Навигация:
Главная → Все категории → Водоотводящие сети

Формирование стока на городских территориях


Формирование стока на городских территориях

В процессе глобального кругооборота веществ, определяющего условия существования и эволюции биосферы, атмосферные осадки, выпадающие над земной поверхностью, собираются и отводятся через разветвленную сеть в моря и океаны, где, путем постоянного испарения воды, происходит формирование дождевых облаков с их последующим распределением над земной поверхностью и выпадением в виде осадков.

Распределение осадков над поверхностью планеты крайне неравномерно как в пространстве, так и во времени, и является предметом изучения гидрометеорологии.

Объемы выпадающих осадков измеряют высотой слоя воды h мм, выпавшей за определенный интервал времени, по площади водосбора. (В России годовой слой осадков колеблется от 300 мм на севере до 2000 мм в южной субтропической зоне. В средней полосе европейской части этот показатель достигает 600-800 мм). Площадь водосбора – это часть земной поверхности и подстилающих ее почв и горных пород, откуда вода поступает к водным объектам, которые подразделяют на водотоки и водоемы.

Водоток – водный объект, характеризующийся устойчивым движением воды в направлении уклона водной поверхности. Водотоки бывают естественного (ручьи, реки, протоки) и искусственного (лотки, канавы, коллекторы, каналы) происхождения.

Водоем – водный объект в углублении земной поверхности, характеризующийся практическим отсутствием постоянного существенного уклона водной поверхности и наличием, в основном, волнового движения под действием ветра и конвективных токов воды. Водоемы бывают естественного (болота, пруды, озера) и искусственного (резервуары, земляные и бетонные емкости, водохранилища) происхождения.

Сток – движение воды по поверхности земли и в грунте в направлении водного объекта. Поверхностный сток – сток дождевых, талых или поливных вод, происходящий по земной поверхности. Грунтовый сток -сток вод, попадающих в грунт с земной поверхности и перемещающийся в виде фильтрационного потока в направлении нижерасположенных водных объектов. Объем стока – объем воды, стекающий с водосбора за год (W, м3/год). Модуль стока – объем воды, стекающий с единицы площади водосбора в единицу времени (м3/с с 1 га).

Для расчета объемов атмосферных осадков используют параметр интенсивности дождя по объему q, выраженный в л/с с га.

Рис. 5.1. Карта интенсивности дождя

Наиболее существенное влияние на расчетную величину интенсивности дождя оказывает выбор величины периода однократного превышения расчетной интенсивности Р, иначе называемой периодом однократного переполнения водоотводящей сети.

Величины периодов однократного превышения расчетной интенсивности дождя для населенных пунктов

Принятие Р->со приведет к значительному завышению размеров и стоимости водоотводящей сети. Поэтому выбор расчетной величины Р следует производить с учетом обеспечения минимума затрат на строительство и эксплуатацию системы водоотведения и устранения ущерба от подтопления жилых районов и промышленных предприятий атмосферными осадками.

Величины периодов однократного превышения расчетной интенсивности дождя для промышленных предприятий

Однако не весь объем выпавших атмосферных осадков достигает водоотводящей сети.

Коэффициент стока Р представляет собой отношение расхода воды, достигшей водостока qB, к расходу выпавших осадков qr.

Однако городская водосточная сеть принимает не только поверхностные стоки от атмосферных осадков и декларируемые сбросы промыш-ленно-ливневых сточных вод. Фактически городская водосточная сеть является одновременно и дренажной, обеспечивая отвод значительной части грунтовых вод как природного, так и антропогенного происхождения. Это обусловлено наличием значительного числа неплотностей как в стыковых соединениях водосточных труб, так и в смотровых и дождеприемных колодцах. Данные неплотности образуются вследствие невысокого качества строительных работ и в процессе последующей эксплуатации под природным и техногенным воздействием.

Таким образом, поступление грунтовых вод в водосточную сеть является неизбежным и должно учитываться при расчете и проектировании сети, которая фактически является дренажно-водосточной системой водо-отведения с городских территорий.

Природная составляющая грунтового стока включает: – грунтовый сток от профильтровавшихся в грунт дождевых и талых вод; – естественная разгрузка артезианских водоносных горизонтов через верхние слои грунта.

Антропогенная составляющая грунтового стока включает: – потери в сетях водопровода, канализации и теплоснабжения; – аварийные сбросы из водопровода и канализации; – водоотлив при осушении строительных котлованов.

Однако, в отличие от поверхностного стока, надежных методик расчета грунтового стока, особенно его антропогенных составляющих, в городских условиях нет. Расчеты грунтового стока базируются, как правило, на экспертных оценках. В табл. 5.6 приведены среднегодовые расходы суммарного поверхностного и грунтового стока с территории г. Москвы, определенные на основе экспертных оценок. Из данных, приведенных в этой таблице, следует, что антропогенная составляющая стока в Москве составляет около 50% общего стока с территории города.

Объем стока с территории г. Москвы на основе модуля стока по расходам воды в реках для среднего по водности года

Вместе с тем гидравлический расчет водосточной сети ведется с учетом принятого периода однократного переполнения Р на пропуск максимально секундных расходов воды, в которых преобладающее значение имеет поверхностный сток. На рис. 5.2 приведена зависимость изменения расходов воды (гидрограф) р.Сетунь (г. Москва).

Анализ зависимости показывает, что несмотря на то, что годовой объем поверхностного стока относительно невелик (30-40%), пиковые расходы на 80-90% определяются его величиной (значением принятого параметра Р).

Рис. 5.2. Зависимость изменения расходов воды в течение года (гидрограф р. Сетунь, г. Москва, 1983 г.)

Величина грунтового стока и промышленных сбросов в сухой период, называемая базисным стоком, в периоды выпадения сильных дождей относительно невелика и составляет 10-20% от максимально секундного расхода стоков.

Следует отметить, что по принятым в Германии нормам расчетный расход в канализационных сетях увеличивают на 10% для учета инфильтрации грунтовых вод в сеть.

Среднегодовые расходы стоков, поступающих в водосточную сеть, используют для оценки объема загрязнений, поступающих в водосточную сеть. Исследования, проведенные в МосводоканалНИИпроект на водосточной сети г. Москвы, свидетельствуют о крайней нестабильности величин показателей загрязнения. Даже в одновременно отобранных пробах одного водотока показатели загрязнений могут изменяться на порядок. Поэтому приводимые ниже результаты носят оценочный характер и требуют дальнейших уточнений. В табл. 5.7 приведены данные по 7 из 21 показателя загрязнений, которые превышали величины ПДК.

Анализ приведенных в табл. 5.7 данных показывает, что поступающие в водосточную сеть стоки имеют наиболее существенные загрязнения по нефтепродуктам и взвешенным веществам, причем именно по этим показателям доля, приходящаяся на водосточную сеть, весьма значима в общем объеме загрязнений, поступающих в р.Москву (рис. 5.3 и 5.4).

Показатели загрязнений, превышающие величины ПДК

Рис. 5.3. Масса сбросов по нефтепродуктам от основных водопользователей в р. Москву за 1998 г.,%

Рис. 5.4. Масса сбросов по взвешенным веществам от основных водопользователей в р. Москву за 1998 г.,%



Похожие статьи:
Методы прокладки и реконструкции водоотводящих сетей

Навигация:
Главная → Все категории → Водоотводящие сети

Статьи по теме:





Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум