3.1. Анализ географических, геологических и климатических условий территории населённого пункта

Разработке проекта должно предшествовать ознакомление с заданием: следует детально изучить рельеф местности и планировку объекта водоотведения. В зависимости от места расположения объекта следует по СНиП [11] определить преобладающие направления ветра в летний и зимний периоды и место расположения очистных сооружений (из условия исключения проникновения запахов от очистной станции на территорию города, а также следует помнить условие: наиболее низкая точка очистной станции должна быть выше по рельефу не менее чем на 5 м от береговой отметки реки. Это условие обязательно для исключения подтопления станции и особенно песковых и иловых площадок). Изучить направление склонов рельефа, на черновике показать перпендикуляр к горизонталям рельефа, позволяющий получить наглядную картину самотечного движения воды; наметить линии водоразделов, которые указывают самые высокие места городской территории, именно с этих мест начинается самотечный поток воды. Далее приступают к выбору и обоснованию системы водоотведения и к трассировке сети; намечают расположение районных и главной насосных станций, которые предназначены для перекачивания сточных вод из одного бассейна канализования в другой через водораздел. Обычно насосные станции устанавливают в самых нижних точках сбора стоков. А бассейном канализования называют территорию, с которой в самую нижнюю точку поступает жидкость самотёком.

Для приобретения навыка анализа территории, выбору бассейнов канализования и расстановки линий водоразделов целесообразно выполнить упражнения 1 -2 раздела 7, при этом полезно рассмотреть схемы [2, рис. 1.3].

3.2. Выбор системы водоотведения населённого пункта и трассировка сети

Возможны различные решения системы водоотведения: путём совместного или раздельного водоотведения сточных вод различных видов или путём совместной или раздельной их очистки. В зависимости от этого проектируемые водоотводящие системы подразделяются на общесплавные, раздельные и комбинированные. В то же время раздельные системы подразделяются на полные раздельные, неполные раздельные и полураздельные.

Общесплавная система водоотведения имеет одну водоотводящую сеть, предназначенную для отвода сточных вод всех видов: бытовых, производственных и дождевых. Особенностью общесплавной системы является наличие на главном коллекторе ливнеспусков, через которые часть смеси сточных вод сбрасывается в водоём.

Неполная раздельная система водоотведения имеет лишь одну водоотводящую сеть, предназначенную для отвода загрязнённых бытовых и производственных сточных вод и называемую производственно-бытовой сетью. Отвод дождевых вод в водоём предусматривается по открытым лоткам, кюветам и канавам. Устройство неполной раздельной системы водоотведения возможно только для небольших объектов.

Полураздельная система водоотведения имеет две водоотводящие сети – производственно-бытовую и дождевую. В местах пересечения этих сетей устраиваются так называемые разделительные камеры. При сравнительно малых расходах воды в дождевой сети камеры перепускают весь расход дождевых вод в главный коллектор производственно-бытовой сети. На очистку отводятся наиболее загрязнённые дождевые воды, стекающие в начальный период дождя, когда с поверхности бассейна смывается основная масса загрязнений и донные потоки, которые наиболее насыщены загрязнениями.

В проекте целесообразно принять полную раздельную систему водоотведения. Бытовая вода от города и промышленные стоки отводятся по одной водоотводящей системе и подвергаются очистке на централизованных очистных сооружениях сточных вод за пределами города.

Выбранная система водоотведения имеет свои преимущества:

• уменьшаются первоначальные затраты на строительство за счет возможности разделения сроков начала и окончания строительства разных сетей по времени;

• создаются благоприятные условия гидравлического режима работы сети. Благодаря равномерному наполнению труб самотечной системы хозяйственно-бытовыми сточными водами;

• с санитарной точки зрения принятая система также приемлема, так как возможно централизованно очищать дождевые стоки. После очистки такие воды можно использовать на технические нужды (техническое водоснабжение промышленных предприятий).

Трассировку сети производят с учётом указаний [1, гл. 4], [2, с. 97] и [3 п. 4]. Коллекторами бассейна и главным коллектором вода транспортируется к очистным сооружениям, расположенным вниз по течению реки относительно города на расстоянии санитарно-защитной зоны, принятой в соответствии с п.1.10 [3]. Если господствующие ветры дуют от очистных сооружений к городу, то они должны располагаться на большем удалении от обслуживаемого объекта (от границ зданий жилой застройки). Для привязки очистной станции, с учётом господствующих ветров, по данным СНиП [11], строят «розу ветров».

Вначале трассируется главный или бассейновые коллекторы, а затем уличная сеть. В зависимости от рельефа местности и характера застройки уличная сеть может трассироваться по объемлющей схеме или по пониженной грани квартала [1, с. 74], [2, с. 99].

Объемлющая схема принимается при плоском рельефе (уклон поверхности земли менее 0,005), при больших площадях кварталов и отсутствии застройки внутри них.

Трассировка сети по пониженной стороне квартала выполняется на местности с явно выраженным уклоном (более 0,007). Такая трассировка значительно сокращает длину уличной сети и обеспечивает присоединение всех зданий жилого квартала. При трассировке сети следует исходить из условий самотечного водоотведения при минимальной протяженности коллекторов. Трассировка трубопроводов осуществляется в соответствии с рельефом местности и диктуется необходимостью обеспечения наименьшего заглубления внутриквартальных сетей и уличных трубопроводов.

Вдоль проездов водоотводящие сети следует трассировать по той стороне проездов, с которых больше присоединений внутриквартальных сетей и меньше других подземных сооружений, избегать переходов под железными дорогами, реками и оврагами, проводить два параллельных коллектора по обеим сторонам преграды, т.к. сооружения пересечений затрудняют эксплуатацию сетей.

При начертании сети главный и основные (бассейновые) коллекторы прокладывать следует по пониженным местам (при односкатном рельефе – по низшей границе канализуемого района; при расположении города у реки главный коллектор располагают вдоль её берега).

Участки с трубами малых диаметров (требующими больших уклонов) при трассировке сводят кратчайшим путём в более крупные коллекторы. Трубы с малыми расходами стремятся прокладывать перпендикулярно горизонталям. Трубы прокладывают с уклонами в направлении движения, совпадающем с уклонами поверхности земли.

При плоском рельефе грамотная трассировка при минимальных уклонах прокладки внутриквартальных и уличных сетей позволяет избежать строительства насосных станций подкачки. Хотя 70 % всех засоров приходится на внутриквартальные и начальные участки уличной сети, СНиП рекомендует применять для их прокладки минимальные уклоны, несмотря на то что при наполнениях менее расчётных в них не обеспечиваются самоочищающие скорости. Заиливание сети ликвидируется при периодической профилактической её промывке и значительно удорожает эксплуатацию подобных участков сети. Чтобы повысить надёжность работы водоотводящей сети необходимо исключить безрасчётные участки, а подбирать такие уклоны для малых расходов, которые обеспечат незаиляющие скорости.

Выбор места расположения насосных станций на общей схеме водоотведения во многом зависит от рельефа местности, планировочных решений застройки города, санитарных требований, гидрологических условий и производства работ. Только сравнение возможных вариантов на экономической основе с учётом надёжности работы насосных станций и сети в целом позволит выбрать наиболее приемлемый вариант. Однако, занимаясь рассмотрением возможных вариантов, следует придерживаться определённых правил: насосные станции должны размещаться в наиболее низких местах по трассе водоотводящей сети; при плоском или пологом рельефе местности, и особенно при наличии грунтовых вод на небольшой глубине, их можно размещать не в конце сети, а примерно в её середине [2, рис. 5.2]. Такое решение увеличивает протяженность напорных коллекторов, но позволяет исключить строительство промежуточных станций подкачки, уменьшить глубины заложения самотечной сети.

Может оказаться целесообразным пересечение линии водораздела коллектором глубокого заложения, чем строительство бассейновой насосной станции. Что может быть обосновано технико-экономическим сравнением вариантов. В некоторых случаях целесообразнее строить ГКНС непосредственно на площадке очистных сооружений с резервуарами-усреднителями. Такое решение увеличивает объём земляных работ по прокладке загородного коллектора и глубину заложения насосной станции, но исключает необходимость строительства двух напорных линий, позволяет упростить эксплуатацию станции. Оборудование ГКНС решётками с прозорами 16 мм позволяет исключить строительство здания решеток на очистных сооружениях, или повысить съём отбросов за счёт установки на очистных сооружениях решёток с величиной прозоров 8..6 мм.

При наличии в городе индивидуальной частной застройки на сети следует предусматривать сливную станцию [3, п. 4.61], куда сбрасываются нечистоты из выгребных ям. Сливная станция размещается не ближе 300 м до жилой застройки на коллекторе диаметром не менее 400 мм.

При проектировании водоотводящих сетей всё больше используются ЭВМ, позволяющие по разработанным программам запроектировать сеть экономичной, с выбором наилучшей её трассы. Приёмы и основной алгоритм расчёта водоотводящих сетей на ЭВМ представлены в [1, 13].

Для приобретения навыка анализа территории и выбору трассы сети целесообразно выполнить упражнение 3 раздела 7.