جمع آوری فاضلاب

جمع آوری فاضلاب
3 votes, 4.00 avg. rating (78% score)
جمع آوری فاضلابReviewed by Admin on Apr 6Rating: 4

مسئله بيرون راندن فاضلاب از محيط زيست انسان از زماني به وجود آمد كه مردم به زندگي گروهي روي آوردند . با پيدايش شهرها و گسترش شبكه هاي آبرساني انسان براي پاكسازي و پاك نگهداري زندگي خويش ، بيرون راندن پساب هاي به دست آمده را پسنديده و لازم ديد . پس از پيشرفت تكنيك شبكه هاي آبرساني ساختن شبكه هاي دفع فاضلاب ها نيز مورد توجه قرار گرفت .

قديمي ترين كاناليزاسيون را مي توان در آثار تمدن هنديان مشاهده نمود . در اين آثار كه تاريخ آن ها به حدود 7000 سال پيش نسبت داده مي شود . باقيمانده فاضلابروهايي با ديواره آجري و يا سفالي براي هدايت فاضلاب هاي خانگي ديده مي شود .

در خرابه هاي شهر بابل و نينوا نيز در جزيره كرت آثاري از مجراهاي فاضلاب و آبريزگاههاي همگاني ديده شده اند . در شهرهاي يونان و رم قديم آثار فاضلاب روهايي به قطرهاي 2 تا 3 متر ديده مي شوند كه ساختمان آن ها را به 2000 سال قبل از ميلاد نسبت مي دهند . در اورشليم آثار كانالهاي هدايت فاضلاب به بيرون شهر و جمع آوري آن در درياچه هاي فاضلاب و حتي استفاده از فاضلاب به عنوان كود در كشاورزي ديده شده است كه تاريخ ايجاد آن به حدود 3000 سال پيش مي رسد . در شهر بمبئي باقيمانده گندابروهايي مشاهده مي شود كه ساختمان آن ها را به محدود 1900 سال پيش مربوط مي دانند .

تاحدود يك صد سال پيش گندابروها و به ويژه كانال هاي فرعي فاضلاب به صورت روباز ساخته مي شدند . بعد از آشكار شدن اثر اين قبيل كانال ها در بخش بيماري هاي واگير ، كوشش به عمل آمد كه تمام گندابروها و فاضلابروها در زير زمين ساخته شوند . قرار گرفتن فاضلابروها در زير زمين موجب شد كه در پائين رفتن سطح آب زيرزميني تاثير نيكويي بنمايد و اين خاصيت نيز جزء محاسن شبكه هاي جمع آوري فاضلاب قرار گيرد .

كانال هاي اصلي شبكه جمع آوري فاضلاب ( اگو ) براي اولين بار در سال 1789 ميلادي در شهر پاريس به طول 36 كيلومتر ساخته شدند .

شهر لندن پس از كشتاري كه بيماري وبا در آن انجام داد و طي آن 25 هزار نفر تلف شدند در سال هاي 1832 تا 1848 داراي شبكه زيرزميني جمع آوري فاضلاب شد .

هامبورگ در سال 1842 – برلين در سال 1852 و فرانكفورت در سال 1866 داراي شبكه كاناليزاسيون شدند .

به طور كلي مسئله جمع آوري فاضلاب درجهان به اوائل قرن هجدهم مربوط مي شود . در ايران تا گذشته نزديك مسئله دفع فاضلاب بسته به وضعيت سطح آب زيرزميني به دو گونه حل مي گردد :

الف ) شهرهايي كه عمق سطح آب هاي زيرزميني و نفوذ پذيري زمين نسبتا زياد است . در اين شهرها از روش سنتي يعني چاه هاي جاذب جهت دفع فاضلاب استفاده مي گردد .

ب ) شهرهايي كه سطح آب زيرزميني بالا و يا زمين از نفوذ پذيري كمي برخوردار است . در اين شهرها به ناچار از زهكشهاي طبيعي و يا ساختن فاضلابروهاي موضعي و كوتاه ، فاضلابهاي خانگي و سطحي را جمع آوري و بدون تصفيه به بيرون از شهر منتقل مي كرده اند .

در 20 – 30 سال اخير در بعضي از شهرها نظير اصفهان و اهواز اقدام به ايجاد شبكه جمع آوري فاضلاب گرديد و هم اكنون طرح شبكه هاي جمع آوري فاضلاب در بسياري از شهرهاي ايران كه در اين مورد با مشكلات حادي روبرو هستند ، در دست تهيه و يا اجرا مي باشد .

پروژه هاي شبكه هاي جمع آوري فاضلاب :

پس از احداث و برقراري شبكه تامين آب آشاميدني ، پروژه بهسازي محيط جهت دفع فاضلاب بايستي احداث گردد . زيرا حاصل فعل و انفعالات انساني و استفاده از شبكه هاي توزيع آب ، توليد آب كثيف و آلوده خواهد بود . پروژه هاي بهسازي محيط از پر هزين ترين پروژه ها مي باشند . ( شبكه جمع آوري فاضلاب تهران 3000 ميليارد تومان ) و گذشته از آن پياده كردن و احداث آن در يك مرحله بسيار مشكل مي باشد . اين گونه پروژه ها اغلب به صورت مرحله اي احداث مي شوند .

براي انجام پروژه هاي انتقال و تصفيه فاضلاب و منطقه اي لازم است كه اصول زير مورد ملاحظه قرار گيرند .

1-    جمعيت نهايي شهر كه بايد از اين امكانان استفاده نمايند .

2-    اعتبار و پول موجود براي اين هدف .

3-    كيفيت فاضلابي كه مي بايست جمع آوري و تصفيه گردد .

4-    مقادير ريزش باران در هر منطقه .

5-    ميزان فاضلابي كه قرار است توليد شود .

6-     منابع مختلف توليد كننده فاضلاب .

7-    تاسيسات كنوني دفع فاضلاب .

8-    نقشه آتي منطقه .

9-    روش هاي تصفيه .

10-                        گسترش آتي شهر .

مراحل مختلف خدمات مهندسي طرح هاي شبكه جمع آوري فاضلاب :

–        فاز صفر ( مرحله شناسائي )

–        فاز يك ( مرحله توجيهي )

–        فاز دو ( مرحله تشريحي )

–        فاز سه ( مرحله اجرايي )

–        فاز مرحله بهره برداري و نگهداري از سيستم

الف ) مطالعات فاز صفر :

براي شروع مطالعات از فاز صفر استفاده مي كنيم . اين مرحله يك مرحله شناسائي است و در حقيقت يك بررسي كلي در جمع آوري اطلاعات و حدود و نيازهاي طرح در اين مرحله مشخص مي شود .

در اين مرحله خلاصه گزارش چند صفحه اي شامل خلاصه اي راجع به تعداد جمعيت ، ميزان آب مصرفي ، مساحت عمليات و برآورد در مورد كل هزينه در فاز يك تهيه مي گردد .

هزينه ها براساس سرانه حساب مي شوند و هرچه جمعيت بيشتر باشد هزينه كمتر خواهد بود .

يعني در جمعيت هاي كوچكتر هزينه به مراتب بيشتر است . در حال حاضر براي جمعيت هاي بالاي 8 هزار نفر هزينه سرانه هشت هزار تومان مي باشد ( سال 1373 )

گزارش تهيه شده در اين مرحله بايستي قادر باشد به سوالات زير پاسخ دهد :

–        آيا ادامه مطالعات در مرحله بعدي قابل توجيه است ؟

–        چه نوع مطالعات اضافي مورد نياز است ؟

–        برآورد هزينه ، ظرفيت و بازده تقريبي طرح چقدر است ؟

ب ) مطالعات فاز يك :

مطالعات فاز يك ، يك سري مطالعات مقدماتي است ، يك بررسي همه جانبه است و فاقد جزئيات اجرائي است . مرحله اي است كه با بررسي جزئيات كافي امكان يا عدم اجراي گزينه هاي طرح اجرائي مورد بررسي قرار گرفته و در صورت تاييد ، گزينه برتر انتخاب مي گردد . توجيه بهداشتي ، فرهنگي نيز لازم است صورت گيرد .

مطالبي كه در يك گزارش مرحله توجيهي مد نظر قرار مي گيرد عبارتست از : هدف طرح ، جمع آوري كليه اطلاعات و آمارهاي موجود و تكميل آن ها ، توصيف و تحليل داده هاي موجود ، انجام مطالعات و آزمايش هاي لازم براي تعيين مشخصات لازم براي طراحي ، تهيه نقشه ، برآورد كلي ابعاد و حجم كار و هزينه براي روش هاي مختلف جمع آوري ، تامين هزينه اجرائي كار ، قابليت اجرائي هر گزينه ، اثرات زيست محيطي ناشي از اجرا و بهره برداري طرح .

پس از انجام مطالعات اين مرحله است كه مي توان تصميمات اصلي و تعيين كننده را درباره اين طرح اتخاذ كرد . اين مرحله شامل نكات زير است :

–        مطالعه و بررسي مشكلات وشرايط فعلي ( به طور خلاصه )

–        ارائه نيازمندي هاي اصلي جهت تهيه طرح اجرائي

–        ارائه مناسب ترين راه حل ممكن با توجه به امكانات فني و اقتصادي

–        ارائه برنامه ريزي دقيق با توجه به اولويت ها

–        تعيين مباني طرح و ابعاد فاضلابروها و برآورد قيمت ها

–        بررسي روش ها ، منابع مختلف اقتصادي براي سرمايه گذاري

–        جمع آوري و بررسي اطلاعات و نقشه ها

–        بررس جمعيت و نحوه توزيع آن

–        بررسي و  تعيين نياز آبي و ميزان پساب

–        مطالعات هيدرولوژي و هواشناسي

–        تهيه گزارش مباني ( تصويب گزارش مباني توسط كارفرما ) جهت :

  • طراحي سيستم جمع آوري فاضلاب
  • طراحي سيستم جمع آوري آب هاي سطحي
  • طراحي سيستم تصفيه خانه فاضلاب
  • طراحي سيستم تلمبه خانه فاضلاب

بعد از اين مراحل ، گزارش بايستي توسط كارفرما تائيد شود و اين كار را كارفرما توسط كارشناس انجام مي دهد و اگر مباني آن توسط كارفرما تائيد گرديد طي نامه اي تائيد آن اعلام مي گردد تا مطالعات فاز 2 شروع گردد . اين مرحله ( فاز ) بايد بتواند به سوالات زير پاسخ دهد :

1-    آيا طرح ارزش اجرائي دارد ؟ در غير اين صورت چه گزينه اي براي اجرا مناسب است ؟

2-    گزينه بهتر از بين گزينه ها كدام است ؟

3-    برآورد هزينه و حجم سرمايه گذاري چقدر است ؟

ج ) مطالعات فاز دو :

اين مطالعات در واقع تهيه طرح اجرائي است . در اين مرحله با انجام نقشه برداري پروفيل طولي خيابان ها را مشخص مي نمائيم . تهيه مشخصات فني مثل جمعيت و دبي و غيره ضروري است و نيز انجام آزمايش هايي براي اجراي عمليات .

گزارش فني مرحله 2 شامل كليه اطلاعات و نتايج حاصل از بررسي ها همراه با مباني طراحي و اجراي كار است . اسناد و مدارك مناقصه در اين مرحله تهيه مي شود . جزئيات نقشه ها ، شرايط پيمان ، و بررسي بيشتر شامل مراحل زير نيز در اين مرحله تهيه مي گردد .

1-  بررسي كامل در مورد مصالح ، وسايل منابع عملي مربوط به زمين شناسي ، هواشناسي ، آب آشاميدني ، آب هاي زيرزميني ، تامين و توزيع برق

2-    انجام محاسبات فني و تهيه نقشه هاي ترسيمي اجرايي و نهائي

3-    تهيه مشخصات فني عمومي و خصوصي طبق استاندارد مصوب سازمان برنامه وبودجه

4-    تهيه جدول مقادير كارها

5-    تهيه برآورد هزينه عمليات براساس مقادير كامل مختلف و ساير اطلاعات موجود برحسب انواع كار

6-     گزارش نهايي مرحله دوم شامل كليه اطلاعات و مدت لازم براي انجام پروژه و برنامه مالي و اجراي كار در مرحله سوم

7-    تنظيم و تهيه اسناد و مدارك مناقصه مشتعمل بر :

  • شرايط مناقصه طبق نمونه مصوب سازمان برنامه و بودجه
  • شرايط پيمان طبق نمونه مصوب سازمان برنامه و بودجه
  • مشخصات فني ، عمومي و خصوصي طبق نمونه هاي مصوب سازمان برنامه وبودجه
  • كليه نقشه هاي تفضيلي – اجرايي و نهايي ( براي تهيه پروفيل نقشه 2000/1 و 1000/1 و جهت انجام كار نقشه ( پلان ) 5000/1 بايستي تهيه گردد )
  • ساير اسناد و مدارك موجود مورد نياز براي مناقصه

كارفرما بايستي مجددا اين فاز را مطالعه كرده و آن را توسط كارشناسان خود تاييد نمايد .

د ) مطالعات فاز سه :

اين مرحله يك برنامه اجرايي توسط پيمانكار است و انجام مناقصه و نظارت در اين مرحله صورت مي گيرد . نظارت بر اجرا شامل نظارت عالي و نظارت معمولي كارگاهي است . ( نظارت عالي به عهده مهندس مشاور است كه خود طرح و اجرا داده است )

اين مرحله شامل 3 قسمت به شرح زير مي باشد .

1-    انجام مناقصه و تعيين پيمانكار يا پيمانكاران

2-    نظارت اجراي كار

3-    نظارت در دوره نگهداري

براي انجام مناقصه غالبا پيمانكار با كارفرما مذاكره مي كند و قرارداد مي بندند .

** تعهدات كارفرما :

1-    عمليات نقشه برداري به عهده كارفرما است

2-  آزمايشات فني كه شامل ژنوفيزيك – آزمايشات آب و فاضلاب – آزمايشات خاك – آزمايشات ژنوتكنيك – همگي جز تعهدات كارفرما است .

ه ) مرحله بهره برداري و نگهداري از سيستم :

در اين مرحله كارفرما موظف است كه نظارت داشته باشد و مشاور بايستي در زمينه علمي كمك و راهنمايي نمايد معمولا راه اندازي تصفيه خانه به عهده پيمانكار است .

گروه هايي كه در طرح شبكه و اجرا دخالت دارند عبارتند از : كارفرما – مهندسين مشاور – پيمانكار و ارگانهايي چون سازمان حفاظت محيط زيست – مشاورين اقتصادي – وكيل حقوقي و . . .

كارفرما يك شخصيت حقوقي براي اجراي طرح است و در كل باني طرح است . قراردادها را نيز كارفرما انجام مي دهد و مهندسين مشاور مراحل فاز صفر و يك اجرا و نظارت را انجام مي دهد .

شبكه جمع آوري و دفع فاضلاب

SEWERAGE SYSTEM

همان گونه كه شهرها درحال رشد و گسترش هستند ، روش هاي جديد شهرسازي از جمله سيستم شبكه جمع آوري و دفع فاضلاب جايگزين شيوه هاي قديمي گرديده است . حتي در شهرهاي كوچك در صورت وجود امكانات مالي بخاطر جنبه هاي مثبت بهداشتي ، محيط زيست ، ايمني و غيره سيستم فاضلاب مورد بهره برداري قرار ميگيرد .

سيستم فاضلاب متضمن جمع آوري پساب از مناطق احداث شده و انتقال مواد به نقطه دفع مي باشد . فضولات مايع اصولا قبل از اين كه در درون آب ها تخليه شود لازم است كه تصفيه گرديده و دفع فضولات بايد به صورتي باشد كه سلامتي جامعه را به خطر نيندازد و شرايط ناخوشايندي را به وجود نياورد .

1-1-        تعاريف Definetions

فاضلاب مايعي است كه به وسيله مجرا يا لوله هاي فاضلاب انتقال مي يابد و ممكن است شامل فضولات انساني يا مخلوط مايع باشد كه به طور جداگانه شرح داده خواهد شد . فاضلاب بهداشتي ، هم چنين بعنوان فاضلاب خانگي معروف است و در تسهيلات و وسايل رفاه بهداشتي محل اقامت ، ساختمان هاي كسب و كار ، كارخانجات و موسسات آموزشي و غيره بوجود مي آيد . فضولات صنعتي ، مواد زائد مايع از مراحل مختلف صنعتي است ، مثل رنگ ، جوشاندن و اختلاط مايعات و كاغذسازي . فاضلاب بارندگي Storm sewerage جريان آب در لوله هاي فاضلاب در دوره بارندگي است . نفوذ آب ( تراوش ) Infiltration عبارتست از آبي كه از زمين به فاضلات نشت مينمايد . سرازير شدن Inflow ، آبي است كه از منابع سطحي ، مانند درز و ترك منهولها ، دريچه هاي بازديد ، درپوشهاي روزنه دار منهول و زهكش هاي بام و يا حوضچه هاي زيرزميني متصل به لوله هاي فاضلاب وارد سيستم مي گردد .

فاضلاب sewer لوله يا مجرايي است كه معمولا پوشيده مي باشد و به طور عادي براي انتقال مواد با ظرفيت كامل در جريان نيست . كانال فاضلاب عمومي common sewer آن است كه تمام املاك و ساختمان هاي مجاور حق استفاده مساوي را دارند ، مجراي فاضلاب بهداشتي يا خانگي sanitary sewer فاضلاب بهداشتي را انتقال ميدهد و در طراحي آن آب هاي زيرزميني و فاضلاب باران را در نظر نمي گيرند . ولي معمولا هر نوع فضولات صنعتي كه در ناحيه توليد مي شود ، را حمل مي كند . گاهي به طور نادرست ، مجراي فاضلاب مجزا ، ناميده مي شود . فاضلاب بارندگي storm sewer رواناب سطحي و آب شستشوي خيابان ها را انتقال ميدهد . فاضلاب مشترك Combined sewer كه براي انتقال فاضلاب بهداشتي ، فضولات صنعتي و فاضلاب باران طراحي مي گردد . سيستم فاضلابي كه از مجراهاي فاضلاب مشترك تشكيل گرديده باشد به سيستم مشترك معروف است ، ولي چنانچه فاضلاب باران به طور جداگانه از فضولات صنعتي و بهداشتي انتقال يابد ، به آن سيستم مجزا گفته مي شود . اصطلاح شبكه جمع آوري و دفع فاضلاب sewerage براي فن جمع آوري ، عمل آوردن و دور ريختن فاضلاب به كار برده مي شود . كارهاي فاضلاب اصطلاحات جامعي هستند كه تمام سازه ها و روش هاي لازم براي جمع آوري ، عمل آوردن و دفع فاضلاب پوشش مي دهد .

2-1- انواع مجراهاي فاضلاب Types of sewers

انواع اصلي مجراهاي فاضلاب كه سيستم جمع آوري پساب Waste Water – collection system را تشكيل مي دهند و از كوچكترين مجرا شروع شده و به بزرگترين آن خاتمه مي يابند ، به شرح زير مي باشد :

1-    لوله هاي فاضلاب ساختمان Building sewers : براي وصل نمودن لوله كشي ساختمان ها به فاضلاب جانبي Lateral يا انشعاب Branch بكار مي روند .

2-  لوله هاي جانبي يا انشعاب Lateral or branch sewers : انتهاي فوقاني سيستم جمع آوري پساب را تشكيل مي دهند و معمولا درخيابان ها براي انتقال پساب از لوله هاي ساختماني به لوله اصلي ( شاه لوله ) Main كار گذارده مي شوند .

3-    لوله هاي اصلي Main sewers : براي انتقال پساب از يك يا چند لوله به لوله هاي بدنه Trunk فاضلاب به كار برده مي شود .

4-  لوله هاي بدنه Trunk sewers : لوله هاي بزرگتري هستند كه براي انتقال پساب از لوله هاي اصلي به تسهيلات تصفيه خانه يا لوله هاي بسيار بزرگ حائل يا كنترل Intercepting بكار برده مي شوند .

5-  لوله هاي كنترل ياحائل Intercepting sewers : لوله هاي بسيار بزرگي هستندكه براي انتقال دادن جريان فاضلاب از چندين لوله بدنه به تصفيه خانه يا ديگر مراكز عمل آوري فاضلاب بكار مي روند و لوله هاي نهايي سيستم جمع آوري شبكه فاضلاب مي باشند .

3-1- ملحقات فاضلاب Sewer appurtenances

شبكه هاي فاضلاب براي عملكرد صحيح نياز به ملحقات گوناگوني دارند كه شامل منهول Manholes ورودي Inlets ، چاهك جمع آوري فاضلاب Cath basins ، ايستگاه هاي تلمبه زني Pumping stations ، سيفون وارونه Inverted siphon و تنظيم كننده Regulator مي باشند .

A 3-1- منهول Manholes ( MH )

منهول ها بعنوان وسايل دسترسي براي بازرسي و نظافت شبكه هاي فاضلاب بكار مي روند . منهول ها در فواصل 90 تا 150 متري و در نقاطي كه تغييراتي در جهت يا اندازه لوله يا تغييرات قابل ملاحظه اي در رقوم وجود دارد ، كار گذاشته مي شوند . براي لوله هاي فاضلاب با قطر 1520 ميليمتر يا بيشتر كه براي بازديد براحتي مي توان وارد شد ، تعداد معدودي منهول مورد نياز خواهد بود . طرح منهول ها معمولا استاندارد شده است و بيشتر شهرهاي بزرگ از اين طرح هاي تصويب شده استفاده مي نمايند .

؟

شرح خطوط كلي براي لوله هاي فاضلاب كه شبكه جمع آوري را تشكيل مي دهند .

قاب منهول چدني است كه با دهانه ورودي 500 تا 600 ميليمتر منهول را مي پوشاند . اين قاب ها روي ديواره هاي آجر كاري يا اكثرا بتني قرار مي گيرند كه پيشكردگي گرديده و قطر دهانه ورودي آن ها 1 متر و اغلب 25/1 متر مي باشد . منهول بطرف پائين ادامه مي يابد تا اين كه به لوله فاضلاب برسد . اگر عمق منهول كمتر از 4 متر باشد ضخامت ديوارهاي آن 200 ميليمتر ساخته مي شود ، براي هر 2 متر عمق اضافي 100 ميليمتر به ضخامت ديواره اضافه مي شود . كف منهول معمولا بتني است و اندكي به سمت حركت جريان كه همان ادامه لوله هاي فاضلاب است ، شيب بندي مي شود . در فاضلاب هاي بهداشتي كف منهول براي ادامه جريان از لوله ورودي به خروجي منهول ، به شكل جوي يا مقطع نيمه دايره اي آستر شده ساخته مي شود و براي اين كه مواد فاضلاب در كف منهول پخش نشود ، عمق آن مساوي با قطر لوله فاضلاب در نظر گرفته مي شود . هر جا كه لوله هاي جانبي يا فرعي به يك لوله فاضلاب عميق تر وصل گردند ، لوله بالايي در شيب مناسبي باقي مي ماند و يك شيب شكن قائم در منهول ساخته مي شود و بدين ترتيب در خاك برداري صرفه جويي شده و به عنوان « دهانه ريزش » ناميده مي شود . در منهول هاي عميق براي دسترسي به فاضلاب از پله نردباني فولادي استفاده مي شود . پله نردبان فولادي در زمان بتن ريزي و يا بعدا به وسيله پيچ به ديوار بتني منهول نصب مي گردد .

؟

B 3-1- ورودي ها Inlets

ورودي سوراخ يا روزنه اي است براي وارد شدن رواناب سطحي به فاضلاب مشترك يا بارندگي . ورودي ها در شيار آبروي كنار جدول پل و راه و در نقاط خيابان نصب مي شوند .

اگر فاصله طولي آن ها بيش از 150 متر باشد ، گاهي در نقاط ميانه بلوك ها قرار داده مي شوند . سطح خيابان ها براي هدايت رواناب به سمت ورودي ها شيب بندي مي گردند . ورودي ها براي جلوگيري از جمع شدگي آب و سيلاب در گذرگاه هاي عبور عابر پياده نصب مي شوند . براي اتصال ورودي ها به لوله فاضلاب از لوله 150 تا 200 ميلي متر استفاده مي شود و يا ممكن است ورودي مستقيما به نزديكترين منهول وصل گردد . ورودي هاي جدول خيابان به طور گسترده در بعضي شهرها مورد استفاده قرار مي گيرد . براي محاسبه ظرفيت چنين ورودي هايي مطالعات زيادي صورت پذيرفته است ، اما روش هاي آناليز براي بحث در اين جا بسيار طولاني است و به آن اشاره نمي گردد . طول ورودي ، به مقدار آب باران ، عمق آب در شيار آبرو كه به ورودي مي رسد و تورفتگي داده شده به شيار آبرو بستگي دارد .

عمق جريان در شيار آبرو مي تواند به وسيله رابطه مانينگ manning بدست آيد :

؟

كه :

جريان شيار آبرو = Q

شيب عرضي دو طرفه كف شيار آبرو = Z

ضريب زبري ، 015/0 براي آبروي بتني صاف = n

شيب آبرو = s

عمق آب در شيار آبرو = y

ثابت است و بستگي به واحدها دارد و برابر است با 61/22 ( متر مكعب در دقيقه ، متر ) = k

مقدار Y و Z با هم گرفته مي شود و امكان محاسبه فاصله ايكه آب در خيابان ادامه خواهد يافت را مي دهند . با قرار گرفتن ورودي ها نزديك به يكديگر آب جمع شدگي كاهش خواهد يافت و در نتيجه مقدار Q و Y كاهش مي يابند .

C 3-1- چاهك هاي جمع آوري فاضلاب سطحي Catch basins ( CB )

چاهك جمع آوري فاضلاب سطحي ورودي است با چاهكي كه خرده سنگ و آشغال در آن ته نشين مي شوند . لوله خروجي آب زانويي است كه از پخش بوي فاضلاب به فضاي آزاد ممانعت مي كند و هم چنين مواد معلقي كه به وسيله رواناب به داخل آن انتقال يافته است را نگهداري مي نمايد .

؟

چاهك ها ( CB ) استاندارد شده اند و در جدول بتني دو طرف كنار خيابان نصب و فاصله آن ها طبق طراحي يا مشخصات تعيين مي شوند . فاصله آن ها تا شيب متوسط 3 درصد نبايد از 70 متر تجاوز نمايد و در شيب هاي تند تر از 3 تا 5 درصد اين فاصله بايد كاهش داده شود . هر كجا اتصالات از ساختمان ها به فاضلاب سطحي انجام مي گيرد ، فاصله گذاري چاهك ها متناسبند تا حداكثر 100 متر افزايش مي يابد . مكان استاندارد براي چاهك ها در تقاطع خيابان بلافاصله بالا دست پياده رو يا محل عبور عابر پياده خواهد بود . چاهك ها اغلب پيش ساخته بوده و براي نصب و محل حمل مي گردند و داراي ابعادي حدود 5/1 × 1 × 1 متر مي باشند كه بستگي به طراحي سيستم فاضلاب دارد . چاهك ها ( CB ) و اتصالات آن براي حداكثر جريان پيش بيني شده طراحي مي گردند و آب از طريق جدول هاي بتني از شيب عرضي خيابان وارد آن ها مي شوند . روي چاهك ها پنجره مشبك فولادي براي ورود آب قرار مي گيرد كه به وسيله لوله هاي بتني به قطر 200 تا 250 ميليمتر به لوله هاي اصلي فاضلاب وصل مي گردند . در زمان اجرا بايد كاملا دقت شود كه چاهكها طبق رقوم و شيب طرح شده نصب گردند تا رواناب مستقيما و بدون مشكلي وارد سيستم شود ، در غير اين صورت هميشه مقداري آب در اطراف چاهك ها باقي مي ماند . براي جلوگيري از توليد پشه و بوي لازم است چاهك ها مرتبا تميز شوند . به طور كلي ، هر جا آب در امتداد شيار آبروي كنار جدول خيابان جريان دارد ، جدول و شيار بتني آبروي خيابان curb & gutter بهتر است يكپارچه ريخته شوند ( شكل زير ) . اين تركيب وسيله فوق العاده اي براي تثبيت رقوم واقعي روكش خيابان مي باشد . ماشين مخصوص به منظور ريختن جدول هاي كنار خيابان همان طور كه در حركت است بتن يا مواد آسفالتي را به وسيله فشار از قالب رد نموده و جدول خيابان ساخته مي شود . مكان هاي طرح شده چاهك ها و ورودي هاي آب خالي مي ماند كه بعدا اجرا مي گردند . از بالاي جدول تا روي شيار آبرو 150 ميليمتر است . هر چه شيب عرضي خيابان بيشتر باشد آب باران سريع تر وارد چاهك يا ورودي ها مي شود .

؟

؟

D 3-1- خروجي فاضلاب sewer Outlet

چنانچه مجراي خروجي فاضلاب عمل آمده را در رودخانه كوچكي تخليه كند ، هيچ سازه پيچيده اي به جز يك ديواره انتهايي آبروي بتني مورد نياز نخواهد بود ، مشابه آن هايي كه براي آبگذر بزرگراه كه از نشست و برش زير لوله به وسيله فاضلاب و رودخانه جلوگيري مي كند به كار برده مي شود . معمولا در اين گوه موارد كف بند بتني روي خاك ريز زير ديواره انتهايي آبرو در نظر گرفته مي شود . بصلاح است كه شير يك طرفه يا دريچه باز و بست اتوماتيك روي مجراي خروجي تخليه فاضلاب عمل آمده كار گذاشته شود كه از برگشت سيلاب گل آلود به تصفيه خانه فاضلاب زماني كه سطح رودخانه بالا آمده است جلوگيري نمايد . در اين روش فيلتر ها ممكن است بوسيله رسوب گذاري لاي آسيب ببينند .

لوله هاي فاضلاب كه در بندرگاه يا جريان هاي عظيم آب تخليه مي شوند اغلب به فاصله زيادي به آن طرف در آب هاي عميق يا جايي كه جريان ها سبب مخلوط شدن مايع فاضلاب و رقيق شدن آب و در نتيجه كاهش مسائل محيط زيست مي گردند  امتداد مي يابند . لوله هاي بتني مسلح پيش ساخته به طور گسترده براي دهانه آبريز به قطر 915 ميليمتر يا بزرگتر به كار برده مي شوند . براي اندازه هاي 610 ميليمتر يا كمتر لوله چدني استفاده مي شود . لوله فلزي موج دار ، چدن نشكن و فولادي تا حدودي به كار مي روند . لوله ها با قرار گرفتن در كانال لايروب يا به وسيله رديف تيرهاي پايه ( شمع ) در هر طرف با الوارهاي عرضي كه درست بالاي لوله ها قرار گرفته اند در برابر امواج آب محافظت مي گردند . دهانه هاي آبريز سوراخ هاي متعددي در خروجي دارند تا از اين طريق در بخش فاضلاب در آب كمك گردد .

اهميت جمع آوري فاضلاب درجهان امروز :

با بزرگ شدن شهرها و افزايش جمعيت از يك سو و گسترش صنايع از سوي ديگر مسئله آلودگي محيط زيست روز به روز اهميت بيشتري پيدا مي نمايد .

وجود فاضلاب ها يكي از عوامل آلودگي محيط زيست مي باشد و لذا بايستي آن ها را جمع آوري و از شهرها بيرون رانده و ابتدا آن ها را تصفيه نمود و سپس به گردش آب در طبيعت برگردانيد . بنابراين جمع آوري گنداب ها و پساب ها از محيط زيست در شهرها از ديدگاه هاي زير لازم و ضروري است .

الف ) بهداشت همگاني

ب ) استفاده مجدد از فاضلاب

ج ) حفظ زيبايي هاي محيط زيست

د ) تاثير بر سفره هاي آب زيرزميني

سيستم هاي بهسازي محيط :

جهت جمع آوري و دفع مواد زائد از مناطق شهري دو روش زير متداول است .

الف ) سيستم ساده و قديمي ( سنتي )

ب ) سيستم انتقال به كمك آب

در روش اول كه استفاده از چاه جهت دفع فاضلاب مي باشد و كم كم منسوخ خواهد گشت اشكالات عمده اي دارد از جمله آلوده نمودن آب هاي زير زميني در اثر نشر فاضلاب و هم چنين مسدود شدن چشمه هاي خاك وگرفتگي چاه و نياز به تخليه فاضلاب مستراح ها و غيره .

در روش دوم انتقال و دفع فاضلاب با كمك آب صورت مي گيرد . ظرفيت و حجم آبي كه با مواد جامد مخلوط مي گردد به حدي زياد است كه مجموعه مخلوط كم و بيش مانند آب عمل مي كند . فاضلاب حاصل از توالت ها – دستشويي ها – ظرفشويي ها – حمام و غيره ، فاضلابي مخلوط را تشكيل مي دهند كه توسط كانال هاي بسته و زيرزميني به نام فاضلابرو منتقل مي گردند . لوله هاي فاضلاب رو در زمين با شيب خاصي به طور دقيق قرار داده مي شوند تا در آن ها سرعت مناسبي براي جريان فاضلاب ايجاد گردد . سپس فاضلاب جريان يافته از شهر خارج مي گردد و در صورت لزوم تسويه و استفاده مجدد از آن مي گردد .

فاضلاب حاصل از بارندگي و سيلاب نيز ممكن است وارد لوله هاي فاضلابرو بشود . از آن جايي كه سيلاب كثيف و آلوده نمي باشد مي توان بدون هيچ مشكلي آن را از طريق كانال هاي سطحي روباز يا كانيو ( Kinevo ) دفع نمود . در شهرهاي بزرگ كه قيمت زمين بالا است و سطح كانال هاي روباز خيلي زياد مي باشد از نظر اقتصادي مقرون به صرفه نيست كه اجازه داده شود سيلاب و آب باران وارد فاضلاب هاي زيرزميني شده و به همراه فاضلاب انتقال يابد .

سيستم انتقال فاضلاب به كمك آب پيشرفته ترين روش دفع فاضلاب است . بنابراين از نقطه نظر بهداشتي به كارگيري آن پيشنهاد ميگردد و هم چنين در شهرهاي بزرگ به عنوان يك سيستم اقتصادي مطرح و مورد استفاده قرار مي گيرد .

4-1- مقدار فاضلاب Quanity of wastewater

پساب يا آب هاي زائد فاضلاب كه بايد از يك ناحيه دفع شوند عبارتند از :

1-    فاضلاب بهداشتي domestic wastewater  كه ازمناطق مسكوني ، تجاري ، آموزشي و غيره تخليه مي گردد .

2-    فاضلاب صنعتي Industrial wastewater كه در آن فضولات صنعتي فراوان تر است .

3-  نفوذ آب – سرازير شدن آب Infiltration – Inflow آب هاي بيروني و نامربوط كه از ميان وسايل گوناگون بداخل شبكه فاضلاب وارد مي شوند . آب باران از منابعي مانند ناودان بام و زهكش فونداسيون امكان نفوذ به مجراهاي فاضلاب را دارد .

4-    آب باران storm water  كه حاصل رواناب نزولات آسماني ( برف و باران ) است .

A 4-1- برآورد فاضلاب بهداشتي Estimation of domestic wastewater

مقدار فاضلاب بهداشتي ياخانگي از يك ناحيه به طور كلي در حدود 60 تا 75 درصد آب تهيه شده و موجود درناحيه است . بقيه در مراحل صنعتي ، براي آب پاشيدن چمن و غيره بكار مي رود . به اين دليل ، اگر آب مصرفي ناحيه اي معلوم باشد ، مقدار توليد احتمالي فاضلاب بهداشتي مي تواند برآورد شود . برآورد براي تسهيلات فاضلاب بايد رشد آينده را در طراحي شبكه هاي فاضلاب پيش بيني نمايد .

برآورد سيستم آبرساني تمام مقدار آب از منابع خصوصي و عمومي را بايد شامل گردد ، منابع و كارگاه هاي صنعتي اغلب آب را از چاه هاي خودشان فراهم مي نمايند اما براي دفع آب مصرف شده از فاضلاب عمومي استفاده مي كنند . در اين حالت فاضلاب بهداشتي و صنعتي مخلوط شده ممكن است از آب موجود در سيستم عمومي بيشتر شود . عكس آن ، بعضي از كارگاه هاي صنعتي آب مورد نياز خودشان را از آبرساني عمومي تهيه مي نمايند و امكان دارد كه پساب آن را به فاضلاب عمومي تخليه ننمايند كه در نتيجه نسبت فاضلاب به سيستم آبرساني پائين خواهد بود . در هر حال ، مطالعه دقيق شرايط محلي براي تخمين صحيح جريان فاضلاب ضروري است .

B 4-1- برآورد فاضلاب صنعتي Estimation of industrial wastewater

جريان هاي فاضلاب صنعتي با نوع و اندازه صنعت ، نظارت بر صنايع ، ميزان دوباره مصرف آب ، و روش هايي كه در كارگاه براي تصفيه بكار مي روند متغيراند .

C 4-1- برآورد نفوذ آب – سراريز شدن Estimation of infiltration – inflow

هميشه مقداري آب زيرزميني از لوله هاي شكسته ، اتصالات معيوب و نادرست و ديگر نقاط وارد لوله هاي فاضلاب مي گردد . مقدار نفوذ آب به سيستم فاضلاب اكثرا بستگي به سطح آب زيرزميني و دقت لازم در اجراي فاضلاب دارد . اگر سفره آب زيرزميني پائين تر از فاضلاب است ، نفوذ آب ( تراوش ) فقط زماني رخ مي دهد كه آب از ميان خاك به طرف پائين در حركت است . چنانچه آب زيرزميني بالاي سطح لوله هاي فاضلاب قرار گرفته باشد ، ممكن است ميزان نفوذ آب در شبكه فاضلاب حدود 3 تا 15 متر مكعب در روز در هر هكتار باشد . تخمين سرازير شدن آب inflow از ناودان پشت بام و ساير منابع بستگي به مقدار بارندگي و شرايط محلي دارد .

D 4-1- تغيير در ميزان جريان فاضلاب Variation in wastewater flowrates

جريان فاضلاب صنعتي و بهداشتي در سر تا سر روز و سال تغيير مي كند . حداكثر مصرف روزانه آب از ناحيه كوچك مسكوني معمولا در وسط صبح رخ مي دهد و از 200 تا بيش از 500 درصد ميزان جريان نوسان دارد ، در واقع بستگي به تعداد افراد ناحيه دارد .

پساب فاضلاب صنعتي و تجاري تا اندازه اي يكنواخت تر در سرتاسر روز با حداكثر ميزان متفاوت از 150 تا 250 درصد ميزان جريان متوسط وارد شبكه فاضلاب مي گردد .

جريان اوج در تصفيه خانه شهر معمولا بين 150 تا 250 درصد جريان متوسط تغيير مي كند .

به دليل اين كه نوسان در جريان هاي فاضلاب فقط به عنوان راهنما هستند ، بهترين منبع اطلاعات در مورد اندازه گيري واقعي در سيستم يا سيستم هاي مشابه بايد در محل برآورد و تهيه گردد . در صورت عدم وجود اطلاعات مشخص شكل هاي ( 7-1 و 8-1 ) براي تخمين حداكثر پساب فاضلاب بهداشتي و نفوذ آب مورد استفاده قرار مي گيرند .

مثال : 1-1

فرض : جمعيت شهري 20000 نفر و مساحت آن 6/566 هكتار است . مساحت منطقه تجاري و صنعتي هر كدام 81 هكتار است . مصرف متوسط آب براي هر نفر 150 گالن در روز و 70% آب به فاضلاب ريخته مي شود . براساس اندازه گيري ها ، جريان متوسط از ناحيه تجاري 200000 در روز و ضريب اوج 75/1 است . با استفاده از ضريب اوج 8/1 و در نظر گرفتن مقدار اضافي allowance 500 گالن در هر هكتار در روز :

مولفه فاضلاب                                        ميزان جريان ، گالن در روز

بهداشتي ( 7/0 ×150 × 20000 )                                            2100000

تجاري                                                                                  200000

صنعتي ( 5000 گالن در هر هكتار در روز × 81 هكتار                  4050000

نفوذ و سرازير شدن آب                                                             322962

( 570 گالن در هر هكتار در روز × 6/566 هكتار )

ميزان جريان متوسط فاضلاب                                                      3027962

از شكل 8-1 ، تخمين ميزان جريان اوج فاضلاب

مولفه فاضلاب

ميزان جريان گالن در روز

ضريب اوج

ميزان جريان اوج گالن در روز

بهداشتي

2100000

1/3

6510000

تجاري

200000

75/1

350000

صنعتي

405000

8/1

729000

نفوذ و سرازير شدن آب

322962

6/1

516740

ميزان دبي اوج فاضلاب

8105740

محاسبه ضريب كلي اوج

ضريب اوج = ميزان جريان اوج روزانه        = 8105740

                   ميزان جريان متوسط روزانه      3027962

ضريب اوج = 70/2

؟

شكل 7-1 : منحني ضريب اوج براي جريان هاي فاضلاب بهداشتي

؟

شكل 8-1 : منحني برآورد نفوذ آب براي طراحي فاضلاب هاي جديد

5-1- جريان در فاضلاب ها Flow sewers

اكثر فاضلاب ها بنابر اصول جريان در كانالهاي باز طراحي مي گردند ، اگر چه ممكن است گاهي با ظرفيت كامل جريان داشته باشد ، استثناهايي هم وجود دارد ، مانند سيفون هاي وارونه و خطوط تخليه از ايستگاه هاي  تلمبه زني فاضلاب كه هميشه تحت فشار قرار دارند . طبيعي است كه گهگاه به ظرفيت فاضلاب هاي سطحي فشار آورده مي شود ، ورودي هاي فاضلاب سر ريز مي گردند و آب از منهولها بالا مي آيد ، فاضلاب ها در چنين شرايطي « سربار » يا پر ناميده مي شوند . فاضلاب هاي بهداشتي ممكن است به وسيله موانع و بسته شدن لوله ها ، نفوذ و سرازير شدن آب در خلال بارندگي شديد و بالاخره افزايش جريان هاي آب از جريان طرح « سربار » شوند .

فرمولهاي جريان :

فرمول شزي    ؟

V = سرعت متوسط

R = شعاع هيدروليكي يا مساحت آبراهه تقسيم بر محيط خيس شده

S = خط شيب هيدروليكي يا در كانالهاي باز ، شيب سطح آب براي جريان يكنواخت

C = ضريب آزمايش

از آن جا كه تاثيرات زبري ، سرعت وديگر ضريب ها فقط تقريبي هستند ، مقدار c ثابت نيست ، اما با V و R فرق ميكند .

؟

Nبستگي به زبري لوله يا سطح كانال دارد .

مقادير n در فرمول هاي Manning و Kutter

ويژگي سطح

n

لوله پلاستيكي

009/0

الوار كاملا مسطح يكنواخت چيده شده

009/0

لوله خيلي صاف ، سيمان منظم

010/0

الوار غيرمسطح ، چدن زبر معمولي

012/0

آجر كاملا يكنواخت ، بتن مناسب

013/0

لوله فولادي پرچ شده ، لوله سفال لعابدار

رابطه مانينگ manning به طور گسترده براي محاسبات جريان كانال باز استفاده مي شود .

؟

6-1- سرعت لازم در فاضلاب ها Required velocities in sewers

محاسبه سرعت جريان در فاضلاب يكي از نكات مهم طراحي است . تجربه نشان داده است كه براي جلوگيري از ته نشيني جامدات ، سرعت بيش از 6/0 متر در ثانيه در فاضلاب هاي بهداشتي لازم است . بنابراين ، حداقل شيب هاي مجاز آنهايي هستند كه اين سرعت را زماني كه فاضلاب با حداكثر ظرفيت درجريان است تامين كنند ، و چنانچه اين شيب ها با توپوگرافي يكسان هستند ، شيب هاي تندتري بايد در نظر گرفت . معمولا شيب هايي در نظر گرفته مي شود كه وقتي فاضلاب با ظرفيت كامل درجريان است ، سرعت تقريبي آن 6/0 متر در ثانيه و مقدار n برابر با 013/0 خواهد بود . نظر به اين كه سنگ ريزه و زباله به وسيله رواناب وارد فاضلاب مي گردد ، معمولا سرعت جريان در فاضلاب سطحي از سرعت فاضلاب بهداشتي بيشتر است .

سرعت مناسب در اين موارد 9/0 متر در ثانيه است و حداقل سرعت مجاز 75/0 متر در ثانيه مي باشد . در طراحي از سرعت هاي بسيار زياد به دليل خصلت سائيدگي جامدات بايد اجتناب ورزيد ، از اين رو حد نهايي سرعت مناسب جريان 4/0 متر در ثانيه منظور مي شود . در مناطق خيلي مسطح كه بدست آوردن حداقل شيب براي فاضلاب ها دشوار است . معمولا از لوله هاي بزرگتر استفاده مي شود ، چرا كه اين لوله ها سرعت 6/0 متر در ثانيه را در شيب هاي كم تامين مي كنند . به هر حال ، زماني كه لوله ها با جريان كامل يا 78 درصد پر مي باشند سرعت منظم 6/0 متر در ثانيه حاصل مي شود . لوله هائي كه كمتر از 78 درصد پر در جريان اند ،سرعت هايي كمتر از لوله هاي با كاربري كامل خواهند داشت ، بنابراين استفاده لوله هاي بزرگتر براي جريان هاي كم مناسب نيست . در تعيين سرعت جريان فاضلاب ها لازم است ته نشيني مواد ، سائيدگي و نظافت پيش بيني شود .

7-1- نمودار هاي جريان Flow diagrams

شكل هاي 9-1 ، 10-1 ، 11-1 نمودارهايي را براي حل رابطه مانينگ manning براي ميزان مختلف Q ، اندازه لوله ها و n برابر 013/0 را نشان مي دهند .

مثال : 2-1

مطلوب است : اندازه لوله مورد نياز كه جريان 5/3 متر مكعب در دقيقه را با شيب 4/0 درصد انتقال مي دهد .

حل : با استفاده از نمودار شكل 9-1 يك خط كش روي مقدار 5/3 متر مكعب در دقيقه و شيب 4/0 درصد قرار مي گيرد ، مشاهده مي شود كه خط كش سرعت 76/0 و اندازه لوله 305 ميليمتر را قطع مي كند . بنابراين ، لوله 305 ميليمتر مورد لزوم است .

زماني كه لوله با كاربري كامل درجريان است ، سرعت آن 76/0 متر در ثانيه خواهد بود .

در روش هاي مشابه ، زماني كه دو تا از مقادير هيدروليكي داده شده است ، از روي نمودار مي توان دو مجهول ديگر را پيدا نمود . مثلا با داشتن شيب و اندازه لوله مي توان مقدار سرعت و جريان را بدست آورد .

نمودارهاي 9-1 تا 11-1 در طراحي فاضلاب هائيكه با ظرفيت نيمه كاربري در جريان هستند هم مي توانند مورد استفاده قرار گيرند .

؟

شكل 9-1 : نمودار براي حل فرمول مانينگ manning براي لوله هاي دايره اي با ظرفيت كامل 013/0 = n

؟

شكل 10-1 : نمودار براي حل فرمول مانينگ براي لوله هاي دايره اي با ظرفيت كامل 013/0 = n

؟

شكل 11-1 : نمودار براي حل فرمول مانينگ manning براي لوله هاي دياره اي با ظرفيت كامل 013/0 = n

شكل 12-1 بنابر رابطه مانينگ manning هستند كه مقادير مختلف n را ارائه مي دهد و براي لوله و مجراهاي شكل هاي مختلف و كانال هاي باز بكار مي روند .

؟

نمودار 12-1 : نمودار براساس فرمول مانينگ

a 7-1- نمودار هاي جريان جزئي Partial – flow diagrams

ضروري است سرعت و عمق فاضلاب در لوله ايكه فقط نيمه پر در جريان است تعيين گردد . استفاده از شكل 13-1 امكان محاسبه سريع اجزاء هيدروليكي فاضلاب هاي دايره اي نيمه پر را مي دهد . در استفاده از نمودار فوق ، اول لازم است كه نمودارهاي 9-1 تا 11-1 بكار روند . به عبارت ديگر شرايطي فراهم گردد كه چه وقت فاضلاب با كاربري كامل در جريان است . سپس با محاسبه نسبت هر دو جزء هيدروليكي داده شده ، مي توان سايز مقادير خواسته شده را پيدا نمود .

مثال 4-1 :

فرض : فاضلاب دايره اي با قطر 910 ميليمتر روي شيب 003/0 قرار گرفته است . زماني كه فاضلاب پر است مقدار n برابر 013/0 است .

مطلوب است : سرعت و عمق جريان ، زماني كه فاضلاب جريان 5/8 متر مكعب در ثانيه را انتقال مي دهد .

حل : شكل 10-1 نشان مي دهد كه دبي وقتي كه با كاربري در جريان است برابر 62 متر مكعب در دقيقه و سرعت آن 57/1 متر در ثانيه است . نسبت دبي كامل به واقعي 15/0 = 62 ÷ 5/8 = q/Q است . با استفاده از اين نسبت در شكل 13-1 رو به بالا به طرف منحني ادامه داده و از نقطه تقاطع محور مختصات عرض در سمت چپ اندازه آن خوانده مي شود كه 30/0 است . بدين ترتيب ، عمق جريان 275 = 915 × 3/0 ميليمتر در جريان 5/8 متر مكعب در ثانيه است . براي بدست آوردن سرعت ، روي نمودار خط عمق ( 3/0 ) به سمت راست ادامه مي يابد تا منحني سرعت را قطع كند ، و v/v مساوي 60/0 بدست مي آيد . سرعت در لوله زماني كه جريان 5/8 متر مكعب در دقيقه را انتقال مي د هد ، برابر 095 = 57/1 × 6/0 متر در ثانيه خواهد بود .

؟

شكل 13-1 : اجزاء هيدروليكي لوله دايره اي

بايد به خاطر سپرد كه ، به خصوص براي سرعتهاي زياد ، نمودارهاي جريان جزئي فقط نتايج تقريبي را مي دهند . عملا يك لوله با ظرفيت كاربري كامل جريان ندارد مگر اين كه سربار يا تحت فشار قرار گرفته باشد .

8-1-1 شكل هاي مجراي فاضلاب Sewer shapes

اكثر لوله هاي فاضلاب سطح مقطع دايره اي دارند . مقطع دايره اي امتيازها يي مثل ، حداكثر سطح مقطع عرضي براي مقدار مصالح مصرفي در ديواره ، سهولت در توليد لوله پيش ساخته بتني و سفالي و كيفيت مرغوب هيدروليكي را دارد . در اجرا نسبتا محكم است و براي كار گذاشتن لوله ها زيرسازي لازم است . لوله هاي مقطع تخم مرغي سابقا بيشتر مورد استفاده قرار ميگرفت و بخصوص براي فاضلاب هاي مشترك بكار مي رفتند . از آن جائي كه انتهاي كوچك لوله تخم مرغي پائين قرار مي گيرد ، مشكلاتي را در اجرا بوجود مي آورند و بنحوي غير پايدارند . مقطع مستطيلي براي اندازه هاي بزرگ يا متوسط فاضلاب هاي سطحي رايج است و براي طراحي و اجرا راحت مي باشد .  شكل هاي ديگر فاضلاب ها نيمه بيضي ، نعل اسبي و دسته سبدي مي باشند .

9-1- طراحي شبكه هاي فاضلاب Design of system

طراحي شبكه هاي فاضلاب سطحي و بهداشتي مستلزم بررسي هاي مقدماتي ، جزئيات نقشه برداري ، طراحي اصلي ، تهيه نقشه هاي نهايي و تطابق اصلاح پلانها با تغييرات بوجود آمده در زمان اجرا مي باشد .

a 9-1 تحقيقات مقدماتي Preliminary investigations

تحقيقات مقدماتي براي دستيابي به برآورد هزينه اي كه بعنوان مبنا تامين خواهد شد ، به منظور صدور تعهدنامه ، ارزيابي ها و يا ساير افزايش بودجه ضروري است .

اصولا نقشه هاي جزئيات خيابان ها و خصوصيات توپوگرافي در دسترس مي باشند .

شهرهاي كوچك كه فاقد نقشه رسمي اند ، امكان ترسيم و تهيه آن به وسيله شركت ها ، سازمان هاي برق ، مخابرات ، آب ، گاز و يا شهرداري محل وجود دارد و اجازه كپي برداري از نقشه را خواهند داد . پيش بيني جمعيت ، تراكم آن و توليد فضولات براي دوره برنامه ريزي كه اصولا 20 سال يا بيشتر است مي بايستي برآورد گردد .

مكان هاي آينده دفع فاضلاب ، انتخاب و مناسب بودن محل آن با توجه به جمع آوري فاضلاب و تاثيرات دفع آن بايد دقيقا ارزيابي گردد . انتخاب محل در هزينه جمع آوري تاثير داشته و هم چنين مي تواند در مقدار بهسازي يا طرز عمل موثر باشد .

b 9-1- شناسايي تسهيلات زيرزميني The underground

قبل از اينكه شيب ها و خطوط نهايي براي مجراي فاضلاب انتخاب گردد ، طراح بايد از وضعيت و محل تمام موانع زيرزميني مثل سيم هاي تلفن و برق ، خطوط گاز و آب ، تونل ها ، فونداسيونها ، فاضلاب هاي موجود يا ديگر جزئيات اجرائي آگاه باشد . بسياري از ادارات مهندسي نقشه هائيكه حاوي سازه هاي زيرزميني اند را نگهداري و در اختيار دارند .

در صورت عدم دسترسي به چنين نقشه هايي مهندس طراح بايد از سازمان هاي خدمات شهرهاي نقشه هاي اجرا شده را تهيه و اطلاعاتي را در زمينه تاسيسات زيرزميني موجود گردآوري نمايد .

وجود سطح بالاي آب زيرزميني و سنگ تاثير قابل توجهي بر روي هزينه هاي اجرايي خواهد داشت ، از اين رو گمانه هاي خاكي مفيد و لازم است . گمانه ها توسط راندن ميله فولادي تيزي بداخل زمين فرو مي رود تا به سنگ برخورد نكند . براي مشخص كردن موقعيت سطح سنگ گمانه هاي كافي بايد انجام پذيرد . تعداد واقعي مورد لزوم بستگي به مشخصات زمين شناسي محل دارد .

C 9-1 شناسايي و نقشه The survey and map

تهيه نقشه هاي اجرايي به شناخت خصوصيات كف سازي خيابان ها ، موقعيت كليه سازه هاي زيرزميني موجود ، محل و رقوم زير زمين و كليه ساختمان ها ( معمولا براي اقامتگاه ها تخمين زده مي شود ) ، پروفيل هاي كليه خيابان هائيكه فاضلاب از وسط آن ها عبور مي كند ، رقوم آبراهه ها ، پل آبروي زيرگذر راه و جوي ها ، و حداكثر ارتفاعات آب در آن ها نياز دارد . نشانه مبنا Benchmark براي استفاده در عمليات اجرايي بايد زده شود .

معمولا مقياس نقشه 1000 : 1 تا 3000 : 1 است كه بستگي به جزئيات دارد . خطوط تراز بايد نشان داده شوند مگر آن كه سطح برجستگي جزئي باشد . فواصل خط تراز Contour Lines از 250 ميليمتر تا 3 متر قرار دارند . رقوم تقاطع خيابان و هر تغيير ناگهاني در شيب نشان داده مي شود . رقوم هر سازه موجود مثل فاضلاب ، دهانه آبريز ، ايستگاه زيرزميني و غيره در صورت تلاقي در نقشه ذكر و نشان داده مي شود .

D 9-1- جانمايي سيستم Layout of the system

جانمايي آزمايشي مسير فاضلاب بوسيله ترسيم در امتداد خيابان ها انجام مي پذيرد . جهت جريان كه به طرف پائين شيب زمين است با فلش نشان داده مي شود . جانمايي چندين بار تكرار ميگردد تا بالاخره نتيجه آن طرح فاضلاب اصلي خواهد بود كه در پائين ترين نقطه محل همراه با لوله هاي كوچكتر و شاه لوله هاي فرعي كه به دورترين ناحيه منشعب مي شوند قرار داده مي شود . فاضلاب ها زهكش طبيعي سطح را به همان تنگاتنگي كه جانمايي خيابان ها اجازه مي دهد دنبال مي كنند . آبريزها با پمپ يا ساخت سيستم هاي فاضلاب جداگانه به نقاط ديگر زهكشي مي شوند . در زمين هاي مسطح يك مكان مركزي انتخاي مي شود كه تمام خطوط براي پمپ زني به لوله اصلي ثقلي يا به تصفيه خانه خواهند ريخت .

معمولا لوله هاي گاز ، آب و فاضلاب در داخل محدوده متعلق به خيابان قرار مي گيرند كه ضروري است لوله هاي آب از فاضلاب كاملا جدا باشند . در خيابان هاي بسيار عريض ممكن است فاضلاب ها به منظور كاهش طول اتصالات درهر ضلع خيابان قرار گيرند .

جانمايي عمودي حكم مي كن كه حداقل پوشش و خاكبرداري در نظر گرفته شود كه اصولا به شيب زمين ، جلوگيري از يخ زدگي ، بار ترافيك و اندازه لوله ها بستگي دارد .

منهول ها در كليه نقاط تلاقي فاضلاب ها ، تغييرات در جهت افقي ، تغييرات عمده در شيب و اندازه لوله و در فواصل امتداد مسيرهاي مستقيم قرار مي گيرند .

فواصل طولي منهول ها از 100 متر تجاوز نخواهد كرد و هيچ گاه نبايد بيشتر از 150 متر از هم دور باشند . منهول ها شماره گذاري شده و هر مسير فاضلاب به وسيله شماره تشخيص داده مي شود .

با توجه به موقعيت و مكان ساختمان ها و قطعات زمين ، مساحت فرعي Tributary هر لوله فاضلاب روي نقشه نوشته مي شود . بعضي خطوط مساحت فرعي ندارند ، اما فقط بوسيله خطوط بالا دست جريان ، فاضلاب جمع آوري شده را انتقال مي دهند .

براي طراحي فاضلاب سطحي نيز همين روش بكاربرده مي شود به استثناي آن كه خطوط در ورودي ها و چاهك هاي جمع آوري آب هاي سطحي به لوله هاي اصلي وصل مي شوند . نظر به اين كه ورودي هاي آب سطحي عموما در گوشه هاي تقاطع خيابان ها قرار دارند ، فاضلاب هاي سطحي معمولا از گوشه به گوشه تقاطع ادامه داده مي شوند . مساحت فرعي يا انشعابي به هر ورودي طبق خطوط تراز زمين روي نقشه نوشته مي شود .

؟

شكل 14-1 : نمونه مدرن خيابان بندي ( شهرسازي ) كه شامل فاضلاب سطحي و بهداشتي و اتصالات ، محل منهول ها و چاهك هاي جمع آوري فاضلاب CB ، لوله آب و 5/1 متر پياده رو بتني طرح شده است .

C 9-1- پروفيل The Profile

پروفيل عمودي از يادداشت هاي نقشه برداري براي هر خط فاضلاب كشيده مي شود .

مقياس scale افقي از 500 :1 تا 1000 :1 است كه به جزئياتي كه در نقشه نشان داده مي شود ، بستگي دارد . مقياس عمودي معمولا 10 برابر مقياس افقي است . در پروفيل رقوم زمين ، مكان هاي آزمايشي منهول ها ، محل سوراخ هاي گمانه ، تمام سازه هاي زيرزميني ، رقوم زيرزميني و تقاطع خيابان ها نشان داده مي شود .نقشه خيابان ممكن است در بالا و پائين پروفيل كشيده شود .

پروفيل به منظور كمك در طراحي و اجرا مورد استفاده قرار مي گيرد . اندازه طولي خطوط فاضلاب از منهول به منهول ، قطر و جنس لوله ، شيب و جهت حركت جريان ، محل منهول ها نشان داده مي شود .

در هر منهول رقوم بالا و كف در روي نقشه منعكس مي گردد . هم چنين نقشه ممكن است شامل جدول بندي طول ها ، اندازه هاي لوله ، خاكبرداري ، شماره و عمق منهول ها باشد . چنين جداولي در تخمين هزينه هاي اجرايي بسيار مفيدند .

؟

10-1- حداقل معيارهاي طراحي فاضلاب سطحي

Minimum Storm Design Standards

اطلاعات بارندگي :

حداكثر بارندگي در 24 ساعت

حداكثر بارندگي در 1 ساعت

شدت بارندگي براي طراحي فاضلاب به وسيله معادله زير معين مي گردد .

ميليمتر در ساعت     2450      = I

                            23 + t

t = مدت بارندگي ، بر حسب دقيقه

ضرايب رواناب

سطوح

ضريب C

ساختمان ها

1

سطوح روكش دار ( بتن يا آسفالت )

1

سطوح شني

7/0

خاكهاي غير قابل نفوذ

6/0

خاك هاي قابل نفوذ

5/0

زمان تمركز : Tc

زمان تمركز براي هر سطح مقطع خط فاضلاب ثقلي به صورت زير ارزيابي مي گردد :

بر حسب دقيقه ، ؟

To = 12 يا 15 دقيقه حداقل زمان تمركز لازم كه عملا رواناب شروع مي شود

Lr =  طول مسير آب از دورترين گوشه حوضه زهكش به آبگدر مربوطه يا چاهك جمع آوري فاضلاب بر حسب متر

Vr = سرعت رواناب بستگي به زبري حوضه زهكش دارد

Vr = 25/0 ، پشت بام و مكان هاي روكش دارد بر حسب متر در ثانيه

مناطق شني = 15/0

خاك = 05/0

Ls = طول خط فاضلاب از زهكش يا چاهك جمع آوري فاضلاب به سطح مقطع بازرسي ، بر حسب متر

Vs = سرعت جريان در فاضلاب طبق فرمول مانينگ manning ارزيابي مي گردد ، بر حسب متر در ثانيه

حوضه زهكش

حوضه هاي روكش دار جريان آب به حوضچه زهكش جداگانه يا تك تقسيم مي شوند كه حداكثر سطح آن 400 متر مربع خواهد بود .

شيب سطح

شيب به طرف چاهك جمع آوري فاضلاب يا زهكش بين 1 تا 5 درصد خواهد بود .

حوضه هاي غير روكش دار بالا دست جريان : هر حوضه گياهي ، جاده يا حياط ممكن است به آبروها يا چاهك جمع آوري فاضلاب بريزد .

رفع موانع بين خطوط تسهيلات زيرزميني

حداقل فاصله عمودي رفع مانع بين لوله كشي زيرزميني و خطوط فاضلاب 300 ميليمتر است و در صورتي كه لوله ها افقي ادامه يابند ، فاصله افقي مركز به مركز لوله 1 متر است .

سرعت

سرعت هاي دبي بين 9/0 و 2/1 متر در ثانيه در سيستم هاي لوله ثقلي توصيه گرديده است .

حداقل سرعت براي خطوط با حداكثر ظرفيت بازدهي 6/0 متر در ثانيه است . هر جا آب ذرات جامد را حمل مي نمايد مانند ماسه از حوضه هي غير روكش دار ، سرعت تا 9/0 متر در ثانيه افزايش خواهد يافت . حداكثر سرعت براي لوله كه احتمال فرسايش آن وجود دارد 5/1 متر در ثانيه خواهد بود . حداكثر سرعت براي ساير لوله ها 2 متر در ثانيه است .

اندازه گيري سطح مقطع

لوله هاي فاضلاب و آبروها مطابق فرمول مانينگ manning محاسبه مي شوند .

متر در ثانيه ؟

Q = ميزان جريان ، متر مكعب در ثانيه

S = سطح مقطع مساحت خيس شده ، متر مربع

P = سطح مقطع محيط خيس شده

S/P = R شعاع هيدروليكي ، متر

J = شيب لوله يا آبرو

n ضريب زبري مانينگ

آبروهاي بتني

016/0

آبروهاي خاكي

025/0

سيمان نسوز

011/0

چدن – چدن نشكن

013/0

شدت بارندگي در ارتباط با زمان تمركز ، بر حسب ميليمتر در ساعت

2450                                                    = I

23+tc

جريان باران

جريان آب باران براي اندازه گيري فاضلاب ها به وسيله فرمول زير ازيابي مي شود :

متر مكعب در ثانيه         I × C × A     = Q

                             1000 × 3600

A = مساحت حوضه آبريز

C = ضريب رواناب

معيارهاي طراحي فاضلاب بهداشتي Sanitary sewer design Criteria

  • دبي طرح فاضلاب بهداشتي از مناطق مسكوني ، تجاري و آموزشي براساس جمعيت و با استفاده از تراكم جمعيت در هر هكتار محاسبه مي شود .
  • براي مدارس و پارك ها 50 نفر و مناطق تجاري 62 نفر در هر هكتار در نظر گرفته مي شود . در هر هكتار محاسبه مي شود و مقدار 28/0 ليتر در ثانيه در هكتار براي نفوذ پذيري از اتصال لوله ها ، منهول ها و غيره اضافه مي شود .
  • حداكثل اندازه هاي قطر لوله براي مناطق مسكوني و صنعتي به ترتيب 200 و 250 ميليمتر مي باشد .
  • حداقل پوشش روي لوله ها حدود 75/2 متر است .
  • محل فاضلاب هاي بهداشتي حدود 5/1 متر شمال يا شرق خط مركزي جاده است .
  • فاصله منهول ها از يكديگر حداكثر 100 متر براي مجراهاي فاضلاب تا قطر 250 ميليمتر و 110 متر فاصله براي لوله هاي 300 تا 675 ميليمتر و 125 متر براي قطر لوله هاي 750 ميليمتر يا بيشتر تعيين مي گردد .

معيارهاي طراحي فاضلاب سطحي Storm sewer design Criteria

  • مساحت آبريز از خطوط تراز پلان ها تعيين مي شود ممكن است مناطق حاشيه را شامل شود ، پلان منطقه آبريز اندازه گيري شده و تمام خيابان ها ، آبراه ها و كليه سازه هاي موجود را نشان مي  دهد .
  • براي لوله به قطر 250 ميليمتر فاصله منهول ها 100 متر ، لوله 300 ميليمتر تا 675 ميليمتر 110 متر و قطر 750 ميليمتر يا بيشتر فاصله منهول ها 125 متر تعيين مي گردد .
  • حداقل پوشش روي لوله ها 2 متر است .
  • فاضلاب هاي بارندگي حدود 5/1 متر سمت جنوب يا غرب خط مركزي هر كجا كه ممكن باشد قرار خواهد گرفت .
  • طراحي براي نهرها و آبگذرهاي كوچكتر و اندازه هاي كالورتها كه از وسط جاده عبور مي كنند بنابر منحني مدت – شدت بارنگي براي 50 سال دوره برگشت طرح مي گردند .

مشخصات فني براي فاضلاب بايد هر چند وقت به منظور هم گامي با تكنولوژي جديد مورد تجديد نظر قرار گيرد .

11-1- طراحي شبكه فاضلاب سطحي Design of storm sewer system

اولين گام در طراحي سيستم فاضلاب بارندگي قرار دادن آزمايشي خطوط فاضلاب است .

مسيرهاي فاضلاب در خيابان ها طبق شيب هاي طبيعي زمين امتداد مي يابند . چون اتصالات منازل ضرورتي ندارند ، لازم نيست كه فاضلاب ها ، مجاور قطعات زمين باشند و در نتيجه مسيرهاي كوتاهتري را نسبت به فاضله هاي بهداشتي ( خانگي ) طي خواهند نموده سپس بخش هاي فرعي ( تقسيم بندي جزء ) زهكشي به هر خط فاضلاب ترسيم مي گردد . بخش هاي فرعي عبارتست از تقسيم منطقه طرح فاضلاب به مساحت هاي كوچكتر . خطوط تراز طبيعي زمين روي نقشه ترسيم مي شوند و بايد در نظر گرفت كه آب پشت بام ها و قسمت هاي جلوي ساختمان ها به طرف خيابان تخليه مي شوند . به علاوه گوشه و اطراف ساختمان ها طوري شيب بندي خواهند گرديد كه قسمتي از آب به جلوي ساختمان و قسمتي به خيابان هاي اطراف هدايت شوند . مساحت بخش هاي فرعي زهكشي محاسبه و روي نقشه نوشته مي شود . در طراحي ، موقعيت تمام سازه هاي زيرزميني موجود شامل فاضلاب ها ، آبروها ، گاز ، برق ، تلفن و غيره بايد مشخص گردد و از تداخل با تجهيزات زيرزميني ديگر اجتناب نمود . طراحي سيستم بايد طوري طرح گردد كه حداقل خاكبرداري صورت پذيرد و درعين حال شيب لوله ها مطابق مشخصات فني بدست آيد و از شيب هاي تند يا ملايم كه باعث فرسايش يا ته نشيني مي گردند بايد اجتناب ورزيد .

؟

شكل 16-1 : بخشي از شبكه فاضلاب سطحي

مثال : 5-1

شكل بالا قسمتي از يك شهر كه پيشنهاد گرديده زهكشي شود را نشان مي دهد

.

فرض : منطقه مسكوني در نظر گرفته شده است . ضريب رواناب C برابر 040/0  و 013/0 = n است حداقل اندازه لوله فاضلاب 300 ميليمتر و هم چنين حداقل سرعت مجاز 75/0 متر در ثانيه است .

توضيح : در اجرا ، محل و موقعيت كليه سازه هاي زيرزميني موجود شامل فاضلاب ها ، برق ، گاز ، آب ، تلفن و غيره بايد مشخص شوند . حداقل پوشش خاك روي تاج لوله 5/1 متر است .

طراحي : ورودي هاي آب در تقاطع خيابان ها قرار مي گيرند و مساحت فرعي به هر خط لوله رسم مي شود . آب هاي سطحي همسايگان مجاور هم به اين شبكه فاضلاب مي ريزند .

طراحي بايد طوري صورت پذيرد كه تمام آب هاي سطحي جمع آوري و به شبكه انتقال يابند .

درست كردن جدول محاسبه براي لوله هاي فاضلاب در طراحي بسيار مفيد است .

همان طوري كه در جدول 1-1 مشاهده مي گردد . چهار ستون اول جدول شماره و محل لوله ها را نشان مي دهد و ستون 6 مربوط به مساحت فرعي است . ضريب رواناب در ستون 6 قرار دارد . مساحت هر ناحيه ضربدر ضريب رواناب c كه برابر مساحت معادل و 100% نفوذناپذير است در ستون 7 قرار گرفته است . ستون 8 مساحت فرعي هر خط لوله است كه مجموع افزايش در ستون 7 است . زمان جريان آب ورودي بايد محاسبه يا براي اولين خط لوله جانبي فرض شود . در اين جا 10 دقيقه در نظر گرفته شده است . خطوطي كه مساحت كمتري را براي جمع آوري آب شامل مي گردند حدود 6 دقيقه براي زمان جريان آب ورودي فرض گرديده است . ستون 10 شدت بارش است كه از فرمول بارندگي بدست مي آيد . مقدار دبي از حاصل مقدار بارندگي و مساحت در ستون هاي 8 و 10 محاسبه مي شود .

بعد از محاسبه دبي Q ، با استفاده از نمودار جريان آب شكل 10-1 قطر ، شيب و سرعت آب هر خط لوله فاضلاب پيدا مي شود . بايد دقت گردد كه شيب لوله با شيب زمين مطابقت كند تا از اين طريق از خاكبرداري اضافي جلوگيري و پوشش بالاي لوله ها كافي باشد . به همين دليل ، شيب بندي آزمايشي لوله هاي فاضلاب طبق شيب سطح زمين و كنترل سرعت آب بايد صورت پذيرد . چنانچه سرعت كم است ، شيب بايد افزايش يابد ، اين روش با صرفه است و اجازه مي دهد كه از قطر لوله فاضلاب كوچكتري استفاده گردد . ارقام ستون هاي 12 ، 13 ، 14 و 17 از نمودار شكل فوق استنتاج و نتيجه گيري شده است .

ظرفيت فاضلاب در ستون 17 بايد بيشتر از جريان آب پيش بيني شده ستون 11 باشد . از تقسيم طول به سرعت آب در لوله ، زمان جريان پيدا و در ستون 16 قرار مي گيرد ، اين مقدار به زمان تمركز اضافه مي شود . ستون هاي 18 و 19 مربوط به رقوم زمين هستند . رقوم كف لوله هاي فاضلاب در ستون 20 و 21 محاسبه گرديده اند .

؟

جدول 1-1- : جدول شبكه طراحي فاضلاب سطحي

12-1- طراحي شبكه فاضلاب بهداشتي Design of a sanitary system

خلاصه جزئيات مهم طراحي

1-    نقشه منطقه كه طراحي فاضلاب انجام خواهد شد اساسي است .

2-  مسير آزمايشي براي لوله هاي فاضلاب با ترسيم معين مي گردد . ممكن است مسير آزمايشي لوله ها چندين بار تغيير يابد تا اين كه بهترين مسير از لحاظ خاكبرداري و عدم تداخل با لوله هاي گاز ، آب ، كابل هاي برق و تلفن و اتصالات لازم به ساختمان ها تعيين گردد .

3-    لوله ها در جهت شيب سطح زمين براي انتقال آب قرار مي گيرند .

4-    در طراحي فاضلاب بهداشتي محاسبه جمعيت در آينده ضروري است .

5-  عمق فاضلاب هاي بهداشتي بايد كافي باشد تا تمام لوله هاي منازل به سيستم فاضلاب وصل و به طور ثقلي جريان داشته باشند . معمولا حدود 2 تا 3 متر عمق پائين سطح زمين كافي است .

6-     در هيچ حالتي فاضلاب بهداشتي نبايد بالاي لوله آب قرار گيرد .

7-  بعد از جانمايي سيستم فاضلاب رقوم نقاط كنترل منهول و لوله تعيين و ظرفيت فاضلاب ، اندازه لوله و شيب آن محاسبه مي شود .

مثال 6-1 :

شكل 17-1 قسمتي از شهر كه در حال توسعه است را نشان مي دهد و پيشنهاد گرديده كه شبكه فاضلاب طرح و اجرا گردد .

فرض : نقشه برداري محل طوري است كه لوله ها آب را به فاضلاب مركزي انتقال و سپس به منهول شماره 1 مي ريزند .

  • حداكثر تراكم جمعيت در ناحيه 10000 نفر در هر كيلومتر مربع است
  • حداكثر ميزان جريان فاضلاب و نفوذ آب برابر 1500 ليتر در روز در Capita براي تمام لوله هاي فاضلاب است .
  • حداقل پوشش روي لوله هاي فاضلاب 2 متر بالاي قطر عمودي داخل لوله است و حداقل اندازه مجاز لوله 200 ميليمتر است .

ضريب زبري لوله 013/0 = n در نظر گرفت شده است .

توضيح : با راهنمايي خطوط تراز زمين ، خطوط فاضلاب به طور آزمايشي روي نقشه در كوچه ها و خيابان ها قرار مي گيرند تا تمام ساختمان ها رادر بر گيرد . جهت جريان آب با فلش روي خطوط فاضلاب نشان داده مي شود . منهول ها در تقاطع و هر تغيير جهت قرار خواهند گرفت ، فواصل منهول ها از 120 متر بيشتر نخواهد بود . منهول ها به ترتيب از خروجي سيستم شبكه رو به بالا تا تقاطع شماره گذاري مي شوند .

؟

شكل 17-1 بخشي از شبكه فاضلاب بهداشتي Sanitary

طراحي

جدول 2-1 محاسبه جريان شبكه فاضلاب را نشان مي دهد . براي خط 1 مساحت فرعي 10000 متر مربع است و 100 نفر جمعيت دارد كه در 1500 ( داده شده ) ضرب مي شود ، جريان فاضلاب برابر 150000 ليتر در روز خواهد بود . براي خط 2 مساحت برابر 7000 متر مربع و افزايش جمعيت 70 نفر است كه با 100 اضافه مي گردد و مجموع جمعيت 170 بدست مي آيد و به همين ترتيب تا آخر محاسبه ادامه مي يابد .

جدول 3-1 طراحي سيستم است . سرعت در طراحي حداقل 6/0 متر در ثانيه منظور مي گردد . اگر اندازه لوله تغيير كند ، تاج لوله هاي ورودي و خروجي در يك سطح قرار مي گيرند .

؟

جدول 2-1 : اطلاعات براي جريان در شبكه فاضلاب بهداشتي

؟

جدول 3-1 : طراحي شبكه فاضلاب بهداشتي

طراحي با لوله شماره 1 شروع مي شود ، رقوم زمين در قسمت بالا و پائين منهول ها در ستون هاي 7 و 8 نوشته شده است . رقوم كف در منهول بالايي برابر 54/95 = 2/0 – 74/97 است كه 2 متر پوشش خاك بالاي قطر فاضلاب را فراهم مي نمايد . به همين ترتيب رقوم آزمايشي در منهول پائين تر محاسبه و برابر 20/94 است . اين رقوم در ستون هاي 17 و 18 قرار داده مي شوند كه يك اختلاف ارتفاع 34/1 متر و شيب 0146/0 را فراهم مي آورد كه نتيجه آن لوله 200 ميليمتر است . از شكل 9-1 ظرفيت شبكه زماني كه حداكثر كاربري را دارد برابر 45/2 متر مكعب در دقيقه و سرعت آب 28/1 متر در ثانيه برآورد ميگردد .

قبل از بدست آوردن سرعت مناسب براي فاضلاب ، شيب لوله ها چند بار مورد آزمايش قرار مي گيرند ، آن گاه شيب مورد نظر در ستون 10 وارد مي شود . در صورت اختلاف ارتفاع بين دو لوله ورودي و خروجي منهول شيب شكن يا دهانه ريزش استفاده مي شود كه از محاسبه ستون هاي 5 و 10 بدست مي آيد . رقوم كف پائين در ستون 18 از تفريق ستون هاي 11 و 17 بدست مي آيد .

13-1- طراحي فاضلاب هاي بتني Design of concrete sewers

فاضلاب هاي بزرگ بتني مانند حلقه هاي متصل يا قوس هاي ثابت و با بكارگيري تكنيك هاي طراحي سازه اي تجزيه و تحليل مي گردند . براي دهانه يا قطرهاي كوچك ، ممكن است از طراحي هاي تجربي استفاده گردد چون محاسبات علمي منجر به ضخامت هاي خيلي كم براي تكنيك هاي معمولي ساختماني مي شود . قوس هاي بتن مسلح با ضخامت تاج برابر با 12/1 دهانه با حداقل 125 ميليمتر ساخته مي شوند . براي بتن غيرمسلح ضخامت تاج 10/1 دهانه با همان حداقل ضخامت 125 ميليمتر خواهد بود . ضخامت كف آبروي فاضلاب 25 ميليمتر بيش از ضخامت تاج و ضخامت ماهيچه ها يا كشاله قوس دو تا سه برابر ضخامت تاج مي باشد .

شكل فاضلاب بستگي به بررسي هاي هيدروليكي و شرايط اجرايي دارد و بايد طوري طراحي شود كه با ظرفيت باربري مصالح فونداسيون وفق داشته باشد . ممكن است نياز به ريختن زير اساس سنگ شكسته ياشن و در بعضي حالت ها شمع داشته باشد . خاكبرداري قسمت پائين بايد با كف آبروي فاضلاب تطبيق داشته باشد كه معمولا بعد از خاكبرداري فورا كف ريخته مي شود . بتن ريزي كف توسط ويبراتور تحكيم و كف فاضلاب با ماله كشيدن صيقلي مي گردد . معمولا در درزهاي اجرايي از نوار آب بند استفاده مي شود . بتن فاضلاب در دو يا چند مرحله ريخته ميشود .

14-1- اجراي فاضلاب هاي درجا Construction of sewers in place

فاضلاب هاي بتني Concrete sewers

در صورتي كه ترانشه خشك و كف آن سفت است ، خاكبرداري بايد طوري انجام پذيرد كه كف تراشه قالب بيروني كف فاضلاب را تشكيل دهد . در خاك هاي نرم در بعضي حالت ها از تكيه گاه هاي شمعي استفاده مي شود . چنانچه كف آبروي Invert فاضلاب نسبتا صاف است ، براي طول 5 و 6 متر در يك عمليات ساخته مي شود . قسمت ساخته شده قبلي كف فاضلاب مانند شابلوني در يك انتهاي مقطع جديد بكار گرفته مي شود و يك شابلون فلزي در انتهاي ديگر به صورت تيغه قالب بندي بتن عمل مي نمايد و بدين صورت هر قسمت فاضلاب تكميل مي گردد . با لبه صاف يا شمشه ، بتن تازه ريخته شده به شكل كف فاضلاب درست مي شود .

درزهاي اجرايي بين كف و قوس فاضلاب به منظور چسبندگي Bonding دو لايه بتن بايد زبر گردند .

؟

شكل 18-1 : فاضلاب بتني نيم بيضي ، با زهكش زيرين

قالب هاي قوس به وسيله كف نگهداري شده و شامل پشت بندهاي تاشو يا قالبهاي قوسي فولادي هستند . اگر در دو طرف ترانشه امكان پذير باشد ، ممكن است ازكار گذاشتن قالب هاي بيروني خودداري گردد قوس بيروني قسمت بالاي فاضلاب به وسيله ماله كشي منظم و طبق نقشه اجرايي شكل داده مي شود . قالب هاي قوس ضلع داخلي پس از دوره عمل آوردن بتن باز و به قسمت بعدي براي اجراي قوس جديد انتقال مي يابد . فاضلاب هاي خيلي بزرگ گاهي در سه مرحله ريخته مي شوند : كف ، كناره ها و قوس.

فاضلاب هاي دايره اي معمولا در دو مرحله ساخته مي شوند . پس از سفت شدن بتن مكر ، نقشه بردار مسير فاضلاب را علامت گذاري نموده و قالب هاي كف بسته مي شود و سپس رقوم كف آّرو Invent طبق نقشه روي قالب ها معين مي گردد . پس از اطمينان از صحت آرماتوربندي و قوم شيب ، كف بتن ريزي مي شود و پس از سفت شدن بتن قالب فلزي ضلع داخلي قوس با تكيه بر كناره هاي بتني كف نصب مي گردد و سپس قالب هاي ضلع بيروني قوس مهار مي شوند .

بايد توجه گردد كه چون عمليات قالب بندي پيچيده است آرماتورها با قالب هاي قوس تماس نداشته باشند و فاصله مشخصات فني بين قالب و آرماتور كه حداقل 3 سانتي متر است دقيقا رعايت گردد .

قالب ها هميشه قبل از استفاده براي بتن ريزي ، بايد تميز و روغن زده شوند . شيوه كار مناسب آن است كه پس از بتن ريزي هر دهانه طولي فاضلاب ، تا ارتفاع 600 ميليمتر دو طرف خاكريزي شده و سپس قالب هاي داخلي قوس برداشته شوند . دقت كافي بايد به عمل آيد كه بتن كاملا ويبره و سطح آن منظم و صاف و بدون خلل و فرج باشد . مرمت بتون بايد در مرالح اوليه انجام پذيرد .

15-1- تونل كني Tunneling

هر جا كه عمق خاكبرداري ها از 8 متر تجاوز نمايد ، هزينه تونل كني در مقايسه با اجراي معمولي بايد بررسي گردد . هر گاه تونل كني به صلاح باشد ، روش به كار رفته بستگي به نوع خاك خواهد داشت . در سنگ دج ، نيازي به شمع زني يا مهاربندي نيست ، خاكبرداري وسيله انفجار صورت مي پذيرد . سنگ هاي درزدار ممكن استنياز به مهاربندي داشته باشد .

تونل هاي سنگي بايد تهويه شوند تا گاز ، دود و گرد و خاك حاصل از مواد منفجره براي حفاري خارج گردند . هر جا كه احتمال ريزش و فرو ريختن قوس تونل وجود دارد ، مهاربندي لازم است .

در كارهاي اجرايي تونل كني موضوع ايمني بسيار مهم است ، هر جا مهاربندي يا چوب بست بيشتري لازم است بايد براي جلوگيري ازخطر ريزش با دقت مهاربندي انجام پذيرد . در مصالح نرم تخته هاي حائل در داخل خاك يا مصالح نرم كوبيده مي شود و پس از اتمام كار بيرون آورده مي شوند . در تونل هاي طولاني مصالح بر روي ماشين هاي خط آهن كوچك به داخل و خارج تونل حمل مي گردند .

ساختن مجراهاي قائم Shaft براي دسترسي به تونل از جمله بيرون آوردن مصالح خاكبرداري شده ، تحويل مصالح ساختماني به داخل تونل و حتي تهويه هواي تونل و يا احتمال ريزي تونل ضروري است . مجراهاي قائم لازم است مهاربندي و شمع كوبي شوند .

در مصالح نرم اغلب روش سپر بكار گرفته مي شود و آن استوانه فولادي است كه نوك پيكاني در انتهاي جلو دارد كه به وسيله جك هاي هيدروليكي كوبيده مي شود و خاكبرداري در ضلع جلوي سپرها ادامه مي يابد .

در عمليات اجرايي تونل بايد كليه مسائل ايمني از قبيل ريزش خاك ، سقوط لوازم ساختماني ، كنترل و مهار آب و ساير موارد به منظور حفظ جان افراد كاملا رعايت شود .

گروهها : مقالات تخصصی

Visit Us On FacebookVisit Us On TwitterVisit Us On Google PlusVisit Us On PinterestVisit Us On YoutubeVisit Us On LinkedinCheck Our Feed
ما را دنبال کنید