1Curs 2 SEDAU Reteleexterioare de canalizare
Dr. ing. Daniela TEODORESCU
Definitii ape uzate
{ Apa uzat menajer reprezint apa uzatrezultat din folosirea apei potabile n scopurigospodreti, n cadrul unitilor cu caractersocial, public, ale industriei locale, stropitulspaiilor circulabile i al spaiilor verzi
{ Apa uzat urban reprezint amestecul dintre apele uzate menajere, apele uzate tehnologiceproprii sistemului de alimentare cu ap i de canalizare i apele uzate industriale, respectivagrozootehnice preepurate sau nu, astfel nctcaracteristicile lor fizice, chimice, biologice ibacteriologice s respecte valorile indicate nNTPA 002
2Retele exterioare de canalizare
Retelede canalizare
3Componenta retelelor exterioare de canalizare
{ Colectoare{ Camine de canalizare{ Guri de scurgere, rigole{ Eventual statii pompare{ Statii epurare{ Construcii de evacuare in emisar
Reeaua exterioar
{ Legtura dintre reeaua interioar i ceaexterioar se face printr-un canal de racord i un cmin de vizitare, numitcmin de racord, ce servete pentrucontrol i intervenii
{ (1) Reeaua exterioar se compune din canale subterane i de suprafa, staiide pompare i din alte construciiauxiliare amplasate ntre punctele de colectare i staia de epurare sau gurilede vrsare n emisar.
4Schema unui sistem de canalizare
Asigurarea curgerii apei ncolectoare
a) Reea gravitaional n care se asigurcurgerea apei cu nivel liber;
{ b) Sistemul vacuum se folosete pentrutransportul apelor menajere; apa curgesub o presiune negativ (p 0,4 0,6 at.), realizat sistematic;
{ c) Reea cu funcionare sub presiune, n care apa curge sub presiune asiguratprin pompare.
5Calitatea apelor colectate
{ a) Reea n procedeu unitar; toate apele de pesuprafaa aglomerrii sunt evacuate printr-osingur reea;
{ b) Reea n procedeu divizor/ separativ ncare apele avnd caracteristici apropiate suntevacuate prin aceeai reea; n aglomerri pot fi dou reele (reea de canalizare ape uzateurbane/ rurale i reea de evacuare a apelormeteorice);
{ c) Reea n procedeu mixt, unitar i separativpe zone ale aglomerrii
Colectoare de canalizare
{ Colectoarele de canalizare pot aveadiferite sectiuni
2/13/2 IRkAQ =Profil circularProfil ovoidal normalProfil ovoidal cu bancheta si cuneta
6Debitul de calcul pentru colectoare de canalizare
{ Q = debitul de calcul, mc/h{ A = aria sectiunii de curgere{ K = coef de rugozitate:
z K = 83 pt canale din fonta, bazalt, gresie ceramicaz 74 = canale betonz 90 = canale azbociment, PVCz 59 = canale deschise captusite cu placi beton
{ Raza hidraulica, R = A/P
2/13/2 IRkARICAvAQ ===
Colectoare exterioare de canalizare inchise
Canale inchise:{ Profil clopot
semieliptic{ Profil clopot circular{ Profil clopot inaltat{ Profil circulat cu
cuneta in ax{ Profil clopot circulat
cu pereti verticali si cu cuneta
{ Profil semicircular cupereti verticali
2/13/2 IRkAQ =
7Adncimi minime i maxime de pozare
{ (1) Adncimea minim deasupra extradosuluibolii superioare a canalului, cea mai mare valoaredintre:z a) hmin= 0,80 m;z b) hmin hnghe pentru evitarea solicitrii
materialului tuburilor la ciclurile nghe -dezghe(conform STAS 6054-77);
z c) pentru solicitarea din trafic vor fi fcute calcule speciale;
{ (2) Adncimea maxim; pentru diametre cuDN400 mm adncimea maxim se va limita la 6,0 m (diferena de cot radier i cot teren); limitarea este impus de posibilitatea efecturiiunor intervenii prin executarea de spturi.
Constructii anexe pe reteaua de canalizare
{ Camine de vizitare se prevad la: z La canale nevizitabile (inaltimea profilului <
800mm){ in aliniament (distanta maxima de 60 m){ In punctele de schimbare a dimensiunilor{ In punctele de schimbare a pantei{ In punctele de schimbare a directiei{ In punctele de intersectie a colectoarelor{ Alte conditii speciale
z La toate categoriile de canale pentru control calitate ape
8Camine de canalizare
Rame si capace de canalizare EN124 6 grupe in exteriorul cladirilor
9Camin de canalizare de trecere
Guri de scurgere, camine de canalizare
10
Guri de scurgere
Guri de scurgere
11
Camine de intersectie
Cminele de intersectie(fig. 3.6.7) se executcu rigola amenajatcorespunztor. Se recomand racordarea a cel mult trei canale ntr-un cmin de intersectie. Pentru canale cudiametre mai mari de 500 mm se prevdcamere de intersectie.
Camin de canalizare -Rupere de panta
12
Dimensionarea retelei exterioare de canalizare
{ SISTEME DE CANALIZAREz Sistem unitarz Sistem separativz Sistem mixt
{ DEBITE DE CALCULz Debitele de calcul pentru reteaua de canalizare
a apelor uzate se determin prin nsumareadebitelor orare maxime pentru diferitecategorii de ape uzate, care rezult n diferitelesectiuni de calcul.
Canalizarea meteorica
{ Debitul de calcul pentru ape meteorice se stabilestelundu-se n considerare numai debitul ploii de calcul, Qp, [l/s], care se calculeaz cu relatia:
{ n care:{ m este un coeficient adimensional de reducere a
debitelor de calcul, care tine seama de capacitateade nmagazinare n timp a canalelor si de durata ta a ploii de calcul
Q m S Ip i i ii
n
== 1
13
Debitul maxim produs de ploaia de calcul
{ m este coeficientul de reducere a debitului, datorat efectului de acumulare a apei meteorice n reeaua de canalizare ntre momentul nceperii ploii i momentul n care se realizeaz debitul maxim n seciunea de calcul; pot fi adoptate valorile urmatoare:
{ m = 0.8 la timp de ploaie sub 40 min{ m = 0.9 la timp de ploaie peste 40 min, { m = 1.0 n cazuri justificate.{ m se poate determina i n cursul unui proces de
calibrare cu un model hidraulic.{ este coeficientul mediu de scurgere, adimensional.{ Dac se ine seama de neomogenitatea condiiilor de
infiltraie pe bazin, coeficientul de scurgere se calculeaz ca o valoare medie ponderat
Intensitatea ploii de calcul
{ Precipitatiile sunt caracterizateprin:
{ Intensitate, care depinde de:zDuratazFrecventa
14
Intensitatea ploii de calcul
{ DURATA PLOII timpul scurs de la inceperea pana la terminarea ploii, exprimat in minute; cu cat durata estemai mare, intensitatea este mai mica
{ FRECVENTA unei ploi de intensitate i sidurata t reprezinta nr ploilor de durata t a caror intensitate este egala saudepaseste, in cursul unui an, intensitateaI a ploii considerate; frecventa se determina in urma unui interval de 15-20 ani de observatii
Frecventa de calcul a ploii
15
Durata ploii de calcul
Durata ploii de calcul pentru prima seciune se obine cu relaia:
1a
1cs1 vLtt += [min] [8]
Iar pentru seciunile urmatoare cu relaia::
ia
i1ii vLtt += [min], [9]
in care:
1L este lungimea tronsonului de la prima gur de scurgere la prima seciune de calcul, n metri;
iL este lungimea tronsonului dintre seciunea de calcul i i seciunea precedent, n metri;
av este viteza apreciat de curgere a apei n canal, n m/s;
cst este timpul de concentrare superficial, n minute.
Durata ploii de calcul
{ Valoarea timpului de concentrare superficial, poate fi adoptat astfel:
{ (1 3) min pentru zonele cu pante mai mari de 5 %;{ (3 5) min pentru zonele de deal, cu pante medii (1 5 %);{ (5 12) min pentru zonele de es, cu panta medie mai mic
de 1%.{ Prin amenajri adecvate se urmreste creterea timpului de
concentrare superficial n vederea reducerii debitului maxim.{ Durata minim a ploii de calcul nu poate fi mai mic dect
valorile urmtoare:{ 5 min n zone de munte, cu pante mai mari de 5 %;{ 10 min n zone de deal, cu pante de (1 5) %;{ 15 min n zone de es, cu panta medie mai mic de1 %.
16
Intensitatea ploii de calcul
STAS 9470 73 defineste 19 zone pluviometrice
Diagrame de determinare a intensitatii ploiide calculdefinite pentruzonele 1 - 19
17
Coeficientul mediu de scurgere
=
i
ii
SS
iS este o suprafa omogen a bazinului de canalizare; [ha]
i este coeficientul de scurgere aferent suprafetei iS , adimensional.
este coeficientul mediu de scurgere, adimensional.Dac se ine seama de neomogenitatea condiiilor de infiltraie pe bazin, coeficientul de scurgere se calculeaz ca o valoare medie ponderat
Coeficientul mediu de scurgere
18
Dimensionarea colectoarelor in sistemunitar
{ Exista 2 etape de calcul:{ DIMENSIONARE la debit maxim{ Qtot = Q men+Qind+Qpl{ VERIFICARE la debit minim{ Qtot = Q men+Qind+Qpl(in absenta ploii, se verifica daca se asigura
vitezele minime de autocuratire){ Qtot = Q men+Qind
Dimensionarea colectoarelor in sistemdivizor
{ etape de calcul:{ DIMENSIONARE la debit maxim specific retelei
respectivez Qc = Q men+Qind pentru canalizare menajera +
industrialaz Qc = Qpl pentru canalizarea meteorica
19
Dimensionarea colectoarelor de canalizare
Diametrele conductelor se determin din:{ conditii constructive;{ conditii hidraulice.
Conditiile constructive constau n alegerea preliminar a diametrului incipient al retelei, care se recomand s fie: de minimum 250 mm. De asemenea conditiile constructive impun ca diametrul unuitronson oarecare al retelei de canalizare, s fie mai mare saucel putin egal cu diametrul tronsonului precedent.
Conditiile hidraulice constau n verificarea relatiilor:
(grad de umplere)
si
(viteze de curgere)
u u maxv v vmin max
Elemente de calcul
{ Conducta orizontal colectoare se monteaz cu o anumit pant de curgere i:
{ Grad de umplere
LHtgi ==
dhu =
20
Viteza apei in colectoare{ Intre panta i si viteza v de curgere a apei prin
conducta orizontal colectoare exist relatia (Chzy):
[m/s]{ n care:
- C este coeficientul de rezistent hidraulic (Chzy);
sau
- R - raza hidraulic, definit ca raportul ntre aria A[m2] a sectiunii transversale a curentului de ap si perimetrul udat, p [m], al seciunii conductei:
{ [m]
RiCv =
R Ap
=
C Rk R
= +70 C
kR= 1 16
Etape de dimensionare
1. Stabilirea diametrului colectorului din conditiaconstructiva
2. Stabilirea pantei de montare a colectorului
21
Etape de dimensionare3. Stabilirea debitului si vitezei la sectiune plina
In functie de natura materialului conductei, de diametrulpreliminar si pant, se determin debitul qsp si viteza vsp, la curgerea cu sectiunea plin;
Etape de dimensionare{ se calculeaz raportul x si din nomograma se determin gradul de umplere efectiv u,
si se compar cu gradul de umplere maxim admis;
{ dac gradul de umplere u efectiv este mai mare dect gradul de umplere maximadmis, se alege un diametru mai mare cu o dimensiune dect cel ales initial dinconditia constructiv, se recalculeaz x si se verific din nou conditia pentru gradulde umplere;
{ Se noteaz cu z raportul ntre viteza medie, v, si viteza la curgerea cu seciune plina conductei, vsp:
{ Din nomograma, n functie de raportul x rezult valoarea raportului z si se calculeazviteza real de evacuare a apei prin conducta orizontal de canalizare:
se verific conditia hidraulica pentru vitezeVmin
22
Nomograma de dimensionare
x
u
z
Diagrama de umplere partiala
23
Schema de calcul
Tabel de calcul
24
Profil longitudinal
Profil longitudinal