1Curs 2 SEDAU Reteleexterioare de canalizare

Dr. ing. Daniela TEODORESCU

Definitii ape uzate

{ Apa uzat menajer reprezint apa uzatrezultat din folosirea apei potabile n scopurigospodreti, n cadrul unitilor cu caractersocial, public, ale industriei locale, stropitulspaiilor circulabile i al spaiilor verzi

{ Apa uzat urban reprezint amestecul dintre apele uzate menajere, apele uzate tehnologiceproprii sistemului de alimentare cu ap i de canalizare i apele uzate industriale, respectivagrozootehnice preepurate sau nu, astfel nctcaracteristicile lor fizice, chimice, biologice ibacteriologice s respecte valorile indicate nNTPA 002

2Retele exterioare de canalizare

Retelede canalizare

3Componenta retelelor exterioare de canalizare

{ Colectoare{ Camine de canalizare{ Guri de scurgere, rigole{ Eventual statii pompare{ Statii epurare{ Construcii de evacuare in emisar

Reeaua exterioar

{ Legtura dintre reeaua interioar i ceaexterioar se face printr-un canal de racord i un cmin de vizitare, numitcmin de racord, ce servete pentrucontrol i intervenii

{ (1) Reeaua exterioar se compune din canale subterane i de suprafa, staiide pompare i din alte construciiauxiliare amplasate ntre punctele de colectare i staia de epurare sau gurilede vrsare n emisar.

4Schema unui sistem de canalizare

Asigurarea curgerii apei ncolectoare

a) Reea gravitaional n care se asigurcurgerea apei cu nivel liber;

{ b) Sistemul vacuum se folosete pentrutransportul apelor menajere; apa curgesub o presiune negativ (p 0,4 0,6 at.), realizat sistematic;

{ c) Reea cu funcionare sub presiune, n care apa curge sub presiune asiguratprin pompare.

5Calitatea apelor colectate

{ a) Reea n procedeu unitar; toate apele de pesuprafaa aglomerrii sunt evacuate printr-osingur reea;

{ b) Reea n procedeu divizor/ separativ ncare apele avnd caracteristici apropiate suntevacuate prin aceeai reea; n aglomerri pot fi dou reele (reea de canalizare ape uzateurbane/ rurale i reea de evacuare a apelormeteorice);

{ c) Reea n procedeu mixt, unitar i separativpe zone ale aglomerrii

Colectoare de canalizare

{ Colectoarele de canalizare pot aveadiferite sectiuni

2/13/2 IRkAQ =Profil circularProfil ovoidal normalProfil ovoidal cu bancheta si cuneta

6Debitul de calcul pentru colectoare de canalizare

{ Q = debitul de calcul, mc/h{ A = aria sectiunii de curgere{ K = coef de rugozitate:

z K = 83 pt canale din fonta, bazalt, gresie ceramicaz 74 = canale betonz 90 = canale azbociment, PVCz 59 = canale deschise captusite cu placi beton

{ Raza hidraulica, R = A/P

2/13/2 IRkARICAvAQ ===

Colectoare exterioare de canalizare inchise

Canale inchise:{ Profil clopot

semieliptic{ Profil clopot circular{ Profil clopot inaltat{ Profil circulat cu

cuneta in ax{ Profil clopot circulat

cu pereti verticali si cu cuneta

{ Profil semicircular cupereti verticali

2/13/2 IRkAQ =

7Adncimi minime i maxime de pozare

{ (1) Adncimea minim deasupra extradosuluibolii superioare a canalului, cea mai mare valoaredintre:z a) hmin= 0,80 m;z b) hmin hnghe pentru evitarea solicitrii

materialului tuburilor la ciclurile nghe -dezghe(conform STAS 6054-77);

z c) pentru solicitarea din trafic vor fi fcute calcule speciale;

{ (2) Adncimea maxim; pentru diametre cuDN400 mm adncimea maxim se va limita la 6,0 m (diferena de cot radier i cot teren); limitarea este impus de posibilitatea efecturiiunor intervenii prin executarea de spturi.

Constructii anexe pe reteaua de canalizare

{ Camine de vizitare se prevad la: z La canale nevizitabile (inaltimea profilului <

800mm){ in aliniament (distanta maxima de 60 m){ In punctele de schimbare a dimensiunilor{ In punctele de schimbare a pantei{ In punctele de schimbare a directiei{ In punctele de intersectie a colectoarelor{ Alte conditii speciale

z La toate categoriile de canale pentru control calitate ape

8Camine de canalizare

Rame si capace de canalizare EN124 6 grupe in exteriorul cladirilor

9Camin de canalizare de trecere

Guri de scurgere, camine de canalizare

10

Guri de scurgere

Guri de scurgere

11

Camine de intersectie

Cminele de intersectie(fig. 3.6.7) se executcu rigola amenajatcorespunztor. Se recomand racordarea a cel mult trei canale ntr-un cmin de intersectie. Pentru canale cudiametre mai mari de 500 mm se prevdcamere de intersectie.

Camin de canalizare -Rupere de panta

12

Dimensionarea retelei exterioare de canalizare

{ SISTEME DE CANALIZAREz Sistem unitarz Sistem separativz Sistem mixt

{ DEBITE DE CALCULz Debitele de calcul pentru reteaua de canalizare

a apelor uzate se determin prin nsumareadebitelor orare maxime pentru diferitecategorii de ape uzate, care rezult n diferitelesectiuni de calcul.

Canalizarea meteorica

{ Debitul de calcul pentru ape meteorice se stabilestelundu-se n considerare numai debitul ploii de calcul, Qp, [l/s], care se calculeaz cu relatia:

{ n care:{ m este un coeficient adimensional de reducere a

debitelor de calcul, care tine seama de capacitateade nmagazinare n timp a canalelor si de durata ta a ploii de calcul

Q m S Ip i i ii

n

== 1

13

Debitul maxim produs de ploaia de calcul

{ m este coeficientul de reducere a debitului, datorat efectului de acumulare a apei meteorice n reeaua de canalizare ntre momentul nceperii ploii i momentul n care se realizeaz debitul maxim n seciunea de calcul; pot fi adoptate valorile urmatoare:

{ m = 0.8 la timp de ploaie sub 40 min{ m = 0.9 la timp de ploaie peste 40 min, { m = 1.0 n cazuri justificate.{ m se poate determina i n cursul unui proces de

calibrare cu un model hidraulic.{ este coeficientul mediu de scurgere, adimensional.{ Dac se ine seama de neomogenitatea condiiilor de

infiltraie pe bazin, coeficientul de scurgere se calculeaz ca o valoare medie ponderat

Intensitatea ploii de calcul

{ Precipitatiile sunt caracterizateprin:

{ Intensitate, care depinde de:zDuratazFrecventa

14

Intensitatea ploii de calcul

{ DURATA PLOII timpul scurs de la inceperea pana la terminarea ploii, exprimat in minute; cu cat durata estemai mare, intensitatea este mai mica

{ FRECVENTA unei ploi de intensitate i sidurata t reprezinta nr ploilor de durata t a caror intensitate este egala saudepaseste, in cursul unui an, intensitateaI a ploii considerate; frecventa se determina in urma unui interval de 15-20 ani de observatii

Frecventa de calcul a ploii

15

Durata ploii de calcul

Durata ploii de calcul pentru prima seciune se obine cu relaia:

1a

1cs1 vLtt += [min] [8]

Iar pentru seciunile urmatoare cu relaia::

ia

i1ii vLtt += [min], [9]

in care:

1L este lungimea tronsonului de la prima gur de scurgere la prima seciune de calcul, n metri;

iL este lungimea tronsonului dintre seciunea de calcul i i seciunea precedent, n metri;

av este viteza apreciat de curgere a apei n canal, n m/s;

cst este timpul de concentrare superficial, n minute.

Durata ploii de calcul

{ Valoarea timpului de concentrare superficial, poate fi adoptat astfel:

{ (1 3) min pentru zonele cu pante mai mari de 5 %;{ (3 5) min pentru zonele de deal, cu pante medii (1 5 %);{ (5 12) min pentru zonele de es, cu panta medie mai mic

de 1%.{ Prin amenajri adecvate se urmreste creterea timpului de

concentrare superficial n vederea reducerii debitului maxim.{ Durata minim a ploii de calcul nu poate fi mai mic dect

valorile urmtoare:{ 5 min n zone de munte, cu pante mai mari de 5 %;{ 10 min n zone de deal, cu pante de (1 5) %;{ 15 min n zone de es, cu panta medie mai mic de1 %.

16

Intensitatea ploii de calcul

STAS 9470 73 defineste 19 zone pluviometrice

Diagrame de determinare a intensitatii ploiide calculdefinite pentruzonele 1 - 19

17

Coeficientul mediu de scurgere

=

i

ii

SS

iS este o suprafa omogen a bazinului de canalizare; [ha]

i este coeficientul de scurgere aferent suprafetei iS , adimensional.

este coeficientul mediu de scurgere, adimensional.Dac se ine seama de neomogenitatea condiiilor de infiltraie pe bazin, coeficientul de scurgere se calculeaz ca o valoare medie ponderat

Coeficientul mediu de scurgere

18

Dimensionarea colectoarelor in sistemunitar

{ Exista 2 etape de calcul:{ DIMENSIONARE la debit maxim{ Qtot = Q men+Qind+Qpl{ VERIFICARE la debit minim{ Qtot = Q men+Qind+Qpl(in absenta ploii, se verifica daca se asigura

vitezele minime de autocuratire){ Qtot = Q men+Qind

Dimensionarea colectoarelor in sistemdivizor

{ etape de calcul:{ DIMENSIONARE la debit maxim specific retelei

respectivez Qc = Q men+Qind pentru canalizare menajera +

industrialaz Qc = Qpl pentru canalizarea meteorica

19

Dimensionarea colectoarelor de canalizare

Diametrele conductelor se determin din:{ conditii constructive;{ conditii hidraulice.

Conditiile constructive constau n alegerea preliminar a diametrului incipient al retelei, care se recomand s fie: de minimum 250 mm. De asemenea conditiile constructive impun ca diametrul unuitronson oarecare al retelei de canalizare, s fie mai mare saucel putin egal cu diametrul tronsonului precedent.

Conditiile hidraulice constau n verificarea relatiilor:

(grad de umplere)

si

(viteze de curgere)

u u maxv v vmin max

Elemente de calcul

{ Conducta orizontal colectoare se monteaz cu o anumit pant de curgere i:

{ Grad de umplere

LHtgi ==

dhu =

20

Viteza apei in colectoare{ Intre panta i si viteza v de curgere a apei prin

conducta orizontal colectoare exist relatia (Chzy):

[m/s]{ n care:

- C este coeficientul de rezistent hidraulic (Chzy);

sau

- R - raza hidraulic, definit ca raportul ntre aria A[m2] a sectiunii transversale a curentului de ap si perimetrul udat, p [m], al seciunii conductei:

{ [m]

RiCv =

R Ap

=

C Rk R

= +70 C

kR= 1 16

Etape de dimensionare

1. Stabilirea diametrului colectorului din conditiaconstructiva

2. Stabilirea pantei de montare a colectorului

21

Etape de dimensionare3. Stabilirea debitului si vitezei la sectiune plina

In functie de natura materialului conductei, de diametrulpreliminar si pant, se determin debitul qsp si viteza vsp, la curgerea cu sectiunea plin;

Etape de dimensionare{ se calculeaz raportul x si din nomograma se determin gradul de umplere efectiv u,

si se compar cu gradul de umplere maxim admis;

{ dac gradul de umplere u efectiv este mai mare dect gradul de umplere maximadmis, se alege un diametru mai mare cu o dimensiune dect cel ales initial dinconditia constructiv, se recalculeaz x si se verific din nou conditia pentru gradulde umplere;

{ Se noteaz cu z raportul ntre viteza medie, v, si viteza la curgerea cu seciune plina conductei, vsp:

{ Din nomograma, n functie de raportul x rezult valoarea raportului z si se calculeazviteza real de evacuare a apei prin conducta orizontal de canalizare:

se verific conditia hidraulica pentru vitezeVmin

22

Nomograma de dimensionare

x

u

z

Diagrama de umplere partiala

23

Schema de calcul

Tabel de calcul

24

Profil longitudinal

Profil longitudinal