Система дождевой канализации. Ливневая канализация: особенности, устройство, монтаж Система дождевой канализации

Дождевые и талые воды могут причинить немало неприятностей. И это не только лужи и грязь на территории участка, но и разрушение фундамента и стен, затопление подвала. Чтобы избежать неблагоприятных воздействий, на участке строится дождевая канализация. Это система, состоящая из водоотвода для сбора стекающей с крыши воды и каналов для её отвода за территорию участка.

Специальная система водоотведения для сбора и отведения дождевой и талой воды с крыши и территории участка называется дождевой или или просто ливневкой. Строится такая система согласно требованиям СНиП 2.04.03-85. В этом нормативном документе изложены все требования, нормы и правила сооружения ливневок.

Дождевая система канализации – это достаточно сложная инженерная система, состоящая из кровельной и подземной части. Кровельная часть включает в себя желоба, воронки и трубы, по которым происходит слив талой и дождевой воды крыши. Подземная часть состоит из каналов для отвода собранной влаги на территории участка.

Подземная часть дождевой канализации может быть:

• Закрытой. В этом случае, для отвода воды используются трубы, проложенные под землей.
• Открытой. Для транспортировки жидкости строятся открытые каналы, которые сверху закрываются решетками.
• Смешанной. В этом варианте присутствуют участки и закрытой, и открытой системы.

Совет! При использовании закрытых и смешанных систем ливневой канализации нужно применять меры, предотвращающие заиливание труб. Для предварительной очистки воды от песка и частиц грунта используют специальные устройства – пескоуловители. Кроме того, в сети труб обязательно включают ревизионные колодцы, которые используются в процессе периодической очистки и промывки труб.

Некоторые владельцы участков с целью экономии не планируют строить отдельно сети дождевой канализации, предпочитая направлять слив осадков в дренажную систему. Однако согласно требованиям СНиП так делать категорически запрещено.

Дело в том, что при обильных осадках или резком таянии снега дренажная система неизбежно переполнится, из-за чего может пострадать фундамент дома. Кроме того, при попадании в дренажные трубы воды с крыши произойдет быстрое заиливание системы и придется проводить достаточно сложные мероприятия для их очистки.

Как построить?

Начать строительство системы водоотведения стоит с планирования. Чтобы выполнить расчеты, необходимо знать:

• интенсивность и количество осадков;
• площадь поверхностей, с которых нужно организовать слив (это не только крыши зданий, но и асфальтированные или бетонированные площадки или дорожки);
• рельеф участка;

Совет! При постройке ливневой канализации на участке частного дома особо сложных инженерных расчетов проводить не требуется. Основной момент, на который нужно обращать внимание при строительстве – это уклон труб или лотков. Если уклон будет сделан неправильно, эффективного слива воды не будет.

Монтажные работы на кровле

Строительство надземной части водоотвода, как правило, начинают во время кровельных работ. Системы для слива воды состоят из:

• воронок;
• соединительных элементов;
• трубы для слива собранной воды.

Согласно требованиям СНиП можно использовать водостоки, выполненные из пластика или оцинкованной стали.

Совет! Оптимальным вариантом для местностей со сложными погодными условиями (сильные ветры, проливные дожди) считаются системы для отвода воды с крыши, выполненные из оцинкованной стали с полимерным покрытием.

Конфигурация системы водоотведения зависит от формы крыши. Так, на двухскатных крышах монтируется два желоба вдоль каждого из скатов. Если кровля вальмовая, необходимо строительство замкнутого контура по периметру крыши.

Для организации слива собранной в желоба воды устанавливаются воронки и водосточные трубы. По требованию СНиП необходимо планировать установку одной водосточной трубы на каждые 50 квадратных метров кровли. Чтобы реже приходилось подниматься на кровлю для очистки желобов от попавшей в них грязи, сверху на желоба устанавливают решетки.

Монтаж подземной части

Чаще всего, ливневую канализацию строят параллельно дренажной системе, причем, трубы для отвода дождевой воды помещают выше дренажных, но с тем же уклоном. Прежде всего, монтируются дождеприемники – устройства, в которые осуществляется слив воды из водосточных труб. Кроме того, дождеприемники устанавливаются в низинных местах участка, там, где часто образуются лужи, а также под расположенными на улице водопроводными кранами.

Дождеприемники должны быть соединены системой труб или открытых каналов для отвода собранной воды в коллектор. Трубы нужно обязательно укладывать с уклоном, в СНиП содержатся указания о величине оптимального уклона для труб различного диаметра.

Сейчас для постройки системы отвода дождевой воды чаще используются пластиковые трубы. Согласно СНиП, можно использовать трубы из ПВХ для наружных трубопроводов или гофрированные трубы из полипропилена или полиэтилена. Для предварительной очистки воды от песка, рекомендуется устанавливать перед вводом в систему пескоуловители.

Если слив организуется через открытые канавы, то в них устанавливаются лотки из пластика или полимербетона. Их сверху накрывают решетками, которые можно снимать для проведения очистки лотков от песка.

Итак, дождевая канализация – это инженерная система, предназначенная для сбора и слива собранной воды с крыш, бетонированных и асфальтированных площадок и дорожек. Осуществляется слив по сетям труб или открытых каналов, ведущих к коллектору.

Устройство ливневой канализации (ливневка) – система, служащая для защиты фундамента домов и территорий, которые их окружают от дождевых и талых вод. Главная задача механизма – сбор дождевых и талых вод в линии каналов. Одним из основных элементов есть дождеприемники, которые собирают воду из водосточных труб. В целом система способна остановить подтапливание фундаментов, что может привести к разрушению. Ливневка – это обязательное оборудование в инженерии загородного дома или сада. Установка качественного водостока поможет вам в сохранении газона, цветника, а самое главное убережет дом от разрушений.

Для этого мы должны ответить на вопрос, а куда же девается осадковая жидкость? Часть воды впитывается землей, но ведь в связи с развитием цивилизации большая часть земельных участков превратилась в асфальт. Теперь ей деваться некуда. Из-за этого, дожди способны разрушить наши дворы и способствовать появлению сырости в домах. На сегодняшний день с этой проблемой борется устройство ливневых канализаций. В большинстве случаев работают по механизму самотека.

При выборе технологий обратите внимание на такие показатели:

• Рельеф земли;
• Характер застройки
• Количество осадков на данной территории.

Преимущества ливневого водоотвода

50-100 куб.м – именно столько ежегодно стекает воды от под загородного дома. Ливневая система собирает всю воду и равномерно делит ее по участкам. Если осадочная вода останется без контроля, то нанесет большой вред владельцу участка. Последствием этого может стать разрушение фундамента и гниение растительности на участке.

Ливнёвка имеет такие преимущества:

1. Монтажные работы легкие и недорогие;
2. Намного легче сделать уклоны для такой системы;
3. 90 % расположены на поверхности, что помогает избежать засорения трубы, и облегчает доступ к ремонтным работам;
4. Земельный слой почти не нарушается;
5. Лотки выполняют две функции: собирают и отводят воду.

Из чего состоит система ливневой канализации?

Конструкция водоотвода состоит из таких компонентов:

• Желоба;
• Дождеприемников;
• Труб;
• Вспомогательных деталей.

Теперь более подробно разберемся с функциями и особенности каждого.

Желоба выполняют сбор водных ресурсов в местах с огромными механическими нагрузками, например: автостоянки и гаражи. Они применяются из разных материалов: пластик, бетон и полимербетон. В комплектацию могут входить специальные насадки из металла и декорированная сетка, которые защищают их от засорения крупным мусором.

Дождеприемники работают с точечным сбором воды с поверхности и крыш домов, в случае если установлено соединение водосточными трубами. Они изготовлены из пластика и могут выдержать переезд автомобиля. В комплектацию могут также входить: мусорная корзина, специальная перегородка и решетка из чугуна или оцинковкой.

Трубы , которые составляют водостоки, предназначены для транспортировки вод в коллектор, используются для наружных работ. Материал – полипропилен. Когда проектируют системы, как правило, используют два варианта проложения труб:

1. Неглубокой посадки . Функционируют в основном летом. В этом случае используют чаще всего толстостенные трубы коричневого цвета.
2. Глубокой . Функционируют круглогодично. В данной системе заложения предпочтение отдают двухслойным гофрированным трубам.

Важно! При выборе диаметра трубы необходимо посчитать предполагаемое количество осадков. Также для контроля над ливневыми стоками нужно организовывать ревизии и установить смотровые колодцы, чтобы очищать трубки провода.

В конструкцию водоотводов могут входить колодцы приема дождя, водоотводные лотки, пескоуловители и подземные водостоки.

К сведению покупателей! Схема ливневого водоотвода планируется при ландшафтном проектировании и пропорционально зависит от строения участка по вертикали.

Зачем нужна установка смотровых колодцев?

Данные сооружения ставят на поворотных местах водоотводов, а также на слишком длинных трубах через каждые 25 м. Смотровые колодцы позволяют нам совершать ревизию и следить за чистотой водоотвода. Ранее их мастерили руками из железобетонных колец или выкладывали кирпичом. На сегодняшний день – это пластик.

К их плюсам стоит отнести то, что они:

• Герметичны;
• Не подвержены воздействию коррозии;
• Надежны и прочны;
• Имеют маленький вес;
• Легко монтируются.

Классификация ливневой канализации

Перед тем как покупать, нам необходимо ознакомиться с классификацией водостоков. Их разделяют по таким критериям: способ водоотвода и тип водоотвода.

Важно знать, что дренажная и ливневая система устанавливаются параллельно. Объединяться они не должны. При чем, ливневая в их параллели прокладывается выше.

Виды систем по способу отвода вод:

1. Закрытые . Это самый сложный механизм. Для его работы необходимо провести подробный гидравлический расчёт для подходящего диаметра труб. Вода собирается в специальных дождеприемниках или лотках и затем перемещается в систему труб. Далее она следует в самотеки, из которых попадает в коллектор, откуда переводится за пределы участка. Например, в водоемы.

Совет! Монтаж систем закрытого типа с большими трубами производится на городских улицах или предприятиях. Но в некоторых случаях он идеально подойдет для участка, если это большая территория.

1. Открытые . Это самый простой вариант. В данном случае осадки собираются в лотки, установленные в канавах, которые следуют под наклоном к коллектору. Лотки закрыты решетками.
2. Смешанные водоотводы . Эта система предусматривает установку компонента обоих видов, что в разы снижает затраты. При таком выборе следует устанавливать трубы диаметром 10-15 см.

Виды по типу водоотводов:

• Точечный сбор воды. Принцип работы – установка дождеприемников, которые соединяются трубами в одну сеть. Устанавливать нужно в проблемных местах.
• Линейный . Этот монтаж используют для сбора осадков территорий большого размера, например, асфальтированные местности и др.

PS: С каждым типом отвода воды вы можете познакомиться, посмотрев фото, размещенные в Интернете.

Как выбрать подходящее место для размещения коллектора?

1. Положительные или благоприятные. Рельеф плоский либо с уклоном не более 0,005. В этом случае площади стока могут достигать 150 га или меньше.
2. Средние. Коллектор располагают на нижней части склона. Площадь – 150 Га или немного больше.
3. Неблагоприятные. Наклонный рельеф и крутые склоны. Площадь превышает 150 га, причем значительно.

Совет. Чтобы правильно проложить водоотвод, нужно выбрать самый краткий путь до места спуска. Дренаж и ливнёвку никогда нельзя совмещать!

Этапы подготовки к установке ливневой системы

Работы стоит сразу начинать после окончания планировки фасада и благоустройства территории. Вам необходимо:

1. Выполнить вертикальную отсыпку грунтов на участке и уплотнить их. Это необходимо для того, чтоб избежать деформации оборудования.
2. Монтаж по отводу осадков с крыш за пределы участка. Это помогает уберечь фундамент от промокания и разрушения.
3. Определить способ и место для отведения осадковой жидкости. Место должно определяться в индивидуальном порядке, исходя из местности. Существует два вариант: дренажные канавы и канализационная система.
4. Сбор дождевой воды на плиточных покрытиях. Устанавливаются только при наличии конт-уклона от прилегающей территории или постройки.

Совет. Система должна состоять из линейного и точечного водоотвода, также в комплект могут входить защитные устройства от грязи. Так что перед тем как устанавливать необходимо проконсультироваться с специалистом: ведь любая система подбирается индивидуально к местности.

Порядок установки

Монтаж ливневок играет большую роль в ее дальнейшей производительности. Правильная последовательность действий даст исправную работу и высокую эффективность. В интернете можно найти множество различных фото, объясняющих принципы установки. Мы же ниже попробуем описать вам ее.

Итак, устанавливаем компоненты в такой последовательности:

1. Закрепляем локальные точки сбора воды под трубы;
2. Проводим линейный отвод, в основу которого входят лотки;
3. Соединяем все компоненты трубами с коллектором.

Важно! Установите смотровые колодцы, они помогут избежать засорения. Коллектор же нужно устанавливать, опуская на большую глубину, чтобы при морозе он не замерз, если такой возможности нет – утеплите!

Основные правила и принципы монтажа водоотводов

1. Осадки из дождевиков через трубы попадают в коллектор или место водосброса;
2. Из этой же системы должна быть подключена система дренажа;
3. Для ливневок в основном используют трубы ПВХ, диаметром 11 см;
4. Могут подходить также гофрированные трубы, которые внутри имеют гладкую поверхность;
5. Как правило, устанавливают их так, чтоб осадки спускались самотеком. Для этого придерживаются наклона 1см на 1 м трубы.
6. Чтоб система не замерзла в межсезонье, трубы нужно прокладывать ниже точки замерзания грунта;
7. Если вы не можете поместить трубы на глубину, то стоит их утеплить.

Внимание! Если есть возможность, то избегайте поворотов трубопроводов. Если не имеете – создавайте углы 90 градусов.

В основе классификации систем для сбора и эффективного отведения дождевой воды лежат особенности их конструкций, которых насчитывается три базовых типа, получивших наибольшее распространение во всех сферах строительства:

1. — открытые, подразумевающее своевременное и эффективное удаление воды от атмосферных осадков по специально оборудованной системе вогнутых лотков, кюветов особой конструкции, открытых водоотводных каналов и соответствующим образом оборудованных выпусков;
2. — закрытые, когда собранная водоотводящими лотками дождевая вода попадает изначально в колодцы-дождеприемники, соединенными с подземными трубопроводами, иногда оснащаемыми собственными системами очистки;
3. — смешанные, в которых используются отдельные элементы как открытых, так и закрытых систем дождеотведения.

В некоторых случаях обустраиваются дождевые канализации, направляющие потоки воды в существующую возле дома систему дренажа. Однако специалистами подобные решения категорически не приветствуются, поскольку излишний объем воды в дренажной системе может губительным образом сказаться на техническом состоянии фундамента здания.

Монтаж элементов ливневой канализации.

Прокладка ливневки традиционно производится параллельно системе дренажа, с соблюдением тех же технических условий (угол наклона составляет минимум 5 мм на 1 метр дождепровода). При достаточно глубоком заложении дренажных труб ливневая канализации может быть проложена поверх них с предварительной трамбовкой грунта до максимально плотного состояния, что позволяет уберечь трубы от разрушения.

Как в дренаже, ливневые трубы укладываются на состоящую из щебня или песка подушку высотой от 5 до 10 см. Наиболее распространенным материалом для труб дождевой канализации является невосприимчивый даже к длительному воздействию воды высокопрочный полипропилен. При этом для увеличения прочности наружная поверхность таких труб выполняется рифленой, а внутренняя — абсолютно гладкой для снижения трения. В качестве соединителей для труб применяются двойные муфты, с целью увеличения герметичности снабженные эластичными уплотнителями из резины.

Непосредственно под водосточной трубой, ровно по уровню ее выпускного среза, монтируется приемный конус-воронка для воды. Эта воронке дополнительно отведена роль своеобразного фильтра, гарантированно задерживающего в себе пришедшие вместе с водой с крыши ветки деревьев, листья и прочий мусор крупного размера. Далее по наклонной трубе собранная системой с отведенного участка дождевая вода следует к колодцу для сбора дождевой воды, подключенному либо сразу же к общему коллектору, либо к системе канализационных труб.

В случае серьезного наводнения или после выпадения чрезмерного количества атмосферных осадков, при которых ливневка может не справиться, появляется риск попадания дождевой воды в дренажную систему и в область фундамента здания. Чтобы подобного не происходило, соединение колодца для ливневки и дренажных труб оснащается надежным, но конструктивно простым обратным клапаном. Нижняя часть этого обратного клапана всегда расположена не менее, чем в 12 см от выпуска лотка для дождевой воды. Верхняя часть колодца обычно снабжается в дополнение муфтой, через которую при таковой потребности может быть подключена водосточная труба в случае таковой необходимости.

Полностью смонтированная нижняя часть системы дождевой канализации, состоящая из собирающей воду горловины с крышкой, отводящей удлинительной трубы и непосредственно колодца, засыпаются достаточным слоем песка или некрупного щебня, который затем тщательно трамбуется.

Выход дождевого коллектора ведет либо в централизованную высокопроизводительную канализационную систему, либо на некотором удалении от здания в грунт или на открытый дерн для последующего впитывания почвой. В последних случаях для разбиения водного потока используется насыпь из щебня. Кроме того, в этих же случаях выпускная труба снабжается простой, но надежной защитной решеткой, предотвращающей проникновение в нее мелких животных.

Задачи, решаемые при проектировании систем ливневых канализаций.

Без эффективного отвода дождевых вод немыслимо существование ни крупных городов, ни компактных коттеджных поселков. Однако объемы отводимой воды в каждом случае будут совершенно разные, поэтому обустройство ливневых канализаций всегда начинается с проведения тщательнейших расчетов. Данные расчеты включают в себя следующие мероприятия:

• — трассировку;
• — конструкторские разработки основных узлов и элементов;
• — гидравлические расчеты.

Несмотря на кажущуюся сложность подобных вычислений, выполнить подобное для индивидуального жилого дома вполне возможно и самостоятельно. Для этого необходимо соотнести площадь водосбора, рельеф местности, вероятность появления возможных загрязнений, длину и диаметр водоводов, а также предполагаемый объем осадков с учетом климатических особенностей в данном населенном пункте.

Трассировка включает в себя планирование размещения узлов и элементов дождевой канализации таким образом, чтобы вода имела возможность свободно стекать самотеком по самому кроткому и свободному пути. Для этого все территория водосбора разделяется на несколько бассейнов, для каждого из которых в общей схеме предусматривается собственный коллектор, подключенный к канализационной системе достаточной производительности.

Дождевая канализация представляет собой комплекс устройств, которые производят сбор, фильтрацию и дальнейшее отведение атмосферной влаги. Она поступает в резервуары и специальные водоемы. В качестве задачи данной системы выступает устранение излишков влаги, которые создают дискомфорт и разрушают конструкции, сокращая срок их эксплуатации. Это касается и растений, которым мешает лишняя влага на участке.

Описание

Дождевая канализация - это линейная сеть, которая предусматривает наличие стандартных элементов по типу дождеприемников, желобов и смотровых колодцев. Если речь идет о дождеприемниках, то они имеют вид поддонов, воронок, а также линейных лотков, которые осуществляют сбор лишней воды. Лотки, трубы и желоба транспортируют жидкость к пескоуловителю, который представляет фильтрационное устройство, отправляющее воду в водоемом или коллектор. необходимы для контроля всей системы. Для того чтобы сеть не оказалась загрязнена растительными волокнами, мусором и грунтом, ей необходимы пескоуловители и фильтры. Все перечисленные элементы должны быть соединены между собой в единую систему, которая работает по точечной или линейной технологии. Если каналы располагаются в грунте, для их сооружения следует использовать трубы. В поверхностных каналах монтируются желоба и лотки из бетона, асбеста или пластика.

Сбор сведений перед монтажными работами

Прежде чем вами будет обустроена дождевая канализация, необходимо собрать определенные сведения, которые позволят исключить ошибки. Сюда следует отнести данные о среднем объеме осадков, который зафиксирован в конкретной местности. Мастер должен узнать, насколько часто идут дожди, а также поинтересоваться, является ли мощным снеговой покров. Для точечной разновидности канализации необходимо знать площадь стока, которая является площадью кровли. Не следует брать полную величину, потребуется лишь значение проекции плоскости. Если речь идет о линейной системе, то площадь стока - это сумма площадей обрабатываемых объектов. Важно произвести анализ грунта, так как при проектировании используются физико-механические характеристики почвы на участке. Важно учесть, есть ли на территории проложенные под землей системы коммуникации.

Если вами будет обустраиваться дождевая канализация, то важно ознакомиться с информацией о глубине закладки каналов. Уложить каналы и лотки из труб необходимо, углубившись с учетом рекомендаций, которые даются для определенного региона. В средней полосе система отвода дождевых стоков укладывается на глубину 0,3 метра. Эта цифра верна при диаметре открытых лотков и трубопроводов не больше 50 сантиметров. Если же речь идет о трубах и лотках с более крупными размерами, то углубиться необходимо на 0,7 метра.

Для справки

Канализация должна располагаться выше дренажа, если такая система имеется на территории проведения работ. Эту особенность следует учесть при проектировании.

Что еще необходимо знать о глубине расположения элементов системы

По той причине, что земляные работы стоят довольно дорого, люди, которые пользуются услугами профессионального монтажа, не желают слишком углубляться в землю. Даже если устройство ливневой канализации будет осуществляться своими силами, слишком глубоко производить монтаж ее не рекомендуется. и коллекторы не должны располагаться ниже сезонного уровня промерзания почвы. Их можно располагать выше, но при этом придется использовать теплоизоляционный материал, слой щебня и геотекстиль. Если заглубление не будет слишком ощутимым, то трудоемкость работ снизится. Не следует забывать при этом, что каналы, которые ведут воду к сбору и очистке, должны располагаться под углом. Это указывает на необходимость обустройства ввода в коллекторный колодец ниже уровня трубы или лотка, один из которых отходит от дождеприемника.

Технология монтажа ливневки

Канализация дождевой воды прокладывается по такому же принципу, как и обычная канализации. Но если дом не оборудован системой водостока, то начинать необходимо с ее обустройства. В перекрытиях дома следует сделать отверстия под дождеприемники. После монтажа устройств и их фиксации на битумную мастику места примыкания необходимо герметизировать. На следующем этапе устанавливаются сточные трубы, все элементы прикрепляются к конструкциям дома с помощью хомутов. Далее можно переходить к работе с лотками, если вы решили использовать линейный тип системы. При монтаже точечной схемы следует подготовить отводные трубы.

Монтаж подземной части

Обустройство сети дождевой канализации предусматривает на следующем этапе подготовку траншеи, которая формируется по намеченному плану с учетом уклона. Если трубопровод будет утепляться, то вокруг него следует сформировать оболочку из геотекстиля и щебня. Альтернативным вариантом считается применение подушки из песка. На следующем этапе дно траншеи трамбуют, а камни удаляют. Образовавшиеся после них пространства нужно засыпать грунтом. Дно заполняется песчаной подушкой, толщина которой составляет 20 сантиметров. Для монтажа коллекторного резервуара следует сформировать котлован. В роли коллектора можно использовать пластиковую емкость. Но если есть желание, вы можете выполнить коллекторный колодец дождевой канализации. Эти работы предполагают заливку бетона в обустроенную опалубку.

Методика проведения работ

В канавы, которые были утрамбованы и оснащены песчаными подушками, следует уложить трубы. Для их соединения в одну систему нужно использовать фитинги. Если трубы дождевой канализации будут иметь общую протяженность более 10 метров, то следует предусмотреть наличие смотровых колодцев. В местах стыковки принимающих воду коллекторов и трубопровода необходимо установить пескоуловители. После соединения всех элементов в единую цепь необходимо герметизировать швы. Перед засыпкой траншеи проводятся испытания методом заливки воды в водоприемник.

Если слабых мест не было обнаружено, то можно засыпать систему грунтом. Желоба и поддоны оборудуются решетками.

Коллекторный городской колодец запрещено вводить в общую канализационную сеть, так как из него поступают стоки с нефтепродуктами и химией. Если вы являетесь владельцем загородного дома, то можете подключить ливневку к собственной канализации, так как в отводящейся воде не будет опасных составляющих, которые могли бы требовать тонкой очистки. Водоотводящие трубы наиболее часто изготавливаются из ПВХ, а их диаметр должен быть равен 110 миллиметрам. Соединение элементов между собой производится двойной муфтой. Уклон канализации в сторону водосброса должен составить примерно 2 сантиметра на метр.

Заключение

Ливневка не должна объединяться с системой дренажа. Если пренебречь данным требованием, то постепенно вода насытит подземные глинистые грунты, которые начнут вспучиваться и разрушать отмостку, а также конструкции и фундамент. Не следует по этой причине сбрасывать стоки ливневки в канализации бассейна и бани.

Дождевые и талые воды в определенных случаях могут вызвать затопление территории, подвалов, нарушение нормального движения транспорта, подъем уровня грунтовых вод. Для их сбора, транспортировки и сброса в водоемы или на пониженные участки местности устраивается система дождевого водоотведения (дождевая канализация).

Одним из важных мероприятий по охране окружающей среды является очистка поверхностного стока (дождевых и талых вод) с загрязненных территорий населенных мест и производственных объектов. В этом случае также возникает необходимость в создании системы дождевого водоотведения.

Дождевая канализационная сеть может быть использована и для отведения незагрязненных (условно чистых) сточных вод. На объектах Министерства обороны это в основном сточные воды от охлаждения оборудования и аппаратуры. В систему дождевого водоотведения иногда спускают дренажные воды, образующиеся при водопонижении и осушении территории.

Система дождевого водоотведения может быть открытого, закрытого и смешанного типов. Открытая система представляет собой комплекс канав, кюветов, лотков и выпусков упрощенных конструкций, создаваемых при решении вопросов наружного благоустройства объектов. Закрытая система включает в себя колодцы-дождеприемники, сеть подземных канализационных трубопроводов с колодцами различного назначения и выпуски дождевых вод в водоемы или на пониженные участки местности. При очистке дождевого стока эта система дополняется регулирующими резервуарами и очистными устройствами, если предусматривается отдельная очистка. Смешанная система представляет собой сочетание открытой и закрытой систем.

Закономерности выпадения дождей

Конструктивные параметры и режим работы системы дождевого водоотведения определяются закономерностями выпадения осадков (прежде всего дождей) в конкретном географическом пункте. Расходы талых вод, как правило, меньше расходов дождевых вод.

Дожди характеризуются количеством выпадающих дождевых осадков, интенсивностью, продолжительностью и повторяемостью.

О количестве дождевых осадков судят по слою в миллиметрах (мм) и по объему в литрах на гектар (л/га).

Интенсивность дождей характеризуется количеством выпадающей дождевой воды в единицу времени. Различают следующие интенсивности дождя:

по слою: i = h / t

h - количество дождевых осадков по слою, мм; t - время дождя, мин

по объему: q = V / t

V - объем выпавших дождевых осадков, л/га; t - продолжительность дождя, с

Дожди различной интенсивности имеют разную повторяемость: сильные выпадают реже, слабые - чаще. Повторяемость определяют как частное от деления общего количества всех выпавших дождей определенной интенсивности за возможно более длительный период наблюдений (не менее 25 лет) на продолжительность этого периода в годах.

Закономерности выпадения дождей изучаются на метеостанциях с помощью простых и самопишущих поплавковых дождемеров - плювиографов.

Простой дождемер (осадкомер) представляет собой цилиндрический сосуд площадью 200 см, установленный на подставке высотой 2 м. Для предотвращения уноса осадков при ветре сосуд окружен коническим кожухом из изогнутых пластин. Простой дождемер позволяет регистрировать лишь количество выпавших осадков по высоте слоя за время одного дождя, за сутки и другие промежутки времени. Этого показателя для правильного проектирования системы водоотведения недостаточно.

Более полную информацию о закономерностях выпадения дождей можно получить с помощью самопишущих дождемеров (плювиографов). Схема устройства такого прибора показана на рис.1. Осадки собираются в приемный сосуд, из которого через сливную трубку перетекают в измерительный цилиндр. В измерительном цилиндре располагается поплавок, связанный с узлом (пером), пишущим на градуированной бумажной ленте вращающегося барабана. Время одного оборота барабана составляет 24 ч.

По достижении предельного уровня вода из измерительного цилиндра с помощью сифона сбрасывается в сборный сосуд, расположенный внизу колонки дождемера, который периодически опорожняется.

Рис.1. Схема устройства самопишущего дождемера:

1. приемный сосуд;
2. сливная труба;
3. барабан с бумажной градуированной лентой;
4. поплавок с пишущим устройством;
5. измерительный цилиндр;
6. сифон;
7. сборный сосуд

Бумажная лента плювиографа градуирована по горизонтальной оси в часах и минутах в пределах суток, по вертикальной оси - в миллиметрах слоя выпадающих осадков. В сухой период пишущий узел вычерчивает на ленте прямую линию. С началом дождя, т.е. с момента поступления осадков в приемный сосуд, на ленте в виде кривой регистрируется ход дождя. С его окончанием вычерчиваемая линия вновь становится горизонтальной. Полученная кривая полностью отражает динамику прошедшего дождя. Наличие участков кривой с различным углом наклона к горизонтальной оси свидетельствует об изменении интенсивности дождя в отдельные его периоды.

Для установления взаимосвязи интенсивности дождя с его продолжительностью производится расшифровка записей самопишущих дождемеров. На графике дождя (рис.2) последовательно выделяются участки продолжительностью 5, 10, 15, 20 мин и т.д., в которые интенсивность была наибольшей, т.е. выпало максимальное количество осадков (мм). Далее для этих случаев определяется сначала интенсивность по слою, а затем - по объему:

i = h n / t n , q n = 166,7i

где индекс n выражает номер анализируемого варианта.

Рис.2. Запись хода дождя на ленте самопишущего дождемера

Полученная зависимость интенсивности дождя от его продолжительности имеет вид, представленный на рис.3. Чем короче рассматриваемый период дождя, тем выше его интенсивность; иначе говоря, интенсивность дождя обратно пропорциональна его продолжительности.

Рис.3. График расшифровки дождя

Указанная зависимость сохраняется и для отдельных дождей. Производя подобным образом расшифровку записей дождемеров по всем дождям, мы получаем необходимую информацию для проектирования систем дождевого водоотведения.

Поскольку дожди по интенсивности и продолжительности различны, канализационную сеть следовало бы рассчитывать на самый сильный дождь за период наблюдений. Но сильные дожди бывают редко, следовательно, трубы дождевой сети весьма значительных размеров работали бы с расчетной нагрузкой лишь один раз в несколько лет, что нельзя признать рациональным.

По указанной причине при проектировании дождевой канализационной сети максимально возможные расходы не учитывают, допуская переполнение труб во время сильных дождей. Период (годы), когда выпадает один дождь с интенсивностью, больше расчетной, называется периодом однократного превышения расчетной интенсивности дождя, а поскольку при таком дожде происходит переполнение сети, его также называют периодом однократного переполнения сети Р.

Выбор величины Р для конкретных условий является одним из основных факторов рационального проектирования систем дождевого водоотведения. Чем больше будет принята величина Р, тем большего диаметра потребуются канализационные трубы. Это увеличивает стоимость системы, но дает большую гарантию от затопления канализуемой территории. При малой величине Р увеличивается вероятность и частота ее затопления.

Для экономического обоснования величины Р требуется четкое представление о последствиях, которые могут быть вызваны переполнением сети, и связанном с этим ущербе. Поэтому для населенных мест и производственных объектов, где частое переполнение сети не вызывает серьезных последствий, период однократного переполнения Р при плоском рельефе местности назначается от 0,3 до 1,0 года. Для населенных мест с крутым рельефом территории и производственных объектов, где имеются подвальные помещения с ценным оборудованием, затопление которых может принести большие убытки, период однократного переполнения следует назначать большим, в 5-10 и более лет.

Для получения расчетных зависимостей анализируют данные по выпадению дождей за период не менее 25 лет и наносят их на графики в координатах lg q и lg t (рис..4). Обосновывают то или иное значение Р, определяют количество переполнений сети за период наблюдений (например, 25:5 = 5 раз) и отсчитывают число сильных дождей сверху. Линия, соединяющая вновь полученные точки, является характеристикой расчетного дождя.

Рис.4. Линии расчетных интенсивностей дождей

Метод предельных интенсивностей

Величины А, n, и К для конкретного объекта являются постоянными. Площади бассейнов стока на каждом расчетном участке сети определяются по проектам планировки и благоустройства. Принципиальное значение имеет правильный выбор продолжительности расчетного дождя. Для конкретного сечения канализационной сети не все дожди будут расчетными, а только один из них в пределах периода однократного переполнения сети. Продолжительность такого дождя должна быть равна времени добегания дождевой воды от самой удаленной точки бассейна стока до расчетного сечения - тогда трубопровод будет работать при самотечном режиме полным сечением (наполнение равно 1), во всех других случаях наполнение не будет расчетным (рис.5). Эта продолжительность является критической для данного расчетного участка, т.е.

Рис.5. Графики изменения расходов воды в коллекторе при дождях различной продолжительности и интенсивности (гидрограф дождей)

Интенсивность дождя, соответствующая его критической продолжительности, будет предельной для расчетного сечения, за которой последует переполнение сети. Метод определения расчетных расходов, основанный на указанном принципе, получил название метода предельных интенсивностей.

Рис.6. Схемы расположения дождевой сети в небольших городах:

а - без внутриквартальных сетей; б - при наличии внутриквартальных дождевых сетей; 1 - уличные лотки; 2 - дождеприемники; 3 - уличный трубопровод (коллектор); 4 - колодцы; 5 - основной коллектор; 6 - внутриквартальная дождевая сеть.

Критическая продолжительность дождя складывается из трех слагаемых (рис.6):

t кр = t пов + t л + t мр

t пов - время поверхностной концентрации, мин; t л - время протока воды по лоткам, мин; t мр - t - время протекания воды по трубам, мин.

Время поверхностной концентрации, т.е. время добегания воды по поверхности территории от места выпадения до уличного лотка при отсутствии внутриквартальных дождевых сетей, принимается равной 5-10 мин, при наличии закрытых внутриквартальных сетей - 3-5 мин.

Особенности проектирования и устройства дождевой канализационной сети

Проектирование дождевой канализационной сети, как и бытовой, включает в себя трассировку, гидравлический расчет и конструирование ее элементов. Основная задача трассировки сети состоит в обеспечении сбора дождевых и талых вод со всей территории, намеченной для канализования, и отвода (транспортировки) их кратчайшим путем самотеком к местам выпуска или очистки. Территория объекта первоначально разбивается на бассейны канализования, в каждом из которых предусматривается основной коллектор, имеющий самостоятельный выпуск или соединяющийся с другими коллекторами. К основному коллектору присоединяются уличные (площадочные) коллекторы.

Выпуск дождевых вод в проточные водоемы с незагрязненных территорий можно производить в пределах населенных мест, за исключением зон санитарной охраны водозаборов и мест организованного отдыха населения (пляжей). Это положение не распространяется на маломощные водоемы с расходом воды до 1 м/с и скоростью течения меньше 0,05 м/с. Сброс дождевых вод в непроточные пруды, в замкнутые низины, подверженные заболачиванию, в размываемые овраги не разрешается. Необходимо избегать выпуска дождевых сточных вод в заболоченные поймы рек.

Основные коллекторы бассейнов канализования при полной раздельной системе трассируются обычно перпендикулярно горизонталям и береговой линии. Уличные или площадочные коллекторы в зависимости от уклона местности и проекта благоустройства могут прокладываться по объемлющей схеме (со всех сторон квартала или площадки) при уклоне до 0,008 или по пониженной грани кварталов, площадок при уклоне более 0,008. При невозможности сброса дождевых вод в водоем по кратчайшему перпендикулярному направлению предусматривается устройство перехватывающего коллектора вдоль пониженной грани территории объекта, т.е. применяется пересеченная схема. По пересеченной же схеме осуществляется трассировка сети при полураздельной системе водоотведения, в которой перехватывающим служит общесплавной коллектор, принимающий также сточные воды из бытовой канализационной сети (см. рис.1).

Дождеприемные колодцы (дождеприемники) могут располагаться двояко: только в лотках проезжей части улиц или в лотках проезжей части и внутри кварталов. В последнем случае предусматривается и внутриквартальная дождевая сеть (рис.6). Расстояния между дождеприемниками на проезжей части принимаются в зависимости от уклона и ширины улиц таким образом, чтобы ширина потока в лотке перед решеткой была не более 2 м. Для улиц шириной до 30 м в отсутствии поверхностного поступления дождевых вод с кварталов (при наличии квартальной сети) они равны: при уклонах до 0,004 - 50 м, от 0,004 до 0,006- 60 м, от 0,006 до 0,01 - 70 м и от 0,01 до 0,03 - 80 м. При больших уклонах расстояния определяются расчетом.

Во всех случаях дождеприемники предусматриваются в пониженных замкнутых местах и у перекрестков улиц вне границ пешеходных переходов.

Внутри кварталов дождеприемники располагаются с учетом пропускной способности их решеток и размера обслуживаемой территории. Длина соединительной трубы диаметром не менее 200 мм при уклоне 0,02 от дождеприемника до смотрового колодца на коллекторе должна быть не более 40 м. К дождеприемникам можно присоединять водосточные трубы зданий и дренажные трубопроводы.

Устройство дождеприемного колодца показано на рис.7. Эти колодцы могут быть круглыми диаметром не менее 0,7 м или прямоугольными размером 0,6X0,9 м. Приемные решетки изготовляются из чугуна трех типов: малая прямоугольная (типа ДМ) размером 470X690 мм площадью живого сечения 0,097 м; большая прямоугольная (типа ДБ) размером 570X915 мм площадью живого сечения 0,187 м; круглая (типа ДК) диаметром 775 мм площадью живого сечения 0,135 м. Их пропускная способность при глубине воды в лотке от 2 до 20 см находится в пределах от 6 до 167 л/с. Ширина прозоров решеток составляет 30-50 мм. В проезжей части они устанавливаются на 20-30 мм ниже поверхности лотка.

Глубина заложения основания дождеприемника должна быть не менее 0,8 м. В пучинистых грунтах основание следует располагать не выше границы промерзания грунтов в данном месте траектории.

Рис.7. Дождеприемный колодец из сборных железобетонных элементов:

1 - дождеприемная решетка; 2 - бетонный борт (бордюрный камень); 3 - камера колодца; 4 - лоток набивной из бетона; 5 - песчаная подушка; 6 - основание колодца; 7 - заделка бетоном

Минимальную глубину заложения коллекторов назначают с учетом опыта эксплуатации дождевых сетей в данном районе. При отсутствии такого опыта она назначается как в бытовой канализационной сети. Места расположения и расстояния между смотровыми колодцами на коллекторах дождевой канализации также аналогичны бытовой сети. Начальная глубина заложения уличных коллекторов, прокладываемых под проезжей частью, должна приниматься не менее 1,5 м в связи с повышенной опасностью раздавливания при движении тяжелого транспорта. С учетом перспективного развития и возможности строительства внутриквартальной сети глубина заложения должна быть не менее 2 м. Перепады на сети высотой до 0,5 м и скорости потока не более 4 м/с предусматриваются в смотровых колодцах, а при больших высотах и скоростях - в водобойных (напорогасительных, перепадных) колодцах.

Наименьший диаметр труб внутриквартальной дождевой сети принимается равным 200 мм, уличной - 250 мм. Расчетное наполнение труб при расчетном дожде полное. Сопряжение труб на отдельных участках осуществляется по шелыгам. В остальном дождевая канализационная сеть работает так же, как бытовая, и для ее устройства применяются те же материалы и изделия (чаще всего бетонные и железобетонные трубы).

Открытый отвод дождевых вод (в неполной раздельной системе) осуществляется прямоугольными лотками и кюветами. Заложение откосов кюветов (отношение глубины к ширине по верху) чаще всего принимается 1: 1,5; ширина по дну составляет 0,2-0,4 м. Присоединение кюветов к закрытой сети нужно осуществлять через колодец с отстойной частью. В оголовке кювета (канавы) необходимо предусматривать решетки с прозорами не более 50 мм.

Особенности гидравлического расчета дождевой канализационной сети

Расчет дождевой канализационной сети производится двумя способами: по площадям стока и по дождеприемникам. В населенных пунктах чаще расчет осуществляют по площадям стока, на производственных предприятиях - по дождеприемникам. В военных городках ограниченных размеров можно применять оба способа. В первом случае в качестве площадей стока принимается площадь отдельных зон.

Рис.8. Схема дождевой канализационной сети при расчете по площадям

После трассировки сеть разбивается на расчетные участки, длина которых принимается равной длине стороны квартала в населенных пунктах или расстоянию между смотровыми колодцами, к которым присоединяются дождеприемники (на территории производственного объекта).

При расчете по прилегающим площадям трассировка уличной сети может быть осуществлена по объемлющей схеме и по пониженной границе квартала (зоны), как это показано на рис.8. При объемлющей схеме площадь кварталов разбивается на отдельные площади стока в виде возможно более простых геометрических фигур. Обычно из углов кварталов проводят биссектрисы до пересечений, которые затем соединяют. В случае трассировки по пониженной грани площадь кварталов (зон) принимается равной площади стока. Возможны сочетания обоих вариантов. На рис.8 в верхней части городка дождевая канализационная сеть протрассирована по пониженной границе кварталов, а в нижележащей части - по объемлющей схеме.

Особенности расчета канализационной сети полураздельной системы водоотведения и регулирование дождевого стока

При полураздельной системе водоотведения в пределах объекта устраивают бытовую и дождевую канализационные сети, которые обычно трассируются по пересеченной схеме и вблизи водоема завершаются общесплавным коллектором. В общесплавной коллектор поступают бытовые сточные воды (возможно в смеси с производственными), а через разделительные камеры - часть дождевой воды. Разделительные камеры (рис.9) проектируют таким образом, чтобы при малых расходах все дождевые воды (а также талые и моечные) поступали в общесплавные коллекторы. При больших расходах в общесплавные коллекторы поступают лишь первые порции дождевых вод, которые наиболее загрязнены поверхностными отложениями. Основная масса дождевой воды сбрасывается в водоем по ливнеотводам.

При полураздельной системе в водоем поступает только относительно чистая часть поверхностного стока. Смесь бытовых и производственных сточных вод с загрязненной частью поверхностного стока поступает на очистку. Этим обеспечиваются санитарные и экологические преимущества полураздельной системы по сравнению с другими системами водоотведения. Полураздельная система несколько дороже полной раздельной, но при необходимости очистки поверхностного стока она способна конкурировать с полной раздельной и даже может быть более экономичной.

Рис.9. Устройство разделительной камеры:

1 - дождевой коллектор; 2 - поток воды при сильном дожде; 3 - водосливная стенка; 4 - ливнеотвод; 5 - общесплавной коллектор; 6 - поток воды в начале дождя и при слабых дождях

Расчет дождевых сетей полураздельной системы до присоединения к общесплавным коллекторам не отличается от обычного расчета при полной раздельной системе. Общесплавные коллекторы полураздельной системы рассчитываются на суммарный расход бытовой сети и части дождевых вод, перехватываемых этими коллекторами.

Исследования загрязненности дождевого стока показали, что степень загрязнения зависит от интенсивности дождя и меняется по мере его выпадения. При сильных дождях сточные воды вначале имеют большую загрязненность, затем она падает до минимальных значений. Слабые дожди в течение всего времени выпадения обуславливают почти постоянную среднюю по величине загрязненность стока.

Предлагается считать, что предельный расход дождевых вод в общесплавной коллектор поступает от так называемого предельного дождя. Под предельным дождем понимается дождь наибольшей интенсивности, весь сток от которого необходимо очищать. Расход воды от предельного дождя определяется по формуле

Q пред = Q k

Q - расчетный расход воды в подводящем дождевом коллекторе, л/с; k - коэффициент разделения.

При определении расчетного расхода дождевых вод, направляемых в общесплавной коллектор, период однократного превышения расчетной интенсивности дождя Р пред, по согласованию с контролирующими органами принимается равным 0,1-0,05 года, что обеспечивает отведение на очистку не менее 70% годового объема поверхностных сточных вод.

Коэффициент разделения при проектировании разделительных камер определяется в зависимости от параметров т, Р, P и находится в пределах 0,02-0,43.

Перед очистными сооружениями, насосными станциями и непосредственно в сети при дальнем транспортировании воды производится регулирование дождевого стока путем сброса части дождевой воды во время сильных дождей в регулирующие резервуары и пруды. После окончания дождя скопившаяся вода постепенно транспортируется дальше или подается на очистку. При малых расходах дождевая вода в регулирующие емкости не поступает. Наиболее распространенные схемы регулирования представлены на рис.10.

Рис.10. Основные схемы регулирования дождевого стока:

1 - регулирующий резервуар (пруд); 2 - разделительная камера; 3 - самотечный опорожнительный трубопровод; 4 - насосная станция

Полезный объем регулирующей емкости определяется по формуле

Q - расчетный расход дождевых вод, поступающих к разделительной камере перед регулирующей емкостью, м 3 /с; t - расчетная продолжительность дождя (время добегания), с; К p - коэффициент, зависящий от коэффициента регулирования, а = Q p / Q; Q p - расход, не направляемый в регулирующую емкость, м 3 /с.

Коэффициент K при а = 0,030,8 и n = 0,50,75 находится в пределах 1,510,04.