Гидравлический расчет водоотводящих сетей

Движение сточных вод в водоотводящих сетях может быть равномерным и неравномерным, напорным и безнапорным, установившимся и неустановившимся.

Вода, поданная системами водоснабжения к санитарным приборам, расположенным в зданиях на различной высоте, обладает определенной потенциальной энергией. Поэтому оказывается возможным, используя эту энергию, осуществлять последующий самотечный отвод ее из зданий и затем за пределы обслуживаемых объектов. Лишь в конце водоотводящих сетей возникает необходимость в перекачке сточных вод – подъеме и транспортировке их на очистные сооружения или в другие бассейны, расположенные ближе к очистным сооружениям. В ряде случаев при больших уклонах поверхности земли вообще не требуется перекачка сточных вод.

Трубопроводы водоотводящих сетей проектируются на свободный (безнапорный) режим течения жидкости с частичным (не полным) наполнением сечения труб, благодаря чему обеспечивается:

1) резерв в сечении труб, необходимый для пропуска расхода, превышающего расчетный;

2) вентиляция водоотводящей сети, при которой по свободному сечению труб удаляют вредные газы и пары;

3) лучшие условия транспортирования нерастворенных примесей.

Сточные воды образуются и поступают в водоотводящую сеть неравномерно – в ночное время бытовых сточных вод образуется меньше, чем в дневное. Поэтому в водоотводящих сетях постоянно изменяется расход сточных вод и трубопроводы работают в условиях неустановившегося движения, при котором все параметры, характеризующие поток (наполнение, скорость и др.) непрерывно меняются.

Водоотводящие сети имеют сложную конфигурацию в плане. В местах поворотов и соединения трубопроводов устраиваются смотровые колодцы, в пределах которых трубопроводы переходят в открытые полукруглые лотки. Смотровые колодцы выполняются также и в местах изменения уклонов трубопроводов и по длине через определенные расстояния для доступа к трубопроводам, наблюдениям за ними, ремонта, прочистки и др.

В смотровых колодцах возникают местные сопротивления, которые приводят к подпору, что является причиной изменения наполнения воды в трубопроводах до и после смотровых колодцев.

Свободная поверхность воды по трассе трубопровода представляет собой ряд последовательно расположенных кривых подпора и спада, соединенных между собой участками с постоянной глубиной.

Таким образом, в водоотводящих сетях наблюдается неравномерное движение, при котором параметры, характеризующие поток, меняются по длине трубопроводов. В гидравлике подробно рассматриваются расчеты трубопроводов в условиях неустановившегося и неравномерного движения, но они для инженерных расчетов очень сложны. Кроме того, в сточных водах содержатся нерастворенные примеси, которые должны транспортироваться потоком воды. Примеси органического происхождения с небольшой плотностью хорошо транспортируются потоком. В то же время примеси минерального происхождения с большой плотностью (песок и др.) транспортируются потоком лишь при определенных условиях (V, h/d). Поэтому водоотводящие сети должны рассчитываться так, чтобы эти условия в них обеспечивались. Только в этом случае система водоотведения будет сплавной.