CS248153B1

CS248153B1 - Rain drain drain with drainage basin with water flow control

Info

Publication number: CS248153B1
Application number: CS895383A
Authority: CS
Inventors: Otakar Hasik
Original assignee: Otakar Hasik
Priority date: 1983-12-01
Filing date: 1983-12-01
Publication date: 1987-02-12

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.The storm drain sewer with a drained catchment is designed as a system of fixed regulating storm drains with regulating openings and inflow regulators as part of a drained catchment created for temporary accumulation of rainwater. The system reduces the inflow of storm delta waters into the sewers, thereby reducing the hydraulic load on the sewers and investment costs for the sewer system.

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.The present invention relates to sewer rainwater inlets and their catchment areas for which the invention addresses the regulation of limiting the inflow of rainwater to sewerage so that the spillway inflows are distributed more evenly over time, thereby reducing the investment and operating costs of the sewerage .

Způsoby, kterými se dosud ve světě řeší přítok deštových odpadních vod do stok, lze rozdělit do dvou základních skupin podle způsobu řešení deštových vpustí.The ways in which the inflow of rainwater into the sewers is still being dealt with in the world can be divided into two basic groups according to the way of rainwater outflow solution.

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.The original, classical method of sewerage does not regulate or limit the inflow of rainwater into sewers, but pursues the goal of rainwater wastewater to drain from the surface of the terrain and buildings to the sewers with the least possible delay. It uses rainwater drains with a large throughput for this purpose. However, the result of this procedure is that the underground and sewage drainage of the sewerage system must be designed for rainwater flows occurring only a few minutes a year or even longer than a year.

tt

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.A newer method of sewerage, designated according to the countries where it was created as a so-called ponding system, regulates the inflow of rainwater into the sewers by moving inlets with float carriers and withholding rainwater on the surface of terrain, buildings and other objects. This is to achieve an economical dimensioning of the sewers. This method has disadvantages in the maintenance requirements of the movable parts of the rainwater drain (dismantling of the movable parts of the drainage in autumn, assembly in spring, vulnerability of the moving parts in busy areas of housing estates, etc.). reduced safety of inhabitants, difficult accessibility of gullies in their accidents). Integral areas of greenery to the extent necessary for ponds are available only to a limited extent.

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 vzorceThe above-mentioned disadvantages of both basic methods of rainwater drainage with their catchment are eliminated by the drainage drainage drainage drainage basin according to the invention, which consists in that it consists of a fixed regulation rainwater drain with fixed regulation holes with fixed holes and a flow regulator as part designed for the temporary accumulation of rainwater, the control being performed according to the formula

S . dhS. dh

Sp.k.i - 0_θ kde tSp.ki - 0 _θ where 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,is the time variable vs, is the time value vs the beginning of the rain corresponding to the start of the regulation of the rainwater inflow to the sewers, the time value vs the end of the regulation, according to the invention at most 30. 3 600 s, corresponding to emptying the temporary water storage, is the variable water depth vmv temporary water storage in the inflow regulator, h ₁ are the h values corresponding to ίθ, t ^, is the temporary water storage surface area variable in m ^{2 of} the inflow regulator as a function h the catchment area of the stationary rainfall in m, is the dimensionless coefficient of outflow from the catchment area S from 0 to 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 .-1 -1 ^ť is the design slab intensity in ls .ha, rainwater inflow to sewers, according to the relation Q _Q = ^ nS _in Vgh, where μ is dimensionless hydraulic discharge coefficient, S "is the flow cross section of the control orifice of the control inlet in 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 -1The new effect achieved is that the maximum rainwater inflow into the sewers is reduced from the usual 120 ls &^lt; ^{1 &gt}; ha ¹ to - 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.160 ls ^ .ha ” ¹ to the highest inflow of 6 ls .ha uniformly throughout the defined drainage basin, and this makes it possible to reduce the diameter of the sewer pipes, for example in a typical residential dwelling from a diameter of DM 700 to DM 300 to DN 400. drastic reduction of investment and operating costs of sewerage.

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).An exemplary embodiment of a rainwater inlet with a regulation according to the invention is shown in the accompanying drawings, in which Fig. 1 is a plan view of a stationary rainwater inlet and a rainwater inflow regulator into sewers, Fig. 2 is a sectional view of Fig. 1; Fig. 4 is a sectional view AA of Fig. 3 (alternatively doubling).

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 rozvodniceA particular embodiment of the invention is provided for the inflow regulators 2 formed in the spatial shape of a truncated pyramid with horizontal bases, where in the lower pedestal there is a stationary regulating rain inlet 2 with flow control opening 2. water at the highest water depth in the controller. Both bases of the regulator have the shape of a rectangle, which is advantageous for placing the regulator 2 ⁱⁿ its basin, indicated in the diagram of the distribution board section in Fig. 1.

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·The inflow regulator 2 ^with regulating inlet 2 can be placed as parterre in green areas near roads in housing estates, industrial sites and the like, or, according to the calculations of the invention, as roofs on the roof surfaces of buildings. The invention envisages the possibility of a complete emergency long-term closing (clogging) of the regulating rainwater inlet 2 ^{and the} regulating orifice 2 ^and these extreme conditions are fully satisfied by the so-called safety inflow regulators, substantially identical in shape ^to regulator 2. as well as the location of the control opening 2 inside the plan view of the control inlet 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 tvaruThe dimensions of the regulating inlet 2 are arbitrary and the lower base of the regulator closely surrounds it. The dimensions of the regulator 2 ^{and the} control orifice 2 result from the hydrotechnical calculations according to said physical-mathematical relationship of the essence of the invention, according to which it relates to the size of the basin defined by the distribution board 4 and other parameters mentioned. For a truncated pyramid-shaped inflow regulator 2, said general basic relationship is concretized into a shape

Ax⁵ + Bx³ + Cx S_p . k . i - V57 x kde x = h , dh = 2xdx,Ax ⁵ + Bx ³ + Cx S _p . k. i - V57 x where x = h, dh = 2xdx,

A, B, C jsou koeficienty vyplývající výpočtem z geometrických vlastností komolého jehlanu regulátoru 2.A, B, C are the coefficients resulting from the calculation from the geometric properties of the truncated pyramid of regulator 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:From the relatively extensive hydrotechnical calculations carried out, the following main parameters of a particular embodiment of the invention result in a controlled maximum rainwater inflow to sewers up to 6 ls / h and ¹ for any of the storm rains of 5, 15, 30, 60, 120 min. d, 1 month, with a periodicity of 0.5 to 0.05 and for a runoff coefficient k = 1.0:

Odvodněná plocha S_D 2 ^ťnrDrainage area S _D 2 ^ť nr Regulátor přítoku 2 Inflow regulator 2 typ type Regulační otvor S_v 2 m.10^-4 Control hole S _at 2 m.10 ^-4 délka m length m šířka m width m hloubka m depth m 225 225 9,96 9.96 4,98 4.98 0,179 0.179 parterní malý parterní malý 1,2 1,2 225 225 15,03 15.03 7,43 7.43 0,274 0.274 dtto, bezpečnostní ditto, safety 1,2 1,2 300 300 10,94 10.94 5,47 5.47 0,199 0.199 parterní střední parterní střední 1,5 1.5 300 300 16,65 16.65 8,24 8.24 ' 0,306 0.306 dtto, bezpečnostní ditto, safety 1,5 1.5 1 500 1 500 22,03 22.03 11,01 11.01 0,250 0.250 • parterní velký • Parterial large 6,8 6.8 1 500 1 500 34,01 34.01 16,92 16.92 0,388 0.388 dtto, bezpečnostní ditto, safety 6,8 6.8 224 224 14,06 14.06 7,45 7.45 0,100 0.100 střešní roof 1,5 1.5 224 224 21,00 21,00 10,65 10.65 0,160 0.160 dtto, bezpečnostní ditto, safety 1,5 1.5

Při menším odtokovém koeficientu k povodí S_p lze odvodněnou plochu S_p oproti tabelárnímu údaji přímo úměrně k * zvětšit.With a smaller runoff coefficient to the river basin S _p , the drained area S _p can be directly proportional to k * compared to the tabular data.

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.The dimensions of the roof regulator correspond to the standard roof design of a block of flats, type OP 1.1, both in size and statics without any roof modifications. The surface of the floor regulators 2 ^is assumed ^to be grassed, the surface of the roof regulators is identical to the conventional roof design. Regulatory inlet control aperture with JL-2 prepared ^from a commercially available storm inlets to the frame, the yard or on the roof, reducing the flow apertures and seal off that is allowed to flow control orifice in the calculated three-dimensions. The shape of the regulating orifice does not matter in principle, the cross section S _v v n. ² decides.

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.The design of the rainwater inlets with the catchment water flow control according to the invention ensures harmless, ecologically and economically advantageous drainage of all the storm and other rainwater by acting on the natural flow of rainwater from the inlet catchment area together with the regulating inlet with the regulating opening. and thus a reduction in the inflow of rainwater into the sewers is achieved, i.e. after each control opening, to a uniform highest inflow of 6 ls 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.The use of the invention is not demanding on the construction and construction of the inflow regulator and the inlet. It is suitable for common surface inclinations of residential and industrial buildings, from 0% to 8%. The use of the invention will contribute to improving the water balance of runoff, infiltration and evaporation. Water delay in the controllers is max. 30 hours.

Claims

Drainage drainage rainwater drain, characterized in that it consists of a fixed control rainwater drain with fixed control holes with fixed orifices and a flow regulator as part of a drainage basin designed for temporary rainwater accumulation, the control being carried out according to the formula:

t _x h.

f Γ S.dh

I dt = t, - t. = T = ——; ; ~ j 1 0 J Sp. i - Qg ^ť 0 ^h 0 where t is the time variable vs, tg is the time vs vs the start of the rain corresponding to the start of rainwater inflow control, ie the time vs vs the end of the control, accumulation of water, h is variable water depth in m of temporary accumulation of water in the inflow regulator, hg, hi are values of h, corresponding to t _Q , t _{1 (}

S is the variable area of the temporary water storage level in m ^{2 of} the inflow controller as a function of h,

Sp is the catchment area of the fixed immersion rainfall in m, k is the dimensionless runoff coefficient S _D from 0 to 1,

-1 -1 ^t it is the intensity of rain in the design .ha ls,

Qg is the inflow of rainwater into the sewers according to the relation <2θ = / jSy Vžgh, where μ is the dimensionless hydraulic discharge coefficient, S _y is the flow cross section of the control orifice of the control inlet in m ² .