Расчет ливневки

3.1.Определение расчетных расходов
Количественная характеристика поверхностного стока с площадок
предприятия
Определение среднегодовых объемов поверхностных сточных вод
Расчет проведем согласно рекомендаций по расчету систем сбора,
отведения и очистки поверхностного стока с селитебных территорий,
площадок предприятий.
Среднегодовой объем поверхностных сточных вод, образующихся на
территориях площадках предприятий в период выпадения дождей, таяния
снега и мойки дорожных покрытий, определяется по формуле:
Wг=Wд+Wт+Wм,
Где: Wд, Wт и Wм− среднегодовой объем дождевых, талых и поливомоечных
вод, м3.
Среднегодовой объем дождевых (Wд) и талых (Wт) вод, стекающих с
территорий промышленных площадок, определяется по формулам:
Wд=10hдд F,
Wт=10hттF,
Где: F − общая площадь стока, га;
hд− слой осадков, мм, за теплый период года, определяется по табл. 2 СНиП
23-01−99 [2]. Для Карачаево-Черкессии hд=453 мм;
hт− слой осадков, мм, за холодный период года (определяет общее годовое
количество талых вод) или запас воды в снежном покрове к началу
снеготаяния, определяется по табл. 1 СНиП 23-01−99 [2].
Для Карачаево-Черкессии hт=119 мм;
д и т − общий коэффициент стока дождевых и талых вод соответственно.
При определении среднегодового объема дождевых вод Wд, стекающих
с территорий промышленных предприятий и производств, значение общего
коэффициента стока д находится как средневзвешенная величина
для всей площади стока с учетом средних значений коэффициентов стока
для разного вида поверхностей.
Таблица
Определение средневзвешенного коэффициента стока
Вид поверхности или площади стока
Показатель
Кровли и
Щебеночные
асфальтобетонные
Газоны
Открытый
покрытия
грунт
покрытия
Площадь водосбора,
40
19
2
4
0,615
0,293
0,031
0,061
0,6
0,1
0,4
га
Доля поверхности в
общей площади
Общий коэффициент
стока ψд для каждого
0,2
вида поверхности
Общее значение коэффициента д:
Д 
При
0,6  40,0  0,1  19,0  0,4  2,0  0,2  4,0
 0,485
40,0  19,0  2,0  4,0
определении
среднегодового
объема
талых
вод
общий
коэффициент стока т с площадок предприятий с учетом уборки снега и
потерь
воды
за
счет
частичного
впитывания
водопроницаемыми
поверхностями в период оттепелей можно принимать в пределах 0,5−0,7.
Принимаем т=0,6.
Тогда:
Wд = 10ˑ453ˑ0,485ˑ65=143809 м³/год
Wт = 10ˑ119ˑ0,6ˑ65=46410 м³/год
Общий годовой объем поливомоечных вод (Wм), м3, стекающих с
площади стока, определяется по формуле :
Wм = 10*m*k*Fм*ψм(4)
Где m- удельный расход воды на мойку дорожных покрытий,
принимается 1,4 л/м2 на одну мойку; k – среднее количество моек в году,
принимаем 150; Fм– площадь твердых покрытий, подвергающихся мойке,
принимаем 25 га; ψм – коэффициент стока для поливомоечных вод
(принимаем 0,5).
Тогда:
Wм = 10ˑ1,4 ˑ150ˑ 25 ˑ0,5= 26250 м³/год
Тогда среднегодовой объем поверхностных сточных вод, образующихся на
территории площадки предприятия, будет равен:
Wг=143809+46410+26250=216469 м³/год
Таким образом, в качестве расчетного расхода используем расход дождевых
вод, так как его объем превышает объем всех остальных.
Определение расчетных объемов
поверхностных сточных вод при отведении их на очистку
Объем дождевого стока от расчетного дождя Wоч, м3, отводимого на
очистные сооружения с площадок предприятий, определяется по формуле:
Wоч = 10hаF Ψmid,
Где: hа − максимальный слой осадков за дождь, сток от которого
подвергается очистке в полном объеме, мм.
В зависимости от состава примесей, накапливающихся на промышленных
площадках и смываемых поверхностным стоком, промышленные
предприятия и отдельные их территории можно разделить на две группы.
ЗАО «Каваказцемент» относится к предприятиям первой группы.
При отсутствии данных многолетних наблюдений величину hа для
селитебных территорий и промышленных предприятий первой группы
допускается принимать в пределах 5−10 мм как обеспечивающую прием на
очистку не менее 70 % годового объема поверхностного стока для
большинства территорий РФ.
Принимаем hа=8 мм;
Ψmid. − средний коэффициент стока для расчетного дождя, 0,48 ;
F − общая площадь стока, га.
Wоч = 10ˑ8ˑ65ˑ0,485=1113,6 м³
Максимальный суточный объем талых вод Wт.сут, м3,в середине
периода снеготаяния, отводимых на очистные сооружения с территорий
промышленных предприятий, определяется по формуле:
Wт.сут = 10 тКуFhс,
Где: т− общий коэффициент стока талых вод, принимаем равным 0,6;
F − площадь стока, га;
Ку − коэффициент, учитывающий частичный вывоз и уборку снега,
определяется по формуле:
Ку = 1Fу/F,
Fу– площадь, очищаемая от снега (включая площадь кровель, оборудованных
внутренними водостоками);
hс− слой талых вод за 10 дневных часов, мм, принимается в зависимости от
расположения объекта.
Границы климатических районов определяются по карте районирования
снегового стока, приведенной в приложении 1(«Классификация районов
Российской
Федерации
в
зависимости
от климатических условий»). Для района 4 (КЧР) величина hс равна 7 мм.
Ку = 1  40/65=0,380,
Тогда определим суточный объем талых вод:
Wт.сут = 10ˑ0,6ˑ0,380ˑ65ˑ7=1037,4 м³
Определение расчетных объемов поверхностных сточных вод при
отведении на очистку
Расходы дождевых вод в коллектор дождевой канализации, отводящие
сточные воды с селитебных территорий и площадок предприятий, следует
определять методом интенсивностей:
Qr = ψmid *A * F/ trn, где:
A, n – параметры, характеризующие интенсивность и продолжительность
дождя для конкретной местности; ψmid - средний коэффициент стока,
определяемый как средневзвешенная величина в зависимости от значения ψi
для различных видов поверхности водосбора, 0,485; F – расчетная площадь
стока,
65га;
tr
–
расчетная
продолжительность
дождя,
равная
продолжительности протекания дождевых вод по поверхности и трубам до
расчетного участка, принимаем 20,0 мин;
A = q20 * 20n*(1+ lgP / lgmr)γ , где
q20 - интенсивность дождя для данной местности продолжительностью 20
мин при Р = 1год ,70 мм; n – показатель степени, принимаем 0,60; mr–
среднее количество дождей за год, принимаем 100; Р – период однократного
превышения расчетной интенсивности дождя, 1 год; γ- показатель степени,
принимаем 1,82;
А = 70·200,60(1 +
lg 1
1,82
)
lg100
= 422,4.
Зависимость интенсивности дождя от его продолжительности имеет
вид q = A/tn. Тогда средний (переменный) коэффициент стока mid может
быть рассчитан по формуле:
mid = zmidA0,2/tr0,2n − 0,1,
Где zmid − среднее значение коэффициента, характеризующего вид
поверхности
стока
(коэффициент
покрова),
определяется
как
средневзвешенная величина в зависимости от коэффициентов zi для
различных видов поверхностей:
Z mid  (0,30  40,0  0,038  19,0  0,09  2,0  0,064  4,0) / 65,0  0,20
Тогда  mid  0,200  422,4 0, 2 / 20 0, 2*0,60,1  0,63
Зависимость интенсивности дождя от его продолжительности будет равна:
q  422,4 / 20 0,60  70
Основная расчетная формула для определения расходов дождевых вод в
коллекторах дождевой канализации, л/с, приобретает вид:
qв   mid  q  0,63  70  44,10 л/с=0,044 м3/с=158,4м3/ч.
Помимо дождевых вод сооружения рассчитываются на дренажные воды,
которые составляют 15% от расчетного расхода дождевых вод. Т.о.
расчетный расход составляет 0,051 м3/с (183,6м3/ч).
4. Расчет сооружений технологической схемы очистки дождевых вод.
4.1. Расчет разбавления в водных объектах.
Для учета расхода реки, участвующего в смешении, т. е. процессов
разбавления, вводят коэффициент смешения α, показывающий, какая часть
расхода реки смешивается со сточной водой в данном створе. Наибольшее
распространение получил метод Фролова - Родзиллера:
a
1 e
 3 Lф
1  ( Q / q )e
 3 Lф
Где: e– основание натуральных логарифмов;
Lф - расстояние по форватеру от места выпуска сточных вод до
контрольного створа, м;
𝑞 – расход сточных вод, сбрасываемых в водоем, м3/с;
𝑄 – расход воды (95% обеспеченности) в створе реки у места выпуска СВ,
м3/с;
α – коэффициент, зависящий от гидравлических условий смешения;
Значение α находят по формуле:
α = φ ∙ ξ ∙ ∛(D/q),
φ - коэффициент извилистости реки;
ξ - коэффициент, зависящий от типа выпуска:
ξ = 1 – береговой выпуск,
ξ = 1,5 – форваторный выпуск;
Коэффициент извилистости реки Абазинка равен φ = 1,46.
𝐷 - коэффициент турбулентной диффузии, м/с, определяется
по формуле:
𝑣ср ∙ Нср
𝐷=
,
200
𝑣ср – средняя скорость течения реки, м/с;
Нср – глубина реки на участке между выпуском и контрольным
створом, м;
Средний сток в устье составляет vср =0,55 м/c.
Вычисляем:
𝐷=
0.55 ∗ 1.00
= 0.0027 м/с
200
3 0,0027
𝛼 = 1,46 ∗ 1,50 ∗ √
= 0,822
0,051
3
1 − 𝑒 −0.822∗ √3000
𝑎=
= 0.99
3
18
−0.822∗
3000
√
1+
∗𝑒
0.051
Тогда кратность разбавления в расчетных створах:
𝑛=
𝑎 ∗ 18 + 0.051
= 4.20
0.051