew zurbanizowanych wg zaleceń

PN-EN 7522008 (rozdział 1 w II tomie podręcznika [1])

32 KANALIZACJA ROZDZIELCZA

321 SCHEMATY FUNKCJONALNE KANALIZACJI ROZDZIELCZEJ

System kanalizacji rozdzielczej ze swej istoty jest dwu- lub więcej przewodowy W

miastach na ogoacuteł dwuprzewodowy złożony z

28

kanałoacutew ściekowych - odprowadzających ścieki bytowo-gospodarcze i przemysłowe

do miejskiej oczyszczalni

kanałoacutew deszczowych - ze zrzutem ściekoacutew do odbiornika (po podczyszczeniu)

W zakładach przemysłowych system ten jest na ogoacuteł troacutejprzewodowy występują

kanały ściekowe (na ścieki bytowe pracownikoacutew)

kanały deszczowe

kanały ściekoacutew przemysłowych - zrzut ściekoacutew technologicznych po podczyszczeniu

na terenie zakładu do miejskiej kanalizacji ściekowej

Schematy funkcjonalne kanalizacji rozdzielczej przedstawiono w skali bdquomikrordquo ndash na

rys 311 oraz w skali bdquomakrordquo ndash całej miejscowości na rys 312

Rys 311 Schemat funkcjonalny kanalizacji rozdzielczej - w skali bdquomikrordquo

(Pk ndash pion kanalizacyjny wu ndash wpust uliczny R ndash rynna)

Rys 312 Schemat funkcjonalny kanalizacji rozdzielczej - w skali bdquomakrordquo

(zbr- zbiornik retencyjny OŚ- oczyszczalnia ściekoacutew)

W przypadku gdy odbiornik charakteryzuje się małym - średnim niskim przepływem

(SNQ) bądź jest szczegoacutelnie chroniony nie należy w trakcie trwania opadu zrzucać dużych

objętości ściekoacutew deszczowych Należy woacutewczas budować zbiorniki retencyjne z

29

dławionym odpływem - sterowanym np regulatorami hydrodynamicznymi (omoacutewione

szczegoacutełowo w rozdziałach 4 i 5 - w II tomie podręcznika [1])

Na wylotach kanałoacutew deszczowych do odbiornikoacutew a najlepiej w miejscu powstawania

zanieczyszczeń wymagane jest obecnie stosowanie podczyszczalni mechanicznych ściekoacutew

opadowych - separatoroacutew sedymentacyjno-flotacyjnych (omoacutewionymi szczegoacutełowo w

rozdziale 6 - w II tomie podręcznika [1]) Zasady wymiarowania i doboru regulatoroacutew

hydrodynamicznych oraz osadnikoacutew-piaskownikoacutew i flotatoroacutew substancji ropopochodnych

zostaną podane na II stopniu studioacutew

322 ODCIĄŻENIE HYDRAULICZNE KANALIZACJI DESZCZOWEJ

Do odciążenia hydraulicznego sieci deszczowej w systemie kanalizacji rozdzielczej -

podczas trwania intensywnych opadoacutew deszczu stosowane są najczęściej zbiorniki

retencyjne z dławionym odpływem

Zbiorniki retencyjne stanowią ważny element zaroacutewno modernizowanych jak i

nowoprojektowanych sieci kanalizacyjnych pełniąc rolę regulacyjno-redukcyjną strumieni

ściekoacutew Schematy ideowe zabudowy takich obiektoacutew specjalnych (na boczniku bądź na

kolektorze) przedstawiono na rys 33

Na rys 312a podano przykład rozbudowy kanalizacji deszczowej z zastosowaniem

zbiornikoacutew retencyjnych

Nowa zlewnia F

Kolektor o

Qmax = 1000 ls

Regulator

QR = 1000 ls

Q3 = 1350 ls

Q2 = 600 lsZbiornik retencyjny V1

Q1 = 750 ls

Kolektor o

Qmax = 1000 ls

Q4 = 1000 ls

Q1 = 750 ls

Nowa zlewnia F

Zbiornik retencyjny V2

Regulator QR = 250 ls

Q2 = 600 ls

Q3 = 250 ls

Rys 312a Przyłączanie nowej zlewni (F) do istniejącego kolektora o ograniczonej

przepustowości (Qmax = 1000 dm3s) poprzez zbiornik retencyjny

a) na istniejącym kolektorze (V1) b) na nowym kanale (V2)

Głoacutewnie ze względu na zasadę działania grawitacyjne zbiorniki retencyjne ściekoacutew

deszczowych podzielić można na dwie grupy a mianowicie

przepływowe ndash klasyczne (najczęściej jednokomorowe)

przelewowe - nowej generacji (dwu- lub więcej komorowe)

30

Zaroacutewno konstrukcje przepływowe jak i przelewowe mają swoje zalety i wady Klasyczne

już przepływowe zbiorniki retencyjne budowane są z reguły jako ziemne - odkryte natomiast

przelewowe (wielokomorowe) zbiorniki retencyjne nowej generacji są z reguły żelbetowe -

podziemne Ma to niewątpliwie wpływ na koszty ich budowy O wyborze danej konstrukcji

zbiornika decydować powinna analiza techniczno-ekonomiczna wariantoacutew rozwiązań

technicznych przy uwzględnieniu miejscowych uwarunkowań terenowych

Zbiornik przepływowy

Rys 312b Schemat zbiornika przepływowego otwartego na kolektorze

deszczowym (przekroacutej podłużny i poprzeczny)

Zbiornik tradycyjny - przepływowy ma następujące wady

znaczna objętość użytkowa (Vu) komory retencyjnej (KR)

zmienny w czasie odpływ ze zbiornika (Qo) zależny od stopnia jego wypełnienia

odkładanie się zanieczyszczeń wleczonych na dnie zbiornika

znaczne koszty budowy i eksploatacji obiektu (płukanie po każdym opadzie)

max

dopływ

odpływ

dławiony

Qd

Qo

komora

retencyjna

Vu

min

Rys 312c Schemat działania jednokomorowego przepływowego zbiornika retencyjnego

Zbiornik przelewowy

Nowoczesne wielokomorowe przelewowe zbiorniki retencyjne (rys 33d) wyposażone są

w komorę przepływową (KP) z dławionym odpływem oddzieloną od komory retencyjnej

(KR) pionową przegrodą - z bocznym przelewem w części goacuternej i zaworem klapowym

(spustowym) przy dnie zbiornika

31

przegroda stała

rura wentylacyjna

kanał doprowadzający

komora akumulacyjna rura dławiąca

komora

przepływowa

zawoacuter klapowy

Rys 312d Schemat ideowy dwukomorowego zbiornika przelewowego

Zbiornik przelewowy cechuje się przede wszystkim mniejszą objętością użytkową (V1)

komory retencyjnej (KR) w poroacutewnaniu do zbiornika przepływowego ndash o rząd 30

max Qd

Qo

komora

retencyjna

dopływ

odpływ

dławiony

komora

przepływowa

otwoacuter

klapowy

krawędź

przelewowa

V1

V3

Rys 312e Schemat działania dwukomorowego przelewowego zbiornika retencyjnego (Vu = V1 + V3)

V1 - objętość komory retencyjnej (KR) V3 - objętość komory przepływowej (KP)

Graficzne poroacutewnanie objętości na akumulację ściekoacutew w zbiornikach przepływowym

(tradycyjnym) i przelewowym - dwukomorowym podano na rysunku 312f

Rys 312f Przebieg akumulacji ściekoacutew deszczowych w zbiornikach retencyjnych

1 - modelowy hydrogram przepływu w kanale dopływowym - przed zbiornikiem

2 - hydrogram przepływu w kanale odpływowym - po zbiorniku przelewowym (V1+V3)

3 - hydrogram przepływu w kanale odpływowym - po zbiorniku przepływowym (V1+V2+V3)

32

Z analizy przebiegu retencji wynika iż objętość użytkowa (Vu) zbiornika przepływowego

składa się z trzech objętości cząstkowych Vu = V1 + V2 + V3 a zbiornika przelewowego tylko

z dwoacutech Vu = V1 + V3


ROZDZIELCZEJ W POLSCE

UWAGA W Polsce stosowano (od lat pięćdziesiątych XX wieku) niewłaściwe obecnie - w

świetle wspoacutełczesnej wiedzy (rozdziały 4divide8 podręcznika [1]) zasady projektowania i metody

wymiarowania grawitacyjnej kanalizacji rozdzielczej w odniesieniu zaroacutewno do kanałoacutew

ściekowych a zwłaszcza do kanałoacutew deszczowych z obiektami specjalnymi

Sieć deszczowa działa okresowo - w czasie tzw mokrej pogody Podczas suchej pogody

płyną tylko wody przypadkowe w tym infiltracyjne

Kanały ściekowe (w żargonie bdquosanitarne) wymiarowane były na strumień

Q = 2Qh max śc (34)

Średnice kanałoacutew ściekowych dobierane były w uproszczeniu - na

podwojony maksymalny godzinowy strumień ściekoacutew bytowo-

gospodarczych i przemysłowych tj przy uwzględnieniu woacuted

przypadkowych i infiltracyjnych w wysokości Qh max śc jako

mieszczących się w 100 rezerwie przepustowości dobranej

średnicy kanału

Kanały deszczowe

Q = Qm (35)

Wymiary kanałoacutew deszczowych dobierane były niewłaściwie - do

całkowitego wypełnienia przekroju Nie uwzględniano więc żadnej

rezerwy - na przyszłościowy rozwoacutej związanej ze zwiększaniem się

stopnia uszczelnienia powierzchni zlewni czy też wynikającej ze

zmian klimatycznych Miarodajny do wymiarowania kanałoacutew

deszczowych strumień ściekoacutew (Qm) obliczany był dwoma

metodami MGN lub MSN ndash obie z niewłaściwym obecnie wzorem

Błaszczyka na natężenie deszczy (zaniżającym wyniki o ok 40)

dla zakładanych częstości występowania opadoacutew - o wydłużonym

czasie trwania (o koncentrację terenową i retencję kanałową)

Ponadto przy wymiarowaniu kanałoacutew deszczowych w Polsce dopuszczano możliwość

częstszych ich przepełnień a więc i wylewoacutew z sieci w stosunku do kanałoacutew

ogoacutelnospławnych (zakładano roacuteżne skutki środowiskowe wylewoacutew) Przykładowo kolektory

deszczowe w terenach płaskich wymiarowane były na częstość występowania opadoacutew C = 2

lata a kanały boczne tylko na C = 1 rok (W kanalizacji ogoacutelnospławnej przyjmowano

odmiennie odpowiednio C = 5 i C = 2 lata)

Podobnie też jak w przypadku kanalizacji ogoacutelnospławnej wspoacutełczynnik spływu

powierzchniowego woacuted deszczowych uzależniano wyłącznie od stopnia uszczelnienia terenu

tj z pominięciem spadkoacutew i natężeń opadoacutew projektowych

33

W celu zapewnienia odpowiedniego standardu odwodnienia terenoacutew

zurbanizowanych w Polsce (- zgodnie z wymaganiami normy PN-EN 7522008) oraz

podniesienia niezawodności działania kanalizacji rozdzielczej (ściekowej i deszczowej) w

rozdziale 5 podręcznika [1] przedstawiono nowe zasady bilansowania strumieni ściekoacutew i

woacuted przypadkowych a w rozdz 8 zaproponowano modyfikację metody granicznych natężeń

(MGN) do postaci tzw metody maksymalnych natężeń (MMN) w tym zastąpienie wzoru

Błaszczyka wspoacutełczesnymi modelami opadoacutew maksymalnych

W tomie II w rozdziale 1 [1] przedstawiono nowe zalecenia w formie wytycznych

technicznych wymiarowania (WTW) sieci odwodnieniowych i obiektoacutew specjalnych w

Polsce Omoacutewiono także wymagania odnośnie zachowania wspoacutełczesnych standardoacutew

odwodnień terenoacutew także w przyszłości jako przeciwdziałanie skutkom prognozowanych

zmian klimatu w perspektywie 2100 roku

33 KANALIZACJA POacuteŁROZDZIELCZA

331 SCHEMATY FUNKCJONALNE KANALIZACJI POacuteŁROZDZIELCZEJ

System tzw kanalizacji poacutełrozdzielczej stosowany zwłaszcza przy modernizacjach

istniejących systemoacutew rozdzielczych czy przebudowywanych ogoacutelnospławnych jest

najczęściej dwuprzewodowy

Rys 313 Schemat funkcjonalny kanalizacji poacutełrozdzielczej w skali bdquomakrordquo

(s ndash separator zbr ndash zbiornik retencyjny OŚ ndash oczyszczalnia ściekoacutew)

System zawiera kanały deszczowe i kanały ściekowe (bytowo-gospodarcze i

przemysłowe) połączone separatorami tj obiektami specjalnymi na kanałach deszczowych

do kierowania tzw pierwszej fali odpływu - zawierającej zanieczyszczenia spłukiwane ze

zlewni oraz osady wypłukiwane z kanałoacutew deszczowych (po okresie suchej pogody) do

kanałoacutew ściekowych i do oczyszczalni ściekoacutew (rys 313)

Następna (II) fala deszczu przy wzroście strumienia Q - jako mniej zanieczyszczona

odpływa już kanałami deszczowymi do odbiornika

34

Z doświadczeń eksploatacyjnych wynika że celowe jest stosowanie separatoroacutew

burzowych o działaniu ciągłym tzn w całym okresie trwania odpływu deszczowego takich

jak np przelewy boczne z dławionym odpływem czy też upusty denne z progiem piętrzącym

a technologicznie niewłaściwe jest stosowanie separatoroacutew o działaniu okresowym - jedynie

dla pierwszej fali odpływu jak np separatory kaskadowe czy rynnowe

Rys 314 Schemat separatora kaskadowego - o działaniu okresowym (dla I fali deszczu)

Rys 315 Schemat separatora rynnowego - o działaniu okresowym (dla I fali deszczu)

Rys 316 Schemat separatora w postaci przelewu bocznego z rurą dławiącą - o działaniu ciągłym

Kanalizacja poacutełrozdzielcza zapewnia dobrą ochronę odbiornika ściekoacutew ndash środowiska

bowiem najbardziej zanieczyszczone ścieki opadowe (zwłaszcza tzw I fali) kierowane są

poprzez separatory na oczyszczalnię miejską pracującą pod stałym nadzorem

35


POacuteŁROZDZIELCZEJ W POLSCE

Dotychczasowe zasady wymiarowania kanalizacji poacutełrozdzielczej są obecnie

niewłaściwe zaroacutewno w odniesieniu do kanałoacutew ściekowych jak i kanałoacutew deszczowych za

separatorami

Kanały ściekowe - za separatorami były wymiarowane na maksymalny godzinowy

strumień ściekoacutew bytowo-gospodarczych i przemysłowych (Qh max śc) plus strumień ściekoacutew

deszczowych - tzw I-szej fali (QmI) - zależnej od natężenia granicznego deszczu płuczącego

qs przyjmowanego jak dotychczas w zakresie qs [6 15] dm3s ha stąd

Q = Qh max śc + Qm I (36)

Obecnie wg RMŚ z 2006 r qs ge 15 dm3s ha ndash dla zanieczyszczonej zlewni [1]

Kanały deszczowe analogicznie jak w kanalizacji rozdzielczej wymiarowane były na

zaniżony strumień Qm - wywołany deszczem miarodajnym o natężeniu q(C) - obliczanym z

niewłaściwego obecnie wzoru Błaszczyka

Q = Qm (37)

Nowe zasady ndash bezpiecznego projektowania i wymiarowania hydraulicznego kanalizacji

poacutełrozdzielczej z separatorami strumieni objętości ściekoacutew deszczowych podano w II tomie

książki [1] (- w rozdziałach 1 i 3)

34 ZALETY I WADY SYSTEMOacuteW KANALIZACYJNYCH

341 CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA WYBOacuteR SYSTEMU

System kanalizacji ogoacutelnospławnej

Zalety Wady

1 Kroacutetsza łączna sieć kanałoacutew 1 Małe prędkości przepływu ściekoacutew przy

suchej pogodzie (odkładanie się osadoacutew)

2 Prostszy układ sieci ndash mniejsza możliwość

kolizji z innym uzbrojeniem podziemnym

2 Nieroacutewnomierna praca miejskiej


3 Sieć zajmuje mniej miejsca (np pod

jezdnią)

3 Duże średnice i zagłębienia kanałoacutew

(kolizje z innym uzbrojeniem)

4 Mniejsze koszty przyłączy posesji (jeden

przykanalik)

4 Konieczność budowy przelewoacutew

burzowych zbiornikoacutew retencyjnych

5 Mniejsze koszty budowy i eksploatacji 5 Niebezpieczne dla środowiska skutki

przepełnień kanałoacutew ndash wylewoacutew

6 Brak błędnych przyłączy (jedna sieć) 6 Gnilne zapachy ze studzienek i

wpustoacutew

36

System kanalizacji rozdzielczej

Zalety Wady

1 Efektywniejszy proces oddzielnego

oczyszczania ściekoacutew

1 Praktycznie podwoacutejna sieć

2 Bardziej roacutewnomierna praca oczyszczalni

ściekoacutew

2 Skomplikowany układ sieci (kolizje

kanałoacutew ściekowych z deszczowymi)

3 Mniejsze średnice kanałoacutew ściekowych

(większe prędkości przepływu)

3 Podwoacutejny pas zabudowy terenu

4 Mniejsze zagrożenie środowiskowe

wylewoacutew z kanałoacutew deszczowych

4 Większe koszty przyłączy

5 Możliwość etapowania budowy kanalizacji

(np najpierw ściekowa poacuteźniej deszczowa)

5 Występowanie błędnych podłączeń

(np kanałoacutew ściekowych do kanałoacutew

deszczowych lub odwrotnie)

6 Możliwość przebudowy na kanalizację

poacutełrozdzielną ndash dobudowa separatoroacutew

6 Najczęściej większe koszty budowy

i eksploatacji

Na wyboacuter systemu kanalizacyjnego wpływ mają następujące czynniki [1]

Istniejąca sieć hydrograficzna (rzeki potoki kanały otwarte) rozwinięta - sprzyja

wyborowi kanalizacji rozdzielczej

Wielkość odbiornikoacutew ściekoacutew i ich zdolność do samooczyszczania się duże rzeki

sprzyjają kanalizacji ogoacutelnospławnej

Ilość i rodzaj ściekoacutew ndash zwłaszcza przemysłowych (podczyszczonych na terenie

zakładu) ndash czy mogą być odprowadzane przez przelewy najczęściej nie ndash sprzyja

kanalizacji rozdzielczej

Gęstość zabudowy terenu zwarta zabudowa sprzyja kanalizacji ogoacutelnospływowej

Możliwości finansowe w przypadku konieczności etapowania inwestycji ndash sprzyja


Czynniki przemawiające za wyborem kanalizacji ogoacutelnospławnej

Brak rozwiniętej sieci hydrograficznej do odprowadzania woacuted deszczowych

Odbiornik gwarantuje samooczyszczanie się ndash możliwe zrzuty ściekoacutew z przelewoacutew

Gęsta zabudowa - znaczne uszczelnienie terenu

Analiza ekonomiczna innego wariantu (kosztoacutew budowy i eksploatacji) systemu

wskazuje na większe koszty

Czynniki przemawiające za wyborem systemu rozdzielczego bądź poacutełrozdzielczego

Rozwinięta sieć hydrograficzna ndash kroacutetkie kanały deszczowe

Brak możliwości zrzutu z przelewoacutew ściekoacutew mieszanych ndash małe odbiorniki

37

Luźna zabudowa - mniejsze uszczelnienie terenu mniejszy odpływ woacuted deszczowych

Większa pewność poprawnego działania z punktu widzenia ochrony środowiska (w

poroacutewnaniu do systemu ogoacutelnospławnego)

Możliwość etapowania inwestycji - z braku środkoacutew finansowych (najczęściej

większe koszty budowy i eksploatacji w poroacutewnaniu do systemu ogoacutelnospławnego)

342 ETAPOWANIE BUDOWY KANALIZACJI

System rozdzielczy częściowy - w I etapie budowa kanalizacji ściekowej Sprzyjają

temu następujące czynniki

Dostarczanie wody z sieci wodociągowej co przyczynia się do większego jej zużycia

przez odbiorcoacutew i konieczność odprowadzania większego strumienia ściekoacutew bytowo-

gospodarczych w poroacutewnaniu do braku wodociągu

Niski poziom woacuted podziemnych grunt przepuszczalny i duże spadki powierzchni terenu

w kierunku odbiornikoacutew

Luźna zabudowa małe uszczelnienie powierzchni terenu i duża infiltracja opadoacutew do woacuted

podziemnych

System rozdzielczy częściowy - w I etapie budowa kanalizacji deszczowej Sprzyjają

temu

Mniejsze wskaźniki odpływu ściekoacutew bytowo-gospodarczych (np brak wodociągu) i

możliwość ich gromadzenia w zbiornikach bezodpływowych (bądź z drenażem

rozsączającym) oraz wywożenia wozami asenizacyjnymi do oczyszczalni

Wysoki poziom woacuted podziemnych grunt słabo przepuszczalny i małe spadki powierzchni

terenoacutew

Brak naturalnych odbiornikoacutew woacuted deszczowych

Etapowanie budowy kanalizacji stosuje się obecnie rzadko głoacutewnie na terenach

pozamiejskich (wiejskich) Etap II realizowany jest najczęściej po okresie 10divide20 lat

W Europie odchodzi się obecnie od idei pełnego odwodnienia terenoacutew zurbanizowanych

tj odprowadzania do kanalizacji deszczowej bądź ogoacutelnospławnej wszystkich woacuted

opadowych

Prawidłowa gospodarka wodna w zlewniach rzek powinna polegać na pozostawianiu

na miejscu (w zlewni) jak największej ilości bdquoczystychrdquo woacuted deszczowych aby zapobiec

trwałemu obniżaniu się poziomoacutew woacuted podziemnych

Przyczynia się to też do lepszej ochrony przeciwpowodziowej miast - mniejsze

maksymalne stany i przepływy wody w rzekach [1]

38

4 KWANTYFIKACJA ZMIAN KLIMATU DO

WYMIAROWANIA ODWODNIEŃ TERENOacuteW

41 ZAGROŻENIA WYNIKAJĄCE ZE ZMIAN KLIMATU

W Polsce podobnie jak w innych krajach Europy i świata obserwowane są zmiany

klimatu przejawiające się głoacutewnie wzrostami

średniej rocznej temperatury powietrza

intensywności opadoacutew atmosferycznych i

częstości występowania zdarzeń ekstremalnych (min susze powodzie huragany

trąby powietrzne)

Wzrost średniej rocznej temperatury powietrza odnotowywany jest we wszystkich

regionach kraju Według raportu Międzyrządowego Zespołu ds Zmian Klimatu

(IPCC2007) tylko w okresie 1960-2005 (46 lat) nastąpił wzrost średniej rocznej temperatury

globu o 074 degC Przyrost temperatury wynioacutesł więc już około 016 degC na dekadę Natomiast

poziom moacuterz i oceanoacutew na przestrzeni lat 1901-2010 podnioacutesł się o 019 m (IPCC2014)

Przyczyna ocieplania się klimatu ndash paradoksalnie największy przyrost temperatury

obserwuje się w zimie nie jest w pełni rozpoznana i budzi wciąż kontrowersje (tzw efekt

cieplarniany wywołany głoacutewnie emisją pary wodnej i CO2 do atmosfery) Bezsprzecznie

wzrost temperatury powietrza wywołuje istotne zmiany w cyrkulacji wody w cyklu

hydrologicznym (parowanie ndash kondensacja ndash opad) i nasilenie się występowania zwłaszcza w

ostatnich dziesięcioleciach ekstremalnych zjawisk pogodowych takich jak susze czy

powodzie

Według prognoz opartych na globalnym modelu klimatu w bieżącym stuleciu

temperatura powietrza może się podnieść o dalsze 17 oC do nawet 44

oC a na każdy stopień

wzrostu temperatury przewiduje się globalnie wzrost intensywności opadoacutew o około 7

Natomiast poziom moacuterz i oceanoacutew może się podnieść nawet o 10 m co zagraża już zalaniem

znacznych powierzchni przybrzeżnych (IPCC2014) Z powodu ocieplenia klimatu zmieni się istotnie struktura opadoacutew w Polsce w tym roczna

wysokość i częstość występowania ekstremalnych opadoacutew regionalnych Zmiany w

strukturze opadoacutew objawiają się min tym że kroacutetkie (pojedyncze) intensywne opady

deszczu będą ulegać przegrupowaniu w dłuższe nawet kilkudniowe okresy o sumie

wysokości znacznie wyższej niż dawniej

Przykładowo we Wrocławiu na przestrzeni ostatnich 5 pełnych dekad (1960-2009)

odnotowano

spadkowy trend rocznej wysokości opadoacutew

wzrostowy trend odnośnie liczby dni deszczowych w roku

wzrostowy trend intensywności opadoacutew o czasach trwania od 5 min do 3 dni - średnio

na poziomie 13 [1]

Wywoływane zmianami klimatu zagrożenia ludności i infrastruktury miast związane są

przede wszystkim z niedoborem bądź nadmiarem wody

39

Ryzyko zaistnienia niekorzystnych w skutkach zjawisk takich jak susza czy powoacutedź

określa się zwykle jako kombinację prawdopodobieństwa wystąpienia oraz miary ich

negatywnych skutkoacutew - najczęściej jako iloczyn miary zagrożenia i miary zawodności

(straty gospodarcze i społeczne)

Przewidywanie zagrożeń związanych z niskimi oraz wysokimi stanami i przepływami

woacuted w warunkach zmieniającego się klimatu jest niezbędne dla racjonalnej gospodarki

wodnej miast Dotyczy to zwłaszcza podstaw projektowania budowy i eksploatacji ujęć

wody (powierzchniowej i podziemnej) czy też odwodnień - kanalizacji deszczowej czy

ogoacutelnospławnej na terenach zurbanizowanych Obserwowanym efektem zmian klimatycznych i poza klimatycznych jest zjawisko

wzrostu temperatury powietrza w miastach w stosunku do terenoacutew otaczających ndash tzw

Miejska Wyspa Ciepła MWC jest wynikiem min uwalniania się ciepła w środowisku

miejskim z procesoacutew przemysłowych i komunalnych ktoacutere modyfikują lokalnie warunki

meteorologiczne Związany z niedoborem wody w miastach spadek wilgotności gleby

przejawia się przede wszystkim przesuszeniem zieleni miejskiej co ogranicza możliwości

terenoacutew biologicznie czynnych w łagodzeniu wpływu wysokiej temperatury (rys 41)

Rys 41 Prądy konwekcyjne i opady w rejonie miejskiej wyspy ciepła [wwwwikipediapl]

Zagrożenia wynikające z warunkoacutew termicznych w miastach (MWC) wzrastają na ogoacuteł

liniowo wraz ze wzrostem wielkości miast Przeciętnie intensywność oddziaływania MWC

charakteryzują lokalne przyrosty temperatury od wartości niewiele przekraczających 10 ordmC -

w małych miastach do około 25 ordmC - w dużych miastach Jednakże w dużych aglomeracjach

w przypadku wystąpienia upałoacutew ponad 35 oC roacuteżnica temperatury powietrza pomiędzy

miastem a terenami otwartymi może sięgać nawet 10 oC Skutkuje to już istotnym wzrostem

wskaźnika śmiertelności mieszkańcoacutew

Zagrożeniami w funkcjonowaniu sieci i obiektoacutew infrastruktury miast takich jak systemy

wodociągowe z ujęciami systemy kanalizacyjne z oczyszczalniami ściekoacutew czy składowiska

odpadoacutew związanymi z nadmiarem wody są głoacutewnie powodzie i podtopienia Według

prognoz opartych na pesymistycznym scenariuszu zmian klimatu (SRES A1B) przykładowo

woda stuletnia w państwach środkowej Europy będzie zdarzać się średnio częściej niż raz na

50 lat [1]

40

Powodzie zagrażają więc większości polskich miast - położonych w dolinach rzecznych

(powodzie rzeczne) i w strefie wybrzeża (powodzie sztormowe) Natomiast lokalne

podtopienia terenoacutew (powodzie miejskie) mogą wystąpić wszędzie najczęściej w efekcie

gwałtownych ulew bądź też długotrwałych intensywnych opadoacutew czy roztopoacutew Sprzyja

temu duże zagęszczenie zabudowy miejskiej oraz uszczelnienie powierzchni terenu

prowadzące do zmniejszenia bądź znacznego ograniczenia infiltracji woacuted opadowych do

gruntu

Zagrożenia i straty generowane powodziami miejskimi objawiają się lokalnymi wylewami

z kanałoacutew deszczowych czy ogoacutelnospławnych (zalewanie ulic piwnic) wskutek min

niedostatecznej przepustowości i retencji istniejących sieci kanalizacyjnych -

zwymiarowanych w przeszłości nieodpowiednimi obecnie metodami

Konieczna staje się więc modernizacja infrastruktury wodno-kanalizacyjnej na terenie całego

kraju (zwiększenie przepustowości sieci budowa zbiornikoacutew retencyjno-infiltracyjnych

obwałowań terenoacutew itp)

42 ROGNOZOWANE ZMIANY STRUKTURY OPADOacuteW W

PRZYSZŁOŚCI

421 TRENDY ZMIAN ROCZNYCH WYSOKOŚCI OPADOacuteW

Przykłady badań - prognoz

bull W Niemczech w XX wieku odnotowano ogoacutelny wzrost wysokości opadoacutew na poziomie

około 10 Jednak w środkowej i wschodniej części Niemiec wykazano zaroacutewno istotne

statystycznie trendy rosnące (np Jena) jak i malejące (np Goumlrlitz)

- wg Haumlnsel S Petzold S Matschullat J Precipitation Trend Analysis for Central Eastern Germany 1851ndash

2006 Bioclimatology and Natural Hazards 2009 vol 14

bull W Polsce analizowano trendy zmian rocznych wysokości opadoacutew (na 28 stacjach

IMGW) dla danych z lat 1951ndash2009 wykazano istotny statystycznie trend rosnący np

dla Rzeszowa ale też istotny trend malejący opadoacutew np na Śnieżce Ogoacutelnie przewaga

trendoacutew malejących

- wg Pińskwar I Projekcje zmian w ekstremach opadowych w Polsce Monografia KGW PAN 2010

bull Szczegoacutełowe badania szeregoacutew czasowych opadoacutew z okresu 60 lat (1954-2013) dla 4

stacji IMGW Kłodzko Legnica Opole i Wrocław - położonych w dorzeczu Goacuternej

Odry wykazały zmniejszanie się rocznej i sezonowej wysokości opadoacutew Dla Legnicy i

Opola trendy malejące były na wyższym poziomie istotności niż dla Kłodzka i Wrocławia

(zaroacutewno w przypadku regresji liniowej jak i testu Manna-Kendalla)

- wg Kaźmierczak B Kotowski A Wdowikowski M Analiza tendencji rocznych i sezonowych zmian wysokości

opadoacutew atmosferycznych w zlewni Goacuternej Odry Ochrona Środowiska 2014 vol 36 nr 3

41

Rys 11 Lokalizacja stacji meteorologicznych IMGW-PIB w zlewni Goacuternej Odry

Zagrożenia wynikające z niedoboru wody

Zasoby wodne Polski należą do najuboższych w Europie Ich wielkość w przeliczeniu na rok

i mieszkańca jest trzykrotnie mniejsza od średniej europejskiej 4560 m3 w Europie w Polsce

ndash tylko 1580 m3 Wg danych GUS znakomita większość ujmowanej wody - około 85

pochodzi z zasoboacutew woacuted powierzchniowych a 15 z zasoboacutew woacuted podziemnych

W przyszłości zwiększać się będzie ryzyko zagrożenia tzw suszami hydrologicznymi

pogłębiającymi w wieloleciu niedobory wody w miastach (niskie stany i przepływy)

422 TRENDY ZMIAN CZĘSTOŚCI WYSTĘPOWANIA

INTENSYWNYCH OPADOacuteW

Przykład badań - prognoz

We Wrocławiu na przestrzeni lat 1960-2009 stwierdzono wzrost intensywności opadoacutew

- o czasach trwania od 5 min do 3 dni - dla częstości występowania

C ge 1 rok o 8 - na poziomie istotności 69

C ge 2 lata o 13 - na poziomie istotności 75

C ge 5 lat o 43 - na poziomie istotności 98


C ge 1 rok C ge 2 lata

1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

h m

m

lata

1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

h m

m

lata

42

C ge 5 lat C ge 10 lat

1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

h m

m

lata

1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

h m

m

lata

Rys 12 Trendy zmian przedziałowych wysokości opadoacutew maksymalnych dla częstości

występowania C ge 1 C ge 2 C ge 5 oraz C ge 10 lat we Wrocławiu w okresie 1960-2009

- wg Kaźmierczak B Kotowski A The influence of precipitation intensity growth on the urban drainage

systems designing Theoretical and Applied Climatology 2014 vol 118 nr 1

Zagrożenia wynikające z nadmiaru wody

Według prognoz opartych na pesymistycznym scenariuszu zmian klimatu (IPCC2007 -

SRES A1B) przykładowo bdquowoda 100-letniardquo w państwach środkowej Europy będzie zdarzać

się średnio częściej niż raz na 50 lat

- wg Kundzewicz Z W Zmiany ryzyka powodziowego w Europie Sympozjum Paryż - Orlean 28-3003 2012

Powodzie zagrażają więc większości polskich miast - położonych w dolinach rzecznych -

powodzie rzeczne i w strefie wybrzeża - powodzie sztormowe (cofkowe)


Warszawa 2013

Lokalne podtopienia terenoacutew - powodzie miejskie mogą wystąpić wszędzie najczęściej w

efekcie gwałtownych ulew bądź też długotrwałych intensywnych opadoacutew czy roztopoacutew

Zagrożenia i straty (gospodarcze i społeczne) generowane powodziami miejskimi

objawiają się lokalnymi wylewami z kanałoacutew deszczowych czy ogoacutelnospławnych (zalewanie

ulic posesji piwnic) wskutek niedostatecznej przepustowości i retencji istniejących sieci

kanalizacyjnych - zwymiarowanych w przeszłości nieodpowiednimi obecnie metodami







wystąpienia wylania na powierzchnię terenu (tab 11) ndash także w przyszłości

43


wylania wg PN-EN 7522008 [1] Częstość deszczu

obliczeniowego

[1 raz na C lat]




wylania

[1 raz na C lat]






1 na 50

Biorąc pod uwagę obecną wiedzę na temat trendoacutew zmian klimatu do 2100 roku

dostosowanie typowych opadoacutew projektowych do wymiarowania i modelowania odwodnień

terenoacutew (tab 11 divide 13) można dokonać poprzez korektę ich intensywności - krzywych IDF o

obecnych częstościach występowania lub zmieniając częstości występowania wspoacutełczesnych

opadoacutew projektowych Oznacza to że dzisiejsze intensywności opadoacutew należy zwiększyć o

około 20 dla C = 1 rok do około 50 dla C = 10 lat lub też częstości występowania

obecnych opadoacutew należy zredukować około 2 razy

Na tej podstawie opracowano wytyczne do identyfikacji przyszłych przeciążeń

hydraulicznych w systemach kanalizacyjnych Flandrii w Belgii [1]

W Niemczech zaproponowano korektę częstości opadoacutew projektowych przyjmowanych

obecnie do weryfikacji nadpiętrzeń i wylewoacutew - wg standardu DWA-A1182006

Przykładowo dla terenoacutew mieszkaniowych zaproponowano scenariusz opadoacutew C = 5 lat

zamiast C = 3 lata (wg tab 13) - do weryfikacji występowania przyszłych nadpiętrzeń oraz

scenariusz opadoacutew ekstremalnych o C = 100 lat - dla zapewnienia wymaganej obecnie

dopuszczalnej częstości wylewoacutew raz na 20 lat (wg tab 11)

Na tej podstawie Krajowy Urząd ds Środowiska w Bawarii wydał w 2009 roku zalecenie

odnośnie częstości opadoacutew do identyfikacji przyszłych przeciążeń kanalizacji deszczowej i

ogoacutelnospławnej w Poacutełnocnej Nadrenii-Westfalii co przedstawiono w tabeli 44

Tab 44 Zmiany do zaleceń DWA-A1182006 (wg tab 13) odnośnie scenariuszy opadoacutew do

identyfikacji przeciążeń systemoacutew kanalizacyjnych w przyszłości dla Poacutełnocnej Nadrenii-Westfalii

wg Merkblatt Nr 4332009 [1]


Częstości opadoacutew do symulacji

- nadpiętrzeń - wylewoacutew

[1 raz na C lat]

Tereny wiejskie 3 zamiast 2 50 zamiast 10

Tereny mieszkaniowe 5 zamiast 3 100 zamiast 20

Centra miast tereny usług i przemysłu 10 zamiast 5 100 zamiast 30

44

43 DZIAŁANIA PREWENCYJNE I ZARADCZE

431 Identyfikacja potencjalnych przeciążeń systemoacutew kanalizacyjnych w przyszłości

Z powodu globalnych regionalnych i lokalnych zmian klimatycznych w przyszłości

wystąpi jeszcze więcej ekstremalnych zjawisk opadowych ktoacutere będą powodować lokalne

szkody na terenach zurbanizowanych Odpowiednie działania prewencyjne i zaradcze w celu

zminimalizowania negatywnych skutkoacutew takich zdarzeń w przyszłości są już dziś pilnie

potrzebne bowiem budowane obecnie systemy odwodnień terenoacutew powinny sprawdzać się w

działaniu w horyzoncie czasowym 2100 roku

Tak więc wymiarując dzisiejsze systemy kanalizacyjne powinniśmy uwzględniać

prognozowane scenariusze zmian klimatycznych w przyszłości

Pierwszym etapem do identyfikacji przeciążeń kanałoacutew i obiektoacutew w przyszłości

powinna być symulacja działania istniejącego bądź nowoprojektowanego systemu

odwodnienia odnośnie nadpiętrzeń

Parametrami kryterialnymi do wykazania konieczności dostosowania danego systemu

odwodnienia do zmian klimatycznych mogą być objętość właściwa wylewoacutew (OWW)

stopień zatopienia studzienek (SZS) i stopień wykorzystania kanałoacutew (SWK) Wskaźnik OWW

(w m3ha) wynika z obliczonej objętości wylewoacutew z kanałoacutew (V w m

3) względem

uszczelnionej ndash zredukowanej powierzchni Fzr danej zlewni (w ha)

zrF

VOWW (46)

Wskaźnik SZS ujmuje stosunek liczby zalanych do powierzchni terenu studzienek (Nz) do

ogoacutelnej liczby studzienek (N) danego systemu lub tylko powiązanych wzajemnie jego części

N

NSZS

z (47)

Wskaźnik SWK pozwala na ocenę średniego ważonego stopnia wykorzystania

przepustowości hydraulicznej całej sieci danego systemu odwadniającego lub jego części

i

n

iproj

i

i

l

Q

Ql

SWK1

max

(48)

gdzie

Qmaxi - maksymalna obliczona wartość strumienia odpływu i-tego odcinka kanału m3s

Qproji - maksymalna projektowa wartość strumienia odpływu i-tego odcinka m3s

li - długość i-tego odcinka sieci kanalizacyjnej złożonej z n odcinkoacutew m

Wartości graniczne wskaźnikoacutew OWW SZS i SWK powinny być ustalane indywidualnie

dla danego systemu Przykład z [1] podano w tab 49

45

Tab 49 Parametry do oceny konieczności adaptacji kanalizacji do zmian klimatu Skala wartości wskaźnikoacutew

SWK [-]

00 02 04 06 08 10 12 14 16 18 2 gt2

SZS [-]

0 005 01 015 02 025 03 035 04 045 05 gt05

OWW [m3ha]

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 gt20

Potrzeba

dostosowania

brak średnia duża

W przypadku gdy zidentyfikowane zostaną lokalne przeciążenia systemu (wg scenariuszy

z tab 44) konieczne są dalsze analizy ryzyka podatności Można tego dokonać na podstawie

ocen GIS ilub in-situ a w przypadku stwierdzenia rozległych przeciążeń niezbędna staje się

dodatkowa symulacja działania systemu w połączeniu z cyfrowym modelem terenu

Zalecane jest to zwłaszcza w przypadku gdy co najmniej dwa kryterialne parametry oceny

(OWW i SZS lub SWK) wskazują na wysoką potrzebę adaptacji (tab 49) Szczegoacutełowa

analiza wynikoacutew symulacji pozwala na wytyczenie granic terenoacutew zalewowych a także na

specyfikację głębokości wody szybkości strumienia i objętości spływu wody

Dalsze kroki planowania powinny polegać na wskazaniu potencjalnych rezerwuaroacutew (np

zagłębień terenowych) do retencjonowania lub ewentualnie kierowania fali spływu

powierzchniowego na tereny słabiej zagospodarowane (nieużytki ogrody działkowe boiska

sportowe) z ewentualnym zaleceniem podwyższenia krawężnikoacutew lub też budowy wałoacutew

przeciw powodziowych (trwałych bądź zastawkowych)

432 Zasady miejscowego zagospodarowania woacuted opadowych

Zagrożenia dla systemoacutew kanalizacyjnych wynikające ze zmian klimatu wywoływane są

zaroacutewno omoacutewionymi już czynnikami klimatycznymi (wzrost temperatury powietrza i

zmiany w strukturze opadoacutew) jak i poza klimatycznymi związanymi min ze zmianami

sposobu zagospodarowania czy użytkowania terenu

Na zmiany klimatu nakłada się więc wpływ szeregu procesoacutew urbanizacyjnych w tym

intensywna działalność gospodarcza i zajmowanie nowych obszaroacutew szczegoacutelnie wrażliwych

na skutki zmian klimatu (np obszary zalewowe) Wzrasta też na ogoacuteł udział powierzchni

nieprzepuszczalnych na terenach już zabudowanych

Naturalny obieg wody w przyrodzie charakteryzuje się roacutewnowagą pomiędzy zjawiskami

opadoacutew atmosferycznych a procesami spływu powierzchniowego infiltracji do gruntu (i do

woacuted podziemnych) oraz parowania do atmosfery Dynamiczna urbanizacja terenoacutew miejskich

przyczynia się do zwiększenia powierzchni uszczelnionych na obszarach do niedawna słabo

zagospodarowanych lub pokrytych roślinnością Skutkuje to zmianami intensywności spływu

powierzchniowego woacuted opadowych

Wielkość infiltracji woacuted opadowych do gruntu w warunkach naturalnych szacowana jest

zwykle na poziomie 80divide100 przy spływie powierzchniowym wynoszącym 20divide0

Rozwoacutej miast i związany z tym proces uszczelniania powierzchni burzy te proporcje W

zależności od stopnia urbanizacji spływ powierzchniowy może sięgać nawet powyżej 80

46

a naturalna infiltracja woacuted opadowych może zostać ograniczona do poziomu poniżej 20

(rys 47)

Rys 47 Spływ powierzchniowy i podziemny woacuted opadowych w zależności

od stopnia urbanizacji terenu [httplincolnnegov]

Zgodnie z zasadą zroacutewnoważonego rozwoju prawidłowa gospodarka wodna na

terenach zurbanizowanych powinna polegać na zagospodarowaniu jak największej objętości

bdquoczystychrdquo woacuted opadowych tak aby

zmniejszyć i opoacuteźnić spływ powierzchniowy woacuted do odbiornikoacutew oraz

zapobiec obniżaniu się poziomoacutew woacuted podziemnych w miastach

Wykorzystuje się w tym celu procesy retencji infiltracji i ewapotranspiracji w takich

obiektach jak zbiorniki retencyjno-infiltracyjne naturalne niecki terenowe czy lansowane

ostatnio tzw zielone dachy [1] Unikać przy tym należy generalnie nadmiernego

uszczelniania powierzchni terenu (stosować np utwardzanie ażurowe) Przyczyni się to w

bezpośredni bądź pośredni sposoacuteb do ochrony terenoacutew zurbanizowanych przed powodziami

miejskimi ndash wylewami z kanałoacutew

Wodyścieki opadowe (deszczowe i roztopowe) pochodzące z zanieczyszczonych

uszczelnionych powierzchni terenoacutew zurbanizowanych przed wprowadzeniem ich do gruntu

powinny być podczyszczane Wynika to z Rozporządzeń Ministra Środowiska (RMŚ) z

2006 i 2014 roku Nie dotyczy to woacuted opadowych pochodzących z niezanieczyszczonych

uszczelnionych powierzchni ndash jako umownie bdquoczystychrdquo (np z dachoacutew na terenach

mieszkaniowych)

Infiltracja z retencją powierzchniową stosowana jest na terenach zielonych Najczęściej

wykorzystuje się do tego celu naturalne zagłębienia terenu jako tzw niecki rozsączające w

ktoacuterych napełnienie wodą nie przekracza zwykle 03 m Zbiorniki rozsączające to zazwyczaj

wyprofilowane zagłębienia terenu w ktoacuterych napełnienie wodą nie przekracza 10 m

Poprawę zdolności chłonnych zbiornikoacutew oraz efektoacutew samooczyszczania woacuted

opadowych można uzyskać poprzez obsianie dna i skarp odpowiednio dobranymi

mieszankami traw i innej roślinności

47

Infiltracja z retencją podziemną - rozsączanie podziemne woacuted opadowych może się

odbywać poprzez skrzynki czy komory rozsączające oraz studnie czy drenaże chłonne (rys

48)

a) b) c)

Rys 48 Schematy przykładowych urządzeń do rozsączania podziemnego woacuted deszczowych

a) skrzynki rozsączające b) komora rozsączająca c) studnia chłonna

Skrzynki rozsączające umieszcza się zwykle w odpowiednio głębokich wykopach w

ktoacuterych wykonuje się warstwę drenażową - o dużej wartości wspoacutełczynnika filtracji

Komory rozsączające charakteryzują się na ogoacuteł bardziej wytrzymałą konstrukcją nośną

w stosunku do skrzynek rozsączających Są najczęściej stosowane do odwadniania dużych

powierzchni

Studnie i drenaże chłonne znajdują zastosowanie przy braku naturalnych odbiornikoacutew i

przy ograniczonych możliwościach zastosowania urządzeń o większej powierzchni infiltracji

5 METODY BILANSOWANIA STRUMIENI ŚCIEKOacuteW

51 ŚCIEKI BYTOWO-GOSPODARCZE I PRZEMYSŁOWE

Grawitacyjne kanały ściekowe (w żargonie bdquosanitarnerdquo) są wymiarowane na

maksymalny godzinowy strumień objętości ściekoacutew bytowo-gospodarczych i

przemysłowych przy uwzględnieniu dodatkowo strumienia woacuted przypadkowych w tym

infiltracyjnych oraz rezerwy na przyszłościowy rozwoacutej

Podstawą bezpiecznego projektu kanalizacji bytowo-gospodarczej ilub przemysłowej jest

właściwy bilans strumieni ściekoacutew Obecnie odstępuje się często od sporządzania

szczegoacutełowych bilansoacutew wodnych na rzecz bilansoacutew opartych na wskaźnikach scalonych ndash

na perspektywę ge 50 lat

Bilans odpływu ściekoacutew bytowo-gospodarczych oraz przemysłowych opracować można

wg podobnej metodyki - jak bilans zapotrzebowania na wodę

48

Ogoacutelnie średnie dobowe w roku (Qdśr) zużycie wodyodpływ ściekoacutew (w m3d) wynosi

idisrd QQ

365

1365

1

(51)

Rys 51 Nieroacutewnomierność poboru wody bądź odpływu ściekoacutew w roku (0274=100365 d)

Wspoacutełczynnik nieroacutewnomierności dobowej (Nd) i odpływ maksymalny dobowy odpływ

ściekoacutew (Qdmax) wynosi

ddsrd

dsr

dd NQQ

Q

QN max

max (52)

Wspoacutełczynnik nieroacutewnomierności godzinowej (Nh) i odpływ maksymalny godzinowy

odpływ ściekoacutew (Qhmax) w dobie o Qdmax wynosi

hhsrh

d

h

hsr

hh NQQ

Q

Q

Q

QN max

max

maxmax 24 (53)

Rys 52 Nieroacutewnomierność odpływu ściekoacutew w dobie (4167=10024 h)

Stąd ogoacutelnie maksymalny godzinowy strumień objętości ściekoacutew (w dm3s) wyniesie

86400max srdhdh QNNQ (54)

Wielkość zużycia wody w danej jednostce osadniczej określić można najdokładniej na

podstawie zarejestrowanego poboru wody (z wodomierzy) Odpływ ściekoacutew bytowo-

gospodarczych czy przemysłowych jest mniejszy od 100 - zarejestrowanego poboru wody i

ma mniejszą nieroacutewnomierność godzinową (retencja sieci) w stosunku do poboru wody w

tym przesuniętą w czasie (rys 53)

49

Rys 53 Nieroacutewnomierność poboru wody i odpływu ściekoacutew w dobie

Dotychczasowe wytyczne techniczne projektowania (WTP) kanalizacji z roku 1965 a

zwłaszcza zalecenia Instytutu Kształtowania Środowiska (IKŚ) z 1978 r ndash straciły swą

aktualność co do wartości wskaźnikoacutew zużycia wody i odpływu ściekoacutew z gospodarstw

domowych

Były mocno przeszacowane podawały bardzo duże wartości wskaźnikoacutew qj zużycia

wody w przeliczeniu na mieszkańca i dobę (- nawet 300 dm3d na Mk)

Obecnie bdquoobowiązująrdquo zalecenia wg Rozporządzenia Ministra Infrastruktury z 2002

roku znacznie niższe - przeciętne bdquonormy zużycia wodyrdquo w gospodarstwach domowych

(bdquomieszkalnictwordquo ndash wg tab 51)

Tab 51 Wskaźniki zapotrzebowania na wodę w miastach

Elementy zagospodarowania

przestrzennego

terenu zurbanizowanego

Jedno-

stka

Wskaźnik

zużycia wody qj

dm3d

Wspoacutełczynnik

nieroacutewnomierności

dobowej Nd

1 Mieszkalnictwo

- wielorodzinne kl I

i jednorodzinne wg kl II

klasy wyposażenia kl III

instalacyjnego kl IV

mieszkań kl V

Mk

Mk

Mk

Mk

Mk

140divide160

80divide100

70divide90

50divide60

30

15divide13

15divide13

2divide15

2divide15

2divide15

2 Usługi ogoacutelnomiejskie

3 Komunikacja zbiorowa

4 Mycie ulic i placoacutew

5 Podlewanie zieleni miejskiej

Mk

Mk

Mk

Mk

60

4

10

10

13

12

24

60

6 Tereny przemysłowo-składowe

- wskaźnik na mieszkańca

- przemysł niewodochłonny

- przemysł wodochłonny

Mk

m3d∙ha

m3d∙ha

70

30 divide 100

100 divide 500

115

115

115

I klasa - pełne wyposażenie instalacyjne mieszkań z dostawą ciepłej wody użytkowej z zewnątrz

II klasa - pełne wyposażenie instalacyjne mieszkań z lokalnym źroacutedłem ciepłej wody użytkowej

III klasa - niepełne wyposażenie instalacyjne mieszkań z lokalnym źroacutedłem ciepłej wody użytkowej

IV klasa - wodociąg ubikacja bez łazienki

V klasa - wodociąg bez ubikacji i łazienki brak kanalizacji

niższe wartości dotyczą przypadku braku sieci kanalizacyjnej - zbiorniki bezodpływowe

zaniżone wartości (w II klasie) - niezgodne z badaniami zużycia wody w miastach

50

UWAGA Zaznaczyć jednak należy że zalecenia wg RMŚ z 2002 r dotyczą głoacutewnie

rozliczeń ryczałtowych w sytuacji braku pomiaru zużycia wody przez odbiorcoacutew do czego

ograniczała się delegacja ustawowa dla ministra na podstawie Ustawy z dnia 7 czerwca 2001

r o zbiorowym zaopatrzeniu w wodę i zbiorowym odprowadzaniu ściekoacutew (Dz U Nr 72)

Metodyka bilansoacutew ściekoacutew Najpierw bilansuje się średnie dobowe (w m3d)

zapotrzebowanie na wodę w poszczegoacutelnych elementach zagospodarowania przestrzennego

(tab 51) posługując się liczbą mieszkańcoacutew (Mk) miastaosiedla i wskaźnikiem średniego

dobowego zapotrzebowania na wodę (qj)

Qd śr = 0001

6

1i

q j middot Mk (55)

gdzie

qj - wskaźnik dobowego zużycia wody przez mieszkańca w dm3d (tab 51)

a następnie oblicza się maksymalny dobowy strumień odpływu ściekoacutew (w m3d) z wzoru

Qd max śc = Σ (Qd śr middot Nd middot η) (56)

lub

Qd max śc =0001 Σ (qj middot Mk middot Nd middot η) (57)

gdzie

Nd ndash wspoacutełczynnik nieroacutewnomierności dobowej (tab 51)

η ndash wspoacutełczynnik zmniejszający - określający strumień odpływu ściekoacutew

Przyjmuje się więc że odpływ ściekoacutew jest mniejszy od poboru wody wodociągowej o

wartość mnożnika

η = 095 dla mieszkalnictwa i usług ogoacutelno miejskich (urzędoacutew szkoacuteł szpitali itd)

η = 10 dla komunikacji zbiorowej

η = 025divide050 dla mycia ulic i placoacutew - w kanalizacji ogoacutelnospławnej oraz η = 0 - w

kanalizacji rozdzielczej (kanały ściekowe) ndash niezgodne z rzeczywistością

η = 0 dla podlewania zieleni miejskiej (woda nie trafia do kanalizacji)

η = 085 dla terenoacutew przemysłowo-składowych

Przyjmując za podstawę obliczony maksymalny dobowy odpływ ściekoacutew Qd max śc =

100 w poszczegoacutelnych elementach zagospodarowania przestrzennego (poz 1divide4 i 6 - tab

51) sporządza się histogramy odpływoacutew godzinowych ściekoacutew - wykorzystując

dotychczasowe (z braku aktualnych) modele symulacyjne zapotrzebowania na wodę tj

rozbioroacutew w poszczegoacutelnych godzinach doby - wg tab 52

51

Tab 52 Modele symulacyjne rozkładoacutew godzinowych zapotrzebowania na wodę w dobie

maksymalnej i wartości wspoacutełczynnikoacutew (η) określających dobowy odpływ ściekoacutew [1]

Godziny

od - do

Elementy zagospodarowania przestrzennego terenu zurbanizowanego Mieszkalnictwo Usługi

ogoacutelno-

miejskie

Komunika-

cja zbiorowa

Mycie ulic i

placoacutew

Podlewanie

zieleni

Tereny

przemy-

słowe wieloro-

dzinne

jedno-

rodzinne

0 ndash 1 125 135 100 - 625 - 050

1 ndash 2 085 065 100 1650 625 - 050

2 ndash 3 085 065 100 1650 625 - 050

3 ndash 4 085 065 100 1650 625 - 050

4 ndash 5 210 085 100 1650 625 1250 050

5 ndash 6 250 (300) 300 100 - 625 1250 050

6 ndash 7 545 (625) 515 100 - - 1250 875

7 ndash 8 625 (545) 475 200 - - 1250 875

8 ndash 9 495 (445) 445 300 - - - 875

9 ndash 10 440 420 700 850 - - 875

10 ndash 11 420 340 1000 850 625 - 875

11 ndash 12 405 340 1200 850 625 - 875

12 ndash 13 390 340 1200 850 625 - 875

13 ndash 14 430 400 1200 - 625 - 875

14 ndash 15 440 420 1000 - - - 325

15 ndash 16 475 380 700 - - - 325

16 ndash 17 565 435 300 - - - 325

17 ndash 18 530 500 300 - - 1250 325

18 ndash 19 565 685 300 - 625 1250 325

19 ndash 20 630 915 300 - 625 1250 325

20 ndash 21 660 900 200 - 625 1250 325

21 ndash 22 680 745 200 - 625 - 325

22 ndash 23 545 550 100 - 625 - 050

23 ndash 24 320 480 100 - 625 - 050

Suma 100 100 100 100 100 100 100

η 95 95 95 100 0 divide 50 0 85

- przy założonej przeciętnej zmianowości I zmiana - 70 II zmiana - 26 III zmiana - 4

( ) - wartości dla miast o przewadze funkcji przemysłowych

Zsumowanie odpływoacutew godzinowych ściekoacutew z wszystkich elementoacutew

zagospodarowania (w danej godzinie w dobie maksymalnej) prowadzi do określenia

największej wartości Qh max śc (najczęściej występującej w godzinach rannych 600

divide 800

lub

wieczornych - 1900

divide 2200

) ktoacutera jest podstawą doboru średnic kanałoacutew ściekowych

Bilanse odpływu ściekoacutew bytowo-gospodarczych i przemysłowych opracowuje się

najczęściej na perspektywę ge 50 lat Należy uwzględnić planowane zagospodarowanie

przestrzenne terenoacutew w tym liczbę mieszkańcoacutew rodzaj przemysłu oraz usług w danych

jednostkowych osadniczych Decydujący o wielkości odpływu ściekoacutew jest zwykle udział

mieszkalnictwa (wielo- i jednorodzinnego) ndash zwykle 60divide80 Qd max śc

52

Wg danych ATV-DVWK-A11819992006 średnie dobowe zużycie wody przez

mieszkańca łącznie z usługami kształtuje się w Niemczech na poziomie od 80 do 200 dm3d

Odpowiednio w Polsce wg danych z tabeli 51 wynosi od 90 dm3d do 220 dm

3d

Przeciętnie w polskich miastach szacowane jest obecnie na poziomie 130 dm3dmiddotMk i

maleje wraz ze wzrostem liczby wodomierzy co jest skutkiem oszczędnego gospodarowania

wodą - min likwidacji przeciekoacutew z zaworoacutew spłuczek większej liczby zmywarek do

naczyń pralek montażu kabin natryskowych zamiast wanien kąpielowych itd

UWAGA W przypadku terenoacutew wiejskich nie przekracza na ogoacuteł 100 dm3dmiddotMk

Z braku danych w polskiej literaturze można posługiwać się wytycznymi niemieckimi

(ATV A-118) ktoacutere na perspektywę 2050 roku przewidują wskaźnik scalony [1]

qbg = 0004 divide 0005 dm3s na mieszkańca

- jako maksymalny godzinowy strumień ściekoacutew bytowo-gospodarczych - miarodajny do

wymiarowania miejskich kanałoacutew ściekowych

Na tej podstawie strumień Qbg (w dm3s) wynosi

Qbg = qbg middot Z middot Fbg (58)

gdzie

Z - gęstość zaludnienia Mkha

Fbg - powierzchnia zlewni ściekoacutew bytowo-gospodarczych ha

Zaludnienie terenoacutew (Z) kształtuje się najczęściej od 20 Mkha - tereny wiejskie o luźnej

zabudowie do 300 Mkha - centra miast

Odnośnie terenoacutew przeznaczonych na przemysł można tutaj roacutewnież posługiwać się

wskaźnikami scalonymi wg ATV A-118 skąd Qp (w dm3s)

ppp FqQ (59)

gdzie

qp(n) = 02divide05 dm3s ha - dla przemysłu niewodochłonnego

(wg polskich wytycznych (tab 51) qp(n) = 03divide12 dm3s ha)

qp(w) = 05divide10 dm3s ha - dla przemysłu wodochłonnego

(wg polskich wytycznych (tab 51) qp(w) = 12divide58 dm3s ha)

Fp ndash powierzchnia terenoacutew przemysłowych ha

Ogoacutelnie wartość Qp zależny od branży technologii produkcji czasu pracy -

zmianowości i liczby pracownikoacutew itp Przemysł może mieć też istotny wpływ na

nieroacutewnomierność godzinową odpływu ściekoacutew (rys 54)

Polskie dotychczasowe wytyczne znacznie przeszacowują racjonalnie uzasadnione

potrzeby wodne zwłaszcza przemysłu wodochłonnego w poroacutewnaniu do państw unijnych

53

UWAGA Odpływ ściekoacutew z terenoacutew przemysłowych może być większy niż

zarejestrowany poboacuter wody wodociągowej Zakłady posiadają często własne ujęcia

wody Woacutewczas ilość i nieroacutewnomierność odpływu ściekoacutew przemysłowych ustalać

należy na podstawie ankiet ilub pomiaroacutew

Rys 54 Wpływ zmianowości pracy w przemyśle na nieroacutewnomierność godzinową odpływu ściekoacutew

52 WODY PRZYPADKOWE

Szczegoacutełowe ustalenie strumieni ściekoacutew miarodajnych do wymiarowania kanałoacutew

powinno uwzględniać dodatkowo dopływ woacuted przypadkowych tj głoacutewnie infiltracyjnych i

opadowych

Wskutek niestarannego wykonania kanałoacutew oraz starzenia się materiałoacutew dochodzi do

braku szczelności kanałoacutew co powoduje

- infiltrację woacuted podziemnych do wnętrza kanałoacutew bądź też

- eksfiltrację ściekoacutew do gruntu i skażenie woacuted podziemnych

Tabela 53 Możliwe składowe woacuted przypadkowych w zależności od rodzaju kanałoacutew

wg ATV A-11819992006 [1]

Kanał ogoacutelnospławny Kanał deszczowy Kanał ściekowy (bdquosanitarnyrdquo) - infiltrujące wody podziemne

(nieszczelności)

- infiltrujące wody podziemne

(nieszczelności)


(nieszczelności)

- dopływające wody drenażowe i

źroacutedlane

- dopływające wody drenażowe

źroacutedlane oraz powierzchniowe (ze

strumieni potokoacutew itp)


źroacutedlane

- dopływające ścieki (bdquosanitarnerdquo)

poprzez błędne podłączenia

- dopływające wody deszczowe

poprzez włazy studzienek i błędne

podłączenia

54

Wg dotychczasowych polskich wytycznych technicznych z 1965 roku w przypadku gdy

dno kanału zagłębione jest pod zwierciadłem wody podziemnej dla H le 4 m (wg rys 55)

wartość infiltracji należało przyjmować

dla sieci osiedlowej qinf = 10 m3d km lub 05 divide 20 m

3d ha

dla sieci miejskiej

qinf = 10 m3d km lub 05divide20 m

3d ha - kanały murowane i tworzywowe


3d ha - kamionkowe


3d ha - betonowe

Rys 55 Zagłębienie kanału względem zwierciadła wody podziemnej

Przy zagłębieniu kanałoacutew H gt 4 m należało zwiększyć qinf o 20 co 1 m powyżej 4 m

(Dla przykładu dla H = 6 m i kanału miejskiego z kamionki qinf = 14 middot 30 = 42 m3d km)

UWAGA Obecnie wykonuje się proacuteby szczelności nowych kanałoacutew - przy odbiorze

technicznym - mniejsza infiltracja w przyszłości

Wody przypadkowe to obok infiltracyjnych głoacutewnie wody deszczowe dopływające do

kanałoacutew ściekowych (podczas pogody deszczowej) przez

otwory wentylacyjne we włazach studzienek kanalizacyjnych

błędne podłączenia np rynien dachowych wpustoacutew podwoacuterzowych itp

Wielkość dopływu woacuted przypadkowych zależy od charakterystyki miastaosiedla (rodzaju

materiału kanałoacutew jakości wykonania i wieku kanałoacutew oraz zagłębienia pod zwierciadłem

wody podziemnej spadkoacutew powierzchni terenu rodzaju nawierzchni droacuteg itp)

Można ją oszacować przez pomiar strumienia przepływu ściekoacutew bytowo-gospodarczych

i przemysłowych w godzinach nocnych - przy odciętym dopływie wody wodociągowej

podczas pogody deszczowej i bezdeszczowej

Na podstawie wytycznych niemieckich ATV A-11819992006 zaleca się przyjmowanie

następujących wartości wskaźnikoacutew

55

qinf [005 015] dm3s∙ha - dla infiltracji (wg polskich wytycznych dla H le 40 m

wskaźnik ten wynosił qinf = 0006divide010 dm3s ha )

qwd [02 07] dm3s∙ha - dla dopływu woacuted deszczowych (nie uwzględniany w

dotychczasowych polskich wytycznych )

czyli łącznie

qprzyp [025 085] dm3s∙ha - do wymiarowania kanałoacutew ściekowych

53 ZALECANE WYPEŁNIENIA KANAŁOacuteW ŚCIEKOWYCH

Dotychczas w Polsce (wg WTP z 1965 r) błędnie przyjmowano ryczałtowo strumień

woacuted przypadkowych w tym infiltracyjnych z rezerwą na przyszłościowy rozwoacutej w

wysokości 100 Qh max śc tj ściekoacutew bytowo-gospodarczych i przemysłowych a wymiar

kanału dobierano na 2Qh max śc - do całkowitego wypełnienia kanału

Zmienione zasady projektowe z 1983 roku [IKŚ] zalecały przyjmowanie wypełnień

względnych kanałoacutew ściekowych hD le 06 (tj do 60 średnicy) dla kanałoacutew o średnicach D

lt 10 m ale dla miarodajnego (maksymalnego godzinowego) strumienia samych ściekoacutew Q

= Qbg + Qp czyli do 67 obliczeniowej przepustowości całkowitej (Qo = 100) kanału

kołowego

Tym samym ograniczono rezerwę przepustowości takich kanałoacutew ndash łącznie na wody

przypadkowe i infiltracyjne oraz na przyszłościowy rozwoacutej - z ok 50 do ok 33 (rys

56) przepustowości całkowitej (Qo) Prowadzi to do niedowymiarowania średnic kanałoacutew

Rys 56 Przykładowe krzywe sprawności hydraulicznej kanału kołowego (QQo od hD)

Wypracowane w Niemczech zasady wymiarowania kanałoacutew ściekowych są

poprawniejsze bowiem rezerwa bezpieczeństwa przepustowości kanałoacutew ściekowych (na

przyszłościowy rozwoacutej) jest uwzględniana dopiero po wyznaczeniu miarodajnego odpływu

ściekoacutew Qśc tj łącznie ściekoacutew bytowo-gospodarczych i przemysłowych oraz woacuted

przypadkowych (- infiltracyjnych i nieuniknionego dopływu woacuted deszczowych)

56

Tak więc miarodajny strumień objętości ściekoacutew wyznacza się dla 4 składowych

dopływu

Qśc = Qbg + Qp + Qinf + Qwd (511)

- a kanały ściekowe dobiera się na wypełnienie hD od 50 do 70 co odpowiada

przepustowości całkowitej (Qo = 100) przekroju kołowego od 50 do 83 (rys 56) czyli

pozostaje bdquoczystardquo rezerwa na przyszłościowy rozwoacutej od 50 do 17 Qo ndash w zależności od

ważności kanału ściekowego w systemie

Powstająca w ten sposoacuteb bdquonadwyżkardquo przepustowości kanału nie może być w żadnym

wypadku traktowana w kategorii bdquorozrzutnościrdquo lecz jako zabezpieczenie pewności działania

systemu (ochrony przed wylaniem) a także jako rezerwa rozwojowa do ewentualnego

wykorzystania w przyszłości

W ten sposoacuteb wymiarowanie staje się bardziej bezpieczne a jego rezultat daje się

potwierdzać w trakcie eksploatacji już istniejących systemoacutew

Przykład metodyczny 1

Podział zlewni miejskiej ściekoacutew bytowo-gospodarczych i przemysłowych na

powierzchnie cząstkowe przynależne do danego odcinka kanału ściekowego (A-B-C) i

obliczenia strumieni ściekoacutew miarodajnych do doboru średnic (rys 57)

Rys 57 Schemat podziału zlewni ściekoacutew na powierzchnie cząstkowe

Wymiar kanału na odcinku AB dobieramy na strumień miarodajny - maksymalny

godzinowy QB (w dm3s) - bezpośrednio przed węzłem B

QB = qbg middot Z middot sumFbg AB + [(qinf + qwd) middot sumFbg AB]

a wymiar kanału na odcinku BC na łączny strumień QC (na odcinkach AB i BC) -

bezpośrednio przed węzłem C

QC = QB + qbg middot Z middot Fbg BC + [(qinf + qwd) middot Fbg BC] + qpmiddot Fp BC + [(qinf + qwd) middot Fp BC]

57


Przyporządkowanie pośrednich średnic kanałoacutew na odcinkach kolektora A-B-C-D wg

rysunku 58

Kolektor ściekowy AD podzielono na 3 odcinki i obliczono miarodajne strumienie

ściekoacutew QB QC i QD

ndash dla odcinka AB ndash dla QB i spadku dna kanału ik1 dobrano D1 = 06 m

ndash dla odcinka BC ndash dla QC i spadku dna kanału ik2 dobrano D2 = 08 m

ndash dla odcinka CD ndash dla QD i spadku dna kanału ik3 dobrano D3 = 12 m

Do wyznaczenia położenia pośrednich średnic kolektora pomocny jest wykres Q = f(LAD)

na podstawie ktoacuterego zakładając proporcjonalny przyrost strumienia na długości kanału

można określić położenie innych średnic np D = 03 m D = 04 m D = 05 m i D = 10 m

Rys 58 Wykres metodyczny do określania pośrednich średnic kanałoacutew

UWAGA Spadek dna kanału o średnicy Di musi być odpowiedni dla tej średnicy (ik min ge 1Di)

6 PODSTAWY BILANSOWANIA WOacuteD OPADOWYCH

61 OGOacuteLNA CHARAKTERYSTYKA SPŁYWOacuteW OPADOWYCH

611 OPADY ATMOSFERYCZNE

Opady atmosferyczne w naszej szerokości geograficznej występują głoacutewnie w postaci

deszczu (ciekłej) oraz śniegu i gradu (stałej) Ze względu na odmienny charakter spływu tych

woacuted

natychmiastowy w przypadku deszczu

przesunięty w czasie w przypadku topnieniu śniegu czy lodu

do wymiarowania kanalizacji rozważane są wyłącznie opady deszczowe jako dające

największe chwilowe odpływy

Spływy woacuted pochodzące z topnienia śniegu czy lodu stwarzają problemy natury

jakościowej - są silnie zanieczyszczone min pyłami atmosferycznymi po długim okresie

zalegania na powierzchni terenu

58

Ogoacutelnie zjawisko opadoacutew deszczowych charakteryzują 3 parametry

intensywność deszczu I = ΔhΔt (zmiany wysokości opadu Δh w czasie Δt)

czas trwania deszczu t

zasięg terytorialny F

Intensywność deszczu nie jest stała w czasie jego trwania jak też w przestrzeni objętej

opadem

Deszcze wyjątkowo intensywne (tzw ulewne czy nawalne) zdarzają się rzadko (raz na kilka

czy raz na kilkanaście lat) trwają kroacutetko i mają mały zasięg terytorialny Przykład lokalne

bdquooberwanie chmuryrdquo

Deszcze mało czy średnio intensywne występują częściej trwają dłużej i obejmują większe

obszary Przykład opad regionalny typu bdquokapuśniaczekrdquo

Do wymiarowania systemoacutew kanalizacyjnych największe znaczenie mają intensywne a

więc maksymalne opady o czasie trwania do kilku godzin Wywołują one bowiem

największe przepływy w kanałach deszczowych czy ogoacutelnospławnych

UWAGA W kanalizacji posługujemy się częściej pojęciem jednostkowego natężenia

deszczu q w dm3s ha zamiast intensywności deszczu I = ΔhΔt w mmmin Między tymi

wielkościami zachodzi związek wynikający z przeliczenia jednostek miar

q = 16667∙I (63)

i odwrotnie I = q 16667

Zasięg deszczu (w km2) opisuje w przybliżeniu formuła Rosłońskiego dla I lt 5 mmmin

F = 5(5 ndash I)3

(64)

Przykładowo

- dla I = 1 mmmin (q = 167 dm3s ha) - F = 320 km

2 (- obszar dużego miasta np Wrocław)


2 (- mniejsze miasto)


2 (- dzielnica miasta)


2 (- osiedle mieszkaniowe)

612 POROacuteWNANIE ILOŚCIOWE SPŁYWOacuteW DESZCZOWYCH ZE ŚCIEKAMI

Nie cały opad na obszarze zurbanizowanym - zlewni deszczowej o powierzchni F spływa

do kanalizacji Część opadu deszczowego zwilża powierzchnie i wyparowuje część wypełnia

nieroacutewności terenu i wsiąka w grunt bądź też odpływa poza zlewnię zgodnie ze spadkiem

terenu Wielkość opadu ktoacutery nie stał się częścią spływu określa się jako straty

59

Tzw opad efektywny - dający spływ powierzchniowy związany jest ze zlewnią

zredukowaną Fzr (szczelną)

FFzr (65)

gdzie

ψ - wspoacutełczynnik spływu powierzchniowego ψ = (H ndash (E + straty))H ψ[0 1]

H - wysokość opadu normalnego (średniego rocznego z wielolecia min 30 lat) mrok

E - wysokość parowania terenowego mrok bdquostratyrdquo - głoacutewnie wsiąkanie mrok

Poroacutewnanie spływoacutew ściekoacutew i woacuted opadowych w czasie

Jednostkową wielkość spływu powierzchniowego z opadoacutew w okresie obliczeniowym np 1

roku z powierzchni zlewni F = 10 ha oszacować można (w m3rok) z wzoru

FHQ (66)

Przyjmując dla Polski opad normalny H = 06 m spływ woacuted opadowych z 1 ha powierzchni

przykładowej zlewni miejskiej przy średnim wspoacutełczynniku spływu ψ = 03 wyniesie

Odpływ ściekoacutew bytowo-gospodarczych z 10 ha zabudowy miejskiej przy przyjęciu

gęstości zaludnienia Z = 200 Mkha i wskaźnika odpływu ściekoacutew qj = 02 m3Mk∙d ndash wraz z

usługami wyniesie w roku

rokmha

haMk

dMkmdFZqQ j

rocz

ść

33

1460001200)(

20365365

Wynika stąd że roczny odpływ ściekoacutew bytowo-gospodarczych jest ok 8 razy większy od

odpływu woacuted opadowych

18180014600 rocz

op

rocz

ść QQ

Poroacutewnując jednak odpływy woacuted deszczowych i ściekoacutew w kroacutetkich okresach czasu - w

czasie trwania intensywnych opadoacutew (miarodajnych do wymiarowania kanałoacutew

ogoacutelnospławnych i deszczowych) powyższe relacje odwroacutecą się

Przykładowo przyjmując średnie natężenie deszczu np q = 100 dm3s ha przy średnim

wspoacutełczynniku spływu ψ = 03 otrzymamy z powierzchni 1 ha

sdmhahasdmFqQ sek

op

33

300130)(100

a maksymalny godzinowy odpływ ściekoacutew bytowo-gospodarczych przy Nd = 13 Nh = 20

qj = 200 dm3Mkmiddotd i Z = 200 Mkha wyniesie z powierzchni 1 ha

rokmmrokmFHQ rocz

op

32 1800100003060

60

sdmha

haMk

dMkdmFZqNNQ jhd

sek

ść

33

2186400

01200)(

20023186400

Wynika stąd stosunek 252130 sek

ść

sek

op QQ 1

(czasem nawet 1001 - przy bardzo rzadkich częstościach występowania intensywnych

opadoacutew)

62 POMIARY OPADOacuteW DESZCZOWYCH

621 DESZCZOMIERZE KLASYCZNE

Do rejestracji wysokości opadoacutew atmosferycznych powszechnie stosowany jest

deszczomierz Hellmanna (rys 62) Składa się z cylindrycznej osłony i 2 naczyń

montowanych na wysokości 10 m npt Naczynie goacuterne zakończone lejkiem kieruje opady

do naczynia dolnego - zbiornika Średnica wlotu wynosi 1596 cm stąd F = 200 cm2 Zwarta

budowa urządzenia zmniejsza parowanie Deszczomierze umieszczane są w okolicy

pozbawionej wysokich obiektoacutew drzew

Rys 62 Deszczomierz Hellmanna

Odczyty odbywają się raz na dobę (najczęściej o godz 7 rano) Woda przelewana jest

woacutewczas ze zbiornika do szklanej menzurki gdzie odczytuje się jej objętość skąd wysokość

opadu h = VF (10 mm wysokości opadu oznacza 10 dm3m

2)

Deszczomierz Hellmanna nie pozwala na śledzenie zmian intensywności opadoacutew w

czasie czy też rejestrację czasu trwania poszczegoacutelnych faz opadoacutew Do tych celoacutew służą (od

połowy XX wieku) pluwiografy pływakowe z graficznym zapisem zdarzeń na

pluwiogramach papierowych (rys 63) Dokładność pomiaru i zapisu takich urządzeń jest

rzędu 01 mm wysokości opadu tj 01 dm3m

2

61

Rys 63 Schemat pluwiografu pływakowego

622 DESZCZOMIERZE NOWEJ GENERACJI - BEZOBSŁUGOWE

Pluwiometry wagowe Istotną wadą klasycznych deszczomierzy jest ich uciążliwa

obsługa - codzienna w przypadku deszczomierza Hellmanna i co kilka dni w przypadku

pluwiografu pływakowego (w tym także obecnie konieczność digitalizacji zapisoacutew na

pluwiogramach papierowych do formatu cyfrowego do ich interpretacji czy archiwizacji)

Rozwoacutej automatyki elektroniki i radiotelefonii nowej generacji skutkował opracowaniem

nowych konstrukcji urządzeń do rejestracji opadoacutew deszczowych (ciekłych) i śnieżnych

(stałych) zwanych też pluwiointensometrami

Rys 64 Schemat pluwiointensometru wagowego

Pluwiointensometry wagowe pozwalają na rejestrację opadoacutew atmosferycznych (śniegu i

deszczu - opad łączny) z dokładnością do 001 mm wysokości opadu (h) Termostat z grzałką

umożliwia eksploatację urządzenia w okresach wczesnowiosennych i poacuteźnojesiennych ndash

przymrozki (rys 64) Pluwiogram w zapisie cyfrowym jest analogiczny do wyżej

omoacutewionego (papierowego) przesyłany może być drogą radiową do centrali

Pluwiometry korytkowe Deszczomierze z naczyniami wywrotnymi (korytkami)

stosowane są w automatycznych stacjach meteorologicznych min od 2007 r w sieci

62

IMGW-PIB - deszczomierze typu RG 50 firmy SEBA Wyposażone są w dwa na przemian

napełniane i oproacuteżniane zbiorniczki o małej pojemności (2 cm3)

Rys 65 Fragment zapisu opadu z dnia 7 VII 2009 r z deszczomierza SEBA na

stacji IMGW w Legnicy (suma wysokości opadu 1820

divide2255

ndash h = 387 mm)

Impulsy zadziałania rejestrowane są z dokładnością sekundową i wysyłane drogą radiową

do centrali w zapisie cyfrowym - w formie zestawień tabelarycznych wykresoacutew słupkowych

(hietogramoacutew) czy pluwiogramoacutew - przykład na rysunku 65 Jeden impuls odpowiada

opadowi o wysokości h = 01 mm (tj 01 dm3m

2)

623 DOKŁADNOŚĆ POMIAROacuteW OPADOacuteW I REPREZENTATYWNOŚĆ STACJI

Rejestratory elektroniczne mają istotne wady W odniesieniu do tradycyjnych

pluwiografoacutew pływakowych ktoacutere funkcjonują w zasadniczo niezmienionej postaci od

kilkudziesięciu lat urządzenia automatyczne są wrażliwe na zanieczyszczenia i ulegają często

rozregulowaniu a co za tym idzie ich wskazania stają się woacutewczas niemiarodajne

Rys 66 Deszczomierze na stacji meteorologicznej IMGW w Legnicy od lewej

pluwiografy pływakowy i korytkowy (SEBA) oraz deszczomierz Hellmanna

Przestawiając system pomiarowy wyłącznie na rejestrację elektroniczną nie można więc

zapominać o okresowych kontrolach i kalibracji tych urządzeń na podstawie tradycyjnych

metod i urządzeń pomiarowych (deszczomierz Hellmanna czy pluwiograf pływakowy)

63

63 CHARAKTERYSTYKA ILOŚCIOWA OPADOacuteW

631 KRZYWE WZORCOWE OPADOacuteW

O zjawisku (tzw reżimie) opadowym określonego obszaru decyduje

położenie geograficzne

odległość od moacuterz i oceanoacutew

ukształtowanie powierzchni i wyniesienie nad poziomem morza

pokrycie i sposoacuteb użytkowania terenu

Ekstremalnie intensywne opady występujące w warunkach polskich nie roacuteżnią się

znacząco pod względem zwłaszcza dobowych sum wysokości od notowanych w krajach

ościennych (położonych na granicy klimatu morskiego i kontynentalnego jak Niemcy czy

Czechy) podobnie jak i opady we Wrocławiu (na Strachowicach) w poroacutewnaniu do

Warszawy (na Bielanach) ndash tabela 62

Tab 62 Maksymalne wysokości opadoacutew (w mm) o czasie trwania od 5 minut do 72 godzin w

wybranych krajach Europy na tle Wrocławia (Strachowice) i Warszawy (Bielany)

Kraj

Miejscowość

Czas trwania opadu

minuty godziny doby

5 10 15 30 1 2 3 6 12 1 2 3

Polska 253 80 798 126 1761 1179 220 2218 - 300 428 557

Niemcy - 126 - 40 200 239 246 112 - 312 3799 458

Czechy 298 398 502 799 928 117 1266 1585 2036 3451 380 5367

Wrocław 131 187 247 329 353 577 619 631 642 801 1039 1169

Warszawa 206 219 28 366 408 495 504 57 68 801 1097 1133

Podstawową formą ilościowego opisu opadoacutew deszczowych są modele na zależność

intensywności I (mmmin) lub natężenia jednostkowego q (dm3s ha) bądź wysokości h (mm)

opadu od czasu jego trwania t i prawdopodobieństwa wystąpienia p lub zamiennie częstości

(powtarzalności) C opadu (lata) typu

( ) ( ) ( )I I t p q q t p h h t p (67)

Związek intensywności (czy natężenia jednostkowego) bądź wysokości opadu z czasem

jego trwania prezentowany jest najczęściej w postaci krzywych typu IDF (Intensity-Duration

Frequency) bądź krzywych typu DDF (Depth-Duration Frequency) dla roacuteżnych

prawdopodobieństw p (zamiennie częstości C) wystąpienia opadu Krzywe te stanowią

rodzinę hiperbol o ogoacutelnym roacutewnaniu

cbt

aI

n

)( (68)

w ktoacuterym a b c n - wspoacutełczynniki empiryczne zależne od prawdopodobieństwa pojawienia

się danego deszczu oraz od czynnikoacutew klimatycznych i fizjograficznych zlewni

64

Krzywe deszczy typu IDF czy DDF są tworami syntetycznymi ustalanymi na podstawie

materiału empirycznego Na ich podstawie tworzony jest opad blokowy - o stałej wartości

natężenia ktoacutery jest podstawą wymiarowania kanalizacji deszczowej i ogoacutelnospławnej tzw

metodami czasu przepływu

632 ZWIĄZEK NATĘŻENIA OPADU Z CZĘSTOŚCIĄ WYSTĘPOWANIA

Zależność pomiędzy natężeniem jednostkowym a czasem trwania deszczu o określonym

prawdopodobieństwie pojawiania się - czyli częstości występowania (tj powtarzalności w

latach) przedstawiono poglądowo na rysunku 68

Rys 68 Zależność (typu IDF) natężenia q od czasu trwania t deszczu o określonym

prawdopodobieństwie p pojawiania się - częstości występowania C

Prawdopodobieństwo (p) pojawienia się danego deszczu z częstością (C) jego

występowania ujmuje związek

C

p100

(69)

gdzie p ndash prawdopodobieństwo występowania deszczu wyrażane w (bądź w ułamku

woacutewczas p = 1C) określa ile razy w przeciągu 100-lecia zostanie osiągnięte lub

przekroczone dane natężenia deszczu q (w dm3s ha)

C ndash częstość pojawiania się deszczu wyrażana w latach oznacza że w danym C letnim

cyklu zdarzy się przynajmniej raz deszcz o natężeniu roacutewnym lub większym od q

stąd

p

C100

(610)

- co interpretujemy jako 1 raz na C lat

65

W krajach zachodniej Europy funkcjonuje pojęcie częstotliwości n występowania opadu

[6 201]

bdquoCzęstotliwośćrdquo df

C

n1

[1rok] (611)

- stąd fizykalnie n = p100 gdy p wyrazimy w oraz n = p gdy p wyrazimy w ułamku

Tab 63 Prawdopodobieństwo (p) częstotliwość (n) a częstość (C) występowania opadoacutew

Z przyczyn ekonomicznych systemy kanalizacyjne na terenach zurbanizowanych nie

mogą być tak projektowane aby w czasie dowolnie intensywnego deszczu zagwarantować

pełną ochronę terenu przed wylaniem

Nieopłacalne jest więc projektowanie kanalizacji na bardzo niskie prawdopodobieństwo

pojawienia się ekstremalnie intensywnych deszczy np o p = 001 = 1 tj zdarzających się

(teoretycznie) 1 raz na 100 lat gdyż średnice kanałoacutew byłyby woacutewczas bardzo duże i

niewykorzystywane przez dziesięciolecia

Nie można też za pomocą obliczeń w wiarygodny sposoacuteb określić fizycznie największego

(np o C = 100 lat) odpływu ze względu na stochastyczny tj losowy charakter opadoacutew

Do projektowania odwodnień terenoacutew brane są pod uwagę intensywne opady o

częstości występowania C [1 10] lat oraz o C [10 50] lat - do weryfikacji częstości

wylewoacutew

Wymagany standard odwodnienia terenu wg PN-EN 7522008 definiowany jest jako

przystosowanie systemu kanalizacyjnego do przyjęcia maksymalnych (prognozowanych)

strumieni woacuted opadowych z częstością roacutewną akceptowanej społecznie częstości wystąpienia

wylania z kanalizacji na powierzchnię terenu

64 MODELE OPADOacuteW DO PROJEKTOWANIA KANALIZACJI

641 MODELE OPADOacuteW O ZASIĘGU OGOacuteLNOPOLSKIM

Model Reinholda

W 1940 roku Reinhold opublikował zasady projektowania kanalizacji obiektoacutew

komunikacyjnych typu autostrady mosty i wiadukty przejścia i przejazdy pod ulicami czy

lotniska w ktoacuterych sformułował model fizykalny opadoacutew postaci [1]

Prawdopodobieństwo

występowania

deszczu p

Częstotliwość

występowania

deszczu n

Częstość

- powtarzalność

deszczu C

[] [-] [rok-1

] [1 raz na C lat] 100 1 1 1

50 05 05 2

20 02 02 5

10 01 01 10

5

1

005

001

005

001 20

100

66

368409

3836840

1

9

38 41154115

C

tq

ntqq (612)

gdzie

q - jednostkowe (maksymalne) natężenie deszczu dm3s ha

q151 - natężenie deszczu (wzorcowego) o czasie trwania t = 15 min i częstotliwości

występowania n = 1 rok-1

- czyli o częstości występowania C = 1 rok dm3s ha

t - czas trwania deszczu min

n - częstotliwość występowania deszczu o natężeniu q lub większym (n = 1C) rok-1

W modelu Reinholda przestrzenna zmienność natężenia opadoacutew (q) uzależniona była od

przyjmowanej wartości lokalnego natężenia deszczu wzorcowego (q151)

Po wojnie model Reinholda był powszechnie stosowany do projektowania kanalizacji w

państwach zachodnich (Niemcy Szwajcaria Austria) a także w państwach Europy środkowej

min w Polsce - najczęściej do wymiarowania odwodnień przyjmowano q151 = 100 dm3s ha

Obecnie w Niemczech zaleca się odczytywanie jednostkowego natężenia deszczu

wzorcowego z atlasu KOSTRA - indywidualnie dla każdej zlewni miejskiej bowiem q151

zmienia się w granicach od 90 do 170 dm3s ha

UWAGA model Reinholda (z 1940 roku) zaniża wyniki natężeń wspoacutełczesnych deszczy o

rząd 15 [1]

Model Błaszczyka

Dotychczas w Polsce najczęściej stosowanym do projektowania kanalizacji był model

fizykalny opadoacutew ndash wzoacuter Błaszczyka (z 1954 r) o postaci

32

3 26316

t

CHq (614)

gdzie

q - jednostkowe (średnie w czasie t) natężenie deszczu dm3s ha


H - wysokość opadu normalnego (średniego rocznego z wielolecia min 30 lat) mm

C - częstość (powtarzalność) występowania deszczu o natężeniu q z przewyższeniem lata

Wzoacuter Błaszczyka oparty został na analizie statystycznej (79) intensywnych deszczy

zarejestrowanych w Warszawie w latach 1837divide1891 i 1914divide1925 ndash czyli od 180 do 90 lat

temu ndash obecnie nieaktualny

Zmienność opadoacutew na obszarze kraju scharakteryzowano za pomocą tzw opadu

normalnego (średniego w wieloleciu min 30 lat ndash rys 69)

Według wydawnictw atlasowych opad normalny zmienia się od 500 mm (Kujawy) do

1800 mm (Kasprowy Wierch) jednak na przeważającej części Polski zawiera się w granicach

H [500 700] mm

67

Rys 69 Opad normalny (w mm) w Polsce w latach 1971-2000

Po przyjęciu średniej H = 600 mm wzoacuter Błaszczyka upraszczał się do postaci

32

3470

t

Cq (615)

UWAGA wzoacuter Błaszczyka oparty na deszczach zarejestrowanych przszło 100 lat temu

zaniża wyniki natężeń wspoacutełczesnych deszczy o rząd 40 (q151 = 77 dm3s ha) co

wykazano min na przykładzie opadoacutew zmierzonych na stacji meteorologicznej IMGW we

Wrocławiu z okresu 1960-2009 (q151 = 112 dm3s ha) [1]

Model Bogdanowicz i Stachy

Bogdanowicz i Stachy na podstawie ogoacutelnopolskich pomiaroacutew deszczy (w latach

1960divide1990) na 20 stacjach meteorologicznych IMGW opublikowali w 1998 roku tzw

bdquocharakterystyki projektowerdquo opadoacutew w postaci modelu probabilistycznego

5840330

max )ln() (421 ptRth (616)

gdzie

hmax - maksymalna wysokość opadu mm


p - prawdopodobieństwo przewyższenia opadu p(01]

α - parametr (skali) zależny od regionu Polski i czasu t (rys 610)

68

R1

R1

R1

Wrocław Wrocław Wrocław

R2

R3

R3

c)b)a)

Rys 610 Regiony opadoacutew maksymalnych a) dla czasoacutew trwania deszczy t [5 60) min b) dla

t [60 720) min c) dla t [720 4320] min (R1 - region centralny R2 - region poacutełnocno-zachodni

R3 - regiony południowy i nadmorski)

Dla p = 1 (czyli dla C = 1 rok) model (616) upraszcza się do funkcji będącej dolnym

ograniczeniem przyjętego rozkładu prawdopodobieństwa postaci

330

max 421 th (617)

Dla prawdopodobieństw przewyższenia p lt 1 (czyli dla C gt 1) w regionie centralnym

Polski (R1) parametr α obliczany jest z wzoroacutew (rys 610)

2491)1ln(6934)( ttR - dla t [5 120) min (618)

63910)1ln(2232)( ttR - dla t [120 1080) min (619)

1735)1ln(013)( ttR - dla t [1080 4320] min (620)

Analogicznie dla regionu poacutełnocno-zachodniego (R2) parametr α obliczany jest z wzoroacutew

(dla czasoacutew trwania opadoacutew ge 60 minut region R2 zanika przechodząc w R1)

6621)1ln(923)( ttR - dla t [5 30] min (621)

619)1ln(1609)( ttR - dla t (30 60) min (622)

Dla regionoacutew południowego i nadmorskiego (R3) parametr α obliczany jest z wzoru

03237)1ln(4729)( ttR - dla t [720 4320] min (623)

UWAGI

1 Model Bogdanowicz i Stachy nie obejmuje obszaroacutew goacuterskich i podgoacuterskich (rys 610)

2 Model Bogdanowicz-Stachy obarczony jest błędem odnośnie wysokości opadoacutew dla

częstości deszczy pojawiających się raz na rok (C = 1 rok) Wykazano to w badaniach

poroacutewnawczych na podstawie wynikoacutew pomiaroacutew opadoacutew we Wrocławiu w tym samym

okresie obserwacyjnym tj w latach 1960-1990

Łatwo bowiem wykazać że z przekształcenia wzoru (617) Bogdanowicz-Stachy do

postaci wzoru na jednostkowe natężenie deszczu q (w dm3s ha) dla p = 1 (tj C = 1 rok)

otrzymamy

q(max) = 2367t 067

(624)

69

a z wzoru Błaszczyka (615) dla H = 600 mm i C = 1 rok mamy q = 470t

067 (625)

a zatem identyczne funkcje czasu t ale roacuteżniące się wartością wspoacutełczynnika w liczniku aż 2-

krotnie

Tak więc dla C = 1 rok wyniki obliczeń q z wzoru (624) są dwukrotnie mniejsze nawet w

stosunku do wzoru Błaszczyka

Dla częstości deszczy C = 2 5 i 10 lat z modelu Bogdanowicz-Stachy przykładowo dla

centralnej Polski (R1) otrzymujemy o ok 50 większe natężenia deszczy względem

obliczanych z modelu Błaszczyka oraz o ok 15 większe względem modelu Reinholda

Te maksymalne natężenia opadoacutew są już bliskie (nieznacznie wyższe) względem

zmierzonych we Wrocławiu (1960-2009) [1]

642 MODELE OPADOacuteW O ZASIĘGU LOKALNYM ndash DLA WROCŁAWIA

Model Lambora

Model fizykalny Lambora (z 1953 r) na intensywność opadoacutew we Wrocławiu ma

postać

70)030(

log15743

t

pI (626)

gdzie

I - intensywność opadu deszczu mmh

p - prawdopodobieństwo wystąpienia opadu

t - czas trwania deszczu h

Przykładowo dla t = 15 min i p = 100 (C = 1 rok) z modelu Błaszczyka (615) otrzymujemy

q151 = 77 dm3s ha a z modelu (626) Lambora (dla Wrocławia) q151 = 928 dm

3s ha

Model Licznara i Łomotowskiego

Licznar i Łomotowski dla danych pluwiograficznych ze stacji UP Wrocław-Swojczyce z

wielolecia 1975-2002 wyestymowali wspoacutełczynniki empiryczne fizykalnego modelu opadoacutew

o ogoacutelnej postaci

cbt

aq

n

)(max (627)

gdzie

qmax - jednostkowe maksymalne natężenie opadoacutew dm3s ha

t - czas trwania deszczu t [5 180] min

a b c n - wspoacutełczynniki regresji zależne od prawdopodobieństwa empirycznego (tab 64)

70

Tab 64 Wartości wspoacutełczynnikoacutew a b c i n do wzoru (627)

Prawdopodobieństwo p

10 20 50 100

a = 7138329 a = 8241363 a = 6436455640 a = 1573239

b = -388429 b = 1957292 b = 6488700 b = 4787518

c = -210067 c = 2040978 c = 2062691 c = 6351722

n = 0218073 n = 1752958 n = 3535880 n = 0949642

Modele Kotowskiego i Kaźmierczaka

Dla danych pluwiograficznych z wielolecia 1960-2009 ze stacji IMGW Wrocław-

Strachowice opracowano dwa modele (fizykalny i probabilistyczny) na maksymalną

wysokość opadoacutew we Wrocławiu [1]

1 Model fizykalny opadoacutew maksymalnych w zakresie t [5 4320] minut i C [1 50] lat

ma postać

2650

max )4503()5300ln(67716706 tCh (628)

a przekształcony na maksymalne natężenia opadoacutew

12650

max ])4503()5300ln(67716706[7166 ttCq (629)

gdzie


qmax - jednostkowe maksymalne natężenie opadu dm3s ha

t - czas trwania opadu min

C - częstość występowania deszczu o danym natężeniu (z przewyższeniem) lata

2 Model probabilistyczny (oparty na kwantylu rozkładu prawdopodobieństwa Fishera-

Tippetta typ IIImin) dla zakresu t [5 4320] minut i p [1 001] (tj C [1 100] lat)

przyjmuje postać

8090022202420

max ln 675981059741275834 ptth (630)


18090022202420

max ]ln675981059741275834[7166 tpttq (631)

gdzie




p - prawdopodobieństwo przewyższenia opadu p (0 1] -

71

643 POROacuteWNANIE MODELU BŁASZCZYKA Z INNYMI MODELAMI OPADOacuteW

Do celoacutew poroacutewnawczych przyjęto wynik obliczeń natężenia opadu z wzoru Błaszczyka

(qB) za 100 Względne przewyższenia wynikoacutew obliczeń q z innych modeli względem

modelu Błaszczyka (qqB) zaznaczono pogrubioną czcionką (tab 65)

Tab 65 Poroacutewnanie natężeń deszczy obliczonych z modeli roacuteżnych autoroacutew względem modelu

Błaszczyka (qqB) - najczęściej stosowanego w Polsce do wymiarowania kanalizacji

Częst

ość

desz

czu

C la

ta

Cza

s tr

wa

nia

desz

czu

t m

in

Bła

szczy

k

qB

= 1

0

(100

)

Rein

hold

q1

51 =

100

dm

3s

ha

Bog

da

no

wic

z-S

tach

y

- r

egio

n p

oacutełn

ocn

o-z

acho

dn

i

Bog

da

no

wic

z-S

tach

y

- r

egio

n c

entr

aln

y

Lam

bor

- W

rocł

aw

Lic

zn

ar-

Łom

oto

wsk

i

- W

rocł

aw-S

wojc

zyce

Ko

tow

ski

-Ka

źm

iercza

k

mod

el f

izyk

aln

y

- W

rocł

aw-

Str

acho

wic

e

Ko

tow

ski-

Kaźm

ierc

zak

mo

del

pro

bab

ilis

tycz

ny

- W

rocł

aw-

Str

ach

ow

ice

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

C = 1

10 100 125 050 050 118 127 147 138

15 100 130 050 050 121 128 149 140

30 100 127 050 050 123 125 148 141

60 100 115 050 050 123 119 144 140

120 100 098 050 050 121 117 139 138

180 100 087 050 050 107 120 136 137

C = 2

10 100 129 122 146 124 136 158 144

15 100 134 125 149 127 146 160 149

30 100 131 127 149 129 142 159 153

60 100 118 146 146 130 119 155 153

120 100 101 139 139 128 112 149 150

180 100 090 130 130 127 125 145 148

C = 5

10 100 131 128 157 144 138 146 130

15 100 136 132 161 148 141 150 139

30 100 133 134 161 150 131 149 144

60 100 120 157 157 150 113 145 144

120 100 102 149 149 149 106 139 141

180 100 091 138 138 147 113 136 138

C = 10

10 100 130 120 148 115 125 132 117

15 100 135 124 152 117 128 135 125

30 100 132 126 152 119 135 134 131

60 100 119 148 148 119 132 130 131

120 100 101 140 140 118 105 126 128

180 100 090 130 130 117 067 123 125

UWAGI

Przewyższenia qqB są ogoacutelnie roacuteżne w roacuteżnych zakresach t i C - sięgają nawet 60

Przeciętnie są na poziomie o 40 większym

Dla C = 1 rok model Bogdanowicz-Stachy zaniża wyniki o 50 - nawet względem modelu

Błaszczyka

WNIOSEK

Wynika stąd pilna konieczności zastąpienia modelu Błaszczyka (z 1954 r) w wymiarowaniu

systemoacutew kanalizacyjnych w Polsce wspoacutełczesnymi modelami opadoacutew maksymalnych ndash w

tym o zasięgu lokalnym na podstawie ktoacuterych możliwe byłoby w przyszłości opracowanie

szczegoacutełowego atlasu opadoacutew w Polsce - na wzoacuter atlasu KOSTRA w Niemczech

72

7 DOTYCHCZASOWE METODY WYMIAROWANIA

KANALIZACJI DESZCZOWEJ

71 METODY CZASU PRZEPŁYWU

711 ZASADY OBLICZENIOWE MCP

Zjawisko opad-odpływ w danej zlewni zurbanizowanej jest zagadnieniem złożonym i

trudnym do uogoacutelnienia Proces spływu woacuted opadowych można podzielić na 3 fazy

tworzenia spływu

koncentracji terenowej

odpływu kanałowego

Tworzenie spływu obejmuje procesy fizyczne takie jak zwilżanie wypełnianie zagłębień

terenu parowanie i wsiąkanie w grunt poprzedzające przekształcenie opadu w efektywny

spływ powierzchniowy Część opadu ktoacutera nie tworzy spływu określa się jako straty

Wielkość efektywnego spływu powierzchniowego zależy od wielu czynnikoacutew takich jak

rodzaj i stopień uszczelnienia (utwardzenia) powierzchni

nachylenie terenu (powierzchni przepuszczalnych i nie przepuszczalnych)

natężenie deszczu i czas jego trwania

rodzaj gruntu i pokrycie roślinnością powierzchni przepuszczalnych

wilgotność i temperatura powietrza

Koncentracja terenowa obejmuje przekształcenie powierzchniowo rozdzielonego opadu

efektywnego w powstający w najniższym punkcie rozpatrywanej zlewni hydrogram odpływu

Odgrywają przy tym rolę procesy spływu na powierzchni (przesunięcie w czasie) i efekty

opoacuteźniające (retencja terenowa)

Odpływ w kanałach podlega roacutewnież efektom przesunięcia w czasie i retencji min w

wyniku istnienia oporoacutew przepływu (spowodowanych chropowatością ścian kanałoacutew na

zwilżonym obwodzie) jak i wypełnianiem się kanałoacutew do przepływu obliczeniowego

Wymiarowanie kanalizacji deszczowej bądź ogoacutelnospławnej (wraz z obiektami) opiera

się z konieczności na szeregu założeniach upraszczających Mianowicie zakłada się że

dana zlewnia (F) zasilana jest deszczem o stałym natężeniu - opad blokowy

rozdział powierzchniowy opadu jest roacutewnomierny - zlewnia homogeniczna

- woacutewczas uzyskuje się największy miarodajny do wymiarowania systemoacutew kanalizacyjnych

odpływ woacuted deszczowych (Qm) przy czasie trwania deszczu (td) roacutewnym czasowi spływu

woacuted ze zlewni

73

Rys 71 Schemat zlewni deszczowej o powierzchni F

(Qm - miarodajny do wymiarowania kanału strumień objętości)

Ogoacutelny wzoacuter wyjściowy na miarodajny odpływ woacuted deszczowych Qm (w dm3s) ze

zlewni

FqQm (71)

gdzie

q - natężenie jednostkowe deszczu q = q(td C H) dm3s ha

φ - wspoacutełczynnik opoacuteźnienia odpływu (redukcji natężenia deszczu) -

ψ - wspoacutełczynnik spływu powierzchniowego -

F - powierzchnia zlewni ha

Wspoacutełczynnik opoacuteźnienia (φ) zwany też wspoacutełczynnikiem redukcji natężenia deszczu

związany jest z czasem spływu woacuted deszczowych od najdalszego punktu zlewni do przekroju

obliczeniowego Zależy od wielu czynnikoacutew (opoacuteźnienia i retencji) tj głoacutewnie od czasoacutew

przepływu w kanale (tp) oraz koncentracji terenowej (tk) i retencji kanałowej (tr)

Wspoacutełczynnik spływu powierzchniowego (ψ) ujmuje stosunek wielkości spływu woacuted

opadowych Qsp ze zlewni o powierzchni F do wielkości opadu Qop w tej zlewni

1op

sp

Q

Q (72)

Wartość wspoacutełczynnika spływu zależy głoacutewnie od rodzaju zagospodarowania

(uszczelnienia) terenu zlewni ale także od spadkoacutew powierzchni oraz natężenia i czasu

trwania deszczu

W wymiarowaniu kanalizacji oblicza się zastępczy ndash tj średni ważony wspoacutełczynnik

spływu dla zlewni cząstkowej (podzlewni) przyporządkowanej do danego odcinka kanału

F

F

F

F

FFF

FFF zr

n

i

i

n

i

ii

n

nn

1

1

21

2211

)(

(73)

gdzie

ψi - wspoacutełczynnik spływu (i-tej) powierzchni składowej podzlewni kanału -

Fi - (i-ta) powierzchnia składowa podzlewni F ha

74

Spływ powierzchniowy pochodzi ze zlewni zredukowanej - o roacutewnoważnej szczelnej

powierzchni - Fzr Stąd powierzchnia zredukowana zlewnipodzlewni kanału wyniesie

FFzr (74)

UWAGA W projektowaniu odwodnień terenoacutew w Polsce wspoacutełczynnik spływu ψ

utożsamiany był błędnie ze stopieniem uszczelnienia powierzchni zlewni - niezależnie od

spadkoacutew terenu a zwłaszcza od natężenia deszczu miarodajnego (q(t C))

Wartość wspoacutełczynnika spływu (ψi) danej powierzchni cząstkowej (Fi) zlewni deszczowej

przyjmowano błędnie w zależności od rodzaju pokrycia (uszczelnienia) terenu

Gdy znane były szczegoacutełowe plany zagospodarowania przestrzennego terenoacutew

dachy szczelnehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip ]95090[

drogi asfaltowe helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip ]900850[

bruki kamienne klinkierowe helliphelliphelliphelliphelliphellip ]850750[

drogi tłuczniowehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip ]600250[

drogi żwirowe helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip ]300150[

parki ogrody łąki zieleńce helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip ]10000[

Gdy brak było szczegoacutełowych planoacutew zagospodarowania przestrzennego miast

zabudowa zwarta helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip ]7050[

zabudowa luźna helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip ]5030[

zabudowa willowahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip ]3020[

powierzchnie niezabudowanehelliphelliphelliphelliphelliphellip ]2010[

parki i duże obszary zieleni helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip ]1000[

Edel (w 2002 roku) zaproponował uzależnianie wartości wspoacutełczynnika spływu

dodatkowo od spadkoacutew powierzchni co przedstawiono w tabeli 71

Tab 71 Wartości wspoacutełczynnika spływu w zależności od rodzaju i spadku powierzchni wg Edela

Rodzaj powierzchni

zagospodarowanie

terenu

Spadek powierzchni []

05 10 25 50 75 100

Wartość wspoacutełczynnika spływu ψ

Dachy 085 090 096 098 099 100

Bruki szczelne 070 072 075 080 085 090

Bruki zwykłe 050 052 055 060 065 070

Aleje spacerowe 020 022 025 030 035 040

Parki i ogrody 010 012 015 020 025 030

Grunty rolne 005 008 010 015 020 025

Lasy 001 002 004 006 010 015

Zabudowa zwarta 080 082 085 090 095 100

Zabudowa luźna 060 062 065 070 075 080

Zabudowa willowa 040 042 045 050 055 060

75

Był to już pewien postęp metodyczny Nadal jednak nie uwzględniano wpływu natężenia

opadoacutew deszczu (o danej częstości występowania) na wartość wspoacutełczynnika spływu co

proponuje się obecnie (w rozdziale 83 [1]) w metodzie MMN - na wzoacuter niemieckiej MWO

(wg rozdziału 731 [1])

Norma PN-EN 752 z 2008 r podaje tutaj ogoacutelne graniczne wartości

ψ = 10 dla dachoacutew o powierzchni F lt 100 m2 i ψ = 05 dla dachoacutew żwirowych i z

zielenią ekstensywną o F gt 1 ha

ψ = 09divide10 dla powierzchni nieprzepuszczalnych i stromych dachoacutew

ψ = 0divide03 dla powierzchni przepuszczalnych

W przypadku stromych dachoacutew oraz przy występowania dużych powierzchni pionowych

(wysokich budynkoacutew) wielkość powierzchni nieprzepuszczalnych należy zwiększyć do 30

UWAGA Należy zdawać sobie sprawę z faktu że w wraz z rozwojem miast w efekcie

postępującego doinwestowania terenoacutew rośnie wartość wspoacutełczynnika spływu w skutek

wzrostu stopnia uszczelnienia powierzchni (zabudowy terenoacutew)

712 WYBOacuteR CZASU TRWANIA DESZCZU MIARODAJNEGO

Po przyjęciu określonej częstości C występowania deszczu obliczeniowego (z tab 11 wg

PN-EN 752) pojawiania się pytanie jakie jest miarodajne natężenie deszczu (qm - zależnie od

miarodajnego czasu jego trwania - tdm) - do zwymiarowania kanału w konkretnym węźle

obliczeniowym

Rys 72 Zależność (typu IDF) natężenia deszczu q od czasu trwania td

dla danej częstości C występowania

Ogoacutelnie Każdemu przekrojowi (x) kanału na jego trasie (rys 73) odpowiada inny czas

spływu deszczu a zatem inna wartość qm(tdm) jest miarodajna do zwymiarowania kanału w

kolejnym przekroju (x+1)

Im dalszy przekroacutej obliczeniowy tym dłuższy czas spływu i tym mniejsze są wartości qm (dla

danej częstości C ndash rys 72)

Rys 73 Idea wymiarowania kanałoacutew w poszczegoacutelnych węzłach obliczeniowych zlewni deszczowej

76

W przekroju x kanału obliczeniowy strumień objętości Qm zapisać można jako

zrdmmzrxm FtqFqQ )(

(76)

gdzie

qm(tdm) = qφ - miarodajne do wymiarowania kanalizacji - zredukowane natężenie deszczu

Dla ideowej - modelowej zlewni deszczowej o F = Fzr (rys 75) zostaną rozpatrzone 3

przypadki związane z czasem trwania deszczu (td) w relacji do czasu przepływu (tp) w kanale

deszczowym (A-B) ndash od początku zlewni (punktu A) do przekroju obliczeniowego (punktu

B)

I przypadek td gt tp Q max 1

II przypadek td lt tp Q max 2

III przypadek td = tp Q max 3

Okaże się że dla td = tp qm(B) Qm(B) ndash strumień ten będzie największy

Rys 74 Przykładowa krzywa natężenia deszczu o częstości występowania C

Z krzywej deszczu (rys 74) o danej częstości występowania (C) ustalono następujące

natężenia jednostkowe

dla tdm 1 gt tp q1

dla tdm 2 lt tp q2

dla tdm 3 = tp q3

Rys 75 Schemat ideowy modelowej zlewni deszczowej (F = Fzr) kanału A - B

77

I przypadek td gt tp

Dla modelowej zlewni deszczowej kanału A-B (rys 75) gdy td gt tp = t3

- po czasie t1 do punktu B spłynie deszcz z powierzchni F1 o strumieniu 111 qFQ

- po czasie t2 1212 )( qFFQ

- a po czasie t3 = tp 1max13213 )( QqFFFQ - cała zlewnia (Fzr) objęta będzie spływem

deszczu o stałym natężeniu (q1) ndash co zobrazowano na rys 76

Rys 76 Ideowy hydrogram przepływu ściekoacutew w punkcie B dla td gt tp = t3

II przypadek td lt tp

Na przykład gdy td = t2 lt tp = t3 woacutewczas 211

qFQ oraz 2max2212

)( QqFFQ

Ponieważ q2 gt q1 pomimo że deszcz nie objął całej zlewni to najczęściej Qmax 2 gt Qmax 1

(rys 77)

Rys 77 Ideowy hydrogram przepływu ściekoacutew w punkcie B dla td lt tp = t3

78

III przypadek td = tp

Dla td = tp = t3 woacutewczas311

qFQ 3212

)( qFFQ i 3max33213

)( QqFFFQ

Ponieważ q1 lt q3 lt q2 a deszcz obejmuje całą zlewnię to przepływ Qmax 3 w punkcie B

będzie największy (rys 78)

Rys 78 Ideowy hydrogram przepływu ściekoacutew w punkcie B dla td = tp = t3

Tak więc gdy maxmpd Qtt - co jest podstawą wyjściową dotychczasowych

metod (tzw metod czasu przepływu) wymiarowania kanalizacji w wielu krajach świata

metody wspoacutełczynnika opoacuteźnienia (MWO) - w krajach niemieckojęzycznych

rational method - w krajach anglojęzycznych

metody granicznych natężeń (MGN) ndash dotychczas stosowanej w Polsce

metody maksymalnych natężeń (MMN) ndash proponowanej do stosowania w Polsce [1]

72 METODA GRANICZNYCH NATĘŻEŃ (MGN)

721 ZAŁOŻENIA WYJŚCIOWE MGN

W MGN przyjmowano że miarodajny strumień objętości ściekoacutew deszczowych (Qm) w

rozpatrywanym przekroju kanału występuje z pewnym opoacuteźnieniem 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 nieroacutewności teren i

dopływ po powierzchni do kanału (poprzez wpust deszczowy)

tr - retencję kanałową - wypełnianie się kanału od wysokości bdquo0rdquo do wysokości

wypełnienia obliczeniowego h(Qm)

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

79

Tak więc w MGN oproacutecz opoacuteźnienia (redukcji) odpływu związanego z czasem przepływu

(tp) uwzględniano dodatkowo czasy opoacuteźnienia-retencji tk i tr ndash dodatkowo redukujące

wartość natężenia jednostkowego opadoacutew stąd dla

)()()( pmdmmdmprkdmd tQtQtqttttt (77)

gdzie FtqtQ dmdmm )()( (78)

lub FtqtQ pdmm )()( (79)

UWAGA Należy podkreślić że założenie wyjściowe metody MGN jest poprawne jedynie w

przypadku opadu deszczu występującego po długim okresie suchej pogody

Ponieważ opady kryterialne do wymiarowania kanałoacutew deszczowych - o częstości C = 1divide10

lat występują z reguły w okresach długotrwałej mokrej pogody założenie to prowadzi do

niedowymiarowania średnic kanałoacutew bowiem miarodajny strumień objętości ściekoacutew

deszczowych Qm(tdm) jest woacutewczas zawsze mniejszy od Qm(tp) ndash wg relacji (77)

Zostało to wykazane w podręczniku [1] (w II wydaniu z 2015 roku w rozdz 85) na

przykładach wymiarowania i modelowania działania kanalizacji

Czas koncentracji terenowej - tk

Czas koncentracji terenowej zależy głoacutewnie od rodzaju i stopnia uszczelnienia terenu

spadkoacutew powierzchni oraz natężenia deszczu ale także pośrednio od gęstości zabudowy czy

rozmieszczenia wpustoacutew deszczowych na trasie kanału itp

Jest to czas niezbędny na zwilżenie powierzchni wypełnienie nieroacutewności terenu

(- jedynie po okresie suchej pogody) jak i sam dopływ po powierzchni do wpustu

deszczowego i dalej przykanalikiem do kanału

W MGN wg WTP z 1965 r uśredniony czas tk - w warunkach miejskich należało

przyjmować od 2 do 10 minut

Według bdquoZasad planowania i projektowania systemoacutew kanalizacyjnych w aglomeracjach

miejsko - przemysłowych i dużych miastachrdquo z 1984 r zmniejszono zalecane czasy

koncentracji terenowej tk z 2divide10 minut do 2divide5 minut (tab 71)

Tab 71 Dotychczas zalecane prawdopodobieństwa (zamiennie częstości) występowania deszczu

miarodajnego do projektowania kanalizacji w Polsce

Lp

Warunki terenowe w zlewni deszczowej

Prawdopodobieństwo p (częstość C)

występowanie opadoacutew dla kanalizacji

Czas

koncentracji

terenowej

tk min

- deszczowej

- ogoacutelnospławnej

1 Kanały boczne w płaskim terenie 100 (C = 1 rok) 50 (C = 2 lata) 10 (5)

2 Kolektory kanały boczne przy spadku

terenu powyżej 2

50 (C = 2 lata) 20 (C = 5 lat) 5 (2)

3 Kolektory w głoacutewnych ulicach o trwałych

nawierzchniach kanały boczne przy spadku

terenu powyżej 4

20 (C = 5 lat) 10 (C = 10 lat) 2

80

4 Szczegoacutelnie niekorzystne warunki terenowe

(niecki o utrudnionym odpływie zbocza

głębokie piwnice przy gęstej zabudowie)

10 (C = 10 lat) 5 (C = 20 lat) 2

5 Rowy otwarte w obrębie miast 10 (C = 10 lat) 2 (C = 50 lat) 2

wartości zalecane wg bdquoZasad planowania i projektowania systemoacutew kanalizacyjnych helliprdquo z 1984 r

wartości zalecane do projektowania przepustoacutew pod torami kolejowymi w wojewoacutedztwie dolnośląskim

Prawdopodobieństwo p (lub zamiennie częstość C) pojawiania się deszczu miarodajnego

było przyjmowane w dostosowaniu do zalecanych woacutewczas standardoacutew ochrony terenoacutew

przed wylaniami ndash odrębnych dla kanalizacji deszczowej i ogoacutelnospławnej

UWAGI

1 Z punktu widzenia niezawodności działania kanalizacji bezpieczniejsze jest pomijanie

wartości tk Czas tk powiększa bowiem czas trwania deszczu a więc redukuje natężenie q(tdm)

miarodajne do wymiarowania kanałoacutew w MGN wg zależności

Qm(tdm) lt Qm(td = tp)

2 W przypadku serii występujących po sobie intensywnych opadoacutew wartość tk jest znikomo

mała

3 Koncentracja terenowa jest pomijana w niemieckich metodach czasu przepływu

wymiarowania kanalizacji deszczowej

Czas retencji kanałowej - tr

W okresie braku opadoacutew kanały deszczowe są prawie puste Płyną jedynie wody

przypadkowe najczęściej infiltracyjne Czas wypełniania się kanałoacutew do wysokości

obliczeniowej h(Qm) tj wypełnienia normalnego hn(Qm) w ruchu roacutewnomiernym w MGN

wyrażano w procentach czasu przepływu tp ściekoacutew - od początku sieci do przekroju

obliczeniowego Czas ten szacowany był na

tr = (14 divide 20) tp (711)

Wg zaleceń WTP z 1965 r w MGN należało przyjmować wartość tr w wysokości aż 20

czasu tp czyli tr = 02tp

UWAGI


czasu retencji kanałowej bowiem wartość tr znacznie redukuje natężenie deszczu q(tdm)

miarodajne do wymiarowania kanałoacutew w MGN

2 W przypadku wystąpienia serii intensywnych opadoacutew czas tr ma małą wartość ndash kanały są

częściowo wypełnione po poprzednim opadzie

3 Czas tr jest pomijany w obliczeniach kanalizacji metodami czasu przepływu stosowanymi

w Niemczech (MWO MZWS) gdzie przyjmuje się td = tp

81

722 TOK OBLICZEŃ W WYMIAROWANIU KANAŁOacuteW wg MGN

Czas przepływu ściekoacutew tp (w minutach) w kanale A-B (wg rys 79) - od jego początku

(A) do przekroju obliczeniowego (B) określa się z wzoru

60

Lt p (712)

znając długość kanału L (w m) i zakładając prędkość przepływu υ (w ms)

Przykład

Dla danych Qm(B) i projektowanego spadku dna kanału ik dobieramy przekroacutej (np

średnicę) kanału i ustalamy wypełnienie h( ) oraz prędkość υ( ) przepływu - z

nomogramoacutew lub ze wzoroacutew (Qm(B) ik h( ) υ( ))

Rys 79 Schemat zlewni deszczowej do doboru średnicy (wymiaru) kanału A-B

Ponieważ do obliczenia strumienia objętości Qm(B) potrzebny jest rzeczywisty czas

przepływu tp toteż doboacuter wymiaru kanału z określeniem wypełnienia oraz prędkości

przepływu prowadzi się iteracyjnie

W pierwszym przybliżeniu zakładano bdquodowolnąrdquo prędkość przepływu np υz(1) = 10 ms i

obliczano czas przepływu tp(1) = L60υz(1) a następnie wyznaczano miarodajny czas trwania

deszczu tdm(1) z ogoacutelnej postaci wzoru

krpdm tttt (713)

W MGN podstawiano za tr = 02tp

kpkppdm tttttt 2120 (714)

stąd

kkdm tL

tLL

t 60

2160

2060

(715)

Dalej (w 1 przybliżeniu) obliczano natężenie deszczu miarodajnego q(tdm)(1) (z wzoru

Błaszczyka) i strumień objętości Qm(tdm)(1) oraz dobierano wymiar kanału (przy spadku ik) i

ustalano jego wypełnienie h(1) oraz bdquorzeczywistąrdquo prędkość przepływu υrz(1)

W 2 przybliżeniu dla nowej założonej prędkości υz(2) = υrz(1) obliczano nowe czasy tp(2) i

tdm(2) oraz strumienie q(tdm)(2) i Qm(tdm)(2) Dla dobranego już kanału ustalano nowe wartości

82

h(2) oraz υrz(2) Obliczenia należało prowadzić do momentu aż prędkość rzeczywista w n-tym

przybliżeniu υrz(n) dla Qm(n) w dobranym kanale o wypełnieniu h(n)( ) nie roacuteżniła się więcej

niż plusmn 01 ms od υrz(n-1)

Dla kanału złożonego z wielu odcinkoacutew czas tp był sumowany - od początku kanału do

ostatniego przekroju obliczeniowego woacutewczas

kpdm ttt 21 (716)

Minimalny czas trwania deszczu miarodajnego przyjmowano w MGN roacutewny

tdm min = 10 min

- co oznaczało w praktyce że bdquokroacutetkierdquo kanały - na początkowych odcinkach sieci gdzie tdm le

10 minut były wymiarowane na stały opad q10(C) tj dla tdm = 10 minut

Łatwo wykazać że dla tdm = 10 minut czas przepływu będzie wynosił tp = 417 minut dla

tk = 5 minut oraz tp = 667 minut dla tk = 2 minuty

W MGN miarodajne jednostkowe natężenie deszczu q(tdm) (w dm3s ha) obliczano z

nieaktualnego już wzoru Błaszczyka postaci

32

3 26316)(

dm

dmt

CHtq (717)

gdzie

tdm - czas trwania deszczu miarodajnego tdm = tp + tr + tk min

H - wysokość opadu normalnego (średniego z wielolecia) mm

C - częstość występowania deszczu lata

724 METODA UPROSZCZONA ndash STAŁYCH NATĘŻEŃ (MSN)

Do wymiarowania kanalizacji deszczowej stosowana była też mniej pracochłonna ndash

bardzo uproszczona metoda zwana metodą stałych natężeń (MSN) mająca jednak

ograniczone zastosowanie - do projektoacutew wstępnych i do zlewni o F le 50 ha

Nie wyznaczano tutaj czasu trwania deszczu miarodajnego a natężenie deszczu

redukowano najczęściej funkcją uwzględniającą przyrost powierzchni zlewni (F)

Wzoacuter do obliczania miarodajnego strumienia Qm (w dm3s) w MSN ma postać

zrIICm FqQ )(10 (723)

gdzie

q10C - natężenie jednostkowe deszczu o czasie trwania tdm = 10 minut dla danej częstości

występowania C lat (w dm3s ha) obliczane z wzoru (717) Błaszczyka postaci

83

constAA

t

CHq

dm

C 64410

6316667032

3 2

10 (724)

φ(II) - wspoacutełczynnik redukcji natężenia deszczu (oznaczony w MSN indeksem II - dla

odroacuteżnienia od MGN) obliczany najczęściej z formuły Buumlrkli-Ziglera w

zależności od wielkości powierzchni zlewni dla F ge 10 ha

nII

F

1)( (725)

F - powierzchnia zlewni deszczowej ha

n - parametr zależny od spadkoacutew powierzchni terenu i kształtu zlewni -

Dla przeciętnych warunkoacutew terenowych gdy spadek terenu warunkował prędkość

przepływu w kanałach rzędu 12 ms a długość zlewni była około dwa razy większa niż jej

szerokość zalecano dawniej przyjmowanie (intuicyjnie) n = 6 Dla spadkoacutew mniejszych i

zlewni wydłużonych n = 4 a dla spadkoacutew większych i zlewni zwartych n = 8

UWAGA metoda stałych natężeń (MSN) jako uproszczona i nie należąca do tzw

metod czasu przepływu w świetle zaleceń PN-EN 7522008 nie powinna być stosowna

do wymiarowania kanalizacji deszczowej

725 OSOBLIWOŚCI OBLICZENIOWE W MGN

MGN bdquosprawdzała sięrdquo w przypadkach tzw zlewni regularnych tj o zbliżonych

wartościach parametroacutew podzlewni cząstkowych w innych przypadkach prowadziła do

błędnych wynikoacutew

Konieczne było więc wykonywanie obliczeń sprawdzających tj poroacutewnań aktualnie

obliczanej wartości Qm(x) - w węźle (przekroju) niżej położonym względem obliczonej już

wartości Qm(x-1) - w węźle (przekroju) wyżej położonym W zlewni regularnej zawsze

Qm(x) ge Qm(x-1) (726)

W przypadku gdy Qm(x) lt Qm(x-1) - do wymiarowania dolnego odcinka kanału należało

przyjmować większą wartość strumienia tj Qm(x-1) - z goacuternego odcinka

Dotyczy to głoacutewnie przypadkoacutew

zlewni o roacuteżniących się znacznie parametrach podzlewni (Fi ψi li iihellip)

występowania kanałoacutew tranzytowych

połączeń w węźle kilku kanałoacutew

Przykład zlewni regularnej kanału A-B-C przedstawiono poglądowo na rys 712

84

Rys 712 Schemat zlewni regularnej kanału deszczowego A-B-C (Fc ψsr = Fzr c Fc = F1 + F2)

Cechy szczegoacutelne przykładowej zlewni regularnej

kanał A-B-C złożony jest z dwoacutech odcinkoacutew o podobnych długościach l1 + l2 = l

podzlewnie deszczowe F1 i F2 są podobnej wielkości

wspoacutełczynniki spływu ψ1 i ψ2 są podobnej wartości

spadki terenu czy dna kanałoacutew i1 i i2 są podobnej wartości

Dla zlewni regularnej

QmC gt QmB

)(1)(2 BC DD

Przykłady obliczeń zlewni nieregularnych ndash konieczne sprawdzenia Qm w węzłach

Nieregularność zlewni powodowana jest najczęściej znacznymi roacuteżnicami wielkości

powierzchni cząstkowych zlewni (Fi) bądź wspoacutełczynnikoacutew spływu (ψi) na wymiarowanych

odcinkach (i) kanału lecz nie tylko

Nieregularność może być też wywołana znacznymi roacuteżnicami wartości takich parametroacutew

kanału jak długość i spadek dna a więc związanych z czasem przepływu (tp)

Dla przykładu w podręczniku [1] rozpatrzone zostały cztery klasyczne przykłady

występowania zlewni nieregularnych - zwanych także wspoacutełzależnymi tj wzajemnie

oddziaływującymi na siebie Poniżej omoacutewiono dwa najczęstsze przypadki (I i IV)

Przykład I 21

Rys 713 Schemat zlewni nieregularnej gdy ψ1 gtgt ψ2

zrmm FqQ - strumień zwiększa się

pomimo że maleje qm ale szybciej rośnie Fzr

średnice kanałoacutew nie mogą maleć

wraz ze wzrostem długości kanału

85

Wymiarowanie w przekroju B (odcinka A-B o długości l1 ndash rys 713)

1

1

1 )()(60

zrdmBmBdmBdmBpAB FtqQtqtl

t

Wymiarowanie w przekroju C (odcinka B-C o długości l2)

2

2

60

lt pBC )()()( 21 zrzrdmCmCdmCdmCpACpBCpABp FFtqQtqttttt

Sprawdzenie relacji wynikoacutew obliczeń strumieni QmB i QmC

- jeżeli QmB gt QmC to odcinek B-C wymiarujemy na strumień QmB Ma to miejsce zawsze

woacutewczas gdy pACpAB tt i jednocześnie 21 zrzr FF

Uzasadnienie hipotezy wg rys 714

Rys 714 Wpływ relacji tpAB ltlt tpAC i Fzr1gtgt Fzr2 na wynik obliczeń strumieni QmB i QmC

Przykład IV Połączenie dwoacutech kanałoacutew w węźle

Założenie wyjściowe tp1 ltlt tp2 - wg rys 718

86

Rys

718 Schemat zlewni nieregularnej wywołanej połączeniem kanałoacutew węźle C gdy tp1 ltlt tp2

Kanał A-C wymiarujemy na strumień miarodajny w węźle C QmAC - dla czasu przepływu tp2

Kanał B-C wymiarujemy na strumień miarodajny w węźle C QmBC - dla czasu przepływu tp1

Kanał C-D wymiarujemy na strumień miarodajny dla węzła D - największy z 4 możliwych

1) dla sumy czasoacutew tp2 + tp3 i zlewni Fzr = Fzr1 + Fzr2 + Fzr3 (najczęściej w praktyce)

2) dla sumy czasoacutew tp1 + tp3 i zlewni Fzr = Fzr1 + Frsquozr2 + Fzr3 (sprawdzenie)

3) dla czasu tp2 i zlewni Fzr = Fzr1 + Fzr2 (sprawdzenie)

4) dla czasu tp1 i zlewni Fzr = Fzr1 + Frsquozr2 (sprawdzenie)

Aby obliczyć Frsquozr2 (do sprawdzeń 2 i 4) należy określić położenie punktu Arsquo tak aby

czas przepływu od Arsquo do C był roacutewny tp1 tzn długość odcinka ArsquoC = tp1 2 Zakładając

proporcjonalny do długości kanału przyrost powierzchni zlewni

2

2

zr

zr

F

F

AC

CA (727)

Otrzymamy

AC

FCAF zr

zr2

2

(728)

87

73 METODA WSPOacuteŁCZYNNIKA OPOacuteŹNIENIA

731 ZAŁOŻENIA WYJŚCIOWE MWO

W metodzie wspoacutełczynnika opoacuteźnienia (MWO) stosowanej w Niemczech pomija się

czasy retencji terenowej i kanałowej - czyli td = tp Wyznaczone w ten sposoacuteb spływy woacuted

deszczowych (Qm) są większe w poroacutewnaniu do obliczanych wg MGN

W MWO miarodajny odpływ deszczu Qm dla td = tp określa się (w dm3s) z wzoroacutew [1]

- dawniej

FCtqQ sdm )(115 (729)

- obecnie (od 1999 r)

FCtqQ sdm )( (730)

gdzie

q151 - wzorcowe natężenie jednostkowe deszczu - o czasie trwania td = 15 minut i

częstości występowania C = 1 rok przyjmowane dawniej jako średnie dla

Niemiec q151 = 100 dm3s ha Obecnie ustalane jest indywidualnie dla każdej

miejscowości z atlasu KOSTRA q151 [90 170] dm3s ha

(tdC) - wspoacutełczynnik opoacuteźnienia odpływu (redukcji natężenia deszczu) dla czasu trwania

deszczu td (w minutach) i częstości wystąpienia C (w latach)

368409

38)( 4

C

tCt

d

d (731)

q(tdC) - miarodajne (maksymalne) natężenie jednostkowe deszczu (w dm3s ha) dla czasu

trwania td = tp i częstości występowania C obecnie ustalane na podstawie

krzywych IDF z atlasu KOSTRA - indywidualnie dla każdej miejscowości

ψs - szczytowy wspoacutełczynnik spływu woacuted deszczowych przyjmowany w zależności od

stopnia uszczelnienia powierzchni grupy nachylenia terenu i natężenia

wzorcowego deszczy (q15C) -


Stąd miarodajne do wymiarowania kanalizacji - zredukowane jednostkowe natężenie

deszczu (wg bdquostaregordquo wzoru (729)) Reinholda

)36840(9

38)( 4

115115

Ct

qCtqd

d (732)

Dla q151 = 100 dm3s ha z (732) otrzymamy obliczeniowe natężenia deszczy zależne od C

o q152 = 130 dm3s ha dla td = 15 minut i C = 2 lata ((tdC) = 1300)

o q155 = 180 dm3s ha dla td = 15 minut i C = 5 lat ((tdC) = 1784)


88

W tabeli 74 podano pomocne w obliczeniach miarodajnego do wymiarowania

kanalizacji zredukowanego natężenia deszczu (wg Reinholda) wartości wspoacutełczynnika

opoacuteźnienia (tdC) w zależności od czasu trwania td i częstości deszczy obliczeniowych C

Tab 74 Wartości wspoacutełczynnika (tdC) dla roacuteżnych czasoacutew trwania

i częstości deszczy obliczeniowych wg ATV A-118 cytowane w [1]

Czas trwania

deszczu

td minuty

Wspoacutełczynnik opoacuteźnienia odpływu (tdC)

dla deszczu o czasie td i częstości C

C = 20 lat C = 10 lat C = 5 lat C = 2 lata C = 1 rok

5 4740 3827 3059 2228 1714

6 4424 3572 2855 2079 1600

7 4148 3348 2676 1949 1500

8 3904 3151 2519 1835 1412

9 3687 2976 2379 1733 1333

10 3493 2820 2254 1642 1263

11 3318 2679 2141 1559 1200

12 3160 2551 2039 1485 1143

13 3016 2435 1947 1418 1091

14 2885 2329 1862 1356 1043

15 2765 2232 1784 1300 1000

16 2654 2143 1713 1248 0960

18 2458 1984 1586 1155 0889

19 2370 1913 1529 1114 0857

20 2288 1847 1477 1076 0828

30 1702 1374 1098 0800 0615

40 1354 1093 0874 0637 0490

60 0962 0776 0621 0452 0348

80 0746 0602 0481 0350 0270

100 0609 0492 0393 0286 0220

120 0514 0415 0332 0242 0186

150 0417 0337 0269 0196 0151

Najkroacutetsze miarodajne czasy trwania deszczu (td min) przyjmowane są w MWO w

zależności od spadku terenu i stopnia uszczelnienia powierzchni ndash wg tab 75

Tab 75 Najkroacutetsze czasy trwania deszczu (td min) w MWO w zależności

od spadku terenu i stopnia uszczelnienia powierzchni wg ATV A-118 cytowanej w [1]

Średni spadek

terenu Stopień

uszczelnienia

Minimalny czas

trwania deszczu

Deszcz

obliczeniowy

lt 1 le 50 15 minut q15C

gt 50 10 minut

q10C 1 do 4 gt 0 10 minut

gt 4 le 50 10 minut

gt 50 5 minut q5C

89

Wartość wspoacutełczynnika spływu szczytowego zależy głoacutewnie od stopnia uszczelnienia

zlewni i spadkoacutew powierzchni terenu oraz od natężenia deszczu (tab 76)

Tab 76 Szczytowe wspoacutełczynniki spływu (s) dla roacuteżnych natężeń i częstości deszczy

obliczeniowych (q15C) o czasie trwania 15 minut w zależności od grupy spadkoacutew terenu (it)

oraz stopnia uszczelnienia (ψ) wg ATV A-118 cytowanej w [1]

() Stopnie uszczelnienia le 10 wymagają uwzględnienia lokalnych uwarunkowań wspoacutełczynnika s

() natężenia q15C = 100 130 180 i 225 dm3s ha odpowiadają odpowiednio C = 1 2 5 i 10 lat

Zasady doboru kanałoacutew deszczowych i ogoacutelnospławnych w MWO

W projektowaniu wymiaroacutew kanałoacutew deszczowych bądź ogoacutelnospławnych według ATV

A-118 zaleca się dobierać następny większy przekroacutej jeżeli wyznaczony strumień

miarodajny (Qm) przekracza 90 przepustowości całkowitej (Q) danego przekroju

obliczanej wg metody opartej na wzorze Prandtla-Colebrooka (w Polsce nazywanego wzorem

Colebrooka-Whitersquoa)

Odpowiada to zasadzie wymiarowania takich kanałoacutew na względne wypełnienia

- hD le 075 - w przypadku kanałoacutew o przekroju kołowym bądź

- hH le 079 - w przypadku kanałoacutew jajowych

Przestrzeganie tych zaleceń prowadzi więc do uzyskania większej pewności poprawnego

pod względem hydraulicznym działania grawitacyjnego kanału jak i stworzenia dodatkowej

rezerwy bezpieczeństwa na przyszłościowy rozwoacutej czy też na wypadek jego przeciążenia

podczas intensywniejszych niż obliczeniowe opady

Należy zdawać sobie sprawę z faktu że wraz z postępującym uszczelnienia powierzchni

zlewni deszczowych miast rośnie wartość spływu powierzchniowego

Stopień

uszczel-

nienia

terenu

ψ

Szczytowe wspoacutełczynniki spływu s

Grupy spadkoacutew terenu

1) it le 1 2) 1 lt it le 4 3) 4 lt it le 10 4) it gt 10

Wzorcowe natężenie deszczu q15C - w dm3s ha ()

100 130 180 225 100 130 180 225 100 130 180 225 100 130 180 225

0 () 0 0 010 031 010 015 030 (046) 015 020 (045) (060) 020 030 (055) (075)

10 () 009 009 019 038 018 023 037 (051) 023 028 050 (064) 028 037 (059) (077)

20 018 018 027 044 027 031 043 056 031 035 055 067 035 043 063 080

30 028 028 036 051 035 039 050 061 039 042 060 071 042 050 068 082

40 037 037 044 057 044 047 056 066 047 05 065 075 050 056 072 084

50 046 046 053 064 052 055 063 072 055 058 071 079 058 063 076 087

60 055 055 061 070 060 063 070 077 062 065 076 082 065 070 080 089

70 064 064 070 077 068 071 076 082 070 072 081 086 072 076 084 091

80 074 074 078 083 077 079 083 087 078 08 086 090 080 083 087 093

90 083 083 087 090 086 087 089 092 086 088 091 093 088 089 093 096

100 092 092 095 096 094 095 096 097 094 095 096 097 095 096 097 098

90

UWAGA W Polsce utrwalił się błędny sposoacuteb wymiarowania kanałoacutew deszczowych bądź

ogoacutelnospławnych - do całkowitego wypełnienia przekroju tj praktycznie bez pozostawienia

odpowiedniej rezerwy bezpieczeństwa

732 OSOBLIWOSCI OBLICZENIOWE W MWO

Procedura wymiarowania hydraulicznego kanalizacji wg MWO jest podobna jak w MGN

Ogoacutelnie dla każdego przekroju obliczeniowego kanału (węzła x sieci) wyznacza się

miarodajny czas trwania deszczu (td) odpowiadający sumarycznemu czasowi przepływu (tp)

w kanałach (sieci) wyżej położonych

Dla bardzo zroacuteżnicowanych powierzchni cząstkowych zlewni pod względem kształtu

spadkoacutew terenu czy wspoacutełczynnikoacutew spływu szczytowego występowanie zlewni

wspoacutełzależnych (oddziałujących na siebie) ndash czyli nieregularnych jest często spotykane

Rys 719 Schemat zlewni nieregularnej gdy ψ1 ltlt ψ2

Przykładowo dla zlewni przedstawionej na rys 719 - gdy ψs1 ltlt ψs2 i Fzr1 ltlt Fzr2 uzyska

się w MWO największy miarodajny strumień w węźle C przy pominięciu zlewni F1 i wy-

znaczeniu parametroacutew deszczu tylko dla zlewni cząstkowej F2 (zwłaszcza gdy tp1 gtgt tp2 -

uzasadnienie hipotezy analogiczne jak na rysunku 716 w [1])

Pomimo mniejszej zlewni całkowitej uzyskuje się w tym przypadku większy

obliczeniowy strumień ponieważ z przyczyny kroacutetszego czasu przepływu wspoacutełczynnik

opoacuteźnienia odpływu (czyli redukcji natężenia deszczu) (tdC) ma woacutewczas wyższą wartość

niż dla sumarycznego czasu przepływu

W przypadku połączenia dwoacutech kanałoacutew (jak na rysunku 718) jeżeli w wyniku

oddzielnego wymiarowania tych kanałoacutew otrzymamy zależność

1

2

29

m

p

m Qt

Q (734)

gdzie

Qm1 ndash miarodajny strumień objętości w kanale o kroacutetszym czasie przepływu tp1

Qm2 ndash miarodajny strumień objętości w kanale o dłuższym czasie przepływu tp2

to za miarodajny (skorygowany) strumień objętości (Qms) po połączeniu tych kanałoacutew

uznajemy wynik z wzoru

91

)(2

1

211

p

p

mmmst

tQQQ (735)

gdzie

φ1 ndash wspoacutełczynnik opoacuteźnienia odpływu dla kanału o kroacutetszym czasie przepływu tp1

Do dalszego toku obliczeń przyjmuje się woacutewczas kroacutetszy czas przepływu (tp1) oraz przepływ

skorygowany za pomocą wzoru (735)

Gdy warunek (734) nie jest spełniony to do obliczenia miarodajnego skorygowanego

strumienia (Qms) stosujemy wzoacuter

)( 212 mmms QQQ (736)

gdzie

φ2 ndash wspoacutełczynnik opoacuteźnienia odpływu dla kanału o dłuższym czasie przepływu tp2

W przypadku połączenia większej liczby (n) kanałoacutew o zroacuteżnicowanych czasach

przepływu (tpi) należy wyznaczyć skorygowany - średni ważony czas przepływu tps z wzoru

n

mi

n

mipips QQtt11

(737)

Wartość wspoacutełczynnika opoacuteźnienia odpływu φ w dalszych obliczeniach sieci ustala się na

podstawie tak uśrednionego czasu przepływu tps w węźle połączeniowym kanałoacutew

8 WSPOacuteŁCZESNE STANDARDY ODWODNIENIA

TERENOacuteW ZURBANIZOWANYCH

81 WYMAGANIA DO WYMIAROWANIA KANALIZACJI DESZCZOWEJ


mogą być tak projektowane aby dla każdego intensywnego opadu deszczu w wieloleciu

mogły zagwarantować pełną ochronę terenoacutew przed wylaniem tj zapobiec w pełni szkodom

w wyniku podmoknięcia terenu czy podtopienia budowli czy też utrudnieniom

komunikacyjnym

Zapewnienie odpowiedniego standardu odwodnienia terenu definiuje się jako

przystosowanie sieci kanalizacyjnej do przyjęcia maksymalnych - prognozowanych

strumieni woacuted opadowych z częstością roacutewną dopuszczalnej - akceptowalnej społecznie

częstości wystąpienia wylania na powierzchnię terenu

Określenie dopuszczalnych częstości z jaką średnio w okresie wieloletnim użytkownik

systemu kanalizacyjnego ma tolerować występowanie zaburzeń w funkcjonowaniu

kanalizacji powinno uwzględniać każdorazowo we właściwy sposoacuteb miejscowe

uwarunkowania terenu (tab 81)

92

Tab 81 Zalecane wg PN-EN 7522008 dopuszczalne częstości wylewoacutew z kanalizacji [1]

Częstość deszczu

obliczeniowego C )

[1 raz na C lat]

Kategoria standardu odwodnienia terenu

(Rodzaj zagospodarowania)


wylania Cw

[1 raz na C lat]

1 na 1 I Tereny pozamiejskie (wiejskie) 1 na 10



1 na 10 IV Podziemne obiekty komunikacyjne przejścia i

przejazdy pod ulicami itp

1 na 50

) Dla deszczu obliczeniowego nie mogą wystąpić żadne przeciążenia systemoacutew

Wdrożona w Polsce norma europejska PN-EN 7522008 przyjmuje dopuszczalną

częstość wylania (Cw) jako miarę stopnia ochrony terenoacutew przed wylaniem - w zależności od

rodzaju jego zagospodarowania

Jak wynika z tabeli 81 o wymaganym standardzie odwodnienia terenu decyduje rodzaj

zagospodarowania w tym obecność obiektoacutew specjalnych infrastruktury podziemnej Tym

samym wyroacuteżniono cztery kategorie standardu odwodnienia terenu roacuteżniące się istotnie

dopuszczalną częstością wystąpienia wylania (Cw)

Podobną kategoryzację (I - IV) przyjęto w Polsce w latach osiemdziesiątych ubiegłego

wieku - w zależności od zagospodarowania i spadkoacutew terenu rozroacuteżniając przy tym jeszcze

rodzaj systemu kanalizacyjnego (tab 82)

Były to jednak znacznie niższe dopuszczalne wartości częstości (1 2 5 i 10 lat ndash dla

kanalizacji deszczowej) wystąpienia wylania w poroacutewnaniu do podanych w tabeli 81

Tab 82 Dopuszczalne prawdopodobieństwa (częstości) wystąpienia zalewoacutew terenu dla kanałoacutew

deszczowych i ogoacutelnospławnych wg IKŚ

Kategoria

standardu

odwodnie-

nia terenu

Rodzaju ukształtowania i zagospodarowania terenu -

w standardach odwodnienia I II III i IV kategorii

Prawdopodobieństwo p w

(częstość Cw w latach)

- kanalizacja

deszczowa

- kanalizacja

ogoacutelnospławna

I Wszystkie rodzaje zagospodarowania z wyjątkiem

dzielnic śroacutedmiejskich centroacutew miast oraz ulic klasy E i P

- teren płaski

100 (1) 50 (2)

II

Wszystkie rodzaje zagospodarowania jw teren o

spadkach 2divide4

Dzielnice śroacutedmiejskie i centra miast oraz ulice klasy E i

P na terenach płaskich

50 (2) 20 (5)

III

Wszystkie rodzaje zagospodarowania jak w 1 lecz w

szczegoacutelnie niekorzystnych warunkach ze względu na

odwodnienie (niecki terenowe)


P na terenach o spadkach 2divide4

20 (5) 10 (10)

IV

Dzielnice śroacutedmiejskie centra miast oraz ulice klasy E i P

na terenach szczegoacutelnie niekorzystnych ze względu na

odwodnienie lub form zagospodarowania wymagających

wyjątkowej pewności odwodnienia

10 (10) 5 (20)

) Instytut Kształtowania Środowiska Zasady planowania i projektowania systemoacutew kanalizacyjnych w

aglomeracjach miejsko-przemysłowych i dużych miastach Warszawa 1983

93

Zalecenia PN-EN 7522008 są więc na tym tle bardzo rygorystyczne a przy tym nie

roacuteżnicują częstości wylewoacutew dla kanalizacji deszczowej i ogoacutelnospławnej

Zgodnie z niemiecką praktyką kanalizacyjną

wylanie należy wiązać ze szkodami względnie zakłoacuteceniami funkcjonowania jezdni

czy podziemnych obiektoacutew komunikacyjnych spowodowanymi wystąpieniem woacuted

opadowych z systemu kanalizacyjnego na powierzchnię terenu lub niemożnością ich

odprowadzenia do systemu wskutek jego przeciążenia

samo wystąpienie wody opadowej na ulicę nie spełnia warunku faktycznego stanu

wylania dopoacuteki spływ w przekroju poprzecznym ulicy uniemożliwia dalszy wzrost

poziomu lustra wody powyżej krawężnikoacutew i przekroczenie granic posesji

Przy niewystarczającym spadku podłużnym jezdni czy braku wpustu zwierciadło wody

może jednak podnieść się powyżej wysokości krawężnika i doprowadzić do wylania wody na

teren posesji a stamtąd do potencjalnego wnikania do budynkoacutew

Zwymiarowane metodami czasu przepływu - większe systemy kanalizacyjne (o

powierzchni zlewni F gt 2 km2 lub o tp gt 30 minut) zaleca się obecnie sprawdzać pod kątem

ich maksymalnej przepustowości hydraulicznej (sieci i obiektoacutew) w oparciu o skalibrowane

modele symulacyjne (hydrodynamiczne) dla spełnienia wymagań PN-EN 7522008 odnośnie

akceptowalnych społecznie częstości wylewoacutew (wg tab 81)

Zalecenia PN-EN 7522008 co do dopuszczalnych częstości wylewoacutew z kanalizacji są

trudne do weryfikacji na etapie projektowania nowych systemoacutew ponieważ nie da się

uogoacutelnić związku pomiędzy częstością opadoacutew projektowych a częstością wylewoacutew

Pomocna okazuję się tutaj wytyczna ATV A11819992006 ktoacutera wprowadza pojęcie

częstości nadpiętrzenia (Cn) jako pomocniczej wielkości wymiarującej do obliczeń

sprawdzających (modelowania działania) sieci kanalizacyjnych (tab 83)

Tab 83 Zalecane wg ATV A-118 częstości nadpiętrzenia do obliczeń sprawdzających

projektowanych bądź modernizowanych systemoacutew kanalizacyjnych

(poziom odniesienia powierzchnia terenu) cytowane w [1]

Rodzaj zagospodarowania terenu Częstość nadpiętrzenia Cn

[1 raz na C lat]

I Tereny pozamiejskie 2

II Tereny mieszkaniowe 3

III Centra miast tereny usług i przemysłu rzadziej niż 5

IV Podziemne obiekty komunikacyjne

przejścia i przejazdy pod ulicami itp rzadziej niż 10

)

) Przy przejazdach należy wziąć pod uwagę że nadpiętrzeniu powyżej powierzchni terenu z reguły

towarzyszy bezpośrednio wylanie o ile nie są stosowane lokalne środki zabezpieczające Tutaj

częstości nadpiętrzenia i wylania odpowiadają wymienionej w tabeli 81 wartości bdquo1 na 50rdquo

Przez nadpiętrzenie w sieci (studzience) kanalizacyjnej należy rozumieć przekroczenie

przyjętego poziomu odniesienia - najczęściej powierzchni terenu

94

Obliczenia sprawdzające przepustowości kanałoacutew ograniczono więc zatem do takich

stanoacutew systemu przy ktoacuterych lustro ściekoacutew pozostaje wewnątrz systemu względnie osiąga

poziom powierzchni terenu

Takie stany dają się w poprawny sposoacuteb odwzorować przy wykorzystaniu istniejących

modeli hydrodynamicznych (np SWMM) na podstawie danych o geometrii sieci wymiaroacutew

kanałoacutew i obiektoacutew Przez to zostaje wyznaczony obliczeniowo stan przeciążenia ktoacutery jest

najbliższy potencjalnie występującemu w dalszej kolejności wylaniu (tab 83)

82 POROacuteWNANIE DOTYCHCZASOWYCH METOD WYMIAROWANIA

KANALIZACJI DESZCZOWEJ W POLSCE i W NIEMCZECH

821 Analiza jakościowa dotychczasowych metod czasu przepływu

W pracy [1] poroacutewnano dwie metody obliczeniowe czasu przepływu stosowaną w Polsce

MGN (z wzorem Błaszczyka) i w Niemczech MWO (z wzorem Reinholda) do wymiarownia

kanalizacji deszczowej na tle wymaganych obecnie standardoacutew odwodnienia terenoacutew

zurbanizowanych (przykład obliczeniowy podano w rozdziale 85 [1])

UWAGA Poroacutewnywane metody roacuteżnią się ilościowo - pod względem wartości obliczanych

strumieni Qm(C) lecz wykazują wysoką zgodność jakościową pod względem podobnych

przyrostoacutew strumieni przy zwiększaniu częstości opadoacutew projektowych (C)

Na przykładzie całkowicie wypełnionych kanałoacutew o przekroju kołowym łatwo wykazać

że wzrost ich przepustowości całkowitej (Q) zależy od średnicy kanału (d) w funkcji

3 8

1

3 8

11 d

d

dQ

dQ iii (81)

Dowoacuted Korzystając z wzoru Manninga na prędkość średnią (rozdział 9 w [1])

21321iR

nh (82)

dla promienia hydraulicznego Rh = d4 i wspoacutełczynnika szorstkości kanału n = 0013 sm13

otrzymamy

21322132 5330)4

(1

idid

n (83)

stosując roacutewnanie ciągłości ruchu

ididd

AQ 3 821322

982353304

(84)

przy spadku linii energii roacutewnemu spadkowi dna kanału ii = i1 = idem otrzymamy

95

3 8

1

3 8

13 8

1

3 8

11 9823

9823

)(

)(

d

d

id

id

dQ

dQ iiiii (85)

Na wykresie na rys 81 przedstawiono względne zależności did1 od QiQ1 equiv qmiqm1 ndash

wyliczone z MGN i MWO

Rys 81 Jakościowa zależność względnej średnicy kanału od względnego strumienia objętości

Z wykresu wynika że dwukrotne zwiększenie wartości częstości deszczu z C = 1 rok na

C = 2 lata powoduje wzrost wartości strumienia deszczu o wartość mnożnika 127 - wg

wzoru Błaszczyka (MGN) lub o 13 - wg wzoru Reinholda (MWO) a więc wymaga wzrostu

przepustowości kanału o rząd 30 co wymaga z kolei wzrostu średnicy kanału tylko rzędu

10 - rys 81

UWAGA Oba wzory dają roacuteżne bezwzględne wartości strumieni Q

Przykładowo dziesięciokrotne zwiększenie wartości częstości deszczu np z C = 1 rok

na C = 10 lat powoduje względny wzrost wartości strumienia deszczu o wartość mnożnika ok

22 (w MGN i MWO) i wymaga wzrostu średnicy kanału jedynie rzędu 35

Jak z tego wynika bdquobezpiecznerdquo projektowanie średnic kanałoacutew na większą wartość C np

na C = 2 w poroacutewnaniu z C = 1 lub na C = 5 w poroacutewnaniu z C = 2 czy też na C = 10 w

poroacutewnaniu z C = 5 wymaga tylko nieznacznego wzrostu średnicy o około 10 a więc

praktycznie nie podnosi kosztoacutew budowy kanalizacji zapewniając jednocześnie większą

pewność poprawnego jej działania

Racjonalne jest więc zapewnianie bdquowyższego standardurdquo ochrony terenoacutew

zurbanizowanych przed wylaniami z kanalizacji poprzez podnoszenie (w pewnym

zakresie) wartości częstości obliczeniowych deszczy (C) - miarodajnych do

projektowania kanalizacji czyli obniżanie przyjmowanych wartości

prawdopodobieństwa (p) ich pojawiania się

96

822 Analiza ilościowa dotychczasowych metod czasu przepływu

Obliczane wg MWO miarodajne do wymiarowania kanalizacji strumienie ściekoacutew

deszczowych (Qm) są znacznie większe w poroacutewnaniu do obliczanych wg MGN

Wynika to głoacutewnie z roacuteżnic zastosowanych modeli opadoacutew ale także z odmiennych

założeń wyjściowych samych metod obliczeniowych co do miarodajnego czasu trwania

deszczu (w MWO td = tp) czy też wartości wspoacutełczynnikoacutew spływu (s w MWO)

Wyniki obliczeń strumieni Qm wg MWO mogą być nawet dwukrotnie większe w

poroacutewnaniu do obliczanych wg MGN - dla tych samych parametroacutew zlewni deszczowych tj

czasu przepływu i częstości występowania deszczu obliczeniowego [1]

Tab 84 Poroacutewnanie natężenia deszczy 10-minutowych dla wybranych polskich miast (z atlasu

KOSTRA) na tle zmierzonych we Wrocławiu i w Bochum oraz obliczonych z modeli Reinholda

(612) Błaszczyka (614) i Bogdanowicz-Stachy (616) Lp Miejscowość Natężenie deszczu q10C (w dm

3s ha)

dla częstości C (w latach) Uwagi

C = 1 C = 2 C = 5 C = 10

1 Świnoujście 1352 1640 2020 2308

[KOSTRA]

2 Szczecin 1447 1776 2211 2540

3 Kostrzyń 1441 1747 2151 2457

4 Słubice 1486 1648 1863 2025

5 Gubin 1571 2019 2611 3059

6 Zgorzelec 1477 1869 2386 2778

7 Bogatynia 1410 1866 2469 2926

8 Średnio (1divide7) 1455 1795 2244 2585

9 Wrocław [106] 1483 1833 2300 2617 1960divide2009

10 Wg modelu Reinholda 1263 1642 2254 2820 q151 = 100 dm3s ha

11 Wg modelu Błaszczyka 1009 1276 1725 2173 H = 600 mm

12 Roacuteżnica (10-11) (11) 252 287 307 298 -

13 Roacuteżnica (8-11) (11) 442 407 301 190 -

14 Wg Bogdanowicz-

Stachy dla regionu

R1 506 1852 2708 3220 1960divide1990

R2 506 1547 2209 2604

15 Bochum - Niemcy [10] 1600 1984 2500 2884 1951divide1980

Dla czasu trwania deszczu td = 10 minut wzajemne roacuteżnice wynikoacutew obliczeń natężeń

deszczy q10C - obliczonych z modelu Reinholda względem obliczonych z modelu Błaszczyka

są rzędu 30 (tab 84 wiersz 12) na niekorzyść modelu Błaszczyka

Średnie wartości natężeń deszczy q10C dla polskich miast mieszczących się w zasięgu

atlasu KOSTRA (z 1997 roku) są niemal identyczne ze zmierzonymi we Wrocławiu [1] i

zbliżone wartościami do obliczonych z modelu Reinholda (tab 84 - wiersze 8 9 i 10)

Średnie te są znacznie wyższe od obliczonych z modelu Błaszczyka od 44 do 19 w

praktycznym do projektowania kanalizacji deszczowej zakresie C [1 10] lat (wiersz 13)

Wg modelu Bogdanowicz-Stachy w regionie centralnym Polski (R1) natężenia q10C są

wyższe niż w regionie poacutełnocno-zachodnim (R2) Obliczane z tego modelu natężenia deszczy

poza C = 1 rok korespondują zaroacutewno ze zmierzonymi we Wrocławiu i w Bochum jak i

podanymi w atlasie KOSTRA dla polskich miast przygranicznych

97

Z przeprowadzonych analiz wynikają istotne wnioski interpretacyjne co do wartości

natężeń deszczy - obliczanych dotychczas z wzoru Błaszczyka - w MGN

W dostosowywaniu do zaleceń PN-EN2008 (tab 81) odnośnie częstości projektowych

(C) deszczy do wymiarowania kanalizacji (deszczowej i ogoacutelnospławnej) należy konieczne

podnieść wartości częstości C wprowadzanych do wzoru Błaszczyka

z C = 1 rok na C = 2 lata - w I kategorii standardu odwodnienia (tereny wiejskie)

z C = 2 lata na C = 5 lat - w II kategorii

z C = 5 lat na C = 10 lat - w III kategorii

z C = 10 lat na C = 20 lat - w IV kategorii odwodnienia terenu

Zbliżyłoby to rezultaty wymiarowania wg MGN do bezpieczniejszych ze względu na

zalecane obecnie częstości nadpiętrzeń (Cn) czy wylewoacutew (Cw) Jednak nadal byłyby to

niższe wartości miarodajnych strumieni Qm ndash obliczanych wg MGN w poroacutewnaniu z MWO -

min ze względu na roacuteżnice wspoacutełczynnikoacutew spływu ψ - w MGN i ψs - w MWO bowiem ψs

gt ψ

83 METODA MAKSYMALNYCH NATĘŻEŃ DO BEZPIECZNEGO

WYMIAROWANIA KANALIZACJI DESZCZOWEJ W POLSCE

831 ZAŁOŻENIA WYJŚCIOWE MMN

W celu zapewnienia niezawodności działania systemoacutew odwadniania terenoacutew (w tym

kanalizacji deszczowej i ogoacutelnospławnej) budowanych czy modernizowanych w Polsce

zgodnie z wymaganiami normy PN-EN 7522008 pilna staje się potrzeba zmiany

dotychczasowych zasad ich wymiarowania (MGN) w tym zastąpienie modelu Błaszczyka

nowymi dokładniejszymi modelami opadoacutew maksymalnych o zasięgu lokalnym

W pracy [1] zaproponowano daleko idącą modyfikację MGN poprzez wyeliminowanie

czasoacutew opoacuteźnienia-retencji tk i tr a więc uzależnienie opoacuteźnienia odpływu jedynie od

rzeczywistego czasu trwania opadu td - roacutewnego czasowi przepływu tp (na wzoacuter MWO) i

korzystanie z wiarygodnych polskich modeli opadoacutew maksymalnych

Wykazano bowiem że warunki hydrologiczne Polski i Niemiec są zbliżone a ponadto

miarodajne do projektowania bezpiecznych systemoacutew odwodnień terenoacutew zurbanizowanych

są maksymalne wysokości opadoacutew deszczu (o czasach trwania do kilku godzin) ktoacutere

występują z reguły w okresach długotrwałych zjawisk opadowych (trwających nawet

kilka dni) Woacutewczas znaczenie koncentracji terenowej (tk) i retencji kanałowej (tr) jest

pomijalnie małe Tak więc

MMN = zasady MWO + polskie modele opadoacutew maksymalnych

98

Miarodajny strumień deszczu Qm (w dm3s) wg umownie nazwanej bdquometody

maksymalnych natężeńrdquo (MMN) obliczyć należy z wyjściowej postaci wzoru

FCtqQ sdm )(max (86)

gdzie

qmax(td C) - maksymalne natężenie jednostkowe deszczu (w dm3s ha) dla czasu trwania

td = tp i częstości występowania C ndash z wiarygodnych modeli opadoacutew

maksymalnych - krzywych IDF (przy td min - wg tab 74)

ψs - maksymalny (szczytowy) wspoacutełczynnik spływu woacuted deszczowych przyjmowany

w zależności od stopnia uszczelnienia powierzchni (ψ) nachylenia terenu (it) oraz

częstości deszczy C (- wg tabeli 76 PL)


W MMN najkroacutetsze zalecane czasy trwania deszczu td min należy dobierać w zależności od

nachylenia terenu i stopnia uszczelnienia powierzchni Zastosowanie więc mają czasy td min

5 10 15 minut - wg tabeli 74

Tab 74 Najkroacutetsze czasy trwania deszczu (td min) w zależności

od spadku terenu (it) i stopnia uszczelnienia (ψ) do MMN

Tab 76 Szczytowe wspoacutełczynniki spływu (s) w zależności od stopnia uszczelnienia (ψ) i

spadkoacutew terenu (it) dla zalecanych częstości projektowych deszczy (C)

Średni

spadek

terenu

Stopień

uszczelnienia

powierzchni

Minimalny

czas trwania

deszczu

lt 1 le 50 15 minut

gt 50 10 minut

1 do 4 gt 0 10 minut

gt 4 le 50 10 minut

gt 50 5 minut

Stopień

uszczel-

nienia

terenu

ψ


Spadki terenu

it le 1 1 lt it le 4 4 lt it le 10 it gt 10

Częstości obliczeniowe deszczu C lata

C=1 2 5 10 C=1 2 5 10 C=1 2 5 10 C=1 2 5 10 0 () 0 0 010 031 010 015 030 (046) 015 020 (045) (060) 020 030 (055) (075)

10 () 009 009 019 038 018 023 037 (051) 023 028 050 (064) 028 037 (059) (077)

20 018 018 027 044 027 031 043 056 031 035 055 067 035 043 063 080

30 028 028 036 051 035 039 050 061 039 042 060 071 042 050 068 082

40 037 037 044 057 044 047 056 066 047 05 065 075 050 056 072 084

50 046 046 053 064 052 055 063 072 055 058 071 079 058 063 076 087

60 055 055 061 070 060 063 070 077 062 065 076 082 065 070 080 089

70 064 064 070 077 068 071 076 082 070 072 081 086 072 076 084 091

80 074 074 078 083 077 079 083 087 078 08 086 090 080 083 087 093

90 083 083 087 090 086 087 089 092 086 088 091 093 088 089 093 096

100 092 092 095 096 094 095 096 097 094 095 096 097 095 096 097 098

() Stopnie uszczelnienia le 10 wymagają uwzględnienia lokalnych uwarunkowań s

99

Na podstawie analiz poroacutewnawczych dotyczczasowych modeli opadoacutew do wymiarowania

odwodnień terenoacutew do czasu opracowania atlasu opadoacutew maksymalnych w Polsce (na wzoacuter

atlasu KOSTRA w Niemczech) można sformułować zalecenia co do ich przydatności w

MMN

do wymiarowania sieci kanalizacyjnych

o dla częstości projektowej deszczu C = 1 rok (w I kategorii standardu odwodnienia

terenu) należy stosować wiarygodne modele lokalne opadoacutew maksymalnych bądź

do czasu ich opracowania z konieczności stosować można wzoacuter Błaszczyka (dla

td = tp) jednak z niezbędną korektą częstości deszczy z C = 1 rok na C = 2 lata

o dla częstości projektowych deszczy C = 2 5 i 10 lat zaleca się stosowanie

wiarygodnych modeli lokalnych (jak np w przypadku Wrocławia) bądź modelu

Bogdanowicz-Stachy Jednak na terenach podgoacuterskich i goacuterskich (ktoacuterych nie

obejmuje model Bogdanowicz-Stachy - rys 610) z konieczności stosować można

wzoacuter Błaszczyka - z niezbędną korektą częstości deszczy (dla td = tp)

z C = 2 lata na C = 5 lat - w II kategorii (wg tab 81)



do wymiarowania zbiornikoacutew retencyjnych ściekoacutew deszczowych ze względu na

ich wagę w zapewnieniu niezawodności działania systemoacutew odwodnieniowych

terenoacutew należy odpowiednio zwiększyć wartości przyjmowanych częstości

projektowych opadoacutew dla zbiornikoacutew (Cz gt C) w stosunku do zalecanych częstości

projektowych do wymiarowania sieci kanalizacyjnych (na wzoacuter wytycznych

niemieckich) i korzystać tutaj z zalecanych wyżej modeli opadoacutew (tab 85)

Tab 85 Zalecane modele opadoacutew do wymiarowania systemoacutew odwodnieniowych wg MMN [1]

Standard

odwodnienia

terenu

Wymagane

częstości

projektowe

Zalecane modele opadoacutew i częstości deszczy

C - do wymiarowania

sieci odwodnieniowych

Cz - do wymiarowania


- lata lata lata

Tereny wiejskie C = 1 rok Modele lokalne dla C = 1 lub

model Błaszczyka dla C = 2

Modele lokalne dla Cz = 2 lub

model Błaszczyka dla Cz = 5

Tereny

mieszkaniowe

C = 2 lata

Modele lokalne lub model

Bogdanowicz-Stachy dla C = 2

(Model Błaszczyka dla C = 5)


Bogdanowicz-Stachy dla Cz = 5

(Model Błaszczyka dla Cz = 10)

Centra miast

tereny usług i

przemysłu

C = 5 lat





Bogdanowicz-Stachy dla Cz ge 10

(Model Błaszczyka dla Cz ge 20)

Podziemne obiekty

komunikacyjne

przejścia przejazdy

C = 10 lat







W przypadku Wrocławia do projektowania sieci i obiektoacutew kanalizacyjnych zaleca się

model fizykalny opadoacutew maksymalnych (628) zwłaszcza dla praktycznego zakresu td [5

180] minut i C [1 10] lat postaci [1]

100

2650

max )453()530ln(681676)( dd tCCth (89)

ktoacutery po przekształceniu na maksymalne natężenia opadoacutew przyjmuje postać

12650

max ])453()530ln(681676[7166)(

ddd ttCCtq (89a)

gdzie

hmax - maksymalna wysokość opadu (deszczu) mm


td - czas trwania deszczu min


Ponadto zaleca się przyjąć w Polsce jako zasadę doboacuter średnic grawitacyjnych kanałoacutew

deszczowych i ogoacutelnospławnych na niecałkowite wypełnienie ndash do 90 przepustowości

przekroju przy strumieniu Qm (według zaleceń ATV A-118)

Metoda maksymalnych natężeń (MMN) pozwoli osiągnąć w Polsce roacutewnie bezpieczne

rezultaty wymiarowania systemoacutew kanalizacyjnych jak w wypadku metod czasu przepływu

stosowanych w Niemczech (MWO i MZWS) zaroacutewno pod względem wartości miarodajnych

strumieni deszczy (Qm) jak i osiąganych częstości nadpiętrzeń (Cn) czy wylewoacutew (Cw)

Tak zwymiarowane (MMN) systemy kanalizacyjne obejmujące zlewnie deszczowe o

powierzchni F gt 2 km2 zaleca się dodatkowo sprawdzać pod kątem ich przepustowości

hydraulicznej (sieci i obiektoacutew) w oparciu o skalibrowane modele symulacyjne -

hydrodynamiczne dla spełnienia wymagań PN-EN 752 co do akceptowalnych społecznie

częstości nadpiętrzeń czy wylewoacutew (wg tab 81 83 i 85) Zastosowanie mają tutaj

zwłaszcza probabilistyczne modele opadoacutew maksymalnych

W przypadku Wrocławia korzystać można z modelu opartego na rozkładzie

prawdopodobieństwa Fishera-Tippetta (typu IIImin) dla zakresu td [5 4320] minut i p [1

001] czyli C [1 100] lat o postaciach (DDF i IDF) [1]

8090022202420

max ln 68981197417584)( pttpth ddd (810)

lub

1

8090

022202420

max ]1

ln68981197417584[7166)(

dddd t

CttCtq (810a)

gdzie




p - prawdopodobieństwo przewyższenia opadu p C -

C - częstość występowania deszczu o danym natężeniu z przewyższeniem lata

101

852 WYMIAROWANIE PRZYKŁADOWYCH SIECI KANALIZACYJNYCH

Na potrzeby wymiarowania a następnie modelowania hydrodynamicznego działania

przykładowo zwymiarowanych sieci kanalizacji deszczowej przyjęto modelową zlewnię

deszczową o wymiarach 750 na 2700 m i powierzchni F = 2025 ha (rys 85)

1

2

5

4

3

6

7

10

9

8

11

12

15

14

13

16

17

20

19

18

21

22

25

24

23

26

27

30

29

28

31

32

35

34

33

86

87

90

89

88

81

82

85

84

83

76

77

80

79

78

71

72

75

74

73

66

67

70

69

68

61

62

65

64

63

56

57

60

59

58

51

52

55

54

53

46

47

50

49

48

41

42

45

44

43

36

37

40

39

38 out

Rys 85 Plan zintegrowanych powierzchni cząstkowych modelowej zlewni deszczowej

Zlewnia ta składa się z 90 modułoacutew - zintegrowanych zlewni cząstkowych o powierzchni

cząstkowej 225 ha (o wymiarach 150 na 150 m) Kanalizowana zlewnia w zabudowie

mieszkaniowej znajduje się w terenie płaskim na obszarze Wrocławia Przyjmując zastępczy

(średni ważony) wspoacutełczynnik spływu powierzchniowego ψ = 025 jej powierzchnia

zredukowana wynosi Fzr = 50625 ha Projektowane kanały boczne w liczbie 36 mają

długość 300 m (2 odcinki po 150 m) Kolektor ma długość 2700 m (18 odcinkoacutew po 150 m)

Obliczenia hydrologiczne i hydrauliczne kanalizacji deszczowej przeprowadzono dla 3

wariantoacutew wymiarowania sieci - 3 metodami czasu przepływu a mianowicie

(I) MGN - z modelem opadoacutew Błaszczyka (717) dla H = 590 mm (Wrocław)

(II) MGN - z modelem opadoacutew maksymalnych dla Wrocławia (810a)

(III) MMN - z modelem opadoacutew maksymalnych dla Wrocławia (810a)

Zestawienie założeń wyjściowych do obliczeń hydrologicznych i hydraulicznych dla 3

wariantoacutew obliczeniowych sieci kanalizacji deszczowej przedstawiono w tabeli 814

Tabela 814 Zestawienie założeń wyjściowych do obliczeń hydrologicznych i hydraulicznych

przykładowych sieci kanalizacji deszczowej (dla trzech wariantoacutew wymiarowania)

Wariant

metoda

Częstość deszczu

obliczeniowego

C lata

Czas koncentracji

terenowej

tk min

Czas

retencji

kanałowej

tr min

Minimalny czas

trwania deszczu

miarodajnego

tdm min min

Maksymalne

wypełnienie

kanału

D kanały

boczne kolektor

kanały

boczne kolektor

I MGN z

wzorem (717) 1 2 10 5 02 tp 10 do 100

II MGN z

wzorem (810a) 1 2 10 5 02 tp 10 do 100

III MMN z

wzorem (810a) 2 2 0 0 0 15 do 75

102

Wyniki wymiarowania

I MGN z modelem opadoacutew Błaszczyka

W I wariancie wymiarowania kanalizacji deszczowej opracowano krzywe natężenia

deszczu z wzoru Błaszczyka (717) Zredukowane (dla czasu przepływu tp) krzywe IDF dla

częstości występowania opadoacutew C = 1 i 2 lata przedstawiono na rys 86

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

25

50

75

100

125

150

175

200

t min

q dm

s

ha

3

C=2

C=1

p Rys 86 Zredukowane krzywe natężenia deszczu (IDF) z wzoru Błaszczyka do MGN

W I wariancie obliczeniowym kanały boczne składają się z dwoacutech odcinkoacutew

obliczeniowych - pierwszy o średnicy K030 oraz drugi o średnicy K040 m Kolektor składa

się z 18 odcinkoacutew o średnicach od K080 do K160 m Obliczeniowy czas przepływu wynosi

456 min Miarodajny strumień odpływu ściekoacutew deszczowych wynioacutesł Qm(I) = 1948 m3s

II MGN z modelem opadoacutew maksymalnych dla Wrocławia

W II wariancie obliczeniowym opracowano krzywe natężenia deszczu do MGN z modelu

opadoacutew maksymalnych dla Wrocławia Zredukowane (od czasu przepływu tp) krzywe IDF z

wzoru (810a) dla częstości występowania opadoacutew C = 1 i 2 lata przedstawiono na rys 87

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

25

50

75

100

125

150

175

200

t min

q

dm

s

ha

3

p

C=2

C=1

Rys 87 Zredukowane krzywe natężenia deszczu (IDF) z modelu opadoacutew

maksymalnych dla Wrocławia do MGN

W II wariancie kanały boczne mają średnice K040 i K050 m Kolektor składa się z 18

odcinkoacutew o średnicach od K080 do K20 m Czas przepływu w sieci wynosi 4385 min

Przyjmując miarodajny strumień odpływu ściekoacutew deszczowych z I wariantu Qm(I) = 1948

m3s za 100 to strumień odpływu w II wariancie Qm(II) = 3049 m

3s jest wyższy o 56

103

III MMN z modelem opadoacutew maksymalnych dla Wrocławia

W III wariancie obliczeniowym na podstawie założeń wyjściowych (tab 814)

opracowano krzywą natężenia deszczu do MMN - z modelu (810a) opadoacutew maksymalnych

dla Wrocławia Krzywą IDF dla C = 2 lata i td min = 15 minut przedstawiono na rysunku 88

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

25

50

75

100

125

150

175

200

t min

q

dm

s

ha

3

p

C=2

Rys 88 Krzywa natężenia deszczu (IDF) z modelu opadoacutew

maksymalnych dla Wrocławia do MMN

W III wariancie kanały boczne mają średnice K040 i K060 m Kolektor składa się z 18

odcinkoacutew o średnicy od K080 do K220 m Czas przepływu wynosi 4333 min Przyjmując

miarodajny strumień objętości odpływu ściekoacutew deszczowych z I wariantu Qm(I) = 1948 m3s

za 100 to strumień w III wariancie obliczeniowym Qm(III) = 3700 m3s jest wyższy aż o

90 (oraz o 21 wyższy względem II wariantu Qm(II) = 3049 m3s)

853 MODELOWANIE DZIAŁANIA PRZYKŁADOWO ZWYMIAROWANYCH

SIECI KANALIZACYJNYCH

W celu weryfikacji występowania nadpiętrzeń w kanałach w przykładowo

zaprojektowanych sieciach należy zgodnie z zaleceniami DWA-A 1182006 obciążyć

zlewnię modelową deszczem o częstości występowania C = 3 lata (wg tab 83) i czasie

trwania dwukrotnie przewyższającym czas przepływu w sieci

Ponieważ w zaprojektowanych zlewniach modelowych (średni) czas przepływu jest rzędu

45 min opracowano na podstawie wzoru (810) na maksymalną wysokość deszczu we

Wrocławiu opad modelowy o czasie trwania t = 90 min Do symulacji działania sieci

wykorzystano oprogramowanie SWMM 50

Ideą opadoacutew modelowych jest oddanie w sposoacuteb zbliżony do rzeczywistości przebiegu

typowych opadoacutew - o zmiennej w czasie intensywności Przykładem jest model Eulera typu

II zalecany min do symulacji działania kanalizacji w Niemczech a obecnie w Polsce [1]

104

Rys 3 Opad modelowy Eulera typu II o C = 3 lata i t = 90 min dla Wrocławia

Wyniki modelowania

Ad I Sieć deszczowa zwymiarowana MGN z modelem opadoacutew Błaszczyka

W celu weryfikacji przepustowości hydraulicznej sieci kanalizacji deszczowej

zwymiarowanej w 3 wariantach obciążono zlewnię opracowanym opadem modelowym

Eulera typu II dla warunkoacutew wrocławskich Z sumarycznej wysokości opadu (2675 mm)

czwarta jego część (ψ = 025) przekształcana była w spływ powierzchniowy i trafiała do

kanalizacji

Profil kolektora wraz z maksymalnymi wypełnieniami w czasie trwania opadu (31-sza

minuta) dla zwymiarowanej w I wariancie sieci kanalizacyjnej przedstawiono na rys 810

Rys 810 Profil kolektora w 31 minucie trwania opadu modelowego

w I wariancie zwymiarowanej kanalizacji deszczowej

Zaprojektowana w I wariancie sieć kanalizacji deszczowej nie ma odpowiedniej

przepustowości hydraulicznej aby bez nadpiętrzeń do poziomu terenu odprowadzać

modelowane spływy ściekoacutew deszczowych Jak pokazano na rysunku 810 praktycznie cały

kolektor poza ostatnim odcinkiem pracuje pod ciśnieniem w czasie trwania zadanego

opadu modelowego Nadpiętrzenia rzędu kilku metroacutew w tym do powierzchni terenu (i

105

wylania) występują w większości węzłoacutew obliczeniowych kolektora W przypadku kanałoacutew

bocznych roacutewnież mamy do czynienia z licznymi nadpiętrzeniami

Sumaryczna objętość ściekoacutew ktoacutere podczas trwania opadu modelowego nie zmieściły się

lub wylały się z sieci wynosi 1291 m3 Większa część z tej objętości to ścieki deszczowe

ktoacutere wylały się w początkowych odcinkach sieci - w węzłach obliczeniowych gdzie

zagłębienie kolektora jest najmniejsze Łącznie wylania zanotowano aż w 71 węzłach

obliczeniowych czyli w 71 zintegrowanych zlewniach cząstkowych

Węzły obliczeniowe w ktoacuterych nastąpiły wylania przedstawiono schematycznie na

rysunku 814 Tylko w przypadku 19 z 90 węzłoacutew napiętrzenia nie osiągnęły w żadnej chwili

czasowej trwania opadu modelowego poziomu terenu

Rys 814 Miejsca spiętrzeń powyżej poziomu terenu w modelowej zlewni


W I wariancie zwymiarowanej kanalizacji deszczowej maksymalny modelowy strumień

objętości na ostatnim odcinku kolektora wynioacutesł Qmax(I) = 516 m3s

Ad II Sieć deszczowa zwymiarowana MGN z modelem opadoacutew maksymalnych dla Wrocławia


zaprojektowanej w II wariancie obciążono ją roacutewnież opadem modelowym Eulera typ II o

częstości występowania C = 3 lata i o czasie trwania t = 90 min (analogicznie jak w

przypadku I wariantu) Profil kolektora wraz z wypełnieniami w wybranym czasie trwania

opadu (31 minuta) przedstawiono na rysunku 816


w II wariancie zwymiarowanej kanalizacji deszczowej

106

Jak widać z rysunku 816 napiętrzenia na początkowych odcinkach kolektora w

przedstawionej chwili czasowej symulacji osiągają poziom terenu Środkowe i po części

końcowe odcinki kolektora pracują już pod niewielkim ciśnieniem W przypadku

początkowych kanałoacutew bocznych także mamy do czynienia z nadpiętrzeniami do poziomu

terenu Sumaryczna objętość ściekoacutew ktoacutere podczas trwania deszczu modelowego nie

zmieściły się lub wylały się z sieci wynosi 20 m

3 Łącznie wylania zanotowano w 12

węzłach (rys 819)

Rys 819 Miejsce nadpiętrzeń do poziomu terenu w modelowej zlewni


Maksymalny modelowy strumień objętości (w II wariancie) na ostatnim odcinku

kolektora wynosił Qmax(II) = 611 m3s

Ad III Sieć deszczowa zwymiarowana MMN z modelem opadoacutew maksymalnych dla Wrocławia

Do weryfikacji przepustowości hydraulicznej sieci kanalizacji deszczowej zaprojektowanej

w III wariancie obciążono ją roacutewnież opadem modelowym Eulera typ II o częstości C = 3

lata i o czasie trwania t = 90 min Profil kolektora (34 minuta) przedstawiono na rysunku

821


w III wariancie zwymiarowanej kanalizacji deszczowej

Jak wynika z rysunku 821 praktycznie cały kolektor pracuje ze swobodnych lustrem

ściekoacutew W przypadku wszystkich kanałoacutew bocznych nadpiętrzenia do poziomu terenu

roacutewnież nie występują - brak wylewoacutew z kanałoacutew

107

Maksymalny modelowy strumień objętości przepływu (w III wariancie) na ostatnim

odcinku kolektora wynosił Qmax(III) = 695 m3s

854 WNIOSKI Z ANALIZ DZIAŁANIA PRZYKŁADOWO ZWYMIAROWANYCH


Przeprowadzone badania miały na celu weryfikację przydatności do bezpiecznego

projektowania sieci (i obiektoacutew) kanalizacyjnych tzw metod czasu przepływu Zestawienie

wynikoacutew wymiarowania i analiz działania modelowych sieci kanalizacyjnych (dla trzech

wariantoacutew) przedstawiono w tabeli 818

Tab 818 Zestawienie wynikoacutew wymiarowania i modelowania działania przykładowych sieci

kanalizacyjnych w terenie płaskim w warunkach wrocławskich

Wariant

obliczeń

Parametry projektowe kanalizacji deszczowej Parametry modelowe

Strumień

odpływu

Qm

Objętość

sieci

VK

Wskaźnik

objętości

VKj

Rezerwa

systemu

VR

Maksymalny

wymiar

kolektora

Maksymalne

zagłębienie

kolektora

Strumień

modelowy

Qmax

Liczba

wylewoacutew

Lw

Objętość

wylewoacutew

Vw

m3s m

3 m

3ha m m ppt m

3s - m

3

I 1948 4849 239 22 K16 599 516 71 1291

II 3049 7234 357 22 K20 591 611 12 20

III 3700 9825 485 28 K22 533 695 0 0

Przeprowadzone analizy wskazały jednoznacznie że bezpieczną metodą czasu

przepływu jest MMN - z modelem opadoacutew maksymalnych dla Wrocławia ze względu na

brak nadpiętrzeń do powierzchni terenu i wylewoacutew z kanalizacji

Wzoacuter Błaszczyka i ogoacutelnie MGN znacznie niedoszacowuje miarodajny do wymiarowania

sieci strumień objętości ściekoacutew deszczowych ze względu na licznie występujące

nadpiętrzenia do powierzchni terenu i wylania Proacuteba zastosowania w MGN wzoru opadoacutew

maksymalnych dla Wrocławia też nie przyniosła zadawalających wynikoacutew - zmalała jedynie

liczba nadpiętrzeń i objętość wylewoacutew z kanalizacji

9 PODSTAWY WYMIAROWANIA HYDRAULICZNEGO

PRZEWODOacuteW ŚCIEKOWYCH I KANAŁOacuteW

91 RODZAJE I KLASYFIKACJE PRZEPŁYWOacuteW CIECZY

W kanałach przewodach ściekowych i obiektach kanalizacyjnych wyroacuteżnić można pod

względem hydraulicznym trzy zasadniczo roacuteżniące się przepływy cieczy [2 39 64 69 72

84 189 232]

pod ciśnieniem - pełnym przekrojem przewodu ściekowego (kanału)

o swobodnej powierzchni - przy częściowym wypełnieniu kanału

o swobodnej strudze - np przez koronę przelewu

Odrębną grupę stanowią przepływy ciśnieniowe o ruchu wirowym spotykane min w

urządzeniach do dławienia energii czy regulatorach hydrodynamicznych

Gdy parametry ruchu cieczy takie jak ciśnienie prędkość przepływu i przyspieszenie

nie zmieniają się w czasie i w przestrzeni to taki ruch jest ustalony W przeciwnym

wypadku tj gdy parametry ruchu są funkcjami zaroacutewno położenia jak i czasu ruch taki jest

nieustalony

Powiązanie parametroacutew ruchu cieczy z geometrią przewodoacutew ściekowych czy kanałoacutew

ujmują układy roacutewnań roacuteżniczkowych de Saint-Venanta o roacuteżnym stopniu uproszczeń

stosowanych do ich wymiarowania (tab 91)

Tab 91 Założenia wyjściowe do obliczeń hydraulicznych kanałoacutew i przewodoacutew ściekowych

odnośnie rodzaju ruch cieczy wg ATV-A110 [1]

Oznaczenia do tabeli

x ndash wspoacutełrzędna drogi t ndash wspoacutełrzędna czasu Q ndash strumień objętości q ndash jednostkowy

dopływodpływ boczny (przyjmowany jako ustalony) A ndash powierzchnia przekroju poprzecznego

strumienia cieczy i ndash spadek dna J ndash spadek linii energii wywołany tarciem h ndash wysokość

napełnienia kanału względnie wysokość ciśnienia w przewodach całkowicie wypełnionych v ndash

średnia prędkość przepływu g ndash przyspieszenie ziemskie

KANALIZACJA I

109

Przy rozwiązaniu pełnego układu roacutewnań roacuteżniczkowych ruchu cieczy tj roacutewnania

zachowania pędu i roacutewnania zachowania masy (ciągłości przepływu) - oznaczonego w tab

91 jako bdquo0rdquo - metoda obliczeniowa jest dokładna dla roacuteżnych stanoacutew i uwarunkowań

systemowych w wyniku powiązania strumieni przepływu i poziomoacutew cieczy z parametrami

geometrycznymi przewodoacutew a także średnią prędkością przepływu Znajduje zastosowanie

do modelowania działania systemoacutew kanalizacyjnych w czasie rzeczywistym

Układ roacutewnań oznaczony jako bdquo1rdquo ma ścisłe zastosowanie do kanałoacutewprzewodoacutew

tranzytowych - bez bocznych dopływoacutewodpływoacutew

Dalsze uproszczenia tj pominięcie pierwszego czy drugiego członu roacutewnania ruchu

(postaci bdquo1rdquo) może już prowadzić do błędoacutew obliczeniowych (postać bdquo4rdquo) Jednak błędy te

mogą mieć tendencje przeciwstawne - w części znoszące się

Układy roacutewnań roacuteżniczkowych ruchu cieczy (de Saint-Venanta) nie są rozwiązywalne

analitycznie - poza postacią oznaczoną w tab 91 jako bdquo7rdquo - bdquoprzepływ normalnyrdquo

Konieczne jest więc stosowanie metod numerycznych przybliżonego ich rozwiązywania

Odcinki kanałoacutew i przewodoacutew ściekowych cechuje na ogoacuteł stały przekroacutej poprzeczny

niezmienny spadek podłużny dna i stała na ogoacuteł chropowatośćszorstkość ścian Przy ich

wymiarowaniu przepływy ściekoacutew są traktowane najczęściej jako ustalone i roacutewnomierne

(chwilowo niezmienne) co dla strumienia miarodajnego (maksymalnego) Qm jest jak

dotychczas podstawą doboru wymiaroacutew liniowych kanału czy przewodu

Przykładowo dla kanałoacutew częściowo wypełnionych zakłada się że rozwiązanie

roacutewnania ruchu cieczy (postaci bdquo7rdquo ndash tab 91) i = J mieści się w klasie dokładności danych

wyjściowych dotyczących głoacutewnie strumienia przepływu

92 PRZEPŁYWY PEŁNYM PRZEKROJEM PRZEWODU

921 METODY I WZORY WYJŚCIOWE

Podczas przepływu cieczy newtonowskiej (ścieki - woda) w przewodach zamkniętych

powstają naprężenia styczne (opory ruchu) wywołane lepkością określane jako straty

hydrauliczne Wysokość liniowych strat hydraulicznych (Δh) w całkowicie wypełnionym

rurociągu o długości l i średnicy wewnętrznej d wyraża wzoacuter Darcy-Weisbacha

gR

l

gd

lh

h 242Δ

22

(93)

gdzie

λ - wspoacutełczynnik oporoacutew liniowych (tarcia) -

- średnia prędkość strumienia cieczy w przekroju poprzecznym rurociągu ms

g - przyśpieszenie ziemskie ms2

Rh - promień hydrauliczny stosunek powierzchni przekroju poprzecznego (A) strumienia

cieczy do obwodu zwilżonego (U) Rh = d4 - dla przewodoacutew o przekroju kołowym

całkowicie wypełnionych m

KANALIZACJA I

110

Dla izotermicznych (bez wymiany ciepła) przepływoacutew turbulentnych cieczy mających

znaczenie praktyczne w sieciach kanalizacyjnych (i wodociągowych) tzn przy wartościach

liczby Reynoldsa Re gt 4000 (gdzie Re = d1306middot10-6

) w literaturze naukowo-technicznej

dostępnych jest wiele wzoroacutew określających wartość wspoacutełczynnika λ - najczęściej w

odniesieniu do konkretnych materiałoacutew przewodoacutew Ich ogoacutelna postać zależy od strefy w

jakiej odbywają się przepływy wodyściekoacutew

W ruchu turbulentnym wyodrębnia się trzy takie strefy a mianowicie

strefę I - przepływoacutew w przewodach hydraulicznie gładkich gdzie λ = f1 (Re)

strefę II - przepływoacutew przejściowych λ = f2 (Re kd)

strefę III - przepływoacutew o kwadratowej zależności oporoacutew λ = f3 (kd)

Wspoacutełczynnik oporoacutew liniowych (λ) zaleca się obliczać z uwikłanej postaci wzoru

Colebrooka-Whitersquoa

hR

k

d

k

4713Re

512log2

713Re

512log2

1

(94)

gdzie

k - zastępcza chropowatość wewnętrznych ścian przewodu m

Re - liczba Reynoldsa Re = dν equiv 4Rhν -

ν - wspoacutełczynnik lepkości kinematycznej cieczy m2s

Wzoacuter (94) ma uniwersalny charakter obejmujący swoim zakresem wszystkie 3 strefy

przepływoacutew turbulentnych

Dla przepływoacutew w III strefie jako alternatywną do metody bazującej na wzorach Darcy-

Weisbacha (93) i Colebrooka-Whitersquoa (94) do wymiarowania przewodoacutew wodnych w tym

kanałoacutew ściekowych całkowicie wypełnionych stosowana jest metoda oparta na wzorze

Chezy-Manninga na prędkość średnią (w ms) o dogodnej postaci analitycznej

21321JR

nJRC hhM (99)

gdzie

n - wspoacutełczynnik szorstkości przewodu sm13

Rh - promień hydrauliczny m

J - jednostkowy spadek energii wywołany tarciem (J = Δhl) -

CM - wspoacutełczynnik Cheacutezy do wzoru Manninga m12

s

61

61

4

11

d

nR

nC hM (910)

KANALIZACJA I

111

Wspoacutełczynnik szorstkości (n) we wzorze Manninga zależy od stanu hydraulicznego

przewodoacutew - analogicznie jak zastępcza chropowatość (k) W normie PN-EN 752

definiowany jest jako wspoacutełczynnik Manninga K = 1n ktoacuterego wartość (w III strefie) można

uzależnić od k za pomocą wzoru

k

d

dgK

73log

324

61

(911)

922 SPRAWNOŚĆ HYDRAULICZNA PRZEWODOacuteW I KANAŁOacuteW

Wpływ zmian chropowatości przewodu w czasie na przepływność

Wzoacuter Darcy-Weisbacha (93) po uwzględnieniu roacutewnania ciągłości ruchu Q = A

gdzie A - pole powierzchni przekroju porzecznego przewodu kołowego o średnicy d)

przyjmie postać

2

52

8Δ Q

d

l

gh

(919)

Dzieląc obustronnie (919) przez l (długość przewodu) otrzymamy wzoacuter na jednostkowy

spadek energii

22

52

18CQQ

dgJ

(920)

gdzie

8λ(gπ2d

5) = C ndash oporność właściwa rurociągu o średnicy d (w s

2m

6)

Zmiany oporności rurociągu w czasie t lat eksploatacji (z C0 na Ct) charakteryzuje

wskaźnik względnej oporności δc

5

0

00

t

ttC

d

d

C

C

(921)

Przy niezmiennym w czasie strumieniu przepływu (Q = idem) ze wzoroacutew (920) i (921)

wynika wprost że δc = JtJ0 i po czasie t spadek linii energii Jt zwiększa się (δc gt1) względem

wyjściowego J0 (dla czasu t = 0) do wartości Jt = δc J0

Przekształcając (920) ze względu na Q otrzymamy

JMJdg

Q 252

8

1

(922)

gdzie

λndash12

(gπ28)

12d

52 = M - przepływność właściwa rurociągu o średnicy d (w m

3s) przy

czym M = C ndash12

(oraz C = 1M 2)

KANALIZACJA I

112

Zmiany przepływności rurociągu eksploatowanego przez t lat (z M0 na Mt) charakteryzuje

wskaźnik względnej przepływności ηM

25

0

21

0

0

d

d

M

M t

t

tM

(923)

Przy niezmiennym w czasie spadku linii energii (J = idem) z wzoroacutew (922) i (923) wynika

0Q

QtM (924)

stąd po czasie t lat strumień przepływu Qt zmniejsza się (ηM lt 1) względem wyjściowego Q0

(dla czasu t = 0) do wartości Qt = ηM Q0

Do ilustracji zjawiska spadku przepływności (ηM) wywołanej wzrostem chropowatości

(kt) za punkt odniesienia wybrano dwa rurociągi hydraulicznie gładkie (k0 = 0) o średnicach

d0 = 01 i 10 m i o przepływnościach właściwych M0 (w czasie t0 = 0)

Przyrosty chropowatości w czasie t eksploatacji zadawano dyskretnie z przedziału

kti 01 04 1 2 3 mm Przyjęto za wyjściową prędkość przepływu 0 = 10 ms Dla

temperatury wody 28315 K wspoacutełczynniki λ0 i λti obliczano ze wzoru Colebrooka-Whitersquoa

(94) dla k0 = 0 i kti

Wyniki obliczeń ηM(kti) naniesiono na wykres (rys 93)

Rys 93 Wpływ wzrostu chropowatości kt (w czasie t) na względną przepływność rurociągoacutew ηM

(poziom odniesienia ηM = 1 - rury hydraulicznie gładkie k0 = 0)

Przykładowo z rysunku 93 wynika że dla rurociągu o średnicy d0 = 01 m ze wzrostem

chropowatości np do kt = 10 mm jego przepływność zmniejszy się o rząd 33 (ηM = 067) w

poroacutewnaniu do k0 = 0 mm Dla rurociągu o średnicy d0 = 10 m analogiczny rezultat spadku

przepływności o 33 (ηM = 067) osiągnięty zostanie przy wzroście chropowatości do

KANALIZACJA I

113

wartości kt = 30 mm Wpływ zmniejszenia średnicy rurociągu na wartość ηM uwidacznia się

jedynie w wypadku przewodoacutew o małych średnicach

Wpływ zmian średnicy przewodu w czasie na przepływność

Wpływ zmniejszenia średnicy (np wskutek znacznego odkładania się osadoacutew) na

sprawność hydrauliczną ciśnieniowych rurociągoacutew wodnych zilustrować można na podstawie

metodologii opartej na wzorze Manninga (99) - dla III strefy przepływoacutew turbulentnych (n =

idem) Wzoacuter (99) po uwzględnieniu roacutewnania ciągłości ruchu przyjmie postać

JMJdn

dJ

d

nQ M

2138

35

221

32

4

1

44

1 (925)

gdzie

πd83

(453

n) = MM - przepływność właściwa rurociągu (d) do wzoru Manninga (w m3s)

Względne zmiany przepływności rurociągu (MMiMM0) ujmuje jak w (923) wspoacutełczynnik

ηMM

38

0

0

0

d

d

n

n

M

M i

iM

MiMM (926)

a przy niezmiennym spadku linii energii J = idem oraz n = idem z wzoroacutew (925) i (926)

wynika

38

00

d

d

Q

Q iiMM (927)

stąd strumień przepływu Qi zmieni się względem wyjściowego Q0 do wartości Qi = ηMM Q0

Z rysunku 94 wynika min że wpływ zmniejszenia średnicy rurociągu z d0 do di dla

warunkoacutew jednakowej chropowatości ścian (w III strefie przepływoacutew turbulentnych n =

idem) na spadek przepływności rurociągu ηMM = (did0)83

- wynika głoacutewnie z fizycznego

zmniejszania się pola powierzchni przekroju poprzecznego rurociągu w funkcji (did0)2 a

tylko w mniejszej części w funkcji (did0)23

- z oporoacutew ruchu

(did0)83

= (did0)2(did0)

2

Rys 94 Wpływ względnej średnicy rurociągu przy n = idem na względną przepływność ηMM

KANALIZACJA I

114

Podobnie też można interpretować wpływ zwiększenia średnicy rurociągu did0 gt 1 (np po

jego oczyszczeniu z osadoacutew) na wzrost ηMM = QiQ0

923 DOBOacuteR PRZEKROJOacuteW PRZEWODOacuteW I KANAŁOacuteW CIŚNIENIOWYCH

Wzoacuter Darcy-Weisbacha (93) na wysokość liniowych strat hydraulicznych (Δh w m) w

przewodach i kanałach ściekowych - całkowicie wypełnionych ma ogoacutelna postać

gR

lh

h 24Δ

2 (928)

gdzie

λ - wspoacutełczynnik oporoacutew liniowych -

l - długość przewodu (kanału) m

Rh - promień hydrauliczny (Rh = d4) m

- średnia prędkość strumienia cieczy ms


Uwzględniając fakt że w praktyce na wartość wspoacutełczynnika oporoacutew liniowych (λ)

wpływ mają roacutewnież straty miejscowe - na połączeniach odcinkoacutew rur na niedokładnościach

osiowego ułożenia na zmianach spadkoacutew dna (kierunkoacutew tras przewodu) czy też

niecałkowicie kołowego kształtu przekroju poprzecznego rur (zwłaszcza tworzywowych -

wynikających z technologii zabudowy) a także wynikające z efektoacutew starzenia się

przewodoacutew wodnych w czasie eksploatacji (prowadzących do spadku przepływności)

możemy zapisać

ggR

lhhh

h

ml224

Δ22

(929)

Nieliniowe straty miejscowe (Δhm w m) można rozłożyć roacutewnomiernie na długości

przewodu uzyskując tym samym zastępczą chropowatość eksploatacyjną (ke) i woacutewczas

l

Rhe

4 (930)

gdzie

λe - wspoacutełczynnik oporoacutew dla zastępczej chropowatości eksploatacyjnej ke -

λ - wspoacutełczynnik oporoacutew liniowych wywołany chropowatością k wg (94) -

ξ - wspoacutełczynnik oporoacutew miejscowych wywołany zaburzeniem rozkładu prędkości -

Po uwzględnieniu (929) i (930) i przekształceniu (928) na spadek linii energii

otrzymamy

KANALIZACJA I

115

gRl

hJ

h

e24

1 2

(931)

gdzie

J - jednostkowy sumaryczny spadek energii (spadek hydrauliczny) wywołany tarciem i

oporami miejscowymi na odcinku kanału o długości l -

Przekształcając (931) ze względu na

gdJJgRe

h

e

21

81

(932)

i wykorzystując ogoacutelną postać wzoru (94) Colebrooka-Whitersquoa dla liczby Reynoldsa

Re = 4Rh ν equiv d ν zapisanego jako

h

e

eheR

k

R 47134

512log2

1

(933)

po podstawieniu (933) do (932) i dalszych przekształceniach otrzymamy wzoacuter na średnią

prędkość przepływu (w ms)

JgRR

k

JgRRh

h

e

hh

8471384

512log2

(934)

Stosując roacutewnanie ciągłości ruchu Q = A (gdzie A - pole powierzchni przekroju

poprzecznego przewodu m2) otrzymamy ostatecznie ogoacutelny wzoacuter analityczny na strumień

objętości przepływu (Q w m3s)

AJgRR

k

JgRRQ h

h

e

hh

8

471384

512log2

(935)

skąd dla przewodoacutewkanałoacutew o kołowym kształcie przekroju poprzecznego - o średnicy d (w

m) całkowicie wypełnionych Rh = d4

dJdd

k

dJdQ e 2

713

5670log 9576

(936)

Wg ATV-A110 do wymiarowania przewodoacutew ściekowych i kanałoacutew tranzytowych

działających pod ciśnieniem (w tym tworzywowych) zaleca się przyjmować uśrednioną

wartość zastępczej chropowatość eksploatacyjnej w wysokości ke = 025 mm

Podana wartość nie uwzględnia jednak strat miejscowych na armaturze kolanach i

łukach kształtkach połączeniowych wlotach i wylotach ściekoacutew w obiektach

kanalizacyjnych takich jak syfony rury dławiące czy reduktory ciśnienia Straty te należy

ustalać indywidualnie Wskazoacutewki znaleźć można min w pracy [2]

KANALIZACJA I

116

Wspoacutełczynnik lepkości kinematycznej wody w temperaturze 10ordmC (28315 K) wynosi ν10

= 1306 10-6

m2s a dla ściekoacutew przyjmuje się odpowiednio [61]

ν10 = 133 10-6

m2s ndash przy stężeniu zawiesin ok 100 mgdm

3

ν10 = 137 10-6


3

ν10 = 143 10-6


3

W celu ułatwienia i wyeliminowania ewentualnych pomyłek w obliczeniowych

inżynierskich do doboru przekroi - średnic przewodoacutew czy kanałoacutew można posługiwać się

nomogramami opracowanymi do wzoru Colebrooka-Whitersquoa dla przyjętej wartości

zastępczej chropowatości eksploatacyjnej ke

Przykładowo wykorzystując nomogramem logarytmiczny przedstawiony na rysunku

95 dotyczący sprawności hydraulicznej ciśnieniowych przewodoacutew żelbetowych o przekroju

kołowym dla k = ke = 10 mm i lepkości wody ν10 = 1306 10-6 m

2s należy dla ustalonej

wartości strumienia Q (w dm3s) i założonej prędkości przepływu ( w ms) dobierać średnicę

(d w mm) przewodu a następnie odczytać wartość spadku linii ciśnienia (J w promilach)

Rys 95 Przykładowy nomogram logarytmiczny do doboru przewodoacutew (żelbetowych) ciśnieniowych

o przekroju kołowym wg wzoru Colebrooka-Whitersquoa dla k = 10 mm (ν10 = 1306 10-6 m

2s)

KANALIZACJA I

117

93 PRZEPŁYWY W KANAŁACH CZĘŚCIOWO WYPEŁNIONYCH


U podstaw obliczeń hydraulicznych służących do doboru wymiaroacutew liniowych kanałoacutew

czy przewodoacutew grawitacyjnych działających ze swobodnym zwierciadłem cieczy (tj

częściowo wypełnionych) leży założenie upraszczające iż mamy do czynienia z ruchem

ustalonym i roacutewnomiernym


niezmienny spadek podłużny dna oraz stała chropowatośćszorstkość ścian W ruchu

roacutewnomiernym (ustalonym) występuje wzajemna roacutewnoległość dna kanału (i) wysokości

zwierciadła cieczy (hn(Q)) i linii wysokości energii (J = i) a rozkłady prędkości są jednakowe

we wszystkich przekrojach poprzecznych na danym odcinku kanału ( = idem)

Wychodząc z ogoacutelnej postaci wzoru Darcy-Weisbacha (93) na wysokość liniowych strat

hydraulicznych po uwzględnieniu dodatkowo oporoacutew miejscowych wg (929)divide(931)

otrzymamy dla przewodoacutew i kanałoacutew ściekowych częściowo wypełnionych wzoacuter na spadek

hydrauliczny

gR

il

h

h

e24

1 2

(940)

gdzie

Δh - roacuteżnica wysokości den kanału na odcinku o długości l roacutewna roacuteżnicy wysokości

wypełnień normalnych h = hn (w ruchu roacutewnomiernym) Δh = imiddotl m

i - spadek dna kanału roacutewny sumarycznemu spadkowi linii energii - wywołanej tarciem i

oporami miejscowymi (na odcinku l) -


Rh - promień hydrauliczny Rh = AU m

A - powierzchnia przekroju poprzecznego strumienia cieczy m2

U - obwoacuted zwilżony m



Promień hydrauliczny w przypadku przewodoacutew i kanałoacutew całkowicie wypełnionych

jest miarą hydrauliczną roacuteżnych kształtoacutew przekroi poprzecznych (kołowych jajowych

dzwonowych itp) W przypadku przewodoacutew i kanałoacutew częściowo wypełnionych pełni

dodatkowo rolę miary hydraulicznej stopnia wypełnienia przekrojoacutew (np hD ndash wg rys 96)

Rys 96 Schemat hydrauliczny kanału zamkniętego

częściowo wypełnionego (AU = Rh)

KANALIZACJA I

118

Pole powierzchni przekroju poprzecznego strumienia cieczy w kanale o przekroju

kołowym przy częściowym - względnym wypełnieniu ηh = hD oblicza się z zależności

geometrycznych

22

2112121arccos4 D

h

D

h

D

hDAn (941)

gdzie

An ndash pole powierzchni przekroju poprzecznego strumienia cieczy przy wypełnieniu

(normalnym) h = hn m2

D - wewnętrzna średnica kanału m

Zależność pomiędzy polem powierzchni przekroju poprzecznego strumienia cieczy przy

częściowym wypełnieniu (An) a polem powierzchni całego przekroju poprzecznego kanału

(A) - o średnicy D ujmuje wskaźnik względnej powierzchni (ηA) postaci

D

h

D

h

A

An

A 21arccos2sin21arccos22

1

(942)

Promień hydrauliczny Rh w tym dla względnego wypełnienia przekroju hD oblicza się z

ogoacutelnej postaci wzoru

Dh

DhDhDRh

21arccos

211211

4

2

(943)

Związek pomiędzy promieniem hydraulicznym przy częściowym wypełnieniu a

promieniem hydraulicznym całego przekroju poprzecznego rur określa się z zależności

geometrycznych dla przekroju kołowego

Dh

Dh

R

R

h

hnRh

21arccos2

21arccos2sin1

(944)

gdzie

ηRh - wskaźnik względnego promienia hydraulicznego -

Rh - promień hydrauliczny przewodu o (wewnętrznej) średnicy D przy całkowitym

wypełnieniu Rh = AU = D4 m

Rhn - promień hydrauliczny strumienia cieczy przy częściowym wypełnieniu

(normalnym) h = hn m

Obliczanie przepływoacutew cieczy w kanałach czy przewodach ściekowych częściowo

wypełnionych zaleca się obecnie opierać na wzorze Colebrooka-Whitersquoa przy przyjęciu

zastępczej chropowatości eksploatacyjnej (ke)

KANALIZACJA I

119

Tym samym odstępuje się od stosowania wzoru Manninga ze wspoacutełczynnikiem

szorstkości (n) jako mniej uniwersalnego właściwego jedynie dla przepływoacutew turbulentnych

w III strefie (tzw kwadratowego prawa oporoacutew)

Norma PN-EN 7522008 dopuszcza jednak stosowanie wzoru Manninga w zmienionej

postaci [1] (ze wspoacutełczynnikiem Manninga K = 1n - wg wzoru (911))

2132

6173

log32

4 iRk

D

Dg h

(945)

w ktoacuterej ogoacutelnie D = 4Rh

Przekształcając wzoacuter Darcy-Weisbacha (93) - ściślej roacutewnanie (940) ze względu na

igRh

e

81

(946)

i wykorzystując wzoacuter (94) Colebrooka-Whitersquoa dla Re = 4Rhν po odpowiednich

przekształceniach otrzymamy wzoacuter na średnią prędkość przepływu (w ms)

igRR

k

igRRh

h

e

hh

8471384

512log2

(947)

Stosując roacutewnanie ciągłości ruchu Q = An gdzie An - pole powierzchni przekroju

poprzecznego strumienia cieczy przy częściowym wypełnieniu (hn = h) otrzymamy postać

ogoacutelną wzoru analitycznego na strumień objętości przepływu w ruchu roacutewnomiernym

ustalonym (i = J)

nhn

hn

e

hnhn

n AigRR

k

igRRQ

8

471384

512log2

(948)

ktoacutery dla przekroju kołowego uwzględniając zapis An wg (941) przyjmie szczegoacutełową

postać (949) dla h = hn

22 211

21

21arccos8

84148

62750log2

4 D

h

D

h

D

higR

R

k

igRR

DQ hn

hn

e

hnhn

n

Stosując odmienną metodologię Manninga wzoacuter na strumień objętości przepływu w

kanale o przekroju kołowym niecałkowicie wypełnionym przyjmuje analityczną postać (h =

hn)

3

2

2

)21arccos(

)))21arccos(2sin()21arccos(22(

21arccos2sin

2

121arccos

16

1

Dh

DhDhD

D

h

D

hiD

nQn

(950)

KANALIZACJA I

120

gdzie

n - wspoacutełczynnik szorstkości kanału sm13

i - spadek dna kanału i = J ndash w ruchu roacutewnomiernym -

h = hn ndash wypełnienie normalne (w ruchu roacutewnomiernym) m

Wspoacutełczynnik szorstkości kanału w (950) przyjmuje (w III strefie przepływoacutew) postać

161

473log

84

e

hn

hn

ek

R

Rgn (951)

gdzie ne - wspoacutełczynnik szorstkości eksploatacyjnej kanału uzależniony od zastępczej

chropowatości eksploatacyjnej ke

Wg ATV-A110 do wymiarowania grawitacyjnych przewodoacutew ściekowych i kanałoacutew

działających przy częściowym wypełnieniu zaleca się przyjmować uśrednione wartości

zastępczej chropowatość eksploatacyjnej w wysokości

ke = 050 mm - dla przewodoacutewkanałoacutew tranzytowych ze studzienkami o kinetach do

wysokości przekroju kanału

ke = 075 mm - dla przewodoacutewkanałoacutew zbierających ścieki ze studzienkami o

kinetach do wysokości przekroju kanału


kinetach do wysokości połowy przekroju kanału

Podane wartości nie uwzględniają strat miejscowych na armaturze zmianach kierunkoacutew tras

wlotach i wylotach ściekoacutew w obiektach kanalizacyjnych Straty te należy ustalać dodatkowo

932 DOBOacuteR PRZEKROJOacuteW PRZEWODOacuteW I KANAŁOacuteW CZĘŚCIOWO

WYPEŁNIONYCH

Posługiwanie się wzorami analitycznymi na strumień Q a zwłaszcza na Qn stwarza dużą

trudność ze względu na ich uwikłaną postać W celu ułatwienia obliczeń hydraulicznych

kanałoacutew niecałkowicie wypełnionych opracowano charakterystyki sprawności hydraulicznej

roacuteżnych przekroi kanałoacutew tj zależności na wskaźniki względnych prędkości przepływu η =

n oraz względnych strumieni objętości ηQ = QnQ

Przykładowo dla przekroju kołowego stosując metodologię opartą na wzorze

Colebrooka-Whitersquoa przy przyjęciu pewnych uproszczeń (bowiem przy częściowym

wypełnieniu zaroacutewno jak i Q zależą roacutewnież od i oraz k) otrzymamy wg Franke [2 54]

85

h

hnn

R

R

(952)

KANALIZACJA I

121

oraz

85

h

hnnnQ

R

R

A

A

Q

Q (953)

gdzie

η - wskaźnik względnych prędkości przepływu stosunek prędkości n przy częściowym

wypełnieniu (h = hn) do prędkości przy całkowitym wypełnieniu przekroju (h = D)

Rh - promień hydrauliczny przy całkowicie wypełnionym kanale (Rh = D4) m

Rhn - promień hydrauliczny przy częściowym wypełnieniu - normalnym hn m

ηQ - wskaźnik względnych strumieni objętości stosunek strumienia Qn przy częściowym

wypełnieniu (h = hn) do strumienia Q przy całkowitym wypełnieniu przekroju (h = D)

A - pole powierzchni przekroju poprzecznego kanału przy całkowitym wypełnieniu (A =

πD24) m

2

An - pole powierzchni przekroju poprzecznego kanału przy częściowym wypełnieniu - hn

(wg wzoru (941)) m2

Na rysunku 97 przedstawiono krzywe sprawności hydraulicznej η i ηQ od hD (w ) dla

kanału o przekroju kołowym o średnicy D

Rys 97 Krzywe sprawności hydraulicznej kanału o przekroju kołowym

(oznaczono QQ0 equiv QnQ oraz VV0 equiv n)

Według metodologii opartej na wzorze Colebrooka-Whitersquoa całkowita przepustowość

kanału (100) tj przy całkowitym wypełnieniu przekroju (100) osiągana jest już przy

względnym wypełnieniu hD = 0827 - w kanałach o przekroju kołowym bądź hH = 0867 -

w kanałach jajowych czy też hH = 0807 - w kanałach dzwonowych (gdzie H oznacza

wysokość przekroju kanału proporcjonalną do jego szerokości B) wg rys 97divide99

Promień hydrauliczny osiąga woacutewczas (prawie) maksymalne wartości a warunki

przepływu odpowiadają panującym w kanałach otwartych Krzywe sprawności hydraulicznej

kanałoacutew interpretuje się więc tylko do wymienionych wyżej względnych wypełnień

UWAGA Kanały grawitacyjne należy dobierać na przepływ ze swobodnym zwierciadłem

roacutewnież ze względu na niebezpieczeństwo samoistnego bdquozapowietrzania sięrdquo strumienia i

niestabilne warunki przepływu przy całkowitych wypełnieniach (powstawać mogą woacutewczas

poduszki powietrzne na załamaniach spadkoacutew odcinkoacutew kanałoacutew)

KANALIZACJA I

122

Rys 98 Krzywe sprawności hydraulicznej kanału o przekroju jajowym


Rys 99 Krzywe sprawności hydraulicznej kanału o przekroju dzwonowym


Wymiarowany przekroacutej kanału powinno dobierać się tak aby teoretyczna jego

przepustowość całkowita Q (przy danym spadku dna) była zawsze większa od strumienia

obliczeniowego

Wg zasad wypracowanych w Niemczech (ATV A-118) w przypadku kanałoacutew

deszczowych bądź ogoacutelnospławnych zaleca się dobierać następny większy przekroacutej jeżeli

strumień obliczeniowy przekracza 90 przepustowości całkowitej (Q) danego przekroju

kanału - przy danym spadku dna (i)


hD le 075 - w wypadku kanałoacutew o przekroju kołowym bądź

hH le 079 - w przypadku kanałoacutew jajowych czy też

hH le 072 - w przypadku kanałoacutew dzwonowych

KANALIZACJA I

123

W praktyce inżynierskiej występują najczęściej dwa typy zadań hydraulicznych

doboacuter wymiaru - przekroju poprzecznego kanału (kołowego o średnicy D lub innego

o wysokości przekroju H) dla danego strumienia przepływu (Qn) i spadku dna (i) z

określeniem wypełnienia normalnego hn(Qn) oraz średniej prędkości przepływu

n(Qn)

obliczenie przepustowości (Q lub Qn) kanału o danym spadku dna (i)

Do wymiarowania kanałoacutew ściekowych deszczowych i ogoacutelnospławnych stosowany był

powszechnie wzoacuter Manninga (99) w ktoacuterym wspoacutełczynnik szorstkości kanału

przyjmowany jest najczęściej w stałej wartości n = 0013 m13

s (ogoacutelnie n [0010 0016]

sm13

czemu odpowiada w przybliżeniu k [025 50] mm)

W celu ułatwienia doboru przekrojoacutew kanałoacutew sporządzone zostały wykresy i

nomogramy do wzoru Manninga przedstawiające graficznie zależności pomiędzy

parametrami

konstrukcyjnymi takimi jak średnica (przekroacutej) kanału spadek dna szorstkość a

hydraulicznymi takimi jak wypełnienie prędkość i strumień przepływu

Najczęściej stosowane były dwa rodzaje pomocy graficznych a mianowicie

nomogramy drabinkowe przedstawiające zależności D Q i dla kanałoacutew

całkowicie wypełnionych ktoacutere wymagały dodatkowo posługiwania się wykresami

sprawności hydraulicznej przekrojoacutew kanałoacutew przy niecałkowitym wypełnieniu

nomogramy logarytmiczne (scalone) opracowane dla roacuteżnych przekrojoacutew kanałoacutew

niecałkowicie wypełnionych (dla n = constans)

Przykład obliczeniowy z zastosowaniem nomogramu drabinkowego i krzywych

sprawności przekroju kołowego (wg rys 910 i 911)

Należy dobrać średnicę kanału (ściekowego) dla obliczeniowego strumienia przepływu Qn =

15 dm3s i spadku dna i = 5 permil

Rys 910 Przykład nomogramu drabinkowego do doboru kanałoacutew kołowych

(oznaczono Qc equiv Q oraz Vc equiv )

KANALIZACJA I

124

Tok postępowania

1 Prowadzimy prostą (1) przechodząca przez punkty i = 5permil oraz Q = 15 dm3s (rys 910)

Dobieramy pierwszą większą (katalogową) średnicę tj D = 020 m Przez punkty D = 02 m

oraz i = 5 permil prowadzimy prostą (2) i odczytujemy strumień przepływu przy całkowitym

wypełnieniu Q = 22 dm3s oraz prędkość przy całkowitym wypełnieniu = 080 ms

2 Następnie korzystamy z krzywej sprawności hydraulicznej przekroju kołowego

przedstawiającej zależność pomiędzy względnym wypełnieniem kanału (hD) a względnym

strumieniem przepływu (ηQ) - wyrażonych w (rys 911) Krzywa ta umożliwia ustalenie

wartości względnego wypełnienia przekroju kanału i względnej prędkości przepływu (dla

odczytanych z nomogramu drabinkowego parametroacutew hydraulicznych całkowicie

wypełnionego kanału tj strumienia Q i prędkości )

Rys 911 Idea korzystania z wykresu sprawności hydraulicznej przekroju kołowego

(oznaczono QQC equiv QnQ oraz vvC equiv n)

Dla ustalonej z nomogramu drabinkowego (rys 910) wartości strumienia przy

całkowitym wypełnieniu Q = 22 dm3s obliczamy wartość funkcji sprawności przepływu ηQ

= 1522 = 0682 asymp 68 Następnie z krzywej sprawności (rys 911) dla ηQ = 68

odczytujemy

po lewej stronie hD = 61 = 061

po prawej stronie ηυ = 108 = 108

Stąd wypełnienie (normalne) w dobranym kanale wyniesie hn = 061∙D = 061∙02 = 012 m

a prędkość przepływu n = η middot = 108∙080 = 086 ms

Dla innych (niż kołowy) przekrojoacutew poprzecznych kanałoacutew np jajowych jajowych

podwyższonych gruszkowych czy dzwonowych korzystamy z właściwych nomogramoacutew

drabinkowych i krzywych sprawności danego przekroju kanału

Tok postępowania przy wykorzystaniu nomogramoacutew scalonych - logarytmicznych

opracowanych dla roacuteżnych (typowych) przekrojoacutew kanałoacutew przedstawiono na rysunku 912

ηQ = QQc

η = c

KANALIZACJA I

125

Rys 912 Idea korzystania z nomogramu logarytmicznego do doboru kanałoacutew kołowych

(wg wzoru Manninga)

Przykłady obliczeniowe - z zastosowaniem nomogramoacutew scalonych

1) Dla danych Qn = 20 dm3s oraz i = 40permil należy dobrać kanał o przekroju kołowym dla n

= 0013 sm13

Wychodząc od strumienia Qn = 20 dm3s (wg idei na rys 912)

po prawej stronie nomogramu - dobrano średnicę D = 025 m i odczytano

wypełnienie h = hn = 013 m a następnie

po lewej stronie nomogramu - dla D = 025 m i hn = 013 m odczytano prędkość

przepływu n = 080 ms

2) Dla danych Qn = 400 dm3s oraz i = 20permil należy dobrać kanał o przekroju jajowym dla n

= 0013 sm13

Z nomogramu scalonego podanego na rys 913 dobrano kanał J06 x 09 m i

odczytano wypełnienie h = hn = 070 m (hH = 078 lt 079 - dla 90 przepustowości Q wg

rys 98) oraz ustalono n = 12 ms (dokładny wynik obliczeń hn i n uzyskamy tylko po

zastosowaniu wzoroacutew analitycznych)

Rys 913 Przykładowy nomogram logarytmiczny do wzoru Manninga do doboru kanałoacutew

grawitacyjnych o przekroju jajowym (dla n = 0013 m13

s)

KANALIZACJA I

126

94 ZALECANE SPADKI DNA KANAŁOacuteW GRAWITACYJNYCH

W systemach kanalizacyjnych spadek dna (i) kanałoacutew grawitacyjnych powinien zawierać

się w granicach

imin i imax (955)

- zależnie od wymiaru (średnicy D) kanału i spadku terenu

Spadek mniejszy od minimalnego (imin - dla danej średnicy) w efekcie zbyt małych

prędkości przepływu ściekoacutew prowadziłyby do odkładania się osadoacutew i w efekcie do

zamulenia kanału

Spadek większy od maksymalnego (imax - dla danej średnicy) prowadziłyby do niszczenia

kanałoacutew - wskutek erozji powodowanej głoacutewnie zawiesiną mineralną przy znacznych

prędkościach przepływu

Powszechnie w literaturze zalecana jest formuła Imhoffa na spadek minimalny (imin)

D

i1

min (956)

gdzie

imin - w promilach gdy wymiar średnicy D wyrażony jest w metrach lub

imin - w ułamku gdy D w mm

W przypadku kanałoacutew o innym przekroju niż kołowy (np jajowy dzwonowy gruszkowy)

za bdquoDrdquo do formuły (956) należy przyjmować szerokość przekroju w tzw pachach (np dla

kanału jajowego J 06x09 m - woacutewczas bdquoDrdquo = 06 m)

Według badań Suligowskiego formuła (956) może być stosowana dla względnych

wypełnień kanałoacutew większych od 30 (hD gt 03) co zostanie roacutewnież wykazane w pracy

Historycznie w wytycznych technicznych projektowania (WTP) miejskich sieci

kanalizacyjnych z 1965 roku sformułowano zasadę zachowania minimalnej prędkości (min)

przepływu ściekoacutew przy całkowitym wypełnieniu kanałoacutew jako warunku ich

bdquosamooczyszczania sięrdquo odpowiednio

w systemie kanalizacji rozdzielczej tj w kanałach bytowo-gospodarczych

przemysłowych oraz deszczowych min = 08 ms

w systemie kanalizacji ogoacutelnospławnej min = 10 ms

Wychodząc z powyższych założeń i stosując np wzoacuter Manninga (99) dla n = 0013

sm13

możliwie było ustalenie wartości minimalnych spadkoacutew dna kanałoacutew ze względu na

bdquosamooczyszczanierdquo podanych w tabeli 94 dla przykładowych średnic Wyższe wartości

spadkoacutew minimalnych względem obliczonych z formuły 1D wyboldowano

KANALIZACJA I

127

Tab 94 Obliczone z formuły 1D i z wzoru Manninga (dla n = 0013 sm13

i min) minimalne spadki dna kanałoacutew grawitacyjnych ( - stosowane w praktyce)

Lp

Średnica

kanału

D

Minimalne spadki dna kanałoacutew imin

Obliczone z

formuły

1D

Obliczone z wzoru

Manninga dla prędkości

min = 08 ms min = 10 ms

- m permil permil permil 1 020 50 587 918

2 025 40 436 681

3 030 333 (30) 342 534

4 040 25 233 364

5 050 20 173 270

6 060 167 136 212

7 080 125 092 145

8 100 100 069 107

9 150 067 (05) 040 062

10 200 05 027 043

Maksymalne spadki (imax) dna kanałoacutew określano (wg WTP) w podobny sposoacuteb tj przy

całkowitym wypełnieniu prędkość przepływu ściekoacutew nie powinna przekraczać wartości

max = 30 ms - w kanałach bytowo-gospodarczych i przemysłowych dla rur

betonowych i ceramicznych


żelbetowych i żeliwnych

max = 70 ms - w kanałach deszczowych i ogoacutelnospławnych niezależnie od

materiału kanałoacutew jako że kanały takie przy znacznym wypełnieniu działają

okresowo w poroacutewnaniu z kanałami bytowo-gospodarczymi i przemysłowymi

W pracy IKŚ z 1983 roku zalecono ograniczenie maksymalnych prędkości przepływu

ściekoacutew niezależnie od materiałoacutew rur do

max = 30 ms - w kanałach ściekowych i ogoacutelnospławnych

max = 50 ms - w kanałach deszczowych i burzowych

co jest racjonalne ze względu na trwałość bezawaryjnego działania kanalizacji

W tabeli 95 podano obliczone z wzoru Manninga (99) dla n = 0013 sm13

wartości

maksymalnych spadkoacutew dna kanałoacutew dla prędkości max ndash przy całkowitym wypełnieniu

Tabela 95 Obliczone z wzoru Manninga (99) dla n = 0013 sm13

maksymalne spadki dna kanałoacutew grawitacyjnych

Lp

Średnica

kanału

D

Maksymalne spadki dna kanałoacutew imax z wzoru


max = 3 ms max = 5 ms max = 7 ms


2 025 603 1675 3283

3 030 477 1325 2597

4 040 324 900 1764

5 050 243 675 1323

6 060 189 525 1029

7 080 135 375 735

8 100 99 275 539

9 150 56 156 306

10 200 38 106 209

KANALIZACJA I

128

Grawitacyjne przewody i kanały transportujące ścieki tj mieszaniny ciał stałych i

cieczy powinny być układane z takim spadkiem aby możliwy był zaroacutewno transport

zanieczyszczeń zawartych w ściekach w tym wleczonych przy dnie jak i rozmywanie już

odłożonych (przy mniejszych strumieniach przepływu) złogoacutew i osadoacutew

Z punktu widzenia hydromechaniki transport zanieczyszczeń można zapewnić jeżeli

opoacuter tarcia wyrażony stycznymi naprężeniami ścinającymi ( ) pomiędzy ścianką rury a

ściekami będzie większy od min

Przyjmując minimalne naprężenia ścinające w wysokości

02min Pa - dla kanałoacutew bytowo-gospodarczych i przemysłowych

51min Pa - dla kanałoacutew deszczowych

przy czym iR Rhh - dla małych kątoacutew α pochylenia kanałoacutew (woacutewczas i asymp sinα) W

przypadku przekroju kołowego otrzymamy

iR

RD

h

hn 4

(957)

gdzie

- naprężenia ścinające Pa

- ciężar właściwy ściekoacutew Nm3

D - średnica wewnętrzna przewodu (kanału) m

Rhn - promień hydrauliczny przy częściowym wypełnieniu kanału (normalnym hn) m

Rh - promień hydrauliczny przy całkowitym wypełnieniu kanału (Rh = D4) m

i - spadek dna ułamek

Stąd ogoacutelnie

DR

R

gi

hn

h 14 min

min

(958)

a dla kanałoacutew bytowo-gospodarczych (dla 02min Pa)

DR

Ri

hn

h 1108160 3

min

(959)

i dla kanałoacutew deszczowych (dla 51min Pa)

DR

Ri

hn

h 1106120 3

min

(960)

Przykłady obliczeniowe

Dla kanału o średnicy D = 03 m z formuły (956) spadek minimalny wynosi imin = 103 =

333permil (w praktyce przyjmowany jako 3permil) Z obliczeń hydraulicznych wg wzoru (959)

otrzymamy dla kanału bytowo-gospodarczego o D = 03 m dla wypełnień względnych

KANALIZACJA I

129

hD = 10 (RhRhn = 3936) - imin = 00107 = 107permil





hD = 75 (RhRhn = 0829) - imin = 000225 = 225 permil


Podobnie z obliczeń hydraulicznych wg wzoru (960) dla kanału deszczowego o średnicy D

= 03 m otrzymamy dla








Tak wyliczane spadki (imin) spełniają kryterium hydromechaniczne samooczyszczania

się kanałoacutew ważne zwłaszcza dla małych wypełnień kanałoacutew tj dla małych strumieni

objętości

Minimalne spadki kanałoacutew są woacutewczas znacznie większe od wyliczanych z formuły

bdquo1Drdquo czy też z warunku min = 08 ms (przewyższenia dla D = 03 m wyboldowano)

Formuła imin = 1D ma więc praktyczne zastosowanie dla względnych wypełnień kanałoacutew

większych od 30

Dla względnych wypełnień kanałoacutew hD gt 03 spadki imin wg kryterium

hydromechanicznego są nieco mniejsze niż stosowane imin = 1D - dla kanałoacutew całkowicie

wypełnionych

Według badań Dąbrowskiego uwzględniając nieroacutewnomierność godzinową strumienia

ściekoacutew w wymiarowaniu kanałoacutew bytowo-gospodarczych i przemysłowych należy

przyjmować 52min Pa - dla średnic 020 i 025 m oraz 22min Pa - dla średnic 030

035 040 i 050 m Przyjmowane dotychczas naprężenia minimalne 02min Pa są

właściwe dla średnic ge 060 m

Dla kanałoacutew bytowo-gospodarczych przyjmując 22min Pa otrzymamy

DR

Ri

hn

h 1108970 3

min

(961)

woacutewczas dla przykładowej średnicy D = 03 m minimalne wartości spadkoacutew wyniosą już




KANALIZACJA I

130





Na tym tle zalecone w pracy IKŚ minimalne spadki dna kanałoacutew ściekowych dla

jednostek osadniczych o liczbie mieszkańcoacutew le 1000 imin = 10permil są uzasadnione

UWAGA Przytoczone dane podkreślają wagę i znaczenie obliczeń sprawności hydraulicznej

kanałoacutew do prawidłowego funkcjonowania sieci i zarazem uzasadniają konieczność ich

wykonywania już na etapie koncepcji programowo-przestrzennej (KPP) czy też w projektach

budowlano-wykonawczych (PB i PBW)

Co jest jednak najczęściej pomijane Projektanci dobierają często bdquoświadomierdquo większe

średnice kanałoacutew dążąc za wszelką cenę do wypłycenia kanalizacji co jest błędnym i drogim

w eksploatacji rozwiązaniem

95 STOSOWANE PRZEKROJE KANAŁOacuteW GRAWITACYJNYCH

Wyboacuter kształtu przekroju poprzecznego kanałoacutew zależy od

warunkoacutew hydraulicznych tj strumienia i nieroacutewnomierności przepływu ściekoacutew

(w dobie) oraz wymaganych prędkości samooczyszczania

warunkoacutew statycznych zabudowy kanału tj zagłębienia dna i przykrycia wierzchu

rury (sklepienia)

rodzaju materiału i sposobu wykorzystania kanału w tym dostosowania do

pokonania przeszkoacuted terenowych uniknięcia kolizji itp

Najczęściej stosowane są przekroje kołowe praktycznie we wszystkich systemach

kanalizacyjnych Pod względem statycznym przekroacutej ten jest właściwy zaroacutewno dla małych

jak i znacznych zagłębień kanału Łatwy w prefabrykacji w montażu i budowie ze względu

na pełną symetrię przekroju (w przypadku braku tzw stopki)

Polska norma PN-71B-02710 zalecała do stosowania pięć podstawowych kształtoacutew

przekroi poprzecznych kanałoacutew W Niemczech obowiązują obecnie znormalizowane kształty

i wymiary tylko dla trzech rodzajoacutew przekroi kanałoacutew (kołowego jajowego i dzwonowego)

1 Kanały kołowe o średnicach wewnętrznych d equiv D = h = b (w m) - oznaczone jako K

K 015 020 025 030 040 050 060 080 10 12 14 16 18 20 m i większe o

wielokrotności 05 m tj np K 25 30 35 40 m

Rys 914 Geometria kanałoacutew kołowych (K)

KANALIZACJA I

131

Przekroje kołowe są powszechnie stosowane w kanalizacji bytowo-gospodarczej i

przemysłowej deszczowej oraz ogoacutelnospławnej przy czym w kanalizacji ogoacutelnospławnej

najczęściej do wymiaru K le 05 m

2 Kanały jajowe o wymiarach szerokość przekroju w pachach (b) x wysokość przekroju (h

=15b) oznaczone jako J (J 06 x 09 m 07 x 105 m 08 x 12 m 10 x 15 m 12 x 18 m)

Rys 915 Geometria kanałoacutew jajowych (J)

Przekroje jajowe były powszechnie stosowane w kanalizacji ogoacutelnospławnej (powyżej

K05 m) do wymiaru J12 x 18 m Powyżej tego wymiaru należało stosować przekroje

złożone - z kinetami na ścieki bytowo-gospodarcze i przemysłowe (Z poroacutewnania

sprawności hydraulicznej kanału kołowego o średnicy D z jajowym o przekroju D x 15D

wynika że przy całkowitym wypełnieniu Q(J) = 161Q(K) oraz (J) = 110(K))

3 Kanały jajowe podwyższone o wymiarach szerokość przekroju w pachach (b) x

wysokość przekroju (h =175b) oznaczone jako JP (JP 06 x 105 m 07 x 1225 m 08 x

140 m 10 x 175 m 12 x 210 m

Rys 916 Geometria kanałoacutew jajowych podwyższonych (JP)

4 Kanały gruszkowe o wymiarach szerokość przekroju w pachach (b) x wysokość

przekroju (h =125b) oznaczone jako GR (GR 14 x 175 m 16 x 20 m 18 x 225 m 20 x

25 m i większe o wielokrotności 05 m)

KANALIZACJA I

132

Rys 917 Geometria kanałoacutew gruszkowych (GR)

5 Kanały dzwonowe o wymiarach szerokość przekroju w pachach (b) x wysokość

przekroju (h =085b) oznaczone jako DZ (DZ 14 x 119 m 16 x 136 m 18 x 153 m 20

x 170 m i większe o wielokrotności 05 m)

Rys 918 Geometria kanałoacutew dzwonowych (DZ)

Kanały dzwonowe ze względu na małą wysokość przekroju h lt b znajdują zastosowanie

wszędzie tam gdzie nie ma wystarczającej wysokości bądź przykrycia terenem czy też przy

występujących kolizjach z istniejącym uzbrojeniem Geometria sklepienia kanałoacutew DZ - jak

kanałoacutew GR

Poza normowe - nietypowe przekroje kanałoacutew

Odstępstwa geometrii kanałoacutew od zdezaktualizowanej obecnie normy (branżowej)

budowlanej PN-71B-02710 wymagały zgody Polskiego Komitetu Normalizacji (PKN) na ich

produkcję i stosowanie Obecnie zgodnie z Ustawą z 12 września 2002 r o normalizacji (DZ

U Nr 169 poz 1386) stosowanie Polskich Norm jest bdquodobrowolnerdquo (nie tworzy się też norm

branżowych - B)

Jednak pewna unifikacja geometrii kanałoacutew (nie tylko betonowych) jest nadal potrzebna

ze względoacutew praktycznych - eksploatacyjnych (napraw konserwacji czy przyszłościowej

wymiany) Przykładem może być tutaj norma PN-EN 19162005

(Odniesienie do problemoacutew prawnych jest omoacutewione w rozdziale 1 i 10 w [1])

Do budowy nowych czy modernizacji istniejących systemoacutew kanalizacyjnych

dopuszczalne jest obecnie stosowanie innych w tym nietypowych kształtoacutew i wymiaroacutew

przekroi poprzecznych kanałoacutew podanych dla przykładu na rysunkach 919divide924

KANALIZACJA I

133

Przekroacutej eliptyczny

Rys 919 Geometria kanałoacutew eliptycznych (h = 067b)

Przekroacutej kołowo-troacutejkątny

Rys 920 Geometria kanałoacutew kołowo-troacutejkątnych

Przekroacutej prostokątny

Rys 921 Geometria kanałoacutew prostokątnych

Przekroacutej pięciokątny (tzw bdquofuumlnfeckrdquo)

Rys 922 Geometria kanałoacutew pięciokątnych

KANALIZACJA I

134

Przekroacutej kołowy z kinetą ściekową (tzw bdquoLindleyrsquoardquo)

Rys 923 Geometria kanałoacutew kołowych z kinetą

Nietypowe w tym złożone przekroje kanałoacutew nie mają na ogoacuteł opracowanych

charakterystyk przepływu - h = f(Q) woacutewczas należy je wyznaczyć doświadczalnie lub

analitycznie opierając się na podanych już roacutewnaniach ruchu np

AQ oraz 21321 iR

nh przy UARh

Rys 924 Przykładowa charakterystyka przepływu h = f(Q) złożonego przekroju kanału

96 PRZEPEŁNIANIE SIĘ KANAŁOacuteW GRAWITACYJNYCH

Przepełnianie się kanałoacutew grawitacyjnych i praca pod ciśnieniem jest problemem

eksploatacyjnym zwłaszcza w systemach kanalizacji deszczowej bądź ogoacutelnospławnej

podczas występowania deszczu o rzadszej powtarzalności niż częstość (C) przyjęta do

zwymiarowania kanałoacutew

Woacutewczas kanały zaczynają działać z większym niż projektowane wypełnienie (dla

strumienia Q(C)) następnie z całkowitym i w końcu pod ciśnieniem (przy Qmax)

KANALIZACJA I

135

Prowadzić to może w efekcie do wylewania się ściekoacutew z kanałoacutew w tzw punktach

krytycznych sieci tj w najniżej położonych wpustach ulicznych podwoacuterzowych czy

piwnicznych czy też studzienkach kanalizacyjnych

Spadek linii ciśnienia (J = Jmax) będzie woacutewczas większy od spadku dna kanału (ik)

Wynika to wprost z analizy postaci np wzoru Manninga (99) w połączeniu z roacutewnaniem

ciągłości ruchu

21

max

32

max 1

JRn

AQ h (962)

gdzie

A - powierzchnia przekroju poprzecznego kanału przy całkowitym wypełnieniu m2

Rh - promień hydrauliczny przy całkowitym wypełnieniu m

J - spadek linii ciśnienia (energii) -

Rys 925 Przebieg linii ciśnienia (ilcmax equiv Jmax) wzdłuż trasy kanału grawitacyjnego o spadku dna ik -

podczas działania pod ciśnieniem skreślenia oznaczają nieaktywność parametroacutew ruchu (Qn i hn)

Maksymalny spadek linii ciśnienia Jmax jest ograniczony przez punkt krytyczny -

przecięcie się linii ciśnienia z powierzchnią terenu wg rysunku 925 Wartości spadku Jmax

odpowiada maksymalny strumień przepływu Qmax zgodnie z wzorem (962) Większy

strumień deszczu niż Qmax nie zmieści się już w kanale pozostanie więc na powierzchni

terenu jako nieodebrany - rozlewając się po powierzchni i niewiele podnosząc spiętrzone w

kanale (studzience) zwierciadło ściekoacutew Stąd na podstawie (962) możemy napisać

maxmax JaQ (963)

przy czym constRn

Aa h 321 oraz idem

l

HHJ

min

max - wg rys 925

Strumień objętości ściekoacutew (Q) przy całkowitym wypełnieniu kanału o spadku dna ik

wynosi

kiaQ (964)

przy czym ik =l

H - wg rys 925 a stąd stosunek strumieni

KANALIZACJA I

136

1minminmaxmax

H

H

H

HH

ia

Ja

Q

Q

k

(965)

Oznaczając sH

Hmin otrzymamy 1max s

Q

Q a stąd 1max sQQ a więc

Qmax gt Q ponieważ 1s gt 1

Wynika stąd że strumień Qmax ograniczony jest zagłębieniem kanału Hmin - w punkcie

krytycznym (rys 925) Im większa będzie wartość Hmin tym większa jest wartość 1s i

tym większy będzie strumień Qmax

Z powyższej analizy wynika że każdy kanał (kolektor) ma w sobie pewną rezerwę

przepustowości ktoacutera jest wykorzystywana w przypadku pojawienia się większego

strumienia przepływu niż obliczeniowy - przyjęty do wymiarowania kanału Q(C) a

spowodowany deszczem o mniejszym prawdopodobieństwie wystąpienia Jednak po

przeanalizowaniu oddziaływania spiętrzonych ściekoacutew w kolektorze na warunki odbioru

ściekoacutew w kanałach bocznych (zbieraczach) powyższy wniosek nie musi odnosić się do całej

sieci

Praca kolektoroacutew kanalizacyjnych pod ciśnieniem powoduje wzrost ich przepustowości

ale jednocześnie wywołuje podtapianie kanałoacutew bocznych (zbierających roacutewnież ścieki

opadowe) mogąc przyczynić się z kolei do obniżenia ich przepustowości hydraulicznej

Na rysunku 926 przedstawiono trzy przypadki spadkoacutew linii ciśnienia w kanałach

bocznych wymuszone przez roacuteżne poziomy cieczy w kolektorze (analogia do naczyń

połączonych)

Rys 926 Trzy przypadki wpływu wysokości ciśnienia w kolektorze

na działanie kanałoacutew bocznych o spadku dna ik (b)

Analiza zjawisk 1 Przypadek - przepływ w kolektorze ze swobodnym zwierciadłem

- dla spadku linii ciśnienia w kanale bocznym ilc equiv Jb = Jbmax gt ik(b) woacutewczas strumień

Qbmax gt Qb(C)

2 Przypadek - przepływ w kolektorze pod ciśnieniem

- dla spadku linii ciśnienia w kanale bocznym Jb = ik(b) woacutewczas strumień objętości

Qb = Qb(C)

3 Przypadek - przepływ w kolektorze pod znacznym ciśnieniem

- dla spadku linii ciśnienia w kanale bocznym Jb lt ik(b) woacutewczas strumień objętości

Qb lt Qb(C)

KANALIZACJA I

137

Z rysunku 926 wynika że kolektor podtopiony do poziomu w 3-cim rozważanym

przypadku wywoła spadek linii ciśnienia Jb w kanale bocznym (b) mniejszy od spadku dna

kanału bocznego ik(b) i woacutewczas strumień przepływu pod ciśnieniem Qb w tym kanale będzie

mniejszy niż jego strumień obliczeniowy Qb(C) Wystąpi więc dławienie przepływu i spadek

przepustowości kanału bocznego - brak odbioru ściekoacutew w studzience na jego początku Przy

roacuteżnicach rzędnych studzienek ścieki mogą nawet wylewać się z kolektora na powierzchnię

terenu poprzez kanał boczny

Chcąc ograniczyć niekorzystne skutki wynikające z takich przypadkoacutew sformułowano w

Polsce jako zasadę ndash już nieaktualną iż

kolektory powinny być wymiarowane na większy strumień przepływu tj na większą

wartość częstości obliczeniowej deszczu C np C = 2 lata - dla kanalizacji deszczowej

oraz C = 5 lat ndash w kanalizacji ogoacutelnospławnej (w płaskim terenie - tab 71) a

kanały boczne (zbieracze) na mniejszy strumień tj na mniejszą wartość częstości deszczu

np C = 1 rok - dla kanalizacji deszczowej oraz C = 2 lata - w kanalizacji ogoacutelnospławnej

(w przypadku płaskiego terenu - tab 71)

Powyższą zasadę uzasadniano ekonomicznie otoacuteż koszt jednostkowy budowy kolektoroacutew

jest znacznie większy ale dotyczy mniejszej ich długości w sieci w poroacutewnaniu z kosztem

budowy kanałoacutew bocznych o zdecydowanie większej długości w sieci kanalizacyjnej

UWAGA Zasada ta straciła swą aktualność w świetle normy PN - EN 7522008 -

ujednolicenia częstości deszczy dla kolektora i kanałoacutew bocznych

Zasięg cofki piętrzącej (lc) w kanale o niecałkowitym wypełnieniu obliczyć można

rozwiązując roacutewnanie roacuteżniczkowe ustalonego nieroacutewnomiernego ruchu cieczy (tab 91) z

ktoacuterego wynika spadek dhdl czyli kształt zwierciadła ściekoacutew na długości (l) kanału

3

22

11

gA

bQ

Ji

Fr

Ji

dl

dh

(966)

gdzie

h - (zmienne) wypełnienie w kanale zależne od długości l (w zasięgu cofki piętrzącej

zmienia się od h = hn do h = hsp - wg rys 927) m

i - spadek dna kanału (roacutewny spadkowi zwierciadła ściekoacutew i spadkowi linii energii w

ruchu roacutewnomiernym przy wypełnieniu normalnym hn) - J(n) - (zmienny) spadek linii energii w ruchu nieroacutewnomiernym (wywołany stratami tarcia)

Fr - liczba Froudersquoa -

b - szerokość zwierciadła cieczy w kanale m

KANALIZACJA I

138

Rys 927 Schemat do obliczeń zasięgu cofki piętrzącej w kanale

Zasięg cofki piętrzącej obliczyć też można w przybliżony sposoacuteb stosując uproszczone

wzory na zasięg lc (stosowane w budownictwie wodnym - dla rzek) postaci

i

hhl nc

(967)

lub dla małych spiętrzeń (Δh) z dużym przybliżeniem

i

hlc

2 (968)

10 ZASADY PROJEKTOWANIA BUDOWY I

EKSPLOATACJI SIECI KANALIZACYJNYCH

101 UKŁADY SIECI KANALIZACYJNYCH

Topologia (układ) sieci kanalizacyjnych - kolektoroacutew i kanałoacutew bocznych zależy głoacutewnie

od

konfiguracji terenu (spadkoacutew podłużnych i poprzecznych) względem odbiornika

układu geometrycznego ciągoacutew komunikacyjnych (pieszo-jezdnych)

zabudowy terenu

Ogoacutelną i podstawową zasadą jest lokalizowanie - ze względoacutew hydraulicznych

kanałoacutew głoacutewnych (kolektoroacutew) na kierunkach najmniejszych spadkoacutew

powierzchni terenu

kanałoacutew bocznych (zbieraczy) na kierunkach największych spadkoacutew powierzchni

terenu tj w miarę prostopadle do warstwic terenu

przykanalikoacutew w miarę prostopadle do zbieraczy i kolektoroacutew

KANALIZACJA I

139

W konkretnych warunkach terenowych układ sieci kanalizacji grawitacyjnej zaroacutewno

ogoacutelnospławnej rozdzielczej czy poacutełrozdzielczej może być zrealizowany w oparciu o

poniższe schematy ideowe - ogoacutelnomiejskie (w skali całego miasta) bądź lokalne

1011 UKŁADY OGOacuteLNOMIEJSKIE

I Układ poprzeczny kolektoroacutew kanalizacyjnych

II Układ poprzeczny kolektoroacutew kanalizacyjnych z kolektorem zbiorczym

III Układ roacutewnoległy kolektoroacutew kanalizacyjnych

IV Układ roacutewnoległy kolektoroacutew kanalizacyjnych z kanałami odciążającymi

Ad I Układ poprzeczny kolektoroacutew kanalizacyjnych ndash względem odbiornika

Rys 101 Układ poprzeczny kolektoroacutew kanalizacji grawitacyjnej

Ad II Układ poprzeczny kolektoroacutew kanalizacyjnych z kolektorem zbiorczym

Rys 102 Układ poprzeczny kanalizacji grawitacyjnej - z kolektorem zbiorczym

KANALIZACJA I

140

Ad III Układ roacutewnoległy kolektoroacutew kanalizacyjnych ndash względem odbiornika

Rys 103 Układ roacutewnoległy kolektoroacutew kanalizacji grawitacyjnej

Ad IV Układ roacutewnoległy kolektoroacutew kanalizacyjnych z kanałami odciążającymi

Rys 104 Układ roacutewnoległy kolektoroacutew kanalizacji grawitacyjnej - z kanałami odciążającymi

1012 UKŁADY LOKALNE

V Układ promienisty

VI Układ pierścieniowy

VII Układy strefowe

Ad V Układ promienisty

Rys 105 Układ promienisty kanalizacji grawitacyjnej ndash w kotlinie

KANALIZACJA I

141

Ad VI Układ pierścieniowy

Rys 106 Układ pierścieniowy kanalizacji grawitacyjnej ndash na wzgoacuterzu

Ad VII Układy strefowe

a) b)

Rys 107 Układy strefowe kanalizacji grawitacyjno-pompowej

a) z wododziałem b) w niecce terenowej

Na wyboacuter układu systemu kanalizacyjnego w danych warunkach terenowych

(ogoacutelnomiejskich bądź lokalnych) wpływ ma także wiele innych czynnikoacutew takich jak

ilość i rodzaj ściekoacutew (zwłaszcza przemysłowych)

istniejąca sieć hydrograficzna w tym wielkość odbiornikoacutew ściekoacutew i ich

zdolność do samooczyszczania się

możliwość odprowadzania ściekoacutew przez przelewy burzowe a także

gęstość zabudowy terenu i możliwości finansowe inwestora (ewentualne

etapowanie inwestycji)

KANALIZACJA I

142

102 PROJEKTOWANIE TRAS KANAŁOacuteW

1021 SYTUOWANIE KANAŁOacuteW W PLANIE

Położenie sytuacyjne osi przewodoacutew kanalizacyjnych (podobnie jak wodociągowych

ciepłowniczych gazowych itp) powinno być roacutewnoległe względem

osi ulic (krawężnikoacutew chodnikoacutew)

linii rozgraniczających zabudowy

istniejącego zbrojenia podziemnego

W szerokich ciągach komunikacyjnych (pieszo-jezdnych) ndash o szerokości przekraczającej

30 m i obustronnej zabudowie należy projektować dwa roacutewnoległe kanały bytowo-

gospodarcze Liczba i układ kanałoacutew deszczowych zależy od warunkoacutew miejscowych

Uzyskamy woacutewczas ciągi kanałoacutew o stosunkowo płytkim posadowieniu o mniejszych

średnicach i mniejszych kosztach budowy (mniej kolizji z istniejącym uzbrojeniem)

Wymagane odległości projektowanych kanałoacutew od istniejącego uzbrojenia podziemnego

i nadziemnego terenu regulowane są odpowiednimi przepisami miejscowymi (np

powiatowymi czy wojewoacutedzkimi) ustalanymi w Zespołach Uzgadniania Dokumentacji

Projektowych (ZUDP) Przykładowo we Wrocławiu minimalna odległość zewnętrznego

obrysu kanału od

krawężnika - wynosi 20 m (wg [] 12 m)

budynku mieszkalnego 50 m (wg [] 40 m)

toroacutew kolejowych 50 m (wg [] od skrajnej szyny torowiska)

autostrad 50 m

drzew krzewoacutew 10 m (wg [] 20 m)

drenażu podziemnego 20 m

przewodu ciepłowniczego 30 m (wg [] 12divide14 m w zależności od średnicy)

przewodu wodociągowego 20 m (wg [] 12divide17 m w zależności od średnicy)

kabli energetycznych i telekomunikacyjnych 20 m

- wg [] Warunki techniczne wykonania i odbioru sieci kanalizacyjnych Wydawnictwo COBRTI

INSTAL Warszawa 2003

Zmiany kierunkoacutew tras kanałoacutew

Kanały nieprzełazowe - o wysokości przekroju H = D lt 10 m należy układać odcinkami

prostymi pomiędzy studzienkami rewizyjnymi (inspekcyjnymi) Każda zmiana kierunku

trasy musi odbywać się więc w studzience

Rys 108 Trasowanie kanałoacutew o wysokościach H = D lt 10 m - w łukach droacuteg

KANALIZACJA I

143

Kanały przełazowe - o wysokości przekroju H = D 10 m można budować w łukach o

łagodnych krzywiznach o promieniu R przy czym Rmin ge 5b gdzie b = D - szerokość kanału

w tzw pachach oraz Rmin ge 50 m

Rys 109 Trasowanie kanałoacutew o wysokościach przekroju H = D 10 m - w łukach droacuteg

Na początku i końcu łuku właściwe jest lokalizowanie studzienek rewizyjnych aby

umożliwić wejście i czyszczenie takiego odcinka (niewidoczny przelot kanału)

Łączenie kanałoacutew

Łączenie tras kanałoacutew powinno odbywać się w studzienkach tzw połączeniowych pod

kątem 90 do kierunku przepływu ściekoacutew (rys 1010)

Rys 1010 Sposoacuteb łączenia kanałoacutew dla tras pod kątem 90

Gdy z układu tras łączonych kanałoacutew wychodzi kąt ostry 90 należy zastosować

dodatkową studzienkę rewizyjną - wg rys 1011


KANALIZACJA I

144

Kanały nieprzełazowe (H lt 10 m) łączymy w studzienkach połączeniowych (o

przekroju kołowym) a kanały przełazowe (H 10 m) w komorach połączeniowych -

najczęściej o przekroju wieloboku

A) B)

Rys 1012 Sposoacuteb łączenia kanałoacutew

A) nieprzełazowych - w studzienkach połączeniowych (StP) ndash studzienka kołowa

B) przełazowych - w komorach połączeniowych (KP) - wielobok foremny

1022 WYSOKOŚCIOWE SYTUOWANIE KANAŁOacuteW

Ogoacutelną zasadą jest prowadzenie - układanie kanałoacutew możliwie jak najpłycej względem

powierzchni terenu (najmniejsze koszty budowy wykopoacutew) Jednakże zagłębienie kanału

determinowane jest przez

minimalne zagłębienie kanału Zmin umożliwiające grawitacyjny dopływ ściekoacutew tzw

przykanalikami - z budynkoacutew wpustoacutew ulicznych podwoacuterzowych itp

strefę przemarzania gruntu Hz stąd wynika minimalne przykrycie kanału Hmin gt Hz

spadki i ukształtowanie terenu po trasie kanału

inne czynniki jak np kolizje z istniejącym uzbrojeniem podziemnym

Rys 1013 Przykładowy profil kanału grawitacyjnego

Rys 1014 Podział Polski na strefy głębokości przemarzania gruntu (HZ) wg PN-81B-03020

KANALIZACJA I

145

O niezbędnym przegłębieniu kanałoacutew ulicznych decydują najczęściej tzw punkty

krytyczne sieci tj najniżej zlokalizowane wpusty uliczne lub podwoacuterzowe czy też piwniczne

(z ktoacuterych najczęściej występują wylania z kanalizacji)

UWAGA Należy przy tym zwroacutecić uwagę na konieczność przestrzegania warunkoacutew

wytrzymałościowych odnośnie stosowanych rur kanalizacyjnych i warunkoacutew ich

zabudowy - wynikających z obciążeń statycznych naziomem gruntu oraz obciążeń

dynamicznych z ruchu pojazdoacutew

Minimalne zagłębienia przykanalikoacutew i kanałoacutew Zmin

Minimalne przykrycie przykanalikakanału deszczowego (Hmin gt HZ) przyjmuje się

najczęściej od 10 do 16 m w zależności od rejonu Polski - strefy przemarzania gruntu (wg

rys 1014) - z zapasem minimum 02 m

Zasadniczo przykanaliki i kanały ściekowe powinny być układane głębiej

Hmin ge Hz + (02divide04) m

Minimalne zagłębienie przykanalikakanału (Zmin) zależy od jego średnicy Dla

przykanalika ściekowego o np D = 020 m woacutewczas Zmin(02) ]02 41[ m - w zależności od

strefy przemarzania - z zapasem minimum 04 m

Gdy zagłębienie kanału na jego

trasie jest mniejsze niż Zmin woacutewczas

należy go docieplić materiałem o

małym wspoacutełczynniku przewodzenia

ciepła np keramzytem

lub nasypem ziemnym

Rys 1015 Schematy dociepleń kanałoacutew na odcinkach gdzie H lt Hmin

Nasyp ziemny może jednak stanowić przeszkodę komunikacyjną i może też utrudniać

spływ woacuted powierzchniowych czy roztopowych

KANALIZACJA I

146

Maksymalne zagłębienia kanałoacutew Zmax

Najczęściej przyjmuje się obecnie Zmax le 60 m ppt (wg WTP z 1965 r Zmax [6 8] m

ppt) Gdy Z gt Zmax stosuje się pompownie strefowe lub bdquogoacuterniczerdquo metody budowy

kanałoacutew tj tzw wiercenia bdquopoziomerdquo lub przeciski (rys 1016)

Rys 1016 Sposoby pokonywania wzniesień na trasie kanału

Obliczenia niezbędnego zagłębienia kanałoacutew ulicznych

W przeciętnych warunkach terenowych miast jako niezbędne (i zarazem minimalne)

zagłębienie kanałoacutew ulicznych przyjmuje się na ogoacuteł

Z [18 23] m ppt - w kanalizacji deszczowej

Z [23 28] m ppt - w kanalizacji bytowo-gospodarczej i przemysłowej

Z [25 30] m ppt - w kanalizacji ogoacutelnospławnej

Takie zagłębienia kanałoacutew umożliwiają min

prawidłowe podłączenie przykanalikoacutew i kanałoacutew bocznych - zbieraczy

nie powodują na ogoacuteł kolizji z innym uzbrojeniem podziemnym terenu np z

przewodami wodociągowymi Z [15 18] m ppt czy przewodami ciepłowniczymi

Z [12 15] m ppt

Szczegoacutełowo niezbędne zagłębienie kanałoacutew ustalić można na podstawie obliczeń

według poniższych schematoacutew (w zależności od rodzaju kanalizacji)

KANALIZACJA I

147

Kanalizacja ściekowa - schemat obliczeniowy

Rt Rt

Ru

Z2 Z3 Z1

l2

l3

l1

h

h = i l1 1

d p1

p1

pp = 000

i2i1

g1

Rys 1017 Schemat do obliczeń niezbędnego zagłębienia kanału ściekowego alternatywnie

wariant z 2 kanałami (o zagłębieniu Z1 i Z2) i wariant z jednym kanałem (o Z3)

Wzoacuter wyjściowy na niezbędne zagłębienie kanałoacutew

Z = g + p + dp + il + h ndash (Rt ndash Ru) (101)

gdzie

g - zagłębienie posadzki piwnicy względem rzędnej terenu przy budynku Rt m

p - położenie przykanalika względem fundamentu (pmin = 05 m dla kamionki i 03 m dla

żeliwa) m

dp - średnica przykanalika (dp min = 015 m) m

i - spadek dna przykanalika (imin = 15permil dla dp = 015 m i imin = 10permil dla dp = 020 m)

h - wypełnienie w kanale ulicznym (najczęściej przyjmuje się h = 05d) m

Ru - rzędna osi ulicy (ewentualnie rzędna terenu nad kanałem) m npm

Rt - rzędna terenu przy budynku (ewentualnie poziom progu - pp = 000 m npm)

Kanalizacja deszczowa - schemat obliczeniowy

Z = H + dp + il + h ndash (Rt ndash Ru) (102)

Rys 1018 Schemat do obliczeń niezbędnego zagłębienia kanału deszczowego

KANALIZACJA I

148

Kanalizacja ogoacutelnospławna - schemat obliczeniowy Do obliczeń niezbędnego zagłębienia kanału ogoacutelnospławnego stosujemy wzory (101)

lub (102)

Rys 1019 Schemat do obliczeń niezbędnego zagłębienia kanału ogoacutelnospławnego h - wypełnienie w

kanale (do tzw pach przekroju jajowego) Zp - zamknięcie przeciwcofkowe

1023 WYBOacuteR SPADKOacuteW DNA KANAŁOacuteW GRAWITACYJNYCH

Spadki dna kanałoacutew grawitacyjnych (ik) powinny być dostosowane do spadku terenu

(it) ale jednocześnie muszą spełniać warunek hydrauliczny ikmin le ik le ikmax - zależnie od

średnicy kanału (wg rozdziału 9 [1])

Każda zmiana spadku na trasie kanału grawitacyjnego musi rozpoczynać się i kończyć w

studzience kanalizacyjnej podobnie jak i zmiana przekroju kanału czy wysokości dna kanału

na odpływie czy też zmiana trasy kanału - dla średnic lt 10 m

I przypadek gdy minkt ii

tj gdy spadek terenu it jest mniejszy od minimalnego spadku dna kanału ik min woacutewczas na

trasie kanału występuje systematyczny wzrost wartości zagłębienia kanału od np Zmin do

Zmax

Rys 1020 Racjonalny spadek dna kanału w terenie płaskim ik = ik min

KANALIZACJA I

149

II przypadek gdy maxmin ktk iii

- kanał roacutewnoległy do terenu tj ik = it woacutewczas zagłębienie kanału na jego trasie jest

niezmienne i wynosi np Zmin

Rys 1021 Racjonalny spadek dna kanału w terenie pochyłym

zgodnym z kierunkiem przepływu ściekoacutew ik = it

III przypadek gdy maxkt ii

Rys 1022 Racjonalny spadek dna kanału w stromym terenie ik = ik max

1024 SPOSOBY POŁĄCZEŃ KANAŁOacuteW

Mamy do dyspozycji 4 sposoby połączeń kanałoacutew przy wzroście wymiaroacutew (średnic bądź

wysokości przekroju) kanałoacutew mianowicie poprzez

a) wyroacutewnanie den kanałoacutew - tanie w budowie jednak hydraulicznie nie poprawne

b) wyroacutewnanie sklepień - drogie w budowie (zagłębienie) poprawne hydraulicznie

c) wyroacutewnanie osi ndash trudne w budowie poprawne hydraulicznie

d) wyroacutewnanie zwierciadeł ściekoacutew - trudne w budowie hydraulicznie właściwe

KANALIZACJA I

150

Ad a) 0h

Rys 1023 Schemat połączeń kanałoacutew przy wyroacutewnywaniu den

Ad b) 12 ddh

Rys 1024 Schemat połączeń kanałoacutew przy wyroacutewnywaniu sklepień

Ad c) 2

12 ddh

Rys 1025 Schemat połączeń kanałoacutew przy wyroacutewnywaniu osi kanałoacutew

Ad d) 12 hhh 21 hhh

Rys 1026 Schemat połączeń kanałoacutew przy wyroacutewnywaniu zwierciadeł ściekoacutew

KANALIZACJA I

151

Przykłady sposoboacutew łączenia kanału bocznego (zbieracza) z kolektorem bądź

przykanalika z kanałem bocznym podano na schematach

Rys 1027 Schemat połączenia kanału bocznego z kolektorem

o przekroju kołowym - przy wyroacutewnaniu sklepień


o przekroju jajowym - przy wyroacutewnaniu sklepień


(widok z goacutery)

KANALIZACJA I

152

W sieciach kanalizacyjnych nie dopuszcza się do zmniejszenia przekroju kanału na jego

trasie - niezależnie od wypełnień w kanałach Przykład takiej potencjalnej możliwości -

sytuacji podano na rysunku 1030

Rys 1030 Sytuacja terenowa stwarzająca potencjalną możliwość zmniejszenia przekroju

kanału na dolnym odcinku (przyjmujemy jednak d1 = d2)

Dolny (drugi) odcinek kanału o bardzo dużym spadku dna przy danym strumieniu

objętości wymaga hydraulicznie mniejszej średnicy kanału (d2) w poroacutewnaniu do średnicy

(d1) - na goacuternym (pierwszym) odcinku kanału - o małym spadku dna przyjmujemy jednak d1

= d2 - ze względoacutew praktycznych np nie zatykania się kanałoacutew ściekowych Woacutewczas

wypełnienie kanału dolnego (h2) będzie mniejsze niż goacuternego (h1)

Przypadek odwrotny do sytuacji podanej na rys 1030 - niekorzystne hydraulicznie

połączenie kanałoacutew o roacuteżnych spadkach dna i terenu zobrazowano na rysunku 1031

Woacutewczas h2 gt h1 oraz d2 gt d1

Rys 1031 Niekorzystny przypadek połączenia kanałoacutew (d2 gt d1) - występuje

cofka piętrząca i praca goacuternego odcinka kanału pod ciśnieniem

KANALIZACJA I

153

1025 RODZAJE I DOBOacuteR STUDZIENEK KANALIZACYJNYCH

Rozstaw tzw włazowych studzienek kanalizacyjnych na kanałach nieprzełazowych - o

wysokości przekroju kanału H lt 10 m i przełazowych - do H lt 14 m nie powinien być

większy niż

50divide75 m wg zaleceń [1]

60divide80 m wg zaleceń []

Natomiast dla kanałoacutew przełazowych o H 14 m

75divide120 m wg [1]

80divide120 m wg []



Polska norma (branżowa - budowlana) PN-B-10729 z 1999 r zalecała minimalne

średnice betonowych studzienek kanalizacyjnych jako

m01min - dla kanałoacutew o średnicach D le 03 m

m21min - dla kanałoacutew o średnicach D = 04divide06 m

m41min - dla kanałoacutew o średnicach do D = 08 m

m61min - dla kanałoacutew o średnicach powyżej D gt 08 m

Podobne zalecenia w tym zakresie wynikają też z aktualnej polskiej normy PN-EN

19172004 (zharmonizowanej z normą europejską)

Zgodnie z Ustawą z 2002 roku o normalizacji norma nie jest aktem prawnym Tak więc

unormowane wartości są jedynie wskazoacutewkami - zalecanymi jednak do stosowania

Dopuszczalne jest obecnie stosowanie tzw nie włazowych studzienek kanalizacyjnych

(zaroacutewno rewizyjnych ndash przelotowych jak i połączeniowych) tj o małych średnicach studni

rzędu 03divide06 m wykonanych najczęściej z tworzyw sztucznych

Jednak stosowanie takich studzienek ograniczone jest zwykle do małych średnic kanałoacutew

(015divide03 m) płytko ułożonych Ze względoacutew eksploatacyjnych na terenach o luźnej

zabudowie wydaje się właściwe stosowanie woacutewczas np naprzemiennie studzienek

włazowych (jako połączeniowych) i nie włazowych (jako rewizyjnych)

Należy zwroacutecić uwagę na fakt iż betonowe studzienki kanalizacyjne jak wykazała

praktyka lepiej sprawdzają się w gruntach o zmiennym poziomie woacuted podziemnych w

warunkach występowania naprężeń dynamicznych a także w czasie zalania (podtopienia)

odwadnianego terenu Są niewrażliwe na wyparcie przez wodę ze względu na swoacutej ciężar

Przykładowe ndash klasyczne konstrukcje betonowych włazowych studzienek rewizyjnych

(tzw inspekcyjnych) i połączeniowych przedstawiono na rysunkach 1032 1033 i 1034

KANALIZACJA I

154

Rys 1032 Betonowa studzienka rewizyjna o głębokości lt 30 m ndash zlokalizowana w jezdni (1- właz

żeliwny 2- płyta pokrywowa z pierścieniem podporowym 3 - krąg studzienny komina złazowego 4 -

krąg przejściowy 5 - krąg komory roboczej 6 - betonowa kineta ściekowa 7 - krąg fundamentowy

monolityczny 8 - fundament 9 - stopnie złazowe)

Rys 1033 Betonowa studzienka rewizyjna o głębokości lt 30 m ndash zlokalizowana w trawniku

(1- właz żeliwny 2- płyta pokrywowa 3 i 4 - kręgi studzienne 5 - fundament 6- stopnie złazowe)

KANALIZACJA I

155

Rys 1034 Betonowa studzienka połączeniowa o głębokości gt 30 m (w przypadku lokalizacji w

jezdni niezbędne jest oparcie płyty pokrywowej z włazem na pierścieniu podporowym wg rys 1032)

Studzienki kaskadowe i komory kaskadowe służą do pokonywania roacuteżnic wysokości

przy zmianach zagłębień kanałoacutew Studzienki kaskadowe stosowane są zazwyczaj dla małych

średnic kanałoacutew (mała energia kinetyczna strumienia ściekoacutew)

Przykładowo dla kanałoacutew bytowo-gospodarczych należy stosować studzienki

kaskadowe z dodatkowym pionowym bądź ukośnym przewodem spadowym (o mniejszej

średnicy) na zewnątrz studzienki Roacuteżnica poziomoacutew den kanałoacutew (Hmax) przy takiej

konstrukcji studzienek kaskadowych nie powinna przekraczać 4 m (rys 1035 i 1036)

Rys 1035 Schemat studzienki kaskadowej dla kanałoacutew ściekowych o d 04 m

KANALIZACJA I

156

Rys 1036 Przykład połączeniowej studzienki kaskadowej

W kanalizacji deszczowej dla małych spadoacutew (Hmax le 06 m) i średnic kanałoacutew (d le 06

m) stosowane są pionowe studzienki kaskadowe ewentualnie z obniżeniem dna - tworzącym

tzw poduszkę wodną do tłumienia energii spadającego swobodnie strumienia ściekoacutew (rys

1037)

Rys 1037 Schemat studzienki kaskadowej dla kanałoacutew deszczowych

Komory kaskadowe stosowane są zazwyczaj dla dużych średnicprzekroi kanałoacutew (d gt

06 m) w tym do pokonywania dużych roacuteżnic wysokości zagłębień kanałoacutew Kaskady mają

specjalnie formowaną pochylnię - kinetę spadową (rys 1038) Niszczenie (dławienie)

nadmiaru energii kinetycznej strumienia cieczy poruszającej się po pochylni odbywa się w

zagłębieniu dna komory - poniżej dna kanału odpływowego Towarzyszy temu odskok

hydrauliczny zwany odskokiem Bidonersquoa

Rys 1038 Schemat komory kaskadowej dla kanałoacutew o d gt 06 m

Niezbędne zagłębienie progu (p) w dnie komory kaskadowej po wyznaczeniu grubości

tzw poduszki wodnej oblicza się z wzoroacutew na głębokości sprzężone Następnie oblicza się

długość komory (L) z wzoru

KANALIZACJA I

157

)( ee HHHL 33032 (103)

gdzie

He - wysokość energii rozporządzalnej w goacuternym kanale He = hg + υ22g m

H - roacuteżnica rzędnych dna kanałoacutew goacuternego i dolnego (wysokość spadu) m

hg - wypełnienie normalne w goacuternym kanale m

υ - średnia prędkość przepływu w goacuternym kanale ms

Obliczenia wspoacutełrzędnych (x y) kształtu krzywizny pochylni (wg rys 1038) wykonuje

się zadając wartości y i wyliczając x z roacutewnania

HyLx 2 (104)

103 PROJEKTOWANIE SYFONOacuteW KANALIZACYJNYCH

Syfony kanalizacyjne służą do pokonywania przeszkoacuted terenowych takich jak koryta

rzeczne niecki czy kolidujące z trasą kanału podziemne obiekty pod tymi przeszkodami

Rys 1039 Przykład syfonu pod dnem rzeki (1- komora rozdzielcza na dopływie

2- przewoacuted płuczący 3 - komora połączeniowa na odpływie)

Przepływ w syfonie złożonym z jednego lub z kilku przewodoacutew odbywa się pod

ciśnieniem ze stratą energii sh - na pokonanie oporoacutew liniowych i miejscowych

Rys 1040 Schemat działania syfonu pod dnem rzeki

KANALIZACJA I

158

Ze względu na występujące wytrącanie się i odkładanie osadoacutew należy przewidzieć

możliwość płukania i czyszczenia (mechanicznego lub hydrodynamicznego) przewodoacutew

syfonowych zwłaszcza odcinkoacutew wznoszących się

Celowa jest więc budowa przed syfonami (na kierunku napływu ściekoacutew) studzienki jako

piaskownika oraz studzienki (na wylocie z syfonu) umożliwiającej płukanie i zbieranie

popłuczyn

UWAGA Ogoacutelnie stosowanie syfonoacutew kanalizacyjnych jest rozwiązaniem bardzo

kłopotliwym w eksploatacji Syfony powinny być więc projektowane tylko w wyjątkowych

przypadkach gdyż są w praktyce wysoce awaryjne - wymagają częstego czyszczenia

Prędkość przepływu ściekoacutew w przewodach syfonowych nawet przy minimalnych

przepływach powinna być większa od prędkości samooczyszczania Na ogoacuteł przyjmuje się

jako minimum [1]

09 ms w kanalizacji rozdzielczej (przy przepływach nocnych ściekoacutew pogody

bezdeszczowej - nie mniej niż 07 ms)

12 ms w kanalizacji ogoacutelnospławnej

Z drugiej strony prędkość przepływu nie powinna być zbyt duża gdyż prowadzi do dużych

wartości strat hydraulicznych (Δhs) i w konsekwencji do dużych niezbędnych roacuteżnic den

kanałoacutew na wlocie i wylocie z syfonu

Minimalna średnica syfonu to 015 m Stosuje się tutaj rury żeliwne stalowe czy

żelbetowe obecnie coraz częściej roacutewnież wzmocnione tworzywa sztuczne

W kanalizacji deszczowej bądź ogoacutelnospławnej stosuje się najczęściej kilka przewodoacutew

syfonowych o roacuteżnych średnicach i o wlotach na roacuteżnych poziomach włączających się do

pracy kolejno w miarę zwiększania się strumienia dopływających ściekoacutew pogody

deszczowej

Rys 1041 Sytuowanie wysokościowe wlotoacutew do rur syfonowych w komorze dopływowej

(przekroje pionowe i widok z goacutery)

KANALIZACJA I

159

Obliczenia hydrauliczne syfonoacutew sprowadzają się do

doboru średnic przewodoacutew syfonowych (ds) ze względu na prędkość przepływu υs

określenia strat hydraulicznych w syfonie (Δhs) tj roacuteżnicy zwierciadeł ściekoacutew w

studzienkach 1 i 2 (lub roacuteżnicy rzędnych dna kanałoacutew dopływowego i odpływowego)

Rys 1042 Schemat do obliczeń hydraulicznych syfonu

gd

lh s

s

s

i

is2

)(2

(105)

gdzie

ξi - wspoacutełczynniki strat miejscowych na wlocie i zmianach kierunkoacutew - łuki 1 i 2

- wspoacutełczynnik oporoacutew liniowych na długości odcinkoacutew l1 l2 i l3 - z wzoru Colebrooka

- Whitersquoa lub z formuły Chezy-Manninga (dla strefy oporoacutew kwadratowych)

= 8g n2 (ds4)

13 (106)

s - wspoacutełczynnik energii kinetycznej roacutewny wspoacutełczynnikowi strat wylotowych

s = 1 + 293 ndash 155 32

(107)

Rys 1043 Schemat układu roacutewnolegle działających rur syfonowych

Gdy występuje kilka rur syfonowych o roacuteżnych średnicach di - jak na rysunku 1043

woacutewczas

2QKh zs (108)

przy czym

2

1

1

i

z

K

K (109)

KANALIZACJA I

160

oraz

Ki = Kli + Kmi = Ci il + SKi ( i ) (1010)

Wielkości poszukiwane

i

s

iK

hQ

(1011)

stąd

)(42

iii dQ (1012)

gdzie

Kz - zastępczy wspoacutełczynnik oporności układu roacutewnolegle połączonych przewodoacutew

syfonowych s2m

5

Ki - wspoacutełczynnik oporności przewodu syfonowego o średnicy di

Kli - wspoacutełczynnik oporności liniowej przewodu di o długości Σ li

Kmi - wspoacutełczynnik oporności miejscowej Σ ξi przewodu di

Ci - wspoacutełczynnik oporności właściwej przewodu di (do strat liniowych) s2m

6

iii

i

i ddg

C

5

52082660

18 (1013)

SKi - wspoacutełczynnik oporności przewodu di (do strat miejscowych) s2m

5

SKi = 4

082660

id (1014)

Ogoacutelnie

2QlChl (1015)

2QSh iKm (1016)

Wartości wspoacutełczynnikoacutew C (dla wg 106) oraz SK dla przewodoacutew żeliwnych i

stalowych o średnicy d i wspoacutełczynniku szorstkości n = 0012 sm13

(k asymp 10 mm) podano w

tabeli 101

Tab 101 Wartości wspoacutełczynnikoacutew do wymiarowania przewodoacutew syfonowych dla n = 0012 sm13

Parametr Wartości wspoacutełczynnikoacutew dla średnic przewodoacutew

d [m] 010 015 020 025 030 040 050 060 080 100

[-] 00386 00337 00306 00285 00268 00243 00226 00213 00193 00179

C [s2m

-6] 3191 3671 7916 2408 09108 01964 005974 002260 0004872 0001595

SK [s2m

-5] 8266 1633 5166 2116 1020 3229 1323 06378 02018 008266

KANALIZACJA I

161

104 PROJEKTOWANIE PRZEPOMPOWNI SIECIOWYCH

1041 WYMIAROWANIE STUDNI ZBIORCZYCH POMPOWNI ŚCIEKOacuteW

W niekonwencjonalnych (ciśnieniowych) systemach kanalizacji ściekowej stosuje się

obecnie przepompownie wyposażone w pompy zatapialne instalowane w studniach

zbiorczych Klasyczne konstrukcje przepompowni (z tzw mokrą komorą czerpną i suchą

komorą pompową) stosuje się nadal w dużych grawitacyjno-pompowych systemach

kanalizacji rozdzielczej (ściekowej) czy ogoacutelnospławnej gdzie pełnią funkcję pośrednich

pompowni ściekoacutew [1]

O kosztach pompowania ściekoacutew decydują koszty inwestycyjne i eksploatacyjne Istotną

częścią kosztoacutew inwestycyjnych jest koszt wykonania studnikomory zbiorczej pompowni

ktoacutery zależy od jej niezbędnej objętości retencyjnej Natomiast w kosztach eksploatacyjnych

najistotniejszy jest koszt energii elektrycznej potrzebnej do przepompowania określonego

strumienia ściekoacutew (Q H) ktoacutery zależy przede wszystkim od sprawności dobranych pomp

Do określenia wymaganych wymiaroacutew studni zbiorczych - komoacuter czerpalnych w

przepompowniach ściekoacutew niezbędne jest obliczenie ich objętości czynnej (Vcz) ktoacutera zależy

od liczby pomp (i) strumienia dopływu ściekoacutew (Q) oraz przyjętej liczby cykli załączeń

pomp w godzinie (1Tmin)

Dopuszczalną liczbę załączeń silnika elektrycznego pompy w godzinie należy

przyjmować według zaleceń producenta pomp Jeżeli nie ma takich danych można kierować

się minimalnym czasem trwania jednego cyklu pracy pompy (Tmin) przykładowo podanych w

tabeli 102

Tab 102 Zalecane czasy minimalnych cykli pracy pomp

w zależności od mocy silnikoacutew napędowych Moc znamionowa

silnika [kW]

Czas Tmin

[min]

0 - 11 50

14 - 22 65

25 - 44 80

48 - 74 100

110 - 147 130

Dla jednej czynnej pompy maksymalna dopuszczalna liczba załączeń w godzinie

występuje wtedy gdy przez połowę cyklu pompa pracuje a przez drugą połowę jest

wyłączona [1] Wynika to z analizy wzoroacutew na cykl pracy (T) ktoacutery jest sumą czasu pracy

(ts) i czasu postoju (tp) danej pompy

inin

psQ

V

QQ

VttT

(1017)

gdzie

V ndash objętość retencyjna studni zbiorczej pompowni dm3

Qin ndash strumień objętości dopływu ściekoacutew dm3s

Q ndash strumień objętości (wydajność) pompy dm3s

KANALIZACJA I

162

Minimalną objętość czynną studni (Vcz) dla jednej pompy oszacować można z wzoru

4

min QTVcz

(1018)

Dla przepompowni z większą liczbą czynnych pomp (i gt 1) niezbędna objętość studni

zbiorczej zależy nie tylko od wydajności pracujących pomp (Q) i liczby dopuszczalnych cykli

włączeń silnika napędowego pomp (1Tmin) ale także od charakterystyki hydraulicznej sieci

kanalizacyjnej oraz od kolejności załączania i wyłączania pomp po osiągnięciu określonego

poziomu ściekoacutew w studni

Przykładowo dla czterech czynnych pomp włączenie do pracy drugiej pompy powoduje

zwiększenie wydajności pompowni o 455 trzeciej o 251 a czwartej już tylko o 148

- wg rys 1045 i tabeli 103

Rys 1045 Zmiany parametroacutew hydraulicznych przepompowni (H Q) i poszczegoacutelnych pomp

(Hi Qi) w zależności od liczby roacutewnocześnie czynnych pomp

Tab 103 Parametry przepompowni i pomp w zależności od liczby czynnych pomp

Liczba

czynnych

pomp (i)

Q Qi ΔQ Parametry pomp

m3h m

3h

Qi Hi

m3h m

1 1674 1674 - 1 1674 124

2 3076 1402 455 1 1538 157

3 4110 1034 251 1 1370 194

4 4828 718 148 1 1207 226

Objętość czynna studni zbiorczej zależy w tym przypadku od charakterystyki sieci (strat

hydraulicznych) liczby pracujących pomp i ich charakterystyki przepływu (rys 1046)

Istotny jest przy tym sam kształt charakterystyki hydraulicznej (tzw przepływność) sieci do

ktoacuterej tłoczone są ścieki [1]

Rys 1046 Parametry pracy pomp w zależności od liczby czynnych urządzeń

dla przykładowej charakterystyki hydraulicznej sieci kanalizacyjnej

KANALIZACJA I

163

1042 ZALECENIA DO DOBORU POMP

Przyjmując liczbę czynnych pomp w przepompowni należy brać pod uwagę wielkość

systemu kanalizacyjnego wartości strumieni Qmax i Qmin nachylenie charakterystyki

przepływu danej pompy H = f(Q) a także sam kształt charakterystyki strat hydraulicznych

danej sieci kanalizacyjnej

Zużycie energii elektrycznej przez pompę w ciągu roku obliczyć można z wzoru

tPE (1019)

gdzie

E ndash roczne zużycie energii elektrycznej kWh

P ndash moc pompy kW

t ndash roczny czas pracy pompy h

Moc na wale pompy wynosi

QHP

(1020)

gdzie

γ ndash ciężar właściwy ściekoacutew Nm3

H ndash wysokość podnoszenia pompy m

Q ndash strumień objętości pompy m3s

η ndash sprawność całkowita pompy -

Roczne zużycie energii E jest proporcjonalne do iloczynu parametroacutew H Q i t Z uwagi

na zużycie energii kształt charakterystyki hydraulicznej sieci ma zasadnicze znaczenie

Przeanalizujmy dwie pompy mniejszą A i większą B - wspoacutełpracujące z trzema typami

charakterystyk sieci płaską (wg rys 1048a) stromą (wg rys 1048b) i bardzo stromą (wg rys

1048c) Założymy też że strumień objętości pompy (mniejszej) QA będzie roacutewny średniemu

dopływowi ściekoacutew do przepompowni Qin śr oraz roacutewny QB2

Rys 1048a-c Parametry wspoacutełpracy dwoacutech roacuteżnych pomp A i B z siecią o charakterystyce

a) płaskiej b) stromej (typowej) c) bardzo stromej

W pierwszym przypadku (wg rys 1048a) większa pompa (B) przepompuje identyczny

strumień objętości QB co pompa mniejsza (A) w czasie dwukrotnie kroacutetszym Zużycie energii

w obu przypadkach będzie jednakowe ponieważ QA = QB2 Z uwagi na koszt eksploatacji dla

sieci o płaskich charakterystykach tj z pomijalnie małymi stratami hydraulicznymi

KANALIZACJA I

164

(decyduje tylko wysokość geometryczna) nie ma znaczenia ktoacuterą pompę mniejszą czy

większą przyjmiemy w przepompowni Jeżeli chcemy uzyskać roacutewnomierny dopływ

strumienia ściekoacutew np do oczyszczalni to wskazane jest przyjęcie kilku pomp mniejszych

(licząc się z obniżoną sprawnością całkowitą układu)

W drugim przypadku (wg rys 1048b) sieci o typowej - stromej charakterystyce zużycie

energii dla pompy większej (o strumieniu QB) będzie około dwukrotnie większe niż dla

pompy mniejszej (QA) Jeżeli przyjmiemy jedną pompę B (o strumieniu QB = Qin śr) woacutewczas

należy się liczyć ze znacznym wzrostem zużycia energii (nawet do 100 ) w stosunku do

wariantu z dwoma pompami A (o QA = Qin śr)

W trzecim przypadku (wg rys 1048c) sieci o bardzo stromej charakterystyce (bardzo

wysoka wartość strat hydraulicznych) przyjmując jedną większą pompę B (o QB = Qin śr)

w stosunku do wariantu z dwoma mniejszymi pompami A (o QA = Qin śr) zużycie energii

będzie jeszcze większe (w analizowanym na rysunku 1048c przypadku wzrośnie o około 300

) W tym przypadku zaleca się dobieranie pomp o roacuteżnych wielkościach

1043 ROZMIESZCZENIE POMP ZATAPIALNYCH

Pompy w przepompowniach ściekoacutew powinny być tak rozmieszczone - w hali pomp (dla

tzw pomp suchych) lub zamocowane do dna w komorze pomp (dla pomp zatapialnych) aby

zapewnić niezawodne działanie bezpieczną obsługę i możliwe najkroacutetsze prowadzenie

rurociągoacutew w obiekcie

Dla walcowych studni zbiorczych jedno- lub dwupompowych przepompowni ściekoacutew

rozmieszczenie pomp i podstawowe wymiary komoacuter czerpalnych można przyjmować

przykładowo wg wytycznych firmy KSB podanych w [1] i przedstawionych na rys 1049

Rys 1049 Przykład zabudowy pomp KSB w studniach walcowych

KANALIZACJA I

165

Gabaryty komory pompowej powinny zapewniać ciągły ruch ściekoacutew w całej objętości

aby nie dochodziło do zagniwania zanieczyszczeń na jej dnie oraz właściwie zasilać czerpnie

poszczegoacutelnych pomp tj bez zasysania powietrza do kroacutećcoacutew ssących pomp Montaż pomp

wykonać należy wg zaleceń zawartych w DTR producenta urządzeń

W przypadku dużych pompowni ściekoacutew - o kształcie prostopadłościennym możliwe

są dwa sposoby doprowadzenia ściekoacutew do komory pompowej Mianowicie wlot ściekoacutew

może znajdować się w ścianie czołowej (rys 1050) lub bocznej (rys 1051) ndash wg katalogu

firmy FLYGT [1]

Rys 1050 Rozmieszczenie pomp w przepompowni prostopadłościennej

dla wlotu ściekoacutew usytuowanego w ścianie czołowej

a)

KANALIZACJA I

166

b)

Rys 1051 Rozmieszczenie pomp w przepompowni prostopadłościennej dla bocznego wlotu ściekoacutew

a) wlot usytuowany powyżej dna komory b) wlot usytuowany przy dnie komory

105 MATERIAŁY TECHNIKI BUDOWY I RENOWACJI KANAŁOacuteW

1051 MATERIAŁY

Do budowy przewodoacutew i kanałoacutew ściekowych właściwe są

tradycyjne materiały (już nowej generacji) jak np kamionka klinkier żeliwo

sferoidalne (z wewnętrzną wykładziną) beton wodoszczelny czy też bazalt o

przewidywanej żywotności technicznej rzędu 100 lat ale także

nowoczesne materiały tworzywowe jak np polimerobeton (PMB) polietylen

(PE) polichlorek winylu (PVC) utwardzony polichlorek winylu (PVC-U)

polipropylen (PP) polibutylen (PB) czy żywice poliestrowe wzmacniane włoacuteknem

szklanym (GRP) o przewidywanej żywotności co najmniej 50 lat

Materiały tworzywowe powinny być stosowane zwłaszcza w uzasadnionych sytuacjach

terenowych np na obszarach oddziaływań goacuterniczych zagrożonych osuwiskami dużego

natężenia ruchu pojazdoacutew itp Wybrane przykłady tradycyjnych wyroboacutew stosowanych do budowy nowych kanałoacutew

czy modernizacji istniejących sieci podano na rysunkach 1053divide1056 Nowoczesne wyroby

w tym z tworzyw sztucznych opisane są w łatwo dostępnych (np w internecie) katalogach

producentoacutew i dystrybutoroacutew tych wyroboacutew

KANALIZACJA I

167

Rys 1053 Tradycyjne połączenia rur kielichowych z kształtek kamionkowych

Rys 1054 Kształtki rury i elementy kamionkowe (spody i łuski do wykonania kinet ściekowych)

Rys 1055 Rury betonowe o przekroju kołowym a) bez stopki b) ze stopką c) o przekroju jajowym

(1- wpust 2- pioacutero)

KANALIZACJA I

168

Rys 1056 Przykładowe wpusty deszczowe (bez- i z osadnikiem) z rur i kształtek betonowych

żeliwnych i kamionkowych (poprawne rozwiązanie - z osadnikiem i opcjonalnie z zamknięciem

wodnym wg czwartego schematu)

Wpusty deszczowe - na kanalizacji ogoacutelnospławnej muszą być wyposażone w osadnik

(o głębokości min 05 m) oraz w pełne zamknięcie wodne na odpływie ndash z

łukiemkolanem skierowanym do goacutery Przykrycie nad syfonem nie może być mniejsze

od 08 m (wg rys 1057 ndash po lewej)

Wpusty deszczowe - na kanalizacji deszczowej muszą być wyposażone w osadnik oraz

opcjonalnie w częściowe zamknięcie wodne ndash z łukiemkolanem do goacutery (wg rys 1057 ndash

po prawej)

50080

51

2

Wpust uliczny

2 x łuk 45deg

DN 150

Wstawkadł min100mm

PRZYKŁADOWE ROZWIĄZANIE

WŁĄCZENIA DO WPUSTU 90deg

50080

51

2

2 x łuk 45deg

Wpust uliczny

Zamknięcie wodne częściowe



Zamknięcie wodne pełne

Rysunek 1

100

Po

zio

m H

2

Po

zio

m H

1

Rysunek 1a

H1H2

lt

DN 150

Rys 1057 Przykładowe rozwiązania wpustoacutew deszczowych zalecane we Wrocławiu

KANALIZACJA I

169

UWAGA W praktyce stosowanie syfonoacutew na odcinkach droacuteg z płytko posadowioną

kanalizacją deszczową jest trudne do spełnienia ze względu na brak możliwości wykonania

syfonu na przykanaliku - poniżej strefy przemarzania gruntu

1052 TECHNIKI BUDOWY I RENOWACJI KANAŁOacuteW

Do złego stanu technicznego kanałoacutew przyczynia się najczęściej słaba jakość materiału

konstrukcyjnego nieprawidłowy transport jak i sam montaż Precyzja wykonania rur

uszczelnienia i rozwiązania konstrukcyjne połączeń mają zasadniczy wpływ na trwałość

eksploatacyjną przewodukanału

Przyczyny uszkodzeń kanałoacutew mogą być zaroacutewno fizyczne jak i chemiczne

Czynniki fizyczne to obciążenia zewnętrzne oraz naprężenia wewnętrzne

spowodowane wahaniami temperatury zmianami wilgotności i zmęczeniem

materiału

Czynniki chemiczne to głoacutewnie korozja i starzenie się materiału

Powodem tzw odnowy kanałoacutew jest więc najczęściej zły stan techniczny i występujące

awarie systemu

Czasem wystarczające jest wyczyszczenie kanału jednak zazwyczaj istnieje potrzeba

punktowej naprawy renowacji lub wymiany całego przewodu Przedsięwzięcia te mogą

być przeprowadzane w sposoacuteb klasyczny - w wykopie otwartym bądź też z zastosowaniem

technologii bezwykopowych

Ad 1 Naprawa kanału jest przeprowadzana gdy występują drobne pojedyncze

uszkodzenia konstrukcji Wśroacuted sposoboacutew punktowych napraw kanałoacutew rozroacuteżnić można

chemiczną stabilizację uszczelnianie połączeń wprowadzanie żywic impregnacja przewodu

czy przywracanie pierwotnego kształtu

Ad 2 Renowacja kanału jest preferowana gdy uszkodzenia są rozległe a średnica

przewodu może ulec nieznacznej redukcji Renowacje dotyczą zwykle dłuższych odcinkoacutew

przewodoacutew Ich celem jest ochrona ścian kanału uszczelnienie alboi wzmocnienie

konstrukcji Pokrywanie wnętrza warstwą izolacyjną służy oddzieleniu materiału

konstrukcyjnego od transportowanego agresywnego medium

Alternatywnie gdy stan techniczny kanału tego wymaga do wnętrza jest wprowadzany

specjalny liner (rękaw) o odpowiednio dobranych parametrach wytrzymałościowych -

grubości ścianek (związanej z redukcją średnicy istniejącego przewodu) Rękawy w Polsce

muszą posiadać aprobatę techniczną Centralnego Ośrodka Badawczo Rozwojowego Techniki

Instalacyjnej w Warszawie (COBRTI)

Przykładowo w technologii reliningu taśmowego - Spirally Wound Lining liner jest

formowany z taśmy na miejscu budowy W metodach ciasno pasowanych takich jak

Defromed Pipe Lining lub Swage amp Die Draw Lining czy w technologii rękawoacutew

utwardzanych na miejscu - Elestic Inserts linery nabierają właściwego kształtu dopiero po

KANALIZACJA I

170

umieszczeniu ich w starym przewodzie przy zastosowaniu ciepłej wody pary lub

promieniowania UV

Wkłady sztywne - Rigid Inserts nie ulegają zmianie kształtu Metody montażowe - Fitting

Methods polegają na wyściełaniu dna lub całych kanałoacutew przełazowych specjalnymi

prefabrykatami np płytami ceramicznymi odpornymi na ścieranie

Ad 3 Wymiana przewodu na nowy jest najbardziej kosztowną formą odnowy starego

przewodu - konieczna woacutewczas gdy jego konstrukcja nie jest w ogoacutele zdolna do

przenoszenia obciążeń bądźi gdy celowe jest zwiększenie wymiaru (średnicy) przewodu

Stosowane tutaj linery mają dużą wytrzymałość i są w stanie przejąć wszystkie

obciążenia dotychczas przenoszone przez stary kanał Przykładowo w metodzie Burstlining

stara rura jest rozkruszana przez specjalną głowicę prowadzącą ktoacutera roacutewnocześnie wpycha

odłamki ściany starego przewodu do otaczającego gruntu Następnie wprowadzana jest nowa

rura Ta technologia umożliwia nawet dwukrotne powiększenie średnicy

Pipe Splitting to odpowiednik Burstliningu tylko że stosowany do przewodoacutew z tworzyw

elastycznych takich jak plastik ktoacutere są cięte specjalnymi ostrzami Urządzenie używane do

Pipe Eatingu ma dodatkowo funkcję gromadzenia odłamkoacutew ścian ktoacutere są następnie

wydobywane na powierzchnię Ostatnia z wymienionych metod umożliwia wymianę wraz z

wyciągnięciem całości rury - Pipe Ejection amp Extraction

Dla każdego przypadku powinna zostać wybrana najbardziej odpowiednia metoda

odnowy kanału przykładowo wg bdquoKatalogu kryterioacutew do selekcji metod rehabilitacji rurrdquo

Niemieckiego Towarzystwa Technologii Bezwykopowych (GSTT 2000)

Częstym błędem przy wyborze metody odnowy przewodu jest kierowanie się tylko

kryterium ekonomicznym Koszt odnowy jest najczęściej proporcjonalny do jej efektu a ten

powinien być jak najlepszy Brane są tutaj pod uwagę koszty budowy (konstrukcji) i koszty

zakłoacuteceń społecznych spowodowanych pracami budowlanymi [1]

Koszty społeczne są ponoszone głoacutewnie przez mieszkańcoacutew i jeszcze jakiś czas temu nie

były w ogoacutele uwzględniane przy doborze metody odnowy Jednak coraz częstsze roboty

budowlane i ziemne a także rosnąca świadomość społeczeństwa o konsekwencjach z nimi

związanych stawiają za cel osiągnięcie jak najlepszego efektu odnowy jak najmniejszym

kosztem i w jak najkroacutetszym czasie (zgodnie z ideą zroacutewnoważonego rozwoju)

Negatywny wpływ na społeczeństwo mają zaburzenia komunikacyjne wywołują min

obniżenie aktywności ekonomicznej generowanie zanieczyszczenia i ogoacutelnie stwarzają

zagrożenie dla zdrowia ludzi i środowiska naturalnego

Koszty społeczne są największe na terenach miejskich W przypadku metod

tradycyjnych są one nieraz poroacutewnywalne do kosztoacutew konstrukcyjnych podczas gdy w

przypadku metod bezwykopowych są zazwyczaj znikome

Renowacja bądź wymiana przewodu może być więc przeprowadzana metodami

tradycyjnymi bądź bezwykopowymi Te pierwsze mają mniej zalet jednak w niektoacuterych

KANALIZACJA I

171

przypadkach np gdy kanał jest płytko zagłębiony i położony poza jezdnią są one nadal

preferowane W innych sytuacjach stosowane są coraz częściej nowoczesne i coraz tańsze

technologie bezwykopowe ktoacutere mają wiele zalet min

wykopy są całkowicie wyeliminowane lub znacznie ograniczone

zredukowana jest objętość powstających odpadoacutew

występują małe zakłoacutecenia w ruchu i aktywności ekonomicznej społeczeństwa

instalacja przebiega szybko i sprawnie

Technologie bezwykopowe zapewniają wysoką jakość wykonania przy relatywnie niskich

kosztach jednak mają też wady m in

trudności z podłączeniem istniejących przykanalikoacutew

dodatkowe koszty związane z kontrolą jakości i monitoringiem prac

brak możliwości dokładnego nadzorowania położenia linera

wysokie koszty związane z powtoacuterzeniem instalacji w wypadku komplikacji

Więcej informacji z zakresu bezwykopowych metod stosowanych przy modernizacji

systemoacutew kanalizacyjnych znaleźć można w pracach A Kuliczkowskiego w tym w

najnowszej monografii pt Technologie bezwykopowe w inżynierii środowiska

(Wydawnictwo Seidel-Przywecki Sp z oo Warszawa 2010)

106 EKSPLOATACJA SIECI KANALIZACYJNYCH

1061 WYMIAROWANIE PŁUCZEK KANAŁOWYCH

Sieci kanalizacyjne w terenach płaskich ilub o bardzo małych spadkach dna kanałoacutew

(nawet o ik lt ik min) a zwłaszcza o małych średnicach i wypełnieniach wymagają częstego

płukania w celu usunięcia zawiesin wytrącających się ze ściekoacutew i odkładających się osadoacutew

na dnie kanałoacutew

Kanały mogą być płukane

wodą wodociągową ndash ze specjalnych zbiornikoacutew (studzienek) zwanych płuczkami

ściekami ndash z innych kanałoacutew (sterowanie poprzez klapy i zastawki piętrzące)

wodą z wozoacutew asenizacyjnych (ciśnieniowo)

Płukanie kanałoacutew polega na wytworzeniu fali płuczącej poruszającej się cieczy z dużą

prędkością najczęściej υ gt 10 m tj większą niż prędkość samooczyszczania się kanałoacutew

Płuczki kanałowe mogą być umieszczone na końcoacutewkach sieci jako studzienki płuczące

(o pojemności rzędu kilku m3) lub centralnie jako zbiorniki podziemne (o objętości rzędu

kilkudziesięciu m3) Płuczki zasilane są najczęściej wodą wodociągową głoacutewnie ze

KANALIZACJA I

172

względoacutew praktycznych ndash sanitarnych Mogą być też zasilane wodą drenażową opadową

czy też ściekami

Studzienki płuczące czy zbiorniki do płukania kanałoacutew lokalizuje się najczęściej w

najwyżej położonych punktach sieci

Rys 1058 Schemat płuczki (sterowanej ręcznie)

Objętość wody V (w m3) niezbędną do przepłukania danego odcinka kanału oblicza się

ze wzoru Hansena

2

2

2

1

2 )(40

km iiLAV (1021)

gdzie

A - powierzchnia przekroju poprzecznego płukanego kanału m2

L - zasięg płukania (zasięg fali płuczącej) 100divide200 m

ik - spadek dna kanału permil

im - spadek miarodajny linii energii permil

2321

)( hmm Rn

i (1022)

υm - prędkość miarodajna ms

2

1

2

2

2

12 3050)ln1(

m (1023)

υ1 - prędkość początkowa (maksymalna) υ1 = 075 gh2 ms

h - wysokość ciśnienia roacutewna wysokości cieczy w płuczce m

υ2 - minimalna prędkość płukania υ2 = 08 ms


Płuczki zaopatrzone są często w urządzenia do automatycznego działania jak np płuczka

lewarowa czy płuczka z naczyniem wywrotnym

KANALIZACJA I

173

Rys 1059 Schemat ideowy płuczki automatycznej - lewarowej

(ciągły dopływ wody do zbiornika)

Podnoszący się poziom wody w zbiorniku płuczki lewarowej (przy jej napełnianiu)

wypiera powietrze w zamknięciu dzwonowym (wg rys 1059) z ktoacuterego uchodzi ono rurką

odpowietrzającą aż do momentu gdy woda zostanie zassana do syfonu przy maksymalnym

wypełnieniu zbiornika płuczki Woacutewczas woda płynie całym przekrojem syfonu gwałtownie

oproacuteżniając płuczkę Trwa to do momentu przerwania ciągłości strugi - zapowietrzenia

lewara przy minimalnym poziomie cieczy w zbiorniku W syfonie powinno pozostać

zamknięcie wodne Przelew nadmiarowy zapobiega przepełnieniu się płuczki w przypadku

awarii urządzenia

Rys 1060 Schemat ideowy płuczki automatycznej - z naczyniem wywrotnym


Płuczka automatyczna z naczyniem wywrotnym (wg rys 1060) jest najczęściej zasilana

ciągłym dopływem wody do wywrotnego naczynia - zbiornika ktoacutery utrzymuje się w

roacutewnowadze do momentu aż środek ciężkości przemieści się poza oś naczynia Woacutewczas

następuje gwałtowny przechył i oproacuteżnienie się zbiornika z wodą po czym powraca on do

pozycji wyjściowej

KANALIZACJA I

174

Rys 1061 Przykłady płuczek automatycznych z naczyniem wywrotnym i lewarowa

1062 ROZMIESZCZANIE PŁUCZEK KANAŁOWYCH

Odcinki kanałoacutew wykonanie z przyczyn technicznych (np kolizji z istniejącym

uzbrojeniem terenu) o spadku dna ik mniejszym niż dopuszczalny hydraulicznie ikmin

wymagają częstego płukania (3divide6 razy na dobę) Efektywny zasięg fali płuczącej jest

ograniczony zwykle do 100divide200 m Dłuższe odcinki wymagają rozmieszczenia kilku płuczek

na trasie kanału gdy ik lt ikmin

Rys 1062 Schematyczne rozmieszczenie płuczek na trasie kanału

ułożonego z nieodpowiednim hydraulicznie spadkiem dna ik lt ik min

Przykłady sytuowania płuczek kanałowych w tzw punktach węzłowych sieci tj połączeń

kilku kanałoacutew sterowanych zasuwami bądź zastawkami do przemiennego płukania

określonych odcinkoacutew kanałoacutew podano na rysunkach 1063 i 1064

KANALIZACJA I

175

Rys 1063 Przykładowe lokalizacje płuczek kanałowych pomiędzy zbieraczami (Zb)

widok i przekroacutej pionowy

Rys 1064 Przykładowe lokalizacje płuczek kanałowych w węzłach sieci (P ndash płuczka)

1063 STOSOWANIE PŁUCZEK I KANAŁOacuteW PŁUCZĄCYCH

Kanały płuczące w komunalnych systemach kanalizacyjnych stosowane są sporadycznie

ze względu na wysokie koszty budowy i eksploatacji takich obiektoacutew

Rys 1065 Przykładowe zastosowanie kanałoacutew płuczących Kp ndash kanał płuczący

Zb ndash zbieracz P ndash płuczka (studzienka rozdzielcza z zastawkami)

KANALIZACJA I

176

Rys 1066 Schemat studzienki rozdzielczej z zastawkami na kanale płuczącym

(przekroacutej poprzeczny - do rys 1065)

Na rysunkach 1067divide1069 przedstawiono 3 przykłady rozwiązań koncepcyjnych płukania

sieci kanalizacyjnych w zależności od spadkoacutew terenu przy łącznym stosowaniu płuczek i

kanałoacutew płuczących

Rys 1067 Koncepcja płukania sieci kanalizacyjnej dwiema płuczkami z dwoma kanałami

płuczącymi - w zależności od relacji spadkoacutew terenu

Rys 1068 Wariant płukania sieci kanalizacyjnej trzema płuczkami

- w zależności od relacji spadkoacutew terenu

KANALIZACJA I

177

Rys 1069 Wariant płukania sieci kanalizacyjnej jedną płuczką z jednym kanałem płuczącym -

w zależności od relacji spadkoacutew terenu

107 ETAPY I ZAWARTOŚĆ TEMATYCZNA OPRACOWAŃ

PROJEKTOWYCH

Zgodnie z art 5 ust 3 Ustawy z 12 września 2002 r o normalizacji (DZ U Nr 169 poz

1386) stosowanie Polskich Norm (PN) jest bdquodobrowolnerdquo podobnie też Norm Europejskich

(EN) w tym tzw zharmonizowanych PN-EN a także Norm Międzynarodowych (ISO)

Rangę prawną mają np ustawy czy rozporządzenia do ustaw

Norma nie jest już obecnie aktem prawnym Nie oznacza to jednak że nie należy je

stosować a zwłaszcza zaleceń wynikających z treści (bdquoduchardquo) norm jako źroacutedła przepisoacutew

pozaprawnych na roacutewni z np aktualnymi wytycznymi technicznymi projektowania (WTP)

czy publikowanymi wynikami z prac badawczych - odnośnie np metod wymiarowania

kanalizacji


budowlanych większą odpowiedzialność i obowiązek starannego w tym bezpiecznego

projektowania i wykonywania obiektoacutew ndash zgodnie ze sztuką budowlaną wynikającą z

najnowszej dostępnej wiedzy technicznej (np BAT ndash best available techniques)

Idea ta znajduje zastosowanie min w odniesieniu do nowych metod wymiarowania

systemoacutew odwodnień terenoacutew [1] - wg zaleceń normy PN-EN 7522008 Uwzględniono przy

tym najnowsze branżowe propozycje niemieckiego Stowarzyszenia Techniki Ściekowej

(Abwassertechnische Vereinigung - ATV) oraz postulat Europejskiego Komitetu

Normalizacji (CEN) osiągnięcia w państwach członkowskich Unii Europejskiej daleko

idącego ujednolicenia poziomu wymagań co do ochrony przed wylaniem z systemoacutew

odwodnieniowych

KANALIZACJA I

178

Projektowanie nowych systemoacutew kanalizacyjnych czy modernizacja istniejących

odbywa się zwykle etapami w kolejności

Koncepcja Programowo Przestrzenna (KPP) - dawniej nazywana bdquoZałożenia

Techniczno - Ekonomicznerdquo (ZTE)

Projekt Budowlany (PB) - dawniej zwany bdquoProjekt Technicznyrdquo (PT) ndash ogoacutelny

Projekt Budowlany Wykonawczy (PBW) - dawniej bdquoProjekt Technicznyrdquo (PT) ndash

szczegoacutełowy

Przykładowy zakres dokumentacji technicznej dotyczącej projektu budowy czy

modernizacji bądź renowacji systemu kanalizacyjnego jednostki osadniczej (w etapach KPP

PB lub PBW) obejmuje

1 Opis uwarunkowań sytuacyjno-wysokościowych terenu i odbiornikoacutew ściekoacutew

2 Wyboacuter systemu kanalizacyjnego pod kątem wymagań ochrony środowiska

rozdzielczy - w przypadku budowy nowych sieci

poacutełrozdzielczy - w przypadku modernizacji istniejącej sieci rozdzielczej

ogoacutelnospławny - istniejący w przypadku braku możliwości przebudowy

3 Koncepcja rozplanowania sieci i obiektoacutew

kanałoacutew bocznych (zwykle na dużych spadkach terenu)

kolektoroacutew (na małych spadkach terenu)

lokalizacja obiektoacutew odciążających separatoroacutew przelewoacutew burzowych

zbiornikoacutew retencyjnych regulatoroacutew przepływu ściekoacutew pompowni itp)

lokalizacja wylotoacutew ściekoacutew deszczowych czy zmieszanych do odbiornikoacutew wraz

z urządzeniami do ich podczyszczania

lokalizacja oczyszczalni ściekoacutew wraz ze strefą ochronną

2 Bilans ściekoacutew bytowo-gospodarczych i przemysłowych

5 Określanie powierzchni zlewni cząstkowych dopływu ściekoacutew do kanałoacutew

bytowo-gospodarczych i przemysłowych (czy ogoacutelnospławnych)

deszczowych

6 Obliczenia hydrauliczne sieci z doborem średnic spadkoacutew i zagłębień kanałoacutew

7 Wymiarowanie i projekty technologiczne obiektoacutew sieciowych (separatoroacutew

przelewoacutew burzowych zbiornikoacutew retencyjnych osadnikoacutew syfonoacutew płuczek

kanałowych pompowni oczyszczalni ściekoacutew itp) w tym projekty branżowe

8 Plan sieci kanalizacyjnej z obiektami

9 Profile kolektoroacutew i kanałoacutew z obiektami

10 Opis techniczny rozwiązań projektowych wraz z częścią kosztorysową i towarzyszącą

zgodnie z aktualnymi wymogami prawa [1]

2

TREŚCI PROGRAMOWE ndash kursu bdquoKanalizacja 1rdquo

Forma zajęć - wykład Liczba

godzin

Wy1 Program wykładoacutew Cele zadania i standardy kanalizacji wg PN-EN 752 2

Wy2 Klasyfikacja i ogoacutelna charakterystyka konwencjonalnych i

niekonwencjonalnych systemoacutew usuwania ściekoacutew 2

Wy3 Funkcjonowanie kanalizacji grawitacyjnej z obiektami specjalnymi 2

Wy4 Zagrożenia dla kanalizacji wynikające ze zmian klimatu 2

Wy5 Metody bilansowania ściekoacutew bytowo-gospodarczych i przemysłowych 2

Wy6 Pomiary i charakterystyka opadoacutew - modele fizykalne i probabilistyczne 2

Wy7 Dotychczasowe metody czasu przepływu bilansowania woacuted opadowych 2

Wy8 Metoda maksymalnych natężeń do wymiarowania kanalizacji deszczowej 2

Wy9 Obliczenia hydrauliczne przewodoacutew i kanałoacutew ściekowych 2

Wy10 Zasady doboru grawitacyjnych kanałoacutew ściekowych i deszczowych 2

Wy11 Doboacuter układu i zasady trasowania sieci kanalizacyjnych 2

Wy12 Zasady wysokościowego sytuowania i połączeń kanałoacutew 2

Wy13 Metody projektowania syfonoacutew i przepompowni ściekoacutew 2

Wy14 Materiały i uzbrojenie sieci kanalizacyjnych 2

Wy15 Techniki budowy i ogoacutelne zasady eksploatacji sieci kanalizacyjnych 2

Suma godzin 30

CELE PRZEDMIOTU

C1 Zdobycie wiedzy w zakresie bilansowania odpływu roacuteżnych rodzajoacutew ściekoacutew

C2 Zdobycie wiedzy o sposobach usuwania roacuteżnych rodzajoacutew ściekoacutew

C3 Zdobycie wiedzy w zakresie bezpiecznych metod wymiarowania odwodnień terenoacutew

C4 Zdobycie wiedzy w zakresie podstaw inżynierskiego projektowania systemoacutew usuwania ściekoacutew

PRZEDMIOTOWE EFEKTY KSZTAŁCENIA

Z zakresu wiedzy

PEK_W01 Ma uporządkowaną podbudowaną teoretycznie wiedzę ogoacutelną obejmującą kluczowe

zagadnienia z zakresu usuwania ściekoacutew

PEK_W02 Ma podstawową wiedzę o trendach rozwojowych metod z zakresu bilansowania odpływu

roacuteżnych rodzajoacutew ściekoacutew sposoboacutew usuwania i metod bezpiecznego wymiarowania

odwodnień terenoacutew oraz podstaw inżynierskiego projektowania systemoacutew usuwania

ściekoacutew

PEK_W03 Zna podstawowe metody techniki narzędzia i materiały stosowane przy rozwiązywaniu

zadań inżynierskich z zakresu projektowania systemoacutew usuwania ściekoacutew

Z zakresu kompetencji społecznych

PEK_K01 Potrafi odpowiednio określić priorytety służące realizacji określonego zadania

związanego z projektowaniem systemoacutew usuwania ściekoacutew

PEK_K02 Prawidłowo identyfikuje i rozstrzyga dylematy związane z projektowaniem i oceną

działania systemoacutew usuwania ściekoacutew w tym wpływu na środowisko w przyszłości

3

Motto


Minionej nocy









Ryszard Krynicki

1 WPROWADZENIE









obiektoacutew













cele komunikacyjne

4


TEZA




DOWODY



oC na dekadę




oC na dekadę


Warszawa 2013


oC na dekadę







oC a na każdy















5











obliczeniowego

[1 raz na C lat]




wylania

[1 raz na C lat]






1 na 50















opadoacutew deszczu

[1 raz na C lat]












6




[1 raz na C lat]






















zurbanizowanych


7




8







































9























Krakowskiej 2015


KANALIZACYJNYCH





10








ulic do gruntu





miedzianych






















11








cele




























12
















kryta - podziemna


mieszana


grawitacyjna



mieszana



przemysłowa

deszczowa









13













(tradycyjna)

Niekonwencjonalna

(specjalna)

Mieszana




barometrycznym



nadciśnieniem



niekonwencjonalna



pompowa


Nadciśnieniowa

(tłoczna)

Podciśnieniowa

(proacuteżniowa)

Pneuma-

tyczna

Hydrauliczna

(pompowa)

Dwu

przewo-

dowa

Jedno

przewo-

dowa

14



























15


































16









środowiska

















(pompowego)




17


















18
























19















godzinach nocnych)











posadzkowych itp





technologiami






(3 do 6 razy)

20



















21














deszczowych










22







na rysunku 33

Przelew burzowy


na boczniku

na kolektorze

odpływ awaryjny


23




deszczowej













10






oczyszczalni


gdzie







oczyszczalni



24
















= QoQd (32)

gdzie



25







A) B)











26





dnem zbiornika







310)






27












gdzie


wych



natężeń (MSN)



















28






kanały deszczowe












29



















Nowa zlewnia F

Kolektor o

Qmax = 1000 ls

Regulator

QR = 1000 ls

Q3 = 1350 ls


Q1 = 750 ls

Kolektor o

Qmax = 1000 ls

Q4 = 1000 ls

Q1 = 750 ls

Nowa zlewnia F



Q2 = 600 ls

Q3 = 250 ls








30















max

dopływ

odpływ

dławiony

Qd

Qo

komora

retencyjna

Vu

min


Zbiornik przelewowy





31

przegroda stała

rura wentylacyjna



komora

przepływowa

zawoacuter klapowy




max Qd

Qo

komora

retencyjna

dopływ

odpływ

dławiony

komora

przepływowa

otwoacuter

klapowy

krawędź

przelewowa

V1

V3









32



















średnicy kanału

Kanały deszczowe

Q = Qm (35)




















33



























34












35





separatorami










Q = Qm (37)







Zalety Wady








jezdnią)




przykanalik)






wpustoacutew

36


Zalety Wady





ściekoacutew

















i eksploatacji





















37















podziemnych


temu





terenoacutew






opadowych






38









trąby powietrzne)












powodzie












odnotowano




na poziomie 13 [1]



39





























50 lat [1]

40







gruntu









PRZYSZŁOŚCI




















41



















1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

h m

m

lata

1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

h m

m

lata

42


1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

h m

m

lata

1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

h m

m

lata













Warszawa 2013














43



obliczeniowego

[1 raz na C lat]




wylania

[1 raz na C lat]






1 na 50

























[1 raz na C lat]




44


















3) względem


zrF

VOWW (46)



N

NSZS

z (47)



i

n

iproj

i

i

l

Q

Ql

SWK1

max

(48)

gdzie






45


SWK [-]

00 02 04 06 08 10 12 14 16 18 2 gt2

SZS [-]

0 005 01 015 02 025 03 035 04 045 05 gt05

OWW [m3ha]

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 gt20

Potrzeba

dostosowania

brak średnia duża

































46


(rys 47)



















mieszkaniowych)








47



48)

a) b) c)







powierzchni















48


idisrd QQ

365

1365

1

(51)




ddsrd

dsr

dd NQQ

Q

QN max

max (52)



hhsrh

d

h

hsr

hh NQQ

Q

Q

Q

QN max

max

maxmax 24 (53)









49





domowych








przestrzennego


Jedno-

stka

Wskaźnik

zużycia wody qj

dm3d

Wspoacutełczynnik


dobowej Nd

1 Mieszkalnictwo





mieszkań kl V

Mk

Mk

Mk

Mk

Mk

140divide160

80divide100

70divide90

50divide60

30

15divide13

15divide13

2divide15

2divide15

2divide15





Mk

Mk

Mk

Mk

60

4

10

10

13

12

24

60





Mk

m3d∙ha

m3d∙ha

70

30 divide 100

100 divide 500

115

115

115








50









Qd śr = 0001

6

1i

q j middot Mk (55)

gdzie




lub


gdzie




wartość mnożnika












51



Godziny

od - do


ogoacutelno-

miejskie

Komunika-

cja zbiorowa

Mycie ulic i

placoacutew

Podlewanie

zieleni

Tereny

przemy-

słowe wieloro-

dzinne

jedno-

rodzinne

0 ndash 1 125 135 100 - 625 - 050

1 ndash 2 085 065 100 1650 625 - 050

2 ndash 3 085 065 100 1650 625 - 050

3 ndash 4 085 065 100 1650 625 - 050

4 ndash 5 210 085 100 1650 625 1250 050

5 ndash 6 250 (300) 300 100 - 625 1250 050

6 ndash 7 545 (625) 515 100 - - 1250 875

7 ndash 8 625 (545) 475 200 - - 1250 875

8 ndash 9 495 (445) 445 300 - - - 875

9 ndash 10 440 420 700 850 - - 875

10 ndash 11 420 340 1000 850 625 - 875

11 ndash 12 405 340 1200 850 625 - 875

12 ndash 13 390 340 1200 850 625 - 875

13 ndash 14 430 400 1200 - 625 - 875

14 ndash 15 440 420 1000 - - - 325

15 ndash 16 475 380 700 - - - 325

16 ndash 17 565 435 300 - - - 325

17 ndash 18 530 500 300 - - 1250 325

18 ndash 19 565 685 300 - 625 1250 325

19 ndash 20 630 915 300 - 625 1250 325

20 ndash 21 660 900 200 - 625 1250 325

21 ndash 22 680 745 200 - 625 - 325

22 ndash 23 545 550 100 - 625 - 050

23 ndash 24 320 480 100 - 625 - 050

Suma 100 100 100 100 100 100 100

η 95 95 95 100 0 divide 50 0 85






divide 800

lub

wieczornych - 1900

divide 2200







52




3d













gdzie







ppp FqQ (59)

gdzie











53






52 WODY PRZYPADKOWE



opadowych






wg ATV A-11819992006 [1]


(nieszczelności)


(nieszczelności)


(nieszczelności)


źroacutedlane





źroacutedlane





podłączenia

54





3d ha

dla sieci miejskiej




3d ha - kamionkowe


3d ha - betonowe


















55





czyli łącznie











kołowego










56


dopływu























57



rysunku 58
















woacuted








58






opadem












q = 16667∙I (63)



F = 5(5 ndash I)3

(64)

Przykładowo














59



FFzr (65)

gdzie







FHQ (66)






rokmha

haMk

dMkmdFZqQ j

rocz

ść

33

1460001200)(

20365365



18180014600 rocz

op

rocz

ść QQ






sdmhahasdmFqQ sek

op

33

300130)(100



rokmmrokmFHQ rocz

op

32 1800100003060

60

sdmha

haMk

dMkdmFZqNNQ jhd

sek

ść

33

2186400

01200)(

20023186400


ść

sek

op QQ 1


opadoacutew)













2)






2

61


















62





divide2255

ndash h = 387 mm)





2)











63















Kraj

Miejscowość

Czas trwania opadu

minuty godziny doby

5 10 15 30 1 2 3 6 12 1 2 3

Polska 253 80 798 126 1761 1179 220 2218 - 300 428 557

Niemcy - 126 - 40 200 239 246 112 - 312 3799 458

Czechy 298 398 502 799 928 117 1266 1585 2036 3451 380 5367

Wrocław 131 187 247 329 353 577 619 631 642 801 1039 1169

Warszawa 206 219 28 366 408 495 504 57 68 801 1097 1133





( ) ( ) ( )I I t p q q t p h h t p (67)






cbt

aI

n

)( (68)



64













C

p100

(69)






stąd

p

C100

(610)


65


[6 201]


C

n1

[1rok] (611)














wylewoacutew







Model Reinholda




Prawdopodobieństwo

występowania

deszczu p

Częstotliwość

występowania

deszczu n

Częstość

- powtarzalność

deszczu C

[] [-] [rok-1

] [1 raz na C lat] 100 1 1 1

50 05 05 2

20 02 02 5

10 01 01 10

5

1

005

001

005

001 20

100

66

368409

3836840

1

9

38 41154115

C

tq

ntqq (612)

gdzie
















rząd 15 [1]

Model Błaszczyka



32

3 26316

t

CHq (614)

gdzie












H [500 700] mm

67



32

3470

t

Cq (615)









5840330

max )ln() (421 ptRth (616)

gdzie





68

R1

R1

R1


R2

R3

R3

c)b)a)






330

max 421 th (617)



2491)1ln(6934)( ttR - dla t [5 120) min (618)

63910)1ln(2232)( ttR - dla t [120 1080) min (619)

1735)1ln(013)( ttR - dla t [1080 4320] min (620)



6621)1ln(923)( ttR - dla t [5 30] min (621)

619)1ln(1609)( ttR - dla t (30 60) min (622)


03237)1ln(4729)( ttR - dla t [720 4320] min (623)

UWAGI








otrzymamy

q(max) = 2367t 067

(624)

69


067 (625)


krotnie









Model Lambora


postać

70)030(

log15743

t

pI (626)

gdzie






3s ha





cbt

aq

n

)(max (627)

gdzie




70



10 20 50 100

a = 7138329 a = 8241363 a = 6436455640 a = 1573239

b = -388429 b = 1957292 b = 6488700 b = 4787518

c = -210067 c = 2040978 c = 2062691 c = 6351722

n = 0218073 n = 1752958 n = 3535880 n = 0949642






ma postać

2650

max )4503()5300ln(67716706 tCh (628)


12650

max ])4503()5300ln(67716706[7166 ttCq (629)

gdzie







przyjmuje postać

8090022202420

max ln 675981059741275834 ptth (630)


18090022202420

max ]ln675981059741275834[7166 tpttq (631)

gdzie





71







Częst

ość

desz

czu

C la

ta

Cza

s tr

wa

nia

desz

czu

t m

in

Bła

szczy

k

qB

= 1

0

(100

)

Rein

hold

q1

51 =

100

dm

3s

ha

Bog

da

no

wic

z-S

tach

y

- r

egio

n p

oacutełn

ocn

o-z

acho

dn

i

Bog

da

no

wic

z-S

tach

y

- r

egio

n c

entr

aln

y

Lam

bor

- W

rocł

aw

Lic

zn

ar-

Łom

oto

wsk

i

- W

rocł

aw-S

wojc

zyce

Ko

tow

ski

-Ka

źm

iercza

k

mod

el f

izyk

aln

y

- W

rocł

aw-

Str

acho

wic

e

Ko

tow

ski-

Kaźm

ierc

zak

mo

del

pro

bab

ilis

tycz

ny

- W

rocł

aw-

Str

ach

ow

ice

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

C = 1

10 100 125 050 050 118 127 147 138

15 100 130 050 050 121 128 149 140

30 100 127 050 050 123 125 148 141

60 100 115 050 050 123 119 144 140

120 100 098 050 050 121 117 139 138

180 100 087 050 050 107 120 136 137

C = 2

10 100 129 122 146 124 136 158 144

15 100 134 125 149 127 146 160 149

30 100 131 127 149 129 142 159 153

60 100 118 146 146 130 119 155 153

120 100 101 139 139 128 112 149 150

180 100 090 130 130 127 125 145 148

C = 5

10 100 131 128 157 144 138 146 130

15 100 136 132 161 148 141 150 139

30 100 133 134 161 150 131 149 144

60 100 120 157 157 150 113 145 144

120 100 102 149 149 149 106 139 141

180 100 091 138 138 147 113 136 138

C = 10

10 100 130 120 148 115 125 132 117

15 100 135 124 152 117 128 135 125

30 100 132 126 152 119 135 134 131

60 100 119 148 148 119 132 130 131

120 100 101 140 140 118 105 126 128

180 100 090 130 130 117 067 123 125

UWAGI




Błaszczyka

WNIOSEK





72







tworzenia spływu

























woacuted ze zlewni

73




zlewni

FqQm (71)

gdzie











1op

sp

Q

Q (72)



trwania deszczu



F

F

F

F

FFF

FFF zr

n

i

i

n

i

ii

n

nn

1

1

21

2211

)(

(73)

gdzie



74



FFzr (74)






















Rodzaj powierzchni

zagospodarowanie

terenu


05 10 25 50 75 100


Dachy 085 090 096 098 099 100

Bruki szczelne 070 072 075 080 085 090

Bruki zwykłe 050 052 055 060 065 070

Aleje spacerowe 020 022 025 030 035 040

Parki i ogrody 010 012 015 020 025 030

Grunty rolne 005 008 010 015 020 025

Lasy 001 002 004 006 010 015

Zabudowa zwarta 080 082 085 090 095 100

Zabudowa luźna 060 062 065 070 075 080


75



















obliczeniowym









76


zrdmmzrxm FtqFqQ )(

(76)

gdzie





B)








dla tdm 1 gt tp q1

dla tdm 2 lt tp q2

dla tdm 3 = tp q3


77










qFQ oraz 2max2212

)( QqFFQ


(rys 77)


78



qFQ 3212

)( qFFQ i 3max33213

)( QqFFFQ















na






79





























Lp




Czas

koncentracji

terenowej

tk min

- deszczowej




terenu powyżej 2

50 (C = 2 lata) 20 (C = 5 lat) 5 (2)



terenu powyżej 4

20 (C = 5 lat) 10 (C = 10 lat) 2

80




10 (C = 10 lat) 5 (C = 20 lat) 2







UWAGI






mała









tr = (14 divide 20) tp (711)



UWAGI








81




60

Lt p (712)


Przykład











krpdm tttt (713)



stąd

kkdm tL

tLL

t 60

2160

2060

(715)






82






kpdm ttt 21 (716)


tdm min = 10 min







32

3 26316)(

dm

dmt

CHtq (717)

gdzie












gdzie



83

constAA

t

CHq

dm

C 64410

6316667032

3 2

10 (724)




nII

F

1)( (725)

















Qm(x) ge Qm(x-1) (726)








84








QmC gt QmB

)(1)(2 BC DD










Przykład I 21






85


1

1

1 )()(60


t


2

2

60









86

Rys












2

2

zr

zr

F

F

AC

CA (727)

Otrzymamy

AC

FCAF zr

zr2

2

(728)

87







- dawniej

FCtqQ sdm )(115 (729)


FCtqQ sdm )( (730)

gdzie







368409

38)( 4

C

tCt

d

d (731)










)36840(9

38)( 4

115115

Ct

qCtqd

d (732)





88






Czas trwania

deszczu

td minuty




5 4740 3827 3059 2228 1714

6 4424 3572 2855 2079 1600

7 4148 3348 2676 1949 1500

8 3904 3151 2519 1835 1412

9 3687 2976 2379 1733 1333

10 3493 2820 2254 1642 1263

11 3318 2679 2141 1559 1200

12 3160 2551 2039 1485 1143

13 3016 2435 1947 1418 1091

14 2885 2329 1862 1356 1043

15 2765 2232 1784 1300 1000

16 2654 2143 1713 1248 0960

18 2458 1984 1586 1155 0889

19 2370 1913 1529 1114 0857

20 2288 1847 1477 1076 0828

30 1702 1374 1098 0800 0615

40 1354 1093 0874 0637 0490

60 0962 0776 0621 0452 0348

80 0746 0602 0481 0350 0270

100 0609 0492 0393 0286 0220

120 0514 0415 0332 0242 0186

150 0417 0337 0269 0196 0151





Średni spadek

terenu Stopień

uszczelnienia

Minimalny czas

trwania deszczu

Deszcz

obliczeniowy


gt 50 10 minut


gt 4 le 50 10 minut

gt 50 5 minut q5C

89























Stopień

uszczel-

nienia

terenu

ψ





100 130 180 225 100 130 180 225 100 130 180 225 100 130 180 225

0 () 0 0 010 031 010 015 030 (046) 015 020 (045) (060) 020 030 (055) (075)

10 () 009 009 019 038 018 023 037 (051) 023 028 050 (064) 028 037 (059) (077)

20 018 018 027 044 027 031 043 056 031 035 055 067 035 043 063 080

30 028 028 036 051 035 039 050 061 039 042 060 071 042 050 068 082

40 037 037 044 057 044 047 056 066 047 05 065 075 050 056 072 084

50 046 046 053 064 052 055 063 072 055 058 071 079 058 063 076 087

60 055 055 061 070 060 063 070 077 062 065 076 082 065 070 080 089

70 064 064 070 077 068 071 076 082 070 072 081 086 072 076 084 091

80 074 074 078 083 077 079 083 087 078 08 086 090 080 083 087 093

90 083 083 087 090 086 087 089 092 086 088 091 093 088 089 093 096

100 092 092 095 096 094 095 096 097 094 095 096 097 095 096 097 098

90























1

2

29

m

p

m Qt

Q (734)

gdzie





91

)(2

1

211

p

p

mmmst

tQQQ (735)

gdzie






)( 212 mmms QQQ (736)

gdzie




n

mi

n

mipips QQtt11

(737)










komunikacyjnym









92


Częstość deszczu

obliczeniowego C )

[1 raz na C lat]




wylania Cw

[1 raz na C lat]






1 na 50
















Kategoria

standardu

odwodnie-

nia terenu





- kanalizacja

deszczowa

- kanalizacja

ogoacutelnospławna



- teren płaski

100 (1) 50 (2)

II


spadkach 2divide4



50 (2) 20 (5)

III






20 (5) 10 (10)

IV





10 (10) 5 (20)



93





























[1 raz na C lat]






)






94




















3 8

1

3 8

11 d

d

dQ

dQ iii (81)


21321iR

nh (82)


otrzymamy

21322132 5330)4

(1

idid

n (83)


ididd

AQ 3 821322

982353304

(84)


95

3 8

1

3 8

13 8

1

3 8

11 9823

9823

)(

)(

d

d

id

id

dQ

dQ iiiii (85)








10 - rys 81















96













3s ha)


C = 1 C = 2 C = 5 C = 10

1 Świnoujście 1352 1640 2020 2308

[KOSTRA]

2 Szczecin 1447 1776 2211 2540

3 Kostrzyń 1441 1747 2151 2457

4 Słubice 1486 1648 1863 2025

5 Gubin 1571 2019 2611 3059

6 Zgorzelec 1477 1869 2386 2778

7 Bogatynia 1410 1866 2469 2926

8 Średnio (1divide7) 1455 1795 2244 2585

9 Wrocław [106] 1483 1833 2300 2617 1960divide2009



12 Roacuteżnica (10-11) (11) 252 287 307 298 -

13 Roacuteżnica (8-11) (11) 442 407 301 190 -

14 Wg Bogdanowicz-

Stachy dla regionu

R1 506 1852 2708 3220 1960divide1990

R2 506 1547 2209 2604














97














gt ψ




















98




gdzie















Średni

spadek

terenu

Stopień

uszczelnienia

powierzchni

Minimalny

czas trwania

deszczu

lt 1 le 50 15 minut

gt 50 10 minut


gt 4 le 50 10 minut

gt 50 5 minut

Stopień

uszczel-

nienia

terenu

ψ


Spadki terenu



C=1 2 5 10 C=1 2 5 10 C=1 2 5 10 C=1 2 5 10 0 () 0 0 010 031 010 015 030 (046) 015 020 (045) (060) 020 030 (055) (075)

10 () 009 009 019 038 018 023 037 (051) 023 028 050 (064) 028 037 (059) (077)

20 018 018 027 044 027 031 043 056 031 035 055 067 035 043 063 080

30 028 028 036 051 035 039 050 061 039 042 060 071 042 050 068 082

40 037 037 044 057 044 047 056 066 047 05 065 075 050 056 072 084

50 046 046 053 064 052 055 063 072 055 058 071 079 058 063 076 087

60 055 055 061 070 060 063 070 077 062 065 076 082 065 070 080 089

70 064 064 070 077 068 071 076 082 070 072 081 086 072 076 084 091

80 074 074 078 083 077 079 083 087 078 08 086 090 080 083 087 093

90 083 083 087 090 086 087 089 092 086 088 091 093 088 089 093 096

100 092 092 095 096 094 095 096 097 094 095 096 097 095 096 097 098


99




MMN





















Standard

odwodnienia

terenu

Wymagane

częstości

projektowe


C - do wymiarowania




- lata lata lata





Tereny

mieszkaniowe

C = 2 lata







Centra miast

tereny usług i

przemysłu

C = 5 lat







Podziemne obiekty

komunikacyjne


C = 10 lat










100

2650

max )453()530ln(681676)( dd tCCth (89)


12650

max ])453()530ln(681676[7166)(

ddd ttCCtq (89a)

gdzie





















8090022202420

max ln 68981197417584)( pttpth ddd (810)

lub

1

8090

022202420

max ]1

ln68981197417584[7166)(

dddd t

CttCtq (810a)

gdzie






101





1

2

5

4

3

6

7

10

9

8

11

12

15

14

13

16

17

20

19

18

21

22

25

24

23

26

27

30

29

28

31

32

35

34

33

86

87

90

89

88

81

82

85

84

83

76

77

80

79

78

71

72

75

74

73

66

67

70

69

68

61

62

65

64

63

56

57

60

59

58

51

52

55

54

53

46

47

50

49

48

41

42

45

44

43

36

37

40

39

38 out

















Wariant

metoda

Częstość deszczu

obliczeniowego

C lata

Czas koncentracji

terenowej

tk min

Czas

retencji

kanałowej

tr min

Minimalny czas

trwania deszczu

miarodajnego

tdm min min

Maksymalne

wypełnienie

kanału

D kanały

boczne kolektor

kanały

boczne kolektor

I MGN z

wzorem (717) 1 2 10 5 02 tp 10 do 100

II MGN z

wzorem (810a) 1 2 10 5 02 tp 10 do 100

III MMN z

wzorem (810a) 2 2 0 0 0 15 do 75

102

Wyniki wymiarowania





5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

25

50

75

100

125

150

175

200

t min

q dm

s

ha

3

C=2

C=1










5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

25

50

75

100

125

150

175

200

t min

q

dm

s

ha

3

p

C=2

C=1








103





5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

25

50

75

100

125

150

175

200

t min

q

dm

s

ha

3

p

C=2





















104


Wyniki modelowania






kanalizacji










105























106








węzłach (rys 819)









821






107











Wariant

obliczeń


Strumień

odpływu

Qm

Objętość

sieci

VK

Wskaźnik

objętości

VKj

Rezerwa

systemu

VR

Maksymalny

wymiar

kolektora

Maksymalne

zagłębienie

kolektora

Strumień

modelowy

Qmax

Liczba

wylewoacutew

Lw

Objętość

wylewoacutew

Vw

m3s m

3 m

3ha m m ppt m

3s - m

3

I 1948 4849 239 22 K16 599 516 71 1291

II 3049 7234 357 22 K20 591 611 12 20

III 3700 9825 485 28 K22 533 695 0 0














84 189 232]









nieustalony












KANALIZACJA I

109





























gR

l

gd

lh

h 242Δ

22

(93)

gdzie







KANALIZACJA I

110














hR

k

d

k

4713Re

512log2

713Re

512log2

1

(94)

gdzie










21321JR

nJRC hhM (99)

gdzie





s

61

61

4

11

d

nR

nC hM (910)

KANALIZACJA I

111





k

d

dgK

73log

324

61

(911)





przyjmie postać

2

52

8Δ Q

d

l

gh

(919)


spadek energii

22

52

18CQQ

dgJ

(920)

gdzie

8λ(gπ2d


2m

6)



5

0

00

t

ttC

d

d

C

C

(921)





JMJdg

Q 252

8

1

(922)

gdzie

λndash12

(gπ28)

12d


3s) przy

czym M = C ndash12

(oraz C = 1M 2)

KANALIZACJA I

112



25

0

21

0

0

d

d

M

M t

t

tM

(923)


0Q

QtM (924)









(94) dla k0 = 0 i kti








KANALIZACJA I

113








JMJdn

dJ

d

nQ M

2138

35

221

32

4

1

44

1 (925)

gdzie

πd83

(453



ηMM

38

0

0

0

d

d

n

n

M

M i

iM

MiMM (926)


wynika

38

00

d

d

Q

Q iiMM (927)









(did0)83

= (did0)2(did0)

2


KANALIZACJA I

114






gR

lh

h 24Δ

2 (928)

gdzie












możemy zapisać

ggR

lhhh

h

ml224

Δ22

(929)



l

Rhe

4 (930)

gdzie





otrzymamy

KANALIZACJA I

115

gRl

hJ

h

e24

1 2

(931)

gdzie




gdJJgRe

h

e

21

81

(932)



h

e

eheR

k

R 47134

512log2

1

(933)



JgRR

k

JgRRh

h

e

hh

8471384

512log2

(934)




AJgRR

k

JgRRQ h

h

e

hh

8

471384

512log2

(935)



dJdd

k

dJdQ e 2

713

5670log 9576

(936)








KANALIZACJA I

116


= 1306 10-6


ν10 = 133 10-6


3

ν10 = 137 10-6


3

ν10 = 143 10-6


3













2s)

KANALIZACJA I

117















hydrauliczny

gR

il

h

h

e24

1 2

(940)

gdzie

















KANALIZACJA I

118



geometrycznych

22

2112121arccos4 D

h

D

h

D

hDAn (941)

gdzie







D

h

D

h

A

An


1

(942)



Dh

DhDhDRh

21arccos

211211

4

2

(943)




Dh

Dh

R

R

h

hnRh

21arccos2

21arccos2sin1

(944)

gdzie









KANALIZACJA I

119






2132

6173

log32

4 iRk

D

Dg h

(945)



igRh

e

81

(946)



igRR

k

igRRh

h

e

hh

8471384

512log2

(947)




ustalonym (i = J)

nhn

hn

e

hnhn

n AigRR

k

igRRQ

8

471384

512log2

(948)



22 211

21

21arccos8

84148

62750log2

4 D

h

D

h

D

higR

R

k

igRR

DQ hn

hn

e

hnhn

n



hn)

3

2

2

)21arccos(


21arccos2sin

2

121arccos

16

1

Dh

DhDhD

D

h

D

hiD

nQn

(950)

KANALIZACJA I

120

gdzie





161

473log

84

e

hn

hn

ek

R

Rgn (951)















WYPEŁNIONYCH









85

h

hnn

R

R

(952)

KANALIZACJA I

121

oraz

85

h

hnnnQ

R

R

A

A

Q

Q (953)

gdzie








πD24) m

2


(wg wzoru (941)) m2

















KANALIZACJA I

122







obliczeniowego









KANALIZACJA I

123





n(Qn)






sm13




parametrami















KANALIZACJA I

124

Tok postępowania
















odczytujemy










ηQ = QQc

η = c

KANALIZACJA I

125


(wg wzoru Manninga)



= 0013 sm13







= 0013 sm13







s)

KANALIZACJA I

126



się w granicach

imin i imax (955)




zamulenia kanału





D

i1

min (956)

gdzie
















sm13




KANALIZACJA I

127



Lp

Średnica

kanału

D


Obliczone z

formuły

1D

Obliczone z wzoru




2 025 40 436 681

3 030 333 (30) 342 534

4 040 25 233 364

5 050 20 173 270

6 060 167 136 212

7 080 125 092 145

8 100 100 069 107

9 150 067 (05) 040 062

10 200 05 027 043
















wartości




Lp

Średnica

kanału

D





2 025 603 1675 3283

3 030 477 1325 2597

4 040 324 900 1764

5 050 243 675 1323

6 060 189 525 1029

7 080 135 375 735

8 100 99 275 539

9 150 56 156 306

10 200 38 106 209

KANALIZACJA I

128













iR

RD

h

hn 4

(957)

gdzie







Stąd ogoacutelnie

DR

R

gi

hn

h 14 min

min

(958)


DR

Ri

hn

h 1108160 3

min

(959)


DR

Ri

hn

h 1106120 3

min

(960)





KANALIZACJA I

129



















objętości




większych od 30



wypełnionych







DR

Ri

hn

h 1108970 3

min

(961)





KANALIZACJA I

130



















rury (sklepienia)











K 015 020 025 030 040 050 060 080 10 12 14 16 18 20 m i większe o



KANALIZACJA I

131














140 m 10 x 175 m 12 x 210 m





KANALIZACJA I

132









kanałoacutew GR






branżowych - B)








KANALIZACJA I

133









KANALIZACJA I

134






AQ oraz 21321 iR

nh przy UARh









KANALIZACJA I

135






ciągłości ruchu

21

max

32

max 1

JRn

AQ h (962)

gdzie












maxmax JaQ (963)

przy czym constRn

Aa h 321 oraz idem

l

HHJ

min

max - wg rys 925


wynosi

kiaQ (964)

przy czym ik =l


KANALIZACJA I

136

1minminmaxmax

H

H

H

HH

ia

Ja

Q

Q

k

(965)

Oznaczając sH


Q












sieci






połączonych)





Qbmax gt Qb(C)



Qb = Qb(C)



Qb lt Qb(C)

KANALIZACJA I

137
























3

22

11

gA

bQ

Ji

Fr

Ji

dl

dh

(966)

gdzie







KANALIZACJA I

138




i

hhl nc

(967)


i

hlc

2 (968)





od



zabudowy terenu



powierzchni terenu




KANALIZACJA I

139













KANALIZACJA I

140











KANALIZACJA I

141




a) b)











KANALIZACJA I

142

















obrysu kanału od




autostrad 50 m













KANALIZACJA I

143














KANALIZACJA I

144




A) B)















KANALIZACJA I

145






















lub nasypem ziemnym




KANALIZACJA I

146
















Z [12 15] m ppt



KANALIZACJA I

147


Rt Rt

Ru

Z2 Z3 Z1

l2

l3

l1

h

h = i l1 1

d p1

p1

pp = 000

i2i1

g1





gdzie



żeliwa) m









KANALIZACJA I

148


lub (102)













Zmax


KANALIZACJA I

149















KANALIZACJA I

150

Ad a) 0h


Ad b) 12 ddh


Ad c) 2

12 ddh


Ad d) 12 hhh 21 hhh


KANALIZACJA I

151








(widok z goacutery)

KANALIZACJA I

152
















KANALIZACJA I

153




większy niż





80divide120 m wg []


























KANALIZACJA I

154







KANALIZACJA I

155











KANALIZACJA I

156





1037)












KANALIZACJA I

157

)( ee HHHL 33032 (103)

gdzie







HyLx 2 (104)









KANALIZACJA I

158






popłuczyn






jako minimum [1]












deszczowej



KANALIZACJA I

159






gd

lh s

s

s

i

is2

)(2

(105)

gdzie




= 8g n2 (ds4)

13 (106)


s = 1 + 293 ndash 155 32

(107)



woacutewczas

2QKh zs (108)

przy czym

2

1

1

i

z

K

K (109)

KANALIZACJA I

160

oraz



i

s

iK

hQ

(1011)

stąd

)(42

iii dQ (1012)

gdzie


syfonowych s2m

5





6

iii

i

i ddg

C

5

52082660

18 (1013)


5

SKi = 4

082660

id (1014)

Ogoacutelnie

2QlChl (1015)

2QSh iKm (1016)




tabeli 101



d [m] 010 015 020 025 030 040 050 060 080 100

[-] 00386 00337 00306 00285 00268 00243 00226 00213 00193 00179

C [s2m

-6] 3191 3671 7916 2408 09108 01964 005974 002260 0004872 0001595

SK [s2m

-5] 8266 1633 5166 2116 1020 3229 1323 06378 02018 008266

KANALIZACJA I

161





















tabeli 102



silnika [kW]

Czas Tmin

[min]

0 - 11 50

14 - 22 65

25 - 44 80

48 - 74 100

110 - 147 130





inin

psQ

V

QQ

VttT

(1017)

gdzie




KANALIZACJA I

162


4

min QTVcz

(1018)












Liczba

czynnych

pomp (i)


m3h m

3h

Qi Hi

m3h m

1 1674 1674 - 1 1674 124

2 3076 1402 455 1 1538 157

3 4110 1034 251 1 1370 194

4 4828 718 148 1 1207 226







KANALIZACJA I

163







tPE (1019)

gdzie





QHP

(1020)

gdzie

















KANALIZACJA I

164
























KANALIZACJA I

165








firmy FLYGT [1]



a)

KANALIZACJA I

166

b)




1051 MATERIAŁY















KANALIZACJA I

167





KANALIZACJA I

168










po prawej)

50080

51

2

Wpust uliczny

2 x łuk 45deg

DN 150

Wstawkadł min100mm



50080

51

2

2 x łuk 45deg

Wpust uliczny





Rysunek 1

100

Po

zio

m H

2

Po

zio

m H

1

Rysunek 1a

H1H2

lt

DN 150


KANALIZACJA I

169












materiału



awarie systemu























KANALIZACJA I

170


promieniowania UV





































KANALIZACJA I

171

































KANALIZACJA I

172


czy też ściekami





ze wzoru Hansena

2

2

2

1

2 )(40

km iiLAV (1021)

gdzie





2321

)( hmm Rn

i (1022)


2

1

2

2

2

12 3050)ln1(

m (1023)







KANALIZACJA I

173










awarii urządzenia







pozycji wyjściowej

KANALIZACJA I

174













KANALIZACJA I

175









KANALIZACJA I

176










KANALIZACJA I

177




PROJEKTOWYCH









kanalizacji











odwodnieniowych

KANALIZACJA I

178







szczegoacutełowy




















deszczowych









3

Motto


Minionej nocy









Ryszard Krynicki

1 WPROWADZENIE









obiektoacutew













cele komunikacyjne

4


TEZA




DOWODY



oC na dekadę




oC na dekadę


Warszawa 2013


oC na dekadę







oC a na każdy















5











obliczeniowego

[1 raz na C lat]




wylania

[1 raz na C lat]






1 na 50















opadoacutew deszczu

[1 raz na C lat]












6




[1 raz na C lat]






















zurbanizowanych


7




8







































9























Krakowskiej 2015


KANALIZACYJNYCH





10








ulic do gruntu





miedzianych






















11








cele




























12
















kryta - podziemna


mieszana


grawitacyjna



mieszana



przemysłowa

deszczowa









13













(tradycyjna)

Niekonwencjonalna

(specjalna)

Mieszana




barometrycznym



nadciśnieniem



niekonwencjonalna



pompowa


Nadciśnieniowa

(tłoczna)

Podciśnieniowa

(proacuteżniowa)

Pneuma-

tyczna

Hydrauliczna

(pompowa)

Dwu

przewo-

dowa

Jedno

przewo-

dowa

14



























15


































16









środowiska

















(pompowego)




17


















18
























19















godzinach nocnych)











posadzkowych itp





technologiami






(3 do 6 razy)

20



















21














deszczowych










22







na rysunku 33

Przelew burzowy


na boczniku

na kolektorze

odpływ awaryjny


23




deszczowej













10






oczyszczalni


gdzie







oczyszczalni



24
















= QoQd (32)

gdzie



25







A) B)











26





dnem zbiornika







310)






27












gdzie


wych



natężeń (MSN)



















28






kanały deszczowe












29



















Nowa zlewnia F

Kolektor o

Qmax = 1000 ls

Regulator

QR = 1000 ls

Q3 = 1350 ls


Q1 = 750 ls

Kolektor o

Qmax = 1000 ls

Q4 = 1000 ls

Q1 = 750 ls

Nowa zlewnia F



Q2 = 600 ls

Q3 = 250 ls








30















max

dopływ

odpływ

dławiony

Qd

Qo

komora

retencyjna

Vu

min


Zbiornik przelewowy





31

przegroda stała

rura wentylacyjna



komora

przepływowa

zawoacuter klapowy




max Qd

Qo

komora

retencyjna

dopływ

odpływ

dławiony

komora

przepływowa

otwoacuter

klapowy

krawędź

przelewowa

V1

V3









32



















średnicy kanału

Kanały deszczowe

Q = Qm (35)




















33



























34












35





separatorami










Q = Qm (37)







Zalety Wady








jezdnią)




przykanalik)






wpustoacutew

36


Zalety Wady





ściekoacutew

















i eksploatacji





















37















podziemnych


temu





terenoacutew






opadowych






38









trąby powietrzne)












powodzie












odnotowano




na poziomie 13 [1]



39





























50 lat [1]

40







gruntu









PRZYSZŁOŚCI




















41



















1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

h m

m

lata

1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

h m

m

lata

42


1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

h m

m

lata

1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

h m

m

lata













Warszawa 2013














43



obliczeniowego

[1 raz na C lat]




wylania

[1 raz na C lat]






1 na 50

























[1 raz na C lat]




44


















3) względem


zrF

VOWW (46)



N

NSZS

z (47)



i

n

iproj

i

i

l

Q

Ql

SWK1

max

(48)

gdzie






45


SWK [-]

00 02 04 06 08 10 12 14 16 18 2 gt2

SZS [-]

0 005 01 015 02 025 03 035 04 045 05 gt05

OWW [m3ha]

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 gt20

Potrzeba

dostosowania

brak średnia duża

































46


(rys 47)



















mieszkaniowych)








47



48)

a) b) c)







powierzchni















48


idisrd QQ

365

1365

1

(51)




ddsrd

dsr

dd NQQ

Q

QN max

max (52)



hhsrh

d

h

hsr

hh NQQ

Q

Q

Q

QN max

max

maxmax 24 (53)









49





domowych








przestrzennego


Jedno-

stka

Wskaźnik

zużycia wody qj

dm3d

Wspoacutełczynnik


dobowej Nd

1 Mieszkalnictwo





mieszkań kl V

Mk

Mk

Mk

Mk

Mk

140divide160

80divide100

70divide90

50divide60

30

15divide13

15divide13

2divide15

2divide15

2divide15





Mk

Mk

Mk

Mk

60

4

10

10

13

12

24

60





Mk

m3d∙ha

m3d∙ha

70

30 divide 100

100 divide 500

115

115

115








50









Qd śr = 0001

6

1i

q j middot Mk (55)

gdzie




lub


gdzie




wartość mnożnika












51



Godziny

od - do


ogoacutelno-

miejskie

Komunika-

cja zbiorowa

Mycie ulic i

placoacutew

Podlewanie

zieleni

Tereny

przemy-

słowe wieloro-

dzinne

jedno-

rodzinne

0 ndash 1 125 135 100 - 625 - 050

1 ndash 2 085 065 100 1650 625 - 050

2 ndash 3 085 065 100 1650 625 - 050

3 ndash 4 085 065 100 1650 625 - 050

4 ndash 5 210 085 100 1650 625 1250 050

5 ndash 6 250 (300) 300 100 - 625 1250 050

6 ndash 7 545 (625) 515 100 - - 1250 875

7 ndash 8 625 (545) 475 200 - - 1250 875

8 ndash 9 495 (445) 445 300 - - - 875

9 ndash 10 440 420 700 850 - - 875

10 ndash 11 420 340 1000 850 625 - 875

11 ndash 12 405 340 1200 850 625 - 875

12 ndash 13 390 340 1200 850 625 - 875

13 ndash 14 430 400 1200 - 625 - 875

14 ndash 15 440 420 1000 - - - 325

15 ndash 16 475 380 700 - - - 325

16 ndash 17 565 435 300 - - - 325

17 ndash 18 530 500 300 - - 1250 325

18 ndash 19 565 685 300 - 625 1250 325

19 ndash 20 630 915 300 - 625 1250 325

20 ndash 21 660 900 200 - 625 1250 325

21 ndash 22 680 745 200 - 625 - 325

22 ndash 23 545 550 100 - 625 - 050

23 ndash 24 320 480 100 - 625 - 050

Suma 100 100 100 100 100 100 100

η 95 95 95 100 0 divide 50 0 85






divide 800

lub

wieczornych - 1900

divide 2200







52




3d













gdzie







ppp FqQ (59)

gdzie











53






52 WODY PRZYPADKOWE



opadowych






wg ATV A-11819992006 [1]


(nieszczelności)


(nieszczelności)


(nieszczelności)


źroacutedlane





źroacutedlane





podłączenia

54





3d ha

dla sieci miejskiej




3d ha - kamionkowe


3d ha - betonowe


















55





czyli łącznie











kołowego










56


dopływu























57



rysunku 58
















woacuted








58






opadem












q = 16667∙I (63)



F = 5(5 ndash I)3

(64)

Przykładowo














59



FFzr (65)

gdzie







FHQ (66)






rokmha

haMk

dMkmdFZqQ j

rocz

ść

33

1460001200)(

20365365



18180014600 rocz

op

rocz

ść QQ






sdmhahasdmFqQ sek

op

33

300130)(100



rokmmrokmFHQ rocz

op

32 1800100003060

60

sdmha

haMk

dMkdmFZqNNQ jhd

sek

ść

33

2186400

01200)(

20023186400


ść

sek

op QQ 1


opadoacutew)













2)






2

61


















62





divide2255

ndash h = 387 mm)





2)











63















Kraj

Miejscowość

Czas trwania opadu

minuty godziny doby

5 10 15 30 1 2 3 6 12 1 2 3

Polska 253 80 798 126 1761 1179 220 2218 - 300 428 557

Niemcy - 126 - 40 200 239 246 112 - 312 3799 458

Czechy 298 398 502 799 928 117 1266 1585 2036 3451 380 5367

Wrocław 131 187 247 329 353 577 619 631 642 801 1039 1169

Warszawa 206 219 28 366 408 495 504 57 68 801 1097 1133





( ) ( ) ( )I I t p q q t p h h t p (67)






cbt

aI

n

)( (68)



64













C

p100

(69)






stąd

p

C100

(610)


65


[6 201]


C

n1

[1rok] (611)














wylewoacutew







Model Reinholda




Prawdopodobieństwo

występowania

deszczu p

Częstotliwość

występowania

deszczu n

Częstość

- powtarzalność

deszczu C

[] [-] [rok-1

] [1 raz na C lat] 100 1 1 1

50 05 05 2

20 02 02 5

10 01 01 10

5

1

005

001

005

001 20

100

66

368409

3836840

1

9

38 41154115

C

tq

ntqq (612)

gdzie
















rząd 15 [1]

Model Błaszczyka



32

3 26316

t

CHq (614)

gdzie












H [500 700] mm

67



32

3470

t

Cq (615)









5840330

max )ln() (421 ptRth (616)

gdzie





68

R1

R1

R1


R2

R3

R3

c)b)a)






330

max 421 th (617)



2491)1ln(6934)( ttR - dla t [5 120) min (618)

63910)1ln(2232)( ttR - dla t [120 1080) min (619)

1735)1ln(013)( ttR - dla t [1080 4320] min (620)



6621)1ln(923)( ttR - dla t [5 30] min (621)

619)1ln(1609)( ttR - dla t (30 60) min (622)


03237)1ln(4729)( ttR - dla t [720 4320] min (623)

UWAGI








otrzymamy

q(max) = 2367t 067

(624)

69


067 (625)


krotnie









Model Lambora


postać

70)030(

log15743

t

pI (626)

gdzie






3s ha





cbt

aq

n

)(max (627)

gdzie




70



10 20 50 100

a = 7138329 a = 8241363 a = 6436455640 a = 1573239

b = -388429 b = 1957292 b = 6488700 b = 4787518

c = -210067 c = 2040978 c = 2062691 c = 6351722

n = 0218073 n = 1752958 n = 3535880 n = 0949642






ma postać

2650

max )4503()5300ln(67716706 tCh (628)


12650

max ])4503()5300ln(67716706[7166 ttCq (629)

gdzie







przyjmuje postać

8090022202420

max ln 675981059741275834 ptth (630)


18090022202420

max ]ln675981059741275834[7166 tpttq (631)

gdzie





71







Częst

ość

desz

czu

C la

ta

Cza

s tr

wa

nia

desz

czu

t m

in

Bła

szczy

k

qB

= 1

0

(100

)

Rein

hold

q1

51 =

100

dm

3s

ha

Bog

da

no

wic

z-S

tach

y

- r

egio

n p

oacutełn

ocn

o-z

acho

dn

i

Bog

da

no

wic

z-S

tach

y

- r

egio

n c

entr

aln

y

Lam

bor

- W

rocł

aw

Lic

zn

ar-

Łom

oto

wsk

i

- W

rocł

aw-S

wojc

zyce

Ko

tow

ski

-Ka

źm

iercza

k

mod

el f

izyk

aln

y

- W

rocł

aw-

Str

acho

wic

e

Ko

tow

ski-

Kaźm

ierc

zak

mo

del

pro

bab

ilis

tycz

ny

- W

rocł

aw-

Str

ach

ow

ice

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

C = 1

10 100 125 050 050 118 127 147 138

15 100 130 050 050 121 128 149 140

30 100 127 050 050 123 125 148 141

60 100 115 050 050 123 119 144 140

120 100 098 050 050 121 117 139 138

180 100 087 050 050 107 120 136 137

C = 2

10 100 129 122 146 124 136 158 144

15 100 134 125 149 127 146 160 149

30 100 131 127 149 129 142 159 153

60 100 118 146 146 130 119 155 153

120 100 101 139 139 128 112 149 150

180 100 090 130 130 127 125 145 148

C = 5

10 100 131 128 157 144 138 146 130

15 100 136 132 161 148 141 150 139

30 100 133 134 161 150 131 149 144

60 100 120 157 157 150 113 145 144

120 100 102 149 149 149 106 139 141

180 100 091 138 138 147 113 136 138

C = 10

10 100 130 120 148 115 125 132 117

15 100 135 124 152 117 128 135 125

30 100 132 126 152 119 135 134 131

60 100 119 148 148 119 132 130 131

120 100 101 140 140 118 105 126 128

180 100 090 130 130 117 067 123 125

UWAGI




Błaszczyka

WNIOSEK





72







tworzenia spływu

























woacuted ze zlewni

73




zlewni

FqQm (71)

gdzie











1op

sp

Q

Q (72)



trwania deszczu



F

F

F

F

FFF

FFF zr

n

i

i

n

i

ii

n

nn

1

1

21

2211

)(

(73)

gdzie



74



FFzr (74)






















Rodzaj powierzchni

zagospodarowanie

terenu


05 10 25 50 75 100


Dachy 085 090 096 098 099 100

Bruki szczelne 070 072 075 080 085 090

Bruki zwykłe 050 052 055 060 065 070

Aleje spacerowe 020 022 025 030 035 040

Parki i ogrody 010 012 015 020 025 030

Grunty rolne 005 008 010 015 020 025

Lasy 001 002 004 006 010 015

Zabudowa zwarta 080 082 085 090 095 100

Zabudowa luźna 060 062 065 070 075 080


75



















obliczeniowym









76


zrdmmzrxm FtqFqQ )(

(76)

gdzie





B)








dla tdm 1 gt tp q1

dla tdm 2 lt tp q2

dla tdm 3 = tp q3


77










qFQ oraz 2max2212

)( QqFFQ


(rys 77)


78



qFQ 3212

)( qFFQ i 3max33213

)( QqFFFQ















na






79





























Lp




Czas

koncentracji

terenowej

tk min

- deszczowej




terenu powyżej 2

50 (C = 2 lata) 20 (C = 5 lat) 5 (2)



terenu powyżej 4

20 (C = 5 lat) 10 (C = 10 lat) 2

80




10 (C = 10 lat) 5 (C = 20 lat) 2







UWAGI






mała









tr = (14 divide 20) tp (711)



UWAGI








81




60

Lt p (712)


Przykład











krpdm tttt (713)



stąd

kkdm tL

tLL

t 60

2160

2060

(715)






82






kpdm ttt 21 (716)


tdm min = 10 min







32

3 26316)(

dm

dmt

CHtq (717)

gdzie












gdzie



83

constAA

t

CHq

dm

C 64410

6316667032

3 2

10 (724)




nII

F

1)( (725)

















Qm(x) ge Qm(x-1) (726)








84








QmC gt QmB

)(1)(2 BC DD










Przykład I 21






85


1

1

1 )()(60


t


2

2

60









86

Rys












2

2

zr

zr

F

F

AC

CA (727)

Otrzymamy

AC

FCAF zr

zr2

2

(728)

87







- dawniej

FCtqQ sdm )(115 (729)


FCtqQ sdm )( (730)

gdzie







368409

38)( 4

C

tCt

d

d (731)










)36840(9

38)( 4

115115

Ct

qCtqd

d (732)





88






Czas trwania

deszczu

td minuty




5 4740 3827 3059 2228 1714

6 4424 3572 2855 2079 1600

7 4148 3348 2676 1949 1500

8 3904 3151 2519 1835 1412

9 3687 2976 2379 1733 1333

10 3493 2820 2254 1642 1263

11 3318 2679 2141 1559 1200

12 3160 2551 2039 1485 1143

13 3016 2435 1947 1418 1091

14 2885 2329 1862 1356 1043

15 2765 2232 1784 1300 1000

16 2654 2143 1713 1248 0960

18 2458 1984 1586 1155 0889

19 2370 1913 1529 1114 0857

20 2288 1847 1477 1076 0828

30 1702 1374 1098 0800 0615

40 1354 1093 0874 0637 0490

60 0962 0776 0621 0452 0348

80 0746 0602 0481 0350 0270

100 0609 0492 0393 0286 0220

120 0514 0415 0332 0242 0186

150 0417 0337 0269 0196 0151





Średni spadek

terenu Stopień

uszczelnienia

Minimalny czas

trwania deszczu

Deszcz

obliczeniowy


gt 50 10 minut


gt 4 le 50 10 minut

gt 50 5 minut q5C

89























Stopień

uszczel-

nienia

terenu

ψ





100 130 180 225 100 130 180 225 100 130 180 225 100 130 180 225

0 () 0 0 010 031 010 015 030 (046) 015 020 (045) (060) 020 030 (055) (075)

10 () 009 009 019 038 018 023 037 (051) 023 028 050 (064) 028 037 (059) (077)

20 018 018 027 044 027 031 043 056 031 035 055 067 035 043 063 080

30 028 028 036 051 035 039 050 061 039 042 060 071 042 050 068 082

40 037 037 044 057 044 047 056 066 047 05 065 075 050 056 072 084

50 046 046 053 064 052 055 063 072 055 058 071 079 058 063 076 087

60 055 055 061 070 060 063 070 077 062 065 076 082 065 070 080 089

70 064 064 070 077 068 071 076 082 070 072 081 086 072 076 084 091

80 074 074 078 083 077 079 083 087 078 08 086 090 080 083 087 093

90 083 083 087 090 086 087 089 092 086 088 091 093 088 089 093 096

100 092 092 095 096 094 095 096 097 094 095 096 097 095 096 097 098

90























1

2

29

m

p

m Qt

Q (734)

gdzie





91

)(2

1

211

p

p

mmmst

tQQQ (735)

gdzie






)( 212 mmms QQQ (736)

gdzie




n

mi

n

mipips QQtt11

(737)










komunikacyjnym









92


Częstość deszczu

obliczeniowego C )

[1 raz na C lat]




wylania Cw

[1 raz na C lat]






1 na 50
















Kategoria

standardu

odwodnie-

nia terenu





- kanalizacja

deszczowa

- kanalizacja

ogoacutelnospławna



- teren płaski

100 (1) 50 (2)

II


spadkach 2divide4



50 (2) 20 (5)

III






20 (5) 10 (10)

IV





10 (10) 5 (20)



93





























[1 raz na C lat]






)






94




















3 8

1

3 8

11 d

d

dQ

dQ iii (81)


21321iR

nh (82)


otrzymamy

21322132 5330)4

(1

idid

n (83)


ididd

AQ 3 821322

982353304

(84)


95

3 8

1

3 8

13 8

1

3 8

11 9823

9823

)(

)(

d

d

id

id

dQ

dQ iiiii (85)








10 - rys 81















96













3s ha)


C = 1 C = 2 C = 5 C = 10

1 Świnoujście 1352 1640 2020 2308

[KOSTRA]

2 Szczecin 1447 1776 2211 2540

3 Kostrzyń 1441 1747 2151 2457

4 Słubice 1486 1648 1863 2025

5 Gubin 1571 2019 2611 3059

6 Zgorzelec 1477 1869 2386 2778

7 Bogatynia 1410 1866 2469 2926

8 Średnio (1divide7) 1455 1795 2244 2585

9 Wrocław [106] 1483 1833 2300 2617 1960divide2009



12 Roacuteżnica (10-11) (11) 252 287 307 298 -

13 Roacuteżnica (8-11) (11) 442 407 301 190 -

14 Wg Bogdanowicz-

Stachy dla regionu

R1 506 1852 2708 3220 1960divide1990

R2 506 1547 2209 2604














97














gt ψ




















98




gdzie















Średni

spadek

terenu

Stopień

uszczelnienia

powierzchni

Minimalny

czas trwania

deszczu

lt 1 le 50 15 minut

gt 50 10 minut


gt 4 le 50 10 minut

gt 50 5 minut

Stopień

uszczel-

nienia

terenu

ψ


Spadki terenu



C=1 2 5 10 C=1 2 5 10 C=1 2 5 10 C=1 2 5 10 0 () 0 0 010 031 010 015 030 (046) 015 020 (045) (060) 020 030 (055) (075)

10 () 009 009 019 038 018 023 037 (051) 023 028 050 (064) 028 037 (059) (077)

20 018 018 027 044 027 031 043 056 031 035 055 067 035 043 063 080

30 028 028 036 051 035 039 050 061 039 042 060 071 042 050 068 082

40 037 037 044 057 044 047 056 066 047 05 065 075 050 056 072 084

50 046 046 053 064 052 055 063 072 055 058 071 079 058 063 076 087

60 055 055 061 070 060 063 070 077 062 065 076 082 065 070 080 089

70 064 064 070 077 068 071 076 082 070 072 081 086 072 076 084 091

80 074 074 078 083 077 079 083 087 078 08 086 090 080 083 087 093

90 083 083 087 090 086 087 089 092 086 088 091 093 088 089 093 096

100 092 092 095 096 094 095 096 097 094 095 096 097 095 096 097 098


99




MMN





















Standard

odwodnienia

terenu

Wymagane

częstości

projektowe


C - do wymiarowania




- lata lata lata





Tereny

mieszkaniowe

C = 2 lata







Centra miast

tereny usług i

przemysłu

C = 5 lat







Podziemne obiekty

komunikacyjne


C = 10 lat










100

2650

max )453()530ln(681676)( dd tCCth (89)


12650

max ])453()530ln(681676[7166)(

ddd ttCCtq (89a)

gdzie





















8090022202420

max ln 68981197417584)( pttpth ddd (810)

lub

1

8090

022202420

max ]1

ln68981197417584[7166)(

dddd t

CttCtq (810a)

gdzie






101





1

2

5

4

3

6

7

10

9

8

11

12

15

14

13

16

17

20

19

18

21

22

25

24

23

26

27

30

29

28

31

32

35

34

33

86

87

90

89

88

81

82

85

84

83

76

77

80

79

78

71

72

75

74

73

66

67

70

69

68

61

62

65

64

63

56

57

60

59

58

51

52

55

54

53

46

47

50

49

48

41

42

45

44

43

36

37

40

39

38 out

















Wariant

metoda

Częstość deszczu

obliczeniowego

C lata

Czas koncentracji

terenowej

tk min

Czas

retencji

kanałowej

tr min

Minimalny czas

trwania deszczu

miarodajnego

tdm min min

Maksymalne

wypełnienie

kanału

D kanały

boczne kolektor

kanały

boczne kolektor

I MGN z

wzorem (717) 1 2 10 5 02 tp 10 do 100

II MGN z

wzorem (810a) 1 2 10 5 02 tp 10 do 100

III MMN z

wzorem (810a) 2 2 0 0 0 15 do 75

102

Wyniki wymiarowania





5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

25

50

75

100

125

150

175

200

t min

q dm

s

ha

3

C=2

C=1










5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

25

50

75

100

125

150

175

200

t min

q

dm

s

ha

3

p

C=2

C=1








103





5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

25

50

75

100

125

150

175

200

t min

q

dm

s

ha

3

p

C=2





















104


Wyniki modelowania






kanalizacji










105























106








węzłach (rys 819)









821






107











Wariant

obliczeń


Strumień

odpływu

Qm

Objętość

sieci

VK

Wskaźnik

objętości

VKj

Rezerwa

systemu

VR

Maksymalny

wymiar

kolektora

Maksymalne

zagłębienie

kolektora

Strumień

modelowy

Qmax

Liczba

wylewoacutew

Lw

Objętość

wylewoacutew

Vw

m3s m

3 m

3ha m m ppt m

3s - m

3

I 1948 4849 239 22 K16 599 516 71 1291

II 3049 7234 357 22 K20 591 611 12 20

III 3700 9825 485 28 K22 533 695 0 0














84 189 232]









nieustalony












KANALIZACJA I

109





























gR

l

gd

lh

h 242Δ

22

(93)

gdzie







KANALIZACJA I

110














hR

k

d

k

4713Re

512log2

713Re

512log2

1

(94)

gdzie










21321JR

nJRC hhM (99)

gdzie





s

61

61

4

11

d

nR

nC hM (910)

KANALIZACJA I

111





k

d

dgK

73log

324

61

(911)





przyjmie postać

2

52

8Δ Q

d

l

gh

(919)


spadek energii

22

52

18CQQ

dgJ

(920)

gdzie

8λ(gπ2d


2m

6)



5

0

00

t

ttC

d

d

C

C

(921)





JMJdg

Q 252

8

1

(922)

gdzie

λndash12

(gπ28)

12d


3s) przy

czym M = C ndash12

(oraz C = 1M 2)

KANALIZACJA I

112



25

0

21

0

0

d

d

M

M t

t

tM

(923)


0Q

QtM (924)









(94) dla k0 = 0 i kti








KANALIZACJA I

113








JMJdn

dJ

d

nQ M

2138

35

221

32

4

1

44

1 (925)

gdzie

πd83

(453



ηMM

38

0

0

0

d

d

n

n

M

M i

iM

MiMM (926)


wynika

38

00

d

d

Q

Q iiMM (927)









(did0)83

= (did0)2(did0)

2


KANALIZACJA I

114






gR

lh

h 24Δ

2 (928)

gdzie












możemy zapisać

ggR

lhhh

h

ml224

Δ22

(929)



l

Rhe

4 (930)

gdzie





otrzymamy

KANALIZACJA I

115

gRl

hJ

h

e24

1 2

(931)

gdzie




gdJJgRe

h

e

21

81

(932)



h

e

eheR

k

R 47134

512log2

1

(933)



JgRR

k

JgRRh

h

e

hh

8471384

512log2

(934)




AJgRR

k

JgRRQ h

h

e

hh

8

471384

512log2

(935)



dJdd

k

dJdQ e 2

713

5670log 9576

(936)








KANALIZACJA I

116


= 1306 10-6


ν10 = 133 10-6


3

ν10 = 137 10-6


3

ν10 = 143 10-6


3













2s)

KANALIZACJA I

117















hydrauliczny

gR

il

h

h

e24

1 2

(940)

gdzie

















KANALIZACJA I

118



geometrycznych

22

2112121arccos4 D

h

D

h

D

hDAn (941)

gdzie







D

h

D

h

A

An


1

(942)



Dh

DhDhDRh

21arccos

211211

4

2

(943)




Dh

Dh

R

R

h

hnRh

21arccos2

21arccos2sin1

(944)

gdzie









KANALIZACJA I

119






2132

6173

log32

4 iRk

D

Dg h

(945)



igRh

e

81

(946)



igRR

k

igRRh

h

e

hh

8471384

512log2

(947)




ustalonym (i = J)

nhn

hn

e

hnhn

n AigRR

k

igRRQ

8

471384

512log2

(948)



22 211

21

21arccos8

84148

62750log2

4 D

h

D

h

D

higR

R

k

igRR

DQ hn

hn

e

hnhn

n



hn)

3

2

2

)21arccos(


21arccos2sin

2

121arccos

16

1

Dh

DhDhD

D

h

D

hiD

nQn

(950)

KANALIZACJA I

120

gdzie





161

473log

84

e

hn

hn

ek

R

Rgn (951)















WYPEŁNIONYCH









85

h

hnn

R

R

(952)

KANALIZACJA I

121

oraz

85

h

hnnnQ

R

R

A

A

Q

Q (953)

gdzie








πD24) m

2


(wg wzoru (941)) m2

















KANALIZACJA I

122







obliczeniowego









KANALIZACJA I

123





n(Qn)






sm13




parametrami















KANALIZACJA I

124

Tok postępowania
















odczytujemy










ηQ = QQc

η = c

KANALIZACJA I

125


(wg wzoru Manninga)



= 0013 sm13







= 0013 sm13







s)

KANALIZACJA I

126



się w granicach

imin i imax (955)




zamulenia kanału





D

i1

min (956)

gdzie
















sm13




KANALIZACJA I

127



Lp

Średnica

kanału

D


Obliczone z

formuły

1D

Obliczone z wzoru




2 025 40 436 681

3 030 333 (30) 342 534

4 040 25 233 364

5 050 20 173 270

6 060 167 136 212

7 080 125 092 145

8 100 100 069 107

9 150 067 (05) 040 062

10 200 05 027 043
















wartości




Lp

Średnica

kanału

D





2 025 603 1675 3283

3 030 477 1325 2597

4 040 324 900 1764

5 050 243 675 1323

6 060 189 525 1029

7 080 135 375 735

8 100 99 275 539

9 150 56 156 306

10 200 38 106 209

KANALIZACJA I

128













iR

RD

h

hn 4

(957)

gdzie







Stąd ogoacutelnie

DR

R

gi

hn

h 14 min

min

(958)


DR

Ri

hn

h 1108160 3

min

(959)


DR

Ri

hn

h 1106120 3

min

(960)





KANALIZACJA I

129



















objętości




większych od 30



wypełnionych







DR

Ri

hn

h 1108970 3

min

(961)





KANALIZACJA I

130



















rury (sklepienia)











K 015 020 025 030 040 050 060 080 10 12 14 16 18 20 m i większe o



KANALIZACJA I

131














140 m 10 x 175 m 12 x 210 m





KANALIZACJA I

132









kanałoacutew GR






branżowych - B)








KANALIZACJA I

133









KANALIZACJA I

134






AQ oraz 21321 iR

nh przy UARh









KANALIZACJA I

135






ciągłości ruchu

21

max

32

max 1

JRn

AQ h (962)

gdzie












maxmax JaQ (963)

przy czym constRn

Aa h 321 oraz idem

l

HHJ

min

max - wg rys 925


wynosi

kiaQ (964)

przy czym ik =l


KANALIZACJA I

136

1minminmaxmax

H

H

H

HH

ia

Ja

Q

Q

k

(965)

Oznaczając sH


Q












sieci






połączonych)





Qbmax gt Qb(C)



Qb = Qb(C)



Qb lt Qb(C)

KANALIZACJA I

137
























3

22

11

gA

bQ

Ji

Fr

Ji

dl

dh

(966)

gdzie







KANALIZACJA I

138




i

hhl nc

(967)


i

hlc

2 (968)





od



zabudowy terenu



powierzchni terenu




KANALIZACJA I

139













KANALIZACJA I

140











KANALIZACJA I

141




a) b)











KANALIZACJA I

142

















obrysu kanału od




autostrad 50 m













KANALIZACJA I

143














KANALIZACJA I

144




A) B)















KANALIZACJA I

145






















lub nasypem ziemnym




KANALIZACJA I

146
















Z [12 15] m ppt



KANALIZACJA I

147


Rt Rt

Ru

Z2 Z3 Z1

l2

l3

l1

h

h = i l1 1

d p1

p1

pp = 000

i2i1

g1





gdzie



żeliwa) m









KANALIZACJA I

148


lub (102)













Zmax


KANALIZACJA I

149















KANALIZACJA I

150

Ad a) 0h


Ad b) 12 ddh


Ad c) 2

12 ddh


Ad d) 12 hhh 21 hhh


KANALIZACJA I

151








(widok z goacutery)

KANALIZACJA I

152
















KANALIZACJA I

153




większy niż





80divide120 m wg []


























KANALIZACJA I

154







KANALIZACJA I

155











KANALIZACJA I

156





1037)












KANALIZACJA I

157

)( ee HHHL 33032 (103)

gdzie







HyLx 2 (104)









KANALIZACJA I

158






popłuczyn






jako minimum [1]












deszczowej



KANALIZACJA I

159






gd

lh s

s

s

i

is2

)(2

(105)

gdzie




= 8g n2 (ds4)

13 (106)


s = 1 + 293 ndash 155 32

(107)



woacutewczas

2QKh zs (108)

przy czym

2

1

1

i

z

K

K (109)

KANALIZACJA I

160

oraz



i

s

iK

hQ

(1011)

stąd

)(42

iii dQ (1012)

gdzie


syfonowych s2m

5





6

iii

i

i ddg

C

5

52082660

18 (1013)


5

SKi = 4

082660

id (1014)

Ogoacutelnie

2QlChl (1015)

2QSh iKm (1016)




tabeli 101



d [m] 010 015 020 025 030 040 050 060 080 100

[-] 00386 00337 00306 00285 00268 00243 00226 00213 00193 00179

C [s2m

-6] 3191 3671 7916 2408 09108 01964 005974 002260 0004872 0001595

SK [s2m

-5] 8266 1633 5166 2116 1020 3229 1323 06378 02018 008266

KANALIZACJA I

161





















tabeli 102



silnika [kW]

Czas Tmin

[min]

0 - 11 50

14 - 22 65

25 - 44 80

48 - 74 100

110 - 147 130





inin

psQ

V

QQ

VttT

(1017)

gdzie




KANALIZACJA I

162


4

min QTVcz

(1018)












Liczba

czynnych

pomp (i)


m3h m

3h

Qi Hi

m3h m

1 1674 1674 - 1 1674 124

2 3076 1402 455 1 1538 157

3 4110 1034 251 1 1370 194

4 4828 718 148 1 1207 226







KANALIZACJA I

163







tPE (1019)

gdzie





QHP

(1020)

gdzie

















KANALIZACJA I

164
























KANALIZACJA I

165








firmy FLYGT [1]



a)

KANALIZACJA I

166

b)




1051 MATERIAŁY















KANALIZACJA I

167





KANALIZACJA I

168










po prawej)

50080

51

2

Wpust uliczny

2 x łuk 45deg

DN 150

Wstawkadł min100mm



50080

51

2

2 x łuk 45deg

Wpust uliczny





Rysunek 1

100

Po

zio

m H

2

Po

zio

m H

1

Rysunek 1a

H1H2

lt

DN 150


KANALIZACJA I

169












materiału



awarie systemu























KANALIZACJA I

170


promieniowania UV





































KANALIZACJA I

171

































KANALIZACJA I

172


czy też ściekami





ze wzoru Hansena

2

2

2

1

2 )(40

km iiLAV (1021)

gdzie





2321

)( hmm Rn

i (1022)


2

1

2

2

2

12 3050)ln1(

m (1023)







KANALIZACJA I

173










awarii urządzenia







pozycji wyjściowej

KANALIZACJA I

174













KANALIZACJA I

175









KANALIZACJA I

176










KANALIZACJA I

177




PROJEKTOWYCH









kanalizacji











odwodnieniowych

KANALIZACJA I

178







szczegoacutełowy




















deszczowych









4


TEZA




DOWODY



oC na dekadę




oC na dekadę


Warszawa 2013


oC na dekadę







oC a na każdy















5











obliczeniowego

[1 raz na C lat]




wylania

[1 raz na C lat]






1 na 50















opadoacutew deszczu

[1 raz na C lat]












6




[1 raz na C lat]






















zurbanizowanych


7




8







































9























Krakowskiej 2015


KANALIZACYJNYCH





10








ulic do gruntu





miedzianych






















11








cele




























12
















kryta - podziemna


mieszana


grawitacyjna



mieszana



przemysłowa

deszczowa









13













(tradycyjna)

Niekonwencjonalna

(specjalna)

Mieszana




barometrycznym



nadciśnieniem



niekonwencjonalna



pompowa


Nadciśnieniowa

(tłoczna)

Podciśnieniowa

(proacuteżniowa)

Pneuma-

tyczna

Hydrauliczna

(pompowa)

Dwu

przewo-

dowa

Jedno

przewo-

dowa

14



























15


































16









środowiska

















(pompowego)




17


















18
























19















godzinach nocnych)











posadzkowych itp





technologiami






(3 do 6 razy)

20



















21














deszczowych










22







na rysunku 33

Przelew burzowy


na boczniku

na kolektorze

odpływ awaryjny


23




deszczowej













10






oczyszczalni


gdzie







oczyszczalni



24
















= QoQd (32)

gdzie



25







A) B)











26





dnem zbiornika







310)






27












gdzie


wych



natężeń (MSN)



















28






kanały deszczowe












29



















Nowa zlewnia F

Kolektor o

Qmax = 1000 ls

Regulator

QR = 1000 ls

Q3 = 1350 ls


Q1 = 750 ls

Kolektor o

Qmax = 1000 ls

Q4 = 1000 ls

Q1 = 750 ls

Nowa zlewnia F



Q2 = 600 ls

Q3 = 250 ls








30















max

dopływ

odpływ

dławiony

Qd

Qo

komora

retencyjna

Vu

min


Zbiornik przelewowy





31

przegroda stała

rura wentylacyjna



komora

przepływowa

zawoacuter klapowy




max Qd

Qo

komora

retencyjna

dopływ

odpływ

dławiony

komora

przepływowa

otwoacuter

klapowy

krawędź

przelewowa

V1

V3









32



















średnicy kanału

Kanały deszczowe

Q = Qm (35)




















33



























34












35





separatorami










Q = Qm (37)







Zalety Wady








jezdnią)




przykanalik)






wpustoacutew

36


Zalety Wady





ściekoacutew

















i eksploatacji





















37















podziemnych


temu





terenoacutew






opadowych






38









trąby powietrzne)












powodzie












odnotowano




na poziomie 13 [1]



39





























50 lat [1]

40







gruntu









PRZYSZŁOŚCI




















41



















1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

h m

m

lata

1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

h m

m

lata

42


1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

h m

m

lata

1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

h m

m

lata













Warszawa 2013














43



obliczeniowego

[1 raz na C lat]




wylania

[1 raz na C lat]






1 na 50

























[1 raz na C lat]




44


















3) względem


zrF

VOWW (46)



N

NSZS

z (47)



i

n

iproj

i

i

l

Q

Ql

SWK1

max

(48)

gdzie






45


SWK [-]

00 02 04 06 08 10 12 14 16 18 2 gt2

SZS [-]

0 005 01 015 02 025 03 035 04 045 05 gt05

OWW [m3ha]

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 gt20

Potrzeba

dostosowania

brak średnia duża

































46


(rys 47)



















mieszkaniowych)








47



48)

a) b) c)







powierzchni















48


idisrd QQ

365

1365

1

(51)




ddsrd

dsr

dd NQQ

Q

QN max

max (52)



hhsrh

d

h

hsr

hh NQQ

Q

Q

Q

QN max

max

maxmax 24 (53)









49





domowych








przestrzennego


Jedno-

stka

Wskaźnik

zużycia wody qj

dm3d

Wspoacutełczynnik


dobowej Nd

1 Mieszkalnictwo





mieszkań kl V

Mk

Mk

Mk

Mk

Mk

140divide160

80divide100

70divide90

50divide60

30

15divide13

15divide13

2divide15

2divide15

2divide15





Mk

Mk

Mk

Mk

60

4

10

10

13

12

24

60





Mk

m3d∙ha

m3d∙ha

70

30 divide 100

100 divide 500

115

115

115








50









Qd śr = 0001

6

1i

q j middot Mk (55)

gdzie




lub


gdzie




wartość mnożnika












51



Godziny

od - do


ogoacutelno-

miejskie

Komunika-

cja zbiorowa

Mycie ulic i

placoacutew

Podlewanie

zieleni

Tereny

przemy-

słowe wieloro-

dzinne

jedno-

rodzinne

0 ndash 1 125 135 100 - 625 - 050

1 ndash 2 085 065 100 1650 625 - 050

2 ndash 3 085 065 100 1650 625 - 050

3 ndash 4 085 065 100 1650 625 - 050

4 ndash 5 210 085 100 1650 625 1250 050

5 ndash 6 250 (300) 300 100 - 625 1250 050

6 ndash 7 545 (625) 515 100 - - 1250 875

7 ndash 8 625 (545) 475 200 - - 1250 875

8 ndash 9 495 (445) 445 300 - - - 875

9 ndash 10 440 420 700 850 - - 875

10 ndash 11 420 340 1000 850 625 - 875

11 ndash 12 405 340 1200 850 625 - 875

12 ndash 13 390 340 1200 850 625 - 875

13 ndash 14 430 400 1200 - 625 - 875

14 ndash 15 440 420 1000 - - - 325

15 ndash 16 475 380 700 - - - 325

16 ndash 17 565 435 300 - - - 325

17 ndash 18 530 500 300 - - 1250 325

18 ndash 19 565 685 300 - 625 1250 325

19 ndash 20 630 915 300 - 625 1250 325

20 ndash 21 660 900 200 - 625 1250 325

21 ndash 22 680 745 200 - 625 - 325

22 ndash 23 545 550 100 - 625 - 050

23 ndash 24 320 480 100 - 625 - 050

Suma 100 100 100 100 100 100 100

η 95 95 95 100 0 divide 50 0 85






divide 800

lub

wieczornych - 1900

divide 2200







52




3d













gdzie







ppp FqQ (59)

gdzie











53






52 WODY PRZYPADKOWE



opadowych






wg ATV A-11819992006 [1]


(nieszczelności)


(nieszczelności)


(nieszczelności)


źroacutedlane





źroacutedlane





podłączenia

54





3d ha

dla sieci miejskiej




3d ha - kamionkowe


3d ha - betonowe


















55





czyli łącznie











kołowego










56


dopływu























57



rysunku 58
















woacuted








58






opadem












q = 16667∙I (63)



F = 5(5 ndash I)3

(64)

Przykładowo














59



FFzr (65)

gdzie







FHQ (66)






rokmha

haMk

dMkmdFZqQ j

rocz

ść

33

1460001200)(

20365365



18180014600 rocz

op

rocz

ść QQ






sdmhahasdmFqQ sek

op

33

300130)(100



rokmmrokmFHQ rocz

op

32 1800100003060

60

sdmha

haMk

dMkdmFZqNNQ jhd

sek

ść

33

2186400

01200)(

20023186400


ść

sek

op QQ 1


opadoacutew)













2)






2

61


















62





divide2255

ndash h = 387 mm)





2)











63















Kraj

Miejscowość

Czas trwania opadu

minuty godziny doby

5 10 15 30 1 2 3 6 12 1 2 3

Polska 253 80 798 126 1761 1179 220 2218 - 300 428 557

Niemcy - 126 - 40 200 239 246 112 - 312 3799 458

Czechy 298 398 502 799 928 117 1266 1585 2036 3451 380 5367

Wrocław 131 187 247 329 353 577 619 631 642 801 1039 1169

Warszawa 206 219 28 366 408 495 504 57 68 801 1097 1133





( ) ( ) ( )I I t p q q t p h h t p (67)






cbt

aI

n

)( (68)



64













C

p100

(69)






stąd

p

C100

(610)


65


[6 201]


C

n1

[1rok] (611)














wylewoacutew







Model Reinholda




Prawdopodobieństwo

występowania

deszczu p

Częstotliwość

występowania

deszczu n

Częstość

- powtarzalność

deszczu C

[] [-] [rok-1

] [1 raz na C lat] 100 1 1 1

50 05 05 2

20 02 02 5

10 01 01 10

5

1

005

001

005

001 20

100

66

368409

3836840

1

9

38 41154115

C

tq

ntqq (612)

gdzie
















rząd 15 [1]

Model Błaszczyka



32

3 26316

t

CHq (614)

gdzie












H [500 700] mm

67



32

3470

t

Cq (615)









5840330

max )ln() (421 ptRth (616)

gdzie





68

R1

R1

R1


R2

R3

R3

c)b)a)






330

max 421 th (617)



2491)1ln(6934)( ttR - dla t [5 120) min (618)

63910)1ln(2232)( ttR - dla t [120 1080) min (619)

1735)1ln(013)( ttR - dla t [1080 4320] min (620)



6621)1ln(923)( ttR - dla t [5 30] min (621)

619)1ln(1609)( ttR - dla t (30 60) min (622)


03237)1ln(4729)( ttR - dla t [720 4320] min (623)

UWAGI








otrzymamy

q(max) = 2367t 067

(624)

69


067 (625)


krotnie









Model Lambora


postać

70)030(

log15743

t

pI (626)

gdzie






3s ha





cbt

aq

n

)(max (627)

gdzie




70



10 20 50 100

a = 7138329 a = 8241363 a = 6436455640 a = 1573239

b = -388429 b = 1957292 b = 6488700 b = 4787518

c = -210067 c = 2040978 c = 2062691 c = 6351722

n = 0218073 n = 1752958 n = 3535880 n = 0949642






ma postać

2650

max )4503()5300ln(67716706 tCh (628)


12650

max ])4503()5300ln(67716706[7166 ttCq (629)

gdzie







przyjmuje postać

8090022202420

max ln 675981059741275834 ptth (630)


18090022202420

max ]ln675981059741275834[7166 tpttq (631)

gdzie





71







Częst

ość

desz

czu

C la

ta

Cza

s tr

wa

nia

desz

czu

t m

in

Bła

szczy

k

qB

= 1

0

(100

)

Rein

hold

q1

51 =

100

dm

3s

ha

Bog

da

no

wic

z-S

tach

y

- r

egio

n p

oacutełn

ocn

o-z

acho

dn

i

Bog

da

no

wic

z-S

tach

y

- r

egio

n c

entr

aln

y

Lam

bor

- W

rocł

aw

Lic

zn

ar-

Łom

oto

wsk

i

- W

rocł

aw-S

wojc

zyce

Ko

tow

ski

-Ka

źm

iercza

k

mod

el f

izyk

aln

y

- W

rocł

aw-

Str

acho

wic

e

Ko

tow

ski-

Kaźm

ierc

zak

mo

del

pro

bab

ilis

tycz

ny

- W

rocł

aw-

Str

ach

ow

ice

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

C = 1

10 100 125 050 050 118 127 147 138

15 100 130 050 050 121 128 149 140

30 100 127 050 050 123 125 148 141

60 100 115 050 050 123 119 144 140

120 100 098 050 050 121 117 139 138

180 100 087 050 050 107 120 136 137

C = 2

10 100 129 122 146 124 136 158 144

15 100 134 125 149 127 146 160 149

30 100 131 127 149 129 142 159 153

60 100 118 146 146 130 119 155 153

120 100 101 139 139 128 112 149 150

180 100 090 130 130 127 125 145 148

C = 5

10 100 131 128 157 144 138 146 130

15 100 136 132 161 148 141 150 139

30 100 133 134 161 150 131 149 144

60 100 120 157 157 150 113 145 144

120 100 102 149 149 149 106 139 141

180 100 091 138 138 147 113 136 138

C = 10

10 100 130 120 148 115 125 132 117

15 100 135 124 152 117 128 135 125

30 100 132 126 152 119 135 134 131

60 100 119 148 148 119 132 130 131

120 100 101 140 140 118 105 126 128

180 100 090 130 130 117 067 123 125

UWAGI




Błaszczyka

WNIOSEK





72







tworzenia spływu

























woacuted ze zlewni

73




zlewni

FqQm (71)

gdzie











1op

sp

Q

Q (72)



trwania deszczu



F

F

F

F

FFF

FFF zr

n

i

i

n

i

ii

n

nn

1

1

21

2211

)(

(73)

gdzie



74



FFzr (74)






















Rodzaj powierzchni

zagospodarowanie

terenu


05 10 25 50 75 100


Dachy 085 090 096 098 099 100

Bruki szczelne 070 072 075 080 085 090

Bruki zwykłe 050 052 055 060 065 070

Aleje spacerowe 020 022 025 030 035 040

Parki i ogrody 010 012 015 020 025 030

Grunty rolne 005 008 010 015 020 025

Lasy 001 002 004 006 010 015

Zabudowa zwarta 080 082 085 090 095 100

Zabudowa luźna 060 062 065 070 075 080


75



















obliczeniowym









76


zrdmmzrxm FtqFqQ )(

(76)

gdzie





B)








dla tdm 1 gt tp q1

dla tdm 2 lt tp q2

dla tdm 3 = tp q3


77










qFQ oraz 2max2212

)( QqFFQ


(rys 77)


78



qFQ 3212

)( qFFQ i 3max33213

)( QqFFFQ















na






79





























Lp




Czas

koncentracji

terenowej

tk min

- deszczowej




terenu powyżej 2

50 (C = 2 lata) 20 (C = 5 lat) 5 (2)



terenu powyżej 4

20 (C = 5 lat) 10 (C = 10 lat) 2

80




10 (C = 10 lat) 5 (C = 20 lat) 2







UWAGI






mała









tr = (14 divide 20) tp (711)



UWAGI








81




60

Lt p (712)


Przykład











krpdm tttt (713)



stąd

kkdm tL

tLL

t 60

2160

2060

(715)






82






kpdm ttt 21 (716)


tdm min = 10 min







32

3 26316)(

dm

dmt

CHtq (717)

gdzie












gdzie



83

constAA

t

CHq

dm

C 64410

6316667032

3 2

10 (724)




nII

F

1)( (725)

















Qm(x) ge Qm(x-1) (726)








84








QmC gt QmB

)(1)(2 BC DD










Przykład I 21






85


1

1

1 )()(60


t


2

2

60









86

Rys












2

2

zr

zr

F

F

AC

CA (727)

Otrzymamy

AC

FCAF zr

zr2

2

(728)

87







- dawniej

FCtqQ sdm )(115 (729)


FCtqQ sdm )( (730)

gdzie







368409

38)( 4

C

tCt

d

d (731)










)36840(9

38)( 4

115115

Ct

qCtqd

d (732)





88






Czas trwania

deszczu

td minuty




5 4740 3827 3059 2228 1714

6 4424 3572 2855 2079 1600

7 4148 3348 2676 1949 1500

8 3904 3151 2519 1835 1412

9 3687 2976 2379 1733 1333

10 3493 2820 2254 1642 1263

11 3318 2679 2141 1559 1200

12 3160 2551 2039 1485 1143

13 3016 2435 1947 1418 1091

14 2885 2329 1862 1356 1043

15 2765 2232 1784 1300 1000

16 2654 2143 1713 1248 0960

18 2458 1984 1586 1155 0889

19 2370 1913 1529 1114 0857

20 2288 1847 1477 1076 0828

30 1702 1374 1098 0800 0615

40 1354 1093 0874 0637 0490

60 0962 0776 0621 0452 0348

80 0746 0602 0481 0350 0270

100 0609 0492 0393 0286 0220

120 0514 0415 0332 0242 0186

150 0417 0337 0269 0196 0151





Średni spadek

terenu Stopień

uszczelnienia

Minimalny czas

trwania deszczu

Deszcz

obliczeniowy


gt 50 10 minut


gt 4 le 50 10 minut

gt 50 5 minut q5C

89























Stopień

uszczel-

nienia

terenu

ψ





100 130 180 225 100 130 180 225 100 130 180 225 100 130 180 225

0 () 0 0 010 031 010 015 030 (046) 015 020 (045) (060) 020 030 (055) (075)

10 () 009 009 019 038 018 023 037 (051) 023 028 050 (064) 028 037 (059) (077)

20 018 018 027 044 027 031 043 056 031 035 055 067 035 043 063 080

30 028 028 036 051 035 039 050 061 039 042 060 071 042 050 068 082

40 037 037 044 057 044 047 056 066 047 05 065 075 050 056 072 084

50 046 046 053 064 052 055 063 072 055 058 071 079 058 063 076 087

60 055 055 061 070 060 063 070 077 062 065 076 082 065 070 080 089

70 064 064 070 077 068 071 076 082 070 072 081 086 072 076 084 091

80 074 074 078 083 077 079 083 087 078 08 086 090 080 083 087 093

90 083 083 087 090 086 087 089 092 086 088 091 093 088 089 093 096

100 092 092 095 096 094 095 096 097 094 095 096 097 095 096 097 098

90























1

2

29

m

p

m Qt

Q (734)

gdzie





91

)(2

1

211

p

p

mmmst

tQQQ (735)

gdzie






)( 212 mmms QQQ (736)

gdzie




n

mi

n

mipips QQtt11

(737)










komunikacyjnym









92


Częstość deszczu

obliczeniowego C )

[1 raz na C lat]




wylania Cw

[1 raz na C lat]






1 na 50
















Kategoria

standardu

odwodnie-

nia terenu





- kanalizacja

deszczowa

- kanalizacja

ogoacutelnospławna



- teren płaski

100 (1) 50 (2)

II


spadkach 2divide4



50 (2) 20 (5)

III






20 (5) 10 (10)

IV





10 (10) 5 (20)



93





























[1 raz na C lat]






)






94




















3 8

1

3 8

11 d

d

dQ

dQ iii (81)


21321iR

nh (82)


otrzymamy

21322132 5330)4

(1

idid

n (83)


ididd

AQ 3 821322

982353304

(84)


95

3 8

1

3 8

13 8

1

3 8

11 9823

9823

)(

)(

d

d

id

id

dQ

dQ iiiii (85)








10 - rys 81















96













3s ha)


C = 1 C = 2 C = 5 C = 10

1 Świnoujście 1352 1640 2020 2308

[KOSTRA]

2 Szczecin 1447 1776 2211 2540

3 Kostrzyń 1441 1747 2151 2457

4 Słubice 1486 1648 1863 2025

5 Gubin 1571 2019 2611 3059

6 Zgorzelec 1477 1869 2386 2778

7 Bogatynia 1410 1866 2469 2926

8 Średnio (1divide7) 1455 1795 2244 2585

9 Wrocław [106] 1483 1833 2300 2617 1960divide2009



12 Roacuteżnica (10-11) (11) 252 287 307 298 -

13 Roacuteżnica (8-11) (11) 442 407 301 190 -

14 Wg Bogdanowicz-

Stachy dla regionu

R1 506 1852 2708 3220 1960divide1990

R2 506 1547 2209 2604














97














gt ψ




















98




gdzie















Średni

spadek

terenu

Stopień

uszczelnienia

powierzchni

Minimalny

czas trwania

deszczu

lt 1 le 50 15 minut

gt 50 10 minut


gt 4 le 50 10 minut

gt 50 5 minut

Stopień

uszczel-

nienia

terenu

ψ


Spadki terenu



C=1 2 5 10 C=1 2 5 10 C=1 2 5 10 C=1 2 5 10 0 () 0 0 010 031 010 015 030 (046) 015 020 (045) (060) 020 030 (055) (075)

10 () 009 009 019 038 018 023 037 (051) 023 028 050 (064) 028 037 (059) (077)

20 018 018 027 044 027 031 043 056 031 035 055 067 035 043 063 080

30 028 028 036 051 035 039 050 061 039 042 060 071 042 050 068 082

40 037 037 044 057 044 047 056 066 047 05 065 075 050 056 072 084

50 046 046 053 064 052 055 063 072 055 058 071 079 058 063 076 087

60 055 055 061 070 060 063 070 077 062 065 076 082 065 070 080 089

70 064 064 070 077 068 071 076 082 070 072 081 086 072 076 084 091

80 074 074 078 083 077 079 083 087 078 08 086 090 080 083 087 093

90 083 083 087 090 086 087 089 092 086 088 091 093 088 089 093 096

100 092 092 095 096 094 095 096 097 094 095 096 097 095 096 097 098


99




MMN





















Standard

odwodnienia

terenu

Wymagane

częstości

projektowe


C - do wymiarowania




- lata lata lata





Tereny

mieszkaniowe

C = 2 lata







Centra miast

tereny usług i

przemysłu

C = 5 lat







Podziemne obiekty

komunikacyjne


C = 10 lat










100

2650

max )453()530ln(681676)( dd tCCth (89)


12650

max ])453()530ln(681676[7166)(

ddd ttCCtq (89a)

gdzie





















8090022202420

max ln 68981197417584)( pttpth ddd (810)

lub

1

8090

022202420

max ]1

ln68981197417584[7166)(

dddd t

CttCtq (810a)

gdzie






101





1

2

5

4

3

6

7

10

9

8

11

12

15

14

13

16

17

20

19

18

21

22

25

24

23

26

27

30

29

28

31

32

35

34

33

86

87

90

89

88

81

82

85

84

83

76

77

80

79

78

71

72

75

74

73

66

67

70

69

68

61

62

65

64

63

56

57

60

59

58

51

52

55

54

53

46

47

50

49

48

41

42

45

44

43

36

37

40

39

38 out

















Wariant

metoda

Częstość deszczu

obliczeniowego

C lata

Czas koncentracji

terenowej

tk min

Czas

retencji

kanałowej

tr min

Minimalny czas

trwania deszczu

miarodajnego

tdm min min

Maksymalne

wypełnienie

kanału

D kanały

boczne kolektor

kanały

boczne kolektor

I MGN z

wzorem (717) 1 2 10 5 02 tp 10 do 100

II MGN z

wzorem (810a) 1 2 10 5 02 tp 10 do 100

III MMN z

wzorem (810a) 2 2 0 0 0 15 do 75

102

Wyniki wymiarowania





5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

25

50

75

100

125

150

175

200

t min

q dm

s

ha

3

C=2

C=1










5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

25

50

75

100

125

150

175

200

t min

q

dm

s

ha

3

p

C=2

C=1








103





5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

25

50

75

100

125

150

175

200

t min

q

dm

s

ha

3

p

C=2





















104


Wyniki modelowania






kanalizacji










105























106








węzłach (rys 819)









821






107











Wariant

obliczeń


Strumień

odpływu

Qm

Objętość

sieci

VK

Wskaźnik

objętości

VKj

Rezerwa

systemu

VR

Maksymalny

wymiar

kolektora

Maksymalne

zagłębienie

kolektora

Strumień

modelowy

Qmax

Liczba

wylewoacutew

Lw

Objętość

wylewoacutew

Vw

m3s m

3 m

3ha m m ppt m

3s - m

3

I 1948 4849 239 22 K16 599 516 71 1291

II 3049 7234 357 22 K20 591 611 12 20

III 3700 9825 485 28 K22 533 695 0 0














84 189 232]









nieustalony












KANALIZACJA I

109





























gR

l

gd

lh

h 242Δ

22

(93)

gdzie







KANALIZACJA I

110














hR

k

d

k

4713Re

512log2

713Re

512log2

1

(94)

gdzie










21321JR

nJRC hhM (99)

gdzie





s

61

61

4

11

d

nR

nC hM (910)

KANALIZACJA I

111





k

d

dgK

73log

324

61

(911)





przyjmie postać

2

52

8Δ Q

d

l

gh

(919)


spadek energii

22

52

18CQQ

dgJ

(920)

gdzie

8λ(gπ2d


2m

6)



5

0

00

t

ttC

d

d

C

C

(921)





JMJdg

Q 252

8

1

(922)

gdzie

λndash12

(gπ28)

12d


3s) przy

czym M = C ndash12

(oraz C = 1M 2)

KANALIZACJA I

112



25

0

21

0

0

d

d

M

M t

t

tM

(923)


0Q

QtM (924)









(94) dla k0 = 0 i kti








KANALIZACJA I

113








JMJdn

dJ

d

nQ M

2138

35

221

32

4

1

44

1 (925)

gdzie

πd83

(453



ηMM

38

0

0

0

d

d

n

n

M

M i

iM

MiMM (926)


wynika

38

00

d

d

Q

Q iiMM (927)









(did0)83

= (did0)2(did0)

2


KANALIZACJA I

114






gR

lh

h 24Δ

2 (928)

gdzie












możemy zapisać

ggR

lhhh

h

ml224

Δ22

(929)



l

Rhe

4 (930)

gdzie





otrzymamy

KANALIZACJA I

115

gRl

hJ

h

e24

1 2

(931)

gdzie




gdJJgRe

h

e

21

81

(932)



h

e

eheR

k

R 47134

512log2

1

(933)



JgRR

k

JgRRh

h

e

hh

8471384

512log2

(934)




AJgRR

k

JgRRQ h

h

e

hh

8

471384

512log2

(935)



dJdd

k

dJdQ e 2

713

5670log 9576

(936)








KANALIZACJA I

116


= 1306 10-6


ν10 = 133 10-6


3

ν10 = 137 10-6


3

ν10 = 143 10-6


3













2s)

KANALIZACJA I

117















hydrauliczny

gR

il

h

h

e24

1 2

(940)

gdzie

















KANALIZACJA I

118



geometrycznych

22

2112121arccos4 D

h

D

h

D

hDAn (941)

gdzie







D

h

D

h

A

An


1

(942)



Dh

DhDhDRh

21arccos

211211

4

2

(943)




Dh

Dh

R

R

h

hnRh

21arccos2

21arccos2sin1

(944)

gdzie









KANALIZACJA I

119






2132

6173

log32

4 iRk

D

Dg h

(945)



igRh

e

81

(946)



igRR

k

igRRh

h

e

hh

8471384

512log2

(947)




ustalonym (i = J)

nhn

hn

e

hnhn

n AigRR

k

igRRQ

8

471384

512log2

(948)



22 211

21

21arccos8

84148

62750log2

4 D

h

D

h

D

higR

R

k

igRR

DQ hn

hn

e

hnhn

n



hn)

3

2

2

)21arccos(


21arccos2sin

2

121arccos

16

1

Dh

DhDhD

D

h

D

hiD

nQn

(950)

KANALIZACJA I

120

gdzie





161

473log

84

e

hn

hn

ek

R

Rgn (951)















WYPEŁNIONYCH









85

h

hnn

R

R

(952)

KANALIZACJA I

121

oraz

85

h

hnnnQ

R

R

A

A

Q

Q (953)

gdzie








πD24) m

2


(wg wzoru (941)) m2

















KANALIZACJA I

122







obliczeniowego









KANALIZACJA I

123





n(Qn)






sm13




parametrami















KANALIZACJA I

124

Tok postępowania
















odczytujemy










ηQ = QQc

η = c

KANALIZACJA I

125


(wg wzoru Manninga)



= 0013 sm13







= 0013 sm13







s)

KANALIZACJA I

126



się w granicach

imin i imax (955)




zamulenia kanału





D

i1

min (956)

gdzie
















sm13




KANALIZACJA I

127



Lp

Średnica

kanału

D


Obliczone z

formuły

1D

Obliczone z wzoru




2 025 40 436 681

3 030 333 (30) 342 534

4 040 25 233 364

5 050 20 173 270

6 060 167 136 212

7 080 125 092 145

8 100 100 069 107

9 150 067 (05) 040 062

10 200 05 027 043
















wartości




Lp

Średnica

kanału

D





2 025 603 1675 3283

3 030 477 1325 2597

4 040 324 900 1764

5 050 243 675 1323

6 060 189 525 1029

7 080 135 375 735

8 100 99 275 539

9 150 56 156 306

10 200 38 106 209

KANALIZACJA I

128













iR

RD

h

hn 4

(957)

gdzie







Stąd ogoacutelnie

DR

R

gi

hn

h 14 min

min

(958)


DR

Ri

hn

h 1108160 3

min

(959)


DR

Ri

hn

h 1106120 3

min

(960)





KANALIZACJA I

129



















objętości




większych od 30



wypełnionych







DR

Ri

hn

h 1108970 3

min

(961)





KANALIZACJA I

130



















rury (sklepienia)











K 015 020 025 030 040 050 060 080 10 12 14 16 18 20 m i większe o



KANALIZACJA I

131














140 m 10 x 175 m 12 x 210 m





KANALIZACJA I

132









kanałoacutew GR






branżowych - B)








KANALIZACJA I

133









KANALIZACJA I

134






AQ oraz 21321 iR

nh przy UARh









KANALIZACJA I

135






ciągłości ruchu

21

max

32

max 1

JRn

AQ h (962)

gdzie












maxmax JaQ (963)

przy czym constRn

Aa h 321 oraz idem

l

HHJ

min

max - wg rys 925


wynosi

kiaQ (964)

przy czym ik =l


KANALIZACJA I

136

1minminmaxmax

H

H

H

HH

ia

Ja

Q

Q

k

(965)

Oznaczając sH


Q












sieci






połączonych)





Qbmax gt Qb(C)



Qb = Qb(C)



Qb lt Qb(C)

KANALIZACJA I

137
























3

22

11

gA

bQ

Ji

Fr

Ji

dl

dh

(966)

gdzie







KANALIZACJA I

138




i

hhl nc

(967)


i

hlc

2 (968)





od



zabudowy terenu



powierzchni terenu




KANALIZACJA I

139













KANALIZACJA I

140











KANALIZACJA I

141




a) b)











KANALIZACJA I

142

















obrysu kanału od




autostrad 50 m













KANALIZACJA I

143














KANALIZACJA I

144




A) B)















KANALIZACJA I

145






















lub nasypem ziemnym




KANALIZACJA I

146
















Z [12 15] m ppt



KANALIZACJA I

147


Rt Rt

Ru

Z2 Z3 Z1

l2

l3

l1

h

h = i l1 1

d p1

p1

pp = 000

i2i1

g1





gdzie



żeliwa) m









KANALIZACJA I

148


lub (102)













Zmax


KANALIZACJA I

149















KANALIZACJA I

150

Ad a) 0h


Ad b) 12 ddh


Ad c) 2

12 ddh


Ad d) 12 hhh 21 hhh


KANALIZACJA I

151








(widok z goacutery)

KANALIZACJA I

152
















KANALIZACJA I

153




większy niż





80divide120 m wg []


























KANALIZACJA I

154







KANALIZACJA I

155











KANALIZACJA I

156





1037)












KANALIZACJA I

157

)( ee HHHL 33032 (103)

gdzie







HyLx 2 (104)









KANALIZACJA I

158






popłuczyn






jako minimum [1]












deszczowej



KANALIZACJA I

159






gd

lh s

s

s

i

is2

)(2

(105)

gdzie




= 8g n2 (ds4)

13 (106)


s = 1 + 293 ndash 155 32

(107)



woacutewczas

2QKh zs (108)

przy czym

2

1

1

i

z

K

K (109)

KANALIZACJA I

160

oraz



i

s

iK

hQ

(1011)

stąd

)(42

iii dQ (1012)

gdzie


syfonowych s2m

5





6

iii

i

i ddg

C

5

52082660

18 (1013)


5

SKi = 4

082660

id (1014)

Ogoacutelnie

2QlChl (1015)

2QSh iKm (1016)




tabeli 101



d [m] 010 015 020 025 030 040 050 060 080 100

[-] 00386 00337 00306 00285 00268 00243 00226 00213 00193 00179

C [s2m

-6] 3191 3671 7916 2408 09108 01964 005974 002260 0004872 0001595

SK [s2m

-5] 8266 1633 5166 2116 1020 3229 1323 06378 02018 008266

KANALIZACJA I

161





















tabeli 102



silnika [kW]

Czas Tmin

[min]

0 - 11 50

14 - 22 65

25 - 44 80

48 - 74 100

110 - 147 130





inin

psQ

V

QQ

VttT

(1017)

gdzie




KANALIZACJA I

162


4

min QTVcz

(1018)












Liczba

czynnych

pomp (i)


m3h m

3h

Qi Hi

m3h m

1 1674 1674 - 1 1674 124

2 3076 1402 455 1 1538 157

3 4110 1034 251 1 1370 194

4 4828 718 148 1 1207 226







KANALIZACJA I

163







tPE (1019)

gdzie





QHP

(1020)

gdzie

















KANALIZACJA I

164
























KANALIZACJA I

165








firmy FLYGT [1]



a)

KANALIZACJA I

166

b)




1051 MATERIAŁY















KANALIZACJA I

167





KANALIZACJA I

168










po prawej)

50080

51

2

Wpust uliczny

2 x łuk 45deg

DN 150

Wstawkadł min100mm



50080

51

2

2 x łuk 45deg

Wpust uliczny





Rysunek 1

100

Po

zio

m H

2

Po

zio

m H

1

Rysunek 1a

H1H2

lt

DN 150


KANALIZACJA I

169












materiału



awarie systemu























KANALIZACJA I

170


promieniowania UV





































KANALIZACJA I

171

































KANALIZACJA I

172


czy też ściekami





ze wzoru Hansena

2

2

2

1

2 )(40

km iiLAV (1021)

gdzie





2321

)( hmm Rn

i (1022)


2

1

2

2

2

12 3050)ln1(

m (1023)







KANALIZACJA I

173










awarii urządzenia







pozycji wyjściowej

KANALIZACJA I

174













KANALIZACJA I

175









KANALIZACJA I

176










KANALIZACJA I

177




PROJEKTOWYCH









kanalizacji











odwodnieniowych

KANALIZACJA I

178







szczegoacutełowy




















deszczowych









5











obliczeniowego

[1 raz na C lat]




wylania

[1 raz na C lat]






1 na 50















opadoacutew deszczu

[1 raz na C lat]












6




[1 raz na C lat]






















zurbanizowanych


7




8







































9























Krakowskiej 2015


KANALIZACYJNYCH





10








ulic do gruntu





miedzianych






















11








cele




























12
















kryta - podziemna


mieszana


grawitacyjna



mieszana



przemysłowa

deszczowa









13













(tradycyjna)

Niekonwencjonalna

(specjalna)

Mieszana




barometrycznym



nadciśnieniem



niekonwencjonalna



pompowa


Nadciśnieniowa

(tłoczna)

Podciśnieniowa

(proacuteżniowa)

Pneuma-

tyczna

Hydrauliczna

(pompowa)

Dwu

przewo-

dowa

Jedno

przewo-

dowa

14



























15


































16









środowiska

















(pompowego)




17


















18
























19















godzinach nocnych)











posadzkowych itp





technologiami






(3 do 6 razy)

20



















21














deszczowych










22







na rysunku 33

Przelew burzowy


na boczniku

na kolektorze

odpływ awaryjny


23




deszczowej













10






oczyszczalni


gdzie







oczyszczalni



24
















= QoQd (32)

gdzie



25







A) B)











26





dnem zbiornika







310)






27












gdzie


wych



natężeń (MSN)



















28






kanały deszczowe












29



















Nowa zlewnia F

Kolektor o

Qmax = 1000 ls

Regulator

QR = 1000 ls

Q3 = 1350 ls


Q1 = 750 ls

Kolektor o

Qmax = 1000 ls

Q4 = 1000 ls

Q1 = 750 ls

Nowa zlewnia F



Q2 = 600 ls

Q3 = 250 ls








30















max

dopływ

odpływ

dławiony

Qd

Qo

komora

retencyjna

Vu

min


Zbiornik przelewowy





31

przegroda stała

rura wentylacyjna



komora

przepływowa

zawoacuter klapowy




max Qd

Qo

komora

retencyjna

dopływ

odpływ

dławiony

komora

przepływowa

otwoacuter

klapowy

krawędź

przelewowa

V1

V3









32



















średnicy kanału

Kanały deszczowe

Q = Qm (35)




















33



























34












35





separatorami










Q = Qm (37)







Zalety Wady








jezdnią)




przykanalik)






wpustoacutew

36


Zalety Wady





ściekoacutew

















i eksploatacji





















37















podziemnych


temu





terenoacutew






opadowych






38









trąby powietrzne)












powodzie












odnotowano




na poziomie 13 [1]



39





























50 lat [1]

40







gruntu









PRZYSZŁOŚCI




















41



















1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

h m

m

lata

1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

h m

m

lata

42


1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

h m

m

lata

1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

h m

m

lata













Warszawa 2013














43



obliczeniowego

[1 raz na C lat]




wylania

[1 raz na C lat]






1 na 50

























[1 raz na C lat]




44


















3) względem


zrF

VOWW (46)



N

NSZS

z (47)



i

n

iproj

i

i

l

Q

Ql

SWK1

max

(48)

gdzie






45


SWK [-]

00 02 04 06 08 10 12 14 16 18 2 gt2

SZS [-]

0 005 01 015 02 025 03 035 04 045 05 gt05

OWW [m3ha]

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 gt20

Potrzeba

dostosowania

brak średnia duża

































46


(rys 47)



















mieszkaniowych)








47



48)

a) b) c)







powierzchni















48


idisrd QQ

365

1365

1

(51)




ddsrd

dsr

dd NQQ

Q

QN max

max (52)



hhsrh

d

h

hsr

hh NQQ

Q

Q

Q

QN max

max

maxmax 24 (53)









49





domowych








przestrzennego


Jedno-

stka

Wskaźnik

zużycia wody qj

dm3d

Wspoacutełczynnik


dobowej Nd

1 Mieszkalnictwo





mieszkań kl V

Mk

Mk

Mk

Mk

Mk

140divide160

80divide100

70divide90

50divide60

30

15divide13

15divide13

2divide15

2divide15

2divide15





Mk

Mk

Mk

Mk

60

4

10

10

13

12

24

60





Mk

m3d∙ha

m3d∙ha

70

30 divide 100

100 divide 500

115

115

115








50









Qd śr = 0001

6

1i

q j middot Mk (55)

gdzie




lub


gdzie




wartość mnożnika












51



Godziny

od - do


ogoacutelno-

miejskie

Komunika-

cja zbiorowa

Mycie ulic i

placoacutew

Podlewanie

zieleni

Tereny

przemy-

słowe wieloro-

dzinne

jedno-

rodzinne

0 ndash 1 125 135 100 - 625 - 050

1 ndash 2 085 065 100 1650 625 - 050

2 ndash 3 085 065 100 1650 625 - 050

3 ndash 4 085 065 100 1650 625 - 050

4 ndash 5 210 085 100 1650 625 1250 050

5 ndash 6 250 (300) 300 100 - 625 1250 050

6 ndash 7 545 (625) 515 100 - - 1250 875

7 ndash 8 625 (545) 475 200 - - 1250 875

8 ndash 9 495 (445) 445 300 - - - 875

9 ndash 10 440 420 700 850 - - 875

10 ndash 11 420 340 1000 850 625 - 875

11 ndash 12 405 340 1200 850 625 - 875

12 ndash 13 390 340 1200 850 625 - 875

13 ndash 14 430 400 1200 - 625 - 875

14 ndash 15 440 420 1000 - - - 325

15 ndash 16 475 380 700 - - - 325

16 ndash 17 565 435 300 - - - 325

17 ndash 18 530 500 300 - - 1250 325

18 ndash 19 565 685 300 - 625 1250 325

19 ndash 20 630 915 300 - 625 1250 325

20 ndash 21 660 900 200 - 625 1250 325

21 ndash 22 680 745 200 - 625 - 325

22 ndash 23 545 550 100 - 625 - 050

23 ndash 24 320 480 100 - 625 - 050

Suma 100 100 100 100 100 100 100

η 95 95 95 100 0 divide 50 0 85






divide 800

lub

wieczornych - 1900

divide 2200







52




3d













gdzie







ppp FqQ (59)

gdzie











53






52 WODY PRZYPADKOWE



opadowych






wg ATV A-11819992006 [1]


(nieszczelności)


(nieszczelności)


(nieszczelności)


źroacutedlane





źroacutedlane





podłączenia

54





3d ha

dla sieci miejskiej




3d ha - kamionkowe


3d ha - betonowe


















55





czyli łącznie











kołowego










56


dopływu























57



rysunku 58
















woacuted








58






opadem












q = 16667∙I (63)



F = 5(5 ndash I)3

(64)

Przykładowo














59



FFzr (65)

gdzie







FHQ (66)






rokmha

haMk

dMkmdFZqQ j

rocz

ść

33

1460001200)(

20365365



18180014600 rocz

op

rocz

ść QQ






sdmhahasdmFqQ sek

op

33

300130)(100



rokmmrokmFHQ rocz

op

32 1800100003060

60

sdmha

haMk

dMkdmFZqNNQ jhd

sek

ść

33

2186400

01200)(

20023186400


ść

sek

op QQ 1


opadoacutew)













2)






2

61


















62





divide2255

ndash h = 387 mm)





2)











63















Kraj

Miejscowość

Czas trwania opadu

minuty godziny doby

5 10 15 30 1 2 3 6 12 1 2 3

Polska 253 80 798 126 1761 1179 220 2218 - 300 428 557

Niemcy - 126 - 40 200 239 246 112 - 312 3799 458

Czechy 298 398 502 799 928 117 1266 1585 2036 3451 380 5367

Wrocław 131 187 247 329 353 577 619 631 642 801 1039 1169

Warszawa 206 219 28 366 408 495 504 57 68 801 1097 1133





( ) ( ) ( )I I t p q q t p h h t p (67)






cbt

aI

n

)( (68)



64













C

p100

(69)






stąd

p

C100

(610)


65


[6 201]


C

n1

[1rok] (611)














wylewoacutew







Model Reinholda




Prawdopodobieństwo

występowania

deszczu p

Częstotliwość

występowania

deszczu n

Częstość

- powtarzalność

deszczu C

[] [-] [rok-1

] [1 raz na C lat] 100 1 1 1

50 05 05 2

20 02 02 5

10 01 01 10

5

1

005

001

005

001 20

100

66

368409

3836840

1

9

38 41154115

C

tq

ntqq (612)

gdzie
















rząd 15 [1]

Model Błaszczyka



32

3 26316

t

CHq (614)

gdzie












H [500 700] mm

67



32

3470

t

Cq (615)









5840330

max )ln() (421 ptRth (616)

gdzie





68

R1

R1

R1


R2

R3

R3

c)b)a)






330

max 421 th (617)



2491)1ln(6934)( ttR - dla t [5 120) min (618)

63910)1ln(2232)( ttR - dla t [120 1080) min (619)

1735)1ln(013)( ttR - dla t [1080 4320] min (620)



6621)1ln(923)( ttR - dla t [5 30] min (621)

619)1ln(1609)( ttR - dla t (30 60) min (622)


03237)1ln(4729)( ttR - dla t [720 4320] min (623)

UWAGI








otrzymamy

q(max) = 2367t 067

(624)

69


067 (625)


krotnie









Model Lambora


postać

70)030(

log15743

t

pI (626)

gdzie






3s ha





cbt

aq

n

)(max (627)

gdzie




70



10 20 50 100

a = 7138329 a = 8241363 a = 6436455640 a = 1573239

b = -388429 b = 1957292 b = 6488700 b = 4787518

c = -210067 c = 2040978 c = 2062691 c = 6351722

n = 0218073 n = 1752958 n = 3535880 n = 0949642






ma postać

2650

max )4503()5300ln(67716706 tCh (628)


12650

max ])4503()5300ln(67716706[7166 ttCq (629)

gdzie







przyjmuje postać

8090022202420

max ln 675981059741275834 ptth (630)


18090022202420

max ]ln675981059741275834[7166 tpttq (631)

gdzie





71







Częst

ość

desz

czu

C la

ta

Cza

s tr

wa

nia

desz

czu

t m

in

Bła

szczy

k

qB

= 1

0

(100

)

Rein

hold

q1

51 =

100

dm

3s

ha

Bog

da

no

wic

z-S

tach

y

- r

egio

n p

oacutełn

ocn

o-z

acho

dn

i

Bog

da

no

wic

z-S

tach

y

- r

egio

n c

entr

aln

y

Lam

bor

- W

rocł

aw

Lic

zn

ar-

Łom

oto

wsk

i

- W

rocł

aw-S

wojc

zyce

Ko

tow

ski

-Ka

źm

iercza

k

mod

el f

izyk

aln

y

- W

rocł

aw-

Str

acho

wic

e

Ko

tow

ski-

Kaźm

ierc

zak

mo

del

pro

bab

ilis

tycz

ny

- W

rocł

aw-

Str

ach

ow

ice

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

C = 1

10 100 125 050 050 118 127 147 138

15 100 130 050 050 121 128 149 140

30 100 127 050 050 123 125 148 141

60 100 115 050 050 123 119 144 140

120 100 098 050 050 121 117 139 138

180 100 087 050 050 107 120 136 137

C = 2

10 100 129 122 146 124 136 158 144

15 100 134 125 149 127 146 160 149

30 100 131 127 149 129 142 159 153

60 100 118 146 146 130 119 155 153

120 100 101 139 139 128 112 149 150

180 100 090 130 130 127 125 145 148

C = 5

10 100 131 128 157 144 138 146 130

15 100 136 132 161 148 141 150 139

30 100 133 134 161 150 131 149 144

60 100 120 157 157 150 113 145 144

120 100 102 149 149 149 106 139 141

180 100 091 138 138 147 113 136 138

C = 10

10 100 130 120 148 115 125 132 117

15 100 135 124 152 117 128 135 125

30 100 132 126 152 119 135 134 131

60 100 119 148 148 119 132 130 131

120 100 101 140 140 118 105 126 128

180 100 090 130 130 117 067 123 125

UWAGI




Błaszczyka

WNIOSEK





72







tworzenia spływu

























woacuted ze zlewni

73




zlewni

FqQm (71)

gdzie











1op

sp

Q

Q (72)



trwania deszczu



F

F

F

F

FFF

FFF zr

n

i

i

n

i

ii

n

nn

1

1

21

2211

)(

(73)

gdzie



74



FFzr (74)






















Rodzaj powierzchni

zagospodarowanie

terenu


05 10 25 50 75 100


Dachy 085 090 096 098 099 100

Bruki szczelne 070 072 075 080 085 090

Bruki zwykłe 050 052 055 060 065 070

Aleje spacerowe 020 022 025 030 035 040

Parki i ogrody 010 012 015 020 025 030

Grunty rolne 005 008 010 015 020 025

Lasy 001 002 004 006 010 015

Zabudowa zwarta 080 082 085 090 095 100

Zabudowa luźna 060 062 065 070 075 080


75



















obliczeniowym









76


zrdmmzrxm FtqFqQ )(

(76)

gdzie





B)








dla tdm 1 gt tp q1

dla tdm 2 lt tp q2

dla tdm 3 = tp q3


77










qFQ oraz 2max2212

)( QqFFQ


(rys 77)


78



qFQ 3212

)( qFFQ i 3max33213

)( QqFFFQ















na






79





























Lp




Czas

koncentracji

terenowej

tk min

- deszczowej




terenu powyżej 2

50 (C = 2 lata) 20 (C = 5 lat) 5 (2)



terenu powyżej 4

20 (C = 5 lat) 10 (C = 10 lat) 2

80




10 (C = 10 lat) 5 (C = 20 lat) 2







UWAGI






mała









tr = (14 divide 20) tp (711)



UWAGI








81




60

Lt p (712)


Przykład











krpdm tttt (713)



stąd

kkdm tL

tLL

t 60

2160

2060

(715)






82






kpdm ttt 21 (716)


tdm min = 10 min







32

3 26316)(

dm

dmt

CHtq (717)

gdzie












gdzie



83

constAA

t

CHq

dm

C 64410

6316667032

3 2

10 (724)




nII

F

1)( (725)

















Qm(x) ge Qm(x-1) (726)








84








QmC gt QmB

)(1)(2 BC DD










Przykład I 21






85


1

1

1 )()(60


t


2

2

60









86

Rys












2

2

zr

zr

F

F

AC

CA (727)

Otrzymamy

AC

FCAF zr

zr2

2

(728)

87







- dawniej

FCtqQ sdm )(115 (729)


FCtqQ sdm )( (730)

gdzie







368409

38)( 4

C

tCt

d

d (731)










)36840(9

38)( 4

115115

Ct

qCtqd

d (732)





88






Czas trwania

deszczu

td minuty




5 4740 3827 3059 2228 1714

6 4424 3572 2855 2079 1600

7 4148 3348 2676 1949 1500

8 3904 3151 2519 1835 1412

9 3687 2976 2379 1733 1333

10 3493 2820 2254 1642 1263

11 3318 2679 2141 1559 1200

12 3160 2551 2039 1485 1143

13 3016 2435 1947 1418 1091

14 2885 2329 1862 1356 1043

15 2765 2232 1784 1300 1000

16 2654 2143 1713 1248 0960

18 2458 1984 1586 1155 0889

19 2370 1913 1529 1114 0857

20 2288 1847 1477 1076 0828

30 1702 1374 1098 0800 0615

40 1354 1093 0874 0637 0490

60 0962 0776 0621 0452 0348

80 0746 0602 0481 0350 0270

100 0609 0492 0393 0286 0220

120 0514 0415 0332 0242 0186

150 0417 0337 0269 0196 0151





Średni spadek

terenu Stopień

uszczelnienia

Minimalny czas

trwania deszczu

Deszcz

obliczeniowy


gt 50 10 minut


gt 4 le 50 10 minut

gt 50 5 minut q5C

89























Stopień

uszczel-

nienia

terenu

ψ





100 130 180 225 100 130 180 225 100 130 180 225 100 130 180 225

0 () 0 0 010 031 010 015 030 (046) 015 020 (045) (060) 020 030 (055) (075)

10 () 009 009 019 038 018 023 037 (051) 023 028 050 (064) 028 037 (059) (077)

20 018 018 027 044 027 031 043 056 031 035 055 067 035 043 063 080

30 028 028 036 051 035 039 050 061 039 042 060 071 042 050 068 082

40 037 037 044 057 044 047 056 066 047 05 065 075 050 056 072 084

50 046 046 053 064 052 055 063 072 055 058 071 079 058 063 076 087

60 055 055 061 070 060 063 070 077 062 065 076 082 065 070 080 089

70 064 064 070 077 068 071 076 082 070 072 081 086 072 076 084 091

80 074 074 078 083 077 079 083 087 078 08 086 090 080 083 087 093

90 083 083 087 090 086 087 089 092 086 088 091 093 088 089 093 096

100 092 092 095 096 094 095 096 097 094 095 096 097 095 096 097 098

90























1

2

29

m

p

m Qt

Q (734)

gdzie





91

)(2

1

211

p

p

mmmst

tQQQ (735)

gdzie






)( 212 mmms QQQ (736)

gdzie




n

mi

n

mipips QQtt11

(737)










komunikacyjnym









92


Częstość deszczu

obliczeniowego C )

[1 raz na C lat]




wylania Cw

[1 raz na C lat]






1 na 50
















Kategoria

standardu

odwodnie-

nia terenu





- kanalizacja

deszczowa

- kanalizacja

ogoacutelnospławna



- teren płaski

100 (1) 50 (2)

II


spadkach 2divide4



50 (2) 20 (5)

III






20 (5) 10 (10)

IV





10 (10) 5 (20)



93





























[1 raz na C lat]






)






94




















3 8

1

3 8

11 d

d

dQ

dQ iii (81)


21321iR

nh (82)


otrzymamy

21322132 5330)4

(1

idid

n (83)


ididd

AQ 3 821322

982353304

(84)


95

3 8

1

3 8

13 8

1

3 8

11 9823

9823

)(

)(

d

d

id

id

dQ

dQ iiiii (85)








10 - rys 81















96













3s ha)


C = 1 C = 2 C = 5 C = 10

1 Świnoujście 1352 1640 2020 2308

[KOSTRA]

2 Szczecin 1447 1776 2211 2540

3 Kostrzyń 1441 1747 2151 2457

4 Słubice 1486 1648 1863 2025

5 Gubin 1571 2019 2611 3059

6 Zgorzelec 1477 1869 2386 2778

7 Bogatynia 1410 1866 2469 2926

8 Średnio (1divide7) 1455 1795 2244 2585

9 Wrocław [106] 1483 1833 2300 2617 1960divide2009



12 Roacuteżnica (10-11) (11) 252 287 307 298 -

13 Roacuteżnica (8-11) (11) 442 407 301 190 -

14 Wg Bogdanowicz-

Stachy dla regionu

R1 506 1852 2708 3220 1960divide1990

R2 506 1547 2209 2604














97














gt ψ




















98




gdzie















Średni

spadek

terenu

Stopień

uszczelnienia

powierzchni

Minimalny

czas trwania

deszczu

lt 1 le 50 15 minut

gt 50 10 minut


gt 4 le 50 10 minut

gt 50 5 minut

Stopień

uszczel-

nienia

terenu

ψ


Spadki terenu



C=1 2 5 10 C=1 2 5 10 C=1 2 5 10 C=1 2 5 10 0 () 0 0 010 031 010 015 030 (046) 015 020 (045) (060) 020 030 (055) (075)

10 () 009 009 019 038 018 023 037 (051) 023 028 050 (064) 028 037 (059) (077)

20 018 018 027 044 027 031 043 056 031 035 055 067 035 043 063 080

30 028 028 036 051 035 039 050 061 039 042 060 071 042 050 068 082

40 037 037 044 057 044 047 056 066 047 05 065 075 050 056 072 084

50 046 046 053 064 052 055 063 072 055 058 071 079 058 063 076 087

60 055 055 061 070 060 063 070 077 062 065 076 082 065 070 080 089

70 064 064 070 077 068 071 076 082 070 072 081 086 072 076 084 091

80 074 074 078 083 077 079 083 087 078 08 086 090 080 083 087 093

90 083 083 087 090 086 087 089 092 086 088 091 093 088 089 093 096

100 092 092 095 096 094 095 096 097 094 095 096 097 095 096 097 098


99




MMN





















Standard

odwodnienia

terenu

Wymagane

częstości

projektowe


C - do wymiarowania




- lata lata lata





Tereny

mieszkaniowe

C = 2 lata







Centra miast

tereny usług i

przemysłu

C = 5 lat







Podziemne obiekty

komunikacyjne


C = 10 lat










100

2650

max )453()530ln(681676)( dd tCCth (89)


12650

max ])453()530ln(681676[7166)(

ddd ttCCtq (89a)

gdzie





















8090022202420

max ln 68981197417584)( pttpth ddd (810)

lub

1

8090

022202420

max ]1

ln68981197417584[7166)(

dddd t

CttCtq (810a)

gdzie






101





1

2

5

4

3

6

7

10

9

8

11

12

15

14

13

16

17

20

19

18

21

22

25

24

23

26

27

30

29

28

31

32

35

34

33

86

87

90

89

88

81

82

85

84

83

76

77

80

79

78

71

72

75

74

73

66

67

70

69

68

61

62

65

64

63

56

57

60

59

58

51

52

55

54

53

46

47

50

49

48

41

42

45

44

43

36

37

40

39

38 out

















Wariant

metoda

Częstość deszczu

obliczeniowego

C lata

Czas koncentracji

terenowej

tk min

Czas

retencji

kanałowej

tr min

Minimalny czas

trwania deszczu

miarodajnego

tdm min min

Maksymalne

wypełnienie

kanału

D kanały

boczne kolektor

kanały

boczne kolektor

I MGN z

wzorem (717) 1 2 10 5 02 tp 10 do 100

II MGN z

wzorem (810a) 1 2 10 5 02 tp 10 do 100

III MMN z

wzorem (810a) 2 2 0 0 0 15 do 75

102

Wyniki wymiarowania





5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

25

50

75

100

125

150

175

200

t min

q dm

s

ha

3

C=2

C=1










5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

25

50

75

100

125

150

175

200

t min

q

dm

s

ha

3

p

C=2

C=1








103





5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

25

50

75

100

125

150

175

200

t min

q

dm

s

ha

3

p

C=2





















104


Wyniki modelowania






kanalizacji










105























106








węzłach (rys 819)









821






107











Wariant

obliczeń


Strumień

odpływu

Qm

Objętość

sieci

VK

Wskaźnik

objętości

VKj

Rezerwa

systemu

VR

Maksymalny

wymiar

kolektora

Maksymalne

zagłębienie

kolektora

Strumień

modelowy

Qmax

Liczba

wylewoacutew

Lw

Objętość

wylewoacutew

Vw

m3s m

3 m

3ha m m ppt m

3s - m

3

I 1948 4849 239 22 K16 599 516 71 1291

II 3049 7234 357 22 K20 591 611 12 20

III 3700 9825 485 28 K22 533 695 0 0














84 189 232]









nieustalony












KANALIZACJA I

109





























gR

l

gd

lh

h 242Δ

22

(93)

gdzie







KANALIZACJA I

110














hR

k

d

k

4713Re

512log2

713Re

512log2

1

(94)

gdzie










21321JR

nJRC hhM (99)

gdzie





s

61

61

4

11

d

nR

nC hM (910)

KANALIZACJA I

111





k

d

dgK

73log

324

61

(911)





przyjmie postać

2

52

8Δ Q

d

l

gh

(919)


spadek energii

22

52

18CQQ

dgJ

(920)

gdzie

8λ(gπ2d


2m

6)



5

0

00

t

ttC

d

d

C

C

(921)





JMJdg

Q 252

8

1

(922)

gdzie

λndash12

(gπ28)

12d


3s) przy

czym M = C ndash12

(oraz C = 1M 2)

KANALIZACJA I

112



25

0

21

0

0

d

d

M

M t

t

tM

(923)


0Q

QtM (924)









(94) dla k0 = 0 i kti








KANALIZACJA I

113








JMJdn

dJ

d

nQ M

2138

35

221

32

4

1

44

1 (925)

gdzie

πd83

(453



ηMM

38

0

0

0

d

d

n

n

M

M i

iM

MiMM (926)


wynika

38

00

d

d

Q

Q iiMM (927)









(did0)83

= (did0)2(did0)

2


KANALIZACJA I

114






gR

lh

h 24Δ

2 (928)

gdzie












możemy zapisać

ggR

lhhh

h

ml224

Δ22

(929)



l

Rhe

4 (930)

gdzie





otrzymamy

KANALIZACJA I

115

gRl

hJ

h

e24

1 2

(931)

gdzie




gdJJgRe

h

e

21

81

(932)



h

e

eheR

k

R 47134

512log2

1

(933)



JgRR

k

JgRRh

h

e

hh

8471384

512log2

(934)




AJgRR

k

JgRRQ h

h

e

hh

8

471384

512log2

(935)



dJdd

k

dJdQ e 2

713

5670log 9576

(936)








KANALIZACJA I

116


= 1306 10-6


ν10 = 133 10-6


3

ν10 = 137 10-6


3

ν10 = 143 10-6


3













2s)

KANALIZACJA I

117















hydrauliczny

gR

il

h

h

e24

1 2

(940)

gdzie

















KANALIZACJA I

118



geometrycznych

22

2112121arccos4 D

h

D

h

D

hDAn (941)

gdzie







D

h

D

h

A

An


1

(942)



Dh

DhDhDRh

21arccos

211211

4

2

(943)




Dh

Dh

R

R

h

hnRh

21arccos2

21arccos2sin1

(944)

gdzie









KANALIZACJA I

119






2132

6173

log32

4 iRk

D

Dg h

(945)



igRh

e

81

(946)



igRR

k

igRRh

h

e

hh

8471384

512log2

(947)




ustalonym (i = J)

nhn

hn

e

hnhn

n AigRR

k

igRRQ

8

471384

512log2

(948)



22 211

21

21arccos8

84148

62750log2

4 D

h

D

h

D

higR

R

k

igRR

DQ hn

hn

e

hnhn

n



hn)

3

2

2

)21arccos(


21arccos2sin

2

121arccos

16

1

Dh

DhDhD

D

h

D

hiD

nQn

(950)

KANALIZACJA I

120

gdzie





161

473log

84

e

hn

hn

ek

R

Rgn (951)















WYPEŁNIONYCH









85

h

hnn

R

R

(952)

KANALIZACJA I

121

oraz

85

h

hnnnQ

R

R

A

A

Q

Q (953)

gdzie








πD24) m

2


(wg wzoru (941)) m2

















KANALIZACJA I

122







obliczeniowego









KANALIZACJA I

123





n(Qn)






sm13




parametrami















KANALIZACJA I

124

Tok postępowania
















odczytujemy










ηQ = QQc

η = c

KANALIZACJA I

125


(wg wzoru Manninga)



= 0013 sm13







= 0013 sm13







s)

KANALIZACJA I

126



się w granicach

imin i imax (955)




zamulenia kanału





D

i1

min (956)

gdzie
















sm13




KANALIZACJA I

127



Lp

Średnica

kanału

D


Obliczone z

formuły

1D

Obliczone z wzoru




2 025 40 436 681

3 030 333 (30) 342 534

4 040 25 233 364

5 050 20 173 270

6 060 167 136 212

7 080 125 092 145

8 100 100 069 107

9 150 067 (05) 040 062

10 200 05 027 043
















wartości




Lp

Średnica

kanału

D





2 025 603 1675 3283

3 030 477 1325 2597

4 040 324 900 1764

5 050 243 675 1323

6 060 189 525 1029

7 080 135 375 735

8 100 99 275 539

9 150 56 156 306

10 200 38 106 209

KANALIZACJA I

128













iR

RD

h

hn 4

(957)

gdzie







Stąd ogoacutelnie

DR

R

gi

hn

h 14 min

min

(958)


DR

Ri

hn

h 1108160 3

min

(959)


DR

Ri

hn

h 1106120 3

min

(960)





KANALIZACJA I

129



















objętości




większych od 30



wypełnionych







DR

Ri

hn

h 1108970 3

min

(961)





KANALIZACJA I

130



















rury (sklepienia)











K 015 020 025 030 040 050 060 080 10 12 14 16 18 20 m i większe o



KANALIZACJA I

131














140 m 10 x 175 m 12 x 210 m





KANALIZACJA I

132









kanałoacutew GR






branżowych - B)








KANALIZACJA I

133









KANALIZACJA I

134






AQ oraz 21321 iR

nh przy UARh









KANALIZACJA I

135






ciągłości ruchu

21

max

32

max 1

JRn

AQ h (962)

gdzie












maxmax JaQ (963)

przy czym constRn

Aa h 321 oraz idem

l

HHJ

min

max - wg rys 925


wynosi

kiaQ (964)

przy czym ik =l


KANALIZACJA I

136

1minminmaxmax

H

H

H

HH

ia

Ja

Q

Q

k

(965)

Oznaczając sH


Q












sieci






połączonych)





Qbmax gt Qb(C)



Qb = Qb(C)



Qb lt Qb(C)

KANALIZACJA I

137
























3

22

11

gA

bQ

Ji

Fr

Ji

dl

dh

(966)

gdzie







KANALIZACJA I

138




i

hhl nc

(967)


i

hlc

2 (968)





od



zabudowy terenu



powierzchni terenu




KANALIZACJA I

139













KANALIZACJA I

140











KANALIZACJA I

141




a) b)











KANALIZACJA I

142

















obrysu kanału od




autostrad 50 m













KANALIZACJA I

143














KANALIZACJA I

144




A) B)















KANALIZACJA I

145






















lub nasypem ziemnym




KANALIZACJA I

146
















Z [12 15] m ppt



KANALIZACJA I

147


Rt Rt

Ru

Z2 Z3 Z1

l2

l3

l1

h

h = i l1 1

d p1

p1

pp = 000

i2i1

g1





gdzie



żeliwa) m









KANALIZACJA I

148


lub (102)













Zmax


KANALIZACJA I

149















KANALIZACJA I

150

Ad a) 0h


Ad b) 12 ddh


Ad c) 2

12 ddh


Ad d) 12 hhh 21 hhh


KANALIZACJA I

151








(widok z goacutery)

KANALIZACJA I

152
















KANALIZACJA I

153




większy niż





80divide120 m wg []


























KANALIZACJA I

154







KANALIZACJA I

155











KANALIZACJA I

156





1037)












KANALIZACJA I

157

)( ee HHHL 33032 (103)

gdzie







HyLx 2 (104)









KANALIZACJA I

158






popłuczyn






jako minimum [1]












deszczowej



KANALIZACJA I

159






gd

lh s

s

s

i

is2

)(2

(105)

gdzie




= 8g n2 (ds4)

13 (106)


s = 1 + 293 ndash 155 32

(107)



woacutewczas

2QKh zs (108)

przy czym

2

1

1

i

z

K

K (109)

KANALIZACJA I

160

oraz



i

s

iK

hQ

(1011)

stąd

)(42

iii dQ (1012)

gdzie


syfonowych s2m

5





6

iii

i

i ddg

C

5

52082660

18 (1013)


5

SKi = 4

082660

id (1014)

Ogoacutelnie

2QlChl (1015)

2QSh iKm (1016)




tabeli 101



d [m] 010 015 020 025 030 040 050 060 080 100

[-] 00386 00337 00306 00285 00268 00243 00226 00213 00193 00179

C [s2m

-6] 3191 3671 7916 2408 09108 01964 005974 002260 0004872 0001595

SK [s2m

-5] 8266 1633 5166 2116 1020 3229 1323 06378 02018 008266

KANALIZACJA I

161





















tabeli 102



silnika [kW]

Czas Tmin

[min]

0 - 11 50

14 - 22 65

25 - 44 80

48 - 74 100

110 - 147 130





inin

psQ

V

QQ

VttT

(1017)

gdzie




KANALIZACJA I

162


4

min QTVcz

(1018)












Liczba

czynnych

pomp (i)


m3h m

3h

Qi Hi

m3h m

1 1674 1674 - 1 1674 124

2 3076 1402 455 1 1538 157

3 4110 1034 251 1 1370 194

4 4828 718 148 1 1207 226







KANALIZACJA I

163







tPE (1019)

gdzie





QHP

(1020)

gdzie

















KANALIZACJA I

164
























KANALIZACJA I

165








firmy FLYGT [1]



a)

KANALIZACJA I

166

b)




1051 MATERIAŁY















KANALIZACJA I

167





KANALIZACJA I

168










po prawej)

50080

51

2

Wpust uliczny

2 x łuk 45deg

DN 150

Wstawkadł min100mm



50080

51

2

2 x łuk 45deg

Wpust uliczny





Rysunek 1

100

Po

zio

m H

2

Po

zio

m H

1

Rysunek 1a

H1H2

lt

DN 150


KANALIZACJA I

169












materiału



awarie systemu























KANALIZACJA I

170


promieniowania UV





































KANALIZACJA I

171

































KANALIZACJA I

172


czy też ściekami





ze wzoru Hansena

2

2

2

1

2 )(40

km iiLAV (1021)

gdzie





2321

)( hmm Rn

i (1022)


2

1

2

2

2

12 3050)ln1(

m (1023)







KANALIZACJA I

173










awarii urządzenia







pozycji wyjściowej

KANALIZACJA I

174













KANALIZACJA I

175









KANALIZACJA I

176










KANALIZACJA I

177




PROJEKTOWYCH









kanalizacji











odwodnieniowych

KANALIZACJA I

178







szczegoacutełowy




















deszczowych









6




[1 raz na C lat]






















zurbanizowanych


7




8







































9























Krakowskiej 2015


KANALIZACYJNYCH





10








ulic do gruntu





miedzianych






















11








cele




























12
















kryta - podziemna


mieszana


grawitacyjna



mieszana



przemysłowa

deszczowa









13













(tradycyjna)

Niekonwencjonalna

(specjalna)

Mieszana




barometrycznym



nadciśnieniem



niekonwencjonalna



pompowa


Nadciśnieniowa

(tłoczna)

Podciśnieniowa

(proacuteżniowa)

Pneuma-

tyczna

Hydrauliczna

(pompowa)

Dwu

przewo-

dowa

Jedno

przewo-

dowa

14



























15


































16









środowiska

















(pompowego)




17


















18
























19















godzinach nocnych)











posadzkowych itp





technologiami






(3 do 6 razy)

20



















21














deszczowych










22







na rysunku 33

Przelew burzowy


na boczniku

na kolektorze

odpływ awaryjny


23




deszczowej













10






oczyszczalni


gdzie







oczyszczalni



24
















= QoQd (32)

gdzie



25







A) B)











26





dnem zbiornika







310)






27












gdzie


wych



natężeń (MSN)



















28






kanały deszczowe












29



















Nowa zlewnia F

Kolektor o

Qmax = 1000 ls

Regulator

QR = 1000 ls

Q3 = 1350 ls


Q1 = 750 ls

Kolektor o

Qmax = 1000 ls

Q4 = 1000 ls

Q1 = 750 ls

Nowa zlewnia F



Q2 = 600 ls

Q3 = 250 ls








30















max

dopływ

odpływ

dławiony

Qd

Qo

komora

retencyjna

Vu

min


Zbiornik przelewowy





31

przegroda stała

rura wentylacyjna



komora

przepływowa

zawoacuter klapowy




max Qd

Qo

komora

retencyjna

dopływ

odpływ

dławiony

komora

przepływowa

otwoacuter

klapowy

krawędź

przelewowa

V1

V3









32



















średnicy kanału

Kanały deszczowe

Q = Qm (35)




















33



























34












35





separatorami










Q = Qm (37)







Zalety Wady








jezdnią)




przykanalik)






wpustoacutew

36


Zalety Wady





ściekoacutew

















i eksploatacji





















37















podziemnych


temu





terenoacutew






opadowych






38









trąby powietrzne)












powodzie












odnotowano




na poziomie 13 [1]



39





























50 lat [1]

40







gruntu









PRZYSZŁOŚCI




















41



















1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

h m

m

lata

1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

h m

m

lata

42


1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

h m

m

lata

1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

h m

m

lata













Warszawa 2013














43



obliczeniowego

[1 raz na C lat]




wylania

[1 raz na C lat]






1 na 50

























[1 raz na C lat]




44


















3) względem


zrF

VOWW (46)



N

NSZS

z (47)



i

n

iproj

i

i

l

Q

Ql

SWK1

max

(48)

gdzie






45


SWK [-]

00 02 04 06 08 10 12 14 16 18 2 gt2

SZS [-]

0 005 01 015 02 025 03 035 04 045 05 gt05

OWW [m3ha]

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 gt20

Potrzeba

dostosowania

brak średnia duża

































46


(rys 47)



















mieszkaniowych)








47



48)

a) b) c)







powierzchni















48


idisrd QQ

365

1365

1

(51)




ddsrd

dsr

dd NQQ

Q

QN max

max (52)



hhsrh

d

h

hsr

hh NQQ

Q

Q

Q

QN max

max

maxmax 24 (53)









49





domowych








przestrzennego


Jedno-

stka

Wskaźnik

zużycia wody qj

dm3d

Wspoacutełczynnik


dobowej Nd

1 Mieszkalnictwo





mieszkań kl V

Mk

Mk

Mk

Mk

Mk

140divide160

80divide100

70divide90

50divide60

30

15divide13

15divide13

2divide15

2divide15

2divide15





Mk

Mk

Mk

Mk

60

4

10

10

13

12

24

60





Mk

m3d∙ha

m3d∙ha

70

30 divide 100

100 divide 500

115

115

115








50









Qd śr = 0001

6

1i

q j middot Mk (55)

gdzie




lub


gdzie




wartość mnożnika












51



Godziny

od - do


ogoacutelno-

miejskie

Komunika-

cja zbiorowa

Mycie ulic i

placoacutew

Podlewanie

zieleni

Tereny

przemy-

słowe wieloro-

dzinne

jedno-

rodzinne

0 ndash 1 125 135 100 - 625 - 050

1 ndash 2 085 065 100 1650 625 - 050

2 ndash 3 085 065 100 1650 625 - 050

3 ndash 4 085 065 100 1650 625 - 050

4 ndash 5 210 085 100 1650 625 1250 050

5 ndash 6 250 (300) 300 100 - 625 1250 050

6 ndash 7 545 (625) 515 100 - - 1250 875

7 ndash 8 625 (545) 475 200 - - 1250 875

8 ndash 9 495 (445) 445 300 - - - 875

9 ndash 10 440 420 700 850 - - 875

10 ndash 11 420 340 1000 850 625 - 875

11 ndash 12 405 340 1200 850 625 - 875

12 ndash 13 390 340 1200 850 625 - 875

13 ndash 14 430 400 1200 - 625 - 875

14 ndash 15 440 420 1000 - - - 325

15 ndash 16 475 380 700 - - - 325

16 ndash 17 565 435 300 - - - 325

17 ndash 18 530 500 300 - - 1250 325

18 ndash 19 565 685 300 - 625 1250 325

19 ndash 20 630 915 300 - 625 1250 325

20 ndash 21 660 900 200 - 625 1250 325

21 ndash 22 680 745 200 - 625 - 325

22 ndash 23 545 550 100 - 625 - 050

23 ndash 24 320 480 100 - 625 - 050

Suma 100 100 100 100 100 100 100

η 95 95 95 100 0 divide 50 0 85






divide 800

lub

wieczornych - 1900

divide 2200







52




3d













gdzie







ppp FqQ (59)

gdzie











53






52 WODY PRZYPADKOWE



opadowych






wg ATV A-11819992006 [1]


(nieszczelności)


(nieszczelności)


(nieszczelności)


źroacutedlane





źroacutedlane





podłączenia

54





3d ha

dla sieci miejskiej




3d ha - kamionkowe


3d ha - betonowe


















55





czyli łącznie











kołowego










56


dopływu























57



rysunku 58
















woacuted








58






opadem












q = 16667∙I (63)



F = 5(5 ndash I)3

(64)

Przykładowo














59



FFzr (65)

gdzie







FHQ (66)






rokmha

haMk

dMkmdFZqQ j

rocz

ść

33

1460001200)(

20365365



18180014600 rocz

op

rocz

ść QQ






sdmhahasdmFqQ sek

op

33

300130)(100



rokmmrokmFHQ rocz

op

32 1800100003060

60

sdmha

haMk

dMkdmFZqNNQ jhd

sek

ść

33

2186400

01200)(

20023186400


ść

sek

op QQ 1


opadoacutew)













2)






2

61


















62





divide2255

ndash h = 387 mm)





2)











63















Kraj

Miejscowość

Czas trwania opadu

minuty godziny doby

5 10 15 30 1 2 3 6 12 1 2 3

Polska 253 80 798 126 1761 1179 220 2218 - 300 428 557

Niemcy - 126 - 40 200 239 246 112 - 312 3799 458

Czechy 298 398 502 799 928 117 1266 1585 2036 3451 380 5367

Wrocław 131 187 247 329 353 577 619 631 642 801 1039 1169

Warszawa 206 219 28 366 408 495 504 57 68 801 1097 1133





( ) ( ) ( )I I t p q q t p h h t p (67)






cbt

aI

n

)( (68)



64













C

p100

(69)






stąd

p

C100

(610)


65


[6 201]


C

n1

[1rok] (611)














wylewoacutew







Model Reinholda




Prawdopodobieństwo

występowania

deszczu p

Częstotliwość

występowania

deszczu n

Częstość

- powtarzalność

deszczu C

[] [-] [rok-1

] [1 raz na C lat] 100 1 1 1

50 05 05 2

20 02 02 5

10 01 01 10

5

1

005

001

005

001 20

100

66

368409

3836840

1

9

38 41154115

C

tq

ntqq (612)

gdzie
















rząd 15 [1]

Model Błaszczyka



32

3 26316

t

CHq (614)

gdzie












H [500 700] mm

67



32

3470

t

Cq (615)









5840330

max )ln() (421 ptRth (616)

gdzie





68

R1

R1

R1


R2

R3

R3

c)b)a)






330

max 421 th (617)



2491)1ln(6934)( ttR - dla t [5 120) min (618)

63910)1ln(2232)( ttR - dla t [120 1080) min (619)

1735)1ln(013)( ttR - dla t [1080 4320] min (620)



6621)1ln(923)( ttR - dla t [5 30] min (621)

619)1ln(1609)( ttR - dla t (30 60) min (622)


03237)1ln(4729)( ttR - dla t [720 4320] min (623)

UWAGI








otrzymamy

q(max) = 2367t 067

(624)

69


067 (625)


krotnie









Model Lambora


postać

70)030(

log15743

t

pI (626)

gdzie






3s ha





cbt

aq

n

)(max (627)

gdzie




70



10 20 50 100

a = 7138329 a = 8241363 a = 6436455640 a = 1573239

b = -388429 b = 1957292 b = 6488700 b = 4787518

c = -210067 c = 2040978 c = 2062691 c = 6351722

n = 0218073 n = 1752958 n = 3535880 n = 0949642






ma postać

2650

max )4503()5300ln(67716706 tCh (628)


12650

max ])4503()5300ln(67716706[7166 ttCq (629)

gdzie







przyjmuje postać

8090022202420

max ln 675981059741275834 ptth (630)


18090022202420

max ]ln675981059741275834[7166 tpttq (631)

gdzie





71







Częst

ość

desz

czu

C la

ta

Cza

s tr

wa

nia

desz

czu

t m

in

Bła

szczy

k

qB

= 1

0

(100

)

Rein

hold

q1

51 =

100

dm

3s

ha

Bog

da

no

wic

z-S

tach

y

- r

egio

n p

oacutełn

ocn

o-z

acho

dn

i

Bog

da

no

wic

z-S

tach

y

- r

egio

n c

entr

aln

y

Lam

bor

- W

rocł

aw

Lic

zn

ar-

Łom

oto

wsk

i

- W

rocł

aw-S

wojc

zyce

Ko

tow

ski

-Ka

źm

iercza

k

mod

el f

izyk

aln

y

- W

rocł

aw-

Str

acho

wic

e

Ko

tow

ski-

Kaźm

ierc

zak

mo

del

pro

bab

ilis

tycz

ny

- W

rocł

aw-

Str

ach

ow

ice

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

C = 1

10 100 125 050 050 118 127 147 138

15 100 130 050 050 121 128 149 140

30 100 127 050 050 123 125 148 141

60 100 115 050 050 123 119 144 140

120 100 098 050 050 121 117 139 138

180 100 087 050 050 107 120 136 137

C = 2

10 100 129 122 146 124 136 158 144

15 100 134 125 149 127 146 160 149

30 100 131 127 149 129 142 159 153

60 100 118 146 146 130 119 155 153

120 100 101 139 139 128 112 149 150

180 100 090 130 130 127 125 145 148

C = 5

10 100 131 128 157 144 138 146 130

15 100 136 132 161 148 141 150 139

30 100 133 134 161 150 131 149 144

60 100 120 157 157 150 113 145 144

120 100 102 149 149 149 106 139 141

180 100 091 138 138 147 113 136 138

C = 10

10 100 130 120 148 115 125 132 117

15 100 135 124 152 117 128 135 125

30 100 132 126 152 119 135 134 131

60 100 119 148 148 119 132 130 131

120 100 101 140 140 118 105 126 128

180 100 090 130 130 117 067 123 125

UWAGI




Błaszczyka

WNIOSEK





72







tworzenia spływu

























woacuted ze zlewni

73




zlewni

FqQm (71)

gdzie











1op

sp

Q

Q (72)



trwania deszczu



F

F

F

F

FFF

FFF zr

n

i

i

n

i

ii

n

nn

1

1

21

2211

)(

(73)

gdzie



74



FFzr (74)






















Rodzaj powierzchni

zagospodarowanie

terenu


05 10 25 50 75 100


Dachy 085 090 096 098 099 100

Bruki szczelne 070 072 075 080 085 090

Bruki zwykłe 050 052 055 060 065 070

Aleje spacerowe 020 022 025 030 035 040

Parki i ogrody 010 012 015 020 025 030

Grunty rolne 005 008 010 015 020 025

Lasy 001 002 004 006 010 015

Zabudowa zwarta 080 082 085 090 095 100

Zabudowa luźna 060 062 065 070 075 080


75



















obliczeniowym









76


zrdmmzrxm FtqFqQ )(

(76)

gdzie





B)








dla tdm 1 gt tp q1

dla tdm 2 lt tp q2

dla tdm 3 = tp q3


77










qFQ oraz 2max2212

)( QqFFQ


(rys 77)


78



qFQ 3212

)( qFFQ i 3max33213

)( QqFFFQ















na






79





























Lp




Czas

koncentracji

terenowej

tk min

- deszczowej




terenu powyżej 2

50 (C = 2 lata) 20 (C = 5 lat) 5 (2)



terenu powyżej 4

20 (C = 5 lat) 10 (C = 10 lat) 2

80




10 (C = 10 lat) 5 (C = 20 lat) 2







UWAGI






mała









tr = (14 divide 20) tp (711)



UWAGI








81




60

Lt p (712)


Przykład











krpdm tttt (713)



stąd

kkdm tL

tLL

t 60

2160

2060

(715)






82






kpdm ttt 21 (716)


tdm min = 10 min







32

3 26316)(

dm

dmt

CHtq (717)

gdzie












gdzie



83

constAA

t

CHq

dm

C 64410

6316667032

3 2

10 (724)




nII

F

1)( (725)

















Qm(x) ge Qm(x-1) (726)








84








QmC gt QmB

)(1)(2 BC DD










Przykład I 21






85


1

1

1 )()(60


t


2

2

60









86

Rys












2

2

zr

zr

F

F

AC

CA (727)

Otrzymamy

AC

FCAF zr

zr2

2

(728)

87







- dawniej

FCtqQ sdm )(115 (729)


FCtqQ sdm )( (730)

gdzie







368409

38)( 4

C

tCt

d

d (731)










)36840(9

38)( 4

115115

Ct

qCtqd

d (732)





88






Czas trwania

deszczu

td minuty




5 4740 3827 3059 2228 1714

6 4424 3572 2855 2079 1600

7 4148 3348 2676 1949 1500

8 3904 3151 2519 1835 1412

9 3687 2976 2379 1733 1333

10 3493 2820 2254 1642 1263

11 3318 2679 2141 1559 1200

12 3160 2551 2039 1485 1143

13 3016 2435 1947 1418 1091

14 2885 2329 1862 1356 1043

15 2765 2232 1784 1300 1000

16 2654 2143 1713 1248 0960

18 2458 1984 1586 1155 0889

19 2370 1913 1529 1114 0857

20 2288 1847 1477 1076 0828

30 1702 1374 1098 0800 0615

40 1354 1093 0874 0637 0490

60 0962 0776 0621 0452 0348

80 0746 0602 0481 0350 0270

100 0609 0492 0393 0286 0220

120 0514 0415 0332 0242 0186

150 0417 0337 0269 0196 0151





Średni spadek

terenu Stopień

uszczelnienia

Minimalny czas

trwania deszczu

Deszcz

obliczeniowy


gt 50 10 minut


gt 4 le 50 10 minut

gt 50 5 minut q5C

89























Stopień

uszczel-

nienia

terenu

ψ





100 130 180 225 100 130 180 225 100 130 180 225 100 130 180 225

0 () 0 0 010 031 010 015 030 (046) 015 020 (045) (060) 020 030 (055) (075)

10 () 009 009 019 038 018 023 037 (051) 023 028 050 (064) 028 037 (059) (077)

20 018 018 027 044 027 031 043 056 031 035 055 067 035 043 063 080

30 028 028 036 051 035 039 050 061 039 042 060 071 042 050 068 082

40 037 037 044 057 044 047 056 066 047 05 065 075 050 056 072 084

50 046 046 053 064 052 055 063 072 055 058 071 079 058 063 076 087

60 055 055 061 070 060 063 070 077 062 065 076 082 065 070 080 089

70 064 064 070 077 068 071 076 082 070 072 081 086 072 076 084 091

80 074 074 078 083 077 079 083 087 078 08 086 090 080 083 087 093

90 083 083 087 090 086 087 089 092 086 088 091 093 088 089 093 096

100 092 092 095 096 094 095 096 097 094 095 096 097 095 096 097 098

90























1

2

29

m

p

m Qt

Q (734)

gdzie





91

)(2

1

211

p

p

mmmst

tQQQ (735)

gdzie






)( 212 mmms QQQ (736)

gdzie




n

mi

n

mipips QQtt11

(737)










komunikacyjnym









92


Częstość deszczu

obliczeniowego C )

[1 raz na C lat]




wylania Cw

[1 raz na C lat]






1 na 50
















Kategoria

standardu

odwodnie-

nia terenu





- kanalizacja

deszczowa

- kanalizacja

ogoacutelnospławna



- teren płaski

100 (1) 50 (2)

II


spadkach 2divide4



50 (2) 20 (5)

III






20 (5) 10 (10)

IV





10 (10) 5 (20)



93





























[1 raz na C lat]






)






94




















3 8

1

3 8

11 d

d

dQ

dQ iii (81)


21321iR

nh (82)


otrzymamy

21322132 5330)4

(1

idid

n (83)


ididd

AQ 3 821322

982353304

(84)


95

3 8

1

3 8

13 8

1

3 8

11 9823

9823

)(

)(

d

d

id

id

dQ

dQ iiiii (85)








10 - rys 81















96













3s ha)


C = 1 C = 2 C = 5 C = 10

1 Świnoujście 1352 1640 2020 2308

[KOSTRA]

2 Szczecin 1447 1776 2211 2540

3 Kostrzyń 1441 1747 2151 2457

4 Słubice 1486 1648 1863 2025

5 Gubin 1571 2019 2611 3059

6 Zgorzelec 1477 1869 2386 2778

7 Bogatynia 1410 1866 2469 2926

8 Średnio (1divide7) 1455 1795 2244 2585

9 Wrocław [106] 1483 1833 2300 2617 1960divide2009



12 Roacuteżnica (10-11) (11) 252 287 307 298 -

13 Roacuteżnica (8-11) (11) 442 407 301 190 -

14 Wg Bogdanowicz-

Stachy dla regionu

R1 506 1852 2708 3220 1960divide1990

R2 506 1547 2209 2604














97














gt ψ




















98




gdzie















Średni

spadek

terenu

Stopień

uszczelnienia

powierzchni

Minimalny

czas trwania

deszczu

lt 1 le 50 15 minut

gt 50 10 minut


gt 4 le 50 10 minut

gt 50 5 minut

Stopień

uszczel-

nienia

terenu

ψ


Spadki terenu



C=1 2 5 10 C=1 2 5 10 C=1 2 5 10 C=1 2 5 10 0 () 0 0 010 031 010 015 030 (046) 015 020 (045) (060) 020 030 (055) (075)

10 () 009 009 019 038 018 023 037 (051) 023 028 050 (064) 028 037 (059) (077)

20 018 018 027 044 027 031 043 056 031 035 055 067 035 043 063 080

30 028 028 036 051 035 039 050 061 039 042 060 071 042 050 068 082

40 037 037 044 057 044 047 056 066 047 05 065 075 050 056 072 084

50 046 046 053 064 052 055 063 072 055 058 071 079 058 063 076 087

60 055 055 061 070 060 063 070 077 062 065 076 082 065 070 080 089

70 064 064 070 077 068 071 076 082 070 072 081 086 072 076 084 091

80 074 074 078 083 077 079 083 087 078 08 086 090 080 083 087 093

90 083 083 087 090 086 087 089 092 086 088 091 093 088 089 093 096

100 092 092 095 096 094 095 096 097 094 095 096 097 095 096 097 098


99




MMN





















Standard

odwodnienia

terenu

Wymagane

częstości

projektowe


C - do wymiarowania




- lata lata lata





Tereny

mieszkaniowe

C = 2 lata







Centra miast

tereny usług i

przemysłu

C = 5 lat







Podziemne obiekty

komunikacyjne


C = 10 lat










100

2650

max )453()530ln(681676)( dd tCCth (89)


12650

max ])453()530ln(681676[7166)(

ddd ttCCtq (89a)

gdzie





















8090022202420

max ln 68981197417584)( pttpth ddd (810)

lub

1

8090

022202420

max ]1

ln68981197417584[7166)(

dddd t

CttCtq (810a)

gdzie






101





1

2

5

4

3

6

7

10

9

8

11

12

15

14

13

16

17

20

19

18

21

22

25

24

23

26

27

30

29

28

31

32

35

34

33

86

87

90

89

88

81

82

85

84

83

76

77

80

79

78

71

72

75

74

73

66

67

70

69

68

61

62

65

64

63

56

57

60

59

58

51

52

55

54

53

46

47

50

49

48

41

42

45

44

43

36

37

40

39

38 out

















Wariant

metoda

Częstość deszczu

obliczeniowego

C lata

Czas koncentracji

terenowej

tk min

Czas

retencji

kanałowej

tr min

Minimalny czas

trwania deszczu

miarodajnego

tdm min min

Maksymalne

wypełnienie

kanału

D kanały

boczne kolektor

kanały

boczne kolektor

I MGN z

wzorem (717) 1 2 10 5 02 tp 10 do 100

II MGN z

wzorem (810a) 1 2 10 5 02 tp 10 do 100

III MMN z

wzorem (810a) 2 2 0 0 0 15 do 75

102

Wyniki wymiarowania





5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

25

50

75

100

125

150

175

200

t min

q dm

s

ha

3

C=2

C=1










5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

25

50

75

100

125

150

175

200

t min

q

dm

s

ha

3

p

C=2

C=1








103





5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

25

50

75

100

125

150

175

200

t min

q

dm

s

ha

3

p

C=2





















104


Wyniki modelowania






kanalizacji










105























106








węzłach (rys 819)









821






107











Wariant

obliczeń


Strumień

odpływu

Qm

Objętość

sieci

VK

Wskaźnik

objętości

VKj

Rezerwa

systemu

VR

Maksymalny

wymiar

kolektora

Maksymalne

zagłębienie

kolektora

Strumień

modelowy

Qmax

Liczba

wylewoacutew

Lw

Objętość

wylewoacutew

Vw

m3s m

3 m

3ha m m ppt m

3s - m

3

I 1948 4849 239 22 K16 599 516 71 1291

II 3049 7234 357 22 K20 591 611 12 20

III 3700 9825 485 28 K22 533 695 0 0














84 189 232]









nieustalony












KANALIZACJA I

109





























gR

l

gd

lh

h 242Δ

22

(93)

gdzie







KANALIZACJA I

110














hR

k

d

k

4713Re

512log2

713Re

512log2

1

(94)

gdzie










21321JR

nJRC hhM (99)

gdzie





s

61

61

4

11

d

nR

nC hM (910)

KANALIZACJA I

111





k

d

dgK

73log

324

61

(911)





przyjmie postać

2

52

8Δ Q

d

l

gh

(919)


spadek energii

22

52

18CQQ

dgJ

(920)

gdzie

8λ(gπ2d


2m

6)



5

0

00

t

ttC

d

d

C

C

(921)





JMJdg

Q 252

8

1

(922)

gdzie

λndash12

(gπ28)

12d


3s) przy

czym M = C ndash12

(oraz C = 1M 2)

KANALIZACJA I

112



25

0

21

0

0

d

d

M

M t

t

tM

(923)


0Q

QtM (924)









(94) dla k0 = 0 i kti








KANALIZACJA I

113








JMJdn

dJ

d

nQ M

2138

35

221

32

4

1

44

1 (925)

gdzie

πd83

(453



ηMM

38

0

0

0

d

d

n

n

M

M i

iM

MiMM (926)


wynika

38

00

d

d

Q

Q iiMM (927)









(did0)83

= (did0)2(did0)

2


KANALIZACJA I

114






gR

lh

h 24Δ

2 (928)

gdzie












możemy zapisać

ggR

lhhh

h

ml224

Δ22

(929)



l

Rhe

4 (930)

gdzie





otrzymamy

KANALIZACJA I

115

gRl

hJ

h

e24

1 2

(931)

gdzie




gdJJgRe

h

e

21

81

(932)



h

e

eheR

k

R 47134

512log2

1

(933)



JgRR

k

JgRRh

h

e

hh

8471384

512log2

(934)




AJgRR

k

JgRRQ h

h

e

hh

8

471384

512log2

(935)



dJdd

k

dJdQ e 2

713

5670log 9576

(936)








KANALIZACJA I

116


= 1306 10-6


ν10 = 133 10-6


3

ν10 = 137 10-6


3

ν10 = 143 10-6


3













2s)

KANALIZACJA I

117















hydrauliczny

gR

il

h

h

e24

1 2

(940)

gdzie

















KANALIZACJA I

118



geometrycznych

22

2112121arccos4 D

h

D

h

D

hDAn (941)

gdzie







D

h

D

h

A

An


1

(942)



Dh

DhDhDRh

21arccos

211211

4

2

(943)




Dh

Dh

R

R

h

hnRh

21arccos2

21arccos2sin1

(944)

gdzie









KANALIZACJA I

119






2132

6173

log32

4 iRk

D

Dg h

(945)



igRh

e

81

(946)



igRR

k

igRRh

h

e

hh

8471384

512log2

(947)




ustalonym (i = J)

nhn

hn

e

hnhn

n AigRR

k

igRRQ

8

471384

512log2

(948)



22 211

21

21arccos8

84148

62750log2

4 D

h

D

h

D

higR

R

k

igRR

DQ hn

hn

e

hnhn

n



hn)

3

2

2

)21arccos(


21arccos2sin

2

121arccos

16

1

Dh

DhDhD

D

h

D

hiD

nQn

(950)

KANALIZACJA I

120

gdzie





161

473log

84

e

hn

hn

ek

R

Rgn (951)















WYPEŁNIONYCH









85

h

hnn

R

R

(952)

KANALIZACJA I

121

oraz

85

h

hnnnQ

R

R

A

A

Q

Q (953)

gdzie








πD24) m

2


(wg wzoru (941)) m2

















KANALIZACJA I

122







obliczeniowego









KANALIZACJA I

123





n(Qn)






sm13




parametrami















KANALIZACJA I

124

Tok postępowania
















odczytujemy










ηQ = QQc

η = c

KANALIZACJA I

125


(wg wzoru Manninga)



= 0013 sm13







= 0013 sm13







s)

KANALIZACJA I

126



się w granicach

imin i imax (955)




zamulenia kanału





D

i1

min (956)

gdzie
















sm13




KANALIZACJA I

127



Lp

Średnica

kanału

D


Obliczone z

formuły

1D

Obliczone z wzoru




2 025 40 436 681

3 030 333 (30) 342 534

4 040 25 233 364

5 050 20 173 270

6 060 167 136 212

7 080 125 092 145

8 100 100 069 107

9 150 067 (05) 040 062

10 200 05 027 043
















wartości




Lp

Średnica

kanału

D





2 025 603 1675 3283

3 030 477 1325 2597

4 040 324 900 1764

5 050 243 675 1323

6 060 189 525 1029

7 080 135 375 735

8 100 99 275 539

9 150 56 156 306

10 200 38 106 209

KANALIZACJA I

128













iR

RD

h

hn 4

(957)

gdzie







Stąd ogoacutelnie

DR

R

gi

hn

h 14 min

min

(958)


DR

Ri

hn

h 1108160 3

min

(959)


DR

Ri

hn

h 1106120 3

min

(960)





KANALIZACJA I

129



















objętości




większych od 30



wypełnionych







DR

Ri

hn

h 1108970 3

min

(961)





KANALIZACJA I

130



















rury (sklepienia)











K 015 020 025 030 040 050 060 080 10 12 14 16 18 20 m i większe o



KANALIZACJA I

131














140 m 10 x 175 m 12 x 210 m





KANALIZACJA I

132









kanałoacutew GR






branżowych - B)








KANALIZACJA I

133









KANALIZACJA I

134






AQ oraz 21321 iR

nh przy UARh









KANALIZACJA I

135






ciągłości ruchu

21

max

32

max 1

JRn

AQ h (962)

gdzie












maxmax JaQ (963)

przy czym constRn

Aa h 321 oraz idem

l

HHJ

min

max - wg rys 925


wynosi

kiaQ (964)

przy czym ik =l


KANALIZACJA I

136

1minminmaxmax

H

H

H

HH

ia

Ja

Q

Q

k

(965)

Oznaczając sH


Q












sieci






połączonych)





Qbmax gt Qb(C)



Qb = Qb(C)



Qb lt Qb(C)

KANALIZACJA I

137
























3

22

11

gA

bQ

Ji

Fr

Ji

dl

dh

(966)

gdzie







KANALIZACJA I

138




i

hhl nc

(967)


i

hlc

2 (968)





od



zabudowy terenu



powierzchni terenu




KANALIZACJA I

139













KANALIZACJA I

140











KANALIZACJA I

141




a) b)











KANALIZACJA I

142

















obrysu kanału od




autostrad 50 m













KANALIZACJA I

143














KANALIZACJA I

144




A) B)















KANALIZACJA I

145






















lub nasypem ziemnym




KANALIZACJA I

146
















Z [12 15] m ppt



KANALIZACJA I

147


Rt Rt

Ru

Z2 Z3 Z1

l2

l3

l1

h

h = i l1 1

d p1

p1

pp = 000

i2i1

g1





gdzie



żeliwa) m









KANALIZACJA I

148


lub (102)













Zmax


KANALIZACJA I

149















KANALIZACJA I

150

Ad a) 0h


Ad b) 12 ddh


Ad c) 2

12 ddh


Ad d) 12 hhh 21 hhh


KANALIZACJA I

151








(widok z goacutery)

KANALIZACJA I

152
















KANALIZACJA I

153




większy niż





80divide120 m wg []


























KANALIZACJA I

154







KANALIZACJA I

155











KANALIZACJA I

156





1037)












KANALIZACJA I

157

)( ee HHHL 33032 (103)

gdzie







HyLx 2 (104)









KANALIZACJA I

158






popłuczyn






jako minimum [1]












deszczowej



KANALIZACJA I

159






gd

lh s

s

s

i

is2

)(2

(105)

gdzie




= 8g n2 (ds4)

13 (106)


s = 1 + 293 ndash 155 32

(107)



woacutewczas

2QKh zs (108)

przy czym

2

1

1

i

z

K

K (109)

KANALIZACJA I

160

oraz



i

s

iK

hQ

(1011)

stąd

)(42

iii dQ (1012)

gdzie


syfonowych s2m

5





6

iii

i

i ddg

C

5

52082660

18 (1013)


5

SKi = 4

082660

id (1014)

Ogoacutelnie

2QlChl (1015)

2QSh iKm (1016)




tabeli 101



d [m] 010 015 020 025 030 040 050 060 080 100

[-] 00386 00337 00306 00285 00268 00243 00226 00213 00193 00179

C [s2m

-6] 3191 3671 7916 2408 09108 01964 005974 002260 0004872 0001595

SK [s2m

-5] 8266 1633 5166 2116 1020 3229 1323 06378 02018 008266

KANALIZACJA I

161





















tabeli 102



silnika [kW]

Czas Tmin

[min]

0 - 11 50

14 - 22 65

25 - 44 80

48 - 74 100

110 - 147 130





inin

psQ

V

QQ

VttT

(1017)

gdzie




KANALIZACJA I

162


4

min QTVcz

(1018)












Liczba

czynnych

pomp (i)


m3h m

3h

Qi Hi

m3h m

1 1674 1674 - 1 1674 124

2 3076 1402 455 1 1538 157

3 4110 1034 251 1 1370 194

4 4828 718 148 1 1207 226







KANALIZACJA I

163







tPE (1019)

gdzie





QHP

(1020)

gdzie

















KANALIZACJA I

164
























KANALIZACJA I

165








firmy FLYGT [1]



a)

KANALIZACJA I

166

b)




1051 MATERIAŁY















KANALIZACJA I

167





KANALIZACJA I

168










po prawej)

50080

51

2

Wpust uliczny

2 x łuk 45deg

DN 150

Wstawkadł min100mm



50080

51

2

2 x łuk 45deg

Wpust uliczny





Rysunek 1

100

Po

zio

m H

2

Po

zio

m H

1

Rysunek 1a

H1H2

lt

DN 150


KANALIZACJA I

169












materiału



awarie systemu























KANALIZACJA I

170


promieniowania UV





































KANALIZACJA I

171

































KANALIZACJA I

172


czy też ściekami





ze wzoru Hansena

2

2

2

1

2 )(40

km iiLAV (1021)

gdzie





2321

)( hmm Rn

i (1022)


2

1

2

2

2

12 3050)ln1(

m (1023)







KANALIZACJA I

173










awarii urządzenia







pozycji wyjściowej

KANALIZACJA I

174













KANALIZACJA I

175









KANALIZACJA I

176










KANALIZACJA I

177




PROJEKTOWYCH









kanalizacji











odwodnieniowych

KANALIZACJA I

178







szczegoacutełowy




















deszczowych









Documents

KANALIZACJA 1 - Andrzej Kotowskitemperatura powietrza może się podnieść o dalsze 1,7oC do nawet 4,4oC, a na każdy stopień wzrostu temperatury szacuje się globalnie ok. 7% wzrost