Notatki metodyczne do KANALIZACJI 1 i 2 (2020) · 2020. 4. 10. · Zdobycie wiedzy w zakresie...

POLITECHNIKA WROCŁAWSKA

WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA

KATEDRA WODOCIĄGOacuteW I KANALIZACJI (K42W07D08)

Notatki metodyczne do wykładoacutew z KANALIZACJI 1

i ćwiczeń projektowych z KANALIZACJI 2

- na podstawie podręcznikoacutew

[1] Kotowski A Podstawy bezpiecznego wymiarowania odwodnień terenoacutew

Wydawnictwo Seidel-Przywecki Warszawa 2011


Sieci kanalizacyjne (Tom I) Wydawnictwo Seidel-Przywecki (Wydanie II)

Warszawa 2015


Obiekty specjalne (Tom II) Wydawnictwo Seidel-Przywecki (Wydanie II)

Warszawa 2015

Opracował zespoacuteł autorski

Prof dr hab inż Andrzej Kotowski

Dr inż Katarzyna Ewa Wartalska

Dr hab inż Bartosz Kaźmierczak prof uczelni

Wrocław 2020 r

KANALIZACJA I

2

TREŚCI PROGRAMOWE PRZEDMIOTU Kanalizacja 1

Forma zajęć ndash 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 zadań związanych 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

KANALIZACJA I

3


TREŚCI PROGRAMOWE

Forma zajęć - projekt Liczba

godzin

Pr1 Program ćwiczenia projektowego zakres i wymagania 1

Pr2 Sporządzenie bilansu odpływu ściekoacutew komunalnych 2

Pr3 Wykonanie krzywych deszczy (IDF) 2

Pr4 Obliczenia hydrauliczne sieci kanalizacji deszczowej 5

Pr5 Sporządzenie planu spadkoacutew i zagłębień kanalizacji deszczowej 2

Pr6 Obliczenia hydrauliczne sieci kanalizacji bytowo-gospodarczej i

przemysłowej z uwzględnieniem możliwych kolizji z siecią deszczową 4

Pr7 Sporządzenie planu spadkoacutew i zagłębień sieci kanalizacji bytowo-

gospodarczej i przemysłowej 2

Pr8 Wykonanie profilu podłużnego głoacutewnego kolektora kanalizacji deszczowej 2

Pr9 Wykonanie profilu podłużnego głoacutewnego kolektora kanalizacji bytowo-


Pr10 Sporządzenie planu sieci kanalizacyjnych 3

Pr11 Projekt techniczny wybranego obiektu kanalizacyjnego 2

Pr12 Sporządzenie opisu technicznego projektu 3

Suma godzin 30

CELE PRZEDMIOTU

C1 Nabycie umiejętności wykonywania bilansoacutew odpływu ściekoacutew i woacuted opadowych

C2 Nabycie umiejętności określania strumieni ściekoacutew bytowo-gospodarczych

przemysłowych i opadowych oraz przypadkowych

C3 Nabycie umiejętności wymiarowania kanałoacutew grawitacyjnych sieci kanalizacyjnych

C4 Nabycie umiejętności sporządzania planoacutew i profili sieci kanalizacyjnych

C5 Nabycie umiejętności projektowania obiektoacutew na sieci kanalizacyjnej

C6 Nabycie umiejętności sporządzania opisu technicznego projektu


Z zakresu umiejętności

PEK_U01 Potrafi dokonać identyfikacji i sformułować specyfikację zadań inżynierskich o

charakterze praktycznym charakterystycznych dla rozdzielczego sytemu usuwania

ściekoacutew

PEK_U02 Potrafi ocenić przydatność metod i narzędzi służących do rozwiązania zadania

inżynierskiego charakterystycznego dla rozdzielczego systemu usuwania ściekoacutew oraz

wybrać właściwe metody obliczeniowe

PEK_U03 Potrafi zaprojektować oraz zrealizować system typowy dla rozdzielczego sposobu

usuwania ściekoacutew używając właściwych metod technik i narzędzi


PEK_K01 Potrafi odpowiednio określić priorytety służące realizacji określonego zadania

związanego z projektowaniem systemoacutew usuwania ściekoacutew



KANALIZACJA I

4

1 WPROWADZENIE

Pojęcie bdquoKANALIZACJArdquo oznacza

zespoacuteł budowli inżynierskich czyli system - do spełniania określonych celoacutew

naukę stosowaną - o projektowaniu budowie i eksploatacji sieci oraz obiektoacutew do

odprowadzania oraz unieszkodliwiania ściekoacutew tj woacuted zużytych i opadowych

Cele kanalizacji na terenach zurbanizowanych (osadniczych) to [1 2 3]

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 np jezdni przejść pieszych w

tym podziemnych (woda co najwyżej do poziomu krawężnikoacutew)

Utrzymanie warunkoacutew higienicznych (cel 1) 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 a także niekorzystnego wpływu na środowisko w tym na

trwałość kanałoacutew składu fizyczno-chemicznego ściekoacutew przemysłowych

Cele 2 i 3 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

Co nas czeka w przyszłości - kilka faktoacutew i prognoz [2]

TEZA Wzrost średniej rocznej temperatury powietrza wywołuje zwiększoną cyrkulację

wody w cyklu hydrologicznym i nasilenie się występowania ekstremalnych zjawisk

pogodowych jak susze powodzie trąby powietrzne

DOWODY

bull W Warszawie na przestrzeni 232 lat (1779-2010) zarejestrowano wzrost temperatury

powietrza o 16oC (tj 007oC 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 wynioacutesł 074oC (016oC na dek)

- wg IPCC 2007 The Physical Science Basis Cambridge University Press

bull Na przestrzeni 50 lat (1960-2009) we Wrocławiu nastąpił wzrost intensywności opadoacutew

średnio o około 13 przy malejącym trendzie rocznych sum wysokości

- wg Kaźmierczak B Kotowski A Trendy zmian wysokości i intensywności opadoacutew maksymalnych do

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

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 44oC 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

KANALIZACJA I

5

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

co zagraża już zalaniem znacznych powierzchni przybrzeżnych

- wg IPCC 2014 Impacts Adaptation and Vulnerability Cambridge University Press

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 Komitetu Gospodarki

Wodnej Polskiej Akademii Nauk Warszawa 2010

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 2 3]

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 752 z 2008 roku

ogranicza częstość wylewoacutew z kanalizacji do rzadkich powtarzalności ich występowania

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

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

zagospodarowania przestrzennego terenu ndash standardu odwodnienia terenu (tab 11)

Najnowsza wersja normy PN-EN 752 z 2017 roku zaleca już roacuteżnicowanie

dopuszczalnej częstości wylewoacutew z kanałoacutew w siedmiostopniowej skali wpływu zagrożenia

na środowisko - dla przykładowo zdefiniowanych lokalizacji (tab 11a) W szczegoacutelności

dopuszcza częstsze wylewy ndash na terenach pozamiejskich (C le 10 lat) ale także rzadsze

wylewy - na terenach mieszkaniowych (dla budynkoacutew podpiwniczonych C = 30 lat)

Tab 11a Kryteria zagrożeń oraz dopuszczalne częstości wylewoacutew z kanałoacutew wg PN-EN 7522017

Stopień zagrożenia Przykładowe lokalizacje terenoacutew Częstość wylewoacutew

[1 raz na C lat]

Bardzo mały Drogi lub otwarte przestrzenie z dala od budynkoacutew 1

Mały Tereny rolnicze w zależności od wykorzystania (np

pastwiska grunty orne) 2

Mały do średniego Otwarte przestrzenie wykorzystane do celoacutew publicznych 3

Średni Drogi lub otwarte przestrzenie w pobliżu budynkoacutew 5

Średni do wysokiego Zalania zamieszkanych budynkoacutew z wyłączeniem piwnic 10

Wysoki Głębokie zalania zamieszkanych piwnic lub przejazdoacutew

pod ulicami 30

Bardzo wysoki Infrastruktura krytyczna 50

KANALIZACJA I

6

Do projektowania nowych systemoacutew kanalizacyjnych cytowane normy (PN-EN

75220082017) zalecają przyjmowanie następujących częstości deszczu obliczeniowego

1 raz na rok - dla terenoacutew pozamiejskich

1 raz na 2 5 lub 10 lat dla terenoacutew miejskich

- przy czym nie mogą występować woacutewczas żadne przeciążenia w działaniu systemoacutew

grawitacyjnych (np praca pod ciśnieniem) co jest roacutewnoznaczne z projektowaniem kanałoacutew

na niecałkowite wypełnienia

Zalecane częstości deszczu obliczeniowego do projektowania odwodnień droacuteg - wg

Rozporządzenia MTiGM z 1999 r podano w tabeli 12

Tab 12 Zalecane częstości deszczu obliczeniowego do projektowania

odwodnień droacuteg w Polsce - wg Rozporządzenia MTiGM1999

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 związku pomiędzy częstością deszczu obliczeniowego i częstością wylania

nie jest jednak możliwe do uogoacutelnienia zwłaszcza na etapie projektowania kanalizacji

Pomocne okazują się tutaj zalecenia niemieckie wg DWA-A 118 z 2006 r 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 Dopuszczalne częstości nadpiętrzenia do obliczeń sprawdzających nowoprojektowanych

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 (zarejestrowanych 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 Roacuteżnice obliczanych strumieni

Qm sięgają nawet 100 - na niekorzyść MGN Metoda ta wymagała więc pilnej modyfikacji

co zostało zaproponowane w podręcznikach [1 2 3]

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 [2] 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 wymiarowania wspoacutełcześnie budowanych systemoacutew odwodnień terenoacutew

KANALIZACJA I

7

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

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

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

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 bdquodobrowolnerdquo podobnie też norm europejskich (EN) w

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

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

normalizację do reguł europejskiego systemu prawnego (UE) 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 np z aktualnymi wytycznymi

technicznymi projektowania (WTP) czy też publikowanymi wynikami z prac badawczych ndash

odnośnie np nowych metod wymiarowania kanalizacji [1 2 3]

Obecny stan prawny nakłada więc na projektantoacutew i wykonawcoacutew obiektoacutew

budowlanych większą odpowiedzialność tym obowiązek bezpiecznego wymiarowania i

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 Zasad Wiedzy Technicznej) Idea ta

znajduje zastosowanie w podręcznikach [1 2 3] w odniesieniu do nowych zasad i metod

KANALIZACJA I

8

wymiarowania systemoacutew odwodnień terenoacutew ndash w duchu zaleceń normy PN-EN 752

dostosowanej do postulatu Europejskiego Komitetu Normalizacji (CEN) - ujednolicenia

poziomu wymagań co do ochrony terenoacutew zurbanizowanych przed wylewami z systemoacutew

kanalizacyjnych w państwach UE Uwzględniono przy tym najnowsze branżowe wytyczne

Niemieckiego Stowarzyszenia Gospodarki Wodnej Ściekowej i Odpadowej wg ATV-A 110

DWA-A 117 i DWA-A 118 czy też zalecenia Krajowego Urzędu ds Środowiska Bawarii wg

Merkblatt Nr 433 i Merkblatt Nr 439

Na podstawie doniesień literaturowych odnośnie prognozowanego wzrostu

intensywności opadoacutew w perspektywie 2100 roku zaproponowano podjęcie już dzisiaj

odpowiednich działań zaradczych w tym zaprezentowano scenariusze opadoacutew do

modelowania przeciążeń kanałoacutew w przyszłości ndash stosowane już w wielu krajach

europejskich - dla zachowania obecnych standardoacutew odwodnień terenoacutew (tab 11divide13) także

w przyszłości

W II wydaniu podręcznika Podstawy bezpiecznego wymiarowania odwodnień terenoacutew

(z 2015 r) przedstawiono aktualne podstawy bezpiecznego projektowania grawitacyjnych

systemoacutew (tj sieci i obiektoacutew) kanalizacyjnych w Polsce

tom I dotyczy metod wymiarowania sieci kanalizacyjnych [2]

tom II ndash dotyczy obiektoacutew specjalnych takich jak przelewy burzowe separatory

strumieni objętości zbiorniki retencyjne regulatory hydrodynamiczne czy separatory

sedymentacyjno-flotacyjne [3]

W celu ułatwienia percepcji treści II wydania książki ndash w prezentowanych notatkach

do wykładoacutew zachowano oryginalną numerację rysunkoacutew tabel i wzoroacutew jak w [2 3]

(Wydaw Seidel-Przywecki Warszawa 2015) - dostępne na

wwwandrzejkotowskipl

II wydanie książki zawiera uaktualnienie i rozszerzenie treści - względem I wydania z

2011 r [1] 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

Podręczniki [1 2 3] adresowane są do studentoacutew i pracownikoacutew naukowych wyższych

uczelni technicznych i rolniczych a także do projektantoacutew wykonawcoacutew i eksploatatoroacutew

systemoacutew usuwania ściekoacutew oraz zagospodarowania spływoacutew woacuted deszczowych miast i

gmin

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 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)

KANALIZACJA I

9

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

22 RODZAJE I POCHODZENIE ŚCIEKOacuteW

Ścieki - definiowane jako wody zużyte odprowadzane przez kanalizację zbierane są z

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

KANALIZACJA I

10

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 [1 2]

kanalizacja wewnętrzna (instalacje wewnętrzne) - w budynkach z przyborami

sanitarnymi (WC wanny umywalki natryski wpusty podłogowe itp)

kanalizacja zewnętrzna

sieć osiedlowa lub zakładowa (komunalna prywatna wspoacutelnotowa)

sieć zbiorcza miejska (komunalna)

specjalne obiekty sieciowe (pompowanie zbiorniki retencyjne przelewy burzowe

separatory syfony)

oczyszczalnie ściekoacutew

Kanalizację zewnętrzną można podzielić według następujących kryterioacutew

A Strumienia odprowadzanych ściekoacutew

pełna - wszystkie rodzaje ściekoacutew

częściowa - np tylko ścieki bytowo-gospodarcze

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

KANALIZACJA I

11

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)

Budowane obecnie systemy usuwania ściekoacutew można ogoacutelnie podzielić na

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

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

KANALIZACJA I

12

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

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 2] Układy takie wymagają jednak częstego płukania

kanałoacutew w tym wodą z hydrantoacutew pożarowych Ogoacutelnie są drogie w eksploatacji

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

KANALIZACJA I

13

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

spadek terenu jest bliski zeru

występuje wysoki poziom woacuted podziemnych

są trudne warunki fundamentowe (np podłoże skaliste)

zabudowa ma charakter pasmowy o małej gęstości zaludnienia

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)

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

KANALIZACJA I

14

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

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 kanalizacji

konwencjonalnej (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 2 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

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

KANALIZACJA I

15

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 (tzw 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 rysunku 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)

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 kanalizacyjnych budowana jest z założenia jako

rozgałęźna Stosowane są roacutewnież układy z pozoru bdquoobwodowe - pierścieniowerdquo ktoacutere

umożliwiają jedynie okresową zmianę kierunku przepływu ściekoacutew co zwiększa

niezawodność systemu Zmiany kierunku przepływu ściekoacutew odbywają się okresowo

poprzez zamykanie i otwieranie odpowiednich zasuw działowych Tak więc z pozoru sieć

bdquopierścieniowardquo jest tutaj nadal siecią rozgałęźną ndash sterowaną (rys 25)

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

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) doprowadziły do powstania

kanalizacji podciśnieniowej - dwuprzewodowej Oddzielnym przewodem odprowadzane są

KANALIZACJA I

16

ścieki fekalne z WC oraz oddzielnym przewodem pozostałe ścieki - z wanien natryskoacutew

zlewozmywakoacutew itp Zasadą układu dwuprzewodowego jest podział ściekoacutew na silnie

zanieczyszczone ścieki fekalne (z ciałami stałymi) oraz mało stężone pozostałe ścieki i

oddzielne ich oczyszczanie odpowiednio do ich składu wydajnymi technologiami

Podstawową zaletą powyższego systemu jest więc oszczędność wody na spłukiwanie misek

ustępowych

W kanalizacji komunalnej stosowany jest jednoprzewodowy układ (rys 26)

Rys 26 Schemat kanalizacji podciśnieniowej osiedla mieszkaniowego (układ jednoprzewodowy)

Klasyczna miska ustępowa bdquozużywardquo od 5 do 10 litroacutew wody na jedno zadziałanie

zbiornika Miska ustępowa wyposażona w zawoacuter oproacuteżniający - sterowany podciśnieniem

zużywa tylko ok 15 litra wody (i do 100 litroacutew powietrza na zassanie zawartości miski)

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

podwoacutejny system wodociągowy rozprowadzający wodę o zroacuteżnicowanej jakości Np woda

powstała po uproszczonym oczyszczeniu ściekoacutew - poza fekalnymi używana jest ponownie

np do spłukiwania misek ustępowych

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)

KANALIZACJA I

17

O wyborze systemu odprowadzania ściekoacutew powinna decydować każdorazowo analiza

techniczno - ekonomiczna opłacalności inwestycji tj łącznie kosztoacutew budowy i eksploatacji

systemu [1 2]

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 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

Rys 32 Schemat funkcjonalny kanalizacji ogoacutelnospławnej - w skali bdquomakrordquo

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

KANALIZACJA I

18

312 ODCIĄŻENIE HYDRAULICZNE KANALIZACJI OGOacuteLNOSPŁAWNEJ

Do odciążenia hydraulicznego sieci w systemie kanalizacji ogoacutelnospławnej - podczas

trwania intensywnych opadoacutew deszczu stosowane są przelewy burzowe i zbiorniki

retencyjne Schematy ideowe zabudowy takich obiektoacutew przedstawiono na rysunku 33

Przelewy burzowe

Zbiorniki retencyjne

na boczniku

na kolektorze

odpływ awaryjny

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

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 do oczyszczalni ściekoacutew (Qo = Qd ndash Qb)

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

w ściśle określonych proporcjach

Wg RMŚ z 2014 r 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 [1 2 3] 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 [3]

)( ) 1( bpścrpgro QnQQ (31)

gdzie

nrp - początkowe rozcieńczenie ściekoacutew nrp ge 3

KANALIZACJA I

19

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

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 II tomie

podręcznika [3] (- 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 [1 2 3]

= QoQd (32)

gdzie

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

Qd - strumień objętości ściekoacutew dopływających do zbiornika

KANALIZACJA I

20

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)

Rys 39 Schemat zbiornika otwartego na kolektorze

(przekroacutej podłużny i widok z goacutery)

KANALIZACJA I

21

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

W celu ochrony zwłaszcza małych odbiornikoacutew ściekoacutew 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 II tomie podręcznika [3]

313 DOTYCHCZASOWE ZASADY WYMIAROWANIA KANALIZACJI

OGOacuteLNOSPŁAWNEJ W POLSCE

W Polsce stosowane były niewłaściwe - w świetle wspoacutełczesnej wiedzy (rozdz 5divide8

podręcznika [2]) - opracowane w latach pięćdziesiątych XX wieku metody wymiarowania

kanalizacji ogoacutelnospławnej Podczas tzw suchej pogody kanałami ogoacutelnospławnymi płyną

ścieki bytowo-gospodarcze i przemysłowe oraz wody przypadkowe w tym infiltracyjne

Podczas pogody deszczowej - dodatkowo wodyścieki 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 - z wzoru Błaszczyka wg metody

granicznych natężeń (MGN) bądź metody stałych natężeń (MSN)

Stosowany w obu metodach obliczeniowych (MGN i MSN) wzoacuter Błaszczyka oparty

na opadach z przełomu XIX i XX wieku zaniża obecne natężenia deszczy we Wrocławiu o

rząd 40 [1 2] 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 (Qm) sięgać może nawet 100 (rozdz 85 podręcznika [2]) Tak zwymiarowane

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

wystąpią w przyszłości wskutek zmian klimatu (rozdz 4 [2])

UWAGA Podstawą bezpiecznego wymiarowania nowych bądź modernizowanych systemoacutew

kanalizacji ogoacutelnospławnej jest właściwy bilans strumieni ściekoacutew (rozdz 5 [2]) oraz woacuted

opadowych (rozdz 6 7 i 8 [2]) ndash zapewniający osiągnięcie wspoacutełcześnie wymaganego

standardu odwodnienia terenoacutew zurbanizowanych (rozdz 1 w II tomie [3])

KANALIZACJA I

22

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

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 (technologicznych) - ze zrzutem ściekoacutew (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 więc budować zbiorniki retencyjne z dławionym

odpływem - sterowanym np regulatorami hydrodynamicznymi (omoacutewione w rozdz 4 i 5 -

w II tomie podręcznika [3]) Na wylotach kanałoacutew deszczowych do odbiornikoacutew a najlepiej

w miejscu powstawania zanieczyszczeń wymagane jest obecnie stosowanie podczyszczalni

KANALIZACJA I

23

mechanicznych ściekoacutew opadowych ndash w postaci separatoroacutew sedymentacyjno-flotacyjnych

(omoacutewionych w rozdz 6 - w II tomie podręcznika [3])

UWAGA 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 te stanowią ważny element zaroacutewno

modernizowanych jak i nowoprojektowanych sieci kanalizacyjnych pełniąc rolę

regulacyjno-redukcyjną strumieni ściekoacutew Schematy ideowe zabudowy takich obiektoacutew

specjalnych podano już na rys 33 Na rys 312a przedstawiono dwa warianty rozbudowy

kanalizacji deszczowej związane z podłączeniem nowej zlewni deszczowej do istniejącego

kolektora o ograniczonej przepustowości (Qmax = 1000 dm3s) z zastosowaniem zbiornikoacutew

retencyjnych

a) na istniejącym kolektorze (po lewej) - znaczne koszty i utrudnienia podczas budowy

b) na bocznym kanale odpływowym z nowej zlewni (po prawej) ndash lepszy wariant

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 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 - klasyczne (najczęściej jednokomorowe)

przelewowe - nowej generacji (dwu- lub więcej komorowe)

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

max

dopływ

odpływ

dławiony

Qd

Qo

komora

retencyjna

Vu

min

Rys 312b Schemat działania jednokomorowego przepływowego zbiornika retencyjnego

KANALIZACJA I

24

Zbiornik przepływowy - klasyczny 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 eksploatacji obiektu (płukanie po każdym opadzie)

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

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 nawet 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)

KANALIZACJA I

25

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

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

świetle wspoacutełczesnej wiedzy (rozdz 4divide8 podręcznika [2]) zasady i metody wymiarowania

grawitacyjnej kanalizacji rozdzielczej w odniesieniu zaroacutewno do kanałoacutew ściekowych a

zwłaszcza do kanałoacutew deszczowych wraz 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 w tym 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 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 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 odpowiednio C = 5 i C = 2 lata) Wspoacutełczynnik

spływu powierzchniowego woacuted deszczowych uzależniano wyłącznie od stopnia uszczelnienia

terenu tj z pominięciem jego spadkoacutew oraz natężeń opadoacutew projektowych

W celu zapewnienia odpowiedniego standardu odwodnienia terenoacutew zurbanizowanych

w Polsce (- zgodnie z wymaganiami normy PN-EN 752) oraz podniesienia niezawodności

działania kanalizacji rozdzielczej (ściekowej i deszczowej) w rozdz 5 podręcznika [2]

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 rozdz 1 [3] przedstawiono

nowe zalecenia w formie wytycznych technicznych wymiarowania (WTW) sieci

odwodnieniowych i obiektoacutew specjalnych w Polsce Omoacutewiono także wymagania odnośnie

KANALIZACJA I

26

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 kanalizacji poacutełrozdzielczej stosowany zwłaszcza przy modernizacjach

istniejących systemoacutew rozdzielczych czy przebudowywanych ogoacutelnospławnych jest

najczęściej dwuprzewodowy Zawiera kanały deszczowe i kanały ściekowe (bytowo-

gospodarcze i przemysłowe) połączone tzw 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

Rys 313 Schemat funkcjonalny kanalizacji poacutełrozdzielczej w skali bdquomakrordquo

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

Z doświadczeń eksploatacyjnych wynika że celowe jest stosowanie separatoroacutew 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 [1 2 3]

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

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

KANALIZACJA I

27

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


POacuteŁROZDZIELCZEJ W POLSCE

Dotychczas stosowane 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 w zakresie qs [6 15] dm3s ha stąd

Q = Qh max śc + Qm I (36)

Obecnie wg RMŚ qs ge 15 dm3s ha ndash dla zanieczyszczonej zlewni [1 2] Kanały

deszczowe wymiarowane były na zaniżony strumień Qm - obliczany z zastosowaniem

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 [3] (w rozdz 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

KANALIZACJA I

28

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 2]

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

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)

KANALIZACJA I

29

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

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

podziemnych

System rozdzielczy częściowy - w I etapie budowa kanalizacji deszczowej gdy

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

Wysoki poziom woacuted podziemnych grunt słabo przepuszczalny i małe spadki

powierzchni

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 objętości 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 2 3]

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

częstości występowania zdarzeń ekstremalnych (susze powodzie huragany trąby

powietrzne itp)

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 - wg 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

KANALIZACJA I

30

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 minut do 3 dni -

średnio na poziomie 13 [2]

Wywoływane zmianami klimatu zagrożenia ludności i infrastruktury miast związane są

przede wszystkim z niedoborem bądź nadmiarem wody 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

KANALIZACJA I

31

częściej niż raz na 50 lat [2] 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 w

efekcie gwałtownych ulew bądź też długotrwałych intensywnych opadoacutew 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 (ang Flash Flood Urban

Flood) 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 kraju

(zwiększenie przepustowości sieci budowa zbiornikoacutew retencyjno-infiltracyjnych itp)

42 ROGNOZOWANE ZMIANY STRUKTURY OPADOacuteW W PRZYSZŁOŚCI

421 TRENDY ZMIAN ROCZNYCH WYSOKOŚCI OPADOacuteW

Przykłady badań i prognoz

bull W Niemczech w XX wieku odnotowano ogoacutelnie wzrost rocznych 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 Badania szeregoacutew czasowych opadoacutew w dorzeczu Goacuternej Odry (na 4 stacjach IMGW

Kłodzko Legnica Opole i Wrocław) dla danych z okresu 60 lat (1954-2013) wykazały

zmniejszanie się rocznej i sezonowej wysokości opadoacutew - 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

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 i prognoz

We Wrocławiu na przestrzeni 50 lat (1960-2009) stwierdzono trend wzrostowy

częstości występowania intensywnych opadoacutew odpowiednio dla

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


KANALIZACJA I

32

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

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

mlata

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

W perspektywie 2050 r we Wrocławiu przewiduje się wzrost wysokości opadoacutew

kroacutetkotrwałych i spadek wysokości opadoacutew o dłuższych czasach trwania

- wg Kaźmierczak B Prognozy zmian maksymalnych wysokości opadoacutew deszczowych we Wrocławiu Oficyna

Wydaw Politechniki Wrocławskiej Wrocław 2019

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

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






częstością roacutewną dopuszczalnej (akceptowalnej społecznie) częstości wystąpienia wylania na

powierzchnię terenu (tab 11) ndash także w przyszłości

KANALIZACJA I

33

Tab 11 Zalecane częstości projektowe deszczu obliczeniowego wg PN-EN 75220082017

i dopuszczalne częstości wystąpienia wylania wg PN-EN 7522008 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 [2]

W Niemczech zalecono korektę częstości opadoacutew projektowych przyjmowanych

obecnie do weryfikacji nadpiętrzeń i wylewoacutew - wg standardoacutew DWA-A1182006 i EN

7522008 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 i EN 752 odnośnie scenariuszy opadoacutew do

identyfikacji przeciążeń systemoacutew kanalizacyjnych w przyszłości dla Poacutełnocnej Nadrenii-Westfalii

wg Merkblatt Nr 4332009


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

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 opadoacutew w przyszłości

Pierwszym etapem do identyfikacji przeciążeń kanałoacutew i obiektoacutew w przyszłości

powinna być symulacja działania istniejącego bądź nowoprojektowanego systemu

KANALIZACJA I

34

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 m3) względem uszczelnionejzredukowanej powierzchni Fzr 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 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 [2] podano w tab 49

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

KANALIZACJA I

35

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 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 [2] 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

szczelnych powierzchni (np z dachoacutew budynkoacutew na terenach mieszkaniowych)

KANALIZACJA I

36

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

Infiltracja z retencją podziemną - rozsączanie podziemne woacuted opadowych może się

odbywać poprzez skrzynki czy komory rozsączające oraz studnie czy drenaże chłonne [2] 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 (tj bytowo-gospodarcze i przemysłowe) wymiaruje się

na maksymalny godzinowy strumień objętości ściekoacutew bytowo-gospodarczych i

przemysłowych (w dobie maksymalnej) z uwzględnieniem strumienia woacuted przypadkowych

tj infiltracyjnych i deszczowych (w okresie mokrej pogody) Miarodajny do wymiarowania

strumień objętości ściekoacutew Qm śc (w dm3s) obliczać należy z wzoru [2]

Qm śc = Qbg + Qp + Qinf + Qwd (513)

lub ogoacutelnie

Qm śc = Qbg + Qp + Qprzyp (513a)

gdzie

Qbg - strumień ściekoacutew bytowo-gospodarczych dm3s

Qp - strumień ściekoacutew przemysłowych dm3s

Qinf - strumień woacuted infiltracyjnych (przypadkowy) dm3s

Qwd - strumień woacuted deszczowych (przypadkowy) dm3s

Qprzyp - łączny strumień woacuted przypadkowych (Qinf + Qwd) dm3s

Kanały ściekowe należy więc dobierać na miarodajną wartość strumienia ściekoacutew i woacuted

przypadkowych Qm śc (z wzoroacutew (513) lub (513a)) z pozostawieniem rezerwy na

przyszłościowy rozwoacutej tj na potencjalny wzrost wartości strumienia ściekoacutew w przyszłości

(w perspektywie większej niż 50 lat)

KANALIZACJA I

37

Bilans odpływu ściekoacutew bytowo-gospodarczych i przemysłowych opracowuje się wg

podobnych zasad jak bilans zapotrzebowania na wodę - do wymiarowania wodociągoacutew

Obecnie odstępuje się od sporządzania szczegoacutełowych bilansoacutew wodnych zwłaszcza na

perspektywę ge 50 lat na rzecz bilansoacutew opartych na wskaźnikach jednostkowych bądź

scalonych

W metodach bilansowania odpływu ściekoacutew bytowo-gospodarczych i przemysłowych

wykorzystuje się wskaźniki zużycia wodyodpływu ściekoacutew

jednostkowe średnio-dobowe (w dm3d) - w przeliczeniu na mieszkańca (Mk)

scalone maksymalne-godzinowe (w dm3s) - w przeliczeniu na mieszkańca (Mk)

ilub na powierzchnię jednostkową danej zlewni (w ha)

Strumień objętości odpływu ściekoacutew bytowo-gospodarczych (Qbg) i przemysłowych

(Qp) można więc zbilansować dwoma metodami

A metodą wskaźnikoacutew średnich dobowych (MWŚD) bądź

B metodą wskaźnikoacutew maksymalnych godzinowych (MWMG)

Ad A Bilans ściekoacutew Qbg i Qp wg metody wskaźnikoacutew średnich dobowych (MWŚD)

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 maksymalny dobowy odpływ

ściekoacutew (Qdmax) wynosi

ddsrd

dsr

dd NQQ

Q

QN max

max (52)

Wspoacutełczynnik nieroacutewnomierności godzinowej (Nh) i 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 maksymalny godzinowy strumień objętości ściekoacutew (w dm3s) wyniesie

86400max srdhdh QNNQ (54)

KANALIZACJA I

38

UWAGA 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 rejestrowanego

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

poboru wody w tym przesuniętą w czasie (rys 53)

Rys 53 Nieroacutewnomierność poboru wody i odpływu ściekoacutew w dobie

Najpierw bilansuje się średnie dobowe (w m3d) zapotrzebowanie na wodę w

poszczegoacutelnych elementach zagospodarowania przestrzennego (Lp od 1 do 4 w tab 51a)

posługując się liczbą mieszkańcoacutew (LMk) miastaosiedlastrefy i wskaźnikiem jednostkowego

średniego dobowego zapotrzebowania na wodę (qj)

Qd śr = 0001

4

1i

q j middot LMk (55)

gdzie

qj - wskaźnik jednostkowego dobowego zużycia wody na mieszkańca w dm3d (tab 51a)

LMk - liczba mieszkańcoacutew miastaosiedlastrefy Mk

Tab 51a Wskaźniki jednostkowego zapotrzebowania na wodę w miastach [1 2]

Lp

Elementy zagospodarowania

przestrzennego

terenu zurbanizowanego

Jedno-

stka

Wskaźnik

zużycia wody

qj dm3d

Wspoacutełczynnik

nieroacutewnomierności

dobowej Nd

1

Mieszkalnictwo

wielo- i jednorodzinne I

wg klasy wyposażenia II

instalacyjnego mieszkań III

Mk

Mk

Mk

140 divide 160

80 divide 100

70 divide 90

15 divide 13

15 divide 13

20 divide 15

2 Usługi ogoacutelnomiejskie Mk 60 13

3 Komunikacja zbiorowa Mk 4 12

4 Tereny przemysłowo-składowe Mk 70 115

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

UWAGA Podane w tabeli 51a informacje dotyczące wskaźnikoacutew zapotrzebowania na wodę dla

bdquomieszkalnictwardquo (wg RMI z 2002 roku) w odniesieniu do I klasy wyposażenia instalacyjnego

mieszkań (tj z dostawą ciepłej wody użytkowej z zewnątrz ndash np z miejskiej ciepłowni) są obecnie

zawyżone 140divide160 dm3d na Mk w stosunku do wskaźnika dla II klasy (tj mieszkań z lokalnym

źroacutedłem ciepłej wody użytkowej) 80divide100 dm3d na Mk Według najnowszych badań [2]

należałoby na perspektywę dla I klasy przyjmować wskaźnik jednostkowy w granicach 100divide160

dm3d na Mk (niższe wartości dla małych miast)

Następnie oblicza się maksymalny dobowy strumień odpływu ściekoacutew (w m3d) z

wykorzystaniem wzoroacutew [2]

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

lub

Qdmax śc = 0001 Σ (qj middot LMk middot Nd middot η) (57)

KANALIZACJA I

39

gdzie

Nd ndash wspoacutełczynnik nieroacutewnomierności dobowej (wg tab 51a) -

η ndash wspoacutełczynnik (zmniejszający) określający strumień odpływu ściekoacutew -

Dobowy odpływ ściekoacutew jest mniejszy od poboru wody wodociągowej o wartość

mnożnika [1 2]

η = 095 - dla mieszkalnictwa (wielo- i jednorodzinnego)

η = 095 - dla usług ogoacutelnomiejskich

η = 10 - dla komunikacji zbiorowej

η = 085 - dla terenoacutew przemysłowo-składowych

Przyjmując za podstawę obliczony z wzoroacutew (56) lub (57) maksymalny dobowy

strumień ściekoacutew w poszczegoacutelnych elementach zagospodarowania przestrzennego (Lp 1 divide 4

ndash wg tab 51a) jako Qdmax śc = 100 sporządza się histogramy odpływoacutew godzinowych

ściekoacutew (w m3h) wykorzystując do tego (z braku odpowiednich badań) istniejące modele

symulacyjne zapotrzebowania na wodę tj procentowe rozbiory w poszczegoacutelnych godzinach

(w dobie maksymalnej) podane w tabeli 52a Zwykle decydujący o wielkości odpływu

ściekoacutew jest udział mieszkalnictwa ndash najczęściej 60divide80 Qd max śc

Tab 52a Modele symulacyjne rozkładoacutew godzinowych zapotrzebowania

na wodęodpływu ściekoacutew w dobie maksymalnej [1 2]

Godziny

od - do

Elementy zagospodarowania przestrzennego

Mieszkalnictwo Usługi

ogoacutelno-

miejskie

Komunika-

cja zbiorowa

Tereny

przemy-

słowe wieloro-

dzinne

jedno-

rodzinne

0 ndash 1 125 135 100 - 050

1 ndash 2 085 065 100 1650 050

2 ndash 3 085 065 100 1650 050

3 ndash 4 085 065 100 1650 050

4 ndash 5 210 085 100 1650 050

5 ndash 6 250 (300) 300 100 - 050

6 ndash 7 545 (625) 515 100 - 875

7 ndash 8 625 (545) 475 200 - 875

8 ndash 9 495 (445) 445 300 - 875

9 ndash 10 440 420 700 850 875

10 ndash 11 420 340 1000 850 875

11 ndash 12 405 340 1200 850 875

12 ndash 13 390 340 1200 850 875

13 ndash 14 430 400 1200 - 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 - 325

18 ndash 19 565 685 300 - 325

19 ndash 20 630 915 300 - 325

20 ndash 21 660 900 200 - 325

21 ndash 22 680 745 200 - 325

22 ndash 23 545 550 100 - 050

23 ndash 24 320 480 100 - 050

Suma 100 100 100 100 100

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

( ) - w nawiasach podano wartości dla miast o przewadze funkcji przemysłowych

Zsumowanie odpływoacutew ściekoacutew w poszczegoacutelnych godzinach z wszystkich elementoacutew

zagospodarowania (tab 52a) prowadzi do określenia największej wartości godzinowego

odpływu ściekoacutew bytowo-gospodarczych i przemysłowych (w m3h) - najczęściej

występującej w godzinach rannych 600 divide 800 lub wieczornych - 1900 divide 2200

Qhmax śc = Qbg + Qp

- ktoacutera jest następnie przeliczana na dm3s (dzieląc przez 36) i podstawiana do roacutewnań

bilansowych ściekoacutew Qm śc - do wzoroacutew (513) i (513a))

KANALIZACJA I

40

Ad B Bilans Qbg i Qp wg metody wskaźnikoacutew maksymalnych godzinowych (MWMG)

W Niemczech średnie dobowe zużycie wody przez mieszkańca łącznie z usługami

kształtuje się na poziomie od 80 do 200 dm3d W Polsce odpowiednio od 90 dm3d do 220

dm3d Wartości przeciętne są na podobnym poziomie ok 130 dm3(dmiddotMk) Z braku

aktualnych danych o wskaźnikach nieroacutewnomierności dobowej (Nd) i godzinowej (Nh)

odpływu ściekoacutew bytowo-gospodarczych w Polsce można posługiwać się wytycznymi

niemieckimi wg DWA-A118 z 2006 r [1 2 3] ktoacutere na perspektywę 50 lat przewidują

wskaźnik scalony

qbg = 0004divide0005 dm3s - na 1 mieszkańca

- jako maksymalny godzinowy odpływ ściekoacutew bytowo-gospodarczych z mieszkalnictwa

wraz z usługami ogoacutelnomiejskimi Stąd strumień ściekoacutew Qbg (w dm3s) można oszacować z

wzoroacutew [2]

Qbg = qbg middot Z middot Fbg (58)

lub

Qbg = qbg middot LMk (58a)

gdzie

qbg - wskaźnik maksymalnego odpływu ściekoacutew bytowo-gospodarczych dm3(s∙Mk)

Z - gęstość zaludnienia miast Mkha

Fbg - powierzchnia zlewni miejskiej ściekoacutew bytowo-gospodarczych ha


Zaludnienie na terenach zurbanizowanych (Z) kształtuje się zwykle na poziomie od 20

Mkha do 300 Mkha

Odnośnie ściekoacutew przemysłowych ndash na wydzielonych powierzchniach miasta (Fp w

ha) można posługiwać się wskaźnikami scalonymi maksymalnego godzinowego odpływu

ściekoacutew przemysłowych wg DWA-A118 skąd strumień Qp (w dm3s) oszacować można z

ogoacutelnego wzoru [2]

ppp FqQ (59)

gdzie

qp(n) = 02divide05 dm3(s∙ha) - wskaźnik odpływu ściekoacutew z przemysłu niewodochłonnego

qp(w) = 05divide10 dm3(s∙ha) - wskaźnik odpływu ściekoacutew z przemysłu wodochłonnego

Fp ndash powierzchnia zlewni ściekoacutew przemysłowych (powierzchnia wydzielonych terenoacutew

przemysłowych) ha

UWAGA 1 Wartość strumienia jednostkowego qp zależny od branży i technologii produkcji

ale też od czasu pracy - zmianowości itp W Polsce dotychczasowe wytyczne (z lat 60-tych

XX wieku) przewidywały qp(n) = 03divide12 dm3(s∙ha) oraz qp(w) = 12divide58 dm3(s∙ha) co jest

obecnie wysoce nie racjonalne ()

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

KANALIZACJA I

41

UWAGA 2 Przemysł min ze względu na zmianowość pracy może mieć istotny wpływ na

nieroacutewnomierność godzinową odpływu ściekoacutew Przykład na rysunku 54

UWAGA 3 Odpływ ściekoacutew z terenoacutew przemysłowych może być większy od

rejestrowanego poboru wody wodociągowej Zakłady przemysłowe posiadają często własne

ujęcia wody woacutewczas wartość strumienia (Qp) i nieroacutewnomierność odpływu ściekoacutew

przemysłowych należy ustalać na podstawie ankiet ilub pomiaroacutew

52 BILANS WOacuteD PRZYPADKOWYCH

Szczegoacutełowe ustalenie strumieni ściekoacutew - miarodajnych do wymiarowania kanałoacutew

powinno uwzględniać dodatkowo dopływ woacuted przypadkowych tj głoacutewnie infiltracyjnych i

opadowych Qprzyp = Qinf + Qwd (w dm3s) Głoacutewnie wskutek starzenia się materiałoacutew ndash

kanałoacutew dochodzi do ich uszkodzeń i rozszczelnień co powoduje

infiltrację woacuted podziemnych do wnętrza kanałoacutew bądź też

eksfiltrację ściekoacutew do gruntu i skażenie woacuted podziemnych

Wg nieaktualnych polskich wytycznych technicznych z 1965 roku w przypadku gdy

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

jednostkową wartość infiltracji (qinf ) należało przyjmować

dla sieci osiedlowej qinf = 10 m3(d∙km) lub odpowiednio 05 divide 20 m3(d∙ha)

dla sieci miejskiej

qinf = 10 m3(d∙km) lub 05divide20 m3(d∙ha) - kanały murowane i tworzywowe

qinf = 30 m3(d∙km) lub 15divide60 m3(d∙ha) - kanały kamionkowe

qinf = 40 m3(d∙km) lub 20divide80 m3(d∙ha) - kanały betonowe

Rys 55 Zagłębienie kanału względem zwierciadła wody podziemne

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 m3(d∙km)

UWAGA Obecnie wykonuje się proacuteby szczelności nowych kanałoacutew - przy odbiorze

technicznym - mniejsza będzie infiltracja w przyszłości

Obok woacuted infiltracyjnych wody przypadkowe stanowią wody deszczowe dopływające

do kanałoacutew ściekowych (podczas pogody deszczowej) przez

otwory wentylacyjne we włazach studzienek kanalizacyjnych

błędne podłączenia np rynien dachowych wpustoacutew podwoacuterzowych itp

Tabela 53 Możliwe składowe woacuted przypadkowych w zależności od rodzaju kanałoacutew [ATV A-118]

Kanał ogoacutelnospławny Kanał deszczowy Kanał ściekowy - 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

KANALIZACJA I

42

Strumień dopływu woacuted przypadkowych zależy od charakterystyki miastaosiedla tj

rodzaju materiału kanałoacutew jakości wykonania i wieku kanałoacutew oraz zagłębienia pod

zwierciadłem wody podziemnej spadkoacutew powierzchni terenu rodzaju nawierzchni droacuteg itp

Można go 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 DWA-A 1182006 zaleca się przyjmowanie

następujących wartości wskaźnikoacutew jednostkowych woacuted przypadkowych [1 2 3]

qinf [005 015] dm3(s∙ha) - dla infiltracji (wg polskich wytycznych np dla H le 40

m wskaźnik ten wynosiłby qinf = 0006divide010 dm3(s∙ha))

qwd [02 07] dm3(s∙ha) - dla dopływu woacuted deszczowych (nie uwzględniany w

bilansach ściekoacutew wg dotychczasowych polskich wytycznych )

czyli łącznie

qprzyp [025 085] dm3(s∙ha) - do bilansu ściekoacutew wg wzoru (513a)

Strumień woacuted przypadkowych Qprzyp = Qinf + Qwd (w dm3s) można określać oddzielnie ndash

dla powierzchni cząstkowych zlewni ściekoacutew bytowo-gospodarczych (Fbg w ha) oraz zlewni

ściekoacutew przemysłowych (Fp w ha) korzystając z wzoroacutew [1 2]

Qprzyp b-g = Qinf + Qwd = (qinf + qwd) middot Fbg

Qprzypp = Qinf + Qwd = (qinf + qwd) middot Fp

Przykład metodyczny Podział zlewni ściekoacutew bytowo-gospodarczych i przemysłowych na

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

obliczenia strumieni ściekoacutew do doboru średnic ndash schemat na 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]

KANALIZACJA I

43

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 w 1983 roku [wg 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) Prowadziło 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 (na przyszłościowy

rozwoacutej) jest uwzględniana dopiero po wyznaczeniu miarodajnego odpływu ściekoacutew Qm śc tj

łącznie ściekoacutew bytowo-gospodarczych i przemysłowych oraz woacuted przypadkowych

(infiltracyjnych i woacuted deszczowych) Tak więc miarodajny strumień objętości ściekoacutew

wyznacza się dla 4 składowych dopływu


- 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

Zalecenia do doboru średnic kanałoacutew ściekowych

Obecnie wg wytycznych DWA-A 1182006 jako minimalną średnicę kanałoacutew bytowo-

gospodarczych i przemysłowych w miastach należy przyjmować Dmin = 025 m a tylko w

uzasadnionych przypadkach dopuszcza się (jak w dotychczas) Dmin = 020 m ndash na

początkowych odcinkach sieci przy znacznych spadkach terenu i luźnej zabudowie

Minimalne spadki dna kanałoacutew ściekowych można obliczać z formuły imin = 1D (imin

w [permil] dla D w [m]) Jednakże dla małych względnych wypełnień kanałoacutew ściekami hD le

03 spadki dna powinny być znacznie większe niż obliczane z formuły 1D ze względu na

niespełnianie woacutewczas hydromechanicznych warunkoacutew transportu zawiesin (organicznych i

mineralnych) zawartych w ściekach w tym wleczonych przy dnie kanału (podano to w

notatkach - wg rozdz 9 z podręcznika [2]) Spadek maksymalny dna kanałoacutew ściekowych

(imax) powinien wynikać z warunku nieprzekraczania prędkości maksymalnej Vmax = 30 ms

KANALIZACJA I

44

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

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 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 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 km2 (- obszar dużego miasta)

- dla I = 2 mmmin (q = 333 dm3s ha) - F = 135 km2 (- mniejsze miasto)

- dla I = 3 mmmin (q = 500 dm3s ha) - F = 40 km2 (- dzielnica miasta)

- dla I = 4 mmmin (q = 667 dm3s ha) - F = 5 km2 (- osiedle mieszkaniowe)

612 POROacuteWNANIE ILOŚCIOWE SPŁYWOacuteW DESZCZOWYCH ZE ŚCIEKAMI

Nie cały opad na obszarze zurbanizowanym - zlewni deszczowej o całkowitej

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 Wysokość opadu ktoacutera nie stała się częścią spływu

określa się jako straty Pozostała część ndash tzw opad efektywny (dający już spływ

powierzchniowy) związany jest z tzw 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

KANALIZACJA I

45

Przykładowe poroacutewnanie spływoacutew ściekoacutew i woacuted opadowych w roacuteżnym 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 = 060 m spływ woacuted opadowych z 1 ha

powierzchni przykładowo 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

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 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

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 dwoacutech 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 umieszcza się w okolicy

pozbawionej wysokich drzew

Rys 62 Deszczomierz Hellmanna

rokmmrokmFHQrocz

op

32 1800100003060

KANALIZACJA I

46

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 dm3m2)

Deszczomierz Hellmanna nie pozwala na rejestrację zmian intensywności opadoacutew w

czasie czy też czasu trwania poszczegoacutelnych faz opadoacutew Do tego celu służą (od połowy XX

wieku) tzw 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 dm3m2

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

KANALIZACJA I

47

Pluwiometry korytkowe Deszczomierze z naczyniami wywrotnymi (korytkami)

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

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 1820divide2255 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 dm3m2)

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

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 (jak np deszczomierz Hellmanna czy

pluwiograf pływakowy) Na rysunku 66 przedstawiono przykład rejestracji opadoacutew na stacji

meteorologicznej IMGW-PIB w Legnicy przez kilka urządzeń celem weryfikacji wynikoacutew

Rys 66 Deszczomierze na stacji meteorologicznej IMGW w Legnicy od lewej

pluwiografy pływakowy i korytkowy (SEBA) oraz deszczomierz Hellmanna

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

KANALIZACJA I

48

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) [1 2]

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 typu DDF (Depth-Duration Frequency) dla roacuteżnych prawdopodobieństw p

(zamiennie częstości C) wystąpienia opadu Krzywe te stanowią rodzinę hiperbol o 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

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 w czasie ktoacutery jest podstawą wymiarowania kanalizacji deszczowej

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 jednostkowego q od czasu trwania t deszczu o określonym

prawdopodobieństwie p pojawiania się ndash zamiennie częstości występowania C

KANALIZACJA I

49

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

p

C100

(610)

- co interpretujemy jako 1 raz na C lat

W niektoacuterych krajach Europy funkcjonuje pojęcie częstotliwości n występowania opadu

bdquoCzęstotliwośćrdquo df

C

n1

[1rok] (611)

- stąd fizykalnie n = p100 gdy p w oraz n = p gdy p wyrazimy w ułamku (tab 63)

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

Z przyczyn ekonomicznych systemy kanalizacyjne nie mogą być tak projektowane aby w

czasie dowolnie intensywnego deszczu zagwarantować pełną ochronę terenu przed wylaniem

Nieopłacalne jest bowiem projektowanie kanalizacji na bardzo niskie prawdopodobieństwo

pojawienia się deszczy np o p = 001 = 1 tj zdarzających się 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 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 752 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 [1 2 3]

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 2]

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

KANALIZACJA I

50

368409

3836840

1

9

38 41154115

C

tq

ntqq (612)

gdzie

q - jednostkowe (maksymalne) natężenie deszczu dm3(s∙ha)

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

występowania n = 1 rok-1 (czyli dla częstości występowania C = 1 rok) dm3(s∙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 II Wojnie

Światowej model Reinholda był stosowany do projektowania kanalizacji w państwach

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

Polsce Najczęściej do wymiarowania odwodnień terenoacutew przyjmowano q151 = 100

dm3(s∙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 dm3(s∙ha)

UWAGA model Reinholda (z 1940 roku) zaniża wyniki jednostkowych natężeń

wspoacutełczesnych deszczy o rząd 15 [1 2]

Model Błaszczyka

Dotychczas najczęściej stosowanym do projektowania kanalizacji deszczowej w Polsce

był fizykalny model opadoacutew ndash w postaci wzoru Błaszczyka (z 1954 r)

32

3 26316

t

CHq (614)

gdzie

q - jednostkowe natężenie deszczu dm3(s∙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 (614) 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 jest obecnie nieaktualny Zmienność opadoacutew na obszarze kraju

scharakteryzowana była za pomocą tzw opadu normalnego (średniego w wieloleciu min 30

lat) Dla wartości średniej dla Polski H = 600 mm wzoacuter Błaszczyka upraszczał się do postaci

32

3470

t

Cq (615)

UWAGA 1 Na podstawie pomiaroacutew na stacji meteorologicznej IMGW-PIB we Wrocławiu z

okresu 1960-2009 wykazano że wzoacuter Błaszczyka zaniża wyniki obecnych jednostkowych

natężeń deszczoacutew o rząd 40 (np q151 = 77 dm3(s∙ha) wobec q151 = 112 dm3(s∙ha)) - wg Kotowski A Kaźmierczak B Dancewicz A Modelowanie opadoacutew do wymiarowania kanalizacji Wyd

Komitetu Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN Studia z zakresu Inżynierii nr 68 Warszawa 2010

UWAGA 2 Na podstawie ogoacutelnopolskich danych o opadach z lat 1986divide2015 ze 100 stacji

IMGW-PIB wykazano że wzoacuter Błaszczyka zaniża obecne jednostkowe natężenia deszczoacutew

średnio o 33 na terenie całego kraju oraz o 36 w Warszawie - wg Licznar P Siekanowicz-Grochowina K Oktawiec M Kotowski A Burszta-Adamiak E Empiryczna

weryfikacja formuły Błaszczyka do obliczania wartości natężenia deszczu miarodajnego Ochrona Środowiska

2018 vol 40 nr 2 s 17-22

KANALIZACJA I

51

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 opadoacutew

maksymalnych

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)

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)

UWAGA 1 Model Bogdanowicz i Stachy nie obejmuje obszaroacutew goacuterskich i podgoacuterskich

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

dla częstości deszczy pojawiających się raz na rok (tj C = 1 rok) Łatwo wykazać że z

przekształcenia wzoru Bogdanowicz-Stachy (617) do postaci wzoru na jednostkowe

natężenie deszczu q (w dm3(s∙ha)) dla p = 1 otrzymamy

q(max) = 2367t 067 (624)

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

q = 470t 067 (625)

Tak więc dla C = 1 rok wynik obliczeń q z wzoru (624) jest dwukrotnie mniejszy

UWAGA 3 Dla częstości deszczy C = 2 5 i 10 lat z modelu Bogdanowicz-Stachy

otrzymamy maksymalne natężenia opadoacutew bliskie zmierzonym we Wrocławiu [1 2]

KANALIZACJA I

52

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 dm3s 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 dm3(s∙ha)

t - czas trwania deszczu t [5 180] min

a b c n - wspoacutełczynniki regresji zależne od prawdopodobieństwa empirycznego

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 2]

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 dm3(s∙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)

KANALIZACJA I

53

8090022202420

max ln 675981059741275834 ptth (630)

a przekształcony na maksymalne jednostkowe natężenia opadoacutew

18090022202420

max ]ln675981059741275834[7166 tpttq (631)

gdzie




p - prawdopodobieństwo przewyższenia opadu p (0 1] -

643 POROacuteWNANIE MODELU BŁASZCZYKA Z INNYMI MODELAMI OPADOacuteW

Do celoacutew poroacutewnawczych przyjęto wynik obliczeń natężenia opadu z wzoru

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

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

w roacuteżnych zakresach t i C sięgają nawet 60 Przeciętnie są na poziomie o 40 większym

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

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

Czę

sto

ść d

eszc

zu

C

lata

Cza

s tr

wa

nia

des

zczu

t m

in

Bła

szcz

yk

qB

= 1

0

(100

)

Rei

nh

old

q151

= 1

00

dm

3s

ha

Bo

gd

an

ow

icz-

Sta

chy

- r

egio

n p

oacutełn

ocn

o-

zach

od

ni

Bo

gd

an

ow

icz-

Sta

chy

- r

egio

n c

entr

aln

y

La

mb

or

- W

rocł

aw

Lic

zna

r- Ł

om

oto

wsk

i

- W

rocł

aw-S

wo

jczy

ce

Ko

tow

ski

-

Ka

źmie

rcza

k

mo

del

fiz

yk

alny

- W

rocł

aw-

Str

ach

ow

ice

Ko

tow

ski-

Ka

źmie

rcza

k

mo

del

pro

bab

ilis

tycz

ny

- W

rocł

aw-

Str

acho

wic

e

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 Z poroacutewnania wynika konieczność zastąpienia wzoru Błaszczyka (z 1954 r)

wspoacutełczesnymi modelami opadoacutew maksymalnych Dla C = 1 rok model Bogdanowicz-Stachy

zaniża wyniki o 50 względem wzoru Błaszczyka Dla częstości C = 2 5 i 10 lat z modelu

Bogdanowicz-Stachy np dla regionu R1 otrzymamy maksymalne natężenia nieznacznie

wyższe względem zmierzonych obecnie we Wrocławiu (czyli w klasie dokładności modeli)

KANALIZACJA I

54

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 Efektywny spływ powierzchniowy zależy od wielu czynnikoacutew 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 opiera się z konieczności

na 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 miarodajny do wymiarowania systemoacutew kanalizacyjnych odpływ

woacuted deszczowych (Qm)

Rys 71 Schemat zlewni deszczowej o powierzchni F

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

ze zlewni ma postać

FqQm (71)

gdzie

q - natężenie jednostkowe deszczu q = q(td C) dm3(s∙ha)

φ - wspoacutełczynnik opoacuteźnienia odpływu (redukcji natężenia deszczu) -

ψ - wspoacutełczynnik spływu powierzchniowego -

F - powierzchnia zlewni ha

KANALIZACJA I

55

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 deszczu (C)

Dotychczas w wymiarowaniu kanalizacji obliczano zastępczy ndash tj średni ważony

wspoacutełczynnik spływu dla zlewni cząstkowej (podzlewni) przyporządkowanej do danego

odcinka kanału z wzoru

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

Spływ powierzchniowy utożsamiano ze zlewnią zredukowaną - o roacutewnoważnej

szczelnej powierzchni - Fzr obliczanej ze wzoru

FFzr (74)

UWAGA W projektowaniu odwodnień terenoacutew w Polsce wspoacutełczynnik spływu był błędnie

utożsamiany ndash tylko ze stopniem uszczelnienia powierzchni zlewni - niezależnie od spadkoacutew

terenu oraz natężenia deszczu obliczeniowego (q(t C)) Wartość wspoacutełczynnika spływu (ψi)

danej powierzchni cząstkowej (Fi) zlewni deszczowej określano więc wyłącznie w zależności

od rodzaju pokrycia - stopnia 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 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

metodzie MMN (rozdz 83 [2]) - na wzoacuter niemieckiej metody MWO (wg rozdz 73 [2])

KANALIZACJA I

56

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

Norma PN-EN 752 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 występowania wysokich budynkoacutew powierzchnię dachoacutew zaleca

zwiększać 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 terenoacutew zurbanizowanych

712 WYBOacuteR CZASU TRWANIA DESZCZU MIARODAJNEGO

Po przyjęciu określonej częstości C występowania deszczu obliczeniowego (wg PN-EN

752) pojawia się pytanie jakie jest miarodajne natężenie deszczu (qm) - zależne od

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

obliczeniowym

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

- dla danej częstości C występowania

UWAGA Każdemu przekrojowi (x) kanału na jego trasie (patrz schemat na 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 miarodajne wartości qm - dla danej częstości C

KANALIZACJA I

57

Rys 73 Idea wymiarowania kanałoacutew w poszczegoacutelnych węzłach obliczeniowych zlewni deszczowej

W przekroju x kanału obliczeniowy strumień objętości Qm zapisać można jako

zrdmmzrxm FtqFqQ )(

(76)

gdzie

qφ = qm(tdm) - zredukowane natężenie deszczu (w dm3(s∙ha)) względem miarodajnego do

wymiarowania kanalizacji czasu trwania tdm =

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) tj od początku zlewni (punktu A) do przekroju obliczeniowego (p 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

Dla przyjętej częstości występowania (C) - z krzywej deszczu typu IDF (rys 74)

ustalono następujące natężenia jednostkowe opadoacutew

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 ndash B

KANALIZACJA I

58

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 objęta już będzie spływem

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

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

KANALIZACJA I

59

Tak więc gdy maxmpd Qtt - co jest podstawą dotychczasowych metod (czasu

przepływu) wymiarowania kanalizacji w wielu krajach świata tj

metody wspoacutełczynnika opoacuteźnienia (MWO) - w krajach niemieckojęzycznych

rational method - w krajach anglojęzycznych (RM)

metody granicznych natężeń (MGN) ndash dotychczas stosowanej w Polsce

metody maksymalnych natężeń (MMN) ndash zalecanej do stosowania w Polsce [1 2 3]

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

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

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

redukujące wartość natężenia jednostkowego opadoacutew stąd dla

)()()( pmdmmdmprkdmd tQtQtqttttt (77)

gdzie FtqtQ dmdmm )()( (78)

lub FtqtQ pdmm )()( (79)

UWAGA Założenia wyjściowe metody MGN są 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 podręcznikach [1 2] 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

UWAGA 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 Qm(tdm) lt Qm(td = tp)

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

znikomo mała

UWAGA 3 Koncentracja terenowa jest pomijana w niemieckich metodach czasu przepływu

wymiarowania kanalizacji deszczowej

KANALIZACJA I

60

Prawdopodobieństwo p (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 Według WTP z

1965 r uśredniony czas tk - w warunkach miejskich przyjmowano od 2 do 10 minut Wg

Zasad planowania i projektowania systemoacutew kanalizacyjnych w aglomeracjach miejsko -

przemysłowych i dużych miastach z 1984 r zmniejszono zalecane czasy koncentracji

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

Tab 71 Zalecane prawdopodobieństwa (częstości) występowania deszczu miarodajnego do

projektowania kanalizacji w Polsce wg WTP z 1965 r

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

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

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 20

czasu tp czyli tr = 02tp


pomijanie czasu retencji kanałowej bowiem wartość tr znacznie redukuje natężenie deszczu

q(tdm) miarodajne do wymiarowania kanałoacutew w MGN

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

kanały są częściowo wypełnione po poprzednim opadzie

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

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

722 TOK OBLICZEŃ W WYMIAROWANIU KANAŁOacuteW w MCP

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 prędkość przepływu υ (w ms)

KANALIZACJA I

61

Przykład Dla danych Qm(B) i projektowanego spadku dna kanału ik należy dobrać przekroacutej

(średnicę) kanału i ustalić wypełnienie h( ) oraz prędkość υ( ) przepływu (dla Qm(B) ik

h( ) υ( ))

Rys 79 Schemat przykładowej zlewni deszczowej do doboru średnicy kanału A-B

UWAGA Ponieważ do obliczenia strumienia objętości Qm(B) potrzebny jest nieznany a priori

- rzeczywisty czas przepływu tp toteż wymiarowanie kanału prowadzi się iteracyjnie W

pierwszym przybliżeniu w MCP zakłada się bdquodowolnąrdquo prędkość przepływu np υz(1) = 10

ms i oblicza czas przepływu tp(1) = L60υz(1)

Przykładowo w MGN wyznaczano bdquomiarodajnyrdquo czas trwania deszczu tdm(1) z wzoru

krpdm tttt (713)

w ktoacuterym podstawiano za tr = 02tp stąd

kpkppdm tttttt 2120 (714)

Dalej - w 1 przybliżeniu w MPC należy obliczyć natężenie jednostkowe deszczu

miarodajnego q(tdm)(1) a następnie strumień objętości Qm(tdm)(1) oraz dobierać wymiar kanału

z ustaleniem jego wypełnienia h(1) oraz bdquorzeczywistejrdquo prędkość przepływu υrz(1)

W 2 przybliżeniu dla nowo założonej prędkości υz(2) = υrz(1) należy obliczyć nowe

czasy tp(2) i tdm(2) oraz strumienie q(tdm)(2) i Qm(tdm)(2) Dla dobranej już średnicy kanału należy

ustalić nowe wartości h(2) oraz υrz(2) Obliczenia należy prowadzić do momentu aż prędkość

rzeczywista w n-tym przybliżeniu υrz(n) dla Qm(n) w dobranym kanale o wypełnieniu h(n)( )

nie roacuteżni się więcej niż plusmn 01 ms od υrz(n-1)

Przykładowo w MGN dla kanału złożonego z wielu odcinkoacutew obliczeniowych czas tp

był sumowany - od początku kanału do ostatniego przekroju obliczeniowego z wzoru

kpdm ttt 21 (716)

a minimalny czas trwania deszczu miarodajnego przyjmowano jako

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

724 METODA UPROSZCZONA ndash STAŁYCH NATĘŻEŃ (MSN)

Do wymiarowania kanalizacji deszczowej stosowana była też 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 dm3(s∙ha)) obliczane z wzoru (717) Błaszczyka postaci

KANALIZACJA I

62

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 warunkuje prędkość

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

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

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

UWAGA MSN jako nie należąca do tzw metod czasu przepływu w świetle zaleceń PN-

EN 752 nie powinna być stosowna do wymiarowania kanalizacji deszczowej

725 OSOBLIWOŚCI OBLICZENIOWE W MCP

Wszystkie metody czasu przepływu wymagają 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 tzw zlewni

regularnej zawsze

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

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

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

przypadkoacutew występowania tzw zlewni nieregularnych tj

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

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

zrmm FqQ - strumień zwiększa się

pomimo że maleje qm ale szybciej rośnie Fzr

średnice kanałoacutew nie mogą maleć

wraz ze wzrostem długości kanału

KANALIZACJA I

63

Przykłady obliczeń zlewni nieregularnych ndash konieczne sprawdzenia Qm w węzłach

Nieregularność zlewni powodowana jest najczęściej znacznymi roacuteżnicami wielkości

powierzchni zlewni cząstkowych (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 czy spadek dna a więc

związanych z czasem przepływu (tp) Dla przykładu w podręcznikach [1 2] przedstawiono 4

klasyczne przykłady występowania zlewni nieregularnych - zwanych także wspoacutełzależnymi

lub wzajemnie oddziaływującymi na siebie Poniżej omoacutewiono 2 - najczęstsze przypadki

Przykład 1 21

Rys 713 Schemat zlewni nieregularnej gdy ψ1 gtgt ψ2

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 prawdziwości hipotezy podano na rys 714

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

KANALIZACJA I

64

Przykład 2 Połączenie dwoacutech kanałoacutew w węźle początkowym sieci

Założenie wyjściowe tp1 ltlt tp2 - wg rys 718

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)

73 METODA WSPOacuteŁCZYNNIKA OPOacuteŹNIENIA

731 ZAŁOŻENIA WYJŚCIOWE MWO

W metodzie wspoacutełczynnika opoacuteźnienia (MWO) należącej do MCP pomija się czasy

retencji terenowej i kanałowej - czyli przyjmuje się z założenia td = tp Wyznaczone w ten

sposoacuteb spływy woacuted deszczowych (Qm) są miarodajne do bezpiecznego wymiarowania

kanałoacutew deszczowych (są one znacznie większe w poroacutewnaniu do obliczanych wg MGN)

W MWO miarodajny strumień woacuted deszczowych Qm (dla td = tp) określa się z wzoroacutew

KANALIZACJA I

65

- dawniej (do 1999 r)

FCtqQ sdm )(115 (729)

- obecnie (od 1999 r)

FCtqQ sdm )( (730)

gdzie

q151 - wzorcowe jednostkowe natężenie 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 z atlasu KOSTRA q151 [90

170] dm3(s∙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 dm3(s∙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 nachylenia terenu i natężenia deszczu

wzorcowego - q15C -


Miarodajne do wymiarowania kanalizacji - zredukowane jednostkowe natężenie deszczu

wg bdquostaregordquo wzoru (729)) wynosi więc

)36840(9

38)( 4

115115

Ct

qCtqd

d (732)

Np dla q151 = 100 dm3(s∙ha) z (732) otrzymamy natężenia deszczy zależne od C

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

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


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

W MWO maksymalny spływ powierzchniowy (Qm dawniej wg (729) lub obecnie wg

(730)) pochodzi z miarodajnej - zredukowanej zlewni deszczowej o zastępczej

powierzchni

Fm zr = ψs middot F

Wartość szczytowego wspoacutełczynnika spływu (ψs) zależy od stopnia uszczelnienia

zlewni (ψ) i spadkoacutew powierzchni terenu (it) oraz od natężenia ndash częstości deszczu (C) (wg

tab 76)

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

KANALIZACJA I

66

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

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

oraz stopnia uszczelnienia (ψ) wg ATV A-1181999 DWA A-1182006 cytow w [1 2]

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

() natężenia q15C = 100 130 180 i 225 dm3(s∙ha) odpowiadają C = 1 2 5 i 10 lat

732 OSOBLIWOSCI OBLICZENIOWE W MWO

Procedura wymiarowania hydraulicznego kanalizacji deszczowej wg MWO jest

podobna jak w MGN W szczegoacutelności 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 (td = tp)

Dla bardzo zroacuteżnicowanych powierzchni cząstkowych zlewni - pod względem kształtu

spadkoacutew terenu czy wartości wspoacutełczynnikoacutew spływu szczytowego występowanie zlewni

wspoacutełzależnych (oddziałujących na siebie) ndash czyli nieregularnych jest często spotykane [1

2] Przykładowo w przypadku połączenia większej liczby (n) kanałoacutew o zroacuteżnicowanych

czasach przepływu (tpi) wyznacza się skorygowany - średni ważony czas przepływu tps z

wzoru

n

mi

n

mipips QQtt11

(737)

8 WSPOacuteŁCZESNE STANDARDY ODWODNIENIA TERENOacuteW

ZURBANIZOWANYCH

81 WYMAGANIA DO WYMIAROWANIA KANALIZACJI DESZCZOWEJ

Z przyczyn ekonomicznych systemy kanalizacyjne na terenach zurbanizowanych nie

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)

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

KANALIZACJA I

67

Tab 81 Zalecane wg PN-EN 7522008 dopuszczalne częstości wylewoacutew z kanalizacji [1 2]

Częstość deszczu

obliczeniowego C ) [1 raz na C lat]

Kategoria standardu odwodnienia terenu

(Rodzaj zagospodarowania)

Częstość

wystąpienia 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 752 z 2008 r przyjmowała 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 decydował 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 [1 2]

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 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) Dzielnice śroacutedmiejskie i centra miast oraz ulice klasy

E i 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

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

KANALIZACJA I

68

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 752 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

Pomocne okazują się tutaj wytyczne ATV-A 1181999 i DWA-A 1182006 ktoacutere

wprowadzają pojęcie częstości nadpiętrzenia (Cn) jako pomocniczą wielkość wymiarującą

do obliczeń sprawdzających (w modelowaniu) działania sieci kanalizacyjnych (tab 83)

Tab 83 Zalecane wg ATV A-118 częstości nadpiętrzenia do obliczeń sprawdzających

nowoprojektowanych bądź modernizowanych systemoacutew kanalizacyjnych

(poziom odniesienia powierzchnia terenu)

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 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)

Trendy zmian standardoacutew wymiarowania kanalizacji deszczowej

Odnośnie europejskich standardoacutew wymiarowania systemoacutew kanalizacji deszczowej

pierwowzorem polskiej normy PN-EN 752 z 2008 roku była norma PN-EN 752 z lat

20002001 (tab 83a)

Tab 83a Historycznie zalecane częstości deszczu obliczeniowego do wymiarowania kanalizacji

deszczowej i dopuszczalne częstości wylewoacutew z kanałoacutew wg PN-EN 75220002001

Częstość deszczu

obliczeniowego )

[1 raz na C lat]

Standard odwodnienia

- rodzaj zagospodarowania terenu

Częstość

wylewoacutew

[1 raz na C lat]

1 na 1 Tereny wiejskie 1 na 10

1 na 2 Tereny mieszkaniowe 1 na 20

1 na 2

1 na 5

Centra miast tereny usług i przemysłu

- ze sprawdzaniem wystąpienia wylania

- bez sprawdzania wystąpienia wylania

1 na 30

----

1 na 10



1 na 50


KANALIZACJA I

69

Najnowsza wersja normy PN-EN 752 z 2017 roku utrzymuje zalecane wg PN-EN 752 z

2008 roku (tab 81) częstości projektowe deszczu obliczeniowego tj C = 1 rok - dla terenoacutew

pozamiejskich (wiejskich) oraz C = 2 5 lub 10 lat - dla terenoacutew miejskich (w zależności od

rodzaju zagospodarowania terenu) ale przewiduje już możliwość przyjmowania większych

niż podane w tabelach 81 i 83b - częstości projektowych deszczu obliczeniowego (C)

Biorąc pod uwagę przewidywany wzrost częstości występowania intensywnych opadoacutew

w przyszłości do wymiarowania zwłaszcza głoacutewnych kanałoacutew i przy braku możliwości

modelowania przeciążeń (nadpiętrzeń i wylewoacutew) celowe jest już obecnie przyjmowanie

większych częstości deszczu obliczeniowego niż zalecane w standardach projektowych PN-

EN 75220002001 PN-EN 7522008 PN-EN 7522017 oraz MTiGM1999 wg propozycji

podanej w tabeli 83c - na podstawie podręcznikoacutew [1 2 3]

Tab 83b Zalecane częstości deszczu obliczeniowego do wymiarowania

kanalizacji deszczowej wg najnowszej normy PN-EN 7522017 Częstość deszczu

obliczeniowego

[1 raz na C lat]



1 na 1 Tereny pozamiejskie (wiejskie)

1 na 2 Tereny mieszkaniowe

1 na 5 Centra miast tereny usług i przemysłu

1 na 10 Podziemne obiekty komunikacyjne

Przejścia i przejazdy pod ulicami itp

Tab 83c Proponowane zmiany częstości deszczy obliczeniowych dla zachowania

w przyszłości obecnie dopuszczalnych częstości wylewoacutew wg [2 3] Częstość deszczu

obliczeniowego

[1 raz na C lat]



2 zamiast 1 Tereny wiejskie

5 zamiast 2 Tereny mieszkaniowe

10 zamiast 5 Centra miast tereny usług i przemysłu

50 zamiast 10 Podziemne obiekty komunikacyjne

przejścia i przejazdy pod ulicami itp Podobne zalecenia do wymiarowania systemoacutew odwodnieniowych w tym do

sprawdzania niezawodności ich działania (z uwzględnieniem kryterium nadpiętrzeń w

kanałach) są już stosowane w Belgii (Flandria) czy w Niemczech (Nadrenia Poacutełnocna -

Westfalia - wg Merkblatt Nr 433) Pozwoli to prawdopodobnie na zachowanie także w

przyszłości obecnie dopuszczalnych częstości występowania zagrożeń wylewami z kanałoacutew

Odnośnie dopuszczalnej częstość wylewoacutew z kanalizacji normy PN-EN 752 - z

20002001 r (tab 83a) i z 2008 r (tab 81) ograniczały to zagrożenie do rzadkich częstości

(C) występowania w dostosowaniu do 4 rodzajoacutew zagospodarowania przestrzennego terenoacutew

zurbanizowanych Najnowsza wersja normy PN-EN 7522017 roacuteżnicuje już dopuszczalną

częstość wylewoacutew z kanałoacutew w siedmiostopniowej skali wpływu zagrożenia na środowisko -

dla przykładowo zdefiniowanych lokalizacji terenoacutew Jednocześnie zastrzega że podane w

tabeli 83d wartości dopuszczalnych częstości wylewoacutew mogą być zaroacutewno podwyższane bdquow

przypadku szybko przemieszczających się woacuted powodziowychrdquo ale także obniżane bdquow

przypadku przebudowy istniejących systemoacutew gdy osiągnięcie tych samych kryterioacutew

projektowych dla nowych systemoacutew pociąga za sobą zbyt wysokie kosztyrdquo Ta druga

możliwość jest dyskusyjna wobec prognozowanego wzrostu częstości występowania

intensywnych opadoacutew w przyszłości Ponieważ norma nie jest aktem prawnym (wg Ustawy o

normalizacji z 2002 r) zalecenia normatywne należy traktować jako wskazoacutewki do

autorskich projektoacutew [1 2 3]

KANALIZACJA I

70

Tab 83d Kryteria oceny zagrożeń oraz dopuszczalne częstości wylewoacutew z kanałoacutew i podtopień

terenoacutew wg PN-EN 7522017

Stopień zagrożenia Przykładowe lokalizacje Częstość wylewoacutew

[1 raz na C lat]








pod ulicami 30


82 POROacuteWNANIE DOTYCHCZASOWYCH METOD WYMIAROWANIA

KANALIZACJI DESZCZOWEJ W POLSCE i W NIEMCZECH

821 Analiza jakościowa dotychczasowych metod czasu przepływu

W podręcznikach [1 2] poroacutewnano dwie metody (czasu przepływu) wymiarowania

kanalizacji deszczowej stosowanej dotychczas w Polsce - MGN z wzorem Błaszczyka oraz

podobnie w Niemczech - MWO z wzorem Reinholda

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)

Wykazane to będzie na przykładzie całkowicie wypełnionych kanałoacutew o przekroju

kołowym gdzie łatwo udowodnić 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 [1 2 3]

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

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 bezwymiarowe zależności did1 od QiQ1 equiv

qmiqm1 ndash wyliczone z MGN i MWO Z wykresu wynika że dwukrotne zwiększenie wartości

częstości deszczu np 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 Przykładowo dziesięciokrotne zwiększenie

wartości częstości deszczu np z C = 1 rok na C = 10 lat powoduje względny wzrost wartości

KANALIZACJA I

71

strumienia deszczu o wartość mnożnika ok 22 (w MGN i MWO) i wymaga wzrostu średnicy

kanału jedynie rzędu 35

Rys 81 Jakościowa zależność względnej średnicy kanału od względnego strumienia objętości

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

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 stosowanych 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 2]

W tabeli 84 poroacutewnano natężenia deszczy 10-minutowych odczytane z atlasu

KOSTRA dla granicznych polskich miast na tle zmierzonych we Wrocławiu i w Bochum

oraz obliczonych z modeli Reinholda (612) Błaszczyka (614) i Bogdanowicz-Stachy (616)

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 2] 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)

UWAGA 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

KANALIZACJA I

72

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 dm3(smiddotha)

dla częstości C (w latach)

Uwagi

C = 1 C = 2 C = 5 C = 10

1 Świnoujście 1352 1640 2020 2308

[Atlas 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 dm3(smiddotha)

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

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 752 pilna staje się potrzeba zmiany dotychczasowych

metod ich wymiarowania w tym zastąpienie modelu Błaszczyka nowymi modelami opadoacutew

maksymalnych W książkach [1 2 3] zaproponowano daleko idącą modyfikację MGN

poprzez min 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

Miarodajny strumień deszczu Qm (w dm3s) wg umownie nazwanej bdquometody

maksymalnych natężeńrdquo (MMN) obliczyć należy z wyjściowej postaci wzoru [1 2 3]

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 75)

KANALIZACJA I

73

ψs - maksymalny (szczytowy) wspoacutełczynnik spływu woacuted deszczowych przyjmowany

w zależności od stopnia uszczelnienia powierzchni (ψ) nachylenia terenu (it) oraz

częstości deszczy C (ψs - wg tabeli 76a)

F - powierzchnia zlewni deszczowej ha W wymiarowaniu kanalizacji deszczowej oblicza się najpierw zastępczy (średni

ważony) stopień uszczelnienia powierzchni (ψ) danej zlewni obliczany z wzoru

n

i

i

n

i

ii

n

nn

F

F

FFF

FFF

1

1

21

2211

)(

(86a)

gdzie

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

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

Stopień uszczelnienia powierzchni zlewni należy przyjmować z zakresu

ψ = 10 - dla szczelnych powierzchni np dachoacutew

ψ = 09divide10 - dla uszczelnionych powierzchni np jezdni placoacutew chodnikoacutew

ψ = 0divide03 - dla nieuszczelnionych powierzchni np tzw terenoacutew zielonych

Następnie ustala się wartość szczytowego wspoacutełczynnika spływu s wg tabeli 76 (jak

w MWO)

Tab 76a Szczytowe wspoacutełczynniki spływu (s) w zależności od stopnia uszczelnienia (ψ) i

spadkoacutew terenu (it) oraz częstości projektowych deszczy (C)

Przykład metodyczny nr 1 Dla obliczonego stopnia uszczelnienia powierzchni zlewni

ψ = 025 przy uwzględnieniu spadkoacutew terenu w granicach 1 lt it le 4 i deszczu

obliczeniowego o częstości występowania C = 5 lat na podstawie tabeli 76 interpolowana

liniowo wartość szczytowego wspoacutełczynnika spływu wynosi ψs = 0465

Przykład metodyczny nr 2 Dla ψ = 030 przy 4 lt it le 10 i C = 2 lata na podstawie

tabeli 76 ustalono ψs = 042

Miarodajny spływ powierzchniowy (o strumieniu Qm - z wzoru (86)) pochodzi z

miarodajnej - zredukowanej zlewni deszczowej o zastępczej powierzchni

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

KANALIZACJA I

74

Fm zr = ψs middot F (86b)

gdzie

ψs - szczytowy wspoacutełczynnik spływu woacuted deszczowych w zlewni danego kanału -

F - powierzchnia zlewni deszczowej danego kanału ha

Najkroacutetsze czasy trwania deszczu td min (w MMN) należy dobierać w zależności od

nachylenia terenu i stopnia uszczelnienia powierzchni (td min 5 10 15 minut) wg tab 75

(jak w MWO)

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

od spadku terenu (it) i stopnia uszczelnienia (ψ) do MMN

Do czasu opracowania atlasu opadoacutew maksymalnych w Polsce - na wzoacuter atlasu

KOSTRA w Niemczech (co było postulowane już w 2011 roku w I wydaniu podręcznika [1])

można sformułować następujące zalecenia co do przydatności dotychczasowych modeli

opadoacutew do wymiarowania odwodnień terenoacutew w Polsce wg MMN

odnośnie do wymiarowania sieci kanalizacyjnych

o dla częstości projektowej deszczu C = 1 rok (na terenach wiejskich) 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)

o z C = 2 lata na C = 5 lat - w II kategorii (wg tab 81)

o z C = 5 lat na C = 10 lat - w III kategorii

o z C = 10 lat na C = 20 lat - w IV kategorii odwodnienia terenu

odnośnie 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)

W przypadku Wrocławia do projektowania sieci i obiektoacutew kanalizacji deszczowej

można stosować lokalny np model fizykalny opadoacutew maksymalnych zwłaszcza dla

praktycznego zakresu td [5 180] minut i C [1 10] lat postaci [1 2]

2650

max )453()530ln(681676)( dd tCCth (89)

ktoacutery po przekształceniu na maksymalne natężenia jednostkowe opadoacutew przyjmuje postać

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

KANALIZACJA I

75

12650

max ])453()530ln(681676[7166)(

ddd ttCCtq (89a)

gdzie

hmax - maksymalna wysokość opadu (deszczu) mm

qmax - maksymalne jednostkowe natężenie opadu dm3(smiddotha)

td - czas trwania deszczu min


Tab 85 Zalecane modele opadoacutew do wymiarowania systemoacutew odwodnieniowych wg MMN [1 2]

Standard

odwodnienia

terenu

Wymagane

częstości

projektowe

Zalecane modele opadoacutew i częstości deszczy

C - do wymiarowania

sieci odwodnieniowych

Cz - do wymiarowania

zbiornikoacutew retencyjnych

- 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







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)

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)

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 np 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 2]

8090022202420

max ln 68981197417584)( pttpth ddd (810)

lub

1

8090

022202420

max ]1

ln68981197417584[7166)(

dddd t

CttCtq (810a)

gdzie


qmax - jednostkowe maksymalne natężenie opadu dm3(smiddotha)


p - prawdopodobieństwo przewyższenia opadu p C -

C - częstość występowania deszczu o danym natężeniu z przewyższeniem lata

KANALIZACJA I

76

852 WYMIAROWANIE PRZYKŁADOWYCH SIECI KANALIZACYJNYCH

Na potrzeby ilustracji metod wymiarowania a następnie modelowania działania

hydrodynamicznego - przykładowo zwymiarowanych sieci kanalizacji deszczowej przyjęto

modelową zlewnię deszczową o powierzchni F = 2025 ha (tj ok 2 km2) położoną w terenie

płaskim we Wrocławiu przedstawioną schematycznie na rysunku 85 Przykład zaczerpnięto

z pracy doktorskiej B Kaźmierczaka z 2011 r pt Badania symulacyjne działania przelewoacutew

burzowych i separatoroacutew ściekoacutew deszczowych w warunkach ruchu nieustalonego do

wspomagania projektowania sieci odwodnieniowych cytowanej w [1 2]

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

Kanalizowana zlewnia deszczowa w zabudowie mieszkaniowej składa się z 90 zlewni

cząstkowych - modułoacutew o powierzchniach 225 ha i wymiarach 150 na 150 m Średni ważony

wspoacutełczynnik spływu powierzchniowego wynosi ψ = 025 stąd powierzchnia zredukowana

zlewni Fzr = 50625 ha Projektowane kanały boczne (w liczbie 36) mają długość po 300 m

(2 odcinki po 150 m) Kolektor ma całkowitą długość 2700 m (18 odcinkoacutew po 150 m)

Obliczenia hydrologiczne i hydrauliczne kanalizacji deszczowej przeprowadzono dla 3

wariantoacutew wymiarowania sieci 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

KANALIZACJA I

77

Wyniki wymiarowania

I MGN z modelem opadoacutew Błaszczyka

W I wariancie obliczeniowym - 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

W I wariancie dobrano średnice kanałoacutew bocznych pierwszy odcinek (150 m) ma

K030 m oraz drugi odcinek (150 m) ma 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

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

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 m i K050 m Kolektor składa się z

18 odcinkoacutew o średnicach K080 m 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 m3s jest wyższy o 56

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

KANALIZACJA I

78

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 m i K060 m a kolektor - od

K080 m do K220 m Czas przepływu wynosi 433 min Strumień ściekoacutew deszczowych w

III wariancie Qm(III) = 3700 m3s jest wyższy aż o 90 wzgl I wariantu (Qm(I) = 1948 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 2]

Jego przydatność potwierdziła Wartalska w pracy doktorskiej z 2019 r oraz w monografii ndash wg Wartalska KE Kotowski A Metodyka tworzenia wzorcoacutew opadoacutew do modelowania odwodnień

terenoacutew Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej 2020

Rys 3 Opad modelowy Eulera typu II o C = 3 lata i t = 90 min dla Wrocławia [1 2]

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 min) dla zwymiarowanej w I wariancie sieci kanalizacyjnej podano na rys 810

KANALIZACJA I

79

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

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

KANALIZACJA I

80


w II wariancie zwymiarowanej kanalizacji deszczowej

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 m3 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

KANALIZACJA I

81

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 Maksymalny strumień objętości

przepływu (w III wariancie) na ostatnim odcinku kolektora wynosił Qmax(III) = 695 m3s

854 WNIOSKI Z ANALIZ DZIAŁANIA PRZYKŁADOWO ZWYMIAROWANYCH SIECI

KANALIZACYJNYCH

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 m3 m3ha m m ppt m3s - m3

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

UWAGA Praktyczne wskazoacutewki do symulacji działania kanalizacji podano w monografiach

1 Kaźmierczak B Kotowski A Weryfikacja przepustowości kanalizacji deszczowej w

modelowaniu hydrodynamicznym Oficyna Wyd Politechniki Wrocławskiej 2012

2 Nowakowska M Kotowski A Metodyka i zasady modelowania odwodnień terenoacutew

zurbanizowanych Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej 2017

Zalecenia do doboru wymiaroacutewśrednic kanałoacutew deszczowych

Biorąc pod uwagę prognozowany wzrost intensywności opadoacutew w przyszłości jako

minimalną średnicę kanałoacutew deszczowych w miastach zaleca się już obecnie przyjmować

Dmin = 040 m a tylko w uzasadnionych przypadkach można stosować Dmin = 030 m (jak wg

dotychczasowych WTP) - na początkowych odcinkach sieci przy znacznych spadkach terenu

- na podstawie wynikoacutew modelowania hydrodynamicznego w wyżej omoacutewionym

przykładzie a także dla obciążeń zlewni w przyszłości tj symulacji komputerowych

obecnymi opadami o C = 5 lat i 100 lat ndash wg rozdz 855 w podręczniku [2])

Analogicznie uwzględniając zmiany klimatu celowe jest także zwiększenie minimalnej

średnicy przykanalikoacutew deszczowych z wpustoacutew ulicznych - z obecnej D = 015 m na

D = 020 m a także zwiększenie ich liczby (z typowym rusztem 04x06 m) tj zmniejszenie

rozstawoacutew z obecnie zalecanych le 30 m do rozstawoacutew le 25 m - w zależności od klasy drogi

i spadkoacutew niwelety jezdni - wg tabeli 10

KANALIZACJA I

82

Tab 10 Zalecane odstępy między wpustami ulicznymi podane w [1 2]

Maksymalny odstęp

między wpustami [m]

Spadek podłużny

niwelety drogi []

le 25 gt 10

le 15 05 do 10

le 10 lt 05

Minimalne spadki dna kanałoacutew deszczowych można określać ze znanej formuły

imin = 1D (imin w [permil] dla D w [m]) Przykładowo dla Dmin = 040 m imin = 1040 = 25permil

przy czym dla D ge 10 m imin = 10permil Spadek maksymalny kanałoacutew deszczowych (imax)

powinien wynikać z warunku nieprzekraczania prędkości maksymalnej Vmax = 50 ms ndash w

warunkach całkowitego wypełnienia danego przekroju (średnicy) kanału Przykładowo dla

Dmin = 040 m imax = 90permil [1 2 3]

Kanały deszczowe należy dobierać na niecałkowite wypełnienie - odpowiednio do 90

przepustowości całkowitej (Qo) danego przekroju (np średnicy D) kanału - wg zaleceń DWA-

A118 z 2006 r czyli do względnego wypełnienia [1 2 3]

hD lt 075 - dla kanałoacutew o przekroju kołowym (o średnicy D)

hH lt 079 - dla kanałoacutew jajowych (o wysokości przekroju H = 15B) oraz

hH lt 072 - dla kanałoacutew dzwonowych (o wysokości przekroju H = 085B gdzie B

oznacza szerokość przekroju w tzw pachach)

Przykład metodyczny Przyporządkowanie pośrednich średnic kanałoacutew na odcinkach

kolektora A-B-C-D 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 (rys 58)

Q = f(LAD) na podstawie ktoacuterego zakładając proporcjonalny przyrost strumienia na długości

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 położenia pośrednich średnic kanałoacutew

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

1Di)

KANALIZACJA I

83

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 2]

Oznaczenia do tabeli 91

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

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

KANALIZACJA I

84

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 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

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

KANALIZACJA I

85

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 m12s

61

61

4

11

d

nR

nC hM (910)

Wspoacutełczynnik szorstkości (n) zależy od stanu hydraulicznego przewodoacutew - analogicznie

jak zastępcza chropowatość (k) [1 2] W normie PN-EN 752 definiowany jest jako

wspoacutełczynnik Manninga K = 1n ktoacuterego wartość w III strefie określa wzoacuter

k

d

dgK

73log

324

61

(911)

923 DOBOacuteR PRZEKROJOacuteW PRZEWODOacuteW I KANAŁOacuteW CIŚNIENIOWYCH

W praktyce na wartość wspoacutełczynnika oporoacutew liniowych (λ) wpływ mają roacutewnież

straty miejscowe - na połączeniach odcinkoacutew rur na niedokładnościach osiowego ułożenia

przewodu na zmianach spadkoacutew dna czy kierunkoacutew tras przewodu czy też niecałkowicie

kołowego kształtu przekroju poprzecznego rur (zwłaszcza tworzywowych - wynikających z

wad 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

gRl

hJ

h

e24

1 2

(931)

gdzie

KANALIZACJA I

86

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 Wartość ta 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] Wspoacutełczynnik lepkości kinematycznej wody w temperaturze 10ordmC (28315 K) wynosi

ν10 = 1306 10-6 m2s a dla ściekoacutew przyjmuje się odpowiednio [1 2 3]

ν10 = 133 10-6 m2s ndash przy stężeniu zawiesin ok 100 mgdm3



W celu ułatwienia doboru przekroi - średnic przewodoacutew czy kanałoacutew ciśnieniowych (np

przewodoacutew tłocznych pompowni ściekoacutew) można posługiwać się nomogramami

opracowanymi do wzoru Colebrooka-Whitersquoa dla przyjętej wartości zastępczej chropowatości

eksploatacyjnej k = ke Przykładowo wykorzystując nomogramem logarytmiczny

przedstawiony na rysunku 95 dotyczący ciśnieniowych przewodoacutewkanałoacutew żelbetowych o

przekroju kołowym dla k = ke = 10 mm i lepkości wody ν10 = 1306 10-6 m2s można 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)

KANALIZACJA I

87

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 m2s)

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 Odcinki kanałoacutew i przewodoacutew ściekowych cechuje na ogoacuteł stały

przekroacutej poprzeczny 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) -


KANALIZACJA I

88

Rh - promień hydrauliczny Rh = AU m

A - powierzchnia przekroju poprzecznego strumienia cieczy m2

U - obwoacuted zwilżony m

- średnia prędkość strumienia cieczy ms


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 rysunku

96

Rys 96 Schemat hydrauliczny kanału zamkniętego częściowo wypełnionego (AU = Rh)

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

hn

Rh21arccos2

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

KANALIZACJA I

89

zastępczej chropowatości eksploatacyjnej (ke) 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 2] (ze wspoacutełczynnikiem Manninga K = 1n - wg wzoru (911))

2132

6173

log32

4 iRk

D

Dg h

(945)

gdzie 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

(949)

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

KANALIZACJA I

90

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)

oraz

85

h

hnnn

QR

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 kanału przy całkowitym wypełnieniu (A = πD24) m2

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 niestabilne warunki przepływu przy całkowitych wypełnieniach ndash

gdzie powstawać mogą woacutewczas poduszki powietrzne na załamaniach spadkoacutew odcinkoacutew

kanałoacutew

KANALIZACJA I

91

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) Odpowiada to zasadzie wymiarowania takich

kanałoacutew na względne wypełnienia

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

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 (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

jest powszechnie wzoacuter Manninga (99) w ktoacuterym wspoacutełczynnik szorstkości kanału

przyjmowany jest najczęściej w stałej wartości n = 0013 m13s (ogoacutelnie n [0010 0016]

sm13 czemu odpowiada w przybliżeniu k [025 50] mm)

W celu ułatwienia doboru przekrojoacutew kanałoacutew wykorzystuje się 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 objętości przepływu

Najczęściej stosowane są 2 rodzaje pomocy graficznych mianowicie

KANALIZACJA I

92

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 Q = 15 dm3s i spadku dna i = 5 permil

Rys 910 Przykład nomogramu drabinkowego do doboru kanałoacutew kołowych

(oznaczono Qc equiv Q oraz Vc equiv )

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 objętości 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 )

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

Rys 911 Idea korzystania z wykresu sprawności hydraulicznej przekroju kołowego

(oznaczono QQC equiv QnQ oraz vvC equiv n)

ηQ = QQc

η = c

KANALIZACJA I

93

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 korzystaniu z nomogramoacutew scalonych - opracowanych dla roacuteżnych (typowych) przekrojoacutew kanałoacutew wg idei na rysunku 912

Rys 912 Idea korzystania z nomogramu logarytmicznego do doboru kanałoacutew kołowych

(wg wzoru Manninga)

Przykłady obliczeniowe - z zastosowaniem nomogramoacutew scalonych

1) Dla danych Q = 20 dm3s oraz i = 40permil należy dobrać kanał (ściekowy) o przekroju

kołowym dla n = 0013 sm13 Wychodząc od strumienia Q = 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 h = 013 m odczytano prędkość

przepływu = n = 080 ms

2) Dla danych Q = 400 dm3s oraz i = 20permil należy dobrać kanał (deszczowy) o przekroju

jajowym dla n = 0013 sm13 Z nomogramu scalonego podanego na rysunku 913 dobrano

kanał jajowy J06 x 09 m i odczytano wypełnienie h = hn = 070 m (hH = 078 lt 079 ndash dla

90 przepustowości Q wg rys 98) oraz ustalono = 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 m13s)

KANALIZACJA I

94

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 w ułamku gdy D w mm

W przypadku kanałoacutew o innym przekroju niż kołowy (np jajowy gruszkowy) za bdquoDrdquo do

wzoru (956) bezpieczniej jest przyjmować szerokość przekroju w tzw pachach (np dla

ogoacutelnospławnego kanału jajowego J 06x09 m - bdquoDrdquo = 06 m)

Według badań prof Suligowskiego formuła (956) może być stosowana dla

względnych wypełnień kanałoacutew większych od 30 (hD gt 03)

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 tj odpowiednio

w systemie kanalizacji rozdzielczej - w kanałach bytowo-gospodarczych

przemysłowych oraz deszczowych min = 08 ms

w systemie kanalizacji ogoacutelnospławnej min = 10 ms

Wychodząc z powyższych założeń stosując 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 (956) wyboldowano

Tab 94 Obliczone z formuły 1D wg 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

KANALIZACJA I

95

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 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 - m permil permil permil

1 020 828 2300 4508

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

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

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 większyroacutewny min

min ge 20 Pa - dla kanałoacutew bytowo-gospodarczych i przemysłowych

min ge 15 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

KANALIZACJA I

96

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 = 030 m z formuły (956) spadek minimalny wynosi imin = 1030 =

333permil (w praktyce przyjmowany jako 3permil) Z obliczeń wg wzoru (959) otrzymamy dla

kanału bytowo-gospodarczego o D = 03 m dla wypełnień względnych

hD = 10 (RhRhn = 3936) - imin = 00107 = 107permil





hD = 75 (RhRhn = 0829) - imin = 000225 = 225 permil


Podobnie z obliczeń wg wzoru (960) dla kanału deszczowego o średnicy D = 03 m

otrzymamy








UWAGA 1 Obliczone wyżej spadki imin spełniają kryterium hydromechaniczne

samooczyszczania się kanałoacutew co jest ważne dla małych wypełnień Są one znacznie większe

niż z formuły bdquo1Drdquo (przewyższenia dla D = 030 m wyboldowano) a także od obliczonych z

warunku min = 08 ms [1 2]

UWAGA 2 Formuła imin = 1D ma praktyczne zastosowanie dla względnych wypełnień

kanałoacutew większych od 30

UWAGA 3 Dla względnych wypełnień hD gt 03 spadki imin z kryterium

hydromechanicznego są nieco mniejsze od imin = 1D

Według badań prof 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)

KANALIZACJA I

97

woacutewczas dla przykładowej średnicy D = 03 m minimalne wartości spadkoacutew wyniosą już








Na tym tle zalecone w pracy IKŚ z 1984 r minimalne spadki dna kanałoacutew ściekowych

dla jednostek osadniczych o liczbie mieszkańcoacutew le 1000 imin = 10permil są uzasadnione [1 2]

UWAGA Przytoczone dane podkreślają wagę i znaczenie obliczeń hydraulicznych kanałoacutew

do prawidłowego funkcjonowania sieci i zarazem uzasadniają konieczność ich wykonywania

już na etapie koncepcji programowo-przestrzennej (KPP) a także w projektach budowlanych

(PB i PBW) Jest to często pomijane a projektanci dobierają bdquoświadomierdquo większe średnice

kanałoacutew dążąc za wszelką cenę do wypłycenia kanalizacji ściekowej 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 dopuszcza do stosowania 5 podstawowych kształtoacutew

przekroi poprzecznych kanałoacutew Przykładowo w Niemczech obowiązują 3 znormalizowane

kształty i wymiary przekroi kanałoacutew (kołowy jajowy i dzwonowy)

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

98

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)

Rys 917 Geometria kanałoacutew gruszkowych (GR)

KANALIZACJA I

99

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

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

stosowanie Polskich Norm jest bdquodobrowolnerdquo Jednak unifikacja geometrii kanałoacutew jest

niezbędna ze względoacutew praktycznych (budowy napraw konserwacji czy przyszłościowej

wymiany) Odniesienie do problemoacutew prawnych jest omoacutewione w rozdz 1 i 10 w [1 2]

W uzasadnionych przypadkach (np napraw istniejących kanałoacutew) dopuszczalne jest

stosowanie innych nietypowych kształtoacutew i wymiaroacutew kanałoacutew jako poza normowych

podanych dla przykładu na rysunkach 919divide923

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

KANALIZACJA I

100

Przekroacutej pięciokątny (tzw bdquofuumlnfeckrdquo)

Rys 922 Geometria kanałoacutew pięciokątnych

Przekroacutej kołowy z kinetą ściekową (tzw bdquoLindleyrsquoardquo)

Rys 923 Geometria kanałoacutew kołowych z kinetą ściekową

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 wypełnieniem i w końcu pod

ciśnieniem (przy Qmax) W efekcie prowadzić to może do wylewania się ściekoacutew z kanałoacutew w

tzw punktach krytycznych sieci tj np w piwnicach czy w najniżej położonych ulicznych

wpustach deszczowych podwoacuterzowych itp

Na profilu kanału wg rysunku 925 maksymalny spadek linii ciśnienia (Jmax) jest

ograniczony przez punkt krytyczny - przecięcie się linii ciśnienia z powierzchnią terenu

Wartości spadku Jmax odpowiada maksymalny strumień przepływu Qmax - zgodnie z wzorem

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

KANALIZACJA I

101

Rh - promień hydrauliczny przy całkowitym wypełnieniu m

J = Jmax ndash maksymalny spadek linii ciśnienia (energii) -

Rys 925 Przebieg linii ciśnienia (ilcmax equiv Jmax) wzdłuż trasy kanału grawitacyjnego podczas działania

pod ciśnieniem dla Qmax (skreślenia oznaczają nieaktywność parametroacutew Qn i hn dla spadku dna ik)

Woacutewczas spadek linii ciśnienia Jmax jest większy od spadku dna kanału ik 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 Q przy całkowitym wypełnieniu kanału o spadku dna ik wynosi

kiaQ (964)

Oznaczając ik =l

H (wg rys 925) stąd stosunek strumieni

1minminmaxmax

H

H

H

HH

ia

Ja

Q

Q

k

(965)

Oznaczając sH

Hmin otrzymamy 1max s

Q

Q a stąd 1max sQQ 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 kanały mają w sobie pewną rezerwę przepustowości

ktoacutera może być wykorzystywana w przypadku pojawienia się większego strumienia

przepływu niż obliczeniowy - przyjęty do wymiarowania kanału Q(C) Jednak po

przeanalizowaniu oddziaływania spiętrzonych ściekoacutew w danym kanale (np 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 Wg

rysunku 926 rozpatrzono 3 przypadki relacji spadkoacutew linii ciśnienia w kanałach bocznych

względem spadku dna tych kanałoacutew wymuszone przez roacuteżne poziomy ściekoacutew w kolektorze

(analogia do hydraulicznych naczyń połączonych)

KANALIZACJA I

102

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

Qbmax gt Qb(C)

2 Przypadek - przepływ w kolektorze pod ciśnieniem dla spadku linii ciśnienia w kanale

bocznym Jb = ik(b)

Qb = Qb(C)

3 Przypadek - przepływ w kolektorze pod znacznym ciśnieniem dla spadku linii ciśnienia

w kanale bocznym Jb lt ik(b)

Qb lt Qb(C)

Z rysunku 926 wynika że kolektor podtopiony do poziomu w 3-cim przypadku wywoła

spadek linii ciśnienia Jb w kanale bocznym 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

W Polsce sformułowano jako zasadę ndash już nieaktualną iż

o kolektory powinny być wymiarowane na większy strumień przepływu tj na większą

wartość częstości deszczu C np C = 2 lata - dla kanalizacji deszczowej czy C = 5 lat

ndash w kanalizacji ogoacutelnospławnej (w płaskim terenie - tab 71) a

o kanały boczne (zbieracze) na mniejszy strumień tj na mniejszą wartość częstości

deszczu np C = 1 rok - dla kanalizacji deszczowej czy C = 2 lata - w kanalizacji

ogoacutelnospławnej (w przypadku płaskiego terenu - tab 71)

Powyższą zasadę uzasadniano ekonomicznie tym że jednostkowy koszt budowy

kolektoroacutew jest znacznie większy ale dotyczy mniejszej długości w sieci w poroacutewnaniu z

kosztem budowy kanałoacutew bocznych o zdecydowanie większej sumarycznej długości

UWAGA Zasada ta straciła swą aktualność w świetle normy PN - EN 752 - ujednolicenia

częstości deszczy dla kolektoroacutew i kanałoacutew bocznych

KANALIZACJA I

103

10 ZASADY PROJEKTOWANIA BUDOWY I EKSPLOATACJI SIECI

KANALIZACYJNYCH

101 UKŁADY SIECI KANALIZACYJNYCH

Topologia (układ) sieci kolektoroacutew i kanałoacutew bocznych zależy głoacutewnie od

konfiguracji terenu (spadkoacutew podłużnych i poprzecznych) względem odbiornika

układu geometrycznego ciągoacutew komunikacyjnych (pieszo-jezdnych)

zabudowy terenu

Ogoacutelną 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

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

Rys 101 Układ poprzeczny kolektoroacutew kanalizacji grawitacyjnej

Rys 102 Układ poprzeczny kanalizacji grawitacyjnej - z kolektorem zbiorczym

KANALIZACJA I

104

Rys 103 Układ roacutewnoległy kolektoroacutew kanalizacji grawitacyjnej

Rys 104 Układ roacutewnoległy kolektoroacutew kanalizacji grawitacyjnej - z kanałami odciążającymi

1012 UKŁADY LOKALNE

V Układ promienisty

VI Układ pierścieniowy

VII Układy strefowe

Rys 105 Układ promienisty kanalizacji grawitacyjnej ndash w kotlinie

Rys 106 Układ pierścieniowy kanalizacji grawitacyjnej ndash na wzgoacuterzu

KANALIZACJA I

105

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 wpływ

mają także inne czynniki [1 2]

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

KANALIZACJA I

106

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

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 Na początku i końcu łuku właściwe jest

lokalizowanie studzienek rewizyjnych aby umożliwić wejście i czyszczenie takiego odcinka

Rys 109 Trasowanie kanałoacutew o wysokościach przekroju H = D 10 m - w łukach droacuteg

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


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

KANALIZACJA I

107

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 układanie kanałoacutew możliwie jak najpłycej względem powierzchni

terenu (najmniejsze koszty budowy) 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)

Rys 1013 Przykładowy profil kanału grawitacyjnego

Rys 1014 Podział Polski na strefy głębokości przemarzania gruntu (HZ) wg PN-81B-03020

O niezbędnym przegłębieniu kanałoacutew ulicznych decydują najczęściej tzw punkty

krytyczne sieci tj najniżej zlokalizowane wpusty uliczne lub podwoacuterzowe czy też piwniczne

UWAGA Należy zwroacutecić uwagę na cechy wytrzymałościowe stosowanych rur

kanalizacyjnych oraz warunki ich zabudowy - wynikające z obciążeń statycznych - naziomem

gruntu i 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

KANALIZACJA I

108

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 ndash wg schematoacutew w [1 2]

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

Szczegoacutełowo niezbędne zagłębienie kanałoacutew ustalić można na podstawie obliczeń

według poniższych schematoacutew (w zależności od rodzaju kanalizacji)

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

KANALIZACJA I

109

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 ogoacutelnospławna - schemat obliczeniowy

Rys 1019 Schemat do obliczeń niezbędnego zagłębienia kanału ogoacutelnospławnego h - wypełnienie w

kanale (do tzw pach przekroju jajowego) Zp - zamknięcie przeciwcofkowe

Do obliczeń zagłębienia kanału ogoacutelnospławnego stosujemy wzory (101) lub (102)

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 [1 2]

I przypadek gdy minkt ii - spadek terenu jest mniejszy od minimalnego spadku dna kanału

woacutewczas na trasie występuje systematyczny wzrost zagłębienia kanału od Zmin do Zmax

Rys 1020 Racjonalny spadek dna kanału w terenie płaskim ik = ik min

KANALIZACJA I

110

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

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

Ad a) 0h

Rys 1023 Schemat połączeń kanałoacutew przy wyroacutewnywaniu den

Ad b) 12 ddh

Rys 1024 Schemat połączeń kanałoacutew przy wyroacutewnywaniu sklepień

KANALIZACJA I

111

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

Przykłady sposoboacutew łączenia kanału bocznego (zbieracza) z kolektorem bądź

przykanalika z kanałem bocznym podano na schematach wg [1 2]

Rys 1027 Schemat połączenia kanału bocznego z kolektorem o przekroju kołowym - przy

wyroacutewnaniu sklepień

Rys 1028 Schemat połączenia kanału bocznego z kolektorem o przekroju jajowym - przy


Rys 1029 Schemat połączenia kanału bocznego z kolektorem (widok z goacutery)

KANALIZACJA I

112

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 [2]

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

1025 RODZAJE I DOBOacuteR STUDZIENEK KANALIZACYJNYCH

Rozstaw 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 [] wg [] Warunki techniczne wykonania i odbioru sieci kanalizacyjnych Wydawnictwo COBRTI


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 zmiana trasy kanału - dla średnic lt 10 m

Polska norma (branżowa - budowlana) PN-B-10729 z 1999 r zalecała minimalne

średnice betonowych (tzw włazowych) studzienek kanalizacyjnych jako

Dmin = 10 m - dla kanałoacutew o średnicach D le 03 m

Dmin = 12 m - dla kanałoacutew o średnicach D = 04divide06 m

Dmin = 14 m - dla kanałoacutew o średnicach do D = 08 m

Dmin = 16 m - dla kanałoacutew o średnicach powyżej D gt 08 m

KANALIZACJA I

113

Podobne zalecenia w tym zakresie wynikają z aktualnej normy PN-EN 19172004

Zgodnie z Ustawą z 2002 roku o normalizacji norma nie jest aktem prawnym Tak więc

unormowane wartości są jedynie wskazoacutewkami - zalecanymi jednak do stosowania

UWAGA Klasyczne betonowe studzienki kanalizacyjne jak wykazała praktyka sprawdzają

się w warunkach występowania naprężeń dynamicznych i 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 [2]

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

114

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)

UWAGA Obecnie dopuszcza się do stosowania tzw nie włazowe studzienki kanalizacyjne

(zaroacutewno rewizyjne ndash przelotowe jak i połączeniowe) tj o małych średnicach szybu studni

rzędu 03divide06 m wykonanych z tworzyw sztucznych Jednak stosowanie takich studzienek

ograniczone jest do małych średnic kanałoacutew (015divide03 m) płytko ułożonych

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

115

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 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

)( 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 wykonuje się zadając

wartości y i wyliczając x z roacutewnania

HyLx 2 (104)

KANALIZACJA I

116

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

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 Ogoacutelnie syfony kanalizacyjne są w

praktyce wysoce awaryjne - wymagają częstego czyszczenia

Prędkość przepływu ściekoacutew w przewodach syfonowych - przy minimalnych

przepływach powinna być większa od prędkości samooczyszczania [1 2]

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

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 ndash schematy podano w [1 2] Minimalna średnica syfonu to 015 m Stosuje się

tutaj najczęściej rury żeliwne stalowe czy żelbetowe Obecnie coraz częściej roacutewnież

wzmocnione tworzywa sztuczne

Obliczenia hydrauliczne syfonoacutew sprowadzają się do

doboru średnic przewodoacutew syfonowych (ds) ze względu na prędkość przepływu υs

KANALIZACJA I

117

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)

Gdy występuje kilka rur syfonowych np 3 o roacuteżnych średnicach di

woacutewczas

2QKh zs (108)

przy czym

2

1

1

i

z

K

K (109)

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 s2m5

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) s2m6

KANALIZACJA I

118

iii

i

i ddg

C

5

52082660

18 (1013)

SKi - wspoacutełczynnik oporności przewodu di (do strat miejscowych) s2m5

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

104 PROJEKTOWANIE POMPOWNI 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 [2]

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 też 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

KANALIZACJA I

119

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

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 4 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

Rys 1045 Zmiany parametroacutew hydraulicznych przepompowni (H Q) i poszczegoacutelnych pomp

(Hi Qi) w zależności od liczby roacutewnocześnie czynnych pomp

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 [2]

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

KANALIZACJA I

120

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 jej zużycie znaczenie ma kształt charakterystyki hydraulicznej sieci co wykazano

w [2] 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 przepompowni ściekoacutew

rozmieszczenie pomp i podstawowe wymiary komoacuter czerpalnych można przyjmować

przykładowo wg wytycznych firmy KSB podanych w [2] i przedstawionych na rys 1049

Rys 1049 Przykład zabudowy pomp KSB w studniach walcowych

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 sposoby doprowadzenia ściekoacutew do komory pompowej podano w

podręczniku [2]

105 MATERIAŁY TECHNIKI BUDOWY I RENOWACJI KANAŁOacuteW

1051 MATERIAŁY

Do budowy przewodoacutew i kanałoacutew ściekowych stosowane 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)

KANALIZACJA I

121

polipropylen (PP) polibutylen (PB) czy żywice poliestrowe wzmacniane włoacuteknem

szklanym (GRP) o przewidywanej żywotności co najmniej 50 lat

Materiały tworzywowe powinny być stosowane w uzasadnionych sytuacjach

terenowych np na obszarach oddziaływań goacuterniczych zagrożonych osuwiskami dużego

natężenia ruchu pojazdoacutew itp Przykłady tradycyjnych wyroboacutew stosowanych do budowy

nowych kanałoacutew czy modernizacji istniejących sieci podano na rysunkach [1 2]

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)

50080

512

Wpust uliczny

2 x łuk 45deg

DN 150

Wstawkadł min100mm

PRZYKŁADOWE ROZWIĄZANIE

WŁĄCZENIA DO WPUSTU 90deg

50080

512

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

122

Wpusty deszczowe - na kanalizacji ogoacutelnospławnej muszą być wyposażone w pełne

zamknięcie wodne na odpływie (z łukiemkolanem skierowanym do goacutery) oraz w osadnik

(o głębokości min 05 m) 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)

UWAGA W praktyce stosowanie zamknięć syfonowych na odcinkach droacuteg z płytko

posadowioną kanalizacją deszczową jest trudne do spełnienia ze względu na brak możliwości

zachowania 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

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

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)

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

Renowacja bądź wymiana przewodu może być więc przeprowadzana metodami

tradycyjnymi bądź bezwykopowymi Te pierwsze mają mniej zalet jednak w niektoacuterych

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

KANALIZACJA I

123

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 mają też istotne 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

Częstym błędem przy wyborze metody odnowy przewodu jest kierowanie się tylko

kryterium ekonomicznym inwestycji - pomijanie kosztoacutew społecznych ponoszonych przez

mieszkańcoacutew Negatywny wpływ na społeczeństwo mają zaburzenia komunikacyjne

wywołują min obniżenie aktywności ekonomicznej generowane zanieczyszczenia i ogoacutelnie

zagrożenie dla zdrowia ludzi i środowiska naturalnego

UWAGA Koszty społeczne w przypadku metod tradycyjnych mogą być poroacutewnywalne do

kosztoacutew inwestycyjnych a w przypadku metod bezwykopowych są zazwyczaj mniejsze

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)

wodąpłynem 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 umieszcza się na końcoacutewkach sieci lub centralnie jako zbiorniki

podziemne (o objętości od kilku do kilkudziesięciu m3) Płuczki zasilane są najczęściej wodą

wodociągową głoacutewnie ze względoacutew praktycznych ndash sanitarnych Mogą być też zasilane

wodą drenażową opadową czy też ściekami Studzienki płuczące jako zbiorniki do płukania

kanałoacutew lokalizuje się najczęściej w najwyżej położonych punktach sieci

Rys 1058 Schemat płuczki kanałowej (sterowanej ręcznie)

Objętość cieczy V (w m3) niezbędną do przepłukania danego odcinka kanału oblicza

się ze wzoru Hansena [1 2]

2

2

2

1

2 )(40

km iiLAV (1021)

gdzie

KANALIZACJA I

124

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

n - wspoacutełczynnik szorstkości kanału sm13

Płuczki zaopatrzone są często w urządzenia do automatycznego działania jak np

płuczka lewarowa czy płuczka z naczyniem wywrotnym - opis działania podano w [1 2]

Rys 1059 Schemat ideowy płuczki automatycznej - lewarowej

Rys 1060 Schemat ideowy płuczki automatycznej - z naczyniem wywrotnym

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 w [1 2]

KANALIZACJA I

125

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 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 Wariat płukania sieci kanalizacyjnej 2 płuczkami i 2 kanałami płuczącymi

Rys 1068 Wariant płukania sieci kanalizacyjnej 3 płuczkami

Rys 1069 Wariant płukania sieci kanalizacyjnej płuczką z kanałem płuczącym

KANALIZACJA I

126

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 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 2 3] - wg zaleceń normy PN-EN 752 Uwzględniono przy

tym najnowsze branżowe propozycje niemieckiego Stowarzyszenia Techniki Ściekowej

(ATV obecnie DWA) 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

Dokumentacje projektowe do budowy nowych systemoacutew kanalizacyjnych czy

modernizacji istniejących sporządza 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 odnośnie 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

KANALIZACJA I

127

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 3]

Wzory tabelek rysunkowych do ćwiczeń projektowych i dyplomoacutew z kanalizacji

A Tabelka na mapy profile schematy hellip

Temat pracyprojektu

(np) ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z KANALIZACJI 2

Tytuł rysunku

(np) PLAN SYTUACYJNY SIECI KANALZACYJNEJ

Funkcja Tytuł imię i nazwisko Nr uprawnień Data Podpis

Projektant helliphellip helliphelliphelliphelliphellip helliphelliphelliphellip - 10012020 r helliphelliphellip

Sprawdzający helliphellip helliphelliphellip helliphelliphelliphelliphellip helliphelliphellip 10012020 r helliphelliphellip

Wydział Katedra PWr

W07 K42

Stadium

KPP

Skala

(np) 12500

Nr rys

X

B Tabelka na rysunki obiektoacutew ndash z wyszczegoacutelnieniem i opisem elementoacutew (UWAGA Wymiarowanie obiektoacutew budowlanych - w cm )

hellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip hellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

3 helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip hellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

2 helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip hellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip helliphelliphelliphellip

1 helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip hellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip helliphelliphelliphelliphelliphellip

Nr Nazwa elementu Ilość Wymiar materiał Katalog norma

Temat pracyprojektu

(np) PRACA DYPLOMOWA INŻYNIERSKA (lub) MAGISTERSKA

Tytuł rysunku

(np) PROJEKT STUDZIENKI POŁĄCZENIOWEJ NR hellip


Projektant hellip helliphelliphelliphelliphellip helliphelliphellip - 10012020 r helliphelliphellip

Sprawdzający helliphellip helliphelliphellip helliphelliphellip helliphelliphelliphellip 10012020 r helliphelliphellip

WydziałKatedra PWr

W07 K42

Stadium

KPP (lub) PB

Skala

(np) 150

Nr rys

Y

Dziękujemy za dotrwanie do końca

KANALIZACJA I

2


Forma zajęć ndash 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


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


PEK_K01 Potrafi odpowiednio określić priorytety służące realizacji zadań związanych z

projektowaniem systemoacutew usuwania ściekoacutew



KANALIZACJA I

3


TREŚCI PROGRAMOWE


godzin
















Suma godzin 30

CELE PRZEDMIOTU












ściekoacutew











KANALIZACJA I

4

1 WPROWADZENIE

























DOWODY




Warszawa 2013













KANALIZACJA I

5



















obliczeniowego

[1 raz na C lat]




wylania

[1 raz na C lat]






1 na 50













[1 raz na C lat]








pod ulicami 30


KANALIZACJA I

6














opadoacutew deszczu

[1 raz na C lat]














[1 raz na C lat]






















KANALIZACJA I

7






















KANALIZACJA I

8













w przyszłości













2011 r [1] min o











gmin


KANALIZACYJNYCH








KANALIZACJA I

9





ulic do gruntu





miedzianych






















więcej lat








cele



KANALIZACJA I

10





























separatory syfony)












kryta - podziemna


mieszana


grawitacyjna

KANALIZACJA I

11



mieszana



przemysłowa

deszczowa
















Niekonwencjonalna

(specjalna)

Mieszana






nadciśnieniem



Kanalizacja

konwencjonalna


pompowa



Podciśnieniowa

(proacuteżniowa)

Pneuma-

tyczna Hydrauliczna

(pompowa)

Dwu

przewo-

dowa

Jedno

przewo-

dowa

KANALIZACJA I

12

































KANALIZACJA I

13





































środowiska












KANALIZACJA I

14






(pompowego)



























KANALIZACJA I

15




































KANALIZACJA I

16






ustępowych





















KANALIZACJA I

17



systemu [1 2]






















KANALIZACJA I

18





Przelewy burzowe


na boczniku

na kolektorze

odpływ awaryjny





deszczowej


















gdzie


KANALIZACJA I

19























= QoQd (32)

gdzie



KANALIZACJA I

20







A) B)













KANALIZACJA I

21




















objętości (Q)


gdzie


wych
















KANALIZACJA I

22










kanały deszczowe















KANALIZACJA I

23














retencyjnych



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














max

dopływ

odpływ

dławiony

Qd

Qo

komora

retencyjna

Vu

min


KANALIZACJA I

24






Zbiornik przelewowy





przegroda stała

rura wentylacyjna



komora

przepływowa

zawoacuter klapowy




max Qd

Qo

komora

retencyjna

dopływ

odpływ

dławiony

komora

przepływowa

otwoacuter

klapowy

krawędź

przelewowa

V1

V3









KANALIZACJA I

25



















średnicy kanału

Kanały deszczowe

Q = Qm (35)



























KANALIZACJA I

26























KANALIZACJA I

27

















Q = Qm (37)







Zalety Wady








jezdnią)




przykanalik)






wpustoacutew

KANALIZACJA I

28


Zalety Wady





ściekoacutew

















i eksploatacji


























KANALIZACJA I

29









podziemnych




powierzchni



















powietrzne itp)














KANALIZACJA I

30












































KANALIZACJA I

31












































KANALIZACJA I

32


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


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

mlata















Warszawa 2013














KANALIZACJA I

33



obliczeniowego

[1 raz na C lat]




wylania

[1 raz na C lat]






1 na 50









w Belgii [2]
















[1 raz na C lat]















KANALIZACJA I

34






zrF

VOWW (46)



N

NSZS

z (47)



i

n

iproj

i

i

l

Q

Ql

SWK1

max

(48)

gdzie







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


















KANALIZACJA I

35






zabudowanych






























KANALIZACJA I

36







innej roślinności



















lub ogoacutelnie


gdzie










KANALIZACJA I

37





scalonych












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)




KANALIZACJA I

38











Qd śr = 0001

4

1i

q j middot LMk (55)

gdzie




Lp


przestrzennego


Jedno-

stka

Wskaźnik

zużycia wody

qj dm3d

Wspoacutełczynnik


dobowej Nd

1

Mieszkalnictwo




Mk

Mk

Mk

140 divide 160

80 divide 100

70 divide 90

15 divide 13

15 divide 13

20 divide 15

















lub


KANALIZACJA I

39

gdzie




mnożnika [1 2]














Godziny

od - do



ogoacutelno-

miejskie

Komunika-

cja zbiorowa

Tereny

przemy-

słowe wieloro-

dzinne

jedno-

rodzinne

0 ndash 1 125 135 100 - 050

1 ndash 2 085 065 100 1650 050

2 ndash 3 085 065 100 1650 050

3 ndash 4 085 065 100 1650 050

4 ndash 5 210 085 100 1650 050

5 ndash 6 250 (300) 300 100 - 050

6 ndash 7 545 (625) 515 100 - 875

7 ndash 8 625 (545) 475 200 - 875

8 ndash 9 495 (445) 445 300 - 875

9 ndash 10 440 420 700 850 875

10 ndash 11 420 340 1000 850 875

11 ndash 12 405 340 1200 850 875

12 ndash 13 390 340 1200 850 875

13 ndash 14 430 400 1200 - 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 - 325

18 ndash 19 565 685 300 - 325

19 ndash 20 630 915 300 - 325

20 ndash 21 660 900 200 - 325

21 ndash 22 680 745 200 - 325

22 ndash 23 545 550 100 - 050

23 ndash 24 320 480 100 - 050

Suma 100 100 100 100 100










KANALIZACJA I

40








wskaźnik scalony




wzoroacutew [2]


lub


gdzie






Mkha do 300 Mkha





ppp FqQ (59)

gdzie




przemysłowych) ha






KANALIZACJA I

41


















dla sieci miejskiej















(nieszczelności)


(nieszczelności)


(nieszczelności)


źroacutedlane





źroacutedlane





podłączenia

KANALIZACJA I

42













czyli łącznie

















KANALIZACJA I

43








































KANALIZACJA I

44






















q = 16667∙I (63)



mmmin

F = 5(5 ndash I)3 (64)

Przykładowo












FFzr (65)

gdzie




KANALIZACJA I

45




FHQ (66)



wyniesie




rokmha

haMk

dMkmdFZqQ j

rocz

ść

33

1460001200)(

20365365


18180014600 rocz

op

rocz

ść QQ






sdmhahasdmFqQ sek

op

33

300130)(100



sdmha

haMk

dMkdmFZqNNQ jhd

sek

ść

33

2186400

01200)(

20023186400


ść

sek











rokmmrokmFHQrocz

op

32 1800100003060

KANALIZACJA I

46
























KANALIZACJA I

47






























KANALIZACJA I

48








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)












KANALIZACJA I

49



C

p100

(69)






p

C100

(610)




C

n1

[1rok] (611)


















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

KANALIZACJA I

50

368409

3836840

1

9

38 41154115

C

tq

ntqq (612)

gdzie
















Model Błaszczyka



32

3 26316

t

CHq (614)

gdzie










32

3470

t

Cq (615)









2018 vol 40 nr 2 s 17-22

KANALIZACJA I

51





maksymalnych

5840330

max )ln() (421 ptRth (616)

gdzie





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)






q(max) = 2367t 067 (624)


q = 470t 067 (625)




KANALIZACJA I

52


Model Lambora


postać

70)030(

log15743

t

pI (626)

gdzie










cbt

aq

n

)(max

(627)

gdzie






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






lat ma postać

2650

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


12650

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

gdzie







KANALIZACJA I

53

8090022202420

max ln 675981059741275834 ptth (630)


18090022202420

max ]ln675981059741275834[7166 tpttq (631)

gdzie












Czę

sto

ść d

eszc

zu

C

lata

Cza

s tr

wa

nia

des

zczu

t m

in

Bła

szcz

yk

qB

= 1

0

(100

)

Rei

nh

old

q151

= 1

00

dm

3s

ha

Bo

gd

an

ow

icz-

Sta

chy

- r

egio

n p

oacutełn

ocn

o-

zach

od

ni

Bo

gd

an

ow

icz-

Sta

chy

- r

egio

n c

entr

aln

y

La

mb

or

- W

rocł

aw

Lic

zna

r- Ł

om

oto

wsk

i

- W

rocł

aw-S

wo

jczy

ce

Ko

tow

ski

-

Ka

źmie

rcza

k

mo

del

fiz

yk

alny

- W

rocł

aw-

Str

ach

ow

ice

Ko

tow

ski-

Ka

źmie

rcza

k

mo

del

pro

bab

ilis

tycz

ny

- W

rocł

aw-

Str

acho

wic

e

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






KANALIZACJA I

54


DESZCZOWEJ





tworzenia spływu




























FqQm (71)

gdzie





KANALIZACJA I

55







1op

sp

Q

Q (72)






F

F

F

F

FFF

FFF zr

n

i

i

n

i

ii

n

nn

1

1

21

2211

)(

(73)

gdzie





FFzr (74)
























KANALIZACJA I

56


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








zwiększać do 30








obliczeniowym







KANALIZACJA I

57



zrdmmzrxm FtqFqQ )(

(76)

gdzie













dla tdm 1 gt tp q1

dla tdm 2 lt tp q2

dla tdm 3 = tp q3


KANALIZACJA I

58









qFQ oraz 2max2212

)( QqFFQ





qFQ 3212

)( qFFQ i 3max33213

)( QqFFFQ




KANALIZACJA I

59












na





























znikomo mała



KANALIZACJA I

60










Lp




kanalizacji

Czas

koncentracji

terenowej




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




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










tr = (14 divide 20) tp (711)













60

Lt p (712)


KANALIZACJA I

61



h( ) υ( ))







krpdm tttt (713)













kpdm ttt 21 (716)


tdm min = 10 min









ma postać


gdzie



KANALIZACJA I

62

constAA

t

CHq

dm

C 64410

6316667032

3 2

10 (724)




nII

F

1)( (725)













regularnej zawsze

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















QmC gt QmB

)(1)(2 BC DD





KANALIZACJA I

63









Przykład 1 21



1

1

1 )()(60


t


2

2

60







KANALIZACJA I

64














2

2

zr

zr

F

F

AC

CA (727)

Otrzymamy

AC

FCAF zr

zr2

2

(728)








KANALIZACJA I

65


FCtqQ sdm )(115 (729)


FCtqQ sdm )( (730)

gdzie




170] dm3(s∙ha)



368409

38)( 4

C

tCt

d

d (731)






wzorcowego - q15C -




)36840(9

38)( 4

115115

Ct

qCtqd

d (732)











powierzchni




tab 76)

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

KANALIZACJA I

66
















wzoru

n

mi

n

mipips QQtt11

(737)


ZURBANIZOWANYCH














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

KANALIZACJA I

67


Częstość deszczu




Częstość


Cw





pod ulicami itp

1 na 50















Kategoria

standardu

odwodnie-nia

terenu





- kanalizacja

deszczowa

- kanalizacja

ogoacutelnospławna



II




50 (2) 20 (5)

III





20 (5) 10 (10)

IV





10 (10) 5 (20)













KANALIZACJA I

68



















[1 raz na C lat]




















20002001 (tab 83a)



Częstość deszczu

obliczeniowego )

[1 raz na C lat]



Częstość

wylewoacutew

[1 raz na C lat]



1 na 2

1 na 5




1 na 30

----

1 na 10



1 na 50


KANALIZACJA I

69














obliczeniowego

[1 raz na C lat]










obliczeniowego

[1 raz na C lat]


























KANALIZACJA I

70




[1 raz na C lat]








pod ulicami 30














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)


3 8

1

3 8

13 8

1

3 8

11 9823

9823

)(

)(

d

d

id

id

dQ

dQ iiiii (85)








KANALIZACJA I

71





































KANALIZACJA I

72





Uwagi

C = 1 C = 2 C = 5 C = 10

1 Świnoujście 1352 1640 2020 2308

[Atlas 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























gdzie




KANALIZACJA I

73






n

i

i

n

i

ii

n

nn

F

F

FFF

FFF

1

1

21

2211

)(

(86a)

gdzie








w MWO)











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


KANALIZACJA I

74


gdzie





(jak w MWO)





























2650

max )453()530ln(681676)( dd tCCth (89)


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

KANALIZACJA I

75

12650

max ])453()530ln(681676[7166)(

ddd ttCCtq (89a)

gdzie






Standard

odwodnienia

terenu

Wymagane

częstości

projektowe


C - do wymiarowania















Centra miast

tereny usług i

przemysłu

C = 5 lat







Podziemne obiekty

komunikacyjne


C = 10 lat























8090022202420

max ln 68981197417584)( pttpth ddd (810)

lub

1

8090

022202420

max ]1

ln68981197417584[7166)(

dddd t

CttCtq (810a)

gdzie






KANALIZACJA I

76









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

KANALIZACJA I

77

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






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











KANALIZACJA I

78

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






KANALIZACYJNYCH














Wyniki modelowania








KANALIZACJA I

79




























KANALIZACJA I

80









węzłach (rys 819)









na rysunku 821



KANALIZACJA I

81






KANALIZACYJNYCH







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


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



























KANALIZACJA I

82


Maksymalny odstęp


Spadek podłużny

niwelety drogi []

le 25 gt 10

le 15 05 do 10

le 10 lt 05

























1Di)

KANALIZACJA I

83






84 189 232]



























KANALIZACJA I

84





















gR

l

gd

lh

h 242Δ

22

(93)

gdzie



















hR

k

d

k

4713Re

512log2

713Re

512log2

1

(94)

gdzie


KANALIZACJA I

85









21321JR

nJRC hhM (99)

gdzie





61

61

4

11

d

nR

nC hM (910)




k

d

dgK

73log

324

61

(911)








ggR

lhhh

h

ml224

Δ22

(929)



l

Rhe

4 (930)

gdzie





otrzymamy

gRl

hJ

h

e24

1 2

(931)

gdzie

KANALIZACJA I

86




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)




















w promilach)

KANALIZACJA I

87













( = idem)




hydrauliczny

gR

il

h

h

e24

1 2

(940)

gdzie






KANALIZACJA I

88










96




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

hn

Rh21arccos2

21arccos2sin1

(944)

gdzie








KANALIZACJA I

89






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

(949)












ustalać dodatkowo


WYPEŁNIONYCH






KANALIZACJA I

90




85

h

hnn

R

R

(952)

oraz

85

h

hnnn

QR

R

A

A

Q

Q (953)

gdzie









(wg wzoru (941)) m2
















kanałoacutew

KANALIZACJA I

91





























KANALIZACJA I

92











Tok postępowania














odczytujemy







ηQ = QQc

η = c

KANALIZACJA I

93






(wg wzoru Manninga)















KANALIZACJA I

94




imin i imax (955)








D

i1

min (956)

gdzie




















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



KANALIZACJA I

95












Lp

Średnica

kanału

D




1 020 828 2300 4508

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

















iR

RD

h

hn 4

(957)

gdzie







KANALIZACJA I

96

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)













otrzymamy






















DR

Ri

hn

h 1108970 3

min

(961)

KANALIZACJA I

97






















rury (sklepienia)











K 015 020 025 030 040 050 060 080 10 12 14 16 18 20 m i większe o



KANALIZACJA I

98














175 m 12 x 210 m






KANALIZACJA I

99






















KANALIZACJA I

100








AQ oraz 21321 iR

nh przy UARh















21

max

32

max 1

JRn

AQ h (962)

gdzie


KANALIZACJA I

101









maxmax JaQ (963)

przy czym constRn

Aa h 321 oraz idem

l

HHJ

min

max - wg rys 925


kiaQ (964)

Oznaczając ik =l


1minminmaxmax

H

H

H

HH

ia

Ja

Q

Q

k

(965)

Oznaczając sH


Q


















KANALIZACJA I

102



Analiza zjawisk



Qbmax gt Qb(C)


bocznym Jb = ik(b)

Qb = Qb(C)



Qb lt Qb(C)




















KANALIZACJA I

103


KANALIZACYJNYCH





zabudowy terenu



powierzchni terenu














KANALIZACJA I

104









KANALIZACJA I

105

a) b)

















uzbrojeniem)





obrysu kanału od




autostrad 50 m








KANALIZACJA I

106





















KANALIZACJA I

107

a) b)

























KANALIZACJA I

108
























Rt Rt

Ru

Z2 Z3 Z1

l2

l3

l1

h

h = i l1 1

d p1

p1

pp = 000

i2i1

g1





gdzie


KANALIZACJA I

109


żeliwa) m



















KANALIZACJA I

110














Ad a) 0h


Ad b) 12 ddh


KANALIZACJA I

111

Ad c) 2

12 ddh


Ad d) 12 hhh 21 hhh









KANALIZACJA I

112



















większy niż
















KANALIZACJA I

113















KANALIZACJA I

114















KANALIZACJA I

115
















)( ee HHHL 33032 (103)

gdzie







HyLx 2 (104)

KANALIZACJA I

116































KANALIZACJA I

117




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)

oraz



i

s

iK

hQ

(1011)

stąd

)(42

iii dQ (1012)

gdzie


syfonowych s2m5





KANALIZACJA I

118

iii

i

i ddg

C

5

52082660

18 (1013)


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














dobranych pomp










silnika [kW]

Czas Tmin

[min]

0 - 11 50

14 - 22 65

25 - 44 80

48 - 74 100

110 - 147 130

KANALIZACJA I

119





inin

psQ

V

QQ

VttT

(1017)

gdzie





4

min QTVcz

(1018)




















tPE (1019)

gdzie





KANALIZACJA I

120

QHP

(1020)

gdzie




















podręczniku [2]


1051 MATERIAŁY







KANALIZACJA I

121










50080

512

Wpust uliczny

2 x łuk 45deg

DN 150

Wstawkadł min100mm



50080

512

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

122















jak i chemiczne



materiału































KANALIZACJA I

123




































2

2

2

1

2 )(40

km iiLAV (1021)

gdzie

KANALIZACJA I

124





2321

)( hmm Rn

i (1022)


2

1

2

2

2

12 3050)ln1(

m

(1023)



















KANALIZACJA I

125










KANALIZACJA I

126


























szczegoacutełowy



















deszczowych


KANALIZACJA I

127










Temat pracyprojektu


Tytuł rysunku






W07 K42

Stadium

KPP

Skala

(np) 12500

Nr rys

X







Temat pracyprojektu


Tytuł rysunku





WydziałKatedra PWr

W07 K42

Stadium

KPP (lub) PB

Skala

(np) 150

Nr rys

Y


KANALIZACJA I

3


TREŚCI PROGRAMOWE


godzin
















Suma godzin 30

CELE PRZEDMIOTU












ściekoacutew











KANALIZACJA I

4

1 WPROWADZENIE

























DOWODY




Warszawa 2013













KANALIZACJA I

5



















obliczeniowego

[1 raz na C lat]




wylania

[1 raz na C lat]






1 na 50













[1 raz na C lat]








pod ulicami 30


KANALIZACJA I

6














opadoacutew deszczu

[1 raz na C lat]














[1 raz na C lat]






















KANALIZACJA I

7






















KANALIZACJA I

8













w przyszłości













2011 r [1] min o











gmin


KANALIZACYJNYCH








KANALIZACJA I

9





ulic do gruntu





miedzianych






















więcej lat








cele



KANALIZACJA I

10





























separatory syfony)












kryta - podziemna


mieszana


grawitacyjna

KANALIZACJA I

11



mieszana



przemysłowa

deszczowa
















Niekonwencjonalna

(specjalna)

Mieszana






nadciśnieniem



Kanalizacja

konwencjonalna


pompowa



Podciśnieniowa

(proacuteżniowa)

Pneuma-

tyczna Hydrauliczna

(pompowa)

Dwu

przewo-

dowa

Jedno

przewo-

dowa

KANALIZACJA I

12

































KANALIZACJA I

13





































środowiska












KANALIZACJA I

14






(pompowego)



























KANALIZACJA I

15




































KANALIZACJA I

16






ustępowych





















KANALIZACJA I

17



systemu [1 2]






















KANALIZACJA I

18





Przelewy burzowe


na boczniku

na kolektorze

odpływ awaryjny





deszczowej


















gdzie


KANALIZACJA I

19























= QoQd (32)

gdzie



KANALIZACJA I

20







A) B)













KANALIZACJA I

21




















objętości (Q)


gdzie


wych
















KANALIZACJA I

22










kanały deszczowe















KANALIZACJA I

23














retencyjnych



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














max

dopływ

odpływ

dławiony

Qd

Qo

komora

retencyjna

Vu

min


KANALIZACJA I

24






Zbiornik przelewowy





przegroda stała

rura wentylacyjna



komora

przepływowa

zawoacuter klapowy




max Qd

Qo

komora

retencyjna

dopływ

odpływ

dławiony

komora

przepływowa

otwoacuter

klapowy

krawędź

przelewowa

V1

V3









KANALIZACJA I

25



















średnicy kanału

Kanały deszczowe

Q = Qm (35)



























KANALIZACJA I

26























KANALIZACJA I

27

















Q = Qm (37)







Zalety Wady








jezdnią)




przykanalik)






wpustoacutew

KANALIZACJA I

28


Zalety Wady





ściekoacutew

















i eksploatacji


























KANALIZACJA I

29









podziemnych




powierzchni



















powietrzne itp)














KANALIZACJA I

30












































KANALIZACJA I

31












































KANALIZACJA I

32


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


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

mlata















Warszawa 2013














KANALIZACJA I

33



obliczeniowego

[1 raz na C lat]




wylania

[1 raz na C lat]






1 na 50









w Belgii [2]
















[1 raz na C lat]















KANALIZACJA I

34






zrF

VOWW (46)



N

NSZS

z (47)



i

n

iproj

i

i

l

Q

Ql

SWK1

max

(48)

gdzie







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


















KANALIZACJA I

35






zabudowanych






























KANALIZACJA I

36







innej roślinności



















lub ogoacutelnie


gdzie










KANALIZACJA I

37





scalonych












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)




KANALIZACJA I

38











Qd śr = 0001

4

1i

q j middot LMk (55)

gdzie




Lp


przestrzennego


Jedno-

stka

Wskaźnik

zużycia wody

qj dm3d

Wspoacutełczynnik


dobowej Nd

1

Mieszkalnictwo




Mk

Mk

Mk

140 divide 160

80 divide 100

70 divide 90

15 divide 13

15 divide 13

20 divide 15

















lub


KANALIZACJA I

39

gdzie




mnożnika [1 2]














Godziny

od - do



ogoacutelno-

miejskie

Komunika-

cja zbiorowa

Tereny

przemy-

słowe wieloro-

dzinne

jedno-

rodzinne

0 ndash 1 125 135 100 - 050

1 ndash 2 085 065 100 1650 050

2 ndash 3 085 065 100 1650 050

3 ndash 4 085 065 100 1650 050

4 ndash 5 210 085 100 1650 050

5 ndash 6 250 (300) 300 100 - 050

6 ndash 7 545 (625) 515 100 - 875

7 ndash 8 625 (545) 475 200 - 875

8 ndash 9 495 (445) 445 300 - 875

9 ndash 10 440 420 700 850 875

10 ndash 11 420 340 1000 850 875

11 ndash 12 405 340 1200 850 875

12 ndash 13 390 340 1200 850 875

13 ndash 14 430 400 1200 - 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 - 325

18 ndash 19 565 685 300 - 325

19 ndash 20 630 915 300 - 325

20 ndash 21 660 900 200 - 325

21 ndash 22 680 745 200 - 325

22 ndash 23 545 550 100 - 050

23 ndash 24 320 480 100 - 050

Suma 100 100 100 100 100










KANALIZACJA I

40








wskaźnik scalony




wzoroacutew [2]


lub


gdzie






Mkha do 300 Mkha





ppp FqQ (59)

gdzie




przemysłowych) ha






KANALIZACJA I

41


















dla sieci miejskiej















(nieszczelności)


(nieszczelności)


(nieszczelności)


źroacutedlane





źroacutedlane





podłączenia

KANALIZACJA I

42













czyli łącznie

















KANALIZACJA I

43








































KANALIZACJA I

44






















q = 16667∙I (63)



mmmin

F = 5(5 ndash I)3 (64)

Przykładowo












FFzr (65)

gdzie




KANALIZACJA I

45




FHQ (66)



wyniesie




rokmha

haMk

dMkmdFZqQ j

rocz

ść

33

1460001200)(

20365365


18180014600 rocz

op

rocz

ść QQ






sdmhahasdmFqQ sek

op

33

300130)(100



sdmha

haMk

dMkdmFZqNNQ jhd

sek

ść

33

2186400

01200)(

20023186400


ść

sek











rokmmrokmFHQrocz

op

32 1800100003060

KANALIZACJA I

46
























KANALIZACJA I

47






























KANALIZACJA I

48








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)












KANALIZACJA I

49



C

p100

(69)






p

C100

(610)




C

n1

[1rok] (611)


















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

KANALIZACJA I

50

368409

3836840

1

9

38 41154115

C

tq

ntqq (612)

gdzie
















Model Błaszczyka



32

3 26316

t

CHq (614)

gdzie










32

3470

t

Cq (615)









2018 vol 40 nr 2 s 17-22

KANALIZACJA I

51





maksymalnych

5840330

max )ln() (421 ptRth (616)

gdzie





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)






q(max) = 2367t 067 (624)


q = 470t 067 (625)




KANALIZACJA I

52


Model Lambora


postać

70)030(

log15743

t

pI (626)

gdzie










cbt

aq

n

)(max

(627)

gdzie






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






lat ma postać

2650

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


12650

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

gdzie







KANALIZACJA I

53

8090022202420

max ln 675981059741275834 ptth (630)


18090022202420

max ]ln675981059741275834[7166 tpttq (631)

gdzie












Czę

sto

ść d

eszc

zu

C

lata

Cza

s tr

wa

nia

des

zczu

t m

in

Bła

szcz

yk

qB

= 1

0

(100

)

Rei

nh

old

q151

= 1

00

dm

3s

ha

Bo

gd

an

ow

icz-

Sta

chy

- r

egio

n p

oacutełn

ocn

o-

zach

od

ni

Bo

gd

an

ow

icz-

Sta

chy

- r

egio

n c

entr

aln

y

La

mb

or

- W

rocł

aw

Lic

zna

r- Ł

om

oto

wsk

i

- W

rocł

aw-S

wo

jczy

ce

Ko

tow

ski

-

Ka

źmie

rcza

k

mo

del

fiz

yk

alny

- W

rocł

aw-

Str

ach

ow

ice

Ko

tow

ski-

Ka

źmie

rcza

k

mo

del

pro

bab

ilis

tycz

ny

- W

rocł

aw-

Str

acho

wic

e

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






KANALIZACJA I

54


DESZCZOWEJ





tworzenia spływu




























FqQm (71)

gdzie





KANALIZACJA I

55







1op

sp

Q

Q (72)






F

F

F

F

FFF

FFF zr

n

i

i

n

i

ii

n

nn

1

1

21

2211

)(

(73)

gdzie





FFzr (74)
























KANALIZACJA I

56


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








zwiększać do 30








obliczeniowym







KANALIZACJA I

57



zrdmmzrxm FtqFqQ )(

(76)

gdzie













dla tdm 1 gt tp q1

dla tdm 2 lt tp q2

dla tdm 3 = tp q3


KANALIZACJA I

58









qFQ oraz 2max2212

)( QqFFQ





qFQ 3212

)( qFFQ i 3max33213

)( QqFFFQ




KANALIZACJA I

59












na





























znikomo mała



KANALIZACJA I

60










Lp




kanalizacji

Czas

koncentracji

terenowej




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




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










tr = (14 divide 20) tp (711)













60

Lt p (712)


KANALIZACJA I

61



h( ) υ( ))







krpdm tttt (713)













kpdm ttt 21 (716)


tdm min = 10 min









ma postać


gdzie



KANALIZACJA I

62

constAA

t

CHq

dm

C 64410

6316667032

3 2

10 (724)




nII

F

1)( (725)













regularnej zawsze

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















QmC gt QmB

)(1)(2 BC DD





KANALIZACJA I

63









Przykład 1 21



1

1

1 )()(60


t


2

2

60







KANALIZACJA I

64














2

2

zr

zr

F

F

AC

CA (727)

Otrzymamy

AC

FCAF zr

zr2

2

(728)








KANALIZACJA I

65


FCtqQ sdm )(115 (729)


FCtqQ sdm )( (730)

gdzie




170] dm3(s∙ha)



368409

38)( 4

C

tCt

d

d (731)






wzorcowego - q15C -




)36840(9

38)( 4

115115

Ct

qCtqd

d (732)











powierzchni




tab 76)

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

KANALIZACJA I

66
















wzoru

n

mi

n

mipips QQtt11

(737)


ZURBANIZOWANYCH














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

KANALIZACJA I

67


Częstość deszczu




Częstość


Cw





pod ulicami itp

1 na 50















Kategoria

standardu

odwodnie-nia

terenu





- kanalizacja

deszczowa

- kanalizacja

ogoacutelnospławna



II




50 (2) 20 (5)

III





20 (5) 10 (10)

IV





10 (10) 5 (20)













KANALIZACJA I

68



















[1 raz na C lat]




















20002001 (tab 83a)



Częstość deszczu

obliczeniowego )

[1 raz na C lat]



Częstość

wylewoacutew

[1 raz na C lat]



1 na 2

1 na 5




1 na 30

----

1 na 10



1 na 50


KANALIZACJA I

69














obliczeniowego

[1 raz na C lat]










obliczeniowego

[1 raz na C lat]


























KANALIZACJA I

70




[1 raz na C lat]








pod ulicami 30














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)


3 8

1

3 8

13 8

1

3 8

11 9823

9823

)(

)(

d

d

id

id

dQ

dQ iiiii (85)








KANALIZACJA I

71





































KANALIZACJA I

72





Uwagi

C = 1 C = 2 C = 5 C = 10

1 Świnoujście 1352 1640 2020 2308

[Atlas 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























gdzie




KANALIZACJA I

73






n

i

i

n

i

ii

n

nn

F

F

FFF

FFF

1

1

21

2211

)(

(86a)

gdzie








w MWO)











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


KANALIZACJA I

74


gdzie





(jak w MWO)





























2650

max )453()530ln(681676)( dd tCCth (89)


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

KANALIZACJA I

75

12650

max ])453()530ln(681676[7166)(

ddd ttCCtq (89a)

gdzie






Standard

odwodnienia

terenu

Wymagane

częstości

projektowe


C - do wymiarowania















Centra miast

tereny usług i

przemysłu

C = 5 lat







Podziemne obiekty

komunikacyjne


C = 10 lat























8090022202420

max ln 68981197417584)( pttpth ddd (810)

lub

1

8090

022202420

max ]1

ln68981197417584[7166)(

dddd t

CttCtq (810a)

gdzie






KANALIZACJA I

76









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

KANALIZACJA I

77

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






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











KANALIZACJA I

78

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






KANALIZACYJNYCH














Wyniki modelowania








KANALIZACJA I

79




























KANALIZACJA I

80









węzłach (rys 819)









na rysunku 821



KANALIZACJA I

81






KANALIZACYJNYCH







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


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



























KANALIZACJA I

82


Maksymalny odstęp


Spadek podłużny

niwelety drogi []

le 25 gt 10

le 15 05 do 10

le 10 lt 05

























1Di)

KANALIZACJA I

83






84 189 232]



























KANALIZACJA I

84





















gR

l

gd

lh

h 242Δ

22

(93)

gdzie



















hR

k

d

k

4713Re

512log2

713Re

512log2

1

(94)

gdzie


KANALIZACJA I

85









21321JR

nJRC hhM (99)

gdzie





61

61

4

11

d

nR

nC hM (910)




k

d

dgK

73log

324

61

(911)








ggR

lhhh

h

ml224

Δ22

(929)



l

Rhe

4 (930)

gdzie





otrzymamy

gRl

hJ

h

e24

1 2

(931)

gdzie

KANALIZACJA I

86




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)




















w promilach)

KANALIZACJA I

87













( = idem)




hydrauliczny

gR

il

h

h

e24

1 2

(940)

gdzie






KANALIZACJA I

88










96




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

hn

Rh21arccos2

21arccos2sin1

(944)

gdzie








KANALIZACJA I

89






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

(949)












ustalać dodatkowo


WYPEŁNIONYCH






KANALIZACJA I

90




85

h

hnn

R

R

(952)

oraz

85

h

hnnn

QR

R

A

A

Q

Q (953)

gdzie









(wg wzoru (941)) m2
















kanałoacutew

KANALIZACJA I

91





























KANALIZACJA I

92











Tok postępowania














odczytujemy







ηQ = QQc

η = c

KANALIZACJA I

93






(wg wzoru Manninga)















KANALIZACJA I

94




imin i imax (955)








D

i1

min (956)

gdzie




















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



KANALIZACJA I

95












Lp

Średnica

kanału

D




1 020 828 2300 4508

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

















iR

RD

h

hn 4

(957)

gdzie







KANALIZACJA I

96

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)













otrzymamy






















DR

Ri

hn

h 1108970 3

min

(961)

KANALIZACJA I

97






















rury (sklepienia)











K 015 020 025 030 040 050 060 080 10 12 14 16 18 20 m i większe o



KANALIZACJA I

98














175 m 12 x 210 m






KANALIZACJA I

99






















KANALIZACJA I

100








AQ oraz 21321 iR

nh przy UARh















21

max

32

max 1

JRn

AQ h (962)

gdzie


KANALIZACJA I

101









maxmax JaQ (963)

przy czym constRn

Aa h 321 oraz idem

l

HHJ

min

max - wg rys 925


kiaQ (964)

Oznaczając ik =l


1minminmaxmax

H

H

H

HH

ia

Ja

Q

Q

k

(965)

Oznaczając sH


Q


















KANALIZACJA I

102



Analiza zjawisk



Qbmax gt Qb(C)


bocznym Jb = ik(b)

Qb = Qb(C)



Qb lt Qb(C)




















KANALIZACJA I

103


KANALIZACYJNYCH





zabudowy terenu



powierzchni terenu














KANALIZACJA I

104









KANALIZACJA I

105

a) b)

















uzbrojeniem)





obrysu kanału od




autostrad 50 m








KANALIZACJA I

106





















KANALIZACJA I

107

a) b)

























KANALIZACJA I

108
























Rt Rt

Ru

Z2 Z3 Z1

l2

l3

l1

h

h = i l1 1

d p1

p1

pp = 000

i2i1

g1





gdzie


KANALIZACJA I

109


żeliwa) m



















KANALIZACJA I

110














Ad a) 0h


Ad b) 12 ddh


KANALIZACJA I

111

Ad c) 2

12 ddh


Ad d) 12 hhh 21 hhh









KANALIZACJA I

112



















większy niż
















KANALIZACJA I

113















KANALIZACJA I

114















KANALIZACJA I

115
















)( ee HHHL 33032 (103)

gdzie







HyLx 2 (104)

KANALIZACJA I

116































KANALIZACJA I

117




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)

oraz



i

s

iK

hQ

(1011)

stąd

)(42

iii dQ (1012)

gdzie


syfonowych s2m5





KANALIZACJA I

118

iii

i

i ddg

C

5

52082660

18 (1013)


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














dobranych pomp










silnika [kW]

Czas Tmin

[min]

0 - 11 50

14 - 22 65

25 - 44 80

48 - 74 100

110 - 147 130

KANALIZACJA I

119





inin

psQ

V

QQ

VttT

(1017)

gdzie





4

min QTVcz

(1018)




















tPE (1019)

gdzie





KANALIZACJA I

120

QHP

(1020)

gdzie




















podręczniku [2]


1051 MATERIAŁY







KANALIZACJA I

121










50080

512

Wpust uliczny

2 x łuk 45deg

DN 150

Wstawkadł min100mm



50080

512

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

122















jak i chemiczne



materiału































KANALIZACJA I

123




































2

2

2

1

2 )(40

km iiLAV (1021)

gdzie

KANALIZACJA I

124





2321

)( hmm Rn

i (1022)


2

1

2

2

2

12 3050)ln1(

m

(1023)



















KANALIZACJA I

125










KANALIZACJA I

126


























szczegoacutełowy



















deszczowych


KANALIZACJA I

127










Temat pracyprojektu


Tytuł rysunku






W07 K42

Stadium

KPP

Skala

(np) 12500

Nr rys

X







Temat pracyprojektu


Tytuł rysunku





WydziałKatedra PWr

W07 K42

Stadium

KPP (lub) PB

Skala

(np) 150

Nr rys

Y


KANALIZACJA I

4

1 WPROWADZENIE

























DOWODY




Warszawa 2013













KANALIZACJA I

5



















obliczeniowego

[1 raz na C lat]




wylania

[1 raz na C lat]






1 na 50













[1 raz na C lat]








pod ulicami 30


KANALIZACJA I

6














opadoacutew deszczu

[1 raz na C lat]














[1 raz na C lat]






















KANALIZACJA I

7






















KANALIZACJA I

8













w przyszłości













2011 r [1] min o











gmin


KANALIZACYJNYCH








KANALIZACJA I

9





ulic do gruntu





miedzianych






















więcej lat








cele



KANALIZACJA I

10





























separatory syfony)












kryta - podziemna


mieszana


grawitacyjna

KANALIZACJA I

11



mieszana



przemysłowa

deszczowa
















Niekonwencjonalna

(specjalna)

Mieszana






nadciśnieniem



Kanalizacja

konwencjonalna


pompowa



Podciśnieniowa

(proacuteżniowa)

Pneuma-

tyczna Hydrauliczna

(pompowa)

Dwu

przewo-

dowa

Jedno

przewo-

dowa

KANALIZACJA I

12

































KANALIZACJA I

13





































środowiska












KANALIZACJA I

14






(pompowego)



























KANALIZACJA I

15




































KANALIZACJA I

16






ustępowych





















KANALIZACJA I

17



systemu [1 2]






















KANALIZACJA I

18





Przelewy burzowe


na boczniku

na kolektorze

odpływ awaryjny





deszczowej


















gdzie


KANALIZACJA I

19























= QoQd (32)

gdzie



KANALIZACJA I

20







A) B)













KANALIZACJA I

21




















objętości (Q)


gdzie


wych
















KANALIZACJA I

22










kanały deszczowe















KANALIZACJA I

23














retencyjnych



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














max

dopływ

odpływ

dławiony

Qd

Qo

komora

retencyjna

Vu

min


KANALIZACJA I

24






Zbiornik przelewowy





przegroda stała

rura wentylacyjna



komora

przepływowa

zawoacuter klapowy




max Qd

Qo

komora

retencyjna

dopływ

odpływ

dławiony

komora

przepływowa

otwoacuter

klapowy

krawędź

przelewowa

V1

V3









KANALIZACJA I

25



















średnicy kanału

Kanały deszczowe

Q = Qm (35)



























KANALIZACJA I

26























KANALIZACJA I

27

















Q = Qm (37)







Zalety Wady








jezdnią)




przykanalik)






wpustoacutew

KANALIZACJA I

28


Zalety Wady





ściekoacutew

















i eksploatacji


























KANALIZACJA I

29









podziemnych




powierzchni



















powietrzne itp)














KANALIZACJA I

30












































KANALIZACJA I

31












































KANALIZACJA I

32


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


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

mlata















Warszawa 2013














KANALIZACJA I

33



obliczeniowego

[1 raz na C lat]




wylania

[1 raz na C lat]






1 na 50









w Belgii [2]
















[1 raz na C lat]















KANALIZACJA I

34






zrF

VOWW (46)



N

NSZS

z (47)



i

n

iproj

i

i

l

Q

Ql

SWK1

max

(48)

gdzie







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


















KANALIZACJA I

35






zabudowanych






























KANALIZACJA I

36







innej roślinności



















lub ogoacutelnie


gdzie










KANALIZACJA I

37





scalonych












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)




KANALIZACJA I

38











Qd śr = 0001

4

1i

q j middot LMk (55)

gdzie




Lp


przestrzennego


Jedno-

stka

Wskaźnik

zużycia wody

qj dm3d

Wspoacutełczynnik


dobowej Nd

1

Mieszkalnictwo




Mk

Mk

Mk

140 divide 160

80 divide 100

70 divide 90

15 divide 13

15 divide 13

20 divide 15

















lub


KANALIZACJA I

39

gdzie




mnożnika [1 2]














Godziny

od - do



ogoacutelno-

miejskie

Komunika-

cja zbiorowa

Tereny

przemy-

słowe wieloro-

dzinne

jedno-

rodzinne

0 ndash 1 125 135 100 - 050

1 ndash 2 085 065 100 1650 050

2 ndash 3 085 065 100 1650 050

3 ndash 4 085 065 100 1650 050

4 ndash 5 210 085 100 1650 050

5 ndash 6 250 (300) 300 100 - 050

6 ndash 7 545 (625) 515 100 - 875

7 ndash 8 625 (545) 475 200 - 875

8 ndash 9 495 (445) 445 300 - 875

9 ndash 10 440 420 700 850 875

10 ndash 11 420 340 1000 850 875

11 ndash 12 405 340 1200 850 875

12 ndash 13 390 340 1200 850 875

13 ndash 14 430 400 1200 - 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 - 325

18 ndash 19 565 685 300 - 325

19 ndash 20 630 915 300 - 325

20 ndash 21 660 900 200 - 325

21 ndash 22 680 745 200 - 325

22 ndash 23 545 550 100 - 050

23 ndash 24 320 480 100 - 050

Suma 100 100 100 100 100










KANALIZACJA I

40








wskaźnik scalony




wzoroacutew [2]


lub


gdzie






Mkha do 300 Mkha





ppp FqQ (59)

gdzie




przemysłowych) ha






KANALIZACJA I

41


















dla sieci miejskiej















(nieszczelności)


(nieszczelności)


(nieszczelności)


źroacutedlane





źroacutedlane





podłączenia

KANALIZACJA I

42













czyli łącznie

















KANALIZACJA I

43








































KANALIZACJA I

44






















q = 16667∙I (63)



mmmin

F = 5(5 ndash I)3 (64)

Przykładowo












FFzr (65)

gdzie




KANALIZACJA I

45




FHQ (66)



wyniesie




rokmha

haMk

dMkmdFZqQ j

rocz

ść

33

1460001200)(

20365365


18180014600 rocz

op

rocz

ść QQ






sdmhahasdmFqQ sek

op

33

300130)(100



sdmha

haMk

dMkdmFZqNNQ jhd

sek

ść

33

2186400

01200)(

20023186400


ść

sek











rokmmrokmFHQrocz

op

32 1800100003060

KANALIZACJA I

46
























KANALIZACJA I

47






























KANALIZACJA I

48








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)












KANALIZACJA I

49



C

p100

(69)






p

C100

(610)




C

n1

[1rok] (611)


















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

KANALIZACJA I

50

368409

3836840

1

9

38 41154115

C

tq

ntqq (612)

gdzie
















Model Błaszczyka



32

3 26316

t

CHq (614)

gdzie










32

3470

t

Cq (615)









2018 vol 40 nr 2 s 17-22

KANALIZACJA I

51





maksymalnych

5840330

max )ln() (421 ptRth (616)

gdzie





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)






q(max) = 2367t 067 (624)


q = 470t 067 (625)




KANALIZACJA I

52


Model Lambora


postać

70)030(

log15743

t

pI (626)

gdzie










cbt

aq

n

)(max

(627)

gdzie






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






lat ma postać

2650

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


12650

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

gdzie







KANALIZACJA I

53

8090022202420

max ln 675981059741275834 ptth (630)


18090022202420

max ]ln675981059741275834[7166 tpttq (631)

gdzie












Czę

sto

ść d

eszc

zu

C

lata

Cza

s tr

wa

nia

des

zczu

t m

in

Bła

szcz

yk

qB

= 1

0

(100

)

Rei

nh

old

q151

= 1

00

dm

3s

ha

Bo

gd

an

ow

icz-

Sta

chy

- r

egio

n p

oacutełn

ocn

o-

zach

od

ni

Bo

gd

an

ow

icz-

Sta

chy

- r

egio

n c

entr

aln

y

La

mb

or

- W

rocł

aw

Lic

zna

r- Ł

om

oto

wsk

i

- W

rocł

aw-S

wo

jczy

ce

Ko

tow

ski

-

Ka

źmie

rcza

k

mo

del

fiz

yk

alny

- W

rocł

aw-

Str

ach

ow

ice

Ko

tow

ski-

Ka

źmie

rcza

k

mo

del

pro

bab

ilis

tycz

ny

- W

rocł

aw-

Str

acho

wic

e

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






KANALIZACJA I

54


DESZCZOWEJ





tworzenia spływu




























FqQm (71)

gdzie





KANALIZACJA I

55







1op

sp

Q

Q (72)






F

F

F

F

FFF

FFF zr

n

i

i

n

i

ii

n

nn

1

1

21

2211

)(

(73)

gdzie





FFzr (74)
























KANALIZACJA I

56


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








zwiększać do 30








obliczeniowym







KANALIZACJA I

57



zrdmmzrxm FtqFqQ )(

(76)

gdzie













dla tdm 1 gt tp q1

dla tdm 2 lt tp q2

dla tdm 3 = tp q3


KANALIZACJA I

58









qFQ oraz 2max2212

)( QqFFQ





qFQ 3212

)( qFFQ i 3max33213

)( QqFFFQ




KANALIZACJA I

59












na





























znikomo mała



KANALIZACJA I

60










Lp




kanalizacji

Czas

koncentracji

terenowej




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




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










tr = (14 divide 20) tp (711)













60

Lt p (712)


KANALIZACJA I

61



h( ) υ( ))







krpdm tttt (713)













kpdm ttt 21 (716)


tdm min = 10 min









ma postać


gdzie



KANALIZACJA I

62

constAA

t

CHq

dm

C 64410

6316667032

3 2

10 (724)




nII

F

1)( (725)













regularnej zawsze

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















QmC gt QmB

)(1)(2 BC DD





KANALIZACJA I

63









Przykład 1 21



1

1

1 )()(60


t


2

2

60







KANALIZACJA I

64














2

2

zr

zr

F

F

AC

CA (727)

Otrzymamy

AC

FCAF zr

zr2

2

(728)








KANALIZACJA I

65


FCtqQ sdm )(115 (729)


FCtqQ sdm )( (730)

gdzie




170] dm3(s∙ha)



368409

38)( 4

C

tCt

d

d (731)






wzorcowego - q15C -




)36840(9

38)( 4

115115

Ct

qCtqd

d (732)











powierzchni




tab 76)

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

KANALIZACJA I

66
















wzoru

n

mi

n

mipips QQtt11

(737)


ZURBANIZOWANYCH














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

KANALIZACJA I

67


Częstość deszczu




Częstość


Cw





pod ulicami itp

1 na 50















Kategoria

standardu

odwodnie-nia

terenu





- kanalizacja

deszczowa

- kanalizacja

ogoacutelnospławna



II




50 (2) 20 (5)

III





20 (5) 10 (10)

IV





10 (10) 5 (20)













KANALIZACJA I

68



















[1 raz na C lat]




















20002001 (tab 83a)



Częstość deszczu

obliczeniowego )

[1 raz na C lat]



Częstość

wylewoacutew

[1 raz na C lat]



1 na 2

1 na 5




1 na 30

----

1 na 10



1 na 50


KANALIZACJA I

69














obliczeniowego

[1 raz na C lat]










obliczeniowego

[1 raz na C lat]


























KANALIZACJA I

70




[1 raz na C lat]








pod ulicami 30














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)


3 8

1

3 8

13 8

1

3 8

11 9823

9823

)(

)(

d

d

id

id

dQ

dQ iiiii (85)








KANALIZACJA I

71





































KANALIZACJA I

72





Uwagi

C = 1 C = 2 C = 5 C = 10

1 Świnoujście 1352 1640 2020 2308

[Atlas 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























gdzie




KANALIZACJA I

73






n

i

i

n

i

ii

n

nn

F

F

FFF

FFF

1

1

21

2211

)(

(86a)

gdzie








w MWO)











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


KANALIZACJA I

74


gdzie





(jak w MWO)





























2650

max )453()530ln(681676)( dd tCCth (89)


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

KANALIZACJA I

75

12650

max ])453()530ln(681676[7166)(

ddd ttCCtq (89a)

gdzie






Standard

odwodnienia

terenu

Wymagane

częstości

projektowe


C - do wymiarowania















Centra miast

tereny usług i

przemysłu

C = 5 lat







Podziemne obiekty

komunikacyjne


C = 10 lat























8090022202420

max ln 68981197417584)( pttpth ddd (810)

lub

1

8090

022202420

max ]1

ln68981197417584[7166)(

dddd t

CttCtq (810a)

gdzie






KANALIZACJA I

76









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

KANALIZACJA I

77

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






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











KANALIZACJA I

78

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






KANALIZACYJNYCH














Wyniki modelowania








KANALIZACJA I

79




























KANALIZACJA I

80









węzłach (rys 819)









na rysunku 821



KANALIZACJA I

81






KANALIZACYJNYCH







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


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



























KANALIZACJA I

82


Maksymalny odstęp


Spadek podłużny

niwelety drogi []

le 25 gt 10

le 15 05 do 10

le 10 lt 05

























1Di)

KANALIZACJA I

83






84 189 232]



























KANALIZACJA I

84





















gR

l

gd

lh

h 242Δ

22

(93)

gdzie



















hR

k

d

k

4713Re

512log2

713Re

512log2

1

(94)

gdzie


KANALIZACJA I

85









21321JR

nJRC hhM (99)

gdzie





61

61

4

11

d

nR

nC hM (910)




k

d

dgK

73log

324

61

(911)








ggR

lhhh

h

ml224

Δ22

(929)



l

Rhe

4 (930)

gdzie





otrzymamy

gRl

hJ

h

e24

1 2

(931)

gdzie

KANALIZACJA I

86




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)




















w promilach)

KANALIZACJA I

87













( = idem)




hydrauliczny

gR

il

h

h

e24

1 2

(940)

gdzie






KANALIZACJA I

88










96




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

hn

Rh21arccos2

21arccos2sin1

(944)

gdzie








KANALIZACJA I

89






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

(949)












ustalać dodatkowo


WYPEŁNIONYCH






KANALIZACJA I

90




85

h

hnn

R

R

(952)

oraz

85

h

hnnn

QR

R

A

A

Q

Q (953)

gdzie









(wg wzoru (941)) m2
















kanałoacutew

KANALIZACJA I

91





























KANALIZACJA I

92











Tok postępowania














odczytujemy







ηQ = QQc

η = c

KANALIZACJA I

93






(wg wzoru Manninga)















KANALIZACJA I

94




imin i imax (955)








D

i1

min (956)

gdzie




















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



KANALIZACJA I

95












Lp

Średnica

kanału

D




1 020 828 2300 4508

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

















iR

RD

h

hn 4

(957)

gdzie







KANALIZACJA I

96

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)













otrzymamy






















DR

Ri

hn

h 1108970 3

min

(961)

KANALIZACJA I

97






















rury (sklepienia)











K 015 020 025 030 040 050 060 080 10 12 14 16 18 20 m i większe o



KANALIZACJA I

98














175 m 12 x 210 m






KANALIZACJA I

99






















KANALIZACJA I

100








AQ oraz 21321 iR

nh przy UARh















21

max

32

max 1

JRn

AQ h (962)

gdzie


KANALIZACJA I

101









maxmax JaQ (963)

przy czym constRn

Aa h 321 oraz idem

l

HHJ

min

max - wg rys 925


kiaQ (964)

Oznaczając ik =l


1minminmaxmax

H

H

H

HH

ia

Ja

Q

Q

k

(965)

Oznaczając sH


Q


















KANALIZACJA I

102



Analiza zjawisk



Qbmax gt Qb(C)


bocznym Jb = ik(b)

Qb = Qb(C)



Qb lt Qb(C)




















KANALIZACJA I

103


KANALIZACYJNYCH





zabudowy terenu



powierzchni terenu














KANALIZACJA I

104









KANALIZACJA I

105

a) b)

















uzbrojeniem)





obrysu kanału od




autostrad 50 m








KANALIZACJA I

106





















KANALIZACJA I

107

a) b)

























KANALIZACJA I

108
























Rt Rt

Ru

Z2 Z3 Z1

l2

l3

l1

h

h = i l1 1

d p1

p1

pp = 000

i2i1

g1





gdzie


KANALIZACJA I

109


żeliwa) m



















KANALIZACJA I

110














Ad a) 0h


Ad b) 12 ddh


KANALIZACJA I

111

Ad c) 2

12 ddh


Ad d) 12 hhh 21 hhh









KANALIZACJA I

112



















większy niż
















KANALIZACJA I

113















KANALIZACJA I

114















KANALIZACJA I

115
















)( ee HHHL 33032 (103)

gdzie







HyLx 2 (104)

KANALIZACJA I

116































KANALIZACJA I

117




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)

oraz



i

s

iK

hQ

(1011)

stąd

)(42

iii dQ (1012)

gdzie


syfonowych s2m5





KANALIZACJA I

118

iii

i

i ddg

C

5

52082660

18 (1013)


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














dobranych pomp










silnika [kW]

Czas Tmin

[min]

0 - 11 50

14 - 22 65

25 - 44 80

48 - 74 100

110 - 147 130

KANALIZACJA I

119





inin

psQ

V

QQ

VttT

(1017)

gdzie





4

min QTVcz

(1018)




















tPE (1019)

gdzie





KANALIZACJA I

120

QHP

(1020)

gdzie




















podręczniku [2]


1051 MATERIAŁY







KANALIZACJA I

121










50080

512

Wpust uliczny

2 x łuk 45deg

DN 150

Wstawkadł min100mm



50080

512

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

122















jak i chemiczne



materiału































KANALIZACJA I

123




































2

2

2

1

2 )(40

km iiLAV (1021)

gdzie

KANALIZACJA I

124





2321

)( hmm Rn

i (1022)


2

1

2

2

2

12 3050)ln1(

m

(1023)



















KANALIZACJA I

125










KANALIZACJA I

126


























szczegoacutełowy



















deszczowych


KANALIZACJA I

127










Temat pracyprojektu


Tytuł rysunku






W07 K42

Stadium

KPP

Skala

(np) 12500

Nr rys

X







Temat pracyprojektu


Tytuł rysunku





WydziałKatedra PWr

W07 K42

Stadium

KPP (lub) PB

Skala

(np) 150

Nr rys

Y


KANALIZACJA I

5



















obliczeniowego

[1 raz na C lat]




wylania

[1 raz na C lat]






1 na 50













[1 raz na C lat]








pod ulicami 30


KANALIZACJA I

6














opadoacutew deszczu

[1 raz na C lat]














[1 raz na C lat]






















KANALIZACJA I

7






















KANALIZACJA I

8













w przyszłości













2011 r [1] min o











gmin


KANALIZACYJNYCH








KANALIZACJA I

9





ulic do gruntu





miedzianych






















więcej lat








cele



KANALIZACJA I

10





























separatory syfony)












kryta - podziemna


mieszana


grawitacyjna

KANALIZACJA I

11



mieszana



przemysłowa

deszczowa
















Niekonwencjonalna

(specjalna)

Mieszana






nadciśnieniem



Kanalizacja

konwencjonalna


pompowa



Podciśnieniowa

(proacuteżniowa)

Pneuma-

tyczna Hydrauliczna

(pompowa)

Dwu

przewo-

dowa

Jedno

przewo-

dowa

KANALIZACJA I

12

































KANALIZACJA I

13





































środowiska












KANALIZACJA I

14






(pompowego)



























KANALIZACJA I

15




































KANALIZACJA I

16






ustępowych





















KANALIZACJA I

17



systemu [1 2]






















KANALIZACJA I

18





Przelewy burzowe


na boczniku

na kolektorze

odpływ awaryjny





deszczowej


















gdzie


KANALIZACJA I

19























= QoQd (32)

gdzie



KANALIZACJA I

20







A) B)













KANALIZACJA I

21




















objętości (Q)


gdzie


wych
















KANALIZACJA I

22










kanały deszczowe















KANALIZACJA I

23














retencyjnych



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














max

dopływ

odpływ

dławiony

Qd

Qo

komora

retencyjna

Vu

min


KANALIZACJA I

24






Zbiornik przelewowy





przegroda stała

rura wentylacyjna



komora

przepływowa

zawoacuter klapowy




max Qd

Qo

komora

retencyjna

dopływ

odpływ

dławiony

komora

przepływowa

otwoacuter

klapowy

krawędź

przelewowa

V1

V3









KANALIZACJA I

25



















średnicy kanału

Kanały deszczowe

Q = Qm (35)



























KANALIZACJA I

26























KANALIZACJA I

27

















Q = Qm (37)







Zalety Wady








jezdnią)




przykanalik)






wpustoacutew

KANALIZACJA I

28


Zalety Wady





ściekoacutew

















i eksploatacji


























KANALIZACJA I

29









podziemnych




powierzchni



















powietrzne itp)














KANALIZACJA I

30












































KANALIZACJA I

31












































KANALIZACJA I

32


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


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

mlata















Warszawa 2013














KANALIZACJA I

33



obliczeniowego

[1 raz na C lat]




wylania

[1 raz na C lat]






1 na 50









w Belgii [2]
















[1 raz na C lat]















KANALIZACJA I

34






zrF

VOWW (46)



N

NSZS

z (47)



i

n

iproj

i

i

l

Q

Ql

SWK1

max

(48)

gdzie







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


















KANALIZACJA I

35






zabudowanych






























KANALIZACJA I

36







innej roślinności



















lub ogoacutelnie


gdzie










KANALIZACJA I

37





scalonych












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)




KANALIZACJA I

38











Qd śr = 0001

4

1i

q j middot LMk (55)

gdzie




Lp


przestrzennego


Jedno-

stka

Wskaźnik

zużycia wody

qj dm3d

Wspoacutełczynnik


dobowej Nd

1

Mieszkalnictwo




Mk

Mk

Mk

140 divide 160

80 divide 100

70 divide 90

15 divide 13

15 divide 13

20 divide 15

















lub


KANALIZACJA I

39

gdzie




mnożnika [1 2]














Godziny

od - do



ogoacutelno-

miejskie

Komunika-

cja zbiorowa

Tereny

przemy-

słowe wieloro-

dzinne

jedno-

rodzinne

0 ndash 1 125 135 100 - 050

1 ndash 2 085 065 100 1650 050

2 ndash 3 085 065 100 1650 050

3 ndash 4 085 065 100 1650 050

4 ndash 5 210 085 100 1650 050

5 ndash 6 250 (300) 300 100 - 050

6 ndash 7 545 (625) 515 100 - 875

7 ndash 8 625 (545) 475 200 - 875

8 ndash 9 495 (445) 445 300 - 875

9 ndash 10 440 420 700 850 875

10 ndash 11 420 340 1000 850 875

11 ndash 12 405 340 1200 850 875

12 ndash 13 390 340 1200 850 875

13 ndash 14 430 400 1200 - 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 - 325

18 ndash 19 565 685 300 - 325

19 ndash 20 630 915 300 - 325

20 ndash 21 660 900 200 - 325

21 ndash 22 680 745 200 - 325

22 ndash 23 545 550 100 - 050

23 ndash 24 320 480 100 - 050

Suma 100 100 100 100 100










KANALIZACJA I

40








wskaźnik scalony




wzoroacutew [2]


lub


gdzie






Mkha do 300 Mkha





ppp FqQ (59)

gdzie




przemysłowych) ha






KANALIZACJA I

41


















dla sieci miejskiej















(nieszczelności)


(nieszczelności)


(nieszczelności)


źroacutedlane





źroacutedlane





podłączenia

KANALIZACJA I

42













czyli łącznie

















KANALIZACJA I

43








































KANALIZACJA I

44






















q = 16667∙I (63)



mmmin

F = 5(5 ndash I)3 (64)

Przykładowo












FFzr (65)

gdzie




KANALIZACJA I

45




FHQ (66)



wyniesie




rokmha

haMk

dMkmdFZqQ j

rocz

ść

33

1460001200)(

20365365


18180014600 rocz

op

rocz

ść QQ






sdmhahasdmFqQ sek

op

33

300130)(100



sdmha

haMk

dMkdmFZqNNQ jhd

sek

ść

33

2186400

01200)(

20023186400


ść

sek











rokmmrokmFHQrocz

op

32 1800100003060

KANALIZACJA I

46
























KANALIZACJA I

47






























KANALIZACJA I

48








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)












KANALIZACJA I

49



C

p100

(69)






p

C100

(610)




C

n1

[1rok] (611)


















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

KANALIZACJA I

50

368409

3836840

1

9

38 41154115

C

tq

ntqq (612)

gdzie
















Model Błaszczyka



32

3 26316

t

CHq (614)

gdzie










32

3470

t

Cq (615)









2018 vol 40 nr 2 s 17-22

KANALIZACJA I

51





maksymalnych

5840330

max )ln() (421 ptRth (616)

gdzie





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)






q(max) = 2367t 067 (624)


q = 470t 067 (625)




KANALIZACJA I

52


Model Lambora


postać

70)030(

log15743

t

pI (626)

gdzie










cbt

aq

n

)(max

(627)

gdzie






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






lat ma postać

2650

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


12650

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

gdzie







KANALIZACJA I

53

8090022202420

max ln 675981059741275834 ptth (630)


18090022202420

max ]ln675981059741275834[7166 tpttq (631)

gdzie












Czę

sto

ść d

eszc

zu

C

lata

Cza

s tr

wa

nia

des

zczu

t m

in

Bła

szcz

yk

qB

= 1

0

(100

)

Rei

nh

old

q151

= 1

00

dm

3s

ha

Bo

gd

an

ow

icz-

Sta

chy

- r

egio

n p

oacutełn

ocn

o-

zach

od

ni

Bo

gd

an

ow

icz-

Sta

chy

- r

egio

n c

entr

aln

y

La

mb

or

- W

rocł

aw

Lic

zna

r- Ł

om

oto

wsk

i

- W

rocł

aw-S

wo

jczy

ce

Ko

tow

ski

-

Ka

źmie

rcza

k

mo

del

fiz

yk

alny

- W

rocł

aw-

Str

ach

ow

ice

Ko

tow

ski-

Ka

źmie

rcza

k

mo

del

pro

bab

ilis

tycz

ny

- W

rocł

aw-

Str

acho

wic

e

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






KANALIZACJA I

54


DESZCZOWEJ





tworzenia spływu




























FqQm (71)

gdzie





KANALIZACJA I

55







1op

sp

Q

Q (72)






F

F

F

F

FFF

FFF zr

n

i

i

n

i

ii

n

nn

1

1

21

2211

)(

(73)

gdzie





FFzr (74)
























KANALIZACJA I

56


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








zwiększać do 30








obliczeniowym







KANALIZACJA I

57



zrdmmzrxm FtqFqQ )(

(76)

gdzie













dla tdm 1 gt tp q1

dla tdm 2 lt tp q2

dla tdm 3 = tp q3


KANALIZACJA I

58









qFQ oraz 2max2212

)( QqFFQ





qFQ 3212

)( qFFQ i 3max33213

)( QqFFFQ




KANALIZACJA I

59












na





























znikomo mała



KANALIZACJA I

60










Lp




kanalizacji

Czas

koncentracji

terenowej




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




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










tr = (14 divide 20) tp (711)













60

Lt p (712)


KANALIZACJA I

61



h( ) υ( ))







krpdm tttt (713)













kpdm ttt 21 (716)


tdm min = 10 min









ma postać


gdzie



KANALIZACJA I

62

constAA

t

CHq

dm

C 64410

6316667032

3 2

10 (724)




nII

F

1)( (725)













regularnej zawsze

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















QmC gt QmB

)(1)(2 BC DD





KANALIZACJA I

63









Przykład 1 21



1

1

1 )()(60


t


2

2

60







KANALIZACJA I

64














2

2

zr

zr

F

F

AC

CA (727)

Otrzymamy

AC

FCAF zr

zr2

2

(728)








KANALIZACJA I

65


FCtqQ sdm )(115 (729)


FCtqQ sdm )( (730)

gdzie




170] dm3(s∙ha)



368409

38)( 4

C

tCt

d

d (731)






wzorcowego - q15C -




)36840(9

38)( 4

115115

Ct

qCtqd

d (732)











powierzchni




tab 76)

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

KANALIZACJA I

66
















wzoru

n

mi

n

mipips QQtt11

(737)


ZURBANIZOWANYCH














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

KANALIZACJA I

67


Częstość deszczu




Częstość


Cw





pod ulicami itp

1 na 50















Kategoria

standardu

odwodnie-nia

terenu





- kanalizacja

deszczowa

- kanalizacja

ogoacutelnospławna



II




50 (2) 20 (5)

III





20 (5) 10 (10)

IV





10 (10) 5 (20)













KANALIZACJA I

68



















[1 raz na C lat]




















20002001 (tab 83a)



Częstość deszczu

obliczeniowego )

[1 raz na C lat]



Częstość

wylewoacutew

[1 raz na C lat]



1 na 2

1 na 5




1 na 30

----

1 na 10



1 na 50


KANALIZACJA I

69














obliczeniowego

[1 raz na C lat]










obliczeniowego

[1 raz na C lat]


























KANALIZACJA I

70




[1 raz na C lat]








pod ulicami 30














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)


3 8

1

3 8

13 8

1

3 8

11 9823

9823

)(

)(

d

d

id

id

dQ

dQ iiiii (85)








KANALIZACJA I

71





































KANALIZACJA I

72





Uwagi

C = 1 C = 2 C = 5 C = 10

1 Świnoujście 1352 1640 2020 2308

[Atlas 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























gdzie




KANALIZACJA I

73






n

i

i

n

i

ii

n

nn

F

F

FFF

FFF

1

1

21

2211

)(

(86a)

gdzie








w MWO)











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


KANALIZACJA I

74


gdzie





(jak w MWO)





























2650

max )453()530ln(681676)( dd tCCth (89)


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

KANALIZACJA I

75

12650

max ])453()530ln(681676[7166)(

ddd ttCCtq (89a)

gdzie






Standard

odwodnienia

terenu

Wymagane

częstości

projektowe


C - do wymiarowania















Centra miast

tereny usług i

przemysłu

C = 5 lat







Podziemne obiekty

komunikacyjne


C = 10 lat























8090022202420

max ln 68981197417584)( pttpth ddd (810)

lub

1

8090

022202420

max ]1

ln68981197417584[7166)(

dddd t

CttCtq (810a)

gdzie






KANALIZACJA I

76









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

KANALIZACJA I

77

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






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











KANALIZACJA I

78

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






KANALIZACYJNYCH














Wyniki modelowania








KANALIZACJA I

79




























KANALIZACJA I

80









węzłach (rys 819)









na rysunku 821



KANALIZACJA I

81






KANALIZACYJNYCH







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


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



























KANALIZACJA I

82


Maksymalny odstęp


Spadek podłużny

niwelety drogi []

le 25 gt 10

le 15 05 do 10

le 10 lt 05

























1Di)

KANALIZACJA I

83






84 189 232]



























KANALIZACJA I

84





















gR

l

gd

lh

h 242Δ

22

(93)

gdzie



















hR

k

d

k

4713Re

512log2

713Re

512log2

1

(94)

gdzie


KANALIZACJA I

85









21321JR

nJRC hhM (99)

gdzie





61

61

4

11

d

nR

nC hM (910)




k

d

dgK

73log

324

61

(911)








ggR

lhhh

h

ml224

Δ22

(929)



l

Rhe

4 (930)

gdzie





otrzymamy

gRl

hJ

h

e24

1 2

(931)

gdzie

KANALIZACJA I

86




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)




















w promilach)

KANALIZACJA I

87













( = idem)




hydrauliczny

gR

il

h

h

e24

1 2

(940)

gdzie






KANALIZACJA I

88










96




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

hn

Rh21arccos2

21arccos2sin1

(944)

gdzie








KANALIZACJA I

89






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

(949)












ustalać dodatkowo


WYPEŁNIONYCH






KANALIZACJA I

90




85

h

hnn

R

R

(952)

oraz

85

h

hnnn

QR

R

A

A

Q

Q (953)

gdzie









(wg wzoru (941)) m2
















kanałoacutew

KANALIZACJA I

91





























KANALIZACJA I

92











Tok postępowania














odczytujemy







ηQ = QQc

η = c

KANALIZACJA I

93






(wg wzoru Manninga)















KANALIZACJA I

94




imin i imax (955)








D

i1

min (956)

gdzie




















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



KANALIZACJA I

95












Lp

Średnica

kanału

D




1 020 828 2300 4508

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

















iR

RD

h

hn 4

(957)

gdzie







KANALIZACJA I

96

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)













otrzymamy






















DR

Ri

hn

h 1108970 3

min

(961)

KANALIZACJA I

97






















rury (sklepienia)











K 015 020 025 030 040 050 060 080 10 12 14 16 18 20 m i większe o



KANALIZACJA I

98














175 m 12 x 210 m






KANALIZACJA I

99






















KANALIZACJA I

100








AQ oraz 21321 iR

nh przy UARh















21

max

32

max 1

JRn

AQ h (962)

gdzie


KANALIZACJA I

101









maxmax JaQ (963)

przy czym constRn

Aa h 321 oraz idem

l

HHJ

min

max - wg rys 925


kiaQ (964)

Oznaczając ik =l


1minminmaxmax

H

H

H

HH

ia

Ja

Q

Q

k

(965)

Oznaczając sH


Q


















KANALIZACJA I

102



Analiza zjawisk



Qbmax gt Qb(C)


bocznym Jb = ik(b)

Qb = Qb(C)



Qb lt Qb(C)




















KANALIZACJA I

103


KANALIZACYJNYCH





zabudowy terenu



powierzchni terenu














KANALIZACJA I

104









KANALIZACJA I

105

a) b)

















uzbrojeniem)





obrysu kanału od




autostrad 50 m








KANALIZACJA I

106





















KANALIZACJA I

107

a) b)

























KANALIZACJA I

108
























Rt Rt

Ru

Z2 Z3 Z1

l2

l3

l1

h

h = i l1 1

d p1

p1

pp = 000

i2i1

g1





gdzie


KANALIZACJA I

109


żeliwa) m



















KANALIZACJA I

110














Ad a) 0h


Ad b) 12 ddh


KANALIZACJA I

111

Ad c) 2

12 ddh


Ad d) 12 hhh 21 hhh









KANALIZACJA I

112



















większy niż
















KANALIZACJA I

113















KANALIZACJA I

114















KANALIZACJA I

115
















)( ee HHHL 33032 (103)

gdzie







HyLx 2 (104)

KANALIZACJA I

116































KANALIZACJA I

117




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)

oraz



i

s

iK

hQ

(1011)

stąd

)(42

iii dQ (1012)

gdzie


syfonowych s2m5





KANALIZACJA I

118

iii

i

i ddg

C

5

52082660

18 (1013)


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














dobranych pomp










silnika [kW]

Czas Tmin

[min]

0 - 11 50

14 - 22 65

25 - 44 80

48 - 74 100

110 - 147 130

KANALIZACJA I

119





inin

psQ

V

QQ

VttT

(1017)

gdzie





4

min QTVcz

(1018)




















tPE (1019)

gdzie





KANALIZACJA I

120

QHP

(1020)

gdzie




















podręczniku [2]


1051 MATERIAŁY







KANALIZACJA I

121










50080

512

Wpust uliczny

2 x łuk 45deg

DN 150

Wstawkadł min100mm



50080

512

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

122















jak i chemiczne



materiału































KANALIZACJA I

123




































2

2

2

1

2 )(40

km iiLAV (1021)

gdzie

KANALIZACJA I

124





2321

)( hmm Rn

i (1022)


2

1

2

2

2

12 3050)ln1(

m

(1023)



















KANALIZACJA I

125










KANALIZACJA I

126


























szczegoacutełowy



















deszczowych


KANALIZACJA I

127










Temat pracyprojektu


Tytuł rysunku






W07 K42

Stadium

KPP

Skala

(np) 12500

Nr rys

X







Temat pracyprojektu


Tytuł rysunku





WydziałKatedra PWr

W07 K42

Stadium

KPP (lub) PB

Skala

(np) 150

Nr rys

Y


KANALIZACJA I

6














opadoacutew deszczu

[1 raz na C lat]














[1 raz na C lat]






















KANALIZACJA I

7






















KANALIZACJA I

8













w przyszłości













2011 r [1] min o











gmin


KANALIZACYJNYCH








KANALIZACJA I

9





ulic do gruntu





miedzianych






















więcej lat








cele



KANALIZACJA I

10





























separatory syfony)












kryta - podziemna


mieszana


grawitacyjna

KANALIZACJA I

11



mieszana



przemysłowa

deszczowa
















Niekonwencjonalna

(specjalna)

Mieszana






nadciśnieniem



Kanalizacja

konwencjonalna


pompowa



Podciśnieniowa

(proacuteżniowa)

Pneuma-

tyczna Hydrauliczna

(pompowa)

Dwu

przewo-

dowa

Jedno

przewo-

dowa

KANALIZACJA I

12

































KANALIZACJA I

13





































środowiska












KANALIZACJA I

14






(pompowego)



























KANALIZACJA I

15




































KANALIZACJA I

16






ustępowych





















KANALIZACJA I

17



systemu [1 2]






















KANALIZACJA I

18





Przelewy burzowe


na boczniku

na kolektorze

odpływ awaryjny





deszczowej


















gdzie


KANALIZACJA I

19























= QoQd (32)

gdzie



KANALIZACJA I

20







A) B)













KANALIZACJA I

21




















objętości (Q)


gdzie


wych
















KANALIZACJA I

22










kanały deszczowe















KANALIZACJA I

23














retencyjnych



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














max

dopływ

odpływ

dławiony

Qd

Qo

komora

retencyjna

Vu

min


KANALIZACJA I

24






Zbiornik przelewowy





przegroda stała

rura wentylacyjna



komora

przepływowa

zawoacuter klapowy




max Qd

Qo

komora

retencyjna

dopływ

odpływ

dławiony

komora

przepływowa

otwoacuter

klapowy

krawędź

przelewowa

V1

V3









KANALIZACJA I

25



















średnicy kanału

Kanały deszczowe

Q = Qm (35)



























KANALIZACJA I

26























KANALIZACJA I

27

















Q = Qm (37)







Zalety Wady








jezdnią)




przykanalik)






wpustoacutew

KANALIZACJA I

28


Zalety Wady





ściekoacutew

















i eksploatacji


























KANALIZACJA I

29









podziemnych




powierzchni



















powietrzne itp)














KANALIZACJA I

30












































KANALIZACJA I

31












































KANALIZACJA I

32


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


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

mlata















Warszawa 2013














KANALIZACJA I

33



obliczeniowego

[1 raz na C lat]




wylania

[1 raz na C lat]






1 na 50









w Belgii [2]
















[1 raz na C lat]















KANALIZACJA I

34






zrF

VOWW (46)



N

NSZS

z (47)



i

n

iproj

i

i

l

Q

Ql

SWK1

max

(48)

gdzie







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


















KANALIZACJA I

35






zabudowanych






























KANALIZACJA I

36







innej roślinności



















lub ogoacutelnie


gdzie










KANALIZACJA I

37





scalonych












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)




KANALIZACJA I

38











Qd śr = 0001

4

1i

q j middot LMk (55)

gdzie




Lp


przestrzennego


Jedno-

stka

Wskaźnik

zużycia wody

qj dm3d

Wspoacutełczynnik


dobowej Nd

1

Mieszkalnictwo




Mk

Mk

Mk

140 divide 160

80 divide 100

70 divide 90

15 divide 13

15 divide 13

20 divide 15

















lub


KANALIZACJA I

39

gdzie




mnożnika [1 2]














Godziny

od - do



ogoacutelno-

miejskie

Komunika-

cja zbiorowa

Tereny

przemy-

słowe wieloro-

dzinne

jedno-

rodzinne

0 ndash 1 125 135 100 - 050

1 ndash 2 085 065 100 1650 050

2 ndash 3 085 065 100 1650 050

3 ndash 4 085 065 100 1650 050

4 ndash 5 210 085 100 1650 050

5 ndash 6 250 (300) 300 100 - 050

6 ndash 7 545 (625) 515 100 - 875

7 ndash 8 625 (545) 475 200 - 875

8 ndash 9 495 (445) 445 300 - 875

9 ndash 10 440 420 700 850 875

10 ndash 11 420 340 1000 850 875

11 ndash 12 405 340 1200 850 875

12 ndash 13 390 340 1200 850 875

13 ndash 14 430 400 1200 - 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 - 325

18 ndash 19 565 685 300 - 325

19 ndash 20 630 915 300 - 325

20 ndash 21 660 900 200 - 325

21 ndash 22 680 745 200 - 325

22 ndash 23 545 550 100 - 050

23 ndash 24 320 480 100 - 050

Suma 100 100 100 100 100










KANALIZACJA I

40








wskaźnik scalony




wzoroacutew [2]


lub


gdzie






Mkha do 300 Mkha





ppp FqQ (59)

gdzie




przemysłowych) ha






KANALIZACJA I

41


















dla sieci miejskiej















(nieszczelności)


(nieszczelności)


(nieszczelności)


źroacutedlane





źroacutedlane





podłączenia

KANALIZACJA I

42













czyli łącznie

















KANALIZACJA I

43








































KANALIZACJA I

44






















q = 16667∙I (63)



mmmin

F = 5(5 ndash I)3 (64)

Przykładowo












FFzr (65)

gdzie




KANALIZACJA I

45




FHQ (66)



wyniesie




rokmha

haMk

dMkmdFZqQ j

rocz

ść

33

1460001200)(

20365365


18180014600 rocz

op

rocz

ść QQ






sdmhahasdmFqQ sek

op

33

300130)(100



sdmha

haMk

dMkdmFZqNNQ jhd

sek

ść

33

2186400

01200)(

20023186400


ść

sek











rokmmrokmFHQrocz

op

32 1800100003060

KANALIZACJA I

46
























KANALIZACJA I

47






























KANALIZACJA I

48








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)












KANALIZACJA I

49



C

p100

(69)






p

C100

(610)




C

n1

[1rok] (611)


















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

KANALIZACJA I

50

368409

3836840

1

9

38 41154115

C

tq

ntqq (612)

gdzie
















Model Błaszczyka



32

3 26316

t

CHq (614)

gdzie










32

3470

t

Cq (615)









2018 vol 40 nr 2 s 17-22

KANALIZACJA I

51





maksymalnych

5840330

max )ln() (421 ptRth (616)

gdzie





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)






q(max) = 2367t 067 (624)


q = 470t 067 (625)




KANALIZACJA I

52


Model Lambora


postać

70)030(

log15743

t

pI (626)

gdzie










cbt

aq

n

)(max

(627)

gdzie






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






lat ma postać

2650

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


12650

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

gdzie







KANALIZACJA I

53

8090022202420

max ln 675981059741275834 ptth (630)


18090022202420

max ]ln675981059741275834[7166 tpttq (631)

gdzie












Czę

sto

ść d

eszc

zu

C

lata

Cza

s tr

wa

nia

des

zczu

t m

in

Bła

szcz

yk

qB

= 1

0

(100

)

Rei

nh

old

q151

= 1

00

dm

3s

ha

Bo

gd

an

ow

icz-

Sta

chy

- r

egio

n p

oacutełn

ocn

o-

zach

od

ni

Bo

gd

an

ow

icz-

Sta

chy

- r

egio

n c

entr

aln

y

La

mb

or

- W

rocł

aw

Lic

zna

r- Ł

om

oto

wsk

i

- W

rocł

aw-S

wo

jczy

ce

Ko

tow

ski

-

Ka

źmie

rcza

k

mo

del

fiz

yk

alny

- W

rocł

aw-

Str

ach

ow

ice

Ko

tow

ski-

Ka

źmie

rcza

k

mo

del

pro

bab

ilis

tycz

ny

- W

rocł

aw-

Str

acho

wic

e

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






KANALIZACJA I

54


DESZCZOWEJ





tworzenia spływu




























FqQm (71)

gdzie





KANALIZACJA I

55







1op

sp

Q

Q (72)






F

F

F

F

FFF

FFF zr

n

i

i

n

i

ii

n

nn

1

1

21

2211

)(

(73)

gdzie





FFzr (74)
























KANALIZACJA I

56


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








zwiększać do 30








obliczeniowym







KANALIZACJA I

57



zrdmmzrxm FtqFqQ )(

(76)

gdzie













dla tdm 1 gt tp q1

dla tdm 2 lt tp q2

dla tdm 3 = tp q3


KANALIZACJA I

58









qFQ oraz 2max2212

)( QqFFQ





qFQ 3212

)( qFFQ i 3max33213

)( QqFFFQ




KANALIZACJA I

59












na





























znikomo mała



KANALIZACJA I

60










Lp




kanalizacji

Czas

koncentracji

terenowej




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




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










tr = (14 divide 20) tp (711)













60

Lt p (712)


KANALIZACJA I

61



h( ) υ( ))







krpdm tttt (713)













kpdm ttt 21 (716)


tdm min = 10 min









ma postać


gdzie



KANALIZACJA I

62

constAA

t

CHq

dm

C 64410

6316667032

3 2

10 (724)




nII

F

1)( (725)













regularnej zawsze

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















QmC gt QmB

)(1)(2 BC DD





KANALIZACJA I

63









Przykład 1 21



1

1

1 )()(60


t


2

2

60







KANALIZACJA I

64














2

2

zr

zr

F

F

AC

CA (727)

Otrzymamy

AC

FCAF zr

zr2

2

(728)








KANALIZACJA I

65


FCtqQ sdm )(115 (729)


FCtqQ sdm )( (730)

gdzie




170] dm3(s∙ha)



368409

38)( 4

C

tCt

d

d (731)






wzorcowego - q15C -




)36840(9

38)( 4

115115

Ct

qCtqd

d (732)











powierzchni




tab 76)

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

KANALIZACJA I

66
















wzoru

n

mi

n

mipips QQtt11

(737)


ZURBANIZOWANYCH














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

KANALIZACJA I

67


Częstość deszczu




Częstość


Cw





pod ulicami itp

1 na 50















Kategoria

standardu

odwodnie-nia

terenu





- kanalizacja

deszczowa

- kanalizacja

ogoacutelnospławna



II




50 (2) 20 (5)

III





20 (5) 10 (10)

IV





10 (10) 5 (20)













KANALIZACJA I

68



















[1 raz na C lat]




















20002001 (tab 83a)



Częstość deszczu

obliczeniowego )

[1 raz na C lat]



Częstość

wylewoacutew

[1 raz na C lat]



1 na 2

1 na 5




1 na 30

----

1 na 10



1 na 50


KANALIZACJA I

69














obliczeniowego

[1 raz na C lat]










obliczeniowego

[1 raz na C lat]


























KANALIZACJA I

70




[1 raz na C lat]








pod ulicami 30














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)


3 8

1

3 8

13 8

1

3 8

11 9823

9823

)(

)(

d

d

id

id

dQ

dQ iiiii (85)








KANALIZACJA I

71





































KANALIZACJA I

72





Uwagi

C = 1 C = 2 C = 5 C = 10

1 Świnoujście 1352 1640 2020 2308

[Atlas 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























gdzie




KANALIZACJA I

73






n

i

i

n

i

ii

n

nn

F

F

FFF

FFF

1

1

21

2211

)(

(86a)

gdzie








w MWO)











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


KANALIZACJA I

74


gdzie





(jak w MWO)





























2650

max )453()530ln(681676)( dd tCCth (89)


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

KANALIZACJA I

75

12650

max ])453()530ln(681676[7166)(

ddd ttCCtq (89a)

gdzie






Standard

odwodnienia

terenu

Wymagane

częstości

projektowe


C - do wymiarowania















Centra miast

tereny usług i

przemysłu

C = 5 lat







Podziemne obiekty

komunikacyjne


C = 10 lat























8090022202420

max ln 68981197417584)( pttpth ddd (810)

lub

1

8090

022202420

max ]1

ln68981197417584[7166)(

dddd t

CttCtq (810a)

gdzie






KANALIZACJA I

76









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

KANALIZACJA I

77

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






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











KANALIZACJA I

78

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






KANALIZACYJNYCH














Wyniki modelowania








KANALIZACJA I

79




























KANALIZACJA I

80









węzłach (rys 819)









na rysunku 821



KANALIZACJA I

81






KANALIZACYJNYCH







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


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



























KANALIZACJA I

82


Maksymalny odstęp


Spadek podłużny

niwelety drogi []

le 25 gt 10

le 15 05 do 10

le 10 lt 05

























1Di)

KANALIZACJA I

83






84 189 232]



























KANALIZACJA I

84





















gR

l

gd

lh

h 242Δ

22

(93)

gdzie



















hR

k

d

k

4713Re

512log2

713Re

512log2

1

(94)

gdzie


KANALIZACJA I

85









21321JR

nJRC hhM (99)

gdzie





61

61

4

11

d

nR

nC hM (910)




k

d

dgK

73log

324

61

(911)








ggR

lhhh

h

ml224

Δ22

(929)



l

Rhe

4 (930)

gdzie





otrzymamy

gRl

hJ

h

e24

1 2

(931)

gdzie

KANALIZACJA I

86




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)




















w promilach)

KANALIZACJA I

87













( = idem)




hydrauliczny

gR

il

h

h

e24

1 2

(940)

gdzie






KANALIZACJA I

88










96




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

hn

Rh21arccos2

21arccos2sin1

(944)

gdzie








KANALIZACJA I

89






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

(949)












ustalać dodatkowo


WYPEŁNIONYCH






KANALIZACJA I

90




85

h

hnn

R

R

(952)

oraz

85

h

hnnn

QR

R

A

A

Q

Q (953)

gdzie









(wg wzoru (941)) m2
















kanałoacutew

KANALIZACJA I

91





























KANALIZACJA I

92











Tok postępowania














odczytujemy







ηQ = QQc

η = c

KANALIZACJA I

93






(wg wzoru Manninga)















KANALIZACJA I

94




imin i imax (955)








D

i1

min (956)

gdzie




















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



KANALIZACJA I

95












Lp

Średnica

kanału

D




1 020 828 2300 4508

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

















iR

RD

h

hn 4

(957)

gdzie







KANALIZACJA I

96

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)













otrzymamy






















DR

Ri

hn

h 1108970 3

min

(961)

KANALIZACJA I

97






















rury (sklepienia)











K 015 020 025 030 040 050 060 080 10 12 14 16 18 20 m i większe o



KANALIZACJA I

98














175 m 12 x 210 m






KANALIZACJA I

99






















KANALIZACJA I

100








AQ oraz 21321 iR

nh przy UARh















21

max

32

max 1

JRn

AQ h (962)

gdzie


KANALIZACJA I

101









maxmax JaQ (963)

przy czym constRn

Aa h 321 oraz idem

l

HHJ

min

max - wg rys 925


kiaQ (964)

Oznaczając ik =l


1minminmaxmax

H

H

H

HH

ia

Ja

Q

Q

k

(965)

Oznaczając sH


Q


















KANALIZACJA I

102



Analiza zjawisk



Qbmax gt Qb(C)


bocznym Jb = ik(b)

Qb = Qb(C)



Qb lt Qb(C)




















KANALIZACJA I

103


KANALIZACYJNYCH





zabudowy terenu



powierzchni terenu














KANALIZACJA I

104









KANALIZACJA I

105

a) b)

















uzbrojeniem)





obrysu kanału od




autostrad 50 m








KANALIZACJA I

106





















KANALIZACJA I

107

a) b)

























KANALIZACJA I

108
























Rt Rt

Ru

Z2 Z3 Z1

l2

l3

l1

h

h = i l1 1

d p1

p1

pp = 000

i2i1

g1





gdzie


KANALIZACJA I

109


żeliwa) m



















KANALIZACJA I

110














Ad a) 0h


Ad b) 12 ddh


KANALIZACJA I

111

Ad c) 2

12 ddh


Ad d) 12 hhh 21 hhh









KANALIZACJA I

112



















większy niż
















KANALIZACJA I

113















KANALIZACJA I

114















KANALIZACJA I

115
















)( ee HHHL 33032 (103)

gdzie







HyLx 2 (104)

KANALIZACJA I

116































KANALIZACJA I

117




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)

oraz



i

s

iK

hQ

(1011)

stąd

)(42

iii dQ (1012)

gdzie


syfonowych s2m5





KANALIZACJA I

118

iii

i

i ddg

C

5

52082660

18 (1013)


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














dobranych pomp










silnika [kW]

Czas Tmin

[min]

0 - 11 50

14 - 22 65

25 - 44 80

48 - 74 100

110 - 147 130

KANALIZACJA I

119





inin

psQ

V

QQ

VttT

(1017)

gdzie





4

min QTVcz

(1018)




















tPE (1019)

gdzie





KANALIZACJA I

120

QHP

(1020)

gdzie




















podręczniku [2]


1051 MATERIAŁY







KANALIZACJA I

121










50080

512

Wpust uliczny

2 x łuk 45deg

DN 150

Wstawkadł min100mm



50080

512

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

122















jak i chemiczne



materiału































KANALIZACJA I

123




































2

2

2

1

2 )(40

km iiLAV (1021)

gdzie

KANALIZACJA I

124





2321

)( hmm Rn

i (1022)


2

1

2

2

2

12 3050)ln1(

m

(1023)



















KANALIZACJA I

125










KANALIZACJA I

126


























szczegoacutełowy



















deszczowych


KANALIZACJA I

127










Temat pracyprojektu


Tytuł rysunku






W07 K42

Stadium

KPP

Skala

(np) 12500

Nr rys

X







Temat pracyprojektu


Tytuł rysunku





WydziałKatedra PWr

W07 K42

Stadium

KPP (lub) PB

Skala

(np) 150

Nr rys

Y


Notatki metodyczne do KANALIZACJI 1 i 2 (2020) · 2020. 4. 10. · Zdobycie wiedzy w zakresie...

Documents

Transcript of Notatki metodyczne do KANALIZACJI 1 i 2 (2020) · 2020. 4. 10. · Zdobycie wiedzy w zakresie...