NÁVRH A DIMENZOVANIE VSAKOVACÍCH ŠÁCHT Dušan Rusnák Katedra zdravotného a environmentálneho inžinierstva, Stavebná fakulta STU, 813 68 Bratislava Radlinského 11, tel. 02/59274 644, fax.02/52921 184, rusnak@svf.stuba.sk 1
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
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
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
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
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
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
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
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
Klasifikácia podľa priemernej dennej intenzity premávky (PDIP) na posúdenie kových odtokov z dopravných plôch: nízka 300 5000 motorových vozidiel.deň -1 stredná 5000 15000 motorových vozidiel.deň -1 vysoká > 15000 motorových vozidiel.deň -1 10
GEOLOGICKÉ PODMIENKY VSAKOVANIA - HPV min 1,0 (1,5) m pod dnom vsak. zariadenia - materiál podložia k f = 5.10-3 5.10-6 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
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
Plošné povrchové vsakovanie cez vegetačné tvárnice VEGETAČNÉ TVÁRNICE 13
Vsakovacia priehlbeň (mulda) 14
Vsakovacie priehlbne 15
Vsakovacia ryha so štrkopieskom 16
Vsakovacia ryha s perforovanou rúrou a obsypom 17
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 10 20 cm, 5 filtračná zóna, 6 trávnik, 7 bezpečnostný preliv 18
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
protieróz ny násyp V vsakovacia plocha mreža Q o Dažďová nádrž s kombinovanou retenčnou a detenčnou funkciou 20
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
Kombinácia vsakovacej priehlbne s ryhou 22
Kombinácia vsakovacej priehlbne s perforovanou rúrou 23
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 < 1. 10-3 m.s -1, 8 HPV 24
Vsakovacia šachta typ B 1 prítok, 2 lapák nečistôt, 3 poklop s otvormi na vetranie, 4 zásyp, 5 filtračná vrstva k f < 1. 10-3 m.s -1, 6 štrkopiesok 8/32 mm, 7 HPV 25
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 1. 10-3 m.s -1 - HPV pod povrchom filtračnej vrstvy min 1,5 m!!! 26
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
- 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
Dažďový prítok Q d = ψ A n q (t, p = 0,2).10-7 = A r q (t, p = 0,2). 10-7 (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 ) -1. 10-7 (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
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
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 = 2 1 1 1 0,01309d.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 2 + 2. z. d v ) d -2. k f podložia k f filtračnej vrstvy 1.10-3 ms -1!!!!! 31
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
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
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
ĎAKUJEM ZA POZORNOSŤ! 35