ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Α ΥΔΡΑΥΛΙΚΗ ΕΠΙΛΥΣΗ ΔΙΚΤΥΟΥ... 10

Transcript

1 ΠΙΝΑΚΑΣ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΩΝ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ ΜΕΛΕΤΗΣ ΜΕΛΕΤΕΣ ΚΑΙ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΠΟΥ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΗΚΑΝ ΓΕΝΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ Θέση του έργου - Εξυπηρετούμενη περιοχή Στάθμες εδάφους Υφιστάμενη υποδομή αποχέτευσης ομβρίων Εξωτερική λεκάνη απορροής Εξίσωση έντασης διάρκειας βροχόπτωσης ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΑ ΕΡΓΑ ΔΙΚΤΥΟΥ ΑΠΟΧΕΤΕΥΣΗΣ ΟΜΒΡΙΩΝ Περιγραφή δικτύου αποχέτευσης ομβρίων Αρχές σχεδιασμού Αποδέκτης συνολικής απορροής ομβρίων ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΔΙΚΤΥΟΥ ΟΜΒΡΙΩΝ Υλικό και διάμετροι αγωγών Θέση και βάθος αγωγών Ορύγματα αγωγών Εγκιβωτισμός αγωγών Φρεάτια επίσκεψης Προκατασκευασμένα κανάλια απορροής όμβριων Φρεάτια υδροσυλλογής ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΟΣ ΟΧΕΤΟΣ ΑΝΤΙΠΛΗΜΜΥΡΙΚΗΣ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ Περιγραφή οχετού αντιπλημμυρικής προστασίας Αρχές σχεδιασμού... 8 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Α ΥΔΡΑΥΛΙΚΗ ΕΠΙΛΥΣΗ ΔΙΚΤΥΟΥ Μέθοδος και τύποι υπολογισμού Συντελεστές απορροής (c) Ένταση και διάρκεια βροχόπτωσης Κριτήρια σχεδιασμού αγωγών ομβρίων Μεθοδολογία επίλυσης Υπολογισμός πλημμυρικής παροχής αιχμής εξωτερικής Λεκάνης απορροής Υπολογισμός πλημμυρικής παροχής αιχμής και ο υδραυλικός έλεγχος της παροχετευτικότητας του υφιστάμενου αγωγού ρέματος Ι.Ε.Κ., ορθογωνικής διατομής, διαστάσεων BxH=2.50x2.50 m Ο υδραυλικός έλεγχος της παροχετευτικότητας του υφιστάμενου αγωγού Πίνακας Α

2 ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ ΜΕΛΕΤΗΣ Η παρούσα μελέτη εξετάζει τα δίκτυα αποχέτευσης ομβρίων και έργα αντιπλημμυρικής προστασίας στην περιοχή κτιριακού συγκροτήματος κατοικιών φοιτητών, ιδιοκτησίας του Πανεπιστημίου Αιγαίου, στην περιοχή Καλλιθέα της πόλης της Μυτιλήνης. 1.2 ΜΕΛΕΤΕΣ ΚΑΙ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΠΟΥ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΗΚΑΝ Για την παρούσα Μελέτη χρησιμοποιήθηκαν τα παρακάτω στοιχεία : 1. «Μελέτη Εφαρμογής Ανέγερσης Φοιτητικής Κατοικίας στη Μυτιλήνη» ιδιοκτησίας του Πανεπιστημίου Αιγαίου (Ιανουάριος 2013). Από την εγκεκριμένη αυτή μελέτη χρησιμοποιήθηκαν στοιχεία γενικής διάταξης, διαμόρφωσης του ελεύθερου χώρου και τα τοπογραφικά διαγράμματα και συμπληρωματικές εργασίες που έγιναν στην περιοχή μελέτης. 2. «Οριστική Υδραυλική Μελέτη Οδικού Άξονα Καλλονής Πέτρας Λέσβου» (2010). Από την αυτή μελέτη χρησιμοποιήθηκαν υδραυλικά στοιχεία και όμβρια καμπύλη έντασης βροχόπτωσης. 3. Τοπογραφικά διαγράμματα της ΓΥΣ σε κλίμακα 1:5.000 της περιοχής του έργου. Τα παραπάνω διαγράμματα στη συνέχεια ψηφιοποιήθηκαν και έγινε η απαραίτητη συνόρθωση σε συντεταγμένες ΕΓΣΑ 87, ώστε να είναι δυνατή αφ ενός η σύνθεση των παραπάνω διαγραμμάτων διαφορετικής κλίμακας και αφ ετέρου η ψηφιακή μελέτη για την μεγαλύτερη δυνατή ακρίβεια. 4. Σχέδιο Γενικής Διάταξης Δικτύων ΔΕΥΑΛ. 1.3 ΓΕΝΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ Θέση του έργου - Εξυπηρετούμενη περιοχή Τα προτεινόμενα έργα αποχέτευσης ομβρίων αφορούν στην περιοχή κτιριακού συγκροτήματος κατοικιών φοιτητών, ιδιοκτησίας του Πανεπιστημίου Αιγαίου. Με τα προτεινόμενα έργα θα αποχετευτεί συνολική έκταση 4.864,82 m 2, η οποία περιλαμβάνει τα κτίρια και τους διαμορφούμενους χώρους του κτιριακού συγκροτήματος και θα επιτευχθεί και η αντιπλημμυρική προστασία του οικοπέδου από παροχές πλημμύρας της ανάντη του οικοπέδου λεκάνης απορροής. Υπάρχουν δύο σημαντικά στοιχεία για την περιοχή μελέτης: α) Σύμφωνα με το αριθμ. Πρωτ έγγραφο της Δημοτικής Επιχείρησης Ύδρευσης Αποχέτευσης Λέσβου η παροχέτευση των όμβριων υδάτων της ευρύτερης περιοχής του οικοπέδου κτιριακού συγκροτήματος κατοικιών φοιτητών μπορεί να γίνει μόνο στον αγωγό ρέματος Ι.Ε.Κ. Ο αγωγός ρέματος Ι.Ε.Κ. διαστολογήθηκε και ανακατασκευάστηκε με την Μελέτη «Μελέτη έργων Αποχέτευσης Μυτιλήνης», η οποία εκπονήθηκε τον Ιούνιο 1995, από το «Γραφείο Μαχαίρα ΑΕ». Η διοχετευτικότητα του αγωγού καθορίστηκε να είναι επαρκής, υπό κανονικές κατά το ΠΔ696/74 συνθήκες πλήρωσης, για συχνότητα δεκαετίας. 2

3 β) Το δυτικό όριο του οικοπέδου του κτιριακού συγκροτήματος διατρέχει αποστραγγιστική τάφρος, επενδεδυμένη με πέτρα, στην οποία εισέρχεται η παροχή της ανάντη του οικοπέδου πλαγιάς. Στη κατασκευή του αγωγού ρέματος Ι.Ε.Κ. δεν προλήφθηκε εκφόρτωση παροχής όμβριων της υφιστάμενης τάφρου στον αγωγό με αποτέλεσμα τα όμβρια ύδατα να ρέουν επιφανειακά και να πλημμυρίζουν το οικόπεδο κτιριακού συγκροτήματος και η ευρύτερη περιοχή Στάθμες εδάφους Όπως φαίνεται στο Σχέδιο Οριζοντιογραφίας Ο-2, η περιοχή των κτιριακών εγκαταστάσεων θα διαμορφωθεί σε επίπεδα μεταξύ +32,77 έως +44,50 και παρουσιάζουν μία σημαντική κλίση από ΝΔ προς ΒΑ Υφιστάμενη υποδομή αποχέτευσης ομβρίων Σύμφωνα με το Σχέδιο Γενικής Διάταξης Δικτύων ΔΕΥΑΛ στην περιοχή του έργου υπάρχουν οργανωμένες υποδομές αποχέτευσης ομβρίων. Βόρεια του οικοπέδου κάτω από την ασφαλτοστρωμένη οδό διατρέχει υφιστάμενος αγωγός ρέματος Ι.Ε.Κ., ορθογωνικής διατομής, διαστάσεων BxH=2.50x2.50 m με φρεάτια υδροσυλλογής για την παροχέτευση των απορροών οδοστρώματος και πεζοδρομίων Εξωτερική λεκάνη απορροής Κύριος αποδέκτης των όμβριων υδάτων της ανάντη του οικοπέδου του κτιριακού συγκροτήματος περιοχής είναι τάφρος, επενδεδυμένη με πέτρα, βάθους περίπου 0,50-0,80 m, η οποία διατρέχει το δυτικό όριο του οικοπέδου. Η ανάντη του οικοπέδου εξωτερική προς παροχέτευση λεκάνη απορροής όμβριων ανέρχεται σε 0,36 km 2 και θεωρείται λεκάνη μικρού μέγεθος. Ο χωρισμός των λεκανών έγινε προσεχτικά ακολουθώντας την περιγραφή του ανάγλυφου σε χάρτες 1:5000 και παρουσιάζεται στο Σχέδιο Ο Εξίσωση έντασης διάρκειας βροχόπτωσης Στα πλαίσια της Μελέτης «Μελέτη έργων Αποχέτευσης Μυτιλήνης», η οποία εκπονήθηκε τον Ιούνιο 1995, από το «Γραφείο Μαχαίρα ΑΕ», ο υδραυλικός έλεγχος των αγωγών έγινε με την ακόλουθη σχέση έντασης διάρκειας: i = 41xt(-0.54) όπου Τ: περίοδος επαναφοράς (έτη) t : χρόνος (min) i : ένταση (mm/hr). για περίοδο επαναφοράς Τ = 10 Σύμφωνα με τους ισχύοντες Κανονισμούς και την γενική πρακτική η περίοδος επαναφοράς βροχόπτωσης μελέτης, για τους οχετούς των οδικών έργων, είναι 50 χρόνια. 3

4 Για τις αστικές περιοχές και για τα έργα υδροσυλλογής συνδέσεων και τοπικών αγωγών η περίοδος επαναφοράς είναι 10 έτη, ενώ για τους κύριους αγωγούς 25 έτη. Στην υπόψη μελέτη προτείνεται επομένως να υιοθετηθεί περίοδος επαναφοράς βροχόπτωσης μελέτης Τ=50 έτη για τους οχετούς. Για τα έργα υδροσυλλογής συνδέσεων και τοπικών αγωγών προτείνεται περίοδος επαναφοράς βροχόπτωσης μελέτης Τ=10 έτη. Για την παρούσα Οριστική Υδραυλική Μελέτη προτείνεται η χρήση της παρακάτω καμπύλης έντασης βροχόπτωσης της εγκεκριμένης Οριστικής Υδραυλικής Μελέτης της Νέας Οδού Πέτρας Καλλονής, που εκπονήθηκε από το γραφείο μας το έτος 2010: i = * T 0,214 * t -0,543 όπου : i = ένταση βροχόπτωσης σε χλσ/ώρα t = διάρκεια βροχόπτωσης σε ώρες T= Περίοδος επαναφοράς βροχόπτωσης σε έτη Η καμπύλη αυτή έχει προκύψει από ανάλυση όλων των διατιθέμενων υδρολογικών στοιχείων στην περιοχή και με σύγκριση των καμπυλών που προέκυπταν από αυτά. 1.4 ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΑ ΕΡΓΑ ΔΙΚΤΥΟΥ ΑΠΟΧΕΤΕΥΣΗΣ ΟΜΒΡΙΩΝ Περιγραφή δικτύου αποχέτευσης ομβρίων Στα Σχέδια Οριζοντιογραφιών Ο-2 και Ο-3 φαίνεται η διάταξη των αγωγών εντός της εξυπηρετούμενης έκτασης των έργων και οι αντίστοιχες επιφάνειες απορροής. Για την συλλογή της επιφανειακής απορροής χρησιμοποιούνται τα εξής έργα και διατάξεις: Φρεάτια υδροσυλλογής: Χρησιμοποιούνται κατά κανόνα σε δρόμους με κατά μήκος κλίση και κράσπεδο ώστε η ροή να καθοδηγείται στα φρεάτια. Χρησιμοποιούνται φρεάτια με σχάρα και πλευρικό άνοιγμα για καλύτερη λειτουργία και για να περιορισθεί το πλάτος τους εντός του δρόμου. Προκατασκευασμένα κανάλια απορροής ομβρίων: Χρησιμοποιούνται σε εκτεταμένες επίπεδες οδοστρωμένες περιοχές με μη καθοδηγούμενη απορροή όπου είναι αδύνατη η συλλογή των απορροών με άλλο τρόπο. Πρόκειται για μικρά τυποποιημένα κανάλια καθαρού πλάτους 0,15 m και ελάχιστου βάθους 0,21 m με συνεχή χυτοσιδηρή σχάρα. Τα κανάλια εκφορτίζονται σε φρεάτια επίσκεψης ή απευθείας στον αγωγό όμβριων. Γενικά, το δίκτυο ομβρίων παραλαμβάνει τις απορροές της περιμετρικής οδού, των υδρορροών των κτιρίων, των αδιαπέρατων επιφανειών (ράμπες, διάδρομοι κυκλοφορίας πεζών, χώροι στάθμευσης) και των πρασιών και χωρίζεται σε 3 ενότητες: 4

5 Δίκτυο Α Πρόκειται για το δίκτυο στο δυτικό τμήμα της εξυπηρετούμενης περιοχής. Η συνολική επιφάνεια εξυπηρέτησης είναι 1008 m 2. Οι αγωγοί δικτύου Α καταλήγουν στον προτεινόμενο οχετό αντιπλημμυρικής προστασίας. Δίκτυο Β Για το δίκτυο Β, η συνολική επιφάνεια εξυπηρέτησης είναι 781 m 2. Το δίκτυο αυτό ακολουθεί το περιφερειακό δρόμο του ανατολικού τμήματος του οικοπέδου. Οι αγωγοί του δικτύου Β καταλήγουν στο υφιστάμενο αγωγό ρέματος Ι.Ε.Κ. Δίκτυο Γ Για το δίκτυο Γ, η συνολική επιφάνεια εξυπηρέτησης είναι 871 m 2. Πρόκειται για το δίκτυο στο κεντρικό και βόρειο τμήματα της εξυπηρετούμενης περιοχής. Οι αγωγοί του δικτύου Β καταλήγουν στο φρεάτιο ΦΟ-Β1 δικτύου Β Αρχές σχεδιασμού Τα επιμέρους στοιχεία του όλου δικτύου ομβρίων έχουν χαραχθεί οριζοντιογραφικά και υψομετρικά με βάση τις εξής γενικές αρχές: Προκατασκευασμένα κανάλια απορροής όμβριων: Οριζοντιογραφικά χαράσσονται εγκάρσια προς την διεύθυνση της κλίσης της αποχετευόμενης επιφάνειας. Τα κανάλια έχουν μία τυπική κατά μήκος κλίση 1% ώστε να μην αυξάνεται υπερβολικά το βάθος τους για μεγάλα μήκη. Ο τυπικός υδραυλικός υπολογισμός αναφέρεται στο Παράρτημα Α (π.8). Επομένως εάν δεν υπάρχουν άλλοι λόγοι ή περιορισμοί, τα κανάλια τοποθετούνται έτσι ώστε να μην αυξάνεται σημαντικά το πάχος του φιλμ του νερού στην αποχετευόμενη επιφάνεια. Αγωγοί ομβρίων Αποτελούν το δίκτυο μεταφοράς των ομβρίων που συλλέγονται από τα έργα συλλογής της επιφανειακής απορροής μέχρι τους αποδέκτες τους. Επομένως οριζοντιογραφικά οι αγωγοί γενικά χαράσσονται ώστε να διέρχονται κεντροβαρικά από τις λεκάνες απορροής που αποχετεύουν. Επίσης προτιμάται να διέρχονται από κοινόχρηστες περιοχές (δρόμους κ.λπ.) ώστε τα φρεάτια επίσκεψης να είναι ορατά και προσβάσιμα για συντήρηση. Τέλος επιλέγονται διαδρομές αγωγών που να αποφεύγουν κατά το δυνατόν τις διελεύσεις κάτω από τα δίκτυα ύδρευσης, αποχέτευσης ακαθάρτων κ.λ.π. Υψομετρικά οι αγωγοί χαράσσονται ώστε να εξυπηρετούν τους συμβάλλοντες αγωγούς από τους δευτερεύοντες κλάδους τους, καθώς και τις εξόδους των έργων επιφανειακής συλλογής (φρεάτια υδροσυλλογής, κανάλια απορροής όμβριων). Η κλίση των αγωγών επιλέγεται αφενός για να ικανοποιούνται οι απαιτήσεις της ελάχιστης ταχύτητας ροής για τον αυτοκαθαρισμό τους καθώς και της μέγιστης επιτρεπόμενης ταχύτητας ροής (6 μ/δλ) και αφετέρου έτσι ώστε να βελτιστοποιείται η επιλογή βάθους τοποθέτησης (κλίσης) και διαμέτρου του αγωγού. 5

6 1.4.3 Αποδέκτης συνολικής απορροής ομβρίων Αποδέκτης των συλλεγόμενων απορροών του συνόλου των δικτύων και του οχετού αντιπλημμυρικής προστασίας θα είναι υφιστάμενος ο αγωγός ρέματος Ι.Ε.Κ., ορθογωνικής διατομής, διαστάσεων BxH=2.50x2.50 m. Δεν υπάρχουν στοιχεία για την κατά μήκος κλίση του υφιστάμενου αγωγού καθώς και για τις στάθμες πυθμένα του αγωγού.. Με την λογική ότι ο αγωγός θα ακολουθεί την κλίση του δρόμου, δεχόμαστε την κατά μήκος κλίση αγωγού 7%. Αναφορικά με τις στάθμες πυθμένα του αγωγού δεχόμαστε ότι ο υφιστάμενος αγωγός θα έχει την ελάχιστη επικαλύψη 0,50 m από την επιφάνεια οδοστρώματος (στρώσεις υπόβασης, βάσης και ασφαλτικών στρώσεων οδοποιίας). Οι στάθμες του υφιστάμενου αγωγού πρέπει να εξακριβωθούν στην διάρκεια της κατασκευής του έργου αποχέτευσης όμβριων. Σύμφωνα με το αριθμ. Πρωτ έγγραφο της Δημοτικής Επιχείρησης Ύδρευσης Αποχέτευσης Λέσβου το εμβαδόν της λεκάνης απορροής του ρέματος Ι.Ε.Κ. ανέρχεται σε 109 εκτάρια, όπου περιλαμβάνεται το εμβαδόν 0,36 km 2 της εξωτερικής προς παροχέτευσης λεκάνης του οικοπέδου του κτιριακού συγκροτήματος. Η παροχή και ο υδραυλικός έλεγχος της παροχετευτικότητας του υφιστάμενου αγωγού αναφέρεται στο Παράρτημα Α (π.7) Στο υδραυλικό υπολογισμό της παροχετευτικότητας του υφιστάμενου αγωγού έχει ληφθεί παροχή σχεδιασμού Q=18,53 m 3 /s. Η παροχή αυτή αντιστοιχεί σε μία πλήρωση σχεδιασμού 70% (ανώτατη επιτρεπτή) και μία ανάντη κλίση 7%. 1.5 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΔΙΚΤΥΟΥ ΟΜΒΡΙΩΝ Υλικό και διάμετροι αγωγών Οι σωληνωτοί αγωγοί θα είναι από σωλήνες PVC-U συμπαγούς τοιχώματος. Η σύνοψη των μηκών των αγωγών του δικτύου ανά διατομή παρουσιάζεται στον πίνακα που ακολουθεί. Τα μήκη των αγωγών μετρήθηκαν από τα Σχέδια Οριζοντιογραφίας του δικτύου σε κλίμακα 1:100. ΣΥΝΟΨΗ ΑΓΩΓΩΝ ΔΙΚΤΥΟΥ ΟΜΒΡΙΩΝ ΔΙΑΤΟΜΗ (mm) ΜΗΚΟΣ ΤΜΗΜΑΤΟΣ (m) Φ Φ Φ Φ ΣΥΝΟΛΟ 302 6

7 1.5.2 Θέση και βάθος αγωγών Δεδομένου ότι το μεγαλύτερο μέρος της εξυπηρετούμενης περιοχής παρουσιάζει σημαντική κλίση, οι αγωγοί του δικτύου ομβρίων έχουν τις κατάλληλες κλίσεις για την ομαλή υδραυλική λειτουργία και τον περιορισμό των εκσκαφών που θα απαιτηθούν. Αναφορικά με τη θέση των αγωγών στον δρόμο, κατά κανόνα οι αγωγοί θα τοποθετηθούν κατά μήκος του άξονα των δρόμων από τους οποίους διέρχονται, ή παραπλεύρως αυτού σε περιπτώσεις που στον άξονα υπάρχουν άλλα υπόγεια δίκτυα Ορύγματα αγωγών Το πλάτος των σκαμμάτων θα εξαρτάται από την διάμετρο του αγωγού, το πλάτος του δρόμου, καθώς και από τη θέση των υφιστάμενων υπόγειων δικτύων. Το πλάτος του σκάμματος θα ισούται με την εξωτερική διάμετρο του αγωγού αυξημένη κατά 0,60 m (0,30 m εκατέρωθεν της παρειάς) Εγκιβωτισμός αγωγών Τα τυπικά σκάμματα των αγωγών δείχνεται στο Σχέδιο Ο-5 και εξαρτώνται από τη διάμετρο του αγωγού και από την τοποθεσία του αγωγού. Οι σωληνωτοί αγωγοί από σωλήνες PVC-U συμπαγούς τοιχώματος εγκιβωτιζόμενοι σε άμμο ή σε σκυρόδεμα C16/20 (σε υπόγειες διαβάσεις τεχνικών έργων), με ύψος επικάλυψης 0,3 m. Μετά τον εγκιβωτισμό θα γίνεται επίχωση του ορύγματος σε συμπυκνωμένες στρώσεις των 0,25 m και μέχρι τη στάθμη της υπόβάσης του οδοστρώματος. Η επίχωση θα γίνεται με διαλεγμένα προϊόντα εκσκαφής, ή με αμμοχάλικο με ελάχιστο ύψος 0,80m Φρεάτια επίσκεψης Φρεάτια επίσκεψης προβλέπονται σε κάθε συμβολή αγωγών, καθώς και σε κάθε αλλαγή διεύθυνσης ή κλίσης αυτών αλλά και εν γένει κατά διαστήματα κατάλληλα για πρόσβαση και καθαρισμό ή απόφραξη των αγωγών. Τα φρεάτια επίσκεψης θα είναι κυκλικής διατομής και δείχνονται στο Σχέδιο Ο-5. Τα φρεάτια θα κατασκευαστούν από έγχυτο οπλισμένο σκυρόδεμα C16/20 επί τόπου με ξυλότυπους καμπύλων και επιπέδων επιφανειών εσωτερικά και εξωτερικά. Για τον υπολογισμό της επιφάνειας των ξυλοτύπων υπολογίστηκε η συνολική εσωτερική και εξωτερική επιφάνεια καθώς και η πλάκα της οροφής. Για τον υπολογισμό του όγκου σκυροδέματος έδρασης C8/10 λήφθηκε πάχος 0,10 m στη βάση του φρεατίου. Χυτοσιδηρές βαθμίδες επίτοιχες προβλέπονται σε κάθε φρεάτιο επίσκεψης ανά αποστάσεις 0,30 μ. Τέλος, το χυτοσιδηρό κάλυμμα με το πλαίσιό του στο άνω μέρος του φρεατίου στην προβλεπόμενη τελική στάθμη της ερυθράς, είναι κυκλικής κάτοψης, διαστάσεων Φ600, κατηγορίας D400. 7

8 1.5.6 Προκατασκευασμένα κανάλια απορροής όμβριων Προκατασκευασμένα κανάλια απορροής όμβριων θα είναι τύπου Hydrotec-Maxi 150 System ή ισοδύναμου. Όπως φαίνεται και στο σχετικό Σχέδιο Ο-5, τα κανάλια θα είναι εσωτερικού πλάτους 0,15 μ και ελάχιστου εσωτερικού βάθους 0,21 μ που θα διαμορφωθούν από προκατασκευασμένα τεμάχια μήκους 0,50 μ ή 1,00 μ, κατασκευασμένα από σκυρόδεμα C25/30. Στη στέψη τους θα φέρουν σχάρες από όλκιμο χυτοσίδηρο και θα είναι κλάσεως D Φρεάτια υδροσυλλογής Για τη συλλογή των ομβρίων από την επιφάνεια της οδοποιίας και τη διοχέτευσή τους στους αγωγούς ομβρίων, θα κατασκευαστούν φρεάτια υδροσυλλογής σε κατάλληλες θέσεις κατά μήκος των δρόμων και στις διασταυρώσεις αυτών. Οι θέσεις των φρεατίων υδροσυλλογής δείχνονται στo Σχέδιο Οριζοντιογραφίας Ο-2. Τα φρεάτια υδροσυλλογής θα έχουν ορθογωνική κάτοψη εσωτερικών διαστάσεων 1,00x0.60 m, βάθος 1,30 m και θα διαθέτουν σχάρα και χώρο κατακράτησης στερεών, ώστε να έχουν καλύτερη απόδοση και να μη φράζουν εύκολα. Η σύνδεση των φρεατίων υδροσυλλογής με τους αγωγούς των ομβρίων θα γίνει με αγωγούς από PVC ονομαστικής διαμέτρου Φ250, οι οποίοι θα εγκιβωτιστούν σε άμμο. 1.6 ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΟΣ ΟΧΕΤΟΣ ΑΝΤΙΠΛΗΜΜΥΡΙΚΗΣ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ Περιγραφή οχετού αντιπλημμυρικής προστασίας Η διάταξη του προτεινόμενου οχετού αντιπλημμυρικής προστασίας φαίνεται στα Σχέδια Οριζοντιογραφιών Ο-2 και Ο-6. Ο κιβωτοειδής οχετός θα παραλάβει τις απορροές της εξωτερικής λεκάνης καθώς και τις παροχές του δικτύου Α αποχέτευσης όμβριων. Η παροχή πλημμύρας εξωτερικής λεκάνης τάξεως Q=3.87 m 3 /s εισέρχεται στον οχετό μέσω του τεχνικού έργου υδροσυλλογής στο σημείο που ο οχετός συναντά την βαθιά γραμμή της εξωτερικής λεκάνης απορροής. Η περιοχή γύρω από το τεχνικό έργο διαμορφώνεται με τέτοιο τρόπο ώστε να επιτευχθεί η βέλτιστη εισροή των όμβριων υδάτων στο τεχνικό έργο. Όπως ήδη αναφέρθηκε ο αποδέκτης των συλλεγόμενων απορροών του οχετού αντιπλημμυρικής προστασίας θα είναι ο υφιστάμενος αγωγός ρέματος Ι.Ε.Κ Αρχές σχεδιασμού Ο προτεινόμενος οχετός αντιπλημμυρικής προστασίας θα είναι κλειστής ορθογωνικής διατομής BxH=1,00x 1,00 σε μήκος 59 m και διατομής BxH=2.00x1.00 σε μήκος 10,00 m με τμήμα συναρμογής μήκους 3,00m και διέρχεται από ΝΔ προς ΒΑ στο δυτικό όριο του οικοπέδου. Η παροχή πλημμύρας εξωτερικής λεκάνης εισέρχεται στον οχετό μέσω του τεχνικού έργου υδροσυλλογής, το οποίο θα κατασκευαστεί σε μορφή φρεατίου ορθογωνικής διατομής διαστάσεων 2,00x2.00 m και καθαρού βάθους 3,05 m. Το τεχνικό σκεπάζεται με την μεταλλική εσχάρα για την συγκράτηση 8

9 εισερχόμενων φερτών υλών. O τακτικός καθαρισμός οχετού και τεχνικού έργου από φερτά ύλη και λάσπες είναι απαραίτητος. Ο οχετός χαράσσεται οριζοντιογραφικά να διέρχεται από κοινόχρηστες περιοχές (δρόμους κ.λπ.) ώστε να είναι προσβάσιμος για συντήρηση. Επιλέχθηκε διαδρομή με τρόπο ώστε να αποφεύγονται κατά το δυνατόν οι διελεύσεις κάτω από τα δίκτυα ύδρευσης, αποχέτευσης ακαθάρτων κ.λ.π. Υψομετρικά ο οχετός χαράσσεται ώστε να εξυπηρετεί τους συμβάλλοντες αγωγούς από τους δευτερεύοντες κλάδους, καθώς και τις εξόδους των έργων επιφανειακής συλλογής (φρεάτια υδροσυλλογής, κανάλια απορροής όμβριων). Η κλίση του οχετού επιλέγεται ώστε αφενός να ικανοποιούνται οι απαιτήσεις της ελάχιστης ταχύτητας ροής για τον αυτοκαθαρισμό τους καθώς και της μέγιστης επιτρεπόμενης ταχύτητας ροής (6 m/s) και αφετέρου να βελτιστοποιείται η επιλογή βάθους τοποθέτησης (κλίσης). Για την χάραξη και την κατά μήκος τομή οχετού βλέπε Σχέδιο Ο-6. Ο κιβωτοειδείς οχετός και το τεχνικό έργο υδροσυλλογής θα κατασκευαστούν από οπλισμένο σκυρόδεμα C20/25. Οι λεπτομέρειες κατασκευής θα είναι σύμφωνα με τα Σχέδια Τ10 και Τ11. 9

10 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Α ΥΔΡΑΥΛΙΚΗ ΕΠΙΛΥΣΗ ΔΙΚΤΥΟΥ 1. Μέθοδος και τύποι υπολογισμού Ο υδραυλικός υπολογισμός και η επίλυση των αγωγών των ομβρίων έγινε με εφαρμογή της ορθολογιστικής μεθόδου, σύμφωνα με τις προδιαγραφές του Π.Δ. 696/74. Σύμφωνα με τη μέθοδο αυτή, η παροχή απορροής ομβρίων (Q) σε κάποιο σημείο ελέγχου του αγωγού δίνεται από τον τύπο: Q = 0,278 * c * I * F όπου Q = Παροχή απορροής ομβρίων (l/s), c = Συντελεστής απορροής, Ι = Ένταση βροχόπτωσης (mm/hr), F = Επιφάνεια απορροής (στρέμματα). Η ορθολογιστική μέθοδος βασίζεται στη θεώρηση ότι η παροχή που διέρχεται από κάποιο σημείο του δικτύου λαμβάνει μέγιστη τιμή όταν η διάρκεια της βροχόπτωσης είναι ίση με τον χρόνο ροής των ομβρίων από την πιο απομακρυσμένη θέση συρροής μέχρι το σημείο αυτό. Η μέθοδος αυτή εφαρμόζεται σχεδόν αποκλειστικά επί δεκαετίες για τον υπολογισμό των δικτύων ομβρίων στην Ελλάδα, καθώς διακρίνεται για την απλότητά της και τη δυνατότητα εφαρμογής της σε περιπτώσεις όπου δεν υπάρχουν λεπτομερή βροχομετρικά δεδομένα, όπως συμβαίνει για πλήθος περιοχών της Ελλάδας. Όμως, η μέθοδος παρουσιάζει το μειονέκτημα της υπερ-απλούστευσης του πραγματικού φαινομένου βροχόπτωσης-απορροής των ομβρίων, καθώς δεν λαμβάνει υπ όψη τη μεταβλητότητα της έντασης της βροχής και του ποσοστού απορροής των ομβρίων κατά τη διάρκεια της βροχόπτωσης, ούτε τη δυνατότητα αποθήκευσης τμήματος της απορροής στους αγωγούς των ομβρίων. Για την περιγραφή όλων αυτών των φαινομένων χρησιμοποιείται μόνο ο συντελεστής c, ο οποίος πρέπει να έχει τέτοια τιμή ώστε να ενσωματώσει κατά το δυνατό περισσότερες από τις επιδράσεις των ανωτέρω φαινομένων. Η εφαρμογή της μεθόδου έγινε με τις κατάλληλες μετατροπές για την προσαρμογή στα τοπικά δεδομένα έντασης της βροχόπτωσης. Συγκεκριμένα εφαρμόστηκε η παρακάτω διαδικασία: α. Προσδιορίζονται και μετρώνται αναλυτικά οι επιφάνειες απορροής που αντιστοιχούν σε κάθε κλάδο του εξεταζόμενου αγωγού. β. Καθορίζονται οι συντελεστές απορροής, ανάλογα με το είδος, την κάλυψη και την κλίση των επιφανειών απορροής. γ. Εκτιμώνται οι χρόνοι συρροής ανά τμήμα του εξεταζομένου δικτύου και προσδιορίζεται η αντίστοιχη ένταση βροχόπτωσης. δ. Υπολογίζεται η παροχή των ομβρίων από τον παραπάνω τύπο, σύμφωνα με την ορθολογιστική μέθοδο. ε. Υπολογίζονται τα υδραυλικά χαρακτηριστικά του εξεταζομένου τμήματος του αγωγού και μεταβάλλεται ανάλογα η διάμετρος ή κλίση αυτού σε περίπτωση που παρουσιάζει χαρακτηριστικά εκτός των προδιαγραφόμενων ορίων. 10

11 Οι αγωγοί του δικτύου επιλύθηκαν ως αγωγοί ελεύθερης ροής (βαρύτητας) και η ταχύτητα ροής (v) προσδιορίστηκε από τον τύπο του Chezy: όπου C = Συντελεστής ροής, R = Υδραυλική ακτίνα, J = Κλίση αγωγού. v = C (R J) ½ Ο συντελεστής ροής (C) υπολογίστηκε από τον τύπο του Kutter: C = 100 R ½ / (m+r ½ ) όπου m είναι συντελεστής που για τσιμεντοσωλήνες λαμβάνει την τιμή 0,35. H εκτίμηση των ταχυτήτων ροής (v) με εφαρμογή του τύπου του Chezy, αλλά και ο προσδιορισμός του συντελεστή C με τον τύπο του Kutter, ενδείκνυται ιδιαίτερα για κυκλικούς αγωγούς ελεύθερης ροής και συνιστώνται από το Π.Δ. 696/74. Αν και τα αποτελέσματα από την εφαρμογή αυτών των τύπων είναι μάλλον συντηρητικά έναντι άλλων (π.χ. του τύπου του Manning), θεωρήθηκε σκόπιμο να εφαρμοστούν όπως προδιαγράφονται από το ανωτέρω Π.Δ. για πρόσθετη ασφάλεια. Για τον τον οχετό αντιπλημμυρικής προστασίας, η υδραυλική επίλυση του δικτύου γίνεται με τον τύπο του Manning σε συνθήκες ομοιόμορφης κατ αρχήν ροής. Έτσι λοιπόν είναι : Q=U A (εξίσωση συνέχειας) όπου V = 1/n x R 2/3 x J 1/2 n = o συντελεστής τραχύτητας, V : η ταχύτητα ροής, R : υδραυλική ακτίνα J : κλίση αγωγού. Η τιμή του συντελεστή τριβής λαμβάνεται n = 0,016 για την επίλυση με την εξίσωση Manning και τεκμηριώνεται βιβλιογραφικά από διάφορες πηγές όπως π.χ. Open Channel Hydraulics (Van Te Chow, Mc Graw Hill, 1986). 11

12 2. Συντελεστές απορροής (c) 2.1 Για τις εσωτερικές λεκάνες απορροής ο συντελεστής απορροής λαμβάνεται ως εξής: Για τα οδοστρώματα, κτίρια και επικαλούμενες με σκυρόδεμα επιφάνειες C = 0,90 Για την επιφάνεια επενδεδυμένη με πέτρα C = 0,80 Για όλες τις άλλες γαιώδεις επιφάνειες λαμβάνεται C = 0, Για των εκτός σχεδίων περιοχών (υψηλές εξωτερικές λεκάνες) ο συντελεστής απορροής υπολογίζεται από την σχέση: C = 1-c' (Π.Δ. 696/74) και είναι συνάρτηση των παρακάτω παραγόντων: - Τοπογραφικές συνθήκες περιοχής - Φύση εδάφους - Φυτοκάλυψη Οι τιμές του συντελεστή c' δίνονται στον παρακάτω Πίνακα: Τιμές του συντελεστή c' i) Τοπογραφικές Συνθήκες c' - Επίπεδα εδάφη μέσων κλίσεων 0.15% έως 0.50% Κλιτύες μέσων κλίσεων 2.5% έως 3.5% Λοφώδη εδάφη μέσων κλίσεων 25% έως 35% 0.10 ii) Φύση εδάφους c' - Αδιαπέραστοι άργιλοι Μέσες συνθήκες αργίλων και πηλών Αμμοπηλοί 0.40 iii) Φυτοκάλυψη c' - Καλλιεργήσιμες εκτάσεις Δενδροκάλυψη 0.20 Έτσι σύμφωνα με το παραπάνω πίνακα, υπολογίζεται ο συντελεστής c' λαμβάνοντας υπόψη κάθε επιμέρους παράγοντα για την περιοχή μελέτης. i) Τοπογραφικές Συνθήκες 0.10 ii) Φύση εδάφους 0.20 iii) Φυτοκάλυψη 0.20 Συνολικός συντελεστής c' λεκάνης απορροής 0.50 Άρα ο συντελεστής απορροής C λεκάνης είναι ίσος με: C = 1-c' = C=

13 3. Ένταση και διάρκεια βροχόπτωσης Η ένταση της βροχής είναι συνάρτηση της διάρκειας αυτής και αυξάνει καθόσον η διάρκεια της βροχής μειώνεται. Τα δύο μεγέθη μπορούν να συνδεθούν στατιστικά με σχέση εκθετικής συνήθως μορφής. Στη συνέχεια η σχέση αυτή χρησιμοποιείται στην εφαρμογή της ορθολογιστικής μεθόδου, για τον υπολογισμό των παροχών απορροής που εισέρχονται στους αγωγούς των ομβρίων. Όπως ήδη αναφέρθηκε, για την παρούσα Οριστική Υδραυλική Μελέτη προτείνεται η χρήση της παρακάτω καμπύλης έντασης βροχόπτωσης της εγκεκριμένης Οριστικής Υδραυλικής Μελέτης της Νέας Οδού Πέτρας Καλλονής: i = * T 0,214 * t -0,543 όπου : i = ένταση βροχόπτωσης σε mm/hr t = διάρκεια βροχόπτωσης σε ώρες T= Περίοδος επαναφοράς βροχόπτωσης σε έτη Για τον σχεδιασμό των κύριων σωλήνων (συλλεκτήρων) του δικτύου ομβρίων θεωρήθηκαν βροχοπτώσεις με περίοδο επαναφοράς Τ = 10 έτη. Η τιμή αυτή της περιόδου επαναφοράς είναι σύμφωνη με τα προδιαγραφόμενα στο Π.Δ. 696/74 και σημαντικά αυστηρότερες από τους αντίστοιχους γερμανικούς κανονισμούς (ATV, A 118), όπου για παρόμοια έργα προτείνονται περίοδοι επαναφοράς Τ = 1-2 έτη. Ο χρόνος συγκέντρωσης (t) των ομβρίων σε τυχόν σημείο του δικτύου δίνεται από τη σχέση: t = t c1 +t c2 όπου t c1 = χρόνος επιφανειακής απορροής μέχρι το φρεάτιο υδροσυλλογής, t c2 = χρόνος ροής στους αγωγούς μέχρι το εξεταζόμενο σημείο. Ο χρόνος επιφανειακής απορροής (t c1 ) μέχρι τα φρεάτια υδροσυλλογής για τις περιπτώσεις όπου δεν θα συρρέουν όμβρια από εξωτερικές λεκάνες απορροής θεωρήθηκε συμβατικά ίσος με 10 λεπτά. 13

14 4. Κριτήρια σχεδιασμού αγωγών ομβρίων Ο υπολογισμός των αγωγών των ομβρίων έγινε με τα παρακάτω κριτήρια και παραδοχές, ώστε να είναι σύμφωνος με τα προδιαγραφόμενα του Π.Δ. 696/74: Ο συντελεστής m για τον προσδιορισμό του συντελεστού ροής C με τον τύπο του Kutter λαμβάνει την τιμή 0,35 για τους αγωγούς ομβρίων. Το μέγιστο ποσοστό πλήρωσης των διατομών των αγωγών ορίζεται κατά το ΠΔ 696/74 : D 400 h/d = 50% Q/Qπ = 40% 400 D 600 h/d = 60% Q/Qπ = 55% D > 600 h/d = 70% Q/Qπ = 70% Η ελάχιστη ονομαστική διάμετρος πρωτεύων αγωγών είναι 400 mm. Η μέγιστη αποδεκτή ταχύτητα ροής είναι 6,0 m/s. Η ελάχιστη αποδεκτή κλίση των αγωγών καθορίστηκε έτσι ώστε η ταχύτητα ροής για παροχή ίση με το 1/10 της παροχετευτικότητας πλήρους διατομής να είναι τουλάχιστον 0,60 m/s, ώστε να επιτυγχάνεται αυτοκαθαρισμός του αγωγού. Έτσι, προκύπτει η ακόλουθη σύνοψη επιτρεπόμενων ελάχιστων κλίσεων για τις διατομές αγωγών : Ονομαστική διάμετρος J D600 0,200% D600 έως D800 0,150% > D800 0,100% 14

15 5. Μεθοδολογία επίλυσης Η επίλυση των αγωγών των ομβρίων έγινε κατά τμήματα αγωγού μεταξύ διαδοχικών φρεατίων, στα οποία θεωρείται ότι τα υδραυλικά χαρακτηριστικά τους δεν παρουσιάζουν ουσιαστική μεταβολή. Τα αριθμητικά μεγέθη από την επίλυση των αγωγών του δικτύου παρουσιάζονται στο συνημμένο Πίνακα Α.1. Η διαδικασία που ακολουθήθηκε για τον υπολογισμό των αγωγών είναι η εξής: Οι αγωγοί του δικτύου χωρίστηκαν σε τμήματα, στα οποία η παροχή θεωρείται πρακτικά ομοιόμορφη, η κλίση είναι ενιαία και κατά συνέπεια η διάμετρος και τα υδραυλικά χαρακτηριστικά του τμήματος παραμένουν σταθερά. Προσδιορίστηκε η επιφάνεια απορροής που αντιστοιχεί σε κάθε τμήμα του αγωγού και έγινε αναλυτική επιμέτρηση αυτής κατά κατηγορία ποσοστού απορροής. Υπολογίστηκε η παροχή ομβρίων που συρρέει σε κάθε εξεταζόμενο τμήμα του δικτύου, με βάση την θεωρούμενη ένταση της βροχόπτωσης, την επιφάνεια απορροής και τους αντίστοιχους συντελεστές απορροής. Τα υψόμετρα του εδάφους (ερυθράς οδοστρώματος) θεωρούνται δεδομένα, ενώ τα μήκη των αγωγών μετρήθηκαν από την οριζοντιογραφία του δικτύου υπό κλίμακα 1:100 Εκλέχθηκαν οι διάμετροι των αγωγών με εφαρμογή της εξίσωσης της συνέχειας και του τύπου του Chezy, έτσι ώστε να ικανοποιούνται τα κριτήρια σχεδιασμού που εκτέθηκαν στις προηγούμενες παραγράφους. Η κλίση των τμημάτων προσδιορίστηκε από την υψομετρική διαφορά αρχής και πέρατος και το αντίστοιχο μήκος του τμήματος του αγωγού. Ελέγχθηκε ο πραγματικός χρόνος ροής των ομβρίων στο δίκτυο μέχρι το εξεταζόμενο σημείο, για ενδεχόμενη προσαρμογή της διάρκειας της βροχόπτωσης σχεδιασμού. 15

16 6. Υπολογισμός πλημμυρικής παροχής αιχμής εξωτερικής Λεκάνης απορροής 6. 1 Χρόνος συγκέντρωσης κατά Giandotti Λεκάνης απορροής Ισουψής (+m) Εμβαδόν λεκάνης υπεράνω ισουψούς (km 2 ) Έκταση ζώνης μεταξύ ισουψών (km 2 ) Μέσο υψόμετρο τμήματος λεκάνης μεταξύ ισουψών (+m) Εμβαδόν * Μέσο υψόμετρο Σ= Μέσο υψόμετρο (m) Υψόμετρο εξόδου λεκάνης (m) Μήκος κύριας μισγάγγειας (km) 0.80 Εμβαδόν λεκάνης (km 2 ) 0.36 Χρόνος συγκέντρωσης (hrs) Καμπύλη έντασης βροχής i=23.33 x T x t (-0.543), όπου ι = ένταση βροχόπτωσης σε mm/hr T = περίοδος επαναφοράς βροχόπτωσης σε έτη t = χρόνος συγκέντρωσης σε hr T=50 t=0,52 i=76,88 mm/hr 16

17 6. 3 Η πλημμυρική παροχή αιχμής Q=0.278 x C x A x I (m 3 /sec), όπου ι = ένταση βροχόπτωσης σε mm/hr C = συντελεστής απορροής που εξαρτάται από τις τοπογραφικές συνθήκες και εδαφικές συνθήκες της λεκάνης απορροής A = εμβαδόν της λεκάνης απορροής σε km 2 i= mm/hr C= 0.50 A= 0.36 km 2 Q=0.278x0.50x0.36x76.60=3.87 m 3 /sec 17

18 7. Υπολογισμός πλημμυρικής παροχής αιχμής και ο υδραυλικός έλεγχος της παροχετευτικότητας του υφιστάμενου αγωγού ρέματος Ι.Ε.Κ., ορθογωνικής διατομής, διαστάσεων BxH=2.50x2.50 m 7. 1 Χρόνος συγκέντρωσης κατά Giandotti Λεκάνης απορροής Ισουψής (+m) Εμβαδόν λεκάνης υπεράνω ισουψούς (km 2 ) Έκταση ζώνης μεταξύ ισουψών (km 2 ) Μέσο υψόμετρο τμήματος λεκάνης μεταξύ ισουψών (+m) Εμβαδόν * Μέσο υψόμετρο Σ= Μέσο υψόμετρο (m) Υψόμετρο εξόδου λεκάνης (m) Μήκος κύριας μισγάγγειας (km) 1.73 Εμβαδόν λεκάνης (km 2 ) 1.09 Χρόνος συγκέντρωσης (hrs) Καμπύλη έντασης βροχής i=23.33 x T x t (-0.543), όπου ι = ένταση βροχόπτωσης σε mm/hr T = περίοδος επαναφοράς βροχόπτωσης σε έτη t = χρόνος συγκέντρωσης σε hr T=50 t=0.82 i=60.00 mm/hr 18

19 7. 3 Η πλημμυρική παροχή αιχμής Q=0.278 x C x A x I (m 3 /sec), όπου ι = ένταση βροχόπτωσης σε mm/hr C = συντελεστής απορροής που εξαρτάται από τις τοπογραφικές συνθήκες και εδαφικές συνθήκες της λεκάνης απορροής A = εμβαδόν της λεκάνης απορροής σε km 2 i= mm/hr C= 0.50 A= 1.09 km 2 Q=0.278x0.50x1.09x0.60=9.10 m 3 /sec 7. 4 Ο υδραυλικός έλεγχος της παροχετευτικότητας του υφιστάμενου αγωγού Για την πλήρωση σχεδιασμού 70% (ανώτατη επιτρεπτή) Για την παροχή σχεδιασμού Q=9.10 (Haestad Methods, Inc., FlowMaster v.5.13) Η διοχετευτικότητα του αγωγού καθορίστηκε να είναι επαρκής, υπό κανονικές κατά το ΠΔ696/74 συνθήκες πλήρωσης, για την συχνότητα 50 έτη. 19

20 8. Ο υδραυλικός έλεγχος της παροχετευτικότητας του υφιστάμενου αγωγού Για τυποποιημένα κανάλια καθαρού πλάτους 0,15 m, ελάχιστου βάθους 0,21 m και κατά μήκος κλίση i=0, 10 n y B A J Rh Q (m 3 /s) Q (l/s) Συγκρίνοντας την παροχετευτικότητα των προτεινόμενων καναλιών με τις παροχές σχεδιασμού των εσωτερικών λεκανών απορροής από τον Πίνακα Α1 την καθορίζουμε να είναι επαρκής. 20