FI56716C

FI56716C - ADJUSTMENT OF ORGANIZATION FOR THE ADMINISTRATION OF JORDMAONEN

Info

Publication number: FI56716C
Application number: FI783380A
Authority: FI
Inventors: Markku Isoaho
Original assignee: Markku Isoaho
Priority date: 1978-11-07
Filing date: 1978-11-07
Publication date: 1980-03-10
Also published as: GB2038387A; FI56716B

Description

Pri KUULUTUSJULKAISU rCT1C jggA 11 UTLÄGG NI NGSSKRI FT 56716 • 0 (45) Γ,ι..ριιι . * *· »» 1 M ·χ ' " ’ Λ ^ (S1) Kv.ik.*/int.ci.* % 03 F 1/00 / SUOMI — FINLAND (21) p>Mntt,h*ltemuI — P*«"t»n»ölu»lng 783380 (22) HakwnltpUvI Ansttknlngtdag 07.11.78 (FI) (23) Alkupllvt—> Giltighttfdag 07.11 >70 (41) Tullut |ulklMk*l — Bllvlt offuntllgPri ADVERTISEMENT rCT1C jggA 11 UTLÄGG NI NGSSKRI FT 56716 • 0 (45) Γ, ι..ριιι. * * · »» 1 M · χ '"' Λ ^ (S1) Kv.ik. * / Int.ci. *% 03 F 1/00 / FINLAND - FINLAND (21) p> Mntt, h * ltemuI - P * «" T »n» ölu »lng 783380 (22) HakwnltpUvI Ansttknlngtdag 07.11.78 (FI) (23) Alkupllvt—> Giltighttfdag 07.11> 70 (41) Tullut | ulklMk * l - Bllvlt offuntllg

Patentti- ja rekisterihallitus (44) NihtivUulpanon ja kuul.|ulk»Hun pvm. —National Board of Patents and Registration (44) NihtivUulpanon and Hearing | -

Patent* och registerstyrelsen Antöksn utlagd och uti.*krift*n pubiicer*d 30.11.79 (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus—Begird prlorltet (71)(72) Markku Isoaho, Raikurinne 1 E 1*1, 01620 Vantaa 62, Suomi-Finland(Fl) (7^+) Leitzinger Oy (5*0 Menetelmä ja laite sadevesien imeyttämiseksi maaperään - Förfarande och anordning för uppsugning av regnvatten i jordmänenPatent * och registerstyrelsen Antöksn utlagd och uti. * Krift * n pubiicer * d 30.11.79 (32) (33) (31) Privilege requested — Begird prlorltet (71) (72) Markku Isoaho, Raikurinne 1 E 1 * 1, 01620 Vantaa 62, Suomi-Finland (Fl) (7 ^ +) Leitzinger Oy (5 * 0 Method and apparatus for impregnation of rainwater into soil - Förfarande och anordning för uppsugning av regnvatten i jordmänen

Esillä oleva keksintö kohdistuu menetelmään ja laitteeseen sadevesien imeyttämiseksi maaperään maanalaisten imeytyskanavien kautta.The present invention relates to a method and apparatus for absorbing rainwater into soil through underground absorption channels.

Tavanomaisessa imeytyssysteemissä imeytettävän sadeveden virtaus-suunta on alaspäin, kun taas altaan täyttyessä vesipinta pyrkii ylöspäin. Tällöin veden sisältämää energiaa häviää imeytystapahtumassa eli hienoaineksen vaikutusta systeemissä ei hallita. Hienoaines yritetään saada siirtymään perusmaahan tai muuten se tukkii varastotilan. Jos virtaus tapahtuu ylhäältä alaspäin, menee myös hukkaan se energia, joka on kulunut sadeveden imeytymiseen täytemateriaaliin, koska pohjavesi nousee joka tapauksessa varastotilavuuden täyttyessä ja kuljettaa osittain takaisin alaspäin siirtyneen hienoaineksen ja lian.In a conventional absorption system, the flow direction of the rainwater to be absorbed is downwards, while when the basin is full, the water surface tends upwards. In this case, the energy contained in the water is lost in the absorption event, i.e. the effect of fines in the system is not controlled. An attempt is made to get the fines to move to the base country or else it will clog the storage space. If the flow takes place from top to bottom, the energy spent on the absorption of rainwater into the backfill material is also wasted, as the groundwater rises in any case as the storage volume fills up and partially transports back the fines and dirt that have moved downwards.

Sadevesivirtaama on aina jaksottaista. Tällöin imeytysallas voidaan suunnitella kahteen suuntaan toimivaksi, mutta hienoaineksen kulkeutumisen kannalta vain yhteen suuntaan toimivaksi.Rainwater flow is always intermittent. In this case, the absorption basin can be designed to operate in two directions, but to operate in only one direction in terms of fines transport.

Tavanomaisessa imeytysmenetelmässä karkea imeytysaltaan täytemateriaali päästää hienoaineksen laskeutumaan hitaallakin virtausnopeudella altaan pohjalle, jolloin se vaikeuttaa sadeveden imeytymistä perusmaahan. Mikäli tavanomaisen imeytysaltaan täytemateriaali on hienoa 56716 2 raekokoa, tukkeutuu täyte yläosastaan.In the conventional absorption method, the coarse material of the absorption basin allows the fines to settle to the bottom of the basin, even at a slow flow rate, making it difficult for rainwater to be absorbed into the base soil. If the filling material of a conventional soaking basin is a fine grain size of 56716 2, the filling will become clogged at the top.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on aikaansaada menetelmä ja laite, jolla tehokkaasti sadevesi voidaan imeyttää maaperään. Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, että imeytyskanavissa virtaavan veden annetaan purkautua kanavan pohjan kautta imeytys-altaan täyttömateriaaliin pääasiassa alhaalta ylöspäin käyttäen hyväksi veden korkeusaseman tai painetason ja pohjaveden pinnan tai altaan pohjan välistä korkeuseroa, ja joka altaaseen imeytynyt vesi hitaasti imeytyy perusmaahan pääasiassa alaspäin suuntautuvana virtauksena.It is an object of the present invention to provide a method and apparatus by which rainwater can be efficiently absorbed into the soil. The method according to the invention is characterized in that the water flowing in the absorption channels is allowed to discharge through the channel bottom into the filling material of the absorption basin mainly from the bottom upwards, taking advantage of the height difference .

Täten vesi saadaan virtaamaan ylöspäin täytekerroksen huokosissa. Hienoaines ja lika saadaan kulkemaan maaperässä pienemmällä virtausnopeudella kuin putkessa. Keksinnön mukaiselle laitteelle, jossa imeytysaltaaseen on sijoitettu maanalainen imeytyskanavisto, on tunnusomaista se, että imeytyskanava on kannella varustettu tunneli, jolloin vesi purkautuu tunnelin pohjasta kanavan sivuille. Edullisesti imey-tyskanavan pohja on pääasiassa pohjaveden tasossa.Thus, water is caused to flow upwards in the pores of the filling layer. Fine material and dirt are made to travel in the soil at a lower flow rate than in the pipe. The device according to the invention, in which an underground absorption channel is arranged in the absorption basin, is characterized in that the absorption channel is a tunnel provided with a deck, whereby water is discharged from the bottom of the tunnel to the sides of the channel. Preferably, the bottom of the suction channel is mainly in the groundwater level.

Imeytyskanavarakenteella saadaan käytettävissä oleva potentiaalienergia muutettua liike-energiaksi, joka kuljettaa hienoainesta ylöspäin, syöttämällä vesi mahdollisimman alhaalta imeytysaltaaseen karkean imeytyskanavapohjan kautta.With the absorption channel structure, the available potential energy can be converted into kinetic energy, which transports the fines upwards, by supplying water from as low as possible to the absorption basin through a coarse absorption channel bottom.

Keksinnön mukaisen menetelmän toimintaperiaate on seuraava. Altaan täyttötilanteessa on altaassa veden virtausnopeus ylöspäin suurempi kuin veden imeytyessä perusmaahan alaspäin. Altaan täytemateriaalina käytetään karkeaa soraa. Veden mukana tuleva hieno maa-aines ja lika pyrkii täyttötilanteessa siirtymään altaan yläosaan. Sadevesivirtauksen pienentyessä alkaa vesi virrata perusmaahan alaspäin, mutta virtausnopeus on niin pieni, ettei hienoaines enää kulkeudu alaspäin. Näin imeytysallas pysyy jatkuvasti toimintakunnossa.The operating principle of the method according to the invention is as follows. When the basin is filled, the water flow rate in the basin is higher upwards than when the water is absorbed downwards into the base soil. Coarse gravel is used as the backfill material for the pool. The fine soil and dirt that comes with the water tends to move to the top of the basin when filled. As the rainwater flow decreases, the water begins to flow down to the base soil, but the flow rate is so low that the fines no longer travel downward. This keeps the suction basin in constant working order.

Imeytyskanavassa tulevan sadeveden pinnan korkeusasema tai painetaso on suurempi kuin luonnollisen pohjavedenpinnan taso. Imeytyskanavan rakenteet mitoitetaan siten, että virtausnopeus karkeassa kerroksessa kanavasta altaaseen on niin suuri, ettei tukkeutumista tapahdu kanavan pohjassa. Virtausnopeus karkeassa kerroksessa on noin v = 0,40 ... 0,70 cm/s. Tulovirtausnopeus jakokaivosta imeytyskanavaan on noin v = 0,80 m/s ja nopeus kanavassa on noin 0,20 m/s. Täyttötilanteessa on virtausnopeus altaassa noin v = 0,05 ... 0,4 cm/s ja tyhjenemis-tilanteessa perusmaan vedenläpäisevyydestä riippuva, noin v = 0,01 cm/s. Imeytymisnopeus perusmaahan voi olla hidas, koska allas toimii osittain 3 56716 tai kokonaan varastoaltaana, eikä tukkeutuminen aiheuta muutoksia virtaustilanteeseen.The height position or pressure level of the rainwater surface entering the absorption channel is higher than the level of the natural groundwater surface. The structures of the absorption channel are dimensioned so that the flow rate in the coarse layer from the channel to the basin is so high that no blockage occurs at the bottom of the channel. The flow velocity in the coarse layer is about v = 0.40 ... 0.70 cm / s. The inlet flow velocity from the distribution well to the absorption channel is about v = 0.80 m / s and the velocity in the channel is about 0.20 m / s. In the case of filling, the flow velocity in the basin is about v = 0.05 ... 0.4 cm / s and in the case of emptying it depends on the water permeability of the base, about v = 0.01 cm / s. The rate of absorption into the base land may be slow because the pool acts as a partial 3,56716 or entirely as a storage pool, and clogging does not cause changes in the flow situation.

Välitön huoltotarve on vain imeytyskanavan osalla eikä koko altaan osalla. Imeytyskanavan pohjalle mahdollisesti kertyvä irtoroska voidaan poistaa kanavan päihin rakennettavien tarkastuskaivojen kautta.The immediate need for maintenance is only in the part of the absorption channel and not in the whole part of the basin. Loose debris that may accumulate at the bottom of the absorption duct can be removed through inspection wells built into the ends of the duct.

Koska allas rakennetaan maan alle, se pysyy toimintakunnossa ympäri vuoden. Pintarakenteiden jäätyminen ei vaikuta altaan toimintaan. Haitallista biologista toimintaa ei myöskään pääse syntymään.Because the pool is built underground, it stays operational year-round. Freezing of surface structures does not affect the operation of the pool. Harmful biological activity cannot be generated either.

Keksinnön mukaista laiterakennetta selitetään tarkemmin viittamaalla oheisiin piirustuksiin, joista kuva 1 esittää keksinnön mukaista imeytysallasta maanalaisine imeytyskanavineen, ja kuva 2 esittää imeytyskanavan poikkileikkausta.The device structure according to the invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings, in which Figure 1 shows an absorption basin according to the invention with underground absorption channels, and Figure 2 shows a cross-section of an absorption channel.

Kuvassa 1 on esitetty imeytysallas 1, joka on suurehko kenttäalue, jonka maan alle on asennettu imuputkisto 2 haarakanavineen 3 sekä kaivoineen 10.Figure 1 shows an absorption basin 1, which is a rather large field area, under which an intake manifold 2 with branch ducts 3 and wells 10 is installed.

Kuvassa 2 on esitetty poikkileikkaus kanavasta 3, joka muodostuu pohjasta avoimesta kanavasta 5 sekä sen päällä olevasta betonikuoresta 4. Vesi pystyy liikkumaan kanavassa pienellä virtaushäviöllä myös paineen alaisena ja josta vesi purkautuu vain karkean pohjan kautta imeytysaltaan täytemateriaaliin 1. Vesi purkautuu pohjan kautta, mutta kanavan ulkopuolella se virtaa sivuille ja ylöspäin. Veden potentiaalienergia muuttuu pääosin liike-energiaksi vasta purkautuessaan pohjan kautta altaaseen. Näin on mahdollista saada riittävä veden virtausnopeus kuljettamaan hienoainesta täytemateriaalissa haluttuun paikkaan.Figure 2 shows a cross-section of a duct 3 consisting of an open duct 5 at the bottom and a concrete shell 4 on top of it. it flows sideways and up. The potential energy of water is mainly converted into kinetic energy only when discharged through the bottom into the basin. This makes it possible to obtain a sufficient water flow rate to transport the fines to the desired location in the filler material.

Altaan täytemateriaali 1 sallii hienoaineksen liikkumisen riittävän suurella virtausnopeudella, mutta pystyy estämään sen pienellä virtausnopeudella.The filling material 1 of the basin allows the fines to move at a sufficiently high flow rate, but is able to prevent it at a low flow rate.

Imeytyskanavarakenteessa on muuttuva virtausnopeus otettu huomioon. Lähimpänä pohjaa on karkea kerros 6 levein. Täyttötilanteen alkuvaiheessa syntyy suurin paine-ero ja suurin virtausnopeus imeytys-altaaseen 1. Tällöin hiljalleen pienten virtausten aikana mahdolli- 4 56716 sesti kertynyt hienoaines irtoaa ja lähtee liikkumaan ylöspäin. Virtausnopeus kasvaa kuitenkin tasaisesti, eikä lika irtoa yhtäkkisesti eikä pakkaannu tukkivaksi kerrokseksi.The variable flow rate has been taken into account in the absorption channel structure. The closest to the bottom is a rough layer 6 at its widest. At the beginning of the filling situation, the largest pressure difference and the highest flow rate to the absorption tank 1 are created. In this case, the fines which may have accumulated slowly during small flows are released and start to move upwards. However, the flow rate increases steadily and the dirt does not come off suddenly and does not pack into a clogging layer.

Imeytysallas 1 toimii jatkuvasti eri raekokojen erottelijana. Sadeveden syöttö on pyritty järjestämään mahdollisimman alhaalta, jotta virtausviivat ulottuvat niin kauas alapuolelle, että hiljalleen kertynyt hienoaines lähtee mukaan. Kanavan pohjarakenteet saavat pienillä sadevesivirtaamilla osittan tukkeutua, mutta systeemi ei mene käyttökelvottomaksi, koska huippuvirtaama pystyy avaamaan kanavarakenteet ja kuljettamaan lika-aineksen kauemmas imeytyskanavasta. Tarvittava virtausnopeus aikaansaadaan kaivon vesipinnan ja pohjavedenpinnan 8 välisellä korkeuserolla.. Tarvittava paine-ero voidaan ottaa suunnittelussa huomioon. Tällöin sadevesiviemärin ei välttämättä tarvitse padottaa.The absorption basin 1 continuously acts as a separator for different grain sizes. The aim is to arrange the rainwater supply as low as possible so that the flow lines extend so far below that the slowly accumulated fines enter. The bottom structures of the canal can be partially clogged with small rainwater flows, but the system does not become unusable because the peak flow is able to open the canal structures and transport dirt further away from the absorption channel. The required flow rate is achieved by the height difference between the water surface of the well and the groundwater surface 8. The required pressure difference can be taken into account in the design. In this case, it is not necessary to dam the rainwater drain.

Rakenteiden mitoitus voidaan tehdä esim. kerran vuodessa sattuvalle rankkasateelle, jotta varmistetaan keskimäärin kerran vuodessa tapahtuva maksimihuuhtelutilanne. Imeytysaltaan kokoa mitoitettaessa voidaan käyttää esim. 10 min. mitoitussateen kestoaikaa.The structures can be dimensioned, for example, for heavy rain that occurs once a year, in order to ensure the maximum flushing situation on average once a year. When dimensioning the size of the absorption basin, eg 10 min can be used. the duration of the design rain.

Sovellutus pääosin tasausaltaana toimivana on halpa rakenne. Tällöin rakennetta voidaan verrata betoniseen tasausältaaseen, mutta erona on se, ettei liete tässä laskeudu pohjaan vaan jää täytemassaan yläosaan. Tarvittaessa altaan tyhjenemistä voidaan nopeuttaa pienellä poistoviemärillä altaan alaosassa. Se on kuitenkin mitoitettava siten, ettei altaan vesipinta laske liian nopeasti.The application, which mainly works as an equalization tank, is a cheap structure. In this case, the structure can be compared to a concrete leveling basin, but the difference is that the sludge here does not settle to the bottom but remains in the top of the filling mass. If necessary, emptying the pool can be accelerated with a small drain at the bottom of the pool. However, it must be dimensioned so that the water level in the pool does not fall too quickly.

Keskimääräinen sadevesi sisältää kiinotainetta 100 ... 300 mg/1 koko-naiskiintoaineena mitattuna. Vuotuisen sadannan ja valuma-alueiden mukaan laskettuna kertyy imeytysaltaaseen vuosittain 3 ... 10 mm:n paksuinen kerros. Näin ollen imeytysaltaan käyttöikä on 50 ... 100 vuotta riippuen siitä, miten varastotilavuuden pieneneminen otetaan huomioon, ilman välitöntä huoltotarvetta.The average rainwater contains 100-300 mg / l of solids, measured as total solids. Depending on the annual precipitation and catchment areas, a 3 ... 10 mm thick layer accumulates in the absorption basin every year. Thus, the service life of the suction tank is 50 ... 100 years, depending on how the reduction in storage volume is taken into account, without the need for immediate maintenance.

Imeytyskanavien 3 keskinäisen etäisyyden mitoituksessa käytetään arvioitua täyttymisaikaa ja vaakasuoraa virtausnopeutta.The dimensioned distance between the absorption channels 3 is measured using the estimated filling time and the horizontal flow rate.

Imeytyminen perusmaahan on hidasta ennen riittävää painekorkeutta eli vesi alkaa virrata ylöspäin. Vesi virtaa täytemateriaalin 1, 6 läpi kahteen kertaan. Sadeveden ilmastusvaikutus syntyy myös veden 5 56716 virratessa ylöspäin. Tämä edistää veden puhdistumista maaperässä.Absorption into the base soil is slow before a sufficient pressure level, i.e. water begins to flow upwards. Water flows through the filling material 1, 6 twice. The aeration effect of rainwater also occurs when water 5 56716 flows upwards. This promotes water purification in the soil.

Suodatinkangas 12 täytemateriaalin yläpinnassa estää pintarakenteiden häiriintymisen maksimitäyttötilanteessa. Systeemiä ei voi ylikuormittaa, koska pintarakenteiden paino estää rakenteiden liikkumisen. Menetelmä sallii suuret kuormitusvaihtelut.The filter cloth 12 on the upper surface of the filling material prevents the surface structures from being disturbed during the maximum filling situation. The system cannot be overloaded because the weight of the surface structures prevents the structures from moving. The method allows large load variations.

Maanalainen käänteiseen virtaukseen perustuva sadevesien imeytys-menetelmä on halpa ratkaisu yksinkertaisuutensa vuoksi.The underground reverse flow rainwater absorption method is an inexpensive solution due to its simplicity.

Claims

A method for absorbing rainwater into the soil via underground absorption channels, characterized in that the water flowing in the absorption channels (3) is discharged through the channel bottom into the filling material of the absorption basin (1) mainly from the bottom upwards. the difference in height between the bottom of the basin, and which water absorbed into the basin is slowly absorbed into the base soil mainly by a downward flow.

Method according to Claim 1, characterized in that the water discharged through the bottom of the channel (3) flows outside the channel to the sides and upwards.

Method according to Claim 1 or 2, characterized in that the channels (3) are substantially in the plane of the groundwater surface (8).

Method according to Claim 1, 2 or 3, characterized in that the water flows in the channels (3) under pressure.

Apparatus for absorbing rainwater into the soil for carrying out a method according to any one of claims 1 to 4, wherein an underground absorption channel (2, 3) is arranged in the absorption basin (1), characterized in that the absorption channel (3) is a tunnel (5) water discharges from the bottom of the tunnel to the sides of the canal.

Device according to Claim 5, characterized in that the bottom of the absorption channel (3) is substantially in the groundwater level.

6 1) 6/16

Device according to Claim 5 or 6, characterized in that a filter cloth (12) is arranged on the absorption channel below the upper surface of the absorption basin in order to protect the surface structures.