Określenie możliwości zmniejszenia objętości retencyjnych zbiorników rurowych w kanalizacji deszczowej

• Autorzy: Mrowiec M.

Warianty tytułu

EN

Reduction of storage capacity of tubular detention tanks in sewerage systems

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zaprezentowano nowe rozwiązania techniczne w zakresie retencjonowania ścieków w systemach kanalizacyjnych. Koncepcja wykonania zbiorników retencyjnych jako odcinków rur o dużych średnicach umożliwia znaczące uproszczenie procesów projektowania i wykonawstwa inwestycji. Szczególnie dużo miejsca poświecono zbiornikom działającym w układzie szeregowym względem sieci, które znajdują zastosowanie wszędzie tam, gdzie brak jest dostępnych powierzchni poza pasem drogowym pod budowę systemu retencyjnego. Głównym obszarem badań autora było opracowanie bardziej efektywnych hydraulicznie konstrukcji zbiorników rurowych, charakteryzujących się wyższym stopniem wykorzystania objętości retencyjnej. W tym celu opracowane zostały modele matematyczne działania rurowych zbiorników wielokomorowych, które zostały zweryfikowane na modelach fizycznych w badaniach laboratoryjnych. Wymiernym wskaźnikiem sprawności hydraulicznej zbiorników wielokomorowych jest efektywność objętościowa, która wskazuje stopień możliwej redukcji objętości w odniesieniu do zbiorników jednokomorowych. Otrzymane wyniki efektywności objętościowej wskazują, że możliwa do uzyskania redukcja objętości w odniesieniu do zbiorników jednokomorowych może wynosić od kilku do nawet kilkudziesięciu procent.

EN

This paper presents a new technical solutions in the field of stormwater detention in sewerage systems. Application of large diameter pipes to construct detention systems makes possible to gain significant simplifications at the various stages of design and construction process. Wide space of work has been taken up by the in-line detention tanks which could be applied wherever the available area to construct on-site detention systems is insufficient. New construction of in-line tubular tank (Longus type) presented here is characterized by use of three chambers that perform different functions. Inlet chamber and main detention chamber are separated by a weir, whereas the outflow from the detention chamber by an orifice regulated by a float valve located at the outlet chamber. Essential part of this tank is a throttle pipe which allows to transit flow between inlet and outlet chamber thence the detention chamber is not polluted by minor discharges. Not to install the float valve is exploitation favorable (no mechanical parts) but it meaningly changes hydraulic operation of the tank, therefore was recognized as a separate solution - Magnus type. Hydraulic models of both tanks has been developed on the basis of one-chamber reservoir, in such way as to permit comparative mathematical analysis of the characteristic filling and emptying phases of stormwater storage. The basis of formulated models is strictly defined as cause-effect relationship among the factors that impact the course of flow balance. This relationship along with other laws applied in hydraulics was drew up as a set of differential equations. Because of complexity of this equations algorithms have been developed for numerical solutions. Formulated mathematical models has been verified at hydraulic laboratory using the physical models (detention chamber main dimensions: length: 2.10 m, diameter d = 0.29 m). Differences between measured and computed values were negligible for each phases duration time as well as for the values of discharge and heights, so models makes possible to precisely describe of stormwater storage process in technical scale. A preliminary analysis of results of simulating examples shows that for identical values of input parameters, the required storage capacity for multi-chamber tanks is significantly lower. Reduction ratio is usually called as storage efficiency and means a percentage decrease in the storage capacity of traditional model in comparison to innovative construction of tubular detention tanks. Obtained results show potential possibilities to reach the storage efficiency from few to even sixty percent according to the value of flow reduction factor. If the tank has not the float valve the storage efficiency is smaller and additionally depends on split flow factor. Presented innovative solutions have their advantages not only in the reduction of the overall cost for the installation but also for the maintenance of the stormwater detention tank once it is in operation.

Słowa kluczowe

PL

zbiorniki retencyjne; kanalizacja; ścieki deszczowe

EN

storm water; detention tank; sewerage systems

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Inżynieria i Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2004
• Tom: T. 7, nr 1
• Strony: 107--119
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz.

Twórcy

autor

Mrowiec M.

• Politechnika Częstochowska, Instytut Inżynierii Środowiska, ul. Brzeźnicka 60a, 42-200 Częstochowa

Bibliografia

• [1] Biehl T., Waring D., In-line structure stores and treats combined overflow, Civil Engineering, ASCE 1972, 9,62-65.
• [2] United States Environmental Protection Agency, Storm water technology fact sheet: On-Site underground retention/detention, Report EPA-832-01-05, 2001, strona internetowa: www.epa.gov.
• [3] Abwassertechnische Vereinigung, ATV-128: Richtlinien fur die Bemessung und Gestaltung von Regenentlastungsanlagen in Mischwasserkanalen, Regelwerk ATV-DVWK, 1992.
• [4] Becker M., Prinz R., Liebig T., Effectiveness of a stormwater tank with overflow with a downstream stormwater holding, KA - Wasserwirtschaft, Abwasser, Abfall 2001, 1, 16-24.
• [5] Błaszczyk P., Zasady wykorzystywania retencji sieci kanalizacyjnej w projektowaniu rozwoju i modernizacji układów kanalizacyjnych, Podstawy gospodarki wodno-ściekowej w miastach i osiedlach: Zasady ograniczania wpływu systemów kanalizacyjnych na wody powierzchniowe, IOŚ, Warszawa 1990.
• [6] Mrowiec M., Możliwości stosowania rurowych zbiorników retencyjnych o zwiększonej efektywności hydraulicznej w systemach kanalizacyjnych, IV Konferencja Naukowo-Techniczna Nowe technologie w sieciach i instalacjach wodociągowych i kanalizacyjnych, Ustroń, luty 2002, 373-382,
• [7] Mrowiec M., Zbiornik retencyjny cieczy, zgłoszenie patentowe do UP RP nr P351176.
• [8] Mrowiec M., Kisiel A., Rurowy zbiornik retencyjny jako proste, tanie i funkcjonalne rozwiązanie konstrukcyjne, Zeszyty Naukowe Politechniki Białostockiej 2003, Inżynieria Środowiska z. 16, tom II, 52-58.
• [9] Dziopak J., Równanie bilansu akumulacji ścieków deszczowych w zbiorniku retencyjnym, Gaz, Woda i Technika Sanitarna 1987, 10, 217-220.
• [10] Kisiel A., Dziopak J., Oddziaływanie zbiorników retencyjnych na funkcjonowanie systemów kanalizacyjnych, Gaz, Woda i Technika Sanitarna 1999, 3, 75-80.
• [11] Mays L., Stormwater Collection Systems Design Handbook, McGraw-Hill Professional Publishing 2000.
• [12] Niedzielski W., Sowiński M., Obliczanie kanalizacyjnych zbiorników retencyjnych, Ochrona Środowiska 1984, 3-4 (20-21), 55-58.
• [13] Sobota J, Hydraulika, Wydawnictwo Akademii Rolniczej, Wroclaw 1994.
• [14] Dziopak J, Zbiorniki retencyjne stosowane w kanalizacji, Rynek Instalacyjny 2002, 9, 86-91.