Ливневка. Как рассчитать объем поверхностных стоков?

Техническая возможность отведения поверхностных дождевых стоков рассчитывается и проектируется еще до начала строительства здания.

Если проектный расчет при эксплуатации здания оказался ошибочным и ливневка не справляется с нагрузкой, то что же необходимо сделать?

В первую очередь следует произвести осмотр сети на предмет целостности и наличия мусора в водоотводящем трубопроводе (листья, трава, заиленность и плотность стыков проводящего диаметра) и произвести замеры параметров отводящей трубы, уклона сети.

Параметры элементов системы отвода поверхностных стоков должны соответствовать СП 32.13330.2018 «СНиП 2.04.03-85 Канализация. Наружные сети и сооружения», СП 42.13330.2016 Свод правил. Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений. Актуализированная редакция СНиП 2.07.01-89* (утв. Приказом Минстроя России от 30.12.2016 N 1034/пр) (ред. от 31.05.2022).

Причинами нарушения баланса дождеприемной сети и бассейна сбора ливневых стоков могут являться:

пониженная пропускная способность сети действующей ливневой канализации, при нормативном заполнении трубы;

бассейн сбора дождевых стоков квартала превышает мощность исследуемой ливневой канализации по твердым поверхностям;

нарушение минимального нормативного уклона 0,002 (рассчитывается 1/диаметр трубы) для обеспечения потока;

уклон по основным точкам ливневки можно просчитать с помощью калькулятора уклонов с отметками из топоплана участка.

Для проведения поверочного гидравлического расчета на соответствие пропускной способности исследуемой системы ливневой канализации на участке необходимо измерить существующий диаметр водоотводящего трубопровода.

Объем существующего ливневого водопровода можно рассчитать как объем прямого цилиндра с учетом заполняемости по формуле V=πR2*l*h, где

πR2 – площадь сечения круглой трубы, м.кв.;

l – длина трубопровода, м.;

h – коэфиициент заполняемости трубы.

Заполняемость трубы согласно нормативной наполняемости:

Источник: таблица № 2 СП 32.13330.2018. Свод правил. Канализация. Наружные сети и сооружения. СНиП 2.04.03-85 (утвержден и введен в действие Приказом Минстроя России от 25.12.2018 № 860/пр) (ред. от 27.12.2021)

Сравним собираемый объем воды с участка и мощность обследуемой сети ливневой канализации.

В соответствии с п.7.4. СП 32.13330.2018 «СНиП 2.04.03-85 Канализация. Наружные сети и сооружения» произведем расчет поверхностного водоотведения  методом предельных интенсивностей по формуле:

, где

А, n - параметры, характеризующие соответственно интенсивность и продолжительность дождя для конкретной местности, определяются по результатам обработки многолетних записей самопишущих дождемеров местных метеорологических станций или по данным территориальных управлений Гидрометеослужбы. В случае отсутствия данных определяются в соответствии с п.7.4.2. СП 32.13330.2018 «СНиП 2.04.03-85 Канализация. Наружные сети и сооружения» по формуле:

где

q20 – интенсивность дождя для данной местности продолжительностью 20 мин при P = 1 год (определяют по рисунку А.1 приложения А СП 32.13330.2018 «СНиП 2.04.03-85 Канализация. Наружные сети и сооружения») и составляет 60 единиц.
 

n – показатель степени, определяемый по таблице 8 СП 32.13330.2018 «СНиП 2.04.03-85 Канализация. Наружные сети и сооружения»;

Так как P = 1 год период однократного превышения расчетной интенсивности дождя принимаем значения:

n=0.72, – показатель степени из таблицы 8,

mr = 80 - среднее количество дождей за год из таблицы 8,

y = 1,54 - показатель степени из таблицы 8

Расчет интенсивности и продолжительности дождей составляет:

А= 60*20 (1+lg1/lg80) = 60*8,644*(1+0) = 60*8,644*1 = 518,64

- среднее значение коэффициента покрова, характеризующего поверхность бассейна стока, определяемое как средневзвешенное значение в зависимости от значений коэффициентов Zi для различных видов поверхности водосбора, по таблицам 13 и 14 СП 32.13330.2018 «СНиП 2.04.03-85 Канализация. Наружные сети и сооружения»;

• - = 0,33 (из табл.15 СП); 0,31 (из табл.14 СП); 0,23 (из табл.15 СП);= 0,31

Медианное значение коэффициента покрова составило 0,31.

F – расчетная площадь стока, га;

В соответствии с п.7.4.4. СП 32.13330.2018 «СНиП 2.04.03-85 Канализация. Наружные сети и сооружения» расчетную площадь стока для рассчитываемого участка сети необходимо принимать равной всей площади стока или части ее, дающей максимальный расход стока. Если площадь стока коллектора составляет 500 га и более, то в формулу следует вводить поправочный коэффициент К, учитывающий неравномерность выпадения дождя по площади и принимаемый по таблице 12 СП 32.13330.2018 «СНиП 2.04.03-85 Канализация. Наружные сети и сооружения».

Расчетная площадь сбора стоков определяется с использованием Программного обеспечения (далее ПО) Google Earth Pro. ПО находится в открытом доступе.

Рисунок для примера

Расчетная площадь водосбора считается в Га, как площадь всех твердых поверхностей при необходимости применяем коэффициент в соответствии с таблицей 12 СП 32.13330.2018 «СНиП 2.04.03-85 Канализация. Наружные сети и сооружения».

tr – расчетная продолжительность дождя, равная продолжительности протекания дождевых вод по поверхности и трубам до расчетного участка (определяется в соответствии с 7.4.5 СП 32.13330.2018 «СНиП 2.04.03-85 Канализация. Наружные сети и сооружения»)

Расчетную продолжительность протекания дождевых вод по поверхности и трубам tr до расчетного участка (створа) следует определять по формуле:

где

tcon – продолжительность протекания дождевых вод до уличного лотка или при наличии дождеприемников в пределах квартала до уличного коллектора (время поверхностной концентрации), мин, определяемая согласно п.7.4.6 СП 32.13330.2018 «СНиП 2.04.03-85 Канализация. Наружные сети и сооружения».

Время поверхностной концентрации дождевого стока tcon следует рассчитывать или, при отсутствии внутриквартальных закрытых дождевых сетей в поселениях и городских округах, принимать равным 5–10 мин, а при их наличии – равным 3–5 мин. При расчете внутриквартальной канализационной сети время поверхностной концентрации следует принимать равным 2–3 мин. Величину принимаем равной 5 мин., так как исследуем закрытую дождевую сеть.

tcan – время поверхностной концентрации по уличным лоткам до дождеприемника (при отсутствии их в пределах квартала), определяемая по формуле (14) СП 32.13330.2018 «СНиП 2.04.03-85 Канализация. Наружные сети и сооружения».

где

lcan – длина участков лотков, м принимаем равной протяженности сети

vcan – расчетная скорость течения на участке, м/с.

Источник: таблица № 2 СП 32.13330.2018. Свод правил. Канализация. Наружные сети и сооружения. СНиП 2.04.03-85 (утвержден и введен в действие Приказом Минстроя России от 25.12.2018 № 860/пр) (ред. от 27.12.2021) принимаем 0,8 м/с.

tcan=0,021сум(lcan/ vcan) м/с (время поверхностной концентрации по уличным лоткам до дождеприемника по формуле (14) СП 32.13330.2018 «СНиП 2.04.03-85 Канализация. Наружные сети и сооружения».

tp – продолжительность протекания дождевых вод по трубам до рассчитываемого створа, определяемая по формуле (15) СП 32.13330.2018 «СНиП 2.04.03-85 Канализация. Наружные сети и сооружения»

, где

lp – длина расчетных участков коллектора, м;

vp – расчетная скорость течения на участке, м/с. Источник: таблица № 2 СП 32.13330.2018. Свод правил. Канализация. Наружные сети и сооружения. СНиП 2.04.03-85 (утвержден и введен в действие Приказом Минстроя России от 25.12.2018 № 860/пр) (ред. от 27.12.2021) принмаем 0,8 м/с.

Источник: формула (11) СП 32.13330.2018 «СНиП 2.04.03-85 Канализация. Наружные сети и сооружения».

tp = 0,017сум(lp+ vp) = м/с, продолжительность протекания дождевых вод по трубам до рассчитываемого створа, определяемая по формуле (15) СП 32.13330.2018 «СНиП 2.04.03-85 Канализация. Наружные сети и сооружения»

Итого

tr – расчетная продолжительность дождя, равная продолжительности протекания дождевых вод по поверхности и трубам до расчетного участка (определяется в соответствии с 7.4.5 СП 32.13330.2018 «СНиП 2.04.03-85 Канализация. Наружные сети и сооружения»)

tr = tcon+ tcan + tp = мин.

Определяем объем поверхностного водоотведения методом предельных интенсивностей в соответствии с п.7.4. СП 32.13330.2018 «СНиП 2.04.03-85 Канализация. Наружные сети и сооружения» по формуле:

- медианное значение коэффициента покрова,

А – интенсивность дождей

F - расчетная площадь стока,

tr – расчетная продолжительность дождя,

n – коэффициент из табл.8 СП 32.13330.2018 «СНиП 2.04.03-85 Канализация. Наружные сети и сооружения»

= м3

По результатам расчетов составим сравнительную таблицу и определим разницу между объемом существующего ливневого водопровода с учетом заполняемости и объемом поверхностного водоотведения  в соответствии с п.7.4. СП 32.13330.2018 «СНиП 2.04.03-85 Канализация. Наружные сети и сооружения»

Из произведенных расчетов будет видно, что существующий ливневый водопровод при полной заполняемости не справляется/справляется с объемом поверхностного водоотведения (с твердых покрытий) с учетом предельных показателей интенсивности.

Причиной данной проблемы могут быть в проблеме с уклоном сети, диаметром пропускающей трубы, плотности застройки и целостности водоотводящих элементов системы.

Обратитесь за консультационной услугой. Поможем определить объем, конструкцию сооружения в зависимости от количества потребителей и места размещения сооружения на вашем участке. Проведем исследование соответствующее всем действующим нормам и правилам.