Teraz jest wtorek, 16 paź 2018, 06:11


Ulewne deszcze i kanały deszczowe

Zbiór wszelkich artykułów związanych z pogodą, opracowań oraz innych przydatnych informacji
  • Autor
  • Wiadomość
Offline
Avatar użytkownika

Bodzio

Sympatyk

Sympatyk

  • Posty: 107
  • Dołączył(a): czwartek, 25 cze 2009, 22:35
  • Lokalizacja: Rzeszów
  • Pseudonim: Bodzio
  • Numer GG: 0

Ulewne deszcze i kanały deszczowe

Postsobota, 5 cze 2010, 12:00

Temat co prawda nie związany do końca z meteorologią, ale zważając na obecną sytuację powodziową i pływające potoki po ulicach może kogoś zaciekawi. Chodzi o to w jaki sposób na etapie projektowania kanalizacji deszczowej (lub systemów ogólnospławnych) manipuluje się oraz decyduje o średnicy kanałów deszczowych przyjmujących wody opadowe. Jak się okazuje są pewne wartości związane z intensywnością opadów, które należy przyjąć w projektach a mają one bardzo duże znaczenie w infrastrukturze. Metodyka, którą opiszę w dość skróconej wersji zwana jest metodą natężeń granicznych.

Jednym z kluczowych parametrów na podstawie których wyznacza się wielkość kanału odprowadzającego ścieki deszczowe jest przepływ obliczeniowy oznaczany jako Qd. Jego wartość w największym stopniu decyduje o tym jak duży będzie kanał i czy przy intensywnych opadach przyjmie odpowiednią ilość ścieków deszczowych - a więc czy na naszych ulicach i chodnikach będą się tworzyć 'baseny'. Jest on iloczynem trzech wartości:

:arrow: F - powierzchni zlewni, z której ścieki spływają do danego kanału , ha
:arrow: psi - współczynnika spływu powierzchniowego, jest to stosunek ilości ścieków deszczowych spływających do kanalizacji do ilości deszczu spadającego na dany teren , wielkość bezwymiarowa
:arrow: qdm - natężenie deszczu miarodajnego, czyli ilość deszczu w litrach, która spadła na powierzchnię 1 ha w czasie 1 s, dm3/s*ha

Qd = F * psi * qdm , dm3/s

Powierzchnia zlewni F jest nam znana (wyznaczamy ją na podstawie map) i tutaj trzymamy się określonej wartości. Współczynnik spływu (*psi) zależy od szczelności podłoża i należy go przyjmować w granicach od 0,1 do 0,95. Dla szczelnych powierzchni przyjmujemy 0,9 lub 0,95 natomiast dla terenów trawiastych około 0,1. Najwięcej możemy zadecydować przy wyznaczaniu parametru qdm. Ponieważ opady w ciągu roku są zmienne więc nie sposób przyjąć optymalnej wartości. Dlatego na podstawie badań opracowano wzór z którego należy korzystać:

Obrazek

Gdzie:

:arrow: H - średni opad roczny , mm
:arrow: C - częstość występowania opadu , lata
:arrow: tdm - czas trwania deszczu miarodajnego , min

Kluczową wartością jest tutaj C - ale o tym za chwilę. Średni opad roczny przyjmuję się dla Polski ~800 mm. Czas trwania deszczu miarodajnego należy wyznaczyć z kolejnego wzoru:

tdm = tp + tr + tk , min

Nie będę opisywał kolejno jak wyznaczać każdą z wartości, ale mają one dość proste zasady obliczeń. Dodam tylko, że są to: tp - czas przepływu ścieków deszczowych siecią kanalizacyjną, tr - czas retencji kanałowej, tk - czas koncentracji terenowej, wszystko podawane w minutach.

Parametr C jest wielkością, która wpływa znacząco na wynik qdm i jego wyznaczenie nie jest takie proste. Przede wszystkim z tego względu, że nie jesteśmy w stanie stwierdzić jakie jest prawdopodobieństwo wystąpienia deszczu o danym natężeniu (największym przez nas założonym!). Prawdopodobieństwo przyjmuje się zazwyczaj 100% (wystąpienie takiego deszczu raz na rok), 50% (raz na dwa lata), 20% (raz na 5 lat) lub nawet mniej (większe C). Inaczej mówiąc: deszcz będzie miał taką intensywność, jaka pojawia się raz na np. 5 lat.

Wiadomo - najlepiej przyjąć wartość jak największą bo kanał będzie większy (większy licznik, większe qdm). Tylko, że przez np. 2 lata będzie on zapełniony co najwyżej do połowy (i to tylko parę razy). A przez większość czasu - w przypadku deszczów o średniej intensywności np. do 1/4 przekroju poprzecznego kanału. Poza tym są to ogromne koszty - więcej materiału, większe wykopy. Dlatego podczas projektowania zakłada się wartość 1 lub 2, co oznacza, że raz na jakiś czas zdarzy się nawałnica/oberwanie chmury i kanał nie jest w stanie tego przyjąć i na naszych chodnikach, ulicach i placach pojawiają się potoki. Z tego co wiem to trwają rozmowy na temat udoskonaleń wzorów i doboru parametrów opytmalnych.

Mając już wszystkie dane oblicza się qdm a następnie Qd. Średnicę dobiera się na podstawie nomogramów i tutaj oprócz Qd decyduje jeszcze spadek kanału (wartość podawana zazwyczaj w promilach).

Jak pisałem na początku - wszystko jest podane w uproszczeniu. Chciałem się skupić głównie na wartościach związanych z intensywnością opadów. Jeśli ktoś dobrnął do końca i coś z tego wyniósł, to się cieszę :)

Żródła: notatki wykładowe, Z. Heidrich 'Kanalizacja' i trochę z głowy :)

* Znacznik 'psi' ma oczywiście swoje oznaczenie ale nie wiem czy jest możliwość wstawienia go tutaj, ot tak, dlatego posłużyłem się skrótem.

Powrót do Wiedza meteorologiczna

Kto przegląda forum

Użytkownicy przeglądający ten dział: Brak zidentyfikowanych użytkowników i 1 gość

cron