Transcript Czas trwania deszczu

dr inż. Dariusz Andraka
Katedra Systemów Inżynierii Środowiska

Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12
kwietnia 2002 r. w sprawie warunków
technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i
ich usytuowanie (Dz.U z 2002r. Nr 75 poz. 690 z
późn.zm.) – na podstawie delegacji wynikającej z
art. 7 ust. 2 pkt 1 Prawa budowlanego:
◦ §28. Działka budowlana, na której sytuowane są budynki,
powinna być wyposażona w kanalizację umożliwiającą
odprowadzenie wód opadowych do sieci kanalizacji
deszczowej lub ogólnospławnej. W razie braku możliwości
przyłączenia do sieci kanalizacji deszczowej lub
ogólnospławnej, dopuszcza się odprowadzanie wód
opadowych na własny teren nieutwardzony, do dołów
chłonnych lub do zbiorników retencyjnych.








PN-EN 752-2:2000. Zewnętrzne systemy kanalizacyjne.
Wymagania
PN-EN 752-4:2000. Zewnętrzne systemy kanalizacyjne.
Obliczenia
PN-EN 12056-3:2003. Systemy kanalizacji grawitacyjnej
wewnątrz budynków. Część 3 – Przewody deszczowe.
Projektowanie układu i obliczenia
PN-92/B-01707. Instalacje kanalizacyjne. Wymagania w
projektowaniu.
Warunki techniczne wykonania i odbioru sieci kanalizacyjnych.
COBRTI „Instal”, W-wa 2003.
Ekologiczne zagadnienia odwodnienia pasa drogowego. GDDKiA,
W-wa 2009
Zalecenia projektowanie, budowy i utrzymania odwodnienia
parkingów i MOP. GDDKiA, W-wa 2009
ATV-A118. Hydrauliczne wymiarowanie systemów
odwadniających.


miarodajne ustalenie ilości wód opadowych jest bardzo
trudne, z uwagi na zmienność wielu czynników
determinujących (zmienne natężenie deszczu w czasie
trwania opadu, czas trwania deszczu,
prawdopodobieństwo pojawienia się deszczu o
określonym natężeniu, charakterystyka zlewni, czas
dopływu opadu do kanału deszczowego – tzw.
koncentracja terenowa, i in.)
wg PN-EN-752-4, dla małych zlewni (do 200 ha) lub
czasów koncentracji terenowej do 15 min. można
przyjąć uproszczony model spływu powierzchniowego
przy założeniu stałej intensywności deszczu:
Q  I  A
gdzie: ψ – współczynnik spływu ze zlewni
(0,0 ÷ 1,0); I – natężenie deszczu
miarodajnego [dm3/s.ha]; A – powierzchnia
zlewni [ha]


istnieje zależność pomiędzy natężeniem deszczu (I)
a czasem jego trwania (t) oraz statystyczną
częstotliwością występowania (c)
dla małych zlewni można stosować wzór
Błaszczyka:
I t ,c 
6 , 63 
t
3
H c
0 , 67
2
gdzie: Ic,t – natężenie deszczu o czasie t,
pojawiającego się raz na c lat; H – wysokość
opadu [mm]; c – częstotliwość pojawiania
się deszczu miarodajnego [lata]; t – czas
trwania deszczu [min];
dla H = 585 mm (średni opad w Polsce):
I c ,t 
470
t
3
0 , 67
c
I c ,t 

ma decydujący
wpływ na wielkość
miarodajnego
natężenia deszczu
a) b) c) – wykresy
przepływu
a: td’ > tp
b: td = tp a
c: td’’ < tp
470
t
3
0 , 67
c
Proj. częstotliwości
występowania
deszczu
miarodajnego (c)
[1 w „n” latach]
Lokalizacja
1w1
Tereny wiejskie
1 w 10
1w2
Tereny mieszkaniowe
1 w 20
1w2
1w5
Śródmieścia, tereny
przemysłowe / handlowe
-z kontrolą zalewania
- bez kontroli zalewania
1 w 30
1 w 10
Metro / przejścia podziemne
1 w 50
Proj. częstotliwości
zalewania terenu
[1 w „n” latach]
c
100
p
gdzie: p – prawdopodobieństwo
wystąpienia deszczu o danym natężeniu
Prawdopodobieństwo
p [%] / c [lata]
sieć
deszczowa
sieć
ogólnospławna
Czas
koncentracji
terenowej
tk [min]
Boczne kanały w płaskim terenie
100 / 1
50 / 2
10
Kolektory, kanały boczne przy
większych spadkach terenu (2%)
50 / 2
20 / 5
5
Kolektory w głównych ulicach o
trwałych nawierzchniach; kanały
boczne przy silnych spadkach
terenu (4%)
20 / 5
10 / 10
2
10 / 10
5 / 20
2
Określenie warunków
Szczególnie niekorzystne warunki
(niecki o utrudnionym odpływie,
zbocza itp.)
 
Q sp ł
Q opad


wyraża stosunek objętości ścieków deszczowych
dopływających do kanału (Qspł) do wielkości opadu
na powierzchnię zlewni tego kanału (Qopad)
zależy od stopnia szczelności powierzchni zlewni,
np. wg Błaszczyka:
◦ dachy kryte blachą – ψ = 0,95
◦ dachy kryte papą lub dachówką, nawierzchnie asfaltowe lub
brukowane ze szczelną szczeliną - ψ = 0,90
◦ nawierzchnie brukowane lub z płytek betonowych z
nieuszczelnioną spoiną - ψ = 0,80
◦ dzielnice śródmiejskie z centrum usługowym, szeregowa
zabudowa jednorodzinna - ψ = 0,60


wyznacza się jako średnią ważoną dla zlewni
cząstkowych o określonym rodzaju
zagospodarowania
w obliczeniach wykorzystuje się często pojęcie zlewni
zredukowanej
 Azr – powierzchnia zlewni zredukowanej
A zr    A
Q    I  A  I  A zr



wzór ogólny:
Q    I   A
metody obliczeniowe różnią się między sobą
przede wszystkim podejściem do wyznaczania
współczynnika opóźnienia φ, który uwzględnia
zmienność w czasie dopływu wód opadowych do
kanału deszczowego (tzw. retencję terenową – nie
cały opad dopływa do kanału w tym samym czasie)
najczęściej stosowane metody:
◦ metoda stałych natężeń deszczu (Polska)
◦ metoda granicznych natężeń deszczu (Polska)
◦ metoda współczynnika opóźnienia czasu przepływu
(Niemcy)
Q    I   A

metoda uproszczona, zakładająca że czas trwania deszczu
jest równy średniemu czasowi przepływu w kolektorze
deszczowym
◦ np.: L = 600 m, v = 1 m/s, td = 600 s = 10 min


stosowana w opracowaniach koncepcyjnych oraz dla małych
zlewni
współczynnik opóźnienia zależy od charakterystyki zlewni
 
I c ,t 
1
n
A
470
3
0 , 67
td
c
Q – maksymalny przepływ deszczu [dm3/s]
td – czas trwania deszczu miarodajnego, td = 10-15 min
q – natężenie deszczu miarodajnego [dm3/s,ha]
φ – współczynnik opóźnienia odpływu
n – parametr zależny od kształtu zlewni i spadków
terenu; (n=4 – wąska zlewnia, duże spadki, n =6 –
typowa zlewnia; n=8 – teren płaski, zlewnie
równomierne)
I 1 ,10 
470
10
3
1
0 , 67
 100 dm
3
/ s .ha
Q  I   A

współczynnik opóźnienia jest uwzględniany przez
odpowiednie wyliczenie czasu trwania deszczu
miarodajnego td dla każdego węzła sieci, z
uwzględnieniem czasu przepływu do punktu
obliczeniowego oraz retencji terenowej
t d  1, 2  t p  t k
tp 
I 
n
1
li

60
i 1
470  3 c
0 , 67
td
i
td – czas trwania deszczu miarodajnego [min]
tp – czas przepływu przez kanał liczony od początku
sieci (i – nr kolejnego odcinka) [min]
tk – czas koncentracji terenowej [min]
li – długość kolejnego odcinka [m]
vi – prędkość przepływu na kolejnym odcinku [m/s]
I – natężenie deszczu miarodajnego [dm3/s,ha]
Q – maksymalny przepływ deszczu [dm3/s]


przy małych zlewniach (A < 50 ha) oraz krótkich
kolektorach deszczowych, wyniki obliczeń sieci
deszczowej obydwiema metodami (MSN oraz MGN)
są zbliżone do siebie,
przy zlewniach bardzo małych (A ≈ 1 ha) ten sam
wynik uzyskamy stosując uproszczoną formułę, wg
PN-EN-752-4, oraz przyjmując stałe natężenie
deszczu I (zależnie od ustalonych warunków
lokalnych):
Q  I  A

wg PN-EN-12056-3 (odprowadzanie wody opadowej z
dachów); spływ wód opadowych należy wyznaczyć ze wzoru:
Q  I  A

gdzie:
 A – efektywna powierzchnia dachu [m2]
 I – miarodajne natężenie deszczu [dm3/s.m2], przyjmowane
wg danych statystycznych (meteorologicznych) – jeśli
istnieją, z uwzględnieniem charakteru budynku i stopnia
ryzyka (częstotliwość deszczu nawalnego); jeżeli dane takie
nie są dostępne – natężenie deszczu należy wyznaczyć
stosownie do warunków klimatycznych oraz zgodnie z
lokalnymi przepisami, mnożąc wybraną wartość (z tabeli 1)
przez współczynnik ryzyka podany w tabeli 2
 ψ – współczynnik spływu (przyjmowany jako 1,0 chyba że
lokalne wytyczne stanowią inaczej)

tam, gdzie nie wprowadza się poprawki na wpływ
wiatru, wylicza się jako:
A  LR  BR ,

gdzie:
◦ LR – długość dachu z
którego odprowadza się
wodę [m]
◦ BR – szerokość dachu z
którego odprowadza się
wodę [m]
m
2

przepływ obliczeniowy w przewodach odpływowych i
podłączeniach kanałów deszczowych wyznacza się ze
wzoru:
qd    A 


I
;
3
dm / s
10000
współczynniki spływu ψ należy przyjmować wg tab. 4
miarodajne natężenie deszczu I należy przyjmować nie
mniejsze niż 300 dm3/s.ha, ze względu na
niezawodność działania przewodów narażonych na
różnorodne zanieczyszczenia
źródło: „Kreator-Projekty-4/2007”, J.Ryńska. Odprowadzane wód opadowych
źródło: http://ladnydom.pl; www.kessel.pl
wpusty
rynnowe
wpusty podwórzowe /
parkingowe
odwodnienia liniowe
źródło: http://www.kessel.pl

studnie chłonne:
◦ możliwe do zastosowania w gruntach dobrze
przepuszczalnych (piaski, żwir) oraz przy niskim poziomie
wód gruntowych (min. 1,0 m pod planowanym dnem
studni)
◦ z reguły są wykonywane z kręgów betonowych;
zamiast dna wykonuje się warstwę filtracyjną z piasku
drobnego (50 cm) oraz żwiru lub pospółki (100 cm)
w kręgach na wysokości warstwy filtracyjnej należy
wykonać otwory (φ 30 mm)
◦ przykrycie stanowi pokrywa betonowa z włazem oraz
kominkiem wentylacyjnym
źródło: http://ladnydom.pl
źródło: http://ladnydom.pl




tworzą sztuczną warstwą magazynująco-przepuszczalną
(najpierw magazynują wodę, a potem powodują jej powolne
przesączanie do gruntu, w kierunku poziomym i pionowym)
wykonane są z polipropylenu, a ok. 40% ścianek pokrytych
jest otworami
wymiary i możliwość tworzenia różnych konfiguracji (mogą
być układane w warstwy pionowe bądź łączone w poziomie)
pozwalają na dostosowanie do określonych warunków
gruntowych.
muszą być zabezpieczone ze wszystkich stron odpowiednimi
geowłókninami, obsypane żwirem (otoczakami - bez ostrych
krawędzi) i przykryte co najmniej 40 cm warstwą gruntu
(w terenie silnie obciążonym - 80 cm).

wymagane odległości:
◦ do budynków mieszkalnych bez izolacji przeciwwilgociowej - 5 m,
z izolacją - 2 m
◦ do drzew – 3 m
◦ do granicy działki, drogi publicznej lub chodnika przy ulicy – 2 m
◦ do rurociągów gazowych i wodociągowych – 1,5 m, do kabli
elektrycznych – 0,8 m, telekomunikacyjnych – 0,5 m