Informacja Kalkulator Hydrauliczny Sieci
Porówanie metod obliczeniowych stosowanych dla kanalizacji deszczowej
Zapisy normy PN-EN 752 w zakresie sposobu wymiarowania kanalizacji, można potraktować jako najlepszą dostępną technikę w obliczeniach przepływów. Mimo to nadal w praktyce inżynierskiej stosuje się metodę stałych natężeń (MSN).
W komentarzu ATV-A 118 metody czasu przepływu (np. MWOO, MZWS, w realiach Polski — MGN (metodę granicznych natężeń) lub MMN (metodę maksymalnych natężeń)) uznaje się jako ”zalecane” przy projektowaniu systemów kanalizacyjnych, a ”możliwe” do zastosowania przy obliczeniach sprawdzających, istniejących systemów dla zlewni o powierzchni do 200[ha]. Literaturowe ograniczenia podane przez Błaszczyka dla zastosowania MSN tj. projekty wstępne dla zlewni o powierzchni do 50[ha] bardzo często są pomijane. Metodę tą stosuje się przy wykonywaniu projektów budowlanych dla zlewni o zróżnicowany spadkach, współczynnikach spływu oraz powierzchniach znacznie przekraczających dopuszczalną wartość. Analizuje się również pracę hydrauliczną istniejących układów kanalizacyjnych o powierzchni zlewni przekraczającej wartość maksymalną dla modeli czasu przepływu.
Obecnie dobór wykładnika ”n” w MSN dokonuje się najczęściej jedynie na podstawie powierzchni zlewni. Tymczasem jak podaje Karol Pomianowski jego właściwe ustalenie poprzedzone było obserwacjami zachowania się systemu kanalizacyjnego: ”Tym wzorem posługuje się także największy dziś bezsprzecznie znawca kwestyi kanałowej inż. Lindley. Wysokość wykładnika oznacza jednak Lindley na drodze odrębnej i dokładnej. Szuka w każdem kanalizowanem przez się mieście związku pomiędzy natężeniem opadu, a czasem trwania, a więc następnie dla typowych ciągów kanałowych ustala związek pomiędzy obszarem zlewni a czasem przepływu wody ze skrajnego punktu zlewni do punktu, w którym zawarty jest pewien obszar zlewni. (…) Wysokość wykładnika jest u Lindleya zastosowana do rzeczywistych warunków, jakie zachodzą w danem mieście.”
Wzory stosowane w metodach obliczeniowych przepływów dla kanalizacji deszczowej
L.p. | Metoda | Wzór obliczeniowy przepływu | Czas trwania deszczu miarodajnego | Współczynnik redukcji natężenia deszczu | Objaśnienia |
---|---|---|---|---|---|
1 | Zmiennego Współczynnika Spływu (MZWS) |
tdm=tp[min] | Zawarty w |
zmienny współczynnik spływu dla czasu trwania deszczu tdm (odczytywany z wykresu) |
|
2 | Współczynnika Opóźnienia Odpływu (MWOO) |
tdm=tp[min] | Zawarty w |
||
3 | Stałych Natężeń (MSN) |
tdm=10[min] | F — suma powierzchni zlewni [ha] n — w zależności od kształtu zlewni |
||
4 | Stałych Natężeń (MSNs) |
tdm=10[min] | F — suma powierzchni zlewni [ha] S — średni spadek zlewni [‰] |
||
5 | Stałych Natężeń Królikowski Królikowska Tutak (MSNkkt) |
tdm=10[min] | FN — suma powierzchni zlewni [ha] | ||
6 | Granicznych Natężeń (MGN) |
tdm=1,2∙tp+tk tdm=10[min] gdy tdm=1,2∙tp+tk < 10[min] |
Zawarty w czasie koncentracji terenowej tt i kanałowej zwykle przyjmowana jako 0.2tk. |
W literaturze z zakresu kanalizacji można spotkać również natępujące metody:
- metodę granicznych natężeń zmodyfikowaną (MGNZ) uwzględniająca dodatkową retencje terenową i kanałową wg zależności:
N — liczba odcinków kolektora powyżej rozpatrywanego przekroju,
tp — czas przepływu odcinkiem kolektora,[min],
α — współczynnik wykorzystania retencji kanałów i powierzchni terenu zlewni, na odcinku kolektora,
f — pole przekroju poprzecznego na odcinku kolektora [m²],
l — długość odcinka kolektora [m],
Vp — wskaźnik retencji kanałów bocznych i powierzchni terenu zlewni, na odcinku kolektora [m³/ha],
Fn — powierzchnia normalna (rzeczywista) zlewni na odcinku kolektora [ha],
Qdm — miarodajne natężenie przepływu ścieków deszczowych odcinkiem kolektora [m³/s].
- metodę Vicari-Hauffa (FlutPlan) metoda analityczno — graficzna. Przepływ obliczeniowy dla danego odcinka uzyskuję się poprzez zsumowanie hydrogramów jednostkowych zlewni dopływających do rozpatrywanego węzła oraz wezłów powyżej.
- metodę maksymalnych natężeń (MMN) zaproponowaną przez Kotowskiego, którą należy utożsamiać z metodą współczynnika opóźnienia odpływu dostosowaną do wymogów Polski tj. brak w niej dodatkowych czasów retencji terenowej i kanałowej oraz model deszczu Błaszczyka zastąpiono modelem Bogdanowicz — Stachy (dla c>1).
Wszystkie obliczenia wskazują, że tylko ta metoda daje bezpieczne wyniki dla spełnienia wymagań normy EN-752.