Рекомендации по расчету систем сбора, отведения и очистки поверхностного стока с селитебных территорий, площадок предприятий и определению условий выпуска его в водные объекты

40

1,82

Склоны гор Средней Азии на высоте 1500?3000 м

0,41

0,37

40

1,54

Юго-Западная Туркмения

0,49

0,32

20

1,54

Черноморское побережье и западный склон Большого Кавказа
до г. Сухуми

0,62

0,58

90

1,54

Побережье Каспийского моря и равнина от г. Махачкалы до г. Баку

0,51

0,43

60

1,82

Восточный склон Большого Кавказа, Кура-Араксинская низменность до 500 м

0,58

0,47

70

1,82

Южный склон Большого Кавказа выше 1500 м, южный склон выше 500 м, Дагестан

0,57

0,52

100

1,54

Побережье Черного моря ниже г. Сухуми, Колхидская низменность, склоны Кавказа до 2000 м

0,54

0,5

90

1,33

Бассейн р. Куры, восточная часть Малого Кавказа, Талышский хребет

0,63

0,52

90

1,33

Северо-западная и центральная часть Армении

0,67

0,53

100

1,33

Ленкорань

0,44

0,38

171

2,2

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Средняя продолжительность дождей в день с осадками [9]

Территория	Средняя продолжительность дождей в день с осадками	Территория	Средняя продолжительность дождей в день с осадками
Европейская часть	Сочи	7
Архангельск	9	Тбилиси	8
Астрахань	4	Средняя Азия и Казахстан
Бисер	8	Алма-Ата	6
Брянск	6	Андижан	6
Бугульма	8	Аральское море	4
Вильнюс	6	Ашхабад	4
Витебск	6	Оз. Балхаш	3
Волгоград	5	Душанбе	5
Днепропетровск	5	Караганда	7
Донецк	5	Кокчетав	6
Златоуст	10	Красноводск	4
Калининград	6	Кустанай	6
Кемь	6	Ленинабад	5
Киров	8	Нарын	5
Кишинев	5	Нукус	3
Кола	8	Ош	6
Котлас	10	Ташкент	4
Кривой Рог	5	Термез	3
Самара	6	Фергана	5
Курск	6	Фрунзе	6
С.-Петербург	6	Целиноград	6
Львов	7	Западная Сибирь
Малые Каракумы	8	Александровское	9
Минск	5	Барнаул	6
Москва	6	Новосибирск	7
Нарьян-Мар	8	Омск	6
Оренбург	6	Салехард	9
Пермь	9	Томск	8
Псков	6	Тюмень	7
Ржев	6	Усть-Алаган	4
Рига	6	Чемал	5
Ростов-на-Дону	4	Восточная Сибирь
Свердловск	8	Алдан	9
Симферополь	4	Анадырь	8
Сыктывкар	10	Баргузин	6
Тамбов	6	Баунт	5
Таллин	6	Братск	6
Ужгород	5	Верхоянск	6
Хибины	9	Дудинка	10
Чернигов	6	Ербогачен	6
Ялта	4	Зима	5
Кавказ	Красноармейский прииск	13
Адлер	7	Красноярск	7
Батуми	9	Минусинск	4
Гагра	8	Могоча	6
Грозный	8	Нерчинский завод	4
Закаталы	9	Нижнеангарск	6
Ленинакан	4	Оленек	8
Ленкорань	9	Томмот	6
Маштаги	5	Туруханск	13
Орджоникидзе	8	Улан-Удэ	5
Сковородино	6	Уэлен	7
Среднеколымск	9
О. Таймыр	7
Бухта Тикси	7

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Методика построения графика функции распределения вероятности суточных слоев дождя и пример расчета суточного слоя дождя с заданным периодом однократного превышения Р < 1 года

	Таблица 1
Месяц	Осадки, мм
	0,1	0,5	1	5	10	20	30
I	18,5	11	7,6	1,1	0,8	0	0
II	15,6	10,1	7,1	1	0,1	0	0
III	14,6	10,1	7,4	1,4	0,4	0	0
IV	12,5	9	7,2	2,1	0,6	0,04	0
V	12,5	10	8,4	3,4	1,4	0,2	0,05
VI	14	11,4	9,6	4,4	2	0,5	0,1
VII	14,8	12,2	10,7	4,7	2,4	0,7	0,2
VIII	15	11,7	10,2	4,5	2,2	0,7	0,1
IX	15,7	11,7	9,7	3,8	1,5	0,3	0,1
X	15,7	11,3	9,4	3,2	1,1	0,2	0,05
XI	16,7	11,7	8,9	2,1	0,6	0,03	0
XII	18,8	11,9	8,6	1,6	0,2	0	0
Год	184,4	132,1	104,8	33,3	13,3	2,7	0,6

Требуется определить суточные слои жидких атмосферных осадков h_а на территории г. Москвы с периодами однократного превышения расчетной интенсивности дождя Р₁ = 0,05, Р₂ = 0,1 и Р₃ = 0,075 года. В качестве исходных данных используются сведения об атмосферных осадках в Москве, зафиксированные метеостанцией № 203 в районе Сельскохозяйственной академии и приведенные в табл. 8 Справочника по климату СССР [3]. Исходные данные для расчета приведены в табл. 1.

Для Московского региона положительные среднемесячные температуры воздуха наблюдаются в период с апреля по октябрь. Из данных табл. 1 следует, что за указанный период в г. Москве в среднем выпадает 100,2 дождя со слоем осадков 0,1 мм.

В табл. 2 представлены распределение среднего количества дождей с различными слоями осадков (графы 1 и 2) за период апрель?октябрь и методика определения координат точек функции распределения вероятности (ФРВ) величины суточного слоя дождя B (графы 3?6). Величина В означает вероятность того, что суточный слой осадков будет меньше (не превысит) заданного расчетного значения h_а.

График функции распределения вероятности показан на рисунке. Для его построения использовались данные граф 5 и 6 табл. 2.

Вероятность суточного слоя жидких осадков В, %, связана с периодом однократного превышения расчетной интенсивности дождя Р, годы, зависимостью:

Для Р₁ = 0,05 года вероятность суточного слоя жидких осадков В₁ составит:

Для Р₂ = 0,1 года вероятность суточного слоя жидких осадков В₂ составит:

Для Р₃ = 0,075 года вероятность суточного слоя жидких осадков В₃ составит:

В₁ = 80,04 %; В₂ = 90,02 %; B₃ = 86,69 %; H₁ = 4 мм; H₂ = 8,15 мм; H₃ = 6,5 мм

График функции распределения вероятности суточных слоев осадков, выпадающих в виде дождя, для Москвы

Далее по графику ФРВ определяют величину суточных слоев жидких атмосферных осадков h_а с периодом однократного превышения Р₁ = 0,05 года (вероятность суточного слоя жидких осадков В₁ = 80,04 %), равную Н₁ = = 4 мм; затем величину суточного слоя жидких осадков h_а с периодом однократного превышения Р₂ = 0,1 года (вероятность суточного слоя жидких осадков В₂ = 90,02 %), равную Н₂ = 8,15 мм и величину суточного слоя жидких осадков с периодом однократного превышения Р₃ = 0,075 года (вероятность суточного слоя жидких осадков В₃ = 86,69 %); равную Н₃ = 6,5 мм.

ПРИЛОЖЕНИЕ 6

Методика расчета суточного слоя осадков с заданной вероятностью превышения

Суточные слои жидких атмосферных осадков Н_р заданной вероятности превышения р_об рекомендуется определять по кривым обеспеченности (распределения вероятностей превышения) Н_р = f(р), которые строятся по данным метеостанций (ближайших к объекту канализования) с длительным периодом наблюдения (не менее 25 лет) или по объединенному ряду годовых максимумов суточных осадков на нескольких соседних метеостанциях, что обеспечивает устойчивость и надежность кривой распределения вероятностей превышения [4; 6].

Аналитическая кривая обеспеченности характеризуется тремя стандартными статистическими параметрами [4]:

средним значением

Н = УH_i/n;

коэффициентом вариации

c_v = ;

коэффициентом ассиметрии

c_s = У(H_i /H ? 1)³/nc_v³),

где Н₁, H₂, …, H_i, H_n ? наблюдавшиеся за n лет наибольшие суточные слои осадков.

Для аналитического выражения кривых обеспеченности суточных осадков применяется логарифмически нормальная кривая обеспеченности, если c_s ? 3c_v, и бинормальная кривая, если c_s ? 3c_v.

Предлагаемая методика расчета суточных слоев осадков подробно изложена М. И Алексеевым и А. М. Кургановым в специальной литературе [4; 6]. При отсутствии длительных рядов наблюдений за количеством осадков для конкретных территорий при выполнении расчетов допускается пользоваться обработанными статистическими данными УГМС. Значения величин Н, c_s и c_v для различных климатических районов Российской Федерации и стран СНГ приведены в справочной и технической литературе [4; 6; 7].

Пример расчета cуточного слоя осадков Н_р различной обеспеченности (вероятности превышения) для г. Москвы.

Суточные слои осадков Н_р различной обеспеченности вычисляются по формуле (1), приведенной в справочнике А. М. Курганова [6]:

Н_р = Н(1 + c_vФ), (1)

где Ф - нормированные отклонения от среднего значения при разных значениях обеспеченности р_об, %, и коэффициента асимметрии с_s; с_v ? коэффициент вариации суточных осадков.

Параметры приведенной формулы (Н, Ф, с_v и с_s) определяются по таблицам, приведенным в литературе [4; 6; 7].

По табл. 6 справочного пособия [6] или Приложения 7 книги [7] находим, что для Москвы:

Н = 33,2 мм; c_s = 2,3; c_v = 0,37.

Для определения нормированного отклонения от среднего значения ординат Ф используется логарифмически нормальная кривая обеспеченности, так как для Москвы коэффициент ассиметрии кривой обеспеченности c_s > 3c_v = 30,37.

По таблице Приложения 3 книги [7] (или по таблице Приложения 2 книги [4]) при коэффициенте ассиметрии c_s = 2,3 находят значения Ф при разных значениях обеспеченности р, %. Затем по формуле (1) выполняют расчет суточных слоев осадков различной обеспеченности за теплый период года, которые заносятся в таблицу.

Поскольку при расчетах систем водоотведения для выражения вероятности события обычно пользуются периодом однократного превышения расчетной интенсивности дождя P, годы, в таблице для наглядности приведены результаты пересчета вероятности ежегодного превышения р_об в период однократного превышения P, которые связаны между собой законом распределения независимых событий Пуассона:

р_об = (1 ? е^?s)100 % = (1 ? е^?1/p)100 %. (2)

Период однократного превышения P, лет	Обеспеченность роб, %	Нормированное отклонение от среднего значения Ф	Суточный слой жидких атмосферных осадков Нр, мм
50	1,95	?	?
20	4,9	1,88	56,36
10	9,5	1,22	48,19
5	18	?	?
3	28	0,38	37,87
2	39	?0,03	32,83
1	63	?0,48	27,3
0,5	86	?0,865	22,57
0,33	95	?1,04	20,4
0,22	99	?1,195	18,5

Таким образом, для промышленных предприятий второй группы максимальный слой осадков за дождь, сток от которого должен отводиться на очистные сооружения в полном объеме, следует принимать равным 27,3 мм при расчете сети дождевой канализации на период однократного превышения расчетной интенсивности дождя 1 год. Это примерно в 2,2 раза меньше наблюдаемого суточного максимума осадков в Москве, равного 61 мм [2], который ранее рекомендовалось использовать при расчете очистных сооружений поверхностного стока с территории предприятий второй группы.

ПРИЛОЖЕНИЕ 7

Схемы регулирования поверхностного стока и методика расчета расхода сточных вод, отводимых на очистку и в водные объекты

1. Схема регулирования расхода дождевых сточных вод по объему. Максимальный расход стоков Q_сбр.об, л/с, отводимых в водный объект без очистки по первой схеме регулирования, рассчитывается по формуле:

, (1)

где Q_сбр.об ? максимальный избыточный расход стока от расчетного дождя, зарегулированного по объему и сбрасываемого в водный объект, минуя очистные сооружения, л/с;

Q_r ? расход дождевых вод в расчетном участке главного коллектора дождевой канализации, л/с;

n ? параметр, характеризующий интенсивность и продолжительность дождя для конкретной местности;

Т_рег.об ? момент времени начала перелива избыточного объема дождевого стока от расчетного дождя из аккумулирующего резервуара (разделительной камеры), мин;

t_r ? расчетная продолжительность протекания дождевых вод по поверхности и трубам до расчетного участка, мин.

Момент времени Т_рег.об, при котором начинается перелив избыточного объема дождевого стока из разделительной камеры 6, определяется как момент времени, при котором объем дождевых стоков W_д^тек, поступивших в аккумулирующий резервуар, равен объему дождевого стока от расчетного дождя, отводимого на очистные сооружения W_оч:

W_д^тек = W_оч, (2)

где W_д^тек ? объем стока от расчетного дождя, поступившего в аккумулирующий резервуар из расчетного участка главного коллектора с момента начала дождя, м³;

W_оч ? объем дождевого стока от расчетного дождя, отводимого на очистные сооружения, м³.

Величина Т_рег.об рассчитывается из равенства:

(3)

2. Схема регулирования расхода дождевых сточных вод по расходу и объему

Максимальный расход стоков Q_{рег.расх}, направляемых в аккумулирующий резервуар для последующей очистки, рассчитывается по формулам раздела 5.3 настоящих рекомендаций, принимая величину периода однократного превышения расчетной интенсивности дождя Р, равной 0,05?0,1.

Максимальный расход стоков Q_{сбр.расх}, отводимых в водный объект без очистки из разделительной камеры 8, рассчитывается по формуле:

Q_{сбр.расх} = Q_r Q_{рег.расх}, (4)

где Q_{рег.расх} ? максимальный расход стока от расчетного дождя, зарегулированного по расходу (схема регулирования 2) и направляемого самотеком непосредственно в аккумулирующий резервуар или на насосную станцию с последующей перекачкой в аккумулирующий резервуар, л/с;

Q_{сбр.расх} ? максимальный избыточный расход стока от расчетного дождя, зарегулированного по расходу (схема регулирования 2) и сбрасываемого в водный объект, минуя очистные сооружения, л/с.

Максимальный расход стоков Q_сбр.об, отводимых в водный объект без очистки из разделительной камеры 6, рассчитывается по формуле (1) настоящего приложения. Момент времени Т_рег.об, при котором начинается перелив избыточного объема дождевого стока из разделительной камеры 6, определяется как момент времени, при котором объем дождевых стоков, поступивших в аккумулирующий резервуар из разделительной камеры 8, равен объему очищаемых стоков от расчетного дождя W_оч.

Расчет величины Т_рег.об производится по формулам:

; (6)

, (7)

где Т_н^{рег.расх} ? момент времени начала сброса избыточного расхода дождевого стока от расчетного дождя из разделительной камеры при регулировании по расходу, мин;

Т_к^{рег.расх} ? момент времени окончания сброса избыточного расхода дождевого стока от расчетного дождя из разделительной камеры при регулировании по расходу, мин.

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Методика расчета производительности насосных станций для перекачки поверхностного стока

1. Схема перекачки полного объема дождевого стока без сброса части неочищенных сточных вод

Рабочий объем резервуара насосной станции W_нс при максимальной производительности насосов Q_нс рассчитывается по формулам:

, (2)

, (3)

где W_нс ? рабочий объем резервуара насосной станции, м³; Q_нс ? максимальная производительность насосной станции, л/с; Т_н^нс ? момент времени, при котором расход дождевого стока, поступающего в насосную станцию, начинает превышать ее максимальную производительность, мин; Т_к^нс ? момент времени, при котором расход дождевого стока, поступающего в насосную станцию, перестает превышать ее максимальную производительность, мин.

2. Схема перекачки дождевого стока с регулированием количества очищаемых сточных вод по объему

Рабочий объем резервуара насосной станции W_нс при максимальной производительности насосов Q_нс определяется по формулам (1) ? (3).

Момент времени Т_рег.об, при котором насосная станция переключается в режим перекачки избыточного объема дождевого стока на сброс, минуя аккумулирующий резервуар, определяется как момент времени, при котором объем перекачанных в аккумулирующий резервуар дождевых стоков W_д^тек равен объему стока от расчетного дождя W_оч, отводимого на очистные сооружения. Расчет величины Т_рег.об производится по формуле (3) Приложения 7.

3. Схема перекачки зарегулированного по расходу дождевого стока

Рабочий объем резервуара насосной станции W_нс при максимальной производительности насосов Q_нс:

Значения Т_н^нс, Т_к^нс определяются по формулам (2), (3) настоящего приложения, а Т_н^{рег.расх} и Т_к^{рег.расх} по формулам (6) и (7) приложения 7.

4. Схема перекачки избыточного объема дождевого стока с регулированием количества очищаемых сточных вод по объему (схема 4) приведена на рис. 4.

Рабочий объем резервуара насосной станции W_нс при максимальной производительности насосов Q_нс:

Значение Т_к^нс определяется по формуле (3). Для определения момента времени T_рег.об, при котором избыточный сток начинает поступать из аккумулирующего резервуара в приемный резервуар насосной станции, используется формула (3) Приложения 7.

5. Схема перекачки избыточного объема дождевого стока с регулированием количества очищаемых сточных вод по расходу (схема 5) приведена на рис. 5.

Рабочий объем резервуара насосной станции W_нс при максимальной производительности насосов Q_нс:

. (7)

Максимальная производительность насосной станции:

. (8)

Размещено на Allbest.ru

...