2. Hydraulické řešení

Hydraulický návrh štěrbinové odlehčovací komory vychází postupně z návrhu:

  • návrhu velikosti rozměrů štěrbinové komory
  • výpočtu překročení průtoku na ČOV za dešťů
  • návrhu velikosti spádového prostoru komory

2.1 Návrh velikosti štěrbinové komory

Při návrhu je nutné určit základní hodnoty:
  -  s ... spád komory
  -  l ... délka štěrbiny spádoviště komory

Na základě výzkumu VÚVH v Bratislavě byla vysledována závislost velikosti základních rozměrů štěrbiny na daném hraničním odtoku, na dimenzi potrubí a rychlosti vody v přívodní stoce a na Freudovu číslu.

K dispozici jsou zpracované nomogramy této závislosti:
(1)

kde: Qhr - hraniční průtok [m3/s], který musí být ještě celý odveden na ČOV
       g - tíhové zrychlení [m/s2]
       D - průměr přívodní stoky [m]
       Fr - Freudovo číslo při Qhr v profilu přívodní stoky, do které už nezasahuje křivka snížení
(2)

      v - rychlost odpadní vody v přivodní stoce při průtoku Qhr
      R - hydraulický poloměr přívodní stoky při Qhr
      l - délka štěrbiny komory [m]
      s - spád odlehčovací komory [m]

Obr.1   Ukázka grafické závislosti pro výpočet rozměrů štěrbiny „s“ a „l“

Uvedené závislosti platí všeobecně pro libovolně velkou kruhovou stoku, jak při říčním tak i bystřinném proudění vody avšak pouze pro dokonalý přepad vody na štěrbinu. Při doporučovaném tvaru odlehčovací komory to bude vždy, pokud nedojde ke vzdutí odtoku v odlehčovací stoce ( např. zpětné vzdutí z recipientu nebo nějaké překážka v průtočném profilu stoky).


Hraniční průtok tj. průtok odváděný na čistírnu se dá stanovit dvěma základními způsoby:
• podle max. hodinového průtoku odpadních vod
(3)

kde: 
 - Qhr - hraniční průtok [m3/s]
 - Qsh - hodnota max.hodinového průtoku odpadních vod v bezdeštném období [m3/s] 
               ... stanoveno dle ČSN 75 6101 „Stokové sítě a kanalizační přípojky“
 - m - násobek ředění
 - 1+ n - poměr ředění

• pomocí mezního průtoku na základě intenzity mezního deště
(4)

kde: Qm - mezní průtok [ m3/s ]
       Sr - redukovaná plocha povodí [ ha ]
       qm - intenzita mezního deště[ l/(s.ha) ]
Ke stanovení mezního deště se použije ustanovení normy ČSN 75 6261 „Dešťové nádrže“

 

2.2 Výpočet překročení průtoku na ČOV při dešťových srážkách

Pro základní rozměry štěrbinové komory (s - spád komory a l - délka štěrbiny) se přepočítává průtok na ČOV ( Qč) při dešťových průtocích ( Qc ), které jsou větší než průtok hraniční ( Qc > Qhr ). Velikost průtoku vody do odlehčené stoky ( na ČOV) se určuje ze závislosti:

(5)

kde: 
 - Qc - CELKOVÝ dešťový průtok přitékající na odlehčovací komoru
 - Qč - průtok vody za deště na ČOV
 - Qhr - hraniční průtok
 - Fr - Freudovo číslo při průtoku Qc v profilu přivodní stoky ve které je rovnoměrný pohyb vody

Z rozborů praktických měření vyplývá, že tento typ komory zaručuje nejpříznivější průtok vody na ČOV ( Qč ) po dobu dešťových průtoku v rozmezí :

Při dalším nárůstu celkového srážkového průtoku do komory ( Qc ) nad velikost poměru Qc / Qhr >10,0 začínají prudce narůstat hodnoty poměru Qč/Qhr. Tuto vlastnost komory je nutné považovat za její velikou přednost. Ta zabezpečuje, že komora zachytí na začátku své funkce větší množství vody, které sebou nese zpravidla největší znečištění.

2.3. Návrh velikosti spádového prostoru

Štěrbinová odlehčovací komora musí mít spádový stupeň umístěný hned za vyústěním přívodn9 stoky do komory. Ze dna spádoviště začíná odlehčená stoka na ČOV. 

Hloubku dna navrhovaného spádoviště pod dnem přívodní stoky určuje závislost:

(6)

kde: 
 - d - dimenze odlehčované stoky [m]
 - Qč - průtok v odlehčované stoce [m3/s]
 - g - tíhové zrychlení [m/s2]
 - z - výškový rozdíl mezi dnem přívodní stoky a  dnem spádoviště [m]

Zbývající hodnotu „r“ je možné stanovit ze vztahu:
r = 0,375z + 0,187d   (7)

Obr.2  Tvar štěrbiny a grafická závislost hlavních rozměrů

Skutečnou hodnotu hloubky dna spadoviště nesmíme opomenout prohloubit o hodnotu 0,25 dv, kde dv je průměr zavzdušňovacího potrubí.

Literatura

1. PATOČKA C.: Hydraulika, ČVUT – fakulta stavební, Praha, skriptum 1977
2. PRAX P.: Technické podklady a směrnice pro návrh a provozování OK, příspěvek Vodní hospodářství 7/2003, roč.53, Praha
3. TSm-So: Štrbinové odlehčovacie komory, Hydroconsult Bratislava, arch.čís. 2220-408
4. Související normy ČSN