CS248153B1 - Deštová vpust kanalizace s odvodněným povodím s regulaci průtoku vody - Google Patents

Abstract

Deštová vpust kanalizace s odvodněným povodím je řešena jako soustava nepohyblivé regulační deštové vpuste s regulačními otvory a regulátory přítoku jako části odvodněného povodí, vytvořeného pro dočasnou akumulaci deštové vody. Soustava zmenšuje přítok přívalových deltových vod do stok, a tím zmenšuje hydraulické zatížení stok a investiční náklady na kanalizaci.

Description

Vynález se týká deštových vpustí kanalizace a jejich povodí, pro které se podle vynálezu řeší regulace - omezení přítoku deštových odpadních vod do stok kanalizace tak, aby se přívalové špičkové přítoky rozdělily v čase rovnoměrněji, a tím aby se dosáhlo snížení investičních a provozních nákladů na kanalizaci.

Způsoby, kterými se dosud ve světě řeší přítok deštových odpadních vod do stok, lze rozdělit do dvou základních skupin podle způsobu řešení deštových vpustí.

Původní, klasická metoda stokování přítok deštových vod do stok nereguluje, neomezuje, ale sleduje cíl deštové odpadní vody odvést z povrchu terénu a stavebních objektů do stok kanalizace s co nejmenším časovým zdržením. Používá k tomu účelu deštové vpustě s velkou průtočnou kapacitou. Výsledkem tohoto postupu však je, že investičně a provozně nákladné podzemní stoky kanalizace je nutno dimenzovat na průtoky deštových vod, vyskytující se jen několik minut jednou za rok nebo i za delší období než rok.

t

Novější metoda stokování, označovaná podle zemí kde vznikla jako tzv. ponding systém, reguluje přítok deštových vod do' stok pohyblivými vpustěmi s plovákovými nosiči a zadržováním deštové vody na povrchu terénu, budov a dalších objektů. Tím se má dosáhnout hospodárné dimenzováni stok. Tato metoda má nevýhody v nárocích na údržbu pohyblivých částí deštových vpusti (demontáž pohyblivých částí vpusti na podzim, montáž na jaře, zranitelnost pohyblivých částí ve frekventovaných plochách sídlišt atd.), nevýhodná je také potřebná průměrná hloubka vody rybníčků - pondů 40 cm a více (snížená bezpečnost obyvatel, obtížná dostupnost vpustí při jejich haváriích). Celistvé plochy zeleně v rozsahu nutném pro rybníčky jsou v zástavbě k dispozici jen v omezené míře.

Uvedené nevýhody obou základních způsobů řešení deštových vpustí s jejich povodím jsou odstraněny dešťovou vpustí kanalizace s odvodněným povodím podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že sestává z nepohyblivé regulační deštové vpustě s nepohyblivými regulačními otvory s nepohyblivými vtoky otvorů a z regulátoru přítoku jako části odvodněného povodí, vytvořeného pro dočasnou akumulaci deštové vody, přičemž regulace je provedena podle vzorce

S . dh

Sp.k.i - 0_θ kde t

je proměnná času v s, je časový údaj v s začátku deště, odpovídající začátku regulace přítoku dešřové vody do stok, je časový údaj v s konce regulace, podle vynálezu nejvýše 30 . 3 600 s, odpovídající vyprázdnění dočasné akumulace vody, je proměnná hloubky vody v m v dočasné akumulaci vody v regulátoru přítoku, h₁ jsou hodnoty h odpovídající ίθ, t^, je proměnná plochy hladiny dočasné akumulace vody v m² regulátoru přítoku jako funkce h, je plocha povodí regulační nepohyblivé deštové vpustě v m , je bezrozměrný koeficient odtoku z povodí S od 0 do 1,

-1 -1^ť je intenzita návrhového deste v l.s .ha , je přítok deštové vody do stok, podle vztahu Q_Q = ^nS_v Vžgh, kde μ je bezrozměrný hydraulický součinitel výtoku, S„ je průtočný průřez regulačního otvoru regulační vpustě v m .

Dosahovaný nový účinek spočívá v tom, že působením deštové vpustě s regulací podle vynálezu se sníží maximální přítoky deštových vod do stok z dosud obvyklých 120 l.s ¹ . ha ¹ až — I^-Ί -1 -1

160 l.s ^.ha”¹ na nejvyšší přítok 6 l.s .ha jednotně v celém vymezeném povodí stok, a to umožní zmenšit průměr potrubí stok, například v typickém obytném souboru bytové zástavby z průměru DM 700 na DM 300 až DN 400, Tím se dosáhne výrazné snížení investičních a provozních nákladů na kanalizaci.

Příkladné provedení dešEové vpuste s regulací podle vynálezu je znázorněno na přiložených výkresech, kde na obr. 1 je půdorys nepohyblivé regulační dešEové vpuste a regulátoru přítoku dešEových vod do stok, na obr. 2 je řez a-a podle obr. 1, na obr. 3 je půdorys nepohyblivé regulační dešEové vpustě s rámem a regulačním otvorem a na obr. 4 je řez A-A podle obr. 3 (alt. zdvojení).

Konkrétní provedeni vynálezu je řešeno pro regulátory přítoku 2 vytvořené v prostorovém tvaru komolého jehlanu s vodorovnými podstavami, kde v nižší podstavě je umístěna nepohyblivá regulační dešEová vpusE 2 s průtočným regulačním otvorem 2· Horní, větší podstava komolého jehlanu regulátoru přítoku 2 odpovídá ploše hladiny akumulované dešEové vody při největší hloubce vody v regulátoru. Obě podstavy regulátoru mají tvar obdélníku, což je výhodné pro umístění regulátoru 2 ^v jeho povodí, vyznačeném na obr. 1 schématem úseku rozvodnice

Regulátor přítoku 2 ^s regulační vpustí 2 může být umísEován jako parterní do ploch zeleně poblíž komunikací v sídlištích, průmyslových areálech a podobně, nebo podle výpočtů vynálezu jako střešní na střešních plochách budov, jejichž spádování ploch samo vytváří prostorový tvar, potřebný pro regulátor. Vynález počítá i s možností úplného havarijního dlouhodobého^ uzavření (ucpání) regulační dešEové vpustě 2 ^a regulačního otvoru 2 ^a těmto extrémním podmínkám plně vyhoví tzv. bezpečnostní regulátory přítoku, zásadně i tvarově shodné s regulátorem 2- Umístění dolní podstavy regulátoru 2 ^s regulační vpustí 2 uvnitř regulátoru je libovolné, stejně jako umístění regulačního otvoru 2 uvnitř půdorysu regulační vpustě 2·

Rozměry regulační vpustě 2 jsou libovolné a dolní podstava regulátoru ji těsně obklopuje. Rozměry regulátoru 2 ^a regulačního otvoru 2 vyplývají z hydrotechnických výpočtů podle uvedeného fyzikálně matematického vztahu podstaty vynálezu, podle něhož souvisí s velikostí povodí, vymezeného rozvodnicí 4_ a s dalšími uvedenými parametry. Pro regulátor přítoku 2_ ve tvaru komolého jehlanu se uvedený obecný základní vztah konkretizuje do tvaru

Ax⁵ + Bx³ + Cx S_p . k . i - V57 x kde x = h , dh = 2xdx,

A, B, C jsou koeficienty vyplývající výpočtem z geometrických vlastností komolého jehlanu regulátoru 2.

Z provedených, poměrně rozsáhlých hydrotechnických výpočtů, vyplývají následující hlavní parametry konkrétního provedení vynálezu pro regulovaný maximální přítok dešEové vody do stok do 6 l.s ''.ha ¹ pro jakýkoli z přívalových dešEů s trváním 5, 15, 30, 60, 120 min, 1 d, 1 měsíc, s periodicitou 0,5 až 0,05 a pro odtokový koeficient k = 1,0:

Odvodněná plocha SD 2 ť nr	Regulátor přítoku 2	typ	Regulační otvor Sv 2 m.10-4
délka m	šířka m	hloubka m
225	9,96	4,98	0,179	parterní malý	1,2
225	15,03	7,43	0,274	dtto, bezpečnostní	1,2
300	10,94	5,47	0,199	parterní střední	1,5
300	16,65	8,24	' 0,306	dtto, bezpečnostní	1,5
1 500	22,03	11,01	0,250	• parterní velký	6,8
1 500	34,01	16,92	0,388	dtto, bezpečnostní	6,8
224	14,06	7,45	0,100	střešní	1,5
224	21,00	10,65	0,160	dtto, bezpečnostní	1,5

Při menším odtokovém koeficientu k povodí S_p lze odvodněnou plochu S_p oproti tabelárnímu údaji přímo úměrně k * zvětšit.

Rozměry střešního regulátoru odpovídají běžnému provedení střech bytového domu panelového, typ OP 1.1, jak velikostně, tak staticky bez jakýchkoli úprav střechy. Povrch parterních regulátorů 2 ^se předpokládá zatravněný, povrch střešních regulátorů shodný s běžným provedením střech. Regulační vpusť JL s regulačním otvorem 2 ^^ze vyrobit z běžně dodávaných dešťových vpustí š rámem, pro dvory nebo pro střechy, zmenšením jejich průtočných otvorů zabetonováním a tím, že se ponechá průtočný regulační otvor 3^ ve vypočtených dimenzích. Na tvaru regulačního otvoru ani na jejich počtu v zásadě nezáleží, rozhoduje průtočný průřez S_v v n.².

Řešení deštových vpustí s povodím s regulací přítoku vody do stok podle vynálezu zajištuje neškodné, ekologicky a ekonomicky výhodné odvádění všech přívalových a ostatních deštových vod tak, že se regulátorem přítoku spolu s regulační vpustí s regulačním otvorem působí na přirozený přítok deštových vod z povodí vpustě, a tim se dosáhne zmenšení přítoku deštových vod do stok, tj. za každým regulačním otvorem na jednotný nejvyšší přítok 6 l.s bha ¹.

Využití vynálezu je nenáročné na stavební a konstrukční provedení regulátoru přítoku a regulační vpustě. Je vhodné pro běžné sklonitosti povrchu terému zástavby bytové a průmyslové, od 0 % do 8 %. Využití vynálezu přispěje ke zlepšení vodohospodářské bilance odtoku, vsaku a výparu. Zdrženi vody v regulátorech je max. 30 hodin.

Claims (1)

1. Deštová vpust kanalizace s odvodněným povodím, vyznačená tím, že sestává z nepohyblivé regulační deštové vpustě s nepohyblivými regulačními otvory s nepohyblivými vtoky otvorů a z regulátoru přítoku jako části odvodněného povodí, vytvořeného pro dočasnou akumulaci deštové vody, přičemž regulace je provedena podle vzorce:

   t_x h.

   f Γ S.dh

   I dt = t, - t. = t = ——; ; ~ j 1 0 J Sp. k. i - Qg ^ť0 ^h0 kde t je proměnná času v s, tg je časový údaj v s začátku deště, odpovídající začátku regulace přítoku deštové vody do stok, tj je časový údaj v s konce regulace, podle vynálezu nejvýše 30.3600 s, odpovídající vyprázdnění dočasné akumulace vody, h je proměnná hloubky vody v m dočasné akumulace vody v regulátoru přítoku, hg, hi jsou hodnoty h, odpovídající t_Q, t₁₍

   S je proměnná plochy hladiny dočasné akumulace vody v m² regulátoru přítoku jako funkce h,

   Sp je plocha povodí regulační nepohyblivé deštové vpustě v m , k je bezrozměrný koeficient odtoku z povodí S_D od 0 do 1,

   -1 -1 ^ť í je intenzita deště návrhového v l.s .ha ,

   Qg je přítok deštové vody do stok podle vztahu <2θ = /jSy Vžgh, kde μ je bezrozměrný hydraulický součinitel výtoku, S_y je průtočný průřez regulačního otvoru regulační vpustě v m².