NÁVRH A DIMENZOVANIE VSAKOVACÍCH ŠÁCHT

Transcript

1 NÁVRH A DIMENZOVANIE VSAKOVACÍCH ŠÁCHT Dušan Rusnák Katedra zdravotného a environmentálneho inžinierstva, Stavebná fakulta STU, Bratislava Radlinského 11, tel. 02/ , fax.02/ , rusnak@svf.stuba.sk 1

2 Zákon SNR č. 364/2004 Zb. z. o vodách... : Voda z povrchového odtoku (dažďová) - voda zo zrážok, ktorá: - nevsiakla do zeme - je odvádzaná z terénu alebo z vonkajších častí budov do povrchových vôd a do podzemných vôd. Je súčasťou komunálnych odpadových vôd ak je odvádzaná prostredníctvom stôk jednotnej alebo polodelenej (prepojenej) stokovej sústavy. 2

3 SÚČASNÁ FILOZOFIA ODVEDENIA VÔD Z POVRCHOVÉHO ODTOKU A OCHRANY VÔD - do kanalizácie iba znečistené vody - neznečistené, (málo znečistené vody): - vsakovať - priamo odvádzať do vodných tokov 3

4 Aplikácia vsakovania zrážkových vôd - integrovaný prístup k odkanalizovaniu CIEĽ NAKLADANIA s DAŽĎOVÝMI VODAMI REDUKOVAŤ: DAŽĎOVÝ PRÍTOK do SS a do ČOV, NEROVNOMERNOSŤ ZAŤAŽOVANIA ČOV POČAS DAŽĎOV ZAŤAŽOVANIE RECIPIENTU ZNEČISTENÍM 4

5 Zmenšenie odtoku zrážkových vôd počas prívalových dažďov: A. Redukciou dažďového prítoku do stokovej siete B. Reguláciou dažďového prítoku do stokovej siete C. Reguláciou dažďového odtoku v stokovej sieti D. Akumuláciou dažďových vôd v stokovej sieti Príspevok iba o redukcii prítoku do stôk vsakovaním 5

6 Kvalitatívne podmienky vsakovania NV SR č. 296/2005 Zz., Vody z povrchového odtoku: Ak predpoklad, že obsahujú látky nepriaznivo ovplyvňujúce kvalitu povrchovej vody a podzemnej vody - možno vypúšťať len po predchádzajúcom zisťovaní a vykonaní potrebných opatrení 6

7 Ak predpoklad, že neobsahujú látky, ktoré môžu nepriaznivo ovplyvniť kvalitu povrchových vôd a podzemných vôd - možno vypúšťať do podzemných vôd nepriamo Nepriame vypúšťanie priesak do podzemných vôd cez pôdu alebo pôdne podložie NIE JE ŽIADNE USMERNENIE NA ROZLÍŠENIE!!! 7

8 Smernica ATV-DVWK - A 138 Navrhovanie, stavba a prevádzka zariadení na vsakovanie zrážkových vôd rozlišuje odvodňované plochy podľa predpokladaného látkového zaťaženia a uvádza aj základné možnosti riešenia prístup je diferencovaný a okrem parkovísk a manipulačných plôch nákladných vozidiel vždy existuje prípustný spôsob vsakovania. 8

9 Kategórie spevnených plôch kategória I: s bezproblémovým odtokom vsak bez úpravy a čistenia kategória II: s tolerovateľným odtokom vsak po využití čistenia vo vsakovacom zariadení kategória III: s neprípustným odtokom vsak až po vyčistení, väčšinou vypúšťanie do kanalizácie 9

10 Klasifikácia podľa priemernej dennej intenzity premávky (PDIP) na posúdenie kových odtokov z dopravných plôch: nízka motorových vozidiel.deň -1 stredná motorových vozidiel.deň -1 vysoká > motorových vozidiel.deň -1 10

11 GEOLOGICKÉ PODMIENKY VSAKOVANIA - HPV min 1,0 (1,5) m pod dnom vsak. zariadenia - materiál podložia k f = ms -1 k f > 10-3 ms -1 vsakovanie veľmi rýchle nedostatočné čistenie chemickými a biologickými procesmi v pôde k f < 10-6 ms -1 vsakovanie veľmi pomalé, anaeróbne podmienky, 11

12 VSAKOVACIE ZARIADENIA A OBJEKTY 1)decentralizované zariadenia a) povrchové vsakovanie -na trávnikoch a parkoviskách s vegetačnými tvárnicami -v priehlbniach (muldách) s trávnatým porastom b) podpovrchové vsakovanie - vo vsakovacích ryhách: - so štrkopieskom - s perforovanou rúrou s obsypom zo štrkopiesku - vo vsakovacích šachtách 12

13 Plošné povrchové vsakovanie cez vegetačné tvárnice VEGETAČNÉ TVÁRNICE 13

14 Vsakovacia priehlbeň (mulda) 14

15 Vsakovacie priehlbne 15

16 Vsakovacia ryha so štrkopieskom 16

17 Vsakovacia ryha s perforovanou rúrou a obsypom 17

18 2) centralizované - väčšie objekty - retenčné suché dažďové nádrže - trávnatý povrch Vsakovacia retenčná nádrž bez odtoku 1 prítok, 2 ochranný zához, 3 sediment, 4 humusová vrstva cm, 5 filtračná zóna, 6 trávnik, 7 bezpečnostný preliv 18

19 3) kombinácia vsakovacích objektov - retenčno detenčná dažďová nádrž - retenčná nádrž a priehlbeň - priehlbeň a vsakovacia ryha so štrkopieskom - priehlbeň a vsakovacia ryha s perforovanou rúrou 19

20 protieróz ny násyp V vsakovacia plocha mreža Q o Dažďová nádrž s kombinovanou retenčnou a detenčnou funkciou 20

21 Kombinácia vsakovacej priehlbne a ryhy 1 prítok zo spevnenej plochy, 2 prívodný žľab s horizontálnou priepadovou hranou, 3 zatrávnená pôdna vrstva hrúbky > 0,1 m, 4 priehlbeň, 5 horizontálne zatrávnené dno, 6 piesková vrstva hrúbky > 0,1 m, k f 10-4 m.s -1, 7 ryha, 8 filtračná štrkopiesková náplň 8/32 mm 21

22 Kombinácia vsakovacej priehlbne s ryhou 22

23 Kombinácia vsakovacej priehlbne s perforovanou rúrou 23

24 DECENTRALIZOVANÉ OBJEKTY PODZEMNÉ Vsakovacia šachta typ A 1 prítok, 2 lapák nečistôt, 3 poklop s otvormi na vetranie, 4 zásyp, 5 filtračná látka, 6 štrkopiesok 8/32 mm, 7 filtračná vrstva k f < m.s -1, 8 HPV 24

25 Vsakovacia šachta typ B 1 prítok, 2 lapák nečistôt, 3 poklop s otvormi na vetranie, 4 zásyp, 5 filtračná vrstva k f < m.s -1, 6 štrkopiesok 8/32 mm, 7 HPV 25

26 Šachta typu A - perforácia skruží nad filtračnou vrstvou, z vnútra skruží a nad filtr. vrstvou filtračné vrece Šachta typu B perforácia skruží iba pod filtr. vrstvou Všeobecne: - filtračná vrstva - so zrnitosťou 0,25 4,0 mm. - koeficient filtrácie podložia k f m.s -1 - HPV pod povrchom filtračnej vrstvy min 1,5 m!!! 26

27 Šachta typu A: - väčší akumulačný objem ako typ B - výmena alebo preplach filtračného vreca Šachta typu B: - odstránenie usaditeľných látok výmenou filtračnej vrstvy - pred šachtu - usadzovaciu šachtu s nepriepustným dnom a stenami 27

28 - Vsakovacia účinná plocha - plocha dna a plocha plášťa šachty pri polovičnej hĺbke. A v 2 = 0,25π.d + 0,5π.d.z v v (m 2 ) (1) d v - vonkajší priemer skruží šachty (m) z hĺbka zaplavenia šachty (m) Vsakovací prietok Q v = A v. 0,5 k f = A v 0,5 k f.10 7 (m 3.s -1 ), ( l.s -1 ) k v = 0,5 k f 10 7 koeficient intenzity vsakovania (l.s -1.ha -1 ) k f - koeficient filtrácie (m.s -1 ) 28

29 Dažďový prítok Q d = ψ A n q (t, p = 0,2).10-7 = A r q (t, p = 0,2) (m 3 s -1 ) alebo ak q (t, p = 0,2) = K 0,2 (t + B 0,2 ) -1 (l. s -1 ha -1 ) Q d = A r. K 0,2 (t + B 0,2 ) (m 3 s -1 ) A n, A r nepriepustná, redukovaná plocha povodia (m 2 ), K 0,2 a B 0,2 - lokálne parametre pre p = 0,2 t - čas trvania blokového dažďa (min) 29

30 Objem šachty (ATV A138) V = ( 7 A ) n.10.q 0,2 A v.0,5.k f t.60. f z f z súčiniteľ zväčšenia objemu f z = 1,1 1,2 tiež V 2 = 0,25π.d.z (m 3 ) d - vnútorný priemer šachty (m). 30

31 Hĺbka zaplavenia z vsakovacej šachty (m) A.10.q 0,3927.d.k a.q 7 2 z = n 0,2 v f 0,2 = ,01309d.f z.t + 0,7854d v.k f m.t + b n Šachta typu B treba dodržať podmienku A v filtračnej vrstvy 0,5 k f filtračnej vrstvy A v šachty 0,5 k fpodložia Požadovaná priepustnosť filtračnej vrstvy: k f filtračnej vrstvy (d v z. d v ) d -2. k f podložia k f filtračnej vrstvy ms -1!!!!! 31

32 Spôsoby výpočtu: 1) metóda pokus chyba, hľadanie z max - dosadzovanie q 0,2,(l.s -1 ha -1 ) a t (min) z SHMÚ 2) priamy výpočet ak ( ) + 1 q = K t B 0,2 0,2 c 0,2 K 0,2, B 0,2 lokálne parametre (l.s -1 ha -1 ) 32

33 Úpravou rovnice pre z a jej deriváciou, dz (dt) -1 = 0 Priamy výpočet t c, pri ktorom z = z max t c = a K. 0,2. 0,2 B0,2 b B a, b parametre substitúcie - rov. (5) 33

34 Spoľahlivé výsledky pre hĺbky zaplavenia z < 5 m Ak výpočtom z > 5 m - použiť postupný výpočet Zmenšenie hĺbky z: rozdelením nepriepustnej plochy A n na menšie - väčší počet vsakovacích šachiet výpočet s väčším priemerom betónových skruží d, Alternatívne riešenia treba ekonomicky porovnať. 34

35 ĎAKUJEM ZA POZORNOSŤ! 35