От надежной работы ливневой канализации напрямую зависит комфорт проживания в любом населенном пункте, от небольшого поселка до крупного города. Ливневая канализация предназначена для сбора воды, образующейся при выпадении атмосферных осадков на покрытой асфальтом и бетоном поверхности улиц. Впитывание воды почвой в таком случае минимально, поэтому для стока необходима специальная инженерная система из лотков, труб и коллекторов.
Вода из такой системы поступает в специальные места сброса и очистки. Только в исключительных случаях стоки направляются в природные водоемы. Как правило, в дождевой воде из городской зоны растворено много вредных примесей, которые смываются с поверхности, например, антигололедные реагенты. Без дополнительной очистки такие воды опасны для окружающей среды.
Содержание
Типы дождевой канализации
В городской инфраструктуре используется несколько типов дождевой канализации:
- подземная;
- внутренняя;
- поверхностная.
Поверхностная ливневая канализация состоит из точечных и линейных контуров. Точечные устанавливаются на небольших площадях и состоят из локальных водоприемников и перепускных труб, соединенных с линейной системой. Устанавливаются такие сети в скверах, парках, внутренних дворах и других объектах. Линейная система водоотвода монтируется для сбора воды с больших площадей — это мосты, дороги, парковки, аэродромы…
Ливневые канализации проектируются в открытом, закрытом и смешанном видах. Это обязательные разделы проекта любого промышленного объекта.
Проектирование ливневых канализаций в дорожном строительстве
Постоянное развитие дорожной инфраструктуры вызвано стремительным ростом количества личных и коммерческих автомобилей на дорогах, увеличением скоростей передвижения машин и нагрузкой на магистрали. Если не уделять внимания строительству систем водоотвода, то появляются неприятные последствия для всего дорожного хозяйства:
- сокращается срок эксплуатации дорогого дорожного покрытия;
- повышается опасность движения по необорудованным трассам;
- возникает потребность в более частом текущем и капитальном ремонте дорог.
К таким же последствиям приводит несвоевременное обслуживание существующей ливневой инфраструктуры. Если водостоки не справляются с задачами отвода дождевой и талой воды, то она выливается на дорожное покрытие, что приводит к его порче и вызывает прямую опасность для движения автомобилей и экологического состояния окружающих участков.
Обустройство и своевременное обслуживание ливневых систем необходимо как при строительстве новых, так и при эксплуатации существующих дорог. Ливневые системы автодорог имеют свои особенности. В частности, если есть развязки и разделительные полосы, то они должны обеспечиваться дополнительными линиями стоков. Грунт, которым заполняется разделительный участок, переувлажняется и оказывает давление на окружающие участки дороги. Чтобы уменьшить и исключить нагрузки такого рода, с участка разделительной полосы необходимо отвести избыток влаги.
Ливнеотвод с поверхности дороги обеспечивается обустройством уклонов в сторону от оси покрытия к проложенным вдоль дороги лоткам водоприемных линий, закрытых решетками. Если развязки и съезды устроены в низинных местах, то необходим монтаж перепускных труб для отвода дождевых осадков.
Если дороги проходят вблизи жилых зданий и других сооружений, то ливнеотводы строятся в закрытом исполнении. Она соединяется с существующими ливневыми канализационными участками городской системы с учетом водопропускных характеристик. Чтобы не допустить перегрузки существующей сети, при проектировании производятся гидравлические расчеты, при которых учитываются:
- климат региона;
- тип дорожного покрытия;
- величина уклона;
- количество стоков от жилого массива;
- возможность регулирования стоков.
При проектировании и строительстве автомобильных дорог необходимо учитывать, что ливневая система принимает на себя те же механические нагрузки, что и покрытие. Поэтому обустройство водостоков должно производиться с применением специально созданных для этого комплектующих.
Это — водоприемные лотки и обоймы, установленные вблизи проезжей части и частично разгружающей ее. Заданный профиль деталей ливневой системы определяет высокую стойкость к вибрациям, динамическим и статическим нагрузкам, а специальные марки бетона и полимербетона не подвержены воздействию воды, химических реагентов и перепадов температуры. Если ливневая канализация строится на дорогах с малой интенсивностью движения, то лотки устанавливаются без обойм. Их конструкция достаточно прочная, чтобы выдержать нагрузки. Путепроводы, мосты и другие надземные участки дорожной структуры лотками не оборудуются — здесь предусмотрены специальные уклоны в сторону узлов водосбора.
Дождевая канализация придорожных участков состоит из таких деталей:
Проектирование ливневой канализации по ТУ
Малиновский комбинат ЖБИ предлагает бесплатную разработку проектов поверхностных и внутренних водоотводов на объектах гражданского, промышленного и военного строительства. Все необходимые комплектующие для монтажа ливневых и канализационных систем вы найдете на сайте предприятия.
ЖБИ из специальных марок бетона идеально подходят для монтажа ливневой канализации по проектам с любым бюджетом и объемом работ. Железобетонные изделия комбината превосходят аналогичные по назначению полимерные по:
- долговечности;
- прочности;
- морозостойкости;
- водонепроницаемости;
- химической стойкости.
Также продукция комбината из вибробетона намного превосходит изделия из вибролитого бетона и полимербетона.
Для строительства систем ливневой канализации, комбинат производит следующие серии изделий:
- ЛВК ВМ LIGHT — для использования в городской инфраструктуре, подземных гаражах, парковках. Выдерживает давление от колес грузового автомобиля в движении.
- ЛВК М STEP — универсальные, для тротуаров, велосипедных дорожек, небольших площадок. Устанавливается без обоймы.
- ЛВК ВМ PLUS — серия изделий без креплений для защитной чугунной решетки. Предназначена для установки в местах, где нет движения транспорта. Может использоваться с крышками и решетками из бетона.
- ЛВМ Bridge и трапы — изделия для монтажа на мостовых сооружениях.
Вся продукция производится комбинатом в типоразмерах, соответствующих СТО 57388863-001-2008.
Сточные воды автомобильных дорог
Сегодня автомобильный транспорт считается одним из лидеров по величине экологического ущерба природе, а по некоторым показателям даже превосходит промышленные выбросы от вредных производств. По статистике начала 2000-х годов выхлопные газы от работающего автотранспорта составляли более 80% всех свинцовых выбросов, более 40% всех выбросов оксида азота и более 20% выбросов всех летучих органических соединений.
В развитых странах постоянно ищутся новые пути снижения негативного воздействия автотранспорта, чаще всего эти меры относятся к уменьшению выброса вредных веществ автомобилей в атмосферу.
Еще один фактор воздействия автотранспорта, которому традиционно уделяется пристальное внимание в инженерной экологии — шумовое загрязнение.
До недавнего времени сравнительно мало внимания уделялось еще одному направлению — загрязнению прилегающей к автодороге территории и грунтовых вод ливневыми стоками с поверхности дороги.
Оценка влияния ливневого стока с поверхности автодорог
Сток с поверхности автомобильных дорог и уровень его загрязнения на практике трудно оценить объективно. Существующие оценки на основании уже проведенных исследований дают совершенно разные величины.
Для проведения экологических расчетов необходимыми исходными данными служат концентрации загрязняющих веществ в поверхностных стоках с дорожного полотна. Методические указания для расчетов величин концентраций не всегда соответствуют реалиям сегодняшнего дня, поэтому не всегда могут быть применимы для этих целей.
Чтобы провести объективные исследования состава сточных вод, необходимо прямо на месте подготовить исследовательскую аппаратуру и измерить концентрации веществ в ливневых стоках во время дождя. Как показывает практика, концентрации нефтепродуктов находятся в диапазоне 0,2 — 15,0 мг/л с медианой для ряда наблюдений, составляющей 2 мг/л. Существующие справочные величины дают значительно большие величины концентраций. Так, рекомендации СоюздорНИИ для ливневых стоков с поверхности автомобильных дорог дают следующие значения концентраций:
- по нефтепродуктам — 24 мг/л,
- по взвешенным веществам – 1300 мг/л,
- по свинцу — 0,28 мг/л.
Как можно предположить, интенсивность дождя является фактором, оказывающим влияние на концентрации загрязняющих веществ. Кроме того, имеет значение продолжительность периода без дождя, величина транспортного потока на дороге, периодичность уборки улицы и другие факторы.
Концентрация загрязняющих веществ в стоках будет максимальна в начальный период дождя (10-30 минут от начала), что приблизительно совпадает с пиком интенсивности осадков.
Содержание взвешенных веществ будет наибольшей в начальный период дождя, потом она будет снижаться, а в конце дождя снова может немного увеличиваться. Содержание нефтепродуктов тоже будет максимальным в начальный период, постепенно снижаясь до малых значений, и потом остается практически постоянной до конца дождя.
Противогололедные смеси и загрязнение поверхностных сточных вод их компонентами по-прежнему остается актуальной проблемой. Для снижения гололедных явлений дороги посыпаются солями, содержащими хлорид натрия или хлорид кальция. В процессе таяния снега соляные компоненты попадают в поверхностные талые воды и в грунт придорожной полосы. Засаливание почвенного покрова может приводить к гибели придорожных растений и лесистых насаждений.
Существует норматив на количество противогололедных смесей. Для II дорожно-климатической зоны он составляет не более 2 кг на 1 м2 дорожного покрытия. Если концентрация хлористого натрия в снежном покрове превышает 0,2 кг/м2, использование хлоридов для борьбы с гололедом должно быть прекращено, а для противогололедных целей должны использоваться альтернативные методы.
Наибольшая концентрация противогололедных компонентов (хлоридов) определяется в снеге так называемых «сухих» свалок снега. Содержание хлоридов в снегосвалках достигает 3700 мг/л, в то время как ПДК хлоридов в сточных водах составляет 300 мг/л.
Очистка сточных вод с поверхности автодорог от хлоридов на практике не всегда возможна. Поэтому единственный доступный способ снизить концентрации солей в сточных водах — использовать метод разбавления концентрированных стоков с незагрязненными природными поверхностными водами.
Состав сточных вод с автомобильной дороги
В результате выпадения осадков или таяния снега образуются значительные объемы поверхностных сточных вод. Обычно они безо всякой очистки стекают с водонепроницаемого асфальтового полотна на прилегающую территорию, просачиваются в грунт и попадают в водоемы с поверхностными водами.
Эти стоки сильно загрязнены веществами, концентрации которых во много раз превышают допустимые показатели.
Углеводородные соединения в составе нефтепродуктов (бензол, стирол, ксилол, толуол, бензапирен) обладают самостоятельными токсичными эффектами на живые организмы, в том числе мутагенного и канцерогенного характера. Попадая в водоемы, нефтепродукты образуют поверхностную пленку, препятствующую проникновению кислорода и вызывая гибель водных организмов.
Противогололедные реагенты могут содержать в себе соли (хлорид натрия, соединения калия или кальция), карбамид, гипс, цианиды и другие вещества, трансформация которых в окружающей среде еще окончательно не изучена. Зарубежные исследования показывают, что хлориды в составе реагентов способны воздействовать на химические показатели прилегающих грунтов, изменять кислотный показатель почвы и пагубно влиять на состав растительности.
Отечественные исследования снежного покрова вблизи автодорог с интенсивным движением транспорта обнаружили в снегу повышенное содержание тяжелых металлов — свинца, меди, марганца, алюминия, никеля, ванадия, молибдена и титана.
Моторные масла и смазки от стихийных утечек могут быть еще более ядовиты, чем нефтепродукты. От эксплуатации транспорта зачастую образуются опасные отходы, которые не утилизируются должным образом. Смывы с отходов просачиваются в грунт и загрязняют почву, подземные воды и поверхностные водоемы — масляные фильтры, этиленгликоль из антифриза, металлическая пыль тормозных накладок, резина автопокрышек и т. д.
Взвешенные вещества в составе поверхностного стока автодорог попадают в природные водоемы и вызывают такие неблагоприятные последствия как повышение мутности воды и заиление водоемов. Высокая органическая составляющая в составе взвешенных веществ ведет к росту значения химического потребления кислорода (ХПК) и затрудняет естественные процессы самоочищения природных вод.
Для снижения всех негативных воздействий стока с поверхности автодорог необходима организация водосбора и организованных отвод стоков на специальные очистные сооружения. Тип водоотвода необходимо обосновывать в зависимости от
- объема дождевого стока,
- размера водосборного бассейна,
- интенсивности движения транспорта,
- типа дорожного покрытия,
- химического состава стоков,
- совокупности геологических,
- гидрологических и биологических характеристик территории.