Transcript دانلود - موسسه آموزش عالی جامی

‫طراحی شبکه های جمع آوری فاضالب‬
‫شهری‬
‫امیر رضا طالیی‬
‫عضو هیئت علمی گروه عمران و محیط زیست موسسه آموزش عالی جامی‬
Municipal Sewage Collection System Design
Amirreza Talaie
Faculty Member of Civil & Environmental Engineering
Department of Jami Institute of Technology
‫منبع کتاب طراحی فاضالبروهای شهری‬
1
‫فصل اول‬
‫کلیات‬
‫‪2‬‬
‫تعاریف فاضالب‬
‫► به مجموعه آبهای مصرف شده برای مقاصد مختلف فاضالب می‬
‫گویند‪.‬‬
‫► به مجموعه آبهای دور ریختنی که ممکن است پس از تصفیه قابلیت‬
‫استفاده را داشته باشد فاضالب می گویند‪.‬‬
‫► به مجموعه آبهای آلوده فاضالب گفته می شود‪.‬‬
‫فاضالب حاوی ‪ 99/9‬درصد آب و ‪ 0/1‬درصد ناخالص ی می باشد‪.‬‬
‫‪3‬‬
‫ناخالص ی های فاضالب‬
‫ناخالص ی ها‬
‫آب‬
‫معدنی‬
‫آلی‬
‫نمکها‪ ،‬امالح محلول‪،‬‬
‫‪ 4‬شن و ماسه و‪...‬‬
‫چربی ها‪ ،‬هیدرو‬
‫کربورها‪ ،‬پروتئین و‪...‬‬
‫تقسیم بندی انواع فاضالب‬
‫► فاضالب خانگی‪ :‬شستشو‪ ،‬استحمام‪ ،‬پخت و پز و‪...‬‬
‫► فاضالب مراکز عمومی و اداری‪ :‬زندان‪ ،‬پادگان‪ ،‬مراکز درمانی و‪...‬‬
‫► فاضالب مراکز تجاری‪ :‬مراکز خرید‪ ،‬کارگاههای کوچک و‪...‬‬
‫► فاضالبهای صنعتی‪ :‬کارخانجات مختلف و‪...‬‬
‫► سیالبها و روان آبهای سطحی‪ :‬آب باران و‪...‬‬
‫‪5‬‬
‫فاضالبهای صنعتی‬
‫تخلیه فاضالبهای صنعتی می تواند اثرات مخرب و بازدارنده ای بر روی‬
‫فاضالب روها و سیستمهای تصفیه بیولوژیک دارد‪:‬‬
‫► وجود گازهای سمی و خطرناک در فاضالب صنعتی‪.‬‬
‫► وجود گازهای خورنده در فاضالب صنعتی‪.‬‬
‫► وجود ترکیبات سمی همچون فلزات سنگین در فاضالب صنعتی‪.‬‬
‫‪6‬‬
‫انواع فاضالب از نظر تخلیه به شبکه جمع آوری فاضالب‬
‫► فاضالبهایی که بدون مواد سمی بوده و مشابه فاضالب خانگی هستند‪.‬‬
‫این فاضالبها نیازی به پیش تصفیه ندارند‪.‬‬
‫► فاضالبهایی که حاوی مواد سمی بوده و نیاز به پیش تصفیه قبل از‬
‫تخلیه به شبکه جمع آوری فاضالب دارد‪.‬‬
‫‪7‬‬
‫تعریف شبکه جمع آوری فاضالب‬
‫مجموعه لوله ها و متعلقاتی که به منظور جمع آوری فاضالب از منازل و‬
‫یا سایر مراکز تولید که در معابر و خیابانها در زیر زمین احداث می گردد‬
‫شبکه جمع آوری فاضالب می گویند‪.‬‬
‫‪8‬‬
‫اجزاء شبکه جمع آوری فاضالب‬
‫► انشعابات منازل‬
‫► لوله های فرعی‬
‫► لوله های نیمه اصلی‬
‫► لوله های اصلی‬
‫► خطوط انتقال فاضالب‬
‫‪9‬‬
‫انواع شبکه های جمع آوری فاضالب‬
‫► شبکه های مجزا‬
‫► شبکه های مرکب‬
‫► شبکه های نیمه مرکب‬
‫‪10‬‬
‫شبکه های مجزا‬
‫در این شبکه ها فاضالب و روانابهای سطحی بطور جداگانه جمع آوری می‬
‫گردد‪.‬‬
‫‪11‬‬
‫شبکه های مرکب‬
‫در این شبکه ها آب باران و فاضالب باهم جمع آوری می شوند‪.‬‬
‫‪12‬‬
‫شبکه های نیمه مرکب‬
‫در برخی شهرها که به دلیل وجود دو بخش قدیمی با کوچه های باریک و‬
‫بخش جدید با کوچه های پهن امکان اجرای شبکه مجزا در همه جا‬
‫وجود ندارد از ترکیبی از دو شبکه استفاده می گردد‪.‬‬
‫‪13‬‬
‫انتخاب نوع شبکه مناسب‬
‫► مهمترین پارامتر در انتخاب نوع شبکه فاضالب رژیم بارندگی می باشد‪.‬‬
‫► در مناطقی که میزان بارندگی زیاد است استفاده از شبکه مرکب توجه‬
‫پذیر است‪.‬‬
‫► افزایش قطر در شبکه های مرکب‪ ،‬خصوصا در مناطق کم باران باعث‬
‫کاهش سرعت خودشویی و رسوب مواد معلق خواهد شد‪.‬‬
‫‪14‬‬
‫دالیل عدم توصیه در استفاده از شبکه های مرکب‬
‫►‬
‫►‬
‫►‬
‫►‬
‫►‬
‫►‬
‫►‬
‫‪15‬‬
‫در مناطق پرباران نیز به دلیل عدم امکان پیش بینی دقیق مقدار بارش احتمال پرشدن و جاری شدن‬
‫فاضالب در خیابان وجود دارد‪.‬‬
‫آب باران نسبت به فاضالب شهری دارای آلودگی کمتری است لذا اختالط آنها می تواند منجر به‬
‫افزایش آلودگی آب باران شده و تصفیه آن را مشکل تر می سازد‪.‬‬
‫به دلیل افزایش شدید حجم فاضالب در شبکه های مرکب حجم تصفیه خانه مورد لزوم نیز به شدت‬
‫افزایش خواهد یافت‪.‬‬
‫اجرای سیستم های مرکب هزینه بر تر از سیستم های مجزا بوده و با توجه به اولویت زیاد جمع آوری‬
‫فاضالب خانگی در صورت کمبود بودجه می توان از جمع آوری آب باران خودداری نمود‪.‬‬
‫درصورتی که از سیستم مرکب استفاده گردد عمق لوله گذاری افزایش یافته و هزینه های اجرای‬
‫سیستم را باال خواهد برد‪.‬‬
‫در صورت جمع آوری آب باران بصورت مجزا می توان آن را باتوجه به شرایط خاص به رودخانه ها‬
‫وارد نمود لیکن این عمل برای مجموع فاضالب و آب باران امکان پذیر نیست‪.‬‬
‫در کشور ما مسئولیت جمع آوری شبکه های فاضالب را وزارت نیرو و جمع آوری سیالبهای شهری بر‬
‫عهده شهرداری ها می باشد‪ .‬لذا اجرای شبکه های مرکب منجر به ایجاد مشکالت مدیریتی خواهد شد‪.‬‬
‫مراحل مختلف مدیریت پروژه فاضالب‬
‫► مرحله اول‪ :‬شناسایی جامعه و تعیین کمیت و کیفیت فاضالب تولیدی است‪.‬‬
‫► مرحله دوم‪ :‬جمع آوری فاضالب با کمک اجرای شبکه های جمع آوری فاضالب‬
‫مورد نیاز‪.‬‬
‫► مرحله سوم‪ :‬انتقال فاضالب از شهر به محل تصفیه خانه فاضالب شهری‪.‬‬
‫► مرحله چهارم‪ :‬تصفیه فاضالب و نهایتا تصفیه لجن ناش ی از تصفیه خانه های‬
‫فاضالب شهری‪.‬‬
‫► مرحله پنجم‪ :‬برنامه ریزی جهت استفاده از پساب تصفیه شده در مقاصد‬
‫مختلف‪.‬‬
‫‪16‬‬
‫برنامه مطالعاتی و اجرایی شبکه جمع آوری فاضالب‬
‫مجموعه مطالعات و عملیات اجرایی یک پروژه جمع آوری فاضالب در‬
‫قالب پنج فاز انجام می گیرد‪.‬‬
‫‪17‬‬
‫فاز مقدماتی اجرای شبکه های فاضالب‬
‫این فاز شامل گزارش مختصری از توجیهات و ضروریات اجرای پروژه از‬
‫نظر اقتصادی و بهداشتی می باشد‪.‬‬
‫آمار مربوط به انواع بیماری های واگیر دار و مرتبط با آب نیز می تواند در‬
‫این گزارش گنجانده شود‪.‬‬
‫‪18‬‬
‫فاز اول اجرای شبکه های فاضالب‬
‫در این فاز مطالعاتی جهت بررس ی شرایط موجود و آینده انجام شده و بر اساس آن برآورد‬
‫اولیه هزینه های اجرا مشخص می گردد‪ .‬این مطالعات شامل‪:‬‬
‫► بررس ی شرایط اقلیمی و جغرافیایی‪.‬‬
‫► بررس ی وضعیت فرهنگی‪ ،‬اجتماعی‪ ،‬بهداشتی و‪...‬‬
‫► بررس ی وضعیت توپوگرافی منطقه و تهیه نقشه های مورد نیاز‪.‬‬
‫► بررس ی طرح های تفضیلی و جامع شهری جهت تعیین شرایط در آینده‪.‬‬
‫► مطالعات جمعیت شناس ی شامل جمعیت حال و آینده‪.‬‬
‫► تعیین میزان مصرف آب در گذشته‪ ،‬حال و آینده و محاسبه سرانه تولید فاضالب‪.‬‬
‫► محاسبه میزان نشت آب و آب باران غیر مجاز ورودی به شبکه‪.‬‬
‫► تهیه مبانی فنی شبکه از قبیل حداقل سرعت‪ ،‬حداکثر سرعت و‪...‬‬
‫► طراحی اولیه شبکه جمع آوری فاضالب‪.‬‬
‫‪19‬‬
‫فاز دوم یا فاز طراحی‬
‫در این فاز با توجه به مطالعات فاز اول طراحی دقیق فاضالب روها و سایر‬
‫متعلقات مربوطه انجام خواهد شد‪.‬‬
‫در انتهای این فاز دستورالعمل نگهداری و بهره برداری از تاسیسات نیز به‬
‫صورت یک کتاب تهیه می گردد‪.‬‬
‫‪20‬‬
‫فاز سوم یا فاز اجرا و ساخت‬
‫پس از برگزاری مناقصه پیمانکار اجرایی طرح مشخص شده و تحت نظر‬
‫شرکت مهندس مشاور عملیات ساخت شروع می گردد‪.‬‬
‫‪21‬‬
‫فاز چهارم یا فاز بهره برداری و نگهداری‬
‫در این فاز بهره برداری از تاسیسات از طریق انتخاب پیمانکار مناسب‬
‫انجام می گیرد‪ .‬برای جلوگیری از بال استفاده ماندن شبکه جمع آوری‬
‫رعایت نکات زیر ضروری است‪:‬‬
‫► همزمانی شروع ساخت شبکه جمع آوری‪ ،‬خط انتقال و تصفیه خانه‪.‬‬
‫► اولویت بندی اجرای پروژه با توجه به مشکالت دفع فاضالب در شهر‪.‬‬
‫► اولویت در اجرای شبکه جمع آوری در مناطقی که کمترین فاصله را تا‬
‫خط اصلی انتقال فاضالب و تصفیه خانه دارند‪.‬‬
‫‪22‬‬
‫دوره طرح‬
‫سیستم های جمع آوری و تصفیه فاضالب کم کم فرسوده شده و یا به‬
‫دلیل افزایش جمعیت جوابگو نخواهند بود لذا برای هر پروژه ای دوره‬
‫طرح مشخص می گردد‪.‬‬
‫دوره طرح عبارتند از سال شروع بهره برداری از طرح تا سال پایان‬
‫استفاده از آن‪.‬‬
‫‪23‬‬
‫پارامترهای موثر بر دوره طرح‬
‫► عمر مفید تاسیسات و اجزاء متشکله سیستم جمع آوری و تصفیه‬
‫فاضالب‬
‫► سهولت و قابلیت توسعه سیستم جمع آوری و تصفیه فاضالب‪.‬‬
‫► کیفیت بهره برداری و نگهداری سیستم های مورد استفاده‪.‬‬
‫► دقت در پیش گویی ها‪.‬‬
‫► پارامترهای اقتصادی‪.‬‬
‫► و‪...‬‬
‫‪24‬‬
‫دوره طرح شبکه جمع آوری نسبت به تصفیه خانه‬
‫بطور معمول دروه طرح شبکه های جمع آوری را نسبت به تصفیه خانه‬
‫های آب و فاضالب طوالنی تر در نظر می گیرند‪.‬‬
‫توسعه تصفیه خانه همیشه ساده تر از شبکه های عظیم جمع آوری‬
‫فاضالب می باشد‪.‬‬
‫‪25‬‬
‫مطالبی در زمینه دوره طرح‬
‫► دوره طرح در تاسیسات فاضالب مابین ‪ 25‬الی ‪ 40‬سال است‪.‬‬
‫► امروزه به دلیل وجود تاسیسات مقاوم همچون ‪ PVC‬دوره طرح حداقل ‪ 30‬سال خواهد‬
‫بود‪.‬‬
‫► اگر خطول انتقال فاضالب از زمینهای بایر عبور کند می توان آن را با توجه به مسائل‬
‫اقتصادی با دو لوله کوچکتر جایگزین نمود‪.‬‬
‫‪26‬‬
‫دوره طرح پیشنهادی در سیستم های جمع آوری و تصفیه فاضالب‬
‫► شبکه جمع آوری و خطوط انتقال فاضالب ‪ 25‬الی ‪ 40‬سال‬
‫► بخشهای سازه ای ایستگاه پمپاژ ‪ 25‬الی ‪ 40‬سال‬
‫► تجهیزات ایستگاه پمپاژ ‪ 15‬الی ‪ 25‬سال‬
‫► بخشهای سازه ای تصفیه خانه ‪ 25‬الی ‪ 35‬سال‬
‫► تجهیزات ایستگاه پمپاژ ‪ 15‬الی ‪ 20‬سال‬
‫► زمین مورد نیاز برای تصفیه خانه ‪ 40‬الی ‪ 50‬سال و بعضا بیشتر‬
‫بیش از حد طوالنی شدن دوره طرح سبب کاهش دقت پیش بینی ها خواهد شد‪.‬‬
‫‪27‬‬
‫نقشه های مورد نیاز در طراحی شبکه های جمع آوری فاضالب‬
‫► نقشه های توپوگرافی‬
‫اولین قدم در طراحی سیستم های جمع آوری ثقلی تهیه نقشه های توپوگرافی است‪ .‬این نقشه ها از‬
‫طریق سازمان نقشه برداری کشور قابل تهیه است‪ .‬در برخی موارد به دلیل قدمت نقشه ها‪،‬‬
‫نقشه برداری های جدید صورت می پذیرد‪ .‬نقشه های ‪ GIS‬نیز در این زمینه بسیار مفید‬
‫فایده خواهند بود‪.‬‬
‫► نقشه های طرح تفضیلی و طرح جامع‬
‫برای طراحی شبکه جمع آوری فاضالب نیازمند وضعیت فعلی شهر و وضعیت توسعه شهر در آینده‬
‫خواهید بود‪ .‬اینچنین نقشه هایی توسط سازمان مسکن و شهرسازی و به کمک شهرداریها‬
‫قابل انجام است‪.‬‬
‫► نقشه های سایر تاسیسات شهری‬
‫برای جلوگیری از تداخل شبکه های جمع آوری فاضالب با خطول آب‪ ،‬برق‪ ،‬گاز‪ ،‬مترو و غیره باید‬
‫‪ 28‬با مراجعه به سازمانهای مربوطه نسبت به تهیه و بررس ی نقشه های آنها اقدام نمود‪.‬‬
‫فصل دوم‬
‫مطالعات جمعیتی‬
‫‪29‬‬
‫اطالعات جمعیتی گذشته‬
‫► حجم فاضالب تولیدی در هر جامعه ای بستگی به جمعیت و سرانه تولید‬
‫فاضالب دارد‪.‬‬
‫► معتبرترین منبع در زمینه آمار و جمعیت مرکز آمار و اطالعات ایران است که هر‬
‫‪ 10‬سال یک بار آمار گیری انجام می دهد‪.‬‬
‫► مرکز آمار و اطالعات ایران تحقیقات خود را در قالب یک کتابچه آماری در اختیار‬
‫عالقه مندان قرار می دهد‪.‬‬
‫► در روند مطالعات جمعیتی گذشته باید به تعداد زاد و ولود‪ ،‬مرگ و میر و میزان‬
‫مهاجرت توجه نمود‪.‬‬
‫‪30‬‬
‫افزایش جمعیت‬
‫► افزایش جمعیت تابعی از رشد طبیعی و مهاجرت است‪.‬‬
‫► رشد طبیعی عبارتند از تفاضل والدت و مرگ و میر در جامعه‪.‬‬
‫► رشد طبیعی می تواند مثبت و یا منفی باشد‪.‬‬
‫رشد کل جمعیت = رشد طبیعی ‪ +‬میزان مهاجرت‬
‫منظور از مهاجرت جابجایی جمعیت از یک منطقه جغرافیایی به منطقه دیگر است‪.‬‬
‫‪31‬‬
‫نکاتی پیرامون پیش بینی جمعیت‬
‫► در پیش بینی جمعیت آینده باید طرحهای کنترل جمعیت اجرا شده‬
‫توسط دولت نیز در نظر گرفته شود‪.‬‬
‫► در شهرهای توریستی و باستانی عالوه بر جمعیت ثابت باید جمعیت‬
‫متحرک (توریست) نیز در نظر گرفته شود‪.‬‬
‫جمعیت ثابت × ‪ 2/0‬الی ‪ = 1/0‬توریست روزانه‬
‫جمعیت ثابت × ‪ 8/0‬الی ‪ = 5/0‬توریست فصلی‬
‫‪32‬‬
‫روشهای پیش بینی جمعیت‬
‫► روش حسابی‬
‫► روش هندس ی‬
‫‪33‬‬
‫روش حسابی پیش بینی جمعیت در آینده‬
‫روش حسابی همان روش خطی است که ضریب رشد جمعیت به صورت یکنواخت طبق معادله‬
‫زیر در نظر گرفته می شود‪:‬‬
‫در این معادله ‪:‬‬
‫‪n  o  nro‬‬
‫‪pn‬جمعیت در سال شروع بهره برداری‬
‫‪ po‬جمعیت در سال ‪n‬ام‬
‫‪ r‬ضریب رشد جمعیت بر حسب درصد در سال‬
‫‪ n‬تعداد سالهای مورد نظر‬
‫‪34‬‬
‫روش هندس ی پیش بینی جمعیت در آینده‬
‫در این روش رشد سالیانه جمعیت به صورت تصاعدی طبق معادله زیر در نظر گرفته می شود‪:‬‬
‫‪n‬‬
‫)‪n  o (1 r‬‬
‫در این معادله ‪:‬‬
‫‪pn‬جمعیت در سال شروع بهره برداری‬
‫‪ po‬جمعیت در سال ‪n‬ام‬
‫‪ r‬ضریب رشد جمعیت بر حسب درصد در سال‬
‫‪ n‬تعداد سالهای مورد نظر‬
‫‪35‬‬
‫کدام روش پیش بینی جمعیت در آینده مناسب تر است‬
‫► مطالعات مختلف نشان داده است که ضریب رشد جمعیتی ایران با‬
‫روش هندس ی بیشتر تطابق دارد‪.‬‬
‫► در مطالعات جمعیتی برای دقت بیشتر می توان از میانگین نتایج‬
‫هندس ی و حسابی بطور هم زمان استفاده نمود‪.‬‬
‫► نتایج محاسبات ناش ی از روش هندس ی جمعیت بیشتری را نشان خواهد‬
‫داد‪.‬‬
‫‪36‬‬
‫مثال‪ :‬جمعیت شهری را در ‪ 10‬سال آینده مشخص نمایید در صورتی که‬
‫جمعیت فعلی آن ‪ 58000‬نفر و ضریب رشد سالیانه آن دو و یک دهم درصد‬
‫‪.‬‬
‫باشد‬
‫روش هندس ی‪:‬‬
‫‪58000‬‬
‫‪(1 0/ 021‬‬
‫‪)  71397‬‬
‫‪10‬‬
‫روش حسابی‪:‬‬
‫‪58000‬‬
‫‪ 100/ 021 58000‬‬
‫‪ 70180‬‬
‫در برخی موارد می توان از برآوردهای جمعیتی ‪ 5‬ساله استفاده نمود‪ .‬این مورد در‬
‫زمینه طرح هایی که به صورت فاز به فاز انجام خواهند شد کاربرد دارد‪.‬‬
‫‪37‬‬
‫تراکم جمعیت‬
‫► جهت محاسبه جمعیت تحت پوشش هر لوله فاضالب رو اطالع از‬
‫مساحت تحت پوشش و جمعیت ساکن در آن ضروری است‪.‬‬
‫► تعداد افرادی که در واحد مساحت (هکتار) زندگی می کنند را تراکم‬
‫جمعیت می نامند‪.‬‬
‫‪38‬‬
‫عوامل موثر بر تراکم جمعیتی‬
‫► مساحت شهر‬
‫► جمعیت شهر‬
‫► وجود فضای سبز و باغات‬
‫► نوع ساختمانها از نظر آپارتمانی بودن یا ویالیی بودن‬
‫► الگوی ساخت و ساز و سیاستهای توسعه افقی و عمودی شهر‬
‫► وضعیت اقتصادی جامعه‬
‫► و‪...‬‬
‫‪39‬‬
‫تقسیم بندی شهر از نظر تراکم‬
‫► نواحی با تراکم جمعیت پایین‬
‫► نواحی با تراکم جمعیت متوسط‬
‫► نواحی با تراکم جمعیت باال‬
‫معیار تقسیم بندی تراکم شهر به حداکثر و حداقل تراکم محاسبه شده‬
‫در یک منطقه بستگی دارد‪.‬‬
‫‪40‬‬
‫محاسبه تراکم جمعیت‬
‫با در دست داشتن مساحت و جمعیت شهر و به کمک فرمول زیر می توان تراکم‬
‫جمعیت یک شهر را محاسبه نمود‪:‬‬
‫تراکم جمعیت بر حسب هکتار =‬
‫‪P‬‬
‫‪A‬‬
‫که در آن ‪ P‬جمعیت بر حسب نفر و ‪ A‬مساحت بر حسب هکتار خواهد بود‪.‬‬
‫‪41‬‬
‫مثال‪ :‬در شهری با با مساحت ‪ 2200‬هکتار و جمعیت ‪ 248600‬نفر تراکم جمعیت چه‬
‫میزان خواهد بود؟‬
‫نفر در هکتار‬
‫‪42‬‬
‫‪248600‬‬
‫‪ 113‬‬
‫‪2200‬‬
‫تراکم جمعیت خالص و ناخالص‬
‫وجود باغات و فضاهای سبز می تواند منجر به کاهش تراکم جمعیت گردد‪ .‬لذا می‬
‫توان جمعیت را به صورت زیر به دو حالت خالص و نا خالص تقسیم نمود‪:‬‬
‫► جمعیت کل شهر تقسیم بر کل مساحت شهر (تراکم ناخالص)‪.‬‬
‫► جمعیت شهر تقسیم بر مساحت کل شهر بدون محاسبه باغات و پارکها و‬
‫فضاهای سبز عمده شهری (تراکم خالص)‪.‬‬
‫در نظر گرفتن تراکم خالص زمانی است که ‪ 25‬درصد سطح یک شهر را فضای سبز و‬
‫آن هم به صورت متمرکز تشکیل داده باشد‪ .‬در غیر این صورت پارکها و بلوارها‬
‫در تمام سطح شهر به صورت یکنواخت پراکنده اند‪.‬‬
‫‪43‬‬
‫تراکم خالص و ناخالص را برای شهری با جمعیت ‪ 670000‬و مساحت ‪ 5250‬هکتار‬
‫که ‪ 1700‬هکتار آن زیر پوشش باغات و پارکها می باشد را محاسبه نمایید‪.‬‬
‫تراکم جمعیت خالص‪:‬‬
‫‪670000‬‬
‫‪ 127/ 6‬‬
‫‪5250‬‬
‫تراکم جمعیت ناخالص‪:‬‬
‫‪670000‬‬
‫‪ 188/ 7‬‬
‫‪5250‬‬
‫‪ 1700‬‬
‫همانطور که مشخص است درصورت استفاده از جمعیت خالص در مناطق پرتراکم این شهر به‬
‫جای عدد ‪ 188‬از عدد ‪ 127‬استفاده می شد‪ .‬لذا طراحی با مشکالتی مواجه می گشت‪.‬‬
‫‪44‬‬
‫تراکم جمعیت در سال مبداء و مقصد‬
‫تراکم جمعیت در سال مبداء‪ :‬جمعیت در سال مبداء تقسیم بر مساحت‬
‫شهر در سال مبداء‬
‫تراکم جمعیت در سال مقصد‪ :‬جمعیت در سال مقصد تقسیم بر‬
‫مساحت شهر در سال مقصد‪.‬‬
‫‪45‬‬
‫مثال‪ :‬شهری در حال حاضر ‪ 770‬هکتار مساحت و ‪ 139370‬نفر جمعیت دارد‪ .‬برسس ی های شهر‬
‫سازی نشان می دهد در ‪ 30‬سال آینده مساحت شهر ‪ 1050‬هکتار و نرخ رشد جمعیت طی ‪ 30‬سال‬
‫آینده بطور متوسط دو و یک دهم درصد بیش بینی شده است‪ .‬تراکم جمعیت در سال مبداء و‬
‫مقصد را در طوره طرح ‪ 30‬ساله محاسبه نمایید‪.‬‬
‫► تراکم جمعیت در سال مبداء‪:‬‬
‫‪139370‬‬
‫‪ 181‬‬
‫‪770‬‬
‫► جمعیت شهر در ‪ 30‬سال آینده‪:‬‬
‫► تراکم جمعیت در سال مقصد‪:‬‬
‫‪46‬‬
‫‪2/ 1 30‬‬
‫‪139370‬‬
‫‪(1‬‬
‫‪)  259981‬‬
‫‪100‬‬
‫‪259981‬‬
‫‪ 247/ 6‬‬
‫‪1050‬‬
‫فصل سوم‬
‫تولید فاضالب‬
‫‪47‬‬
‫فاضالب شهری‬
‫► در شبکه های مجزا مجموعه ای از فاضالبهای خانگی‪ ،‬عمومی‪ ،‬اداری‪،‬‬
‫تجاری‪ ،‬صنعتی‪ ،‬نشتاب و آب باران غیر مجاز جریان دارد‪.‬‬
‫► فاضالب را در مواقع غیر بارانی‪ ،‬جریان در هوای خشک )‪ (DWF‬می‬
‫نامند‪.‬‬
‫► فاضالب را در مواقع بارانی‪ ،‬جریان در هوای مرطوب )‪ (WWF‬می‬
‫نامند‪.‬‬
‫‪48‬‬
‫فاضالب خانگی‬
‫► میزان فاضالب تولیدی در هر جامعه ای تابعی از میزان آب مصرفی آن‬
‫جامعه می باشد‪.‬‬
‫► آب مصرفی هم خود تابعی از شرایط اقلیمی‪ ،‬اقتصادی‪ ،‬فرهنگی‪،‬‬
‫اجتماعی‪ ،‬اداب و رسوم‪ ،‬سطح بهداشت و زندگی مردم است‪.‬‬
‫► بیش از ‪ 70‬درصد فاضالب شهری را فاضالب خانگی نشکیل می دهد‪.‬‬
‫‪49‬‬
‫سرانه تولید فاضالب‬
‫► متوسط سرانه مصرف آب در شهرهای ایران ‪ 150‬الی ‪ 220‬لیتر در‬
‫شبانه روز به ازای هر نفر می باشد‪.‬‬
‫► متوسط سرانه مصرف آب در روستاهای ایران ‪ 80‬الی ‪ 120‬لیتر در‬
‫شبانه روز به ازای هر نفر می باشد‪.‬‬
‫► مقدار ضریب تبدیل آب به فاضالب در ایران مابین ‪ 70‬الی ‪ 90‬درصد و‬
‫بطور متوسط ‪ 80‬درصد می باشد‪.‬‬
‫‪50‬‬
‫محاسبه سرانه تولید فاضالب‬
‫‪CS  CW  f‬‬
‫‪ CS‬سرانه تولید فاضالب‬
‫‪ CW‬سرانه مصرف آب‬
‫‪ f‬ضریب تبدیل آب به فاضالب که معموال ‪ 80‬درصد درنظر گرفته می شود‪.‬‬
‫‪51‬‬
‫مثال‪ :‬در جامعه ای که سرانه مصرف آب برابر با ‪ 200‬لیتر در شبانه روز‬
‫است و با احتساب ضریب تبدیل آب به فاضالب ‪ 0/8‬سرانه تولید‬
‫فاضالب را محاسبه نمایید‪.‬‬
‫‪2000/ 8  160‬‬
‫‪Lpcd‬‬
‫‪52‬‬
‫استاندارد سرانه مصرف آب ایران‬
‫طبق دستورالعمل سازمان مدیریت و برنامه ریزی حداقل مصرف آب در‬
‫ایران ‪ 75‬لیتر در شبانه روز به ازای هر نفر و حداکثر آن نیز ‪ 150‬لیتر در‬
‫شبانه روز به ازای هر نفر می باشد‪.‬‬
‫اگر مصرف آب شامل مصارف فضای سبز و اتالف آب نیز باشد ضریب‬
‫تبدیل آب به فاضالب کمتر از مقادیر ذکر شده خواهد شد‪.‬‬
‫‪53‬‬
‫محاسبه سرانه مصرف آب‬
‫► اولین قدم برای محاسبه سرانه مصرف آب بررس ی اطالعات مصرف‬
‫آب مشترکین شرکت آب و فاضالب در بخش انفورماتیک است‪.‬‬
‫► هرچه اطالعات طوالنی تری در این زمینه وجود داشته باشد سرانه‬
‫محاسبه شده دقیق تر خواهد بود‪.‬‬
‫► حداقل دوره مورد نیاز جهت بررس ی و محاسبه سرانه مصرف آب ‪12‬‬
‫ماه می باشد‪.‬‬
‫► با توجه به اینکه شرکتهای آب و فاضالب از ‪ 1370‬به بعد تاسیس‬
‫شدند لذا تا کنون اطالعات کافی جمع آوری شده است‪.‬‬
‫‪54‬‬
‫محاسبه سرانه مصرف آب‬
‫► روش ساده‬
‫درصورت مشخص بودن مصرف آب در یک دوره معیین (حداقل یک ساله) و‬
‫مشخص بودن جمعیت از فرمول زیر می توان سرانه را مشخص نمود‪:‬‬
‫‪Q  1000‬‬
‫‪CW ‬‬
‫‪P  365‬‬
‫‪ CW‬متوسط مصرف سرانه بر حسب لیتر در روز به ازاء هر نفر )‪(Lpcd‬‬
‫‪ Q‬دبی کل مصرف آب بر حسب متر مکعب در سال‬
‫‪ P‬تعداد جمعیت مصرف کننده آب‬
‫‪55‬‬
‫نکاتی در زمینه روش ساده تعیین سرانه مصرف‬
‫► از روش ساده تعیین سرانه مصرف آب فقط می توان در شهرکها و‬
‫شهرهای کوچک استفاده نمود‪.‬‬
‫► این روش در شهرهایی که جمعیت زیاد داشته و اطالعات جمعیتی‬
‫دقیقی در آنها وجود ندارد خطای زیادی دارد‪.‬‬
‫► پیشنهاد می شود برای پروژهای واقعی از روش نمونه گیری تصادفی‬
‫استفاده شود‪.‬‬
‫‪56‬‬
‫مثال‪ :‬شهرکی ‪ 4500‬نفره در طول یک سال گذشته ‪ 262800‬متر مکعب‬
‫آب مصرف نموده است‪ .‬متوسط سرانه مصرف آب را در طول یک سال‬
‫مشخص نمایید‪.‬‬
‫‪262800‬‬
‫‪ 1000‬‬
‫‪CW ‬‬
‫‪ 160‬‬
‫‪Lpcd‬‬
‫‪4500‬‬
‫‪ 365‬‬
‫‪57‬‬
‫تعیین سرانه مصرف آب از روش نمونه گیری تصادفی‬
‫► در این روش قبض آب تعدادی از مشترکین به صورت تصادفی انتخاب‬
‫شده و بررس ی می گردد‪.‬‬
‫► در شهرهایی با کمتر از ‪ 5000‬نفر جمعیت ‪ 20‬الی ‪ 25‬درصد قبضها و در‬
‫شهرهایی با جمعیت بیش از ‪ 500000‬نفر جمعیت حداقل ‪ 1‬درصد‬
‫قبضها بررس ی می گردند‪.‬‬
‫► برای تعیین سرانه مصرف آب می توان از فرمول های موجود در این‬
‫زمینه استفاده نمود‪.‬‬
‫‪58‬‬
‫تعیین سرانه مصرف آب از روش نمونه گیری تصادفی‬
‫پس از انجام مطالعات اولیه از طریق معادالت زیر می توان سرانه مصرف آب را‬
‫تعیین نمود‪:‬‬
‫‪ N‬تعداد مشترکین انتخاب شده‬
‫‪ F‬بعد انشعاب (تعداد خانوارهایی که از یک انشعاب استفاده می کنند)‪.‬‬
‫‪ E‬بعد خانوار (تعداد افرادی که در یک خانواده زندگی می کنند)‪.‬‬
‫‪Q  1000‬‬
‫‪CW ‬‬
‫‪P  365‬‬
‫‪P  NFE‬‬
‫اطالعات موجود نشان می دهد که بعد خانوار در شهرهای ایران چهار و نیم نفر و در روستاها ‪5‬‬
‫نفر می باشد‪.‬‬
‫‪59‬‬
‫مثال‪ :‬شهری با جمعیت ‪ 135000‬نفر و تعداد کل ‪ 16600‬فقره انشعاب موجود می‬
‫باشد‪ 5 .‬درصد انشعابات (‪ 830‬فقره) مورد بررس ی قرار گرفته و مقدار مصرف آنها‬
‫برابر با ‪ 417250‬متر مکعب براورد شده است‪ .‬با در نظر گرفتن بعد انشعاب برابر با‬
‫یک و هشت دهم و بعد خانوار برابر چهار و نیم سرانه مصرف آب را محاسبه نمایید‪.‬‬
‫‪P  830 1/ 8 4/ 5  6723‬‬
‫‪417250‬‬
‫‪ 1000‬‬
‫‪ 170‬‬
‫‪6723‬‬
‫‪ 365‬‬
‫‪60‬‬
‫فاضالب اماکن عمومی‪ ،‬اداری و تجاری‬
‫عالوه بر مصارف خانگی در شهرها مصارف تجاری‪ ،‬اداری و عمومی نیز وجود دارد‪.‬‬
‫لذا محاسبه آنها نیز از اهمیت باالیی بر خوردار است‪.‬‬
‫‪M‬‬
‫‪CW ‬‬
‫‪0/ 8 1000‬‬
‫‪P N‬‬
‫‪ P‬کل جمعیت شهر‬
‫‪ N‬تعداد روزهای مصرف‬
‫‪ M‬کل مصرف آب مراکز عمومی‪ ،‬اداری‪ ،‬تجاری در یک دوره آماری معین‬
‫‪61‬‬
‫محاسبه سرانه مصرف آب در سال پایان دوره طرح‬
‫با گذشت زمان در کشورهای در حال توسعه سطح بهداشت و در کنار آن مصرف‬
‫آب افزایش خواهد یافت‪ .‬این افزایش می تواند معادل نیم درصد در سال باشد‪.‬‬
‫‪Wn  W0  n  r W0‬‬
‫‪ Wn‬سرانه مصرف آب یا تولید فاضالب در سال ‪n‬ام مورد نظر بر حسب ‪Lpcd‬‬
‫‪ W0‬سرانه مصرف آب یا تولید فاضالب در سال مبداء بر حسب ‪Lpcd‬‬
‫‪ n‬تعداد سالهای مورد نظر (دوره طرح)‬
‫‪ r‬نرخ رشد ساالنه سرانه مصرف آب یا تولید فاضالب بر حسب درصد‬
‫‪62‬‬
‫مثال‪ :‬جامعه ای سرانه مصرف آن در حال حاضر ‪ 190‬لیتر در روز است‪ .‬نرخ رشد سالیانه مصرف‬
‫آب در این جامعه نیم درصد است‪ .‬همچنین ضریب تبدیل آب به فاضالب نیز در این جامعه ‪80‬‬
‫درصد می باشد‪ .‬سرانه مصرف آب و تولید فاضالب در ‪ 30‬سال بعد را مشخص نمایید‪.‬‬
‫سرانه مصرف آب در ‪ 30‬سال بعد‪:‬‬
‫‪0/ 5‬‬
‫‪W30  190 30‬‬
‫‪ 190 218/ 5Lpcd‬‬
‫‪100‬‬
‫سرانه تولید فاضالب در ‪ 30‬سال بعد‪:‬‬
‫‪218/ 50/ 8  174/ 8Lpcd‬‬
‫‪63‬‬
‫تقسیم بندی مناطق شهر بر حسب سرانه مصرف آب‬
‫► مناطق با مصرف سرانه پایین (کمتر از ‪ 120‬لیتر در روز)‬
‫► مناطق با مصرف سرانه متوسط (مابین ‪ 120‬الی ‪ 220‬لیتر در روز)‬
‫► مناطق با مصرف سرانه باال (بیش از ‪ 220‬لیتر در روز)‬
‫در اکثر مناطق میزان تراکم جمعیت با مصرف سرانه آب رابطه معکوس‬
‫دارد‪.‬‬
‫این تقسیم بندی مختص شهرهای بزرگ می باشد‪.‬‬
‫‪64‬‬
‫فاضالب صنعتی‬
‫فاضالب تولیدی در صنایع به دو بخش زیر تقسیم می شوند‪:‬‬
‫► فاضالب تاسیسات بهداشتی یا اصطالحا فاضالب بهداشتی‬
‫► فاضالب فرایندی (بعضا نیازمند پیش تصفیه می باشند)‬
‫‪65‬‬
‫روشهای محاسبه میزان فاضالب صنعتی‬
‫► محاسبه سرانه کل تولید فاضالب با در نظر گرفتن فاضالب صنعتی‬
‫► روش جمعیت معادل هیدرولیکی )‪(HPE‬‬
‫► روش موضعی‬
‫‪66‬‬
‫محاسبه سرانه کل تولید فاضالب با در نظر گرفتن فاضالب‬
‫صنعتی‬
‫سرانه کل تولید فاضالب = سرانه تولید فاضالب خانگی و عمومی ‪ +‬سرانه تولید فاضالب صنعتی‬
‫کل فاضالب صنعتی تولیدی در‬
‫محدوده شهر بر حسب متر مکعب در‬
‫روز‬
‫‪× 1000‬‬
‫‪67‬‬
‫جمعیت شهر‬
‫= سرانه تولید فاضالب صنعتی‬
‫روش جمعیت معادل هیدرولیکی‬
‫‪ HPE‬یعنی هر کارخانه معادل چند نفر فاضالب تولید می نماید‪.‬‬
‫در این روش پس از تعین مقدار جمعیت معادل آن را به جمعیت کل شهر‬
‫اضافه می نماییم‪.‬‬
‫دبی فاضالب صنعتی بر حسب متر‬
‫مکعب در روز‬
‫‪× 1000‬‬
‫سرانه تولید فاضالب بر حسب‬
‫‪Lpcd‬‬
‫‪68‬‬
‫= ‪HPE‬‬
‫روش موضعی تعیین مقدار فاضالب صنعتی‬
‫کارخانجاتی که دبی فاضالب بسیار زیادی داشته باشند بر روی قطر لوله‬
‫فاضالب رو به صورت موضعی تاثیر زیادی دارند‪.‬‬
‫دبی این فاضالب با دبی متوسطی که برای شهر محاسبه خواهد شد‪،‬‬
‫فقط در پایین دست لوله جمع آوری مربوطه با آن جمع خواهد شد‪.‬‬
‫‪69‬‬
‫نشتاب‬
‫مجموعه آبهای ورودی به فاضالب روها که از طریق اتصاالت‪ ،‬شکستگی‬
‫ها و پوسیدگی ها‪ ،‬دیواره آدم روها و محل اتصال انشعابات منازل به‬
‫شبکه وارد می گردد را نشتاب گویند‪.‬‬
‫در محاسبه حداکثر دبی موجود در فاضالب روها باید این میزان نیز در نظر‬
‫گرفته شود‪.‬‬
‫‪70‬‬
‫فاکتورهای اثر گذار بر روی مقدار نشتاب‬
‫► طول شبکه‬
‫► قطر لوله های فاضالبرو‬
‫► مساحت تحت پوشش شبکه‬
‫► نوع و تعداد اتصاالت‬
‫► جنس لوله های فاضالبرو‬
‫► شرایط خاک‬
‫► سطح آبهای زیر زمینی‬
‫► عمر شبکه‬
‫► جنس آدم روها‬
‫► کیفیت اجرای لوله گذاری‬
‫► تراکم جمعیت‬
‫‪71‬‬
‫واحدهای میزان نشتاب‬
‫► متر مکعب در روز به ازاء هر میلی متر قطر لوله در هر کیلومتر طول آن‬
‫► متر مکعب در روز در هکتار‬
‫► لیتر در ثانیه در هکتار‬
‫► متر مکعب در کیلومتر طول لوله در روز‬
‫‪72‬‬
‫مقدار نشتاب بر اساس رهنمودهای صنعت آب ایران‬
‫► در مناطقی که سطح آب زیر زمینی پایین است ‪ 15‬الی ‪ 30‬متر مکعب بر‬
‫کیلومتر در روز‬
‫► در مناطقی که سطح آب زیر زمینی باال است ‪ 30‬الی ‪ 120‬متر مکعب بر‬
‫کیلومتر در روز‬
‫‪73‬‬
‫آب باران غیر مجاز ورودی به فاضالبروها‬
‫ُ‬
‫ُ‬
‫بطور معمول مقداری از آب باران روزانه از طرق مختلف وارد شبکه های‬
‫فاضالب می شوند که به آنها آب باران غیر مجاز می گویند‪.‬‬
‫‪74‬‬
‫عوامل موثر بر میزان تخلیه آب باران به شبکه فاضالب‬
‫► نفوذ ناپذیر بودن زمین در منطقه و عدم امکان حفر چاه جاذب‪.‬‬
‫► باال بودن سطح آبهای زیر زمینی در بعض ی مناطق مانع حفر چاه جاذب می باشد‪.‬‬
‫► عدم وجود سیستم جمع آوری آبهای سطحی در سطح شهر‪.‬‬
‫► وجود ساختمانهای قدیمی در بافتهای قدیمی شهر‪.‬‬
‫‪75‬‬
‫محاسبه دبی سیالب‬
‫‪Q  0/ 00278‬‬
‫‪CIA‬‬
‫‪ Q‬دبی سیالب بر حسب متر مکعب در ثانیه‬
‫‪ C‬ضریب رواناب که با توجه به نوع پوشش سطوح و معابر متفاوت است‪.‬‬
‫‪ I‬شدت بارندگی بر حسب میلی متر در ساعت‪.‬‬
‫‪ A‬مساحت حوزه بر حسب هکتار‬
‫‪76‬‬
‫شدت بارش‬
‫مطالعات انجام شده در شهر تهران معادله زیر را برای تعیین شدت بارش‬
‫مشخص نموده اند‪:‬‬
‫) ‪(1/ 94370/ 5459log t‬‬
‫‪I  10‬‬
‫‪ I‬شدت بارندگی بر حسب میلیمتر در ساعت‬
‫‪ t‬مدت زمان بارش بر حسب دقیقه‬
‫در مورد سایر شهرها باید با مراجعه به سازمان هوا شناس ی منطقه نسبت به‬
‫اخذ معادالت و یا نمودارهای مربوطه اقدام نمود‪.‬‬
‫‪77‬‬
‫دوره بازگشت‬
‫با افزایش دوره بازگشت میزان اطمینان به سیستم بیشتر شده لیکن‬
‫هزینه ها افزایش می یابد‪.‬‬
‫► دوره بازگشت فاضالبروهای فرعی ‪ 2‬سال‬
‫► دوره بازگشت شبکه های اصلی و نیمه اصلی ‪ 5‬سال‬
‫► دوره بازگشت خط انتقال ‪ 10‬الی ‪ 25‬سال‬
‫‪78‬‬
‫زمان تمرکز‬
‫► مجموع مدت زمان ورود و زمان جریان را زمان تمرکز می نامند‪.‬‬
‫► زمان تمرکز برای نقاط خارج از شهر را ‪ 5‬الی ‪ 15‬دقیقه در نظر می گیرند‪.‬‬
‫برای تعیین مدت زمان تمرکز سرعت جریان را ‪ 1‬متر بر ثانیه در نظر گرفته‬
‫و در مرحله بعد با توجه به طول مسیر و لوله مدت زمان تمرکز را‬
‫محاسبه می نماییم‪.‬‬
‫‪79‬‬
‫ضریب رواناب )‪(C‬‬
‫این ضریب تعیین کننده مقدار آب بارانی است که بر روی سطح زمین جریان یافته‪.‬‬
‫عامل اصلی تعیین مقدار این ضریب جنس سطح می باشد‪.‬‬
‫‪A1C1  A2C2  ...‬‬
‫‪Cm ‬‬
‫‪A1  A2  ...‬‬
‫‪ A‬مساحت منطقه‬
‫‪ C‬ضریب رواناب برای هر منطقه‬
‫‪ Cm‬ضریب رواناب متوسط برای کل حوزه آبریز‬
‫‪80‬‬
‫اگر اطالعات کافی در زمینه مساحت مناطق مختلف در دسترس نباشد می توان ‪C‬‬
‫را بطور متوسط برابر با شصد و پنج صدم الی هفت دهم در نظر گرفت‪.‬‬
‫مثال‪ :‬در حوزه آبریزی به مساحت ‪ 5‬هکتار در شهر تهران زمان تداوم بارندگی ‪60‬‬
‫دقیقه سیالب را برای دوره بازگشت دو ساله محاسبه نمایید‪ .‬مقدار ضریب ‪ C‬را‬
‫شصد و پنج صدم در نظر بگیرید‪.‬‬
‫► محاسبه شدت بارندگی‬
‫) ‪(1/ 94370/ 5459log t‬‬
‫‪I  10‬‬
‫)‪I  10(1/ 94370/ 5459log 60‬‬
‫‪I  9/ 4mm / h‬‬
‫► محاسبه دبی سیالب‬
‫‪Q  0/ 00278‬‬
‫‪CIA‬‬
‫‪Q  0/ 00278‬‬
‫‪0/ 65 9/ 4 5‬‬
‫‪m3‬‬
‫‪Q  0/ 0849‬‬
‫‪sec‬‬
‫‪81‬‬
‫روش اول محاسبه میزان آب باران غیر مجاز‬
‫►‬
‫►‬
‫►‬
‫►‬
‫درصد منازل مسکونی که آب باران آنها به فاضالبروها می ریزد مشخص می گردد‪.‬‬
‫مساحت پشت بامهای منازل فوق محاسبه می گردد‪.‬‬
‫مساحت بدست آمده در مرحله قبل را در معادله سیالب می گزاریم‪.‬‬
‫دبی سیالب محاسبه شده را بر مساحت کل شهر تقسیم می کنیم‪.‬‬
‫بطور معمول دو نیم الی ‪ 5‬درصد آب باران منازل به شبکه های فاضالب رو تخلیه می گردد‪.‬‬
‫‪82‬‬
‫روش دوم محاسبه میزان آب باران غیر مجاز‬
‫بطور متوسط می توان ‪ 40‬الی ‪ 50‬درصد دبی فاضالب خانگی را به عنوان میزان‬
‫آب باران غیر مجاز در نظر گرفت‪.‬‬
‫‪83‬‬
‫نوسانات تولید فاضالب‬
‫► علت تولید نوسانات فاضالب همانا نوسانات مصرف آب می باشد‪.‬‬
‫► نوسانات می تواند به صورت فصلی‪ ،‬ماهیانه‪ ،‬هفتگی‪ ،‬روزانه و ساعتی باشد‪.‬‬
‫► نوسانات ساعتی نقش مهمی در طراحی شبکه های فاضالب رو دارد‪.‬‬
‫► سرعت جریان فاضالب باید بیش از مقداری باشد که امکان ته نشینی مواد به وجود آید‪.‬‬
‫► میزان نشتاب ورودی به فاضالب روها تقریبا ثابت است‪.‬‬
‫► آب باران غیر مجاز در مواقع بارندگی حداکثر خواهد بود‪.‬‬
‫► پیک اول تولید فاضالب اوایل صبح می باشد‪.‬‬
‫► پیک دوم تولید فاضالب اوایل شب می باشد‪.‬‬
‫► تعداد جمعیت و نوسانات تولید فاضالب با یکدیگر نسبت عکس دارند‪.‬‬
‫‪84‬‬
‫محاسبه ضریب حداقل و حداکثر تولید فاضالب‬
‫‪ P‬جمعیت تحت پوشش بر حسب هزار نفر‬
‫‪5‬‬
‫‪P 0.167‬‬
‫‪K max ‬‬
‫‪P 0.167‬‬
‫‪K min ‬‬
‫‪5‬‬
‫از معادالت فوق زمانی استفاده می گردد که تصفیه خانه فاضالب فعال و نتایج حاصل از‬
‫دبی سنجی عملی وجود نداشته باشد‪.‬‬
‫‪85‬‬
‫ضریب حداکثر بین یک و نیم الی ‪ 6‬می باشد‪.‬‬
‫محاسبه ضرایب حداقل و حداکثر در شهرهای دارای‬
‫تصفیه خانه‬
‫ضریب حداقل‪ :‬دبی حداقل تقسیم بر دبی متوسط‬
‫ضریب حداکثر‪ :‬دبی حداکثر تقسیم بر دبی متوسط‬
‫‪86‬‬
‫مثال‪:‬‬
‫اگر دبی متوسط‪ ،‬حداقل و حداکثر ورودی به یک تصفیه خانه برابر با‬
‫‪ 140 ،200‬و ‪ 450‬متر مکعب در ساعت باشد ضرایب حداقل و‬
‫حداکثر را محاسبه نمایید‪.‬‬
‫‪87‬‬
‫ضریب حداقل‬
‫‪140‬‬
‫‪ 0 .7‬‬
‫‪200‬‬
‫ضریب حداکثر‬
‫‪450‬‬
‫‪ 2.25‬‬
‫‪200‬‬
‫محاسبات دبی فاضالب‬
‫شبکه فاضالب باید جوابگوی شرایط فعلی و آینده باشد‪ .‬لذا ظرفیت‬
‫تولید فاضالب در هر دو شرایط بایست مشخص گردد‪.‬‬
‫‪88‬‬
‫فرمولهای محاسبه دبی در سال ابتدای دوره طرح‬
‫شبکه فاضالب باید جوابگوی شرایط فعلی و آینده باشد‪ .‬لذا ظرفیت‬
‫تولید فاضالب در هر دو شرایط بایست مشخص گردد‪.‬‬
‫‪QAve1  A  B‬‬
‫‪Q Ave1‬‬
‫‪QMin1‬‬
‫‪QMax 1d‬‬
‫‪QMax 1w‬‬
‫‪K Max 1‬‬
‫‪K Min1‬‬
‫‪89‬‬
‫‪B‬‬
‫‪C‬‬
‫‪A‬‬
‫دبی متوسط در سال ابتدا‬
‫دبی حداقل در سال ابتدا‬
‫دبی حداکثر در شرایط غیر بارانی در سال ابتدا‬
‫دبی حداکثر در شرایط بارانی در سال ابتدا‬
‫ضریب حداقل در سال ابتدا‬
‫ضریب حداکثر در سال ابتدا‬
‫میزان نشتاب‬
‫آب باران غیر مجاز‬
‫دبی فاضالب خانگی و عمومی سال ابتدا‬
‫‪QMin1  A  K Min1  B‬‬
‫‪QMax1d  A  K Max1  B‬‬
‫‪QMax1w  A  K Max1  B  C‬‬
‫فرمولهای محاسبه دبی در سال مقصد دوره طرح‬
‫شبکه فاضالب باید جوابگوی شرایط فعلی و آینده باشد‪ .‬لذا ظرفیت‬
‫تولید فاضالب در هر دو شرایط بایست مشخص گردد‪.‬‬
‫‪QAve2  D  E‬‬
‫‪Q Ave2‬‬
‫‪QMin 2‬‬
‫‪QMax 2d‬‬
‫‪QMax 2w‬‬
‫‪K Max 2‬‬
‫‪K Min 2‬‬
‫‪90‬‬
‫‪D‬‬
‫‪E‬‬
‫‪C‬‬
‫دبی متوسط در سال مقصد‬
‫دبی حداقل در سال مقصد‬
‫دبی حداکثر در شرایط غیر بارانی در سال مقصد‬
‫دبی حداکثر در شرایط بارانی در سال مقصد‬
‫ضریب حداقل در سال مقصد‬
‫ضریب حداکثر در سال مقصد‬
‫دبی فاضالب خانگی و عمومی سال مقصد‬
‫میزان نشتاب‬
‫آب باران غیر مجاز‬
‫‪QMin2  D  K Min2  E‬‬
‫‪QMax 2d  D  K Max 2  E‬‬
‫‪QMax 2w  D  K Max 2  E  C‬‬
‫مثال‪ :‬با توجه به اطالعات زیر شرایط ابتدا و انتهای دوره را محاسبه نمایید‪.‬‬
‫جمعیت سال مبداء‪ 3250 :‬نفر‬
‫جمعیت سال مقصد‪ 5389 :‬نفر‬
‫‪QAve1  6/ 95 1/ 73 8/ 7‬‬
‫سرانه تولید فاضالب در سال مبداء‪ 185 :‬لیتر در روز‬
‫سرانه تولید فاضالب در سال مقصد‪ 212/7 :‬لیتر در روز‬
‫‪QMin1  6/ 95 0/ 24 1/ 73 3/ 4‬‬
‫مساحت تحت پوشش ‪ 5‬هکتار‬
‫‪QMax1d  6/ 95 4/ 1 1/ 73 30/ 2‬‬
‫نشتاب ‪ 30‬متر مکعب در روز در هکتار‬
‫میزان آب باران غیر مجاز نیم لیتر در ثانیه در هکتار ‪QMax1w  6/ 95 4/ 1 1/ 73 2/ 5  32/ 72‬‬
‫حل‪ :‬برای سال مبداء‬
‫‪91‬‬
‫‪(3/ 25)0/ 167‬‬
‫‪K Min1 ‬‬
‫‪ 0/ 24‬‬
‫‪5‬‬
‫‪5‬‬
‫‪K Max1 ‬‬
‫‪ 4/ 1‬‬
‫‪0/ 167‬‬
‫)‪(3/ 25‬‬
‫‪3250‬‬
‫‪ 185‬‬
‫‪D‬‬
‫‪ 6/ 95‬‬
‫‪86400‬‬
‫‪30 5 1000‬‬
‫‪C‬‬
‫‪ 1/ 73‬‬
‫‪86400‬‬
‫‪H  0/ 5 5  2/ 5‬‬
‫مثال‪ :‬با توجه به اطالعات زیر شرایط ابتدا و انتهای دوره را محاسبه نمایید‪.‬‬
‫جمعیت سال مبداء‪ 3250 :‬نفر‬
‫جمعیت سال مقصد‪ 5389 :‬نفر‬
‫‪QAve2  13/ 26 1/ 73 14/ 99‬‬
‫سرانه تولید فاضالب در سال مبداء‪ 185 :‬لیتر در روز‬
‫سرانه تولید فاضالب در سال مقصد‪ 212/7 :‬لیتر در روز‬
‫‪QMin2  13/ 260/ 26 1/ 73 5/ 17‬‬
‫مساحت تحت پوشش ‪ 5‬هکتار‬
‫‪QMax 2d  13/ 26 3/ 77 1/ 73 51/ 72‬‬
‫نشتاب ‪ 30‬متر مکعب در روز در هکتار‬
‫میزان آب باران غیر مجاز نیم لیتر در ثانیه در هکتار ‪QMax 2w  13/ 26 3/ 77 1/ 73 2/ 5  54/ 22‬‬
‫حل‪ :‬برای سال مقصد‬
‫‪92‬‬
‫‪(5/ 389)0/ 167‬‬
‫‪K Min2 ‬‬
‫‪ 0/ 26‬‬
‫‪5‬‬
‫‪5‬‬
‫‪K Max 2 ‬‬
‫‪ 3/ 7‬‬
‫‪0/ 167‬‬
‫)‪(5/ 389‬‬
‫‪5389 212/ 7‬‬
‫‪B‬‬
‫‪ 13/ 26‬‬
‫‪86400‬‬
‫‪30 5 1000‬‬
‫‪E‬‬
‫‪ 1/ 73‬‬
‫‪86400‬‬
‫‪C  0/ 5 5  2/ 5‬‬
‫فصل چهارم‬
‫مبانی فنی طراحی‬
‫‪93‬‬
‫حداقل سرعت جریان فاضالب‬
‫►‬
‫►‬
‫►‬
‫►‬
‫►‬
‫►‬
‫►‬
‫►‬
‫►‬
‫►‬
‫►‬
‫►‬
‫حداقل سرعت جهت جلوگیری از رسوب گذاری می باشد‪.‬‬
‫کاهش سرعت و رسوب گزاری می تواند موجب تولید گاز خورنده و خوردگی لوله شود‪.‬‬
‫سرعت حرکت فاضالب باید به حدی باشد که باعث شستشوی لوله گردد (سرعت خودشویی)‪.‬‬
‫جهت جلوگیری از رسوب مواد آلی سرعت حداقل سه دهم متر بر ثانیه می باشد‪.‬‬
‫جهت جلوگیری از رسوب شن و ماسه سرعت حداقل شش دهم الی هفتاد و پنج صدم متر بر ثانیه می باشد‪.‬‬
‫درصورتی که سرعت حرکت فاضالب در سالهای اول بهره برداری کم باشد شستشوی مصنوعی شبکه الزم است‪.‬‬
‫درصورتی که ارتفاع رسوبات در لوله بیست و پنج درصد قطر لوله باشد‪ ،‬شستشو ضروری است‪.‬‬
‫یکی از روشهای متداول در طراحی شبکه استفاده از سرعت خودشویی می باشد‪.‬‬
‫در طول شبانه روز حداقل یک بار با توجه به تغییرات دبی سرعت باید به حد خودشویی برسد‪.‬‬
‫سرعت خودشویی در حالت غیر بارانی و برای سال اول مابین شش دهم الی هفتاد پنج صدم متر در ثانیه می باشد‪.‬‬
‫در مناطق کم شیب و در سال اول بهره برداری ممکن است سرعت خودشویی تامین نگردد لذا شستشوی دوره ای تا‬
‫رسیدن به دبی تامین کننده سرعت خودشویی الزامی است‪.‬‬
‫در برخی کشورهای اروپایی سرعت خودشویی را بر اساس دبی متوسط جریان برابر با نیم متر بر ثانیه درنظر میگیرند‪.‬‬
‫‪94‬‬
‫تصاویری از سیستمهای مدرن شستشوی فاضالبرو‬
‫‪95‬‬
‫تصاویر استفاده از واترجت جهت شستشوی‬
‫فاضالبرو‬
‫‪96‬‬
‫سیستم های سنتی شستشوی فاضالبروها‬
‫‪97‬‬
‫حداقل سرعت جریان فاضالب‬
‫سرعت خود شویی مناسب در ایران نیم متر بر ثانیه با احتساب دبی حداکثر می باشد‪.‬‬
‫در مواقعی که عمق لوله بیش از حد معمول گردد می توان از سرعت ‪ 0/3‬در ثانیه و با‬
‫انجام شستشوی مصنوعی در نظر گرفته می شود‪.‬‬
‫در طراحی شبکه های درهم سرعت خود شویی مابین ‪ 0/9‬الی ‪ 0/75‬متر بر ثانیه در نظر‬
‫گرفته می شود‪.‬‬
‫‪98‬‬
‫نمونه ای از رسوب در فاضالبرو‬
‫حداکثر سرعت در سیستم های جمع آوری فاضالب‬
‫► سرعت حداکثر به همان میزان سرعت حداقل مهم است‪.‬‬
‫► سرعت بیش از حد باعث فرسایش و سائیدگی می گردد‪.‬‬
‫► تالطم ناش ی از سرعت زیاد منجر به خروج گاز سولفید هیدروژن و خوردگی لوله‬
‫می شود‪.‬‬
‫► حداکثر سرعت مجاز در شبکه جمع آوری به جنس لوله بستگی دارد‪.‬‬
‫► لوله های بتنی فرسایش پذیرتر بوده و سرعت حداکثر کمتری را نسبت به پلی‬
‫اتیلن و سفال دارند‪.‬‬
‫► حداکثر سرعت مجاز برای لوله های بتنی ‪ 3/5‬متر در ثانیه است‪.‬‬
‫► حداکثر سرعت مجاز برای لوله های پلی اتیلن‪ ،‬فایبرگالس و سفالی برای شرایط‬
‫دبی حداکثر فاضالب و شرایط بارانی در پایان دوره طرح ‪ 5‬متر بر ثانیه است‪.‬‬
‫‪100‬‬
‫عمق نصب فاضالب رو ها‬
‫حداقل عمق فاضالبروها به ترتیب اولویت بسته به عوامل زیر است‪:‬‬
‫► وجود و یا عدم وجود زیر زمین مسکونی در شهر‪.‬‬
‫► عمق سایر تاسیسات شهری‪.‬‬
‫► بارهای ترافیکی که بعدا باید از روی لوله عبور کنند‪.‬‬
‫‪101‬‬
‫شکستگی تاج لوله در اثر بارگزاری بیش از حد‬
‫حداقل عمق لوله های جمع آوری فاضالب‬
‫►‬
‫►‬
‫►‬
‫►‬
‫►‬
‫►‬
‫►‬
‫►‬
‫عمق لوله باید در حدی باشد که فاضالب زیرزمینها بطور ثقلی جمع گردد‪.‬‬
‫ساختمانهایی که بیش از یک طبقه زیر زمین دارند باید از پمپاژ استفاده کنند‪.‬‬
‫مطالعات در تهران نشان داده است که حداقل عمق الزم برای جمع آوری فاضالب زیرزمینها ‪ 2/65‬است‪.‬‬
‫در شهرهای فاقد زیرزمین مسکونی عمق سایر تاسیسات شهری چون لوله های آب مالک عمل قرار می گیرد‪.‬‬
‫لوله های فاضالب بایست حداقل ‪ 0/5‬متر پایین تر از لوله فاضالب و با فاصله حداقل ‪ 3‬متر قرار گیرد‪.‬‬
‫بطور معمول درصورت عدم وجود زیرزمین مسکونی حداقل عمق ‪ 1/8‬الی ‪ 2‬متر در نظر گرفته می شود‪.‬‬
‫در صورت عدم امکان رعایت فاصله افقی ‪ 3‬متر باید حتما فاصله عمودی ‪ 0/5‬متر مالک عمل گرفته شود‪.‬‬
‫در کوچه های پر پیچ و خم با توجه به عمق سایر تاسیسات شهری حداقل عمق ‪ 1/5‬متر نیز در نظر میگردد‪.‬‬
‫‪103‬‬
‫حداقل شیب فاضالب روها‬
‫►‬
‫►‬
‫►‬
‫►‬
‫►‬
‫►‬
‫►‬
‫شیبی که سرعت حداقل یا سرعت خودشویی را در سال اول بهره برداری تامین نماید‪.‬‬
‫حداقل شیب تابعی از قطر فاضالبرو می باشد‪.‬‬
‫هرچه قطر فاضالبرو افزایش یابد حداقل شیب کاهش می یابد‪.‬‬
‫درصد پرشدگی نیز در تعیین حداقل شیب مورد نیاز فاضالبروها موثر است‪.‬‬
‫با توجه به مطالب فوق در یک قطر مشخص نیز با توجه به درصد پر شدگی حداقل قطر متفاوت خواهد‬
‫بود‪.‬‬
‫افزایش ضریب زبری لوله نیز باعث افزایش حداقل شیب میگردد و برعکس‪.‬‬
‫تجربه سیستم فاضالب تهران نشان داد که در اقطار ‪ 200‬و ‪ 250‬میلیمتر رعایت شیب ‪ 4‬در هزار مناسب‬
‫است‪.‬‬
‫‪104‬‬
‫حداقل شیب فاضالب روها در اقطار بزرگ‬
‫► در قطرهای بسیار بزرگ شیب را ‪ 0/8‬در هزار و یا ‪ 8‬در ده هزار پیشنهاد می دهند‪.‬‬
‫► در عمل اجرای اینچنین شیب دقیقی بسیار مشکل و در برخی موارد غیر ممکن است‪.‬‬
‫► لذا توصیه می گردد حداقل شیب اجرایی در لوله های بزرگ از ‪ 1‬در هزار متر کمتر در نظر گرفته نشود‪.‬‬
‫‪105‬‬
‫حداکثرشیب فاضالب روها‬
‫حداکثر شیب فاضالبروها شیبی است که سرعت فاضالب در مواقع حداکثر جریان‬
‫در سال مقصد از حد تعیین شده فراتر نرود‪.‬‬
‫بنابر این حداکثر شیب مورد نیاز در فاضالبروها تابعی از قطر لوله‪ ،‬دبی فاضالب و‬
‫درصد پرشدگی آن می باشد‪.‬‬
‫با توجه به اینکه از سیستم فاضالب رو در حالت پر استفاده نمی گردد اعدادی‬
‫که در برخی مراجع به عنوان حداکثر سرعت در حالت پر عنوان می گردد قابل‬
‫استفاده نخواهد بود‪.‬‬
‫‪106‬‬
‫حداقل قطر فاضالب روها‬
‫►‬
‫►‬
‫►‬
‫►‬
‫►‬
‫دلیل تعریف حداقل قطر فاضالبرو‪ ،‬جلوگیری از انسداد آن توسط ورود اجسام درشت است‪.‬‬
‫انتخاب حداقل قطر مستقل از دبی فاضالب و جمعیت تحت پوشش می باشد‪.‬‬
‫تجربه نشان داده گرفتگی لوله ها در قطر حداقل ‪ 200‬میلیمتر بسیار اندک است‪.‬‬
‫از طرف دیگر کوچک ترین قطر قابل استفاده به عنوان فاضالبرو باید از قطر انشعاب آب منازل بزرگتر‬
‫باشد‪.‬‬
‫الزم به ذکر است که متداولترین قطر انشعاب منازل ‪ 150‬میلی متر است‪.‬‬
‫با توجه به مطالب فوق بهترین گزینه برای حداقل قطر فاضالبرو ‪ 200‬میلیمتر است‪.‬‬
‫در کوچه هایی که احتمال ساخت آپارتمانهای بلند در آن می باشد حداقل قطر را می توان ‪ 250‬میلیمتر درنظر‬
‫گرفت‪ ،‬زیرا اختالف هزینه این دو تنها ‪ 5‬درصد می باشد‪.‬‬
‫‪107‬‬
‫در روستاها حداقل قطر را می توان ‪ 160‬میلی متر در نظر گرفت‪.‬‬
‫درصد پرشدگی فاضالب روها‬
‫با توجه به اینکه برآورد دقیق پارامترهای طراحی در آینده ممکن نیست لذا فاضالبروها در شرایط دبی حداکثر‬
‫بایست به صورت غیر پر جریان یابد تا ضریب اطمینانی در زمینه انتقال مناسب فاضالب حتی درصورت‬
‫وجود مقدار فاضالبی بیش از حد پیش بینی شده وجود داشته باشد‪.‬‬
‫درصد پرشدگی به صورت زیر تعریف می گردد‪:‬‬
‫درصد پرشدگی‬
‫‪D‬‬
‫‪‬‬
‫‪H‬‬
‫در معادله فوق ‪ D‬قطر لوله و ‪ H‬ارتفاع فاضالب جاری شده در لوله می باشد‪.‬‬
‫به دلیل نوسانات موجود درصد پرشدگی در فاضالبروهای کوچک کمتر از فاضالبروهای بزرگ درنظر گرفته می شود‪.‬‬
‫‪108‬‬
‫رابطه بین قطر و درصد پرشدگی فاضالبرو‬
‫تحقیقات و مطالعات مختلف محققین رابطه مابین قطر لوله و درصد پر شدگی‬
‫آن را به صورت جدول زیر نمایش می دهد‪:‬‬
‫ردیف‬
‫قطر لوله برحسب میلی متر‬
‫حداکثر درصد پرشدگی مجاز )‪(H/D‬‬
‫‪1‬‬
‫‪ 200‬الی ‪300‬‬
‫‪ 66‬درصد‬
‫‪2‬‬
‫‪ 900‬الی ‪350‬‬
‫‪ 80‬درصد‬
‫‪3‬‬
‫‪ 1000‬و بیشتر‬
‫‪ 85‬درصد‬
‫حداقل پرشدگی لوله ها برای تامین سرعت خودشویی الزم ‪ 10‬درصد است‪.‬‬
‫‪109‬‬
‫رعایت حداقل سرعت خودشویی منجر به تامین خود به خودی حداقل درصد‬
‫پرشدگی می گردد‪ .‬لذا این پارامتر در جدول محاسبات هیدرولیکی به کار گرفته نمی‬
‫شود‪.‬‬
‫ضریب بهره برداری از شبکه‬
‫از لحاظ تعریف ضریب بهره برداری از شبکه برابر است با جمعیت متصل به‬
‫شبکه به کل جمعیت‪.‬‬
‫‪Pb‬‬
‫‪Cb   100‬‬
‫‪Pt‬‬
‫ضریب بهره برداری می توان برای کل شهر و یا برای بخش ی از شهر محاسبه‬
‫نمود‪.‬‬
‫‪110‬‬
‫شرایط موثر بر مقدار ضریب بهره برداری‬
‫►‬
‫►‬
‫►‬
‫►‬
‫►‬
‫►‬
‫►‬
‫عدم امکان تخلیه ثقلی فاضالب بخشهایی از شهر‪.‬‬
‫وجود منازلی با بیش از ‪ 2‬طبقه زیر زمین‪.‬‬
‫باال بودن هزینه انشعاب فاضالب و عدم توانایی صاحبان منازل در پرداخت آن‪.‬‬
‫پایین بودن سطح آب زیر زمینی و مناسب بودن خاک برای حفر چاه جاذب‪.‬‬
‫وجود بافتهای قدیمی و سنتی در شهر‪.‬‬
‫وجود ساختمانهایی که قبال پیش بینی لوله کش ی فاضالب در آنها نشده و چندین انشعاب غیر متمرکز دارند‪.‬‬
‫پایین بودن آگاهی مردم نسبت به مزایای اخذ انشعاب فاضالب (تاثیرات بهداشتی و زیست محیطی)‪.‬‬
‫‪111‬‬
‫شرایط موثر بر افزایش مقدار ضریب بهره برداری‬
‫► افزایش سطح آگاهی مردم نسبت به مزایای دفع صحیح فاضالب‪.‬‬
‫► وضع قوانین کارآمد در زمینه اجبار در خرید انشعاب‪.‬‬
‫► عدم ارئه پایان کار توسط شهرداری به منازلی که پیش بینی انشعاب فاضالب را ننموده اند‪.‬‬
‫► تقسیط هزینه خرید انشعاب فاضالبروها‪.‬‬
‫‪112‬‬
‫لوله های مورد استفاده در فاضالبروها‬
‫►‬
‫►‬
‫►‬
‫►‬
‫عمده ترین بخش هزینه های یک شبکه مربوط به خرید لوله ها می باشد‪.‬‬
‫انتخاب جنس لوله در عملکرد سیستم جمع آوری فاضالب بسیار با اهمیت است‪.‬‬
‫به دلیل وجود گاز سولفید هیدروژن در فاضالبروها‪ ،‬امکان خوردگی تاج لوله وجود دارد‪.‬‬
‫استفاده از لوله های مقاوم به خوردگی در شبکه های فاضالب اجباری است‪.‬‬
‫‪113‬‬
‫در انتخاب لوله ها باید به نکات زیر توجه نمود‬
‫► در دسترس بودن و امکان تولید آنها در داخل کشور‪.‬‬
‫► مقاومت و دوام لوله در برابر خوردگی‪.‬‬
‫► صاف بودن جدار داخلی لوله و حفظ آن تا پایان عمر شبکه‪.‬‬
‫► سهولت نصب و آب بندی لوله ها‪.‬‬
‫► دارا بودن تنوع قطر خصوصا در کارخانجات نزدیک به محل احداث‪.‬‬
‫► ارزان تر بودن با در نظر گرفتن شرایط خاص موجود‪.‬‬
‫► سبک بودن‪.‬‬
‫‪114‬‬
‫انواع لوله های بکار گرفته شده در فاضالبروها‬
‫►لوله های بتنی‬
‫►لوله های آزبست سیمان‬
‫►لوله های فایبرگالس‬
‫►لوله های پلی اتیلن‬
‫►لوله های چدنی‬
‫►لوله های سفالی‬
‫‪115‬‬
‫آدم روها ( َمنحل)‬
‫► آدم روها به منظور رفع گرفتگی‪ ،‬شستشو و یا بازدید شبکه فاضالب احداث می‬
‫گردند‪.‬‬
‫► ‪ 25‬درصد از هزینه شبکه فاضالب مربوط به ساخت آدم رو ها می باشد‪.‬‬
‫► تهویه گازهای تولیدی در شبکه از طریق آدم روها انجام می گیرد‪.‬‬
‫‪116‬‬
‫نکات مهم در طراحی آدم روها‬
‫► دسترس ی آسان به فاضالبرو در مواقع لزوم‪.‬‬
‫► حداقل تداخل با هیدرولیک فاضالبروها‪.‬‬
‫► مقاوم بودن نسبت به نفوذ آبهای زیرزمینی اطراف‪.‬‬
‫► قابلیت تحمل بارها و فشارهای وارده‪.‬‬
‫‪117‬‬
‫محل احداث آدم روها‬
‫► در محل تغییر جهت و یا تغییر قطر لوله ها‪.‬‬
‫► در محل تالقی یک یا چند لوله فاضالب به یکدیگر‪.‬‬
‫► در مناطق پرشیب به منظور کاهش سرعت جریان فاضالب‪.‬‬
‫► در ابتدای شروع هر فاضالبرو‪.‬‬
‫► در مسیرهای مستقیم به فواصل معین‪.‬‬
‫‪118‬‬
‫فاصله بین آدم روها در مسیرهای صاف‬
‫ردیف‬
‫قطر فاضالبرو بر حسب میلیمتر‬
‫فاصله به متر‬
‫‪1‬‬
‫‪ 200‬الی ‪400‬‬
‫‪ 40‬الی ‪80‬‬
‫‪2‬‬
‫‪ 500‬الی ‪900‬‬
‫‪ 80‬الی ‪120‬‬
‫‪3‬‬
‫‪ 1000‬و باالتر‬
‫‪ 120‬الی ‪150‬‬
‫در موارد استثنایی و در مسیرهایی که خطوط اصلی فاضالب از زمینهای بایر عبور‬
‫می نماید می توان فاصله میان آدم روها را تا ‪ 200‬متر نیز در نظر گرفت‪.‬‬
‫‪119‬‬
‫اجزاء تشکیل دهنده آدم رو‬
‫► اطاقک بازدید‬
‫► میله ورودی‬
‫► پله‬
‫► دریچه بازدید‬
‫‪120‬‬
‫جنس آدم روها‬
‫► جنس آدم رو ها بستگی به موقعیت احداث آنها دارد‪.‬‬
‫► جنس مصالح در خیابانها و پیاده روها متفاوت است‪.‬‬
‫► جنس آدم روها در مناطقی با سطح آب زیرزمینی باال باید خاص باشد‪.‬‬
‫► بطور معمول جنس آدم روها بتنی است‪.‬‬
‫► در مناطق کم عرض و قدیمی می توان از آجر نیز برای ساخت استفاده‬
‫کرد‪.‬‬
‫► اخیرا آدم روهای پلی اتیلنی و فایبرگالس ی نیز وارد بازار شده است‪.‬‬
‫‪121‬‬
‫فصل پنجم‬
‫طراحی هیدرولیکی فاضالبروها‬
‫‪122‬‬
‫معادله مانینگ‬
‫‪ VF‬سرعت فاضالب در حالت پر‬
‫‪ QF‬دبی فاضالب در لوله و در حالت پر‬
‫‪ R‬شعاع هیدرولیکی‬
‫‪ S‬شیب فاضالبرو‬
‫‪ A‬سطح مقطع لوله‬
‫‪ n‬ضریب ضبری لوله که به ضریب مانینگ معروف است‪.‬‬
‫‪123‬‬
‫‪1 23 0/ 5‬‬
‫‪VF  R S‬‬
‫‪n‬‬
‫‪Q  A V‬‬
‫‪A 23 0/ 5‬‬
‫‪QF  R S‬‬
‫‪n‬‬
‫ضریب مانینگ‬
‫این ضریب به جنس لوله بستگی دارد‪:‬‬
‫► لوله های بتنی‪ 013/0 :‬تا ‪015/0‬‬
‫► لوله های پلی اتیلن و ‪ 011/0 :PVC‬الی ‪012/0‬‬
‫► لوله های سفالی‪ 011/0 :‬الی ‪012/0‬‬
‫► لوله های فایبرگالس‪ 01/0 :‬الی ‪011/0‬‬
‫‪124‬‬
‫شعاع هیدرولیکی‬
‫شعاع هیدرولیکی عبارتند از نسبت سطح مقطع لوله به محیط خیس شده‪.‬‬
‫چون لوله های فاضالب معموال دایره ای شکل هستند لذا در حالت پر شعاع‬
‫هیدرولیکی آن می تواند اینگونه محاسبه شود‪:‬‬
‫‪2‬‬
‫‪D‬‬
‫‪D‬‬
‫‪4‬‬
‫‪R‬‬
‫‪‬‬
‫‪D‬‬
‫‪4‬‬
‫‪125‬‬
‫مثال‪ :‬در یک فاضالبرو با قطر ‪ 300‬میلی متر و شیب ‪ 7‬در هزار و ضریب زبری ‪ 013/0‬سرعت و دبی‬
‫در حالت پر را بر حسب متر در ثانیه و متر مکعب در ثانیه محاسبه نمایید‪.‬‬
‫‪1 0/ 3 23‬‬
‫‪VF ‬‬
‫‪( ) (0/ 007)0/ 5  1/ 13m / sec‬‬
‫‪0/ 013 4‬‬
‫‪3‬‬
‫‪3‬‬
‫‪3/ 14 (0/ 3) 2‬‬
‫‪m‬‬
‫‪m‬‬
‫‪QF ‬‬
‫‪ 1/ 13 0/ 0798‬‬
‫‪ 79/ 8‬‬
‫‪sec‬‬
‫‪sec‬‬
‫‪4‬‬
‫‪126‬‬
‫مثال‪ :‬سرعت و دبی فاضالب در یک فاضالبرو از جنس پلی اتیلن با ضریب مانینگ برابر ‪ 011/0‬چه‬
‫میزان بیشتر از یک فاضالبروی از جنس بتن با عدد مانینگ ‪ 013/0‬است؟ شرایط هیدرولیکی هر دو‬
‫لوله مشابه می باشد (قطر ‪ 250‬میلی متر و شیب ‪ 10‬در هزار)‪.‬‬
‫‪1 0/ 25 23‬‬
‫‪VF ‬‬
‫(‬
‫‪) (0/ 01)0/ 5  1/ 2m / sec‬‬
‫‪0/ 013 4‬‬
‫‪1 0/ 25 23‬‬
‫‪VF ‬‬
‫(‬
‫‪) (0/ 01)0/ 5  1/ 418m / sec‬‬
‫‪0/ 011 4‬‬
‫‪127‬‬
‫محاسبه پارامترهای مورد نیاز در حات غیر پر‬
‫برای محاسبه پارامترهای زیر می توان از نمودار و جداول مربوطه استفاده نمود‪.‬‬
‫‪128‬‬
‫نسبت دبی واقعی فاضالب به دبی در حالت پر‬
‫‪q‬‬
‫‪QF‬‬
‫نسبت سرعت واقعی فاضالب به سرعت در حالت پر‬
‫‪v‬‬
‫‪VF‬‬
‫نسبت ارتفاع فاضالب به قطر لوله که به این نسبت درصد پرشدگی نیز می گویند‬
‫‪d‬‬
‫‪D‬‬
‫نسبت شعاع هیدرولیکی در حالت غیر پر به حالت پر‬
‫‪r‬‬
‫‪R‬‬
‫نسبت سطح مقطع فاضالب در حالت غیر پر به حالت پر‬
‫‪a‬‬
‫‪A‬‬
‫نمودار محاسبه نسبت های هیدرولیکی در حالت غیر پر در فاضالبروها با سطح مقطع دایره ای‬
‫‪129‬‬
‫استفاده از جدول برای محاسبه نسبتهای هیدرولیکی‬
‫از جدول مندرج در صفحه ‪ 143‬الی ‪ 145‬کتاب نیز می توان نسبتهای‬
‫هیدرولیکی را محاسبه نمود‪.‬‬
‫برای محاسبه اعدادی که در این جدول وجود ندارند باید از میان یابی‬
‫استفاده نمود‪.‬‬
‫‪130‬‬
‫برش عرض ی فاضالبرو‬
‫‪‬‬
‫‪H‬‬
‫‪D‬‬
‫فاضالب عبوری از فاضالبرو‬
‫بیشترین سرعت حرکت فاضالب در فاضالبرو با زاویه ‪ θ‬برابر با ‪ 258‬درجه و بیشترین دبی در‬
‫زاویه ‪ 308‬درجه ایجاد می گردد‪.‬‬
‫شرایط ایجاد سرعت ماکزیموم‬
‫درصورتی که عمق فاضالب در لوله های مدور ‪ 81/0‬درصد قطر فاضالبرو باشد‬
‫سرعت جریان فاضالب در لوله ‪ 5/12‬درصد از حالت پر بیشتر است‪.‬‬
‫‪H  0/ 81D‬‬
‫در معادله فوق ‪ H‬عمق فاضالب و ‪ D‬قطر فاضالبرو می باشد و شرایط ایجاد‬
‫حداکثر سرعت را نمایش می دهد‪.‬‬
‫شرایط ایجاد دبی ماکزیموم‬
‫‪H  0/ 94D‬‬
‫در معادله فوق ‪ H‬عمق فاضالب و ‪ D‬قطر فاضالبرو می باشد و شرایط ایجاد‬
‫حداکثر دبی عبوری را نمایش می دهد‪.‬‬
‫نسبت فوق بر اساس معادله مانینگ محاسبه شده است‪.‬‬
‫تعیین ‪ θ‬با توجه به درصد پرشدگی‬
‫‪D‬‬
‫‪‬‬
‫) ‪H  (1 cos‬‬
‫‪2‬‬
‫‪2‬‬
‫‪ H ‬‬
‫‪  2cos 2   1‬‬
‫‪ D ‬‬
‫‪1‬‬
‫با قرار دادن درصد پرشدگی مورد نظر در معادله فوق می توان ‪ θ‬را محاسبه‬
‫نمود‪.‬‬
‫معادالت مورد نیاز جهت تعیین قطر‬
‫‪D 2 ‬‬
‫‪sin ‬‬
‫‪A‬‬
‫(‬
‫‪‬‬
‫)‬
‫‪4 360‬‬
‫‪2‬‬
‫‪D‬‬
‫‪360‬‬
‫‪P ‬‬
‫‪A‬‬
‫‪R ‬‬
‫‪P‬‬
‫با کمک معادالت فوق می توان ‪ A‬یا سطح مقطع فاضالب جریان یافته در لوله‪ P ،‬یا محیط خیس‬
‫شده و نهایتا ‪ R‬یا همان شعاع هیدرولیکی را محاسبه کرد‪ .‬در معاالت فوق ‪ D‬قطر لوله و ‪ θ‬زاویه‬
‫محل تماس فاضالب با لوله و مرکز لوله مدور می باشد‪.‬‬
‫مثال‪ :‬اگر زاویه ‪ θ‬در فاضالبرویی برای بیشترین جریان معادل ‪ 258‬درجه در نظر‬
‫گرفته شود رابطه های قطر با سطح‪ ،‬محیط خیس شده و شعاع هیدرولیکی لوله را‬
‫محاسبه نمایید‪.‬‬
‫‪D 2  sin ‬‬
‫‪D 2 3/ 14 258 sin(258‬‬
‫)‬
‫‪A‬‬
‫(‬
‫‪‬‬
‫‪)‬‬
‫(‬
‫‪‬‬
‫‪)  A  0/ 685D 2‬‬
‫‪4 360 2‬‬
‫‪4‬‬
‫‪360‬‬
‫‪2‬‬
‫‪D‬‬
‫‪3/ 14 258D‬‬
‫‪P‬‬
‫‪‬‬
‫‪ P  2.25D‬‬
‫‪360‬‬
‫‪360‬‬
‫‪A‬‬
‫‪0/ 685D 2‬‬
‫‪R ‬‬
‫‪ R  0/ 304D‬‬
‫‪P‬‬
‫‪2/ 25D‬‬
‫قطر تجاری برخی لوله های فاضالب موجود در بازار‬
‫گران‬
‫بسیار گران‬
‫قطر به میلیمتر‬
‫‪50‬‬
‫قطر به اینچ‬
‫‪2‬‬
‫‪75‬‬
‫‪100‬‬
‫‪125‬‬
‫‪3‬‬
‫‪4‬‬
‫‪5‬‬
‫‪150‬‬
‫‪200‬‬
‫‪450‬‬
‫‪300‬‬
‫‪6‬‬
‫‪8‬‬
‫‪10‬‬
‫‪12‬‬
‫‪350‬‬
‫‪400‬‬
‫‪14‬‬
‫‪16‬‬
‫معادالت مورد نیاز برای تعیین قطر فاضالبرو در سرعت‬
‫حداکثر‬
‫برای تعیین قطر ابتدا با کمک معادله پیوستگی‬
‫(معادله شماره ‪ )4‬و با فرض اینکه سرعت بهینه ‪9/0‬‬
‫متر بر ثانیه است می توان سطح را محاسبه نمود و با‬
‫قرار دادن سطح در معادله شماره ‪ 1‬این صفحه قطر‬
‫را محاسبه نمود‪.‬‬
‫‪2‬‬
‫‪A  0/ 685‬‬
‫‪D‬‬
‫‪P  2.25D‬‬
‫‪R  0/ 304D‬‬
‫پس از محاسبه قطر به کمک معادله شماره ‪ 2‬محیط‬
‫خیس شده و از طریق معادله شماره ‪ 3‬شعاع‬
‫هیدرولیکی را محاسبه نمود‪.‬‬
‫‪Q  A.V‬‬
‫تعیین شیب فاضالبرو‬
‫برای تعیین شیب فاضالبرو با فرض سرعت مجاز ‪ 0/9‬متر بر ثانیه می توان از‬
‫معادله مانینگ استفاده نمود‪.‬‬
‫‪1‬‬
‫‪2‬‬
‫‪2‬‬
‫‪3‬‬
‫‪1‬‬
‫‪V  R S‬‬
‫‪n‬‬
‫‪2‬‬
‫‪V  n ‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪S  2 ‬‬
‫‪ 3 ‬‬
‫‪ R ‬‬
‫تعیین شیب طبیعی زمین‬
‫‪A B‬‬
‫‪S‬‬
‫‪L‬‬
‫‪ A‬کد ارتفاعی زمین در منهول باالدست که از روی نقشه خوانده می شود‪.‬‬
‫‪ B‬کد ارتفاعی زمین در منهول پایین دست که از روی نقشه خوانده می شود‪.‬‬
‫‪ L‬طول لوله‬
‫‪ S‬شیب طبیعی زمین‬
‫مثال‪ :‬دبی حداکثر در سال مقصد برای لوله ای ‪ 0/5466‬متر مکعب در ثانیه می باشد‪ .‬در صورت‬
‫استفاده از لوله ای که ضریب ماننینگ آن برابر با ‪ 0/012‬باشد و با فرض سرعت جریان ‪ 0/9‬متر‬
‫بر ثانیه قطر و شیب فاضالبرو را محاسبه نمایید‪.‬‬
‫‪ A  0/ 685‬‬
‫‪D2‬‬
‫‪‬‬
‫‪Q  A.V‬‬
‫‪Q  0/ 685‬‬
‫‪D2 V‬‬
‫‪‬‬
‫‪0/ 5466‬‬
‫‪ 0/ 685‬‬
‫‪D 2  0/ 9‬‬
‫‪D  0/ 942‬‬
‫‪m‬‬
‫‪‬‬
‫‪ R  0/ 304‬‬
‫‪D‬‬
‫‪‬‬
‫‪2‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1 3‬‬
‫‪‬‬
‫‪V  R  S 2‬‬
‫‪n‬‬
‫‪‬‬
‫‪2‬‬
‫‪1‬‬
‫‪‬‬
‫‪1‬‬
‫‪(0/ 304‬‬
‫‪D) 3  S 2‬‬
‫‪V ‬‬
‫‪0/ 012‬‬
‫‪‬‬
‫‪1‬‬
‫‪2‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0/ 9 ‬‬
‫‪(0/ 304 0/ 942‬‬
‫‪)3  S 2‬‬
‫‪0/ 012‬‬
‫‪S  0/ 0006‬‬
‫‪m/m‬‬
‫تعیین عمق لوله گذاری‬
‫سطح زمین‬
‫ارتفاع تاج لوله تا سطح زمین‬
‫عمق لوله گذاری‬
‫ضخامت هر لبه لوله‬
‫قطر لوله‬
‫رقوم کف لوله‬
‫تعیین عمق لوله گذاری‬
‫عمق لوله گذاری در پایین دست = (شیب × طول لوله) ‪ +‬عمق لوله گذاری در باالدست‬
‫‪143‬‬
‫تعیین کد ارتفاعی کف لوله‬
‫کد ارتفاعی کف لوله پایین دست = (شیب × طول لوله) ‪ -‬کد ارتفاعی کف لوله باالدست‬
‫اجرای طراحی شبکه فاضالب‬
‫برای ارائه گزارش طراحی شبکه فاضالب از یک جدول ‪ 47‬ستونه استفاده‬
‫می شود که هرستون با اطالعات موجود تکمیل می گردد‪.‬‬
‫کنترل صحت محاسبات در جدول گزارش طراحی‬
‫کنترل صحت محاسبات بر سه اصل زیر استوار هستند‪:‬‬
‫► سرعت فاضالب در سال مبداء (سرعت خودشویی) از ‪ 0/6‬متر بر ثانیه بیشتر‬
‫باشد‪.‬‬
‫► درصد پرشدگی در سال مقصد بیش از ‪ 66‬درصد نباشد‪.‬‬
‫► حداکثر سرعت فاضالب در سال مقصد بیش از ‪ 3/5‬متر در ثانیه نباشد‪.‬‬
‫درصورت وجود مشکالت فوق می توان با تغییر قطر هر لوله مشکالت را مرتفع‬
‫نمود‪.‬‬
‫مثال‪ :‬با توجه به مشخصات زیر مطلوب است تکمیل فرم طراحی‬
‫خطوط لوله‪:‬‬
‫► مساحت طرح ‪ 2‬هکتار‪،‬‬
‫► جمعیت طرح ‪ 2000‬نفر‪،‬‬
‫► سرانه مصرف آب ‪ 200‬لیتر در شبانه روز به ازاء هر نفر‪،‬‬
‫► ضریب افزایش سرانه مصرف آب را در ‪ 10‬سال آینده صفر در نظر بگیرید‪،‬‬
‫► ضریب تبدیل آب به فاضالب ‪،8/0‬‬
‫► ضریب رشد جمعیت دو و یک دهم درصد‪،‬‬
‫► طول دوره طرح ‪ 10‬سال‪،‬‬
‫► درصد پرشدگی در سال مقصد را ‪ 81‬درصد فرض کنید‪،‬‬
‫► ضریب ماننینگ را ‪ 012/0‬در نظر بگیرید‪،‬‬
‫► میزان نشت آب را ‪ 30‬متر مکعب به ازای هر هکتار در روز در نظر بگیرید‪،‬‬
‫► میزان آب باران غیر مجاز ‪ 5/0‬لیتر در ثانیه در هکتار‪،‬‬
‫محاسبه افت فشار )‪(HL‬‬
‫برای محاسبه افت فشار در هر لوله می توان به صورت زیر عمل نمود‪:‬‬
‫طول هر لوله × شیب محاسبه شده برای هر لوله بر حسب متر بر متر‬
‫تعیین کد ارتفاعی کف لوله‬
‫کد ارتفاعی کف لوله پایین دست = (شیب × طول لوله) ‪ -‬کد ارتفاعی کف لوله باالدست‬
‫تعیین عمق لوله گذاری‬
‫عمق لوله گذاری در پایین دست = (شیب × طول لوله) ‪ +‬عمق لوله گذاری در باالدست‬
‫‪150‬‬
‫استفاده از نرم افزارهای مربوطه‬
‫برای انجام محاسبات می توان از نرم افزارهای ساده ای همچون‬
‫‪ Sewer‬و یا نرم افزارهای پیچیده تر همچون ‪SewerCAD‬‬
‫استفاده نمود‪.‬‬
‫آموزش نرم افزارهای فوق را می توانید از طریق وب سایت زیر دانلود‬
‫نمود‪:‬‬
‫‪www.jami.ac.ir/downloads.html‬‬
‫‪5‬‬
‫‪L=40m‬‬
‫‪1‬‬
‫‪3‬‬
‫‪A3=0.1‬‬
‫‪A2=0.2‬‬
‫‪L=40m‬‬
‫‪5‬‬
‫‪A1=0.1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪L=40m‬‬
‫‪3‬‬
‫‪L=50m‬‬
‫‪6‬‬
‫برای تعیین دبی در هر گره‬
‫می توان از این روش پهنه‬
‫بندی استفاده نمود‪ .‬در‬
‫این روش از وسط هر لوله‬
‫خطی رسم نموده تا در‬
‫نهایت برای هر گره یک‬
‫منطقه مشخص گردد‪.‬‬
‫‪L=50m‬‬
‫‪4‬‬
‫‪2‬‬
‫‪2‬‬
‫‪4‬‬
‫‪A6=0.43‬‬
‫‪A4=0. 41‬‬
‫‪6‬‬
‫‪A5=0. 76‬‬
‫‪L=40m‬‬
‫‪7‬‬
‫کد ارتفاعی در کد ارتفاعی در کد ارتفاعی در کد ارتفاعی در کد ارتفاعی در کد ارتفاعی در کد ارتفاعی در‬
‫منحل شماره ‪ 7‬منحل شماره ‪ 6‬منحل شماره ‪ 5‬منحل شماره ‪ 4‬منحل شماره ‪ 3‬منحل شماره ‪ 2‬منحل شماره ‪1‬‬
‫‪98‬‬
‫‪99.6‬‬
‫‪99.8‬‬
‫‪99.3‬‬
‫‪99.9‬‬
‫‪99.5‬‬
‫‪100‬‬
‫تهویه شبکه جمع آوری فاضالب جهت جلوگیری از خوردگی الزامی است‬
‫هوای خروجی از فاضالب روها به دلیل وجود گازهای بد بو در آنها مشکل ساز خواهد‬
‫بود‪ .‬لذا استفاده از انوع بیوفیلترها در این زمینه می تواند بسیار مفید فایده باشد‪.‬‬
‫‪153‬‬
‫ویدئو متری لوله های فاضالب‬
‫برای مشخص نمودن مشکالتی که به واسطه عدم امکان دیدن درون لوله ها ممکن است‬
‫پیش بیاید‪ ،‬بایست به طور منظم ویدئو متری لوله ها انجام گیرد‪.‬‬
‫‪154‬‬