Количественная характеристика поверхностного стока с селитебных территорий и площадок предприятий

• 5.1 Определение среднегодовых объемов поверхностных сточных вод
• 5.1.1. Среднегодовой объем поверхностных сточных вод, образующихся на селитебных территориях и площадках предприятий в период выпадения дождей, таяния снега и мойки дорожных покрытий, определяется по формуле:

W_г = W_д + W_т + W_м, (4).

где W_д , W_т и W_м? среднегодовой объем дождевых, талых и поливомоечных вод, м³.

5.1.2. Среднегодовой объем дождевых (Wд) и талых (Wт) вод, стекающих с селитебных территорий и промышленных площадок, определяется по формулам:

W_д = 10h_дд F; (5).

W_т = 10h_тт F; (6).

где F? общая площадь стока, га;

h_д? слой осадков, мм, за теплый период года, определяется по табл. 2 СНиП 23−01?99 [2];

h_т? слой осадков, мм, за холодный период года (определяет общее годовое количество талых вод) или запас воды в снежном покрове к началу снеготаяния, определяется по табл. 1 СНиП 23−01?99 [2];

_д и _т? общий коэффициент стока дождевых и талых вод соответственно.

5.1.3. При определении среднегодового количества дождевых вод Wд, стекающих с селитебных территорий, общий коэффициент стока д для общей площади стока F рассчитывается как средневзвешенная величина из частных значений для площадей стока с разным видом поверхности, согласно табл. 5.

5.1.4. При определении среднегодового объема дождевых вод Wд, стекающих с территорий промышленных предприятий и производств, значение общего коэффициента стока д находится как средневзвешенная величина для всей площади стока с учетом средних значений коэффициентов стока для разного вида поверхностей, которые следует принимать:

для водонепроницаемых покрытий 0,6?0,8;

для грунтовых поверхностей? 0,2;

для газонов? 0,1.

• 5.1.5. При определении среднегодового объема талых вод общий коэффициент стока _т с селитебных территорий и площадок предприятий с учетом уборки снега и потерь воды за счет частичного впитывания водопроницаемыми поверхностями в период оттепелей можно принимать в пределах 0,5?0,7.
• 5.1.6. Общий годовой объем поливомоечных вод (W_м), м³, стекающих с площади стока, определяется по формуле:

W_м = 10m k F_{м м}, (7).

где т ? удельный расход воды на мойку дорожных покрытий (как правило, принимается 1,2?1,5 л/м² на одну мойку);

k ? среднее количество моек в году (для средней полосы России составляет около 150);

F_м? площадь твердых покрытий, подвергающихся мойке, га;

_м? коэффициент стока для поливомоечных вод (принимается равным 0,5).

• 5.2 Определение расчетных объемов поверхностных сточных вод при отведении их на очистку
• 5.2.1. Объем дождевого стока от расчетного дождя Wоч, м3, отводимого на очистные сооружения с селитебных территорий и площадок предприятий, определяется по формуле:

W_оч = 10h_аF Ш_mid, (8).

где h_а? максимальный слой осадков за дождь, мм, сток от которого подвергается очистке в полном объеме;

Ш_mid? средний коэффициент стока для расчетного дождя (определяется как средневзвешенная величина в зависимости от постоянных значений коэффициента стока Ш_i для разного вида поверхностей по табл. 11, п. 5.3.8 настоящих Рекомендаций);

F? общая площадь стока, га.

5.2.2. Для селитебных территорий и промышленных предприятий первой группы величина hа принимается равной суточному слою осадков от малоинтенсивных часто повторяющихся дождей с периодом однократного превышения расчетной интенсивности Р = 0,05?0,1 года, что для большинства населенных пунктов РФ обеспечивает прием на очистку не менее 70% годового объема поверхностного стока.

Величину h_а рекомендуется определять путем построения графика функции распределения вероятности (ФРВ) суточного слоя жидких атмосферных осадков для данной местности за теплый период года (с положительными среднемесячными температурами воздуха). Методика построения графика ФРВ и пример расчета суточного слоя жидких осадков с периодом однократного превышения расчетной интенсивности Р = 0,05?0,1 года приведены в Приложении 5. Область ее применения ограничивается площадью стока, которая не должна превышать 1000 га.

5.2.3. Исходными показателями для построения графика ФРВ являются:

данные многолетних наблюдениях метеостанций за атмосферными осадками в конкретной местности (не менее чем за 10?15 лет);

данные наблюдений на ближайших репрезентативных метеостанциях;

обработанные статистические данные табл. 8 «Справочника по климату СССР» [3].

Метеорологическую станцию можно считать репрезентативной относительно рассматриваемой площади стока, если выполняются следующие условия:

расстояние от станции до площади водосбора объекта менее 100 км;

разница высотных отметок площади водосбора над уровнем моря и метеостанции не превышает 50 м.

• 5.2.4. При отсутствии данных многолетних наблюдений величину h_а для селитебных территорий и промышленных предприятий первой группы допускается принимать в пределах 5?10 мм как обеспечивающую прием на очистку не менее 70% годового объема поверхностного стока для большинства территорий РФ.
• 5.2.5. Для промышленных предприятий второй группы величина h_а принимается равной суточному слою атмосферных осадков Н_р от дождей с периодом однократного превышения расчетной интенсивности Р, принятому при гидравлическом расчете дождевой сети конкретного объекта, но не менее Р = 1 год. В этом случае суточные слои осадков Н_р требуемой обеспеченности вычисляются по формуле:

Н_р = Н (1 + c_v Ф), (9).

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 формулы (9)? Н, Ф, с_v и с_s определяются по таблицам, приведенным в [4?7]. Пример расчета суточного слоя атмосферных осадков h_а для предприятий второй группы приведен в Приложении 6.

5.2.6. Максимальный суточный объем талых вод Wт. сут, м3, в середине периода снеготаяния, отводимых на очистные сооружения с селитебных территорий и промышленных предприятий, определяется по формуле:

W_т.сут = 10 _т К_у Fh_с, (10).

где _т? общий коэффициент стока талых вод (принимается 0,5?0,7);

F? площадь стока, га;

К_у ? коэффициент, учитывающий частичный вывоз и уборку снега, определяется по формуле:

К_у = 1 F_у/F, (11).

F_у — площадь, очищаемая от снега (включая площадь кровель, оборудованных внутренними водостоками);

h_с? слой талых вод за 10 дневных часов, мм, принимается в зависимости от расположения объекта. Границы климатических районов определяются по карте районирования снегового стока, приведенной в Приложении 1. Для выделенных четырех районов (1, 2, 3 и 4) величины h_с соответственно равны 25, 20, 15 и 7 мм.

• 5.2.5. Для сокращения объема талых вод, отводимых на очистку, а также снижения производительности очистных сооружений на территории населенных пунктов в зимний период необходимо предусматривать организацию уборки и вывоза снега с депонированием на «сухих» снегосвалках, либо его сброс в снегоплавильные камеры с последующим отводом талых вод в канализационную сеть.
• 5.3 Определение расчетных расходов дождевых и талых вод в коллекторах дождевой канализации
• 5.3.1. Расходы дождевых вод в коллекторах дождевой канализации, л/с, отводящих сточные воды с селитебных территорий и площадок предприятий, следует определять методом предельных интенсивностей по формуле:

q_r = _mid AF /, (12).

где A, n? параметры, характеризующие интенсивность и продолжительность дождя для конкретной местности (определяются по п. 5.3.2);

_mid? средний коэффициент стока, определяемый в соответствии с указаниями п. 5.3.7 как средневзвешенная величина в зависимости от значения _i для различных видов поверхности водосбора;

F? расчетная площадь стока, га, определяемая согласно п. 5.3.4;

t_r? расчетная продолжительность дождя, равная продолжительности протекания дождевых вод по поверхности и трубам до расчетного участка (определяется в соответствии с указаниями, приведенными в п. 5.3.5).

Расход дождевых вод для гидравлического расчета дождевых сетей, л/с, следует определять по формуле:

q_cal = q_r, (13).

где? коэффициент, учитывающий заполнение свободной емкости сети в момент возникновения напорного режима (определяется по табл. 6).

5.3.2. Параметры, А и n определяются по результатам обработки многолетних записей самопишущих дождемеров местных метеорологических станций или по данным территориальных управлений Гидрометеослужбы. При отсутствии обработанных данных параметр, А допускается определять по формуле:

А = q₂₀20ⁿ(1 + lgP / lgm_r)^г, (14).

где q₂₀? интенсивность дождя для данной местности продолжительностью 20 мин при Р = 1 год (определяется по чертежу Приложения 2);

n? показатель степени, определяемый по таблице Приложения 3;

m_r? среднее количество дождей за год, принимаемое по таблице Приложения 3;

Р — период однократного превышения расчетной интенсивности дождя, годы (принимается по п. 5.3.3);

г? показатель степени, принимаемый по таблице Приложения 3.

5.3.3. Период однократного превышения расчетной интенсивности дождя необходимо выбирать в зависимости от характера объекта водоотведения, условий расположения коллектора с учетом последствий, которые могут быть вызваны выпадением дождей, превышающих расчетные, и принимать по табл. 7 и 8 или определять расчетом в зависимости от условий расположения коллектора, интенсивности дождей, площади водосбора и коэффициента стока по предельному периоду превышения.

При проектировании дождевой канализации у особых сооружений (метро, вокзалов, подземных переходов), а также для засушливых районов, где значения q₂₀ менее 50 л/(сга), при Р, равном единице, период однократного превышения расчетной интенсивности дождя следует определять только расчетом с учетом предельного периода превышения расчетной интенсивности дождя, указанного в табл. 9.

При этом периоды однократного превышения расчетной интенсивности дождя, определенные расчетом, не должны быть менее указанных в табл. 7 и 8.

5.3.4. Расчетную площадь стока для рассчитываемого участка сети необходимо принимать равной всей площади стока или части ее, дающей максимальный расход стока. Если площадь стока коллектора составляет 500 га и более, то в формулы (12) и (13) следует вводить поправочный коэффициент К, учитывающий неравномерность выпадения дождя по площади и принимаемый по табл. 10.

5.3.5. Расчетную продолжительность протекания дождевых вод по поверхности и трубам tr до расчетного участка (створа), мин, следует определять по формуле:

t_r = t_con + t_can + t_p, (15).

где t_con — продолжительность протекания дождевых вод до уличного лотка или при наличии дождеприемников в пределах квартала до уличного коллектора (время поверхностной концентрации), мин, определяемая согласно п. 5.3.6;

t_can? то же, по уличным лоткам до дождеприемника (при отсутствии их в пределах квартала), определяемая по формуле (16);

t_p? то же, по трубам до рассчитываемого створа, определяемая по формуле (17).

5.3.6. Время поверхностной концентрации дождевого стока tcon следует рассчитывать или принимать в населенных пунктах при отсутствии внутриквартальных закрытых дождевых сетей равным 5?10 мин, а при их наличии? равным 3?5 мин. При расчете внутриквартальной канализационной сети время поверхностной концентрации надлежит принимать равным 2?3 мин. Продолжительность протекания дождевых вод по уличным лоткам tcan следует определять по формуле:

t_can = 0,021 (16).

где l_can — длина участков лотков, м;

н_can — расчетная скорость течения на участке, м/с.

Продолжительность протекания дождевых вод по трубам до рассчитываемого сечения t_p, мин, следует определять по формуле:

t_p = 0,017, (17).

где l_р — длина расчетных участков коллектора, м;

v_р — расчетная скорость течения на участке, м/с.

5.3.7. Средний коэффициент стока зависит от вида поверхности стока zmid, а также от интенсивности q20 и продолжительности tr дождя и определяется по формуле:

_mid = z_mid q^0,2 t_r^0,1, (18).

где z_mid? среднее значение коэффициента, характеризующего вид поверхности стока (коэффициент покрова), определяется как средневзвешенная величина в зависимости от коэффициентов z_i для различных видов поверхностей по табл. 11 и 12;

q₂₀? интенсивность дождя для данной местности продолжительностью 20 мин при Р = 1 год (определяется по чертежу Приложения 2);

t_r? продолжительность дождя или время добегания от наиболее удаленной части бассейна, мин (определяется по п. 5.3.5).

5.3.8. Зависимость интенсивности дождя от его продолжительности имеет вид q = A/tn.

Тогда средний (переменный) коэффициент стока _mid может быть рассчитан по формуле:

_mid = z_mid A^0,2/t_r^{0,2n ? 0,1}. (19).

При введении полученного значения коэффициента _mid в формулу (8) основная расчетная формула для определения расходов дождевых вод в коллекторах дождевой канализации, л/с, приобретает вид:

q_r = z_mid A^1,2F/t_r^{1,2n ? 0,1}. (20).

Значения коэффициентов покрова z_i для различных видов поверхности стока, используемые при расчете среднего коэффициента стока _mid по формуле (19) и при определении расходов дождевых вод q_r в коллекторах дождевой канализации по формуле (20), приведены в табл. 11, для водонепроницаемых поверхностей? в табл. 12.

• 5.3.9. Если водонепроницаемые поверхности составляют более 30?40% общей площади стока, что характерно для большинства промышленных предприятий, то расходы дождевых вод в коллекторах дождевой канализации q_r допускается определять по формуле (8) при постоянных коэффициентах стока _i, приведенных в табл. 11.
• 5.3.10. Расходы талых вод из-за различия условий снеготаяния по годам и в течение суток, а также неоднородности снежного покрова на застроенных территориях могут колебаться в широких пределах. Ориентировочно расходы талых вод, л/с, могут быть определены по слою стока за часы снеготаяния в течение суток по формуле:

Q_т = 5,5h_c К_уF / (10 + t_r), (21).

где h_с ? слой стока за 10 дневных часов, мм;

К_у? коэффициент, учитывающий частичный вывоз и уборку снега, рекомендуется рассчитывать по п. 5.2.4, или принимать равным 0,5?0,7;

F? площадь стока, га;

t_r ? продолжительность протекания талых вод до расчетного участка, ч.

Величина h_с определяется согласно п. 5.2.4. Карта районирования территории страны по слою талого стока приведена в Приложении 1. Для выделенных четырех районов (1, 2, 3, 4) величины h_с соответственно равны 25, 20, 15 и 7 мм.

• 5.4 Определение расчетных расходов поверхностного стока при отведении на очистку и в водные объекты
• 5.4.1. Расчетный расход поверхностных сточных вод Qст, м3/с, необходимый для определения кратности разбавления n при выпуске в водный объект, принимается равным максимальному зарегулированному расходу сточных вод после очистных сооружений Qст = Qоч, а при отсутствии регулирования определяется по формуле:

Q_ст = 2,810^?3h_см F_mid / (Т_д + t_r), (22).

где h_см? среднесуточный максимум атмосферных осадков, мм, за теплый период года, принимается на сновании анализа длительных рядов наблюдения за осадками на ближайших метеостанциях или равным суточному слою атмосферных осадков Н_р от дождей с периодом однократного превышения расчетной интенсивности Р, принятому при гидравлическом расчете дождевой сети конкретного объекта, но не менее Р = 1 год (п. 5.2.5);

_mid? коэффициент стока для расчетного дождя, определяется как средневзвешенная величина в зависимости от значения Ш_i для различных видов поверхности стока, согласно п. 5.3.8;

Т_д? средняя продолжительность дождя в данной местности, ч, принимается по таблице Приложения 4;

t_r? время добегания поверхностного стока от крайней точки площади стока до места выпуска в водный объект, ч, определяется по п. 5.3.5.

• 5.4.2. Определение расчетных расходов дождевого стока с селитебных территорий и площадок предприятий при отведении на очистку Q_оч с использованием схем регулирования поверхностных сточных вод приведено в разделе 7.2 настоящих рекомендаций.
• 5.4.3. Расход инфильтрационных и дренажных вод, отводимых по сети дождевой канализации и влияющих на качественную и количественную характеристику поверхностного стока, следует определять на основании специальных исследований, а также путем замеров поступления воды в коллекторную сеть в сухую погоду.

При выполнении расчетов следует руководствоваться положениями СНиП 22−02?2003 «Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов. Основные положения», СНиП 2.06.15? 85 «Инженерная защита территорий от затопления и подтопления», а также Пособия к СНиП 2.06.15?85 «Прогнозы подтопления и расчет дренажных систем на застраиваемых и застроенных территориях».

Расчетный расход притока инфильтрационных вод в коллектор дождевой канализации, л/с, в сухую погоду при известном удельном притоке инфильтрационных вод определяется по формуле:

Q_инф = qF, (23).

где q? удельный приток инфильтрационных вод, л/(сга);

F — площадь стока коллектора, га.