Практична робота № 4

Тема: «Розрахунок очисних споруд»

Визначення витрати води виконується по граничній інтенсивності дощу, стік якого повністю надходить на очисні споруди, що відповідає періоду одноразового перевищення інтенсивності 0,05 років.

Розрахункова витрата дощової води , що належить очистити, визначається з максимальної розрахункової витрати дощової води в мережі перед розподільною камерою:

(4.1)

де – коефіцієнт розподілення, який вказує на частину витрати дощової води, що поступає на очистку. Залежить від коефіцієнта і визначається за таблицею 4.1.

Таблиця 4.1 – Значення коефіцієнта залежно від

Показник ступеня	Значення коефіцієнта
0,05	0,1	0,15	0,2	0,25	0,3	0,35	0,4	0,45	0,5
0,75	0,02	0,04	0,07	0,1	0,15	0,19	0,24	0,3	0,36	0,42
0,76	0,025	0,05	0,08	0,12	0,16	0,21	0,26	0,31	0,37	0,43
0,30	0,03	0,06	0,09	0,13	0,18	0,22	0,27	0,32	0,38	0,43

(4.2)

Параметри та визначаються за даними таблиці 2.1.

Значення коефіцієнта справедливі для тривалості протоку Т, яка дорівнює 20 хв, а також різниці при будь-якій тривалості.

У разі, якщо розрахункова тривалість протоку до розподільної камери Т= 20 хв і різниця , до значення коефіцієнта слід ввести поправковий коефіцієнт за таблицею 4.2 залежно від тривалості протоку до розподільної камери та різниці показника ступеня .

Річна кількість поверхневої води:

(4.3)

де – річна кількість дощової води:

(4.4)

де – шар опадів за теплий період року;

– загальний коефіцієнт стоку;

– водозбірна площа;

– річна кількість талої води:

(4.5)

де – шар опадів за холодний період року;

– коефіцієнт стоку талої води;

– річна кількість поливально-мийної води:

(4.6)

де – витрата води на одне механізоване миття вуличного покриття, при ручному митті =0,42 л/м²;

– кількість миття;

– коефіцієнт стоку;

– площа миття.

Таблиця 4.2 – Значення коефіцієнта залежно від Т

Різниця показників ступеня	Коефіцієнт від Т
0,03 і менше				1,1	1,1
0,07	0,9		1,1	1,2	1,2
0,15	0,9	1,1	1,2	1,3	1,3
0,2	0,8	1,1	1,4	1,6	1,7
0,3	0,8	1,2	1,6	1,9	2,1

Загальна кількість поверхневої води за літній період визначається за формулою:

(4.7)

Таблиця 4.3 – Концентрація забруднення поверхневого стоку за відсутністю спостережень

Загальна кількість зважених речовин визначається за формулою:

(4.8)

де – річний об’єм зважених речовин в дощовій воді:

(4.9)

– середня концентрація зважених речовин;

– річний об’єм зважених речовин в талій воді:

(4.10)

– річний об’єм зважених речовин поливально-мийної води:

(4.11)

Рівень очищення стоку від зважених речовин встановлюють з умови запобігання замуленню та засміченню водного об’єкта, а також виключення порушень нормативного змісту у воді розчиненого кисню. Рівень очистки стоку по БПК_пов від інших можливих специфічних забруднень визначається з умови додержання в розрахунковому створі водоприймача нормативних вимог.

Об’єм та глибину осадової частини очисної споруди визначають за сумарним об’ємом твердого стоку всіх видів стічної води та частоти очистки. Розрахунок виконують окремо для періоду весняного сніготаяння та теплого періоду (дощові та поливально-мийні). У випадку, коли працюють очисні споруди в зимовий період, слід враховувати також об’єм твердого осадку, що затримується за цей час.

При визначенні об’єму та глибини осадової частини очисної споруди слід враховувати нерівномірність розподілу шару осадків на площі.

Розрахункову глибину осадової частини слід збільшити на 30%.

Повну глибину споруди визначають як суму глибин осадової і проточної частин та перевищення будівельної висоти споруди. Перевищення будівельної висоти споруди над розрахунковим рівнем води для ставків-відстійників рекомендується приймати 0,5, для споруд закритого типу – 1 м.

Сума всіх втрат напору при проходженні розрахункової витрати від розподільної камери до випуску не повинна перевищувати різницю горизонтів води в цих місцях.

Втрати напору у сміттє- та нафтоуловлювачах при швидкості течії 0,01 м/с та менше не враховуються.

Втрати напору на фільтрах очисних споруд закритого типу досягають 0,25-0,5 м.

Практична робота №5

Тема: «Гідрогеологічні розрахунки при проектуванні дренажів»

Основними питаннями гідрогеологічних розрахунків при проектуванні дренажів є визначення:

− витрати дренажної води;

− координат депресійної поверхні.

Фільтраційні розрахунки повинні базуватися на досить надійних даних інженерно-гідрогеологічних вишукувань, характері живлення та дренування грунтової води в природних умовах.

За умовами роботи дренажі залежно від потужності і характеру дренуючої водоутримувальної товщі можуть бути досконалого типу, тобто прорізаючі всю водоутримувальну товщу до водотривкого грунту, і недосконалого типу – прорізаючі лише частину товщі.

Методи розрахунків наведені для простих схем і конструкцій: однорідна водонесуча товща при сталому русі грунтової води в безнапірних умовах, водотривкий грунт біля горизонтального.

Головний дренаж. Горизонтальний дренаж в плані визначається верхньою межою басейну грунтових вод, що надходять до ділянки. Трасу дренажу в умовах забудови краще розташовувати норамально до потоку грунтової води на вулицях та проїздах (рисунок 5.1).

Витрати однолінійного горизонтального дренажу на 1 пог. м довжини досконалого типу визначаються за формулою:

. (5.1)

Рівняння кривої депресії без впливу інфільтрації має вигляд:

(5.2)

Витрата дренажу недосконалого типу:

(5.3)

Рисунок 5.1 – Схема до розрахунку головного дренажу досконалого (б) та недосконалого (в) типу:

а – план; 1 – ділянка, що підтоплюється; 2 – дренажний колодязь;

3 – траса дренажу; 4 – дренажний колектор; 5 – непонижений рівень грунтової води; 6 – понижений рівень грунтової води; 7 – дрена; 8 – водотривкий грунт

Ордината кривої депресії без врахування глибини води в дрені:

(5.4)

Загальна витрата:

(5.5)

Радіус кривої депресії визначається за формулою:

(5.6)

В цих формулах:

– коефіцієнт фільтрації грунту, м/доб (таблиця 5.1);

– потужність водонесучого шару (глибина грунтової води), м;

– глибина води в дрені, м;

– задане водозниження рівня грунтової води, м;

– радіус кривої депресії, м;

– радіус дрени, м;

– відстань дрени від тривкого грунту, м;

– довжина дрени, м;

– коефіцієнт, що враховує неповноту охоплення дрени ( =0,75).

Систематичний дренаж. Розрахунок зводиться до визначення відстані між дренами та їх витрати (рисунок 5.2).

Рисунок 5.2 – Схема до розрахунку систематичного дренажу досконалого типу:

1 – 5 – дрени-осушувачі; 6 – рівень грунтової води до осушування; 7 - рівень грунтової води після зниження; 8 – водотривкий грунт

Відстань між дренами визначається за формулою:

(5.7)

де – коефіцієнт інфільтрації, м/доб (таблиця 5.1).

Відстань між дренами недосконалого типу (рисунок 5.3) визначається за формулою:

(5.8)

де

Таблиця 5.1 – Значення параметрів і

Грунт	, м/доб	, м/доб
Глина	< 0,005	–
Суглинок	0,1 – 0,2	0,001 – 0,005
Супісок	0,2 – 0,8	0,001 – 0,007
Пісок:
пилуватий	0,8 – 2	0,007 – 0,009
дрібний	2 – 5	0,009 – 0,02
середній	5 – 15	0,005 – 0,009
крупний	15,50	0,1 – 0,012

Рисунок 5.3 – Схема до розрахунку систематичного дренажу недосконалого типу

Витрата кожної дрени довжиною l:

(5.9)

Кільцевий дренаж. Дренаж закладають нижче підвалу будівлі. Для фільтраційних розрахунків контур дренажу приводять до рівновеликого кода (рисунок 5.4).

У досконалій дрені приток води відбувається з зовнішнього боку, а його витрата визначається за формулою:

(5.10)

В контурі рівень води приймається рівним рівню води в дрені.

Рисунок 5.4 – Схема до розрахунку кільцевого дренажу:

а,б – відповідно досконалого та недосконалого типу

За межами контуру положення кривої депресії визначається за формулою:

(5.11)

Радіус депресійної кривої визначається з рівняння:

(5.12)

де – радіус рівновеликого кола, м. Визначається:

для прямокутної форми:

(5.13)

для більш складної форми:

(5.14)

де і – відповідно периметр і площа контуру.

У недосконалій дрені приток можно визначити за формулою:

(5.15)

Значення максимальної ординати у центрі контуру:

(5.16)

де . Величини , і знаходять з графіків залежно від відношень і (рисунок 5.5).

За межами контуру крива депресії визначається як в кільцевому дренажі.

Рисунок 5.5 – Графіки функцій , і

Пристіний та пластовий дренажі. Розрахунком визначаються витрати води та положення депресійної кривої в бік від дренажу.

Загальна витрата в пристінному дренажі у безнапірних умовах:

(5.17)

Витрати в пластовому дренажі:

(5.18)

де – показник гідравлічного опору, що визначається за графіком (рисунок 5.6).

Криву депресії в бік від дренажу будують за рівнянням:

(5.19)

Рисунок 5.6 – Графік функції

Додаток а

Таблиця А.1 – Параметри для визначення діаметрів дощових колекторів

і тис	л/с	V м/с		л/с	V м/с		л/с	V м/с		л/с	V м/с		л/с	V м/с		л/с	V м/с	і тис
		0,57		0,64		0,70		0,81		0,91		1,01
		0,81			0,90			0,99			1,14			1,29			1,43
		1,00			1,10			1,21			1,40			1,58			1,75
		1,15			1,27			1,39			1,62			1,82			2,02
		1,29			1,42			1,56			1,81			2,04			2,26
		1,41			1,56			1,71			1,98			2,24			2,48
		1,52			1,69			1,84			2,14			2,41			2,67
		1,63			1,80			1,97			2,29			2,58			2,86
		1,72			1,91			2,09			2,42			2,74			3,03
		1,82			2,01			2,20			2,56			2,89			3,20
		1,91			2,11			2,31			2,68			3,03			3,35
		1,99			2,21			2,41			2,80			3,16			3,50
		2,07			2,30			2,51			2,91			3,29			3,65
		2,15			2,38			2,61			3,02			3,41			3,78
		2,23			2,47			2,70			3,13			3,53			3,92
		2,30			2,55			2,79			3,23			3,65			4,04
		2,37			2,63			2,87			3,33			3,76			4,17
		2,44			2,70			2,96			3,43			3,87			4,29
		2,51			2,78			3,04			3,52			3,98			4,41
		2,57			2,85			3,11			3,61			4,08			4,52
		2,63			2,92			3,19			3,70			4,18			4,63
		2,70			2,99			3,27			3,79			4,28			4,74
		2,76			3,06			3,34			3,88			4,38			4,85
		2,82			3,12			3,41			3,96			4,47			4,95
		2,87			3,19			3,48			4,04			4,56			5,05
		2,93			3,25			3,55			4,12			4,65			5,16
		2,99			3,31			3,62			4,20			4,74			5,25
		3,04			3,37			3,69			4,28			4,83			5,35
		3,10			3,43			3,75			4,35			4,91			5,44
		3,15			3,49			3,81			4,43			5,00			5,54
		3,20			3,55			3,88			4,50			5,08			5,63
		3,25			3,60			3,94			4,57			5,16			5,72
		3,30			3,66			4,00			4,64			5,24			5,81
		3,20			3,72			4,06			4,71			5,32			5,90
		3,25			3,77			4,12			4,78			5,40			5,98
		3,29			3,82			4,18			4,85			5,47			6,07
		3,34			3,88			4,24			4,92			5,55			6,15
		3,38			3,93			4,29			4,98			5,62			6,23
		3,43			3,98			4,35			5,05			5,70			6,31
		3,47			4,03			4,41			5,11			5,77			6,39
		3,51			4,08			4,46			5,17			5,84			6,47
		3,56			4,13			4,51			5,24			5,91			6,55
		3,60			4,18			4,57			5,30			5,98			6,63
		3,64			4,23			4,62			5,36			6,05			6,71
		3,68			4,27			4,67			5,42			6,12			6,78

ЗАкЛЮЧЕННЯ

У методичних вказівках для виконання практичних робіт наведено методи розв’язання задач вертикального планування, визначення витрат дощової води, гідравлічного розрахунку дощової каналізації, розрахуунку очисних споруд, гідрогеологічних розрахунків при проектуванні дренажів.

При виборі території для розміщення елементів міської забудови враховується сприятливий або несприятливий вплив природних умов. При розрахунках необхідно дотримуватися вимог до забудови і благоустрою території, створення нормальних санітарно-гігієнічних умов для населення, охорони природного комплексу від шкідливого впливу промисловості, транспорту та інших елементів планувальної структури міста.

Виконання практичних робіт сприяє закріпленню теоретичних знань студентів при вивченні дисципліни «Екологічна безпека».

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ

1. Інженерний захист територій, будинків і споруд від зсувів та обвалів. Основні положення. – К: Укрархбудінформ. ДБН В.1.1-3-97, – 42с.

2. Містобудування. Планування і забудова мвських і сільських поселень. – К: Мінінвест України, ДБН 360-92, 1992. – 70с.

3. Проектування автомобільних доріг: Пудручник. У 2 ч. Ч. 1 / О.А. Білятинський та ін.; за ред. О.А. Білятинського, Я.В Хом’яка. – К: Вища шк., 1997. – 518с.

4. Рекомендации по проектированию берегоукрепительных сооружений на водохранилищах. – К: Минводхоз УССР, 1987. – 83с.

5. Система містобудівної документації. Порядок створення і ведення містобудівних кадастрів населених пунктів. ДБН Б.1-1-93. Київ. Мінбудархітектура України, 1994.

6. Сокольников Ю.Н. Инженерная морфодинамика берегов и её приложение. – К: Наукова думка, 1976. – 228с.

7. Сокольников Ю.Н., Цайтц Е.С., Хомицкий В.В. Защита берегов водохранилищ банкетами из горной массы. – К: Наукова думка. 1974. – 142с.

ЕЛЕКТРОННЕ НАВЧАЛЬНО-МЕТОДИЧНЕ ВИДАННЯ

Висоцький Сергій Павлович

Столярова Наталія Олександрівна

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ