Приложение 1. Методика расчета объемов организованного и неорганизованного дождевого, талого и дренажного стока в системы коммунальной канализации

ГАРАНТ:

Решением Санкт-Петербургского городского суда от 11 апреля 2012 г. N 3-65/12 отказано в признании настоящего приложения незаконным в части порядка определения расчетных объемов

Приложение 1

к правилам пользования системами

коммунальной канализации

Санкт-Петербурга

Методика расчета объемов организованного и
неорганизованного дождевого, талого и дренажного стока
в системы коммунальной канализации.

1. Введение.

Настоящая методика предназначена для определения объемов организованного и неорганизованного дождевого, талого и дренажного стока, отводимых в системы коммунальной канализации Санкт-Петербурга и пригородных территорий, административно подчиненных городу Санкт-Петербургу (Ломоносов, Колпино, Кронштадт, Петродворец, Пушкин, Сестрорецк).

Использование настоящей методики обязательно при оформлении договорных отношений и финансовых взаиморасчетов между "Организацией ВКХ" и абонентами систем коммунальной канализации.

2. Основные сведения.

Осадки, выпадающие в теплый период года формируют дождевой сток; осадки, выпадающие в холодный период года - талый сток. Часть осадков, просочившихся в грунт и далее в системы коммунальной канализации, формируют дренажный (инфильтрационный) сток.

Среднегодовое количество выпадающих атмосферных осадков за теплый и холодный периоды и в целом за год приведены в табл. 1.

Таблица 1

Пункт наблюдения	Осадки, мм/год
Санкт-Петербург, Колпино	673
Ломоносов, Петродворец	643
Кронштадт	661
Сестрорецк, Зеленогорск	704
Пушкин	679

Об изменчивости годового слоя выпавших атмосферных осадков и их обеспеченности дает представление табл. 2.

Обеспеченность - это вероятность появления величины стока, равной или большей заданного значения.

Таблица 2

Обеспечен- ность. %	2	5	10	20	30	50	60	70	80	90	95
Годовой слой осадков, мм	833	787	758	720	700	640	610	580	551	510	479

Среднегодовое количество выпавших атмосферных осадков имеет обеспеченность около 40%.

При заключении договоров "Организацией ВКХ" с абонентами систем коммунальной канализации в качестве расчетного принимается прогнозируемый (предполагаемый) слой осадков, соответствующий годовому слою 20% обеспеченности по табл.3.

Таблица 3

Пункт наблюдения	Слой осадков, мм
	ноябрь-март (Н20т)	апрель-октябрь (Н20д)	год (Н20)
Санкт-Петербург, Колпино	252	468	720
Ломоносов, Петродворец	234	454	688
Кронштадт	255	452	707
Сестрорецк, Зеленогорск	270	483	753
Пушкин	238	488	726

Для финансовых взаиморасчетов между "Организацией ВКХ" и абонентами систем коммунальной канализации в качестве расчетного принимается фактический слой выпавших атмосферных осадков за соответствующий период по данным Информационного центра погоды "Санкт-Петербург" Федеральной службы России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды.

3. Объем сброшенного дождевого стока (организованного и
неорганизованного) в системы коммунальной канализации определяется
по формуле:

     Wд = 10 х Фср х Нд х F, куб.м,    (1)   где

     Wд - объем дождевого стока;

     Фср -  усредненный  коэффициент  стока  дождевых   вод   учитывающий

различные виды поверхностей в составе общей территории:

           ___              ___

     Фср = \    (Fi х Фi) / \  Fi              (2)   где

           /__              /__

     F = ЕFi - общая площадь территории, га;

     Fi- площадь определенного вида покрытия в составе общей  территории,

га;

     Фi- коэффициент стока, соответствующий определенному виду покрытия.

Значения коэффициента стока Фi для различных видов поверхностей

N п/п	Вид поверхности	Фi
1	Кровля и асфальтобетонные покрытия	0,6
2	Брусчатые и булыжные мостовые	0,4
3	Грунты	0,16
4	Газоны	0,1

Нд - слой выпавших атмосферных осадков за теплый период года.

При определении фактического объема дождевого стока значение Нд принимается по данным Информационного центра погоды "Санкт-Петербург" Федеральной службы России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды.

При определении расчетного объема дождевого стока значение Нд принимается равным Н20д по табл.3.

4. Объем сброшенного талого стока (организованного и
неорганизованного) в системы коммунальной канализации определяется
по формуле:

     Wт = 10 х Фт х Нт х F х Ку, куб.м,  (3)  где

Wт - объем талого стока;

Фт = 0,7 - коэффициент стока талых вод;

F - общая площадь территории, га;

Ку - коэффициент, учитывающий уборку и частичный вывоз снега:

Ку = 0,5 - для абонентов, предметом деятельности которых в соответствии с учредительными документами является уборка территорий, находящихся в собственности Санкт-Петербурга;

Ку = 0,8 - для прочих абонентов;

Нт - слой выпавших атмосферных осадков за холодный период.

При определении фактического объема талого стока значение Нт принимается по данным Информационного центра погоды "Санкт-Петербург" Федеральной службы России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды.

При определении расчетного объема талого стока значение Нт принимается равным Н20т по табл.3.

5. Объем сброшенного дренажного стока (организованного и
неорганизованного (инфильтрат)) в системы коммунальной канализации
определяется следующим образом:

а) При наличии у абонента внутриплощадочных канализационных сетей одного вида (общесплавной, дождевой, бытовой) - по формуле:

     Wдр = 2680 х Н х F/673, куб.м,   (4)  где

2680 - величина годового дренажного (инфильтрационного) стока куб.м/га соответствующая среднегодовому слою атмосферных осадков;

Н - слой выпавших атмосферных осадков.

При определении фактического объема дренажного (инфильтрационного) стока значение Н принимается по данным Информационного центра погоды "Санкт-Петербург" Федеральной службы России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды.

При определении расчетного объема дренажного (инфильтрационного) стока значение Н принимается равным Н20 по табл.3.

F - площадь территории абонента, га.

б) При наличии у абонента раздельной внутриплощадочной канализационной сети (дождевой и бытовой) величина годового дренажного стока определяется по формуле:

     Wдp = Wдp.д + Wдp.б = 2010 x H x F/673 + 670 x H x F/673, (5), где

2010, 670 - величина годового дренажного (инфильтрационного) стока куб.м/га соответствующая среднегодовому слою атмосферных осадков для дождевой и бытовой канализационной сети соответственно.

Н - слой выпавших атмосферных осадков.

При определении фактического объема дренажного (инфильтрационного) стока значение Н принимается по данным Информационного центра погоды "Санкт-Петербург" Федеральной службы России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды.

При определении расчетного объема дренажного (инфильтрационного) стока значение Н принимается равным Н20 по табл.3.

F - площадь территории абонента, га.

в) Объем дренажного стока (организованного), отводимого в системы коммунальной канализации, рассчитывается для соответствующего типа дренажной сети, исходя из среднегодовых данных уровней грунтовых вод и коэффициентов фильтрации, установленных по данным проектной и/или исполнительной документации в соответствии с разделом 6 настоящей методики.

При отсутствии проектной и/или исполнительной документации объем дренажного стока (организованного), отводимого в системы коммунальной канализации рассчитывается по приведенным в разделе 7 инженерно-геологическим картам Санкт-Петербурга.

6. Методика расчета водопритоков к дренажным сооружениям

Методика расчетов составлена только для самотечных видов дренажа горизонтального типа.

Дренажные трубы этих типов дренажей, как правило, прокладываются в безнапорных водоносных пластах на небольшой глубине (до 8-и м.) и служат для понижения уровня грунтовых вод.

По характеру гидродинамического воздействия и степени вскрытия дренируемого водоносного пласта, различают дренажи совершенного или несовершенного типа.

Горизонтальные дренажи совершенного типа полностью вскрывают водоносные пласты и своим основанием доходят до водоупора. Горизонтальные дренажи несовершенного типа вскрывают пласт лишь частично и не доходят своим основанием до водоупора.

В зависимости от схем расположения дренажных устройств в плане по отношению к защищаемой территории и к источникам поступления к ним дренажных вод можно выделить следующие системы подземных дренажей, применяемых в промышленном и городском строительстве:

однолинейная;

двухлинейная;

кольцевая (контурная);

площадная (систематический дренаж).

В зависимости от схемы расположения дренажа принимается методика расчета водопритока.

Приток воды к дренажу совершенного и несовершенного типов

Для определения дебита однолинейных горизонтальных дрен совершенного типа (рис.1) длиной L (м) с одной стороны используется формула Дюпюи:

     Q = L х K х (H2 - h2)/(2 х R) = L х K х H2/(2 х R)     (6)

где:

Q - приток воды к дрене с одной стороны, м3/сут;

К - коэффициент фильтрации, м/сут;

h - глубина воды в дрене, может приниматься равной нулю (в сравнении с первым слагаемым мало влияет на результат расчета);

Н - мощность водоносного пласта (статическая глубина грунтовой воды в водоносном пласте), м;

R - длина (радиус) влияния дрены (на расстоянии R от дрены естественный уровень грунтовых вод практически не снижается).

ГАРАНТ:

Схемы несовершенного (а) и совершенного (б) типов дренажей не приводятся

За справками обращайтесь в обслуживающую Вас организацию

Рис.1. Схемы несовершенного (а) и совершенного (б) типов дренажей.

1 - уровень грунтовых вод; 2 - дрена; 3 - кривая депрессии; 4 - водоупор.

В условиях переменного питания эксплуатируемого пласта, величина R также изменяется в условиях неустановившегося движения подземных вод. Надежно ее величина может быть определена опытным путем, для чего необходимо проведение значительных съемочных и разведочных работ.

Эту длину можно установить на основании данных гидрологических изысканий через средний уклон Jср кривой депрессии:

     R = Н/Jср.           (7)

Величина уклона Jср зависит от свойств грунта. Так для наиболее проницаемых (гравийно-песчаных) грунтов Jср = 0.003 - 0.006;

для песков Jср = 0.02 - 0.05;

для суглинков Jср = 0.05 - 0.1;

для глинистых Jср = 0.1 - 0.15;

для тяжелых глин Jср = 0.15 - 0.2.

Ориентировочно длину радиуса влияния назначают, иногда, по данным практики - в зависимости от рода грунтов (табл.5).

Таблица 5

Радиусы влияния R и коэффициенты
водоотдачи M

Вид водоносной породы	Диаметр частиц, мм	R, м	М
Суглинки	0,01-0,1	15	0,1-0,15
Супеси	0,1-0,25	15-50	0,15-0,2
Песок мелкий	0,1-0,25	50-100	0,2-0,25
Песок средний	0,25-0,5	100-300	0,25-0,3
Песок крупный	0,5-1,0	300-400	0,3-0,35
Гравелистый песок	1-2	400-500	0,35
Гравий мелкий	2-3	400-600	0,32
Известняки		250-350	0,03-0,05
Песчаники		100-250	0,03-0,05

Радиус влияния, или точнее, неустановившуюся ширину зоны влияния длинных линейных систем дренажа, приближенно можно определять по формулам:

при сработке статических запасов подземных вод, т.е. при отсутствии инфильтрации:

                             0,5

     R = 1,73 х (K х H х t/М)                      (8)

при наличии инфильтрации:

                        6 х W х t/Н х М   0,5

     R = Н х (К х (1 - e                ))   /(2хW)    (8а)

где

М - водоотдача дренируемых грунтов, может приниматься по табл.5;

t - продолжительность периода работы дрены, сут;

W - коэффициент инфильтрации, м/сут., равный W = Hoc х n/365000;

Нoc- количество выпадающих в данном районе осадков, мм;

n - коэффициент пористости (инфильтрации) грунта, принимаемый обычно 0.2-0.4

Величина W ориентировочно может принята от 0,00246 м/сут в старых районах города и до 0,00129 м/сут - в новых районах и пригородах.

Ориентировочно величину радиуса влияния в рыхлых (песчаных) грунтах можно вычислять по формуле:

                        0,5

     R = 2 х Н х (К х Н)               (9)

При перетекании воды через слабо проницаемую кровлю или подошву, условный радиус влияния дренажа следует определять по формуле:

              /           -\ 0,5

              | Н х К х Но |

     R = 1.12х| ---------- |           (10)

              |     Ко     |

              \           -/

где

Но и Ко - соответственно мощность и коэффициент фильтрации в кровле или подошве слабопроницаемых грунтов;

Н, К - то же, основного слоя, из которого отбирается вода.

Для условий расположения дренажа в песках и торфах, подстилаемые песками, величина R принимается равной 50 м.

При притоке с двух сторон расход, вычисляемый по формуле (6) удваивается.

Для определения дебита несовершенных дрен (рис.2) может быть использована формула:

               /-  2   2                           \

         К х L | h1  h2      2 х п х S             |

     Q = ----- | __ + __ + _______________________ |,     (11)

          2    | R1   R2       2T     п х R1 х R2  |

               |           ln _____ + ____________ |

               |              п x b   Т х (R1 + R2)|

               \                                  -/

где

S - понижение уровня грунтовых вод над дреной, м; можно принимать S = H - T;

b/2 - половина ширины дрены, равная радиусу дренажной трубы;

Т - расстояние от дна дренажа до водоупора.

При симметричном притоке воды (h1 = h2 = h и R1 = R2 = R) к дрене формула (11) упрощается:

               /- 2                      \

               | h         п x S         |

     Q = L x K |___ + _______________    |        (12)

               | R        2Т      п х R  |

               |      ln ______ + ______ |

               |          п x b     2Т   |

               \                        -/

Приток воды к двулинейному горизонтальному дренажу

Дебит двухлинейных горизонтальных дрен совершенного типа определяется по формулам Дюпюи:

                        /   2      2 \

                        | Н1     Н2  |

     Q = Q1 + Q2 = KL х |____ + _____|     (13)

                        | 2R1    2R2 |

                        \-           /

Уровень грунтовых вод между двумя дренами после формирования депрессионных воронок устанавливается примерно на отметках воды в самих дренах.

Дебит двухлинейного горизонтального дренажа несовершенного типа и симметричном его расположении по отношению к области питания:

          /- 2                                                    \

          | h                    2п х S                           |

   Q = КхL|___+ _________________________________________________ | (14)

          | R      T     п х R(В+R)        -пВ/Т    пхR    пхRхВ  |

          |    ln ____ + __________ - ln(1-е    ) - ___ - _______ |

          |      п x rc   Т(В+2R)                   2Т    2Т(В+2R)|

          \                                                      -/

где

В - расстояние между рядами дрен, м;

rc - радиус дрены, м.

Приток воды к кольцевым, площадочным (систематическим) и пластовым горизонтальным дренажам

К кольцевым дренажам относятся дренажи горизонтального типа, состоящие обычно из трубчатых дрен, расположенных по контурам защищаемого участка.

Сложные контуры реальных дренажей приводятся к равновеликому кругу приведенным радиусом rпр, для определения притока воды к которому уже имеются аналитические решения.

Суммарный дебит кольцевых дренажей совершенного типа в безнапорных условиях определяется по формуле Дюпюи:

                                    2

         п х К(2Н - S)S    п х К х Н

     Q = ______________ = ___________,         (15)

             Т                  R

         ln ___             ln ___

            rпр                rпр

где

Q - суммарный дебит дренажей, м3/сут;

Н - мощность безнапорного пласта, м;

S - понижение уровня грунтовых вод в водоносном пласте на линии дренажа (S = H), м;

R - радиус влияния (от центра дренажа), м;

rпр- приведенный радиус дренажа, ориентировочно может приниматься равным:

               _____

             /

     rпр = \/ F/п, м              (16)

                                         2

     здесь F - площадь контура дренажа, м ;

Суммарный дебит кольцевых дренажей совершенного типа:

             /-                                                      -\

             | h                 2rпр                                 |

Q = п х К х h|_____ + ______________________________                  |

             |   R                    rпр                   rпр    R  |

             |ln ___  п/2 + 2arcsin _____________  +  0,515 ___ ln __ |

             |   rпр                      ________           Т     rпр|

             |                     Т +   / 2     2                    |

             \-                        \/Т  +rпр                      /

                                                                     (17)

где h - высота пониженного уровня грунтовых вод над дном колодца (h = S);

Пластовые дренажи представляют собой фильтрующую постель, укладываемую в основании защищаемого сооружения непосредственно на водоносный грунт.

Вода, отбираемая дренирующим слоем из грунта, поступает далее в трубы и отводится в водоприемник.

Приток воды к пластовому дренажу при его работе в безнапорных условиях может быть определен также по формуле (17), где rпр - приведенный радиус контура сооружения, защищаемого пластовым дренажем.

Во всех этих формулах (7-17) статический уровень грунтовых вод берется среднегодовой за многолетний период наблюдений.

Суммарный объем воды от дренажей, поступающей в канализационную сеть за год, будет

                    3

     Wг = 365 х Q, м                  (18)

Объем воды, поступающей от площадного (систематического) горизонтального дренажа, представляющего собой систему горизонтальных дрен, расположенных более или менее равномерно по всей дренируемой территории, определяется по формуле (18), где расход Q рассчитывается по зависимости:

     Q = 2 х a х W х L,                (19)

здесь

2 х а - расстояние между дренами;

L - длина одной дрены, м;

W - коэффициент инфильтрации атмосферных осадков (см. формулу 8а).

7. Инженерно-геологические карты Санкт-Петербурга.

8. Порядок определения расчетных объемов

1. При заключении договоров между "Организацией ВКХ" и абонентами систем коммунальной канализации определяется предполагаемый годовой объем организованного и/или неорганизованного дождевого, талого и дренажного стока из расчета годового слоя выпавших атмосферных осадков 20% обеспеченности как сумма объемов, рассчитанных по формулам (1), (3), (4) или (1), (3), (5).

2. При заключении договоров между "Организацией ВКХ" и абонентами систем коммунальной канализации, имеющими проектную и исполнительную документацию по дренажной сети, устанавливается тип дренажа и предполагаемый среднегодовой объем дренажного стока, определение которого производят путем расчета для соответствующего типа дренажа, исходя из среднегодовых уровней грунтовых вод и коэффициентов фильтрации, установленных по данным проектной или исполнительной документации в соответствии с разделом 6 настоящей методики.

При отсутствии проектной и/или исполнительной документации объем дренажного стока (организованного), отводимого в системы коммунальной канализации рассчитывается по приведенным в разделе 7 инженерно-геологическим картам Санкт-Петербурга.

Предполагаемый годовой объем организованного и/или неорганизованного дождевого и талого стока, в этом случае, определяется из расчета годового слоя выпавших атмосферных осадков 20% обеспеченности как сумма объемов, рассчитанных по формулам (1) и (3).

3. Для финансовых взаиморасчетов между "Организацией ВКХ" и абонентами систем коммунальной канализации объем организованного и/или неорганизованного дождевого, талого и дренажного стока принимается по фактическому слою выпавших атмосферных осадков за соответствующий период по данным Информационного центра погоды "Санкт-Петербург" Федеральной службы России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, как сумма объемов, рассчитанных по формулам (1), (3), (4) или (1), (3), (5).