NÁVRH A DIMENZOVANIE VSAKOVACÍCH ŠÁCHT

Dušan Rusnák

Katedra zdravotného a environmentálneho inžinierstva, Stavebná fakulta STU, 813 68 Bratislava Radlinského 11, tel. 02/59274 644, fax.02/52921 184, rusnak@svf.stuba.sk

1

Zákon SNR č. 364/2004 Zb. z. o vodách ... : Voda z povrchového odtoku (dažďová) - voda zo zrážok, ktorá:

- nevsiakla do zeme - je odvádzaná z terénu alebo z vonkajších častí budov do

povrchových vôd a do podzemných vôd. Je súčasťou komunálnych odpadových vôd ak je odvádzaná prostredníctvom stôk jednotnej alebo polodelenej (prepojenej) stokovej sústavy.

2

SÚČASNÁ FILOZOFIA ODVEDENIA VÔD Z POVRCHOVÉHO ODTOKU A OCHRANY VÔD

- do kanalizácie iba znečistené vody

- neznečistené, (málo znečistené vody):

- vsakovať - priamo odvádzať do vodných tokov

3

Aplikácia vsakovania zrážkových vôd - integrovaný prístup k odkanalizovaniu

CIEĽ NAKLADANIA s DAŽĎOVÝMI VODAMI

REDUKOVAŤ: • DAŽĎOVÝ PRÍTOK do SS a do ČOV, • NEROVNOMERNOSŤ ZAŤAŽOVANIA ČOV POČAS

DAŽĎOV • ZAŤAŽOVANIE RECIPIENTU ZNEČISTENÍM

4

Zmenšenie odtoku zrážkových vôd počas prívalových dažďov: A. Redukciou dažďového prítoku do stokovej siete

B. Reguláciou dažďového prítoku do stokovej siete C. Reguláciou dažďového odtoku v stokovej sieti D. Akumuláciou dažďových vôd v stokovej sieti Príspevok iba o redukcii prítoku do stôk vsakovaním 5

Kvalitatívne podmienky vsakovania NV SR č. 296/2005 Zz., Vody z povrchového odtoku:

Ak predpoklad, že obsahujú látky nepriaznivo ovplyvňujúce kvalitu povrchovej vody a podzemnej vody - možno vypúšťať len po predchádzajúcom zisťovaní a vykonaní potrebných opatrení

6

Ak predpoklad, že neobsahujú látky, ktoré môžu nepriaznivo ovplyvniť kvalitu povrchových vôd a podzemných vôd - možno vypúšťať do podzemných vôd nepriamo Nepriame vypúšťanie – priesak do podzemných vôd cez pôdu alebo pôdne podložie

NIE JE ŽIADNE USMERNENIE NA ROZLÍŠENIE !!! 7

Smernica ATV-DVWK - A 138 Navrhovanie, stavba a prevádzka zariadení na vsakovanie zrážkových vôd rozlišuje odvodňované plochy podľa predpokladaného látkového zaťaženia a uvádza aj základné možnosti riešenia prístup je diferencovaný a okrem parkovísk a manipulačných plôch nákladných vozidiel vždy existuje prípustný spôsob vsakovania.

8

Kategórie spevnených plôch

• kategória I: s bezproblémovým odtokom

vsak bez úpravy a čistenia

• kategória II: s tolerovateľným odtokom

vsak po využití čistenia vo vsakovacom zariadení

• kategória III: s neprípustným odtokom

vsak až po vyčistení, väčšinou vypúšťanie do kanalizácie

9

Klasifikácia podľa priemernej dennej intenzity premávky (PDIP) na posúdenie kových odtokov z dopravných plôch:

nízka 300 – 5000 motorových vozidiel.deň-1

stredná 5000 – 15000 motorových vozidiel.deň-1

vysoká > 15000 motorových vozidiel.deň-1

10

GEOLOGICKÉ PODMIENKY VSAKOVANIA - HPV min 1,0 (1,5) m pod dnom vsak. zariadenia

- materiál podložia kf = 5.10-3 – 5.10-6 ms-1

kf > 10-3 ms-1 vsakovanie veľmi rýchle nedostatočné čistenie chemickými a biologickými procesmi v pôde kf < 10-6 ms-1 vsakovanie veľmi pomalé, anaeróbne podmienky,

11

VSAKOVACIE ZARIADENIA A OBJEKTY

1)decentralizované zariadenia

a) povrchové vsakovanie -na trávnikoch a parkoviskách s vegetačnými tvárnicami -v priehlbniach (muldách) s trávnatým porastom

b) podpovrchové vsakovanie - vo vsakovacích ryhách:

- so štrkopieskom - s perforovanou rúrou s obsypom zo štrkopiesku

- vo vsakovacích šachtách

12

Plošné povrchové vsakovanie cez vegetačné tvárnice

VEGETAČNÉ TVÁRNICE

13

Vsakovacia priehlbeň (mulda)

14

Vsakovacie priehlbne

15

Vsakovacia ryha so štrkopieskom

16

Vsakovacia ryha s perforovanou rúrou a obsypom

17

2) centralizované - väčšie objekty - retenčné suché dažďové nádrže - trávnatý povrch

Vsakovacia retenčná nádrž bez odtoku

1 – prítok, 2 – ochranný zához, 3 – sediment, 4 – humusová vrstva 10 – 20 cm, 5 – filtračná zóna, 6 – trávnik, 7 – bezpečnostný preliv

18

3) kombinácia vsakovacích objektov

- retenčno – detenčná dažďová nádrž - retenčná nádrž a priehlbeň

- priehlbeň a vsakovacia ryha so štrkopieskom - priehlbeň a vsakovacia ryha s perforovanou rúrou

19

protierózny násyp

V

vsakovacia plocha mreža

Qo

Dažďová nádrž s kombinovanou retenčnou a detenčnou funkciou

20

Kombinácia vsakovacej priehlbne a ryhy 1 – prítok zo spevnenej plochy, 2 – prívodný žľab s horizontálnou priepadovou

hranou, 3 – zatrávnená pôdna vrstva hrúbky > 0,1 m, 4 – priehlbeň, 5 – horizontálne zatrávnené dno, 6 – piesková vrstva hrúbky > 0,1 m,

kf ≥ 10-4 m.s-1, 7 – ryha, 8 – filtračná štrkopiesková náplň 8/32 mm

21

Kombinácia vsakovacej priehlbne s ryhou

22

Kombinácia vsakovacej priehlbne s perforovanou rúrou

23

DECENTRALIZOVANÉ OBJEKTY PODZEMNÉ

Vsakovacia šachta typ A 1 – prítok, 2 – lapák nečistôt, 3 – poklop s otvormi na vetranie,

4 – zásyp, 5 – filtračná látka, 6 – štrkopiesok 8/32 mm, 7 – filtračná vrstva kf < 1 . 10-3 m.s-1, 8 – HPV

24

Vsakovacia šachta typ B 1 – prítok, 2 – lapák nečistôt, 3 – poklop s otvormi na vetranie,

4 – zásyp, 5 – filtračná vrstva kf < 1 . 10-3 m.s-1, 6 – štrkopiesok 8/32 mm, 7 – HPV

25

Šachta typu A - perforácia skruží nad filtračnou

vrstvou, z vnútra skruží a nad filtr. vrstvou filtračné vrece

Šachta typu B – perforácia skruží iba pod filtr. vrstvou

Všeobecne: - filtračná vrstva - so zrnitosťou 0,25 – 4,0 mm.

- koeficient filtrácie podložia kf ≤ 1. 10-3 m.s-1

- HPV pod povrchom filtračnej vrstvy min 1,5 m !!!

26

• Šachta typu A: - väčší akumulačný objem ako typ B - výmena alebo preplach filtračného vreca

• Šachta typu B: - odstránenie usaditeľných látok – výmenou filtračnej vrstvy - pred šachtu - usadzovaciu šachtu s nepriepustným

dnom a stenami

27

- Vsakovacia účinná plocha - plocha dna a plocha plášťa šachty pri polovičnej hĺbke.

z.d.5,0d.25,0A v2vv π+π= (m2) (1)

dv - vonkajší priemer skruží šachty (m)

z – hĺbka zaplavenia šachty (m)

Vsakovací prietok

Qv = Av . 0,5 kf = Av 0,5 kf .107 (m3.s-1), ( l.s-1 ) kv = 0,5 kf 107 koeficient intenzity vsakovania (l.s-1.ha-1) kf - koeficient filtrácie (m.s-1)

28

Dažďový prítok

Qd = ψ An q(t, p = 0,2) .10-7 = Ar q(t, p = 0,2). 10-7 (m3 s-1) alebo ak

q (t, p = 0,2) = K0,2 (t + B0,2)-1 (l . s-1ha-1 ) Qd = Ar . K0,2 (t + B0,2)-1. 10-7 (m3 s-1) An, Ar – nepriepustná, redukovaná plocha povodia (m2), K0,2 a B0,2 - lokálne parametre pre p = 0,2 t - čas trvania blokového dažďa (min)

29

Objem šachty (ATV – A138)

( ) zfv2,07

n f.60.tk.5,0.Aq.10.AV −= −

fz – súčiniteľ zväčšenia objemu fz = 1,1 – 1,2

tiež

z.d.25,0V 2π= (m3)

d - vnútorný priemer šachty (m).

30

Hĺbka zaplavenia z vsakovacej šachty (m)

nt.mbq.a

k.d7854,0t.f.d01309,0k.d.3927,0q.10.A

z 12,0

fv11

z2

f2v2,0

7n

+

−=

+

−=

−−−

−

Šachta typu B – treba dodržať podmienku Av filtračnej vrstvy 0,5 kf filtračnej vrstvy ≥ Av šachty 0,5 kfpodložia

Požadovaná priepustnosť filtračnej vrstvy:

kf filtračnej vrstvy ≥ (dv2 + 2 . z . dv ) d-2 . kf podložia

kf filtračnej vrstvy ≤ 1.10-3 ms-1 !!!!!

31

Spôsoby výpočtu:

1) metóda „pokus – chyba“, hľadanie zmax

- dosadzovanie q0,2,(l.s-1ha-1) a t (min) z SHMÚ

2) priamy výpočet ak

( ) 12,0c2,02,0 BtKq −+= (l.s-1ha-1)

K0,2, B0,2 – lokálne parametre

32

Úpravou rovnice pre „z“ a jej deriváciou, dz (dt)-1 = 0 Priamy výpočet tc, pri ktorom z = zmax

2,02,02,0 ..

Bb

BKatc −=

a, b – parametre substitúcie - rov. (5)

33

Spoľahlivé výsledky pre hĺbky zaplavenia z < 5 m Ak výpočtom z > 5 m - použiť postupný výpočet

Zmenšenie hĺbky z: • rozdelením nepriepustnej plochy An na menšie - väčší počet vsakovacích šachiet

• výpočet s väčším priemerom betónových skruží d,

• Alternatívne riešenia treba ekonomicky porovnať. 34

ĎAKUJEM ZA POZORNOSŤ !

35