Nejnavštěvovanější odborný portál pro stavebnictví a technická zařízení budov

Hydrogeologické údaje jako základ správného návrhu objektu na kanalizaci

Článek vysvětluje data pro správný návrh odlučovače lehkých kapalin, který je podmínkou pro spolehlivou práci tohoto zařízení bez zvyšování rizika znečištění odpadních vod únikem nepředčištěných vod.

Statistika nuda je, má však cenné údaje.. říká se v jedné české písničce a dále by se mohlo pokračovat tím, že ignorovat tyto údaje se nemusí vyplatit, zejména když jde o množství vody, která naprší. Zkusme se tedy podívat na problematiku deště z pohledu takového odlučovače lehkých kapalin co nejracionálněji, s cílem optimálně navrhnout velikost tohoto zařízení tak, aby spolehlivě pracovalo, a zejména aby nebylo vyplachováno a aby se nezvyšovalo riziko znečištění vod únikem nepředčištěných vod.

Jak dlouho teče voda z nejvzdálenějšího místa parkoviště?
Např. z uvedeného grafu (a) se dá dovodit, že i pro minimální sklon bude doba dotoku z nejvzdálenějšího místa parkoviště do kanalizační vpusti do deseti minut. Z toho vyplývá, že rozhodujícím pro návrh vodohospodářského zařízení přímo u parkoviště bude tedy intenzita deště odpovídající tomuto časovému intervalu.


Graf a - Graf pro stanovení fiktivních délek


Kolik vlastně naprší, jaká je intenzita?
Podíváme-li se na obrázek (obr. b), který zobrazuje průběh deště, vidíme, že intenzita je proměnlivá. A je logické, že čím kratší interval (velikost okna) pro posuzování intenzity zvolíme, tím vyšší intenzita mu bude odpovídat.


Obr. b - Příklad stanovení intenzity v dešťovém oddílu určité délky


Statistické údaje
Pokud vyjdeme z doby dotoku (viz nahoře), pak můžeme pro naše potřeby vycházet z intervalu 10 minut (respektive vzhledem k dalším možným ovlivněním tak, jak je v praxi nejobvyklejší z 15-ti minutového intervalu). Jaká jsou statistická čísla pro intenzitu odpovídající tomuto intervalu ukazuje tabulka c). Z prvního řádku, tj. řádku zobrazujícího pravděpodobnost dešťové intenzity v závislosti na předpokládaném výskytu lze odečíst, že pravděpodobně jednou za rok se vyskytne déšť o intenzitě 157 l/s/ha (periodicita 1), jednou za 5 roků intenzita 262 l/s/ha (periodicita 0,2) atd. To znamená, že i dvojnásobná ve srovnání s tím, jaká se statisticky vyskytne jednou za rok.

Doba trvání T
v minutách
Dešťové intenzity v l.s-1.ha-1
pro různé periodicity p (rok-1)
p=1 p=0,5 p=0,2 p=0,1 p=0,05
10 157 199 262 313 367
20 99 128 170 206 245
30 73 94 127 154 184
40 58 76 102 125 149
60 42 54 74 91 108

Tabulka c - Průměrné hodnoty dešťových intenzit v povodí Labe (podle Kemela, 1994)


Zajímavá je i statistika intenzit v průběhu roku, tentokrát je na přiloženém diagramu zobrazena křivka překročení pro 15-ti minutový déšť (viz graf d). Z tohoto grafu lze vyčíst například to, že intenzita 30 l/s/ha bude během roku překročena 9x, z toho 5x dvojnásobně (bude pršet 60 l/s/ha) a 1 x skoro 5-ti násobně (bude pršet 140 l/s/ha).


Graf d - Vztah mezi periodicitou (tj. počtem výskytů za rok) a maximální
průměrnou intenzitou v l/s/ha pro Brno a pro interval 15 minut


Co z toho vyplývá pro návrh odlučovačů?

  1. Pokud navrhnu odlučovač na průtok odpovídající intenzitě 30 l/s/ha a zbytek nechám obtékat obtokem takovým, že obtéká celé zařízení, pak musím počítat s tím, že nejméně 9x ročně bude odtékat voda nezabezpečená. To znamená, že část vody půjde přímo do toku.
  2. Pokud navrhnu odlučovač na 30 l/s/ha a voda bude protékat celým odlučovačem nebo jen usazovací částí, pak musím počítat s tím, že nejméně 5x za rok bude odlučovač, nebo kalový prostor vypláchnut dvojnásobným množstvím, než na které je odlučovač určen a zkoušen a minimálně jedenkrát za rok poteče odlučovačem až 5x více vody, než na které je odlučovač dimenzován i zkoušen. Dále nesmíme zapomínat, že stále vycházím z periodicity 1 a že např. jednou za 10 roků na zařízení poteče skoro 10-ti násobek.

Intenzita ve vztahu k obtoku
Proč se vlastně používají obtoky a k čemu jsou určené, vyplývá z výše uvedeného. Pokud např. odlučovač navrhneme na déšť s pravděpodobností výskytu 1x za rok (tj. např. na 157 l/s/ha), pak musíme při návrhu také vědět co se stane, pokud nastane případ, kdy intenzita bude odpovídat např. periodicitě 0,2 (tj. bude 262 l/s/ha). V případech, kdy přeplavením parkoviště apod. nehrozí žádná škoda, pak není ani obtok nutný. Kdyby však v takových případech hrozila škoda (např. vyplavení důležitého objekt ap.), pak pro tento účel norma ČSN EN 858-2 počítá s využitím obtoku. Tento by však správně měl být navržen tak, že i při největším předpokládaném průtoku vyhoví usazovací část podmínce uvedené v ČSN EN 858-2 tj. objem v litrech musí být nejméně např. 100x průtok v l/s.


V čem je nebezpečí chybného návrhu
Nebezpečnost návrhu, při kterém dochází k překročení množství přiváděných vod, než na které je zařízení dimenzováno spočívá v tom, že ty ropné látky, které se zachytily jsou vypláchnuty, a tak použití takového odlučovače postrádá smysl. Z tohoto pohledu je třeba se dívat rozumně na český paradox, kdy úřady požadují na odtoku hodnoty 0,2 mg/l, ale pak s klidným svědomím povolí obtok zařízení 1:5. Jaký má použití takového zařízení smysl, když v době, kdy voda obsahuje minimální koncentrace (např. kolem 1 mg/l NEL) je čištěna na 0,2 mg/l a pak v době většího deště (např. 9x ročně) dojde k vyplavení zachycených ropných látek do toku. Nebylo by rozumnější přejít v praxi na způsob obvyklý např. v Rakousku nebo v Německu - požadovat odzkoušené zařízení zabezpečující 5 mg/l NEL i při plném průtoku. Jednalo by se v každém případě paradoxně o levnější řešení a z hlediska ochrany životního prostředí i spolehlivější zařízení. V dobách nízkých koncentrací by dle zkušeností byly i v těch nejnepříznivějších podmínkách dosahovány hodnoty max. 1-3 mg/l NEL (v závislosti na lokalitě), což jsou hodnoty, se kterými si díky samočistícím pochodům příroda bez problémů poradí. A v době velkých znečištění, nebo havárie by pak byla zabezpečena hodnota do 5 mg/l NEL, což je opět hodnota nezpůsobující havárii v toku.

Teorie prvního splachu
Je pojem použitý v naší normě ČSN 756551, avšak často vědomě, nebo nevědomě zneužívaný k účelovým manipulacím. Stačí nahlédnout do níže uvedené publikace (učebnice pro VŠ). Tam je uvedený problém popsán podrobněji. Pokud se vychází z toho, že ropné látky jsou u komunikací především zbytky spáleného paliva apod. a jsou vázány téměř výhradně na nerozpuštěné látky, tak se zjednodušeně dá říci, že velikost splachu je závislá na intenzitě deště a unášecí schopnosti vody. Takže, pokud bude na začátku deště pršet jen mírně a pak se v průběhu deště intenzita zvýší, tak největší znečištění odteče až v době zvýšení této intenzity. A tak závěr " jednoduché empirické modely jsou přibližně stejně správné (nebo nesprávné)".

Z tohoto pohledu je třeba vidět i důležitost dimenzování usazovacího (kalového) prostoru, protože pokud vypláchnu usazené látky, tak s nimi vypláchnu i zachycené NEL a náhlé zvýšení koncentrace v odtoku je pak nebezpečné a může způsobit i havárii.



Příklady průběhů deště z praxe


Závěr
Omlouvám se všem, kterým uvedený článek připadá z velké části jako opsaný z učebnice "Odvodnění urbanizovaných území - koncepční přístup" od autorů Krejčího a kolektivu, vydané vydavatelstvím Noel 2000 - ISBN 80-86020-39-8. Mají pravdu. Cílem tohoto článku nebylo sdělit nové skutečnosti, ale jen připomenout, že statistika je užitečná věda, a že by jsme při navrhování měli vycházet z toho, co lze skutečně očekávat a co je prokázané a ne naopak, navrhnout a očekávat, že se příroda přizpůsobí. A také, že ačkoliv budeme manipulovat s čísly a odstavci v normách sebešikovněji, nakonec bude s velkou pravděpodobností (viz statistika) pršet dle pravidel této vědy. Tj. jednou za rok bude z hektaru odtékat 150 l/s a ne jen 30 l/s, a to i přesto, že těch 30 l/s bude ve výpočtu.



Poznámka - zkušenosti z června 2005:
Přívalové deště, které zasáhly začátkem června 2005 několik oblastí v ČR, způsobily škody za miliony korun. Na některých místech Rychnovska spadlo až 80 l/m2, tedy více než desetina celoročního objemu srážek. V Ledenicích na Českobudějovicku podle měření napršelo 62 l/m2. Kvůli lijáku bude týden mimo provoz místní ČOV. Strojovnu čistírny totiž zatopila voda. Želivka v Poříčí na Pelhřimovsku kulminovala o půlnoci na 275 centimetrech, její hladina se v noci bleskově zvýšila o dva metry. Jankovský potok stoupl z 39 centimetrů na 225. Na obou řekách byl proto vyhlášen nejvyšší stupeň povodňové aktivity.


 
 
Reklama