Analiza wpływu wysokości krawędzi przelewowej na działanie przelewu burzowego z rurą dławiącą cd.

2. Wymiarowanie udoskonalonych przelewów burzowych

Model matematyczny działania przedmiotowych przelewów oparto na równaniu ruchu, określającym swobodne przepływy w komorze przelewowej oraz na uogólnionym równaniu Bernoulliego, określającym ciśnieniowy przepływ w rurze dławiącej. Schemat hydrauliczny przelewu z rurą dławiącą przedstawiono na rys. 1.

Z uwagi na pracochłonne procedury obliczeniowe, w tym iteracyjne rozwiązywanie równań ruchu dla uwikłanych warunków brzegowych a także na hydraulikę samych kanałów [4], opracowano program komputerowy o nazwie „PRZELEW” do numerycznego doboru parametrów konstrukcyjnych i eksploatacyjnych przedmiotowych przelewów burzowych [3]. Schemat blokowy programu obliczeniowego, w dwóch wariantach dławienia odpływu ścieków, tj. z rurą dławiącą bądź z układem kolan lub łuków, oraz w dwóch wariantach kształtu kanałów dopływowego, odpływowego i burzowego (kanały kołowe o średnicy D bądź jajowe o wysokości H=1,5D), przedstawiono na rys. 2.

W celu przeprowadzenia obliczeń hydraulicznych, do badań symulacyjnych wpływu wysokości krawędzi przelewowej na długość bocznego przelewu burzowego z rurą dławiącą, należy ustalić następujące dane:
- strumień objętości dopływu ścieków pogody bezdeszczowej Qśc,
- powierzchnia odwadnianej zlewni F i średni współczynnik spływu ψ,
- strumień objętości dopływu ścieków deszczowych Q(C) (o założonej częstości deszczu C),
- graniczny strumień odpływu ścieków do oczyszczalni: Qgr = qspFψ, dla przyjętej wartości strumienia spłukującego zanieczyszczenia ze zlewni: qsp=15 dm3/(s•ha) [4],
- dopuszczalną wartość przeciążenia oczyszczalni ścieków: Qo<1,1Qgr; 1,2Qgr> [1], podczas maksymalnego dopływu ścieków do obiektu: Qd= Qśc + Q(C).

Stosując dyskretną zamianę wartości wysokości krawędzi przelewowej (p), dla przyjętej dopuszczalnej wartości strumienia odpływu na oczyszczalnię Qo=1,15Qgr, przeprowadzono analizy porównawcze wpływu tego parametru na pozostałe parametry konstrukcyjne i eksploatacyjne udoskonalanego przelewu burzowego z rurą dławiącą. Do analiz przyjęto następujące dane: Qśc=150 dm3/s oraz Q(C)=2500 dm3/s (C=5 lat) dla F=100 ha i ψ=0,3, stąd Qd=2650 dm3/s, na podstawie których ustalono Qgr = 600 dm3/s (dla qsp = 15 dm3/(s•ha)), oraz dobrano (rys. 1):
- średnicę kanału dopływowego D=1,80 m dla przyjętego spadku dna i=1,0 ‰ i obliczono wypełnienie normalne Hn(Qd)=1,15 m i wypełnienie krytyczne Hkr(Qd)=0,83 m,
- średnicę rury dławiącej dr=0,60 m dla ir=1,7 ‰ - dla strumienia Qśc, przy wypełnieniu Hr/dr<0,6 oraz spadku dna ir= 1/dr,
- średnicę kanałów odpływowego do oczyszczalni i burzowego do odbiornika: Do=1,00 m dla io=1,0 ‰ oraz Db=1,50 m dla ib=1,0 ‰.

Parametr p zmieniano dyskretnie w zakresie: p {1,10; 1,15; 1,20; 1,25; 1,30} m. Wyniki obliczeń parametrów konstrukcyjnych i eksploatacyjnych analizowanego przelewu burzowego z rurą dławiącą na kanalizacji ogólnospławnej przedstawiono w tabeli 1.