Отведение поверхностных вод с участка. Отвод поверхностных и грунтовых вод

Неотъемлемой частью частного дома или дачи является ливневая канализация, обеспечивающая эстетичный вид жилого строения и участка, прилегающего к нему. А также предупреждающая преждевременное разрушение фундамента зданий и корней растений, растущих на участке. Неопытному человеку в области «водоотведения» данный момент может показаться темным лесом. В этой статье мы разберём все по пунктам: отвод поверхностных, ливневых и талых вод, со строений и участка.

Для создания ливневой канализации она же система отвода поверхностных вод требуются элементарные знания в строительстве и данные о самой благоустраиваемой территории. Ливневая канализация является самотечной, т.е. устроена под наклоном, и включает в себя следующие элементы:

Кровельный водоотвод;
Дренажный водоотвод;
Коллектор или место выброса водоотвода.

Кровельный водоотвод принимает атмосферные осадки на уровне крыши, посредством лотков, желобов, воронок и отправляет их в дренажную поверхностную систему.

Проектирование системы отвода поверхностных вод

Для проектирования необходимо знать:

среднее количество выпадаемых осадков (как в виде дождя, так и в виде снега, талой воды), узнать это можно в СниПе 2.04.03-85;
площадь кровли;
наличие иных коммуникаций и объектов на обустраиваемой территории.

Для проектирования необходимо определиться в каких местах будут располагаться водосточные трубы и сколько их будет. Составляется схема, на которой отображены перепады высот поверхности участка, строения на нём. На схеме обозначаются места прокладки всех элементов ливневой канализации, включая трубы, смотровые колодцы и места сброса воды. При проектировании также рассчитывается количество требуемых материалов и затраты на них.

Отвод воды с кровли

Материал кровельного слива разнообразен: сталь, медь, сталь с полимерным покрытием, алюминий и т.д. Особенной популярностью пользуется пластик. Он экономичен, устойчив к повреждениям, является шумоизолирующим материалом, герметичен, легок как в весе, так и в монтаже. Для правильного конструирования кровельного слива понадобиться:

Кронштейн металлический;
Шпилька со специальной гайкой;
Регулируемое крепление;
Кронштейн желоба;
Наконечник;
Муфта соединительная;
Колено;
Заглушка воронки;
Заглушка желоба;
Угловой элемент;
Воронка;
Соединитель желоба;
Желоб водосточный;
Труба водосточная.

Количество и тип каждого элемента зависит от периметра кровли и количества перекачиваемой жидкости, т.к. слишком мощный водоотвод нерационален с точки зрения финансовых затрат, а слабый — не будет справляться с поставленной задачей. Необходимо найти оптимальный вариант. На рисунке указаны необходимые размеры, характерные для средней полосы России.

Монтаж системы отвода воды с кровли дома

Монтаж производится после разработки проекта всей системы водоотлива, ознакомления с инструкцией приложенной магазином-поставщиком (каждая система имеет свои особенности конструирования, которые необходимо учесть). Общая последовательность монтажа и выполняемые работы:

Монтаж начинается с крепления кронштейна со стороны стропильной стены или лобовой доски, с учетом наклона желобов.
Затем укладываются сами желоба при помощи специальных пластин и крепятся друг с другом методом холодной сварки или резиновыми уплотнителями. Метод холодной сварки предпочтителен для соединения желобов из-за устойчивости к деформации.
В угловых соединениях и соединениях с воронками устанавливается дополнительный кронштейн.
Производится монтаж труб, соблюдая расстояние от стены в 3-4 см. Кронштейны по вертикали крепятся на расстоянии в 1.5-2 м. Сам слив должен находиться в полуметре от поверхности земли.

Советы от профессионалов:

Желоба начинают укладывать от воронки, чтобы края желоба были ниже края кровли.
В случае если эксплуатировать трубу для сбора из трех направлений желобов (если кровля нестандартной формы), необходимо вместо стандартных воронок предусмотреть тройники.
Расстояние между кронштейнами должно составлять не больше 0.50-0.60 м.
Рекомендуется заранее сделать разметку наклона желобов. Например, ориентиром может служить веревка, натянутая от начальной до конечной точки.
Пластиковые отливы монтируются при температуре от + 5◦,иначе материал потрескается при нарезке. Отливы из других материалов монтировать можно при любой температуре окружающей среды.

Устройство системы отвода поверхностных вод

Система отвода поверхностных вод или поверхностный дренаж состоит из точечных водоотводов и линеных каналов.

Точечные водоотводы представляют собой небольшие колодцы локально соединенные с кровельным стоком. Лотки прокладываются ниже уровня промерзания труб. Монтаж такого дренажа схож с монтажом кровельного слива. Готовится траншея (ниже чем глубина промерзания труб, узнать можно все в том же СниПе) под уклоном к коллектору. Засыпается песок слоем в 20 см. Укладываются трубы при помощи фитингов. При соблюдении герметизации трубы засыпаются.

Линейные каналы бывают двух типов — открытые или закрытые, оснащенных решетками или сетками для задержания крупного мусора. Решетки должны быть преимущественно из металла, т.к. выдерживают большие нагрузки (особенно в местах у въезда в гараж).

Совет от профессионалов. Для эффективности сбора поверхностных вод необходимо комплексное устройство ливневого и точечного дренажа. В случае сильных осадков основная масса воды будет отводиться поверхностным дренажом .

Посмотреть как выглядит процесс монтажа системы отвода поверхностных вод Вы можете в видеоролике:

Глубинная дренажная система предусматривается, если местность где расположен участок предрасположена к затяжным дождям. Такая система защитит участок от размыва, убережет деревья от преждевременной гибели (из-за гниения корней), защитит фундамент от губительного действия воды.

Система отвода грунтовых вод

Дренаж грунтовых вод отличается от вышеописанных систем тем, что укладывается на большей глубине и в случае близкорасположенных к поверхности земли грунтовых вод, которыми могут подтапливаться подвал или подземный гараж. Дренаж делают комбинированным с ливнёвкой, причем трубы ливнёвки прокладываются выше, чем дренаж. Необходимо понимать разницу ливнёвки и дренажа. Ливнёвка для отвода дождевой, талой воды и паводков, а глубинный дренаж для отвода грунтовых вод и возможных затоплений. Поверхностный и глубинный дренаж соединяются при помощи специальных узловых соединений для скопления лишней воды в одном месте и последующего ее выброса, переработки или повторного использования. Монтируются дренажи параллельно друг другу.

Это важно: при обильных осадках вода в больших количествах за короткое время проходит через ливневую канализацию. При попадании такого потока воды в систему отвода грунтовых вода эта вода попадает из труб в грунт, тем самым не осушает его а затапливает, то есть начинает выполнять противоположенную функцию. Поэтому систему отвода поверхностных вод следует соединять с системой отвода грунтовых вод не ранее мест, где проходят трубы именно отведения воды а не осушения, если смотреть по ходу движения воды в системы. Осушение грунта производится в местах укладки перфорированных труб. Отвод воды осуществляется герметичными трубами.

По способу отбора грунтовых вод разделяют: вертикальный, горизонтальный и комбинированный дренаж. Вертикальный дренаж состоит из вертикальных рубчатых колодцев, опущенных в слой грунтовых вод. Они оснащены насосами и фильтрами, соответственно для очистки и откачки грунтовых вод за пределы территории. Такая схема достаточна сложна как в монтаже, так и в эксплуатации.

Горизонтальный дренаж состоит из перфорированных труб, уложенных на оптимальной глубине вывода откачки в выкопанных канавах, просыпанных щебенкой. Канавы выкапываются по всей территории участка в виде елочки.

Устройство дренажа вне зависимости от типа участка начинается с обустройства дренажного колодца в самой дальней части участка, подальше от дома. Можно использовать уже готовые пластиковые колодцы.

В местах угловых соединений устраиваются смотровые колодцы, для облегчения обслуживания коммуникации.

Глубина заложения дренажа выбирается исходя из ее задач: если цель — сбор грунтовых вод для защиты подвала, то глубина должна соответствовать уровню пола подвала; если цель — отвод обильных вод опускающихся в грунт- глубина соответствует глубине фундамента.

Трубы обматываются специальным материалом () для исключения попадания в трубы песка, гравия, которыми труба засыпается слоем в 20-30 см. После этого трубу можно засыпать обычным грунтом. В отличии от вертикального дренажа вода, собранная через отверстия в трубах, отводится самотеком под уклоном, а не насосами.

Горизонтальный дренаж наиболее популярен чем вертикальный или даже комбинированный из-за экономичности и простоты монтажа.

Более подробно об устройстве системы отвода грунтовых вод Вы можете прочитать в статье:

Отвод собранной воды

излишки воды удаляют за пределы участка, в канаву, водоем. Если такой возможности нет, то в пределах участка устраивается колодец или водоем, откуда воду можно использовать повторно.

Совет:

Рекомендуется дренаж укладывать в канавы с V образными стенками с уклоном стенок в 30◦ в поперечном разрезе канавы. Ширина в 50 см. Рекомендуемый уклон канавы 1-3 см. на метр длины. Колодцы можно оборудовать из любого материала, не подвергающегося коррозии.

Обслуживание систем водоотведения

Обслуживание приведенных выше систем не составляет труда при их грамотном проектировании и конструкции. Основные пункты в обслуживании:

Раз в десять лет осуществлять с помощью насоса капитальную промывку труб для профилактики отложений на их стенках.
Регулярный визуальный осмотр колодцев, коллекторов и очистка при необходимости.

Срок годности правильно рассчитанной, уложенной, обслуживаемой системы водоотвода составляет в среднем пятьдесят, а то и намного больше лет.

Советы от профессионалов:

Обязательно проверяйте, чтобы трубы были уложены под уклоном.Уклон должен быть в сторону от дома.
В случае невозможности монтажа самотечного водоотвода устраиваются напорный отлив оснащенный насосом.
Не забывайте про оптимальность конструирования и соответствие цена = качество. Очень часто хочется большего, лучшего, однако бюджет не всегда позволяет осуществить задуманное. Поэтому рекомендуется спроектировать, соотнести проект с ценами, делать закупку и производить монтаж в соответствии с приведенными здесь рекомендациями .

Планировка участков под застройку и другие нужды обязательно производится с учетом эффективно отведения атмосферных осадков при помощи системы дренажа, ливневых каналов и водоотводов. Если дождевая или талая вода будет застаиваться, это будет способствовать разрушению покрытия и другим негативным последствиям.

Чем опасны поверхностные воды?

Поверхностные воды образуются из атмосферных осадков: снег, дождь, град и т.д. Данная влага может доставлять неприятности на участке (строительном, дачном), начиная от элементарного застоя воды с неприятным запахом и заканчивая нарушением целостности фундаментов близ лежащих зданий. На этом неприятности не заканчиваются, также сырость может проникать в строения и провоцировать распространение грибка, повышение влажности. Для тротуаров и дорожного покрытия также есть опасность: растрескивание, сильное обледенение, проседание полотна. Корневая система растений от излишка осадков может загнивать, плодородный слой будет вымываться, а нарушение теплового режима создаст условия для экспансии мха и плесени.

Дабы избежать всех этих негативных явлений, нужна отменная система отвода поверхностных вод.

Данная система бывает двух видов:

точечный;
линейный.

Также еще отводы делят на открытые и закрытые. Второй вариант больше применяется для отвода осадков целых городских кварталов. Точечный самый простой, его чаще всего используют при незначительном количестве выпадающей влаги, которую собирают в локальные модули (пример, вода стекающая с крыш). Линейная система более сложная и состоит из множества элементов: желоба, лотки, канавы, колодцы и т.д. Влага быстро собирается с большого участка и сразу же направляется в центральный водосборный коллектор.

Материалы

В качестве материалов используют бетон, пластик и земляные насыпи, рвы и траншеи как временное решение проблемы с осадками. Элементы системы отвода поверхностных вод устанавливаются под наклоном, что способствует быстрому сбору и сбросу ненужной влаги. Если на участке повышенная влажность через подземные воды, тогда дренажная система проектируется комплексно, учитывая атмосферные явления и влияние подземных источников. Часто с водой в водосборные каналы и лотки может попадать песок, грязь, мусор, а поэтому устанавливают специальные уловители.

Данные устройства не дают системе засорится и перестать выполнять свои прямые функции. При составлении генерального проекта отвода поверхностных вод нужно учесть ряд факторов: количество осадков, территория участка, наличие подземных вод, уровень влажности, уклон.

В результате действия солнечной энергии происходит постоянное испарение воды с земной поверхности. Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88%) и значительно меньше (12%) - с поверхности суши. Испарившаяся влага перемещается воздушными потоками. При встрече с холодными потоками воздуха она конденсируется и выпадает на поверхность океана или суши в виде дождя и снега. Осадки, выпавшие на поверхность суши, частично испаряются, частично просачиваются в грунт, а остальная часть выпавших осадков стекает по склонам в наиболее низкие места поверхности, питая ручьи, речки и большие реки, которые несут этот сток снова в моря и океаны. При неполном замкнутом цикле перемещения влаги (океан - атмосфера - океан) происходит малый круговорот воды в природе. При полном замкнутом цикле (океан - атмосфера - суша - океан) происходит полный круговорот воды в природе (рис.1). Районы, в которых все количество выпавших осадков испаряется (сток отсутствует), называют бессточными районами (пустыни, полупустыни).

При постоянном круговом обращении воды между сушей и океаном общее количество осадков X, выпавших на поверхность суши, равняется количеству потерь на испарение Z, подземному стоку Y 1 и поверхностному стоку Y 2 Уравнение водного баланса может быть выражено формулой

X = Z + Y 1 + Y 2

Или, принимая общий сток Y = Y 1 + Y 2

Рис.1. Схема кругового обращения воды в природе

1-испарение с поверхности океана; 2 - осадки, выпадающие в океан; 3 - осадки, выпадающие на сушу; 4 - испарение с поверхности суши; 5 - инфильтрация; 6 - подземный сток; 7 - речной сток в океан

В нашей стране существует положительный водный баланс: т.е. среднее годовое количество осадков превышает среднее годовое количество испарений влаги. Это подтверждается наличием в стране развитой сети больших и малых рек и их притоков, т.е. существует постоянный речной сток с поверхности суши. Исключение составляют отдельные засушливые районы, где среднегодовое количество выпадающих осадков меньше среднегодового количества испарений влаги с поверхности суши.

Ускорению образования водяных капель в атмосфере способствует ряд условий, из которых следует отметить засорение воздушного бассейна продуктами горения, выбрасываемыми в воздух трубами промышленных предприятий, а также городской пылью. Наблюдениями установлено, что над промышленными районами и центрами больших городов часто проходят короткие интенсивные ливни, тогда как в пригородных и близко расположенных сельских местностях выпадения осадков в это время не наблюдается.

Количество выпавших на поверхность почвы осадков измеряют в линейных и объемных единицах. В линейных единицах измеряют среднегодовое и среднемесячное количество осадков Н, мм, характерное для данного климатического района, а также интенсивность отдельных дождей i, мм/мин. В технических расчетах принимают объемную единицу измерения количества выпавших осадков g выраженную в л/с на 1 га. Для перехода от одной единицы измерения к другой используют зависимость

где: к = 166,7 - переводной объемный коэффициент, т.е. объем осадков, л/с, выпавших на площадь 1 га при дожде интенсивностью 1 мм/мин; к =0,001·10000·1000/60= 166,7 л/с на 1 га, здесь 0,001 - высота слоя осадков, м; 10 000 - площадь 1 га, выраженная в м; 1000 - объем 1м, выраженный в л; 60 - число секунд в 1 мин.

Характеристику выпавшего дождя записывают самопишущими приборами - дождемерами, которые отмечают высоту слоя осадков h, мм, выпавших за промежуток времени t, мин. Количество осадков, выпавших в единицу времени, определяет интенсивность дождя. Средняя интенсивность дождя, мм/мин,

Каждый дождь характеризуется интенсивностью (i или g), количеством осадков, выпавших за единицу времени, периодом продолжительности дождя и вероятностью его выпадения, т.е. вероятностью повторения такого дождя за тот или иной период наблюдений с, лет. Практически при расчетах сети ливневой канализации вероятность повторения интенсивности дождей данной продолжительсти принимают с = 1 год, с = 3 года, с = 5 лет, с = 10 лет еще более редкую повторяемость.

Между интенсивностью дождя и его продолжительностью существует определенная зависимость, которая выражается формулой

g - интенсивность дождя, л/с на 1 га; t - период продолжительности дождя, мин; A и n - параметры, зависящие от климатического района расположения населенного пункта и принятого периода с.

Из приведенной зависимости следует, что более продолжительные дожди имеют меньшую интенсивность, и наоборот.

Атмосферные осадки влияют на условия эксплуатации и благоустройство городской территории. Общее количество осадков, выпадающих на земную поверхность в течение года, изменяется в широких пределах. Наибольшее количество выпавших на земном шаре осадков отмечено в Черрапунджи (Индия, штат Ассам): среднее многолетнее количество за год здесь составило 11 013 мм, максимальное за год - 16 305 мм (1899 г.) и 24 326 мм (1947 г.). В центральной части европейской территории России среднегодовое количество осадков постепенно убывает при движении с запада на восток. У западных границ России среднегодовая норма осадков достигает 650-700 мм в год, постепенно уменьшаясь в восточном направлении до 500-400 мм в год. У западных склонов Уральского хребта среднегодовая норма осадков снова увеличивается до 600-700 мм в год.

На Дальнем Востоке уменьшение количества осадков идет от побережья Тихого океана до восточных склонов Уральских гор. Наибольшее количество осадков в год на территории России выпадает на восточном берегу Черного моря, а также в горах Алтая, на склонах, обращенных к Тихому океану. В горах Алтая сказывается влияние возникшей преграды - высоких гор на пути движения ветров несущих большие запасы влаги со стороны океана.

Формирование поверхностного стока и его организация

Формирование поверхностного стока зависит от условий рельефа местности, а расход стока - от размеров водосборной площади бассейна и характера использования его территории. Границы водосборной площади бассейна определяют на топографическом плане с учетом рельефа местности и проводят их по водораздельным гребням, расположенным на пересечении двух склонов, один из которых обращен к главному тальвегу конкретной водосборной площади. Главный тальвег бассейна имеет выход в более значительные по размерам тальвеги, ручьи и речки.

В пределах водосборной площади формируются ливневый сток и сток весеннего снеготаяния. В градостроительной практике организацию поверхностного стока рассматривают в пределах сравнительно небольших водосборных площадей (300, 500, 1000 га), в которых наибольшие расходы будут формироваться от ливневого стока. На незастроенной территории, расположенной в естественных условиях стока, основными направлениями отвода поверхностного стока будут являться тальвеги небольших бассейнов. В процессе застройки и благоустройства городской территории естественная система водоотвода нарушается. Взамен ее создают организованную закрытую систему водоотвода.

Главный коллектор бассейна располагают в полосе, свободной от городской застройки, т.е. в пределах "красных линий" и улиц или специально выделенной для этих целей технической полосе, которую располагают по направлению основного тальвега (рис.2). Данное условие необходимо учитывать в планировке и застройке городской территории. При этом создаются благоприятные условия для размещения магистральных прокладок подземных коммуникаций (ливневая и фекальная канализация и др.).

Для отвода поверхностного стока с боковых склонов бассейна в соответствии с планировкой улиц проектируют боковую сеть водостоков.

Рис.2. Схема организованной (закрытой) системы водостока

1 - главный коллектор бассейна; 2 - боковая сеть; 3 - смотровые колодцы; 4 - дождеприемные колодцы; 5 - линия водораздела; 6 - проектируемые кюветы; 7 - существующий тальвег на незастроенной территории

Организующей системой водоотвода являются лотки внутриквартальных проездов и городских улиц, обеспечивающие поступление поверхностного стока в закрытую сеть ливневой канализации. В практике планировки и застройки городской территории встречаются различные случаи формирования поверхностного стока, условия формирования зависят от размеров застраиваемой территории и характера ее использования.

Первый случай. Поверхностный сток формируют в пределах полностью застроенной водосборной площади бассейна. При этом естественные водостоки (ручьи и небольшие речки), проточные и непроточные водоемы (пруды), расположенные в пределах застраиваемой территории, упраздняют. Загрязненный поверхностный сток, поступающий с застроенной и благоустроенной территории, уже не может быть использован для питания открытых водотоков и водоемов. Взамен упраздняемой естественной системы водоотвода устраивают закрытую сеть городской ливневой канализации, которая должна обеспечить отвод поверхностного стока с площади жилых микрорайонов, а также внутриквартальных и городских проездов.

Поверхностный сток из закрытой сети ливневой канализации выпускают в проточные водотоки (реки) или специальные береговые каналы, отводящие поверхностный сток для осветления за пределы городской застройки в систему технических водоемов отстойников, из которых осветленный сток поступает в реки (рис.3).

Второй случай. Поверхностный сток формируется в пределах большой водосборной площади, значительно превышающей площадь застраиваемой территории. При этом для застройки используют низовую часть бассейна, а верхняя часть его остается в естественных условиях.

По условиям формирования поверхностного стока общую водосборную площадь бассейна можно разделить на две частные площади - F 1 и F 2 (рис.4). В пределах водосборной площади F 1 сток формируется в естественных условиях поверхности. В пределах водосборной площади F 2 поверхностный сток формируют в пределах застроенной городской территории, что соответствует первому случаю (см. рис.4). Сток, сформированный в пределах водосборной площади F 1 , которая расположена в загородных условиях, пойдет по естественному тальвегу бассейна до границы городской застройки, а далее через городскую территорию его пропускают по подземному коллектору до места выпуска в проточный водоток (реку). Сечение городского коллектора должно обеспечивать пропуск расчетного расхода, поступающего с водосборной площади бассейна F 1 и расходов стока, формируемого в пределах застройки территории F 1 .

Рис.3. Схема организации поверхностного стока в пределах застроенной территории

1 - граница города; 2 - главная граница бассейна; 3 - водораздельный гребень; 4 - главный коллектор бассейна; 5 - береговой канал; 6 - технические пруды-отстойники; 7 - аварийные водосбросы

Для уменьшения размеров сечения городского коллектора в тальвеге бассейна у границ городской застройки Целесообразно предусмотреть устройство регулирующей емкости - водоема. В планировочном отношении такой водоем используют для различных целей (катание на лодках, спортивная ловля рыбы и т.д.), в том числе и как ёмкость для аккумуляции поверхностного стока, сформированного в загородных условиях на площади F. Размеры площади водоема, отметки зеркала воды и бровки откоса и берега определяют с учетом использования водоема как регулирующей емкости.

Рис.4. Схема организации поверхностного стока при застроенной низовой части бассейна; верховая часть бассейна сохраняется в естественных условиях

1 - граница города; 2 - главная граница бассейна; 3 - водораздельный гребень; 4 - главный тальвег бассейна; 5 - притон; 6 - обводной водосток; 7 - проектируемая регулирующая емкость; 8 - частная граница бассейна; 9 - главный коллектор бассейна; 10 - береговой коллектор; 11 - аварийный водосброс; 12 - технические пруды-отстойники; F 1 - незастраиваемая площадь бассейна; F 2 - застраиваемая площадь бассейна

Третий случай. Городская застройка отступает от берега пеки на значительное расстояние. Между берегом реки и границей городской застройки остается неблагоустроенная территория. Такие условия возникают, когда пойменная часть реки оказывается малопригодной для городского строительства: прибрежная часть затапливается паводковыми водами, поверхность почвенного слоя заболочена и имеет неблагоприятные геологические условия (торф, илистые отложения). Организацию и отвод поверхностного стока с застроенной городской территории осуществляют по закрытой системе водоотвода (как в первом случае). Сток ливневых вод от оголовка городского коллектора пропускают по комбинированной системе водоотвода, состоящей из открытого осушительного канала и закрытой трубы водостока. Длина этого пути может иметь значительно большее протяжение по сравнению с длиной основного городского коллектора (рис.5).

Рис.5. Схема организации поверхностного стока при застроенной верховой части бассейна

1 - граница города; 2 - главная граница бассейна; 3 - водораздельный гребень; 4 - главный коллектор бассейна; 5 - частная граница бассейна; 6 - открытый канал; 7 - водосбросный коллектор; 8 - аварийный водосброс; F - застраиваемая площадь бассейна; F - незастраиваемая площадь бассейна

Для общего благоустройства пойменной части территории предусматривают ее осушение с устройством неглубоких осушительных каналов и отводящего открытого канала. По санитарным условиям открытый канал не может быть использован для пропуска по нему загрязненного ливневого стока, поступающего из сети ливневой канализации. Для приема и отвода поверхностного стока, поступающего с городской территории, целесообразно устраивать сопутствующий коллектор водостока, расположенный рядом с открытым осушительным каналом. Таким образом, для полного инженерного благоустройства пойменной части города целесообразно проектировать комбинированную систему водоотвода, состоящую из открытого и закрытого каналов. Сечение отводящего водостока по экономическим соображениям намечают с учетом пропуска постоянных расходов, поступающих в сеть городского водостока (промышленные йоды, сток от полива улиц, выпуски дренажей и др.), а дождевые воды придают только от дождей частой повторяемости. В период прохождения дождевых паводков более редкой

повторяемости при переполнении отводящего водостока открытый канал и отводящий водосток будут работать совместно.

В больших и малых городах для отвода поверхностного стока устраивают закрытую систему водоотвода. Для дачных мест, небольших поселков и парковых территорий можно проектировать открытую систему водоотвода, состоящую из бетонных лотков, кюветов и укрепленных водоотводных каналов (рис.6). На перекрестках улиц и въездах во дворы кюветы заменяют переездными трубами мелкого заложения. Глубину кюветов устраивают не более 0,8-1 м. Минимальную ширину по дну кювета принимают 0,4 м

Рис.6. Схема открытой системы водоотвода

1 - кюветы; 2 - переездные трубы; 3 - смотровые колодцы

Достоинством открытой системы водоотвода следует считать возможность быстрого ее устройства при небольших затратах денежных средств и строительных материалов. Однако такая система обладает и рядом существенных недостатков, основными из которых являются необходимость устройства большого числа переездных труб и мостов, а также снижение санитарного уровня в жилых Районах, особенно при небольших уклонах местности.

При открытой системе водоотвода ширину улиц между "красными линиями" по отношению к расчетной ширине увеличивают на ширину, необходимую для размещения кюветов. Организованный сток из дорожных лотков и внутриквартальных проездов поступает в дождеприемные колодцы ливневой канализации. Длину свободного пробега потока воды от водораздельной точки до первых дождеприемных колодцев принимают 75-250 м в зависимости от уклонов лотка дороги и размера водосборной площади на этом участке стока. Высота наполнения лотков проезжей части не должна превышать 8-10 см при высоте борта 15 см. Количество пропускаемой по лотку воды зависит от наполнения лотка и уклона по лотку дороги.

Сеть ливневой канализации состоит из главного коллектора бассейна и присоединений боковой сети водостоков. Главный коллектор бассейна устраивают взамен упраздняемого тальвега бассейна. Трассу главного коллектора располагают в пределах "красных линий" улицы, бульвара или технической полосы, выделенной для прокладки магистральных подземных коммуникаций.

По эксплуатационным соображениям трассу сети ливневой канализации целесообразно располагать вне пределов проезжей части улиц, чтобы при присоединении боковой сети не разрушить дорожное покрытие. Для нормальной эксплуатации сети ливневой канализации на углах поворотов, в местах присоединений боковой сети, а также в местах изменения размеров и уклонов труб устанавливают смотровые колодцы. Для приема организованного стока в лотках дороги и на перекрестках улиц устанавливают дождеприемные колодцы. При этом стремятся к созданию удобных условий для движения пешеходов и транспорта, а также к удовлетворению требований общего благоустройства территории и защиты городских сооружений от вредного влияния поверхностных вод.

Главное внимание при этом следует уделять защите от поверхностного стока перекрестков улиц, городских и транспортных площадей, а также путей движения пешеходов. Расстояние между дождеприемными колодцами, устанавливаемыми в лотках дороги, принимают в среднем 50-60 м. Схемы размещения этих колодцев на перекрестках улиц в зависимости от направления стока представлены на рис.7. Кроме дождевых и талых вод, в закрытую сеть ливневой канализации принимают выпуски дренажных вод, а также условно чистых вод (т.е. не требующих специальной очистки перед сбросом их в водостоки) промышленных предприятий по согласованию с органами санитарного надзора.

Рис.7. Схемы расстановки дождеприемных колодцев на перекрестках улиц

Конструкции водостоков

При открытой системе водоотвода поперечные разрезы улиц выполняют с учетом намеченного уровня благоустройства городской территории.

Типовой поперечный профиль дороги с обочинами и кюветами показан на рис.8. Поверхностный сток с проезжей части дороги, а также с площади прилегающей территории отводят в кюветы, расположенные вдоль проезжей части улицы. Кюветы устраивают земляные с укреплением их откосов камнем или бетонными плитами, а также из готовых железобетонных блоков с вертикальными стенками.

Рис.8. Типовой поперечный профиль дороги с обочинами и кюветами

1 - проезжая часть дороги; 2 - обочина; 3 - земляной кювет

Общая ширина улицы между "красными линиями" сокращается (при сохранении общих размеров основных элементов ее членения) за счет полосы, необходимой для устройства откосных кюветов общего профиля (рис.9).

Рис.9. Схема открытого водоотвода на дорогах с лотками

1 - проезжая часть улицы; 2 - поток дороги; 3 - мощеный кювет; 4 - сборный железобетонный кювет; 5 - перепускной лоток; 6 - бортовой камень

Размеры главного отводящего канала при открытой системе водоотвода определяют расчетом. При усовершенствованных типах дорожных покрытий устраивают закрытую систему водоотвода - кюветы заменяют железобетонными трубами и прокладывают их на глубине, обеспечивающей непромерзание водостоков (рис.10).

Рис.10. Схема закрытого водоотвода на дорогах с усовершенствованными покрытиями

1 - дождеприемный колодец; 2 - смотровой колодец; 3 - труба водоотвода; 4 - выпуск от дождеприемного колодца; 5 - бортовой камень

Поверхностные воды из лотков дороги поступают в дождеприемные колодцы, сток из которых поступает в основную сеть водостоков. Дождеприемные и смотровые колодцы устраивают из сборных железобетонных блоков. Размеры их назначают исходя из условий эксплуатации сети (рис.11, 12). По конструктивным соображениям сборные смотровые колодцы устраивают трех типов в зависимости от диаметра труб

Рис.11. Схема дождеприемного колодца

1 - рабочая камера; 2 - днище; 3 - песчаное основание; 4 - выпуск от дождеприемного колодца; 5 - заделка отверстия бетоном; 6 - чугунная решетка; 7 - бортовой камень

На коллекторах, имеющих большие размеры, устраивают специальные горловины, на которых устанавливают чугунные люки. Для прокладки сети ливневой канализации применяют круглые железобетонные трубы, сборные прямоугольные каналы, а при устройстве коллекторов больших размеров проектируют нетиповые сборные конструкции.

Рис.12. Схемы сборных смотровых колодцев в зависимости от диаметра труб

а - 300-500 мм; б - 600-700 мм; в - 800-1100 мм; 1 - плита перекрытия; 2 - кольцо горловины; 3 - опорное кольцо; 4 - люк с крышкой; 5 - отверстие для укладки труб; 6 - рабочая камера

При прокладке труб большого диаметра и недостаточной глубине их заложения вместо одной прокладывают две трубы меньшего диаметра, имеющие ту же суммарную отводящую способность (рис.13).

Рис.13. Схема укладки двух труб рядом

1 - железобетонная труба; 2 - бетонное основание; 3 - подготовка из щебня

Минимальную засыпку над верхом конструкции труб водостока принимают не менее 1 м. Укладка круглых труб с заделкой стыков вчетверть и враструб показана на рис.14.

Рис.14. Схема укладки круглой трубы с заделкой стыка враструб и деталь

1 - железобетонная труба; 2 - бетонное основание; 3 - подготовка из щебня; 4 - раструб трубы

Санитарно-техническое состояние поверхностного стока и защита открытых водотоков от загрязнения

Поверхностный сток, сформированный в пределах застроенной и благоустроенной городской территории, по санитарному состоянию значительно отличается от стока сформированного в естественных условиях поверхности. Поверхность незастроенной территории обычно занята лугами, пашнями, лесом или другой растительностью, в этих условиях поверхностный сток формируется малозагрязненным.

При освоении территории в градостроительных целях характер использования территории резко изменяется: возникает жилая застройка, сооружают комплексы промышленных предприятий, городские улицы оборудуются дорогами для движения автотранспорта. Создаются коммунальные зоны, автобазы, различные малые или большие предприятия и т.д. Воздушный бассейн городов загрязняется отработанными продуктами горения, поступающими в воздух из дымовых труб промышленных предприятий, а также из выхлопных труб автотранспорта. В результате этого на поверхность городской территории выпадает большое количество производственной пыли и сажи, а при движении автотранспорта на проезжей части улиц и дорог остаются остатки нефтепродуктов, смазочные материалы и другие вещества. Перечисленные загрязнения смываются поливочными и дождевыми водами с поверхности слабопроницаемых покрытии и попадают в сеть ливневой канализации.

Концентрация загрязнений дождевого стока взвешенными и эфирорастворимыми веществами будет зависеть от санитарно-технического состояния различных районов городской территории и количества выпадающих на поверхность осадков. В центральных районах города в районах новой жилой застройки с высоким уровнем благоустройства и хорошей эксплуатацией территории загрязненность дождевого стока будет меньше, чем в промышленных зонах и на проездах с интенсивным движением автотранспорта.

Кроме дождевых и талых вод, а также вод от поливки и мытья улиц в ливневую сеть поступают выпуски с территории автопарков от мойки автомобилей, слабозагрязненные отработанные воды промышленных предприятий, а также выпуски от снеготаялок.

Современное производство потребляет большое количество воды, которую забирают из озер, больших и малых речек. После завершения технологического процесса воду в виде загрязненного промышленного стока подчас сбрасывают в те же озера и реки. В зависимости от характера производства отработанная вода может содержать минеральные взвеси и отходы различных материалов, биологические отходы, химические и радиоактивные продукты. Количество потребляемой чистой воды, м, при производстве 1 т некоторых видов продукций:

Прокат- 1,5-10

Сахар - 13-16,5

Кокс - 1,5-30

Серная кислота - 60-139

Кожа- 82-110

Каучук (синтетический) - 250

Тонкое сукно- 300-600

Искусственный шелк - 1000-1500

Капрон- 2500

Как видно из приведенных данных, для производства 1 т новых материалов потребление чистой воды возрастает иногда во много раз.

В установившейся практике проектирования сети ливневой канализации каждому бассейну стока соответствует отдельный выпуск главного коллектора водостока. С увеличением площади застраиваемой территории число отдельных бассейнов стока, сбрасывающих загрязненный сток в проточные водоемы, будет соответственно увеличиваться. Одновременно с увеличением площади застраиваемой территории санитарно-гигиеническое состояние больших и малых речек, протекающих в пределах городской территории, ухудшается. Небольшие речки, расположенные в пределах застраиваемой территории, лишенныe естественных источников питания, превращаются в сточные канавы и их заключают в подземные трубы.

В составе проектов планировки и застройки городской территории, а также проектов реконструкции старых городов разрабатывают генеральную схему развития сети ливневой канализации. Для защиты открытых проточных водотоков от загрязнения намечают мероприятия для осветления поверхностного стока перед сбросом его в эти водотоки. Выбор мероприятий по защите городских водотоков от загрязнения должен быть экономически обоснован и технически оправдан. Он зависит от размеров площади застраиваемой территории, природных особенностей, а также от характера промышленных и других сооружений, размещаемых в пределах площади городской застройки. Для улучшения санитарно-технического состояния открытых водотоков, расположенных в пределах застроенной территории, предусматриваются:

а) переключение существующих выпусков сточных и промышленных вод в отводящий коллектор фекальной канализации (полураздельная сеть) с последующей очисткой загрязненного стока на очистных сооружениях;

б) локальная и кустовая очистка промышленных вод на территории промышленных предприятий;

в) мероприятия по предупреждению загрязнения поверхностных вод: хорошо организованная служба эксплуатации промышленных и автопарковых территорий, а также территорий нефтебаз и других загрязненных площадей;

г) очистка дна водоемов от наносов ила и грязи с заменой вынутого грунта песком.

При раздельной системе канализации, если по условиям сложившейся застройки невозможно проложить отводящий коллектор за пределы городской территории, а также по экономическим соображениям, осветление поверхностного стока производят на сооружениях, расположенных в пределах городской территории. В этом случае на устьевых участках отдельных коллекторов или объединенной их группы устраивают технические водоемы - отстойники. При централизованной системе очистки поверхностного стока сток из главных коллекторов отдельных бассейнов выпускают в береговые каналы, по которым загрязненный сток отводят на очистные сооружения, расположенные за пределами городской территории.

Более удобной в техническом и экономическом отношении следует считать комбинированную систему защиты проточных водотоков от загрязнения, разработанную с учетом местных особенностей застраиваемой территории. На менее загрязненных участках реки при вступлении ее на городскую территорию ограничиваются улучшением санитарно-гигиенических условий в реке, выполняя работы, перечисленные в пунктах а, б, в и г. Ниже этого участка с учетом местных особенностей территории устраивают сооружения для осветления поверхностного стока перед выпуском его в открытые городские водотоки. На нижнем участке течения реки, расположенном в пределах промышленной и коммунальной зон, устраивают централизованную систему защиты открытых водотоков с отводом загрязненного стока на очистные сооружения, расположенные за пределами городской территории. Границы отдельных зон при применении одинаковых решений будут зависеть от характера планировки и застройки территории. Основными типами рекомендуемых сооружений по осветлению поверхностного стока являются стационарные щитовые заграждения, располагаемые в прибрежной части русла реки (рис.15); пруды-отстойники (рис.16) и сооружения закрытого типа.

Рис.15. Схема стационарного щитового заграждения

1 - коллектор дождевой канализации; 2 - распределительная камера; 3 - подводящий трубопровод; 4 - плавающее бонное заграждение; 5 - железобетонный навес; 6 - щитовой затвор

Тип сооружения для осветления загрязненного стока принимают в зависимости от размеров водосборной площади бассейна, характера застройки и планировочных условий территории с учетом развития ливневой канализации. Стационарные щитовые заграждения устраивают непосредственно в русле реки вдоль ее берега, когда по условиям существующей застройки и другим особенностям территории устраивать другие типовые сооружения представляется возможным. Пруды-отстойники устраивают на устьевых участках водостоков. Очистные сооружения закрытого типа создают в пределах застроенной и благоустроенной территории при наличии бассейнов стока, имеющих площадь менее 300 га.

Рис.16. Схема пруда-отстойника на сопряжении с водоемом

1 - коллектор дождевой канализации; 2 - распределительная камера; 3 - отсек для задержания маслонефтепродуктов; 4 - водозаборный колодец; 5 - емкость для отстаивания маслонефтепродуктов; 6 - приемник маслонефтепродуктов; 7 - секция отстойника; 8 - полупогруженные щиты; 9 - разборная плотина; 10 - разделительная дамба; 11 - подъездная дорога

Принципы работы сооружений, устраиваемых для осветления загрязненного поверхностного стока

В задачу сооружений по осветлению поверхностного стока входит улавливание твердых продуктов и эфирорастворимых веществ, смываемых в ливневую сеть с дорожных и других покрытий, которые расположены в пределах застроенной территории.

Твердые частицы стока осаждаются в секциях отстойника. Эфирорастворимые вещества (остатки нефтепродуктов) улавливаются при помощи гидравлического затвора и фильтров доочистки, конструкции которых выполняют в зависимости от типов сооружений. В пределах больших озелененных площадей устраивают также пруды-отстойники, оборудованные водосбросными сооружениями с приспособлениями для улавливания остатков нефтепродуктов. Такие пруды-отстойники одновременно могут являться и емкостями для регулирования поверхностного стока. Пруды располагают на главных тальвегах бассейнов стока.

При эксплуатации сооружений, устраиваемых для осветления поверхностного стока, необходимо обеспечивать своевременное удаление с поверхности отдельных отсеков остатков задержанных нефтепродуктов, а из секций отстойной части сооружений - твердого осадка. Подъем твердого стока и погрузка его в автомобили производятся механическим путем, а съем с поверхности отдельных отсеков нефтепродуктов и слив их в емкости накопителя - при помощи поворотной щелевой трубы, смонтированной в сооружении.

При устройстве сооружения для очистки поверхностных вод необходимо выделить место для захоронения твердого стока, а также решить вопрос о способе утилизации задержанных нефтепродуктов. Без этого приступать к эксплуатации сооружения нельзя. Для захоронения твердого стока используют оставшиеся выработки карьеров или другие площади, сток с которых не будет поступать в открытые водотоки. Решение этой задачи в каждом отдельном случае будет зависеть от местных условий и должно быть согласовано с органами санитарного надзора. В том случае, если остатки нефтепродуктов не могут быть утилизированы, их сжигают в специальных печах или они подлежат глубокому захоронению.

Построенное сооружение оборудуют подъездными путями, которые должны обеспечивать хорошую работу эксплуатационного транспорта с выделением площадок для остановки пожарных машин. Для защиты от загрязнения окружающей территории и в противопожарных целях участок, выделенный для устройства очистных сооружений, ограждают зелеными насаждениями.