Пропускная способность водоотводных лотков

Системы открытых дренажных каналов и их конструкция являются неотъемлемой частью проектирования ливневой канализации, особенно для участков разработки, использующих передовые методы проектирования и структурные средства для контроля состояния открытого канала. Открытые каналы включают дренажные канавы, каналы для травы, сухие и влажные усиленные валы, каналы из каменной наброски и каналы, оборудованные водоотводящими лотками.

Факторы, влияющие на пропускную способность лотков

Для основных типов дренажных каналов открытого типа – со слоем защитного дёрна, с каменной кладкой или бетонной футеровкой – пропускная способность водоотводных лотков определяется:

• Коэффициентом водопоглощения поверхности;
• Размерами и конфигурацией профиля;
• Углом наклона канала.

В некоторых случаях при обустройстве дренажа предпочтение отдают сточным каналам с растительной подкладкой из травы с мульчей или дёрна. При правильной прокладке такая облицовка действительно обеспечивает необходимую пропускную способность канала, поскольку стабилизирует тело канала, уплотняет почвенную массу ложа, сдерживает эрозию на поверхности канала, обеспечивает среду обитания. Однако при отсутствии постоянного водного потока и надлежащего ухода дёрновой дренаж ставится одной из причин заболачивания русла, поэтому более надёжным и технологичным решением является установка лотков.

Сечение водоотводных лотков выбирается с учётом:

• Гидросопротивления материала;
• Профиля лотка;
• Наличия или отсутствия фильтрующей ткани;
• Типа лотка – открытый или закрытый;
• Среднегодового уровня осадков в данной местности за последние 5 лет.

Роль материала

С увеличением шероховатости поверхности режим течения сточной воды по лотку изменяет свой характер, превращаясь из ламинарного в турбулентный. В результате пропускная способность лотка снижается, особенно, ели стыки между смежными элементами давно не обрабатывались герметиком. Поэтому при больших расходах лотки изготавливают из пластика.

Шероховатый материал (естественный камень или бетон) способен рассеивать энергию и снижать скорость эрозии в стыках. Ещё одним преимуществом бетонных водоотводных лотков является дешевизна их изготовления и возможность получения детали непосредственно на месте её применения. Только при скорости сточной воды более 0,5 м/с бетонные лотки уступают своё первенство металлическим или пластиковым.

Проектирование профиля водоотводного лотка

Если условия применения исключают использование стандартных лотков по ГОСТ 32955-2014, то необходимая водопропускная способность может быть обеспечена при выполнении следующих требований:

1. Минимальный угол наклона лотка должен быть не менее 15⁰.
2. Более широкие лотки снижают скорость течения сточной воды и способствуют её застаиванию.
3. С увеличением угла наклона боковых стенок лотка его гидравлическое сопротивление снижается.
4. Выбор исполнения верхней решётки для лотков открытого типа должен учитывать степень загрязнённости воды посторонними предметами – остатками веток, комками глины, растительным мусором.

Важное значением имеет также профиль лотка. Боковые стенки изделия должны быть стабильными по всей длине, а фактическое соотношение высоты и ширины профиля должно зависеть от материала лотка. Максимальное соотношение 3: 1 должно использоваться для боковых откосов. Трапецеидальное или параболическое поперечное сечение предпочтительнее профиля треугольной формы.

Требуемая пропускная способность водоотводного лотка рассчитывается путем суммирования объёмов поступающих потоков. Уровень дна открытого лотка, который собирает потоки из дренажей полевых труб, должен быть таким, чтобы допускать свободное падение из выходных отверстий дренажных труб в условиях максимального потока.

Способы оптимизации размеров сечения водоотводных лотков

Поскольку интенсивность пропускания и сточных вод по сезонам весьма неравномерна, нерационально укладывать водоотводные лотки с максимально возможным профилем: затраты могут не окупиться, а выделяемая для этого площадь участка никогда не будет рационально использована.

В таких ситуациях рекомендуется применять следующие конструктивные приёмы:

• Обустройство дренажных каналов преимущественно на участках с глинистой почвой или скалами, а также в зонах с небольшой растительностью;
• Прокладка дренажа преимущественно на участках с крутыми склонами (уклон более 5 %), поскольку такие земли легко страдают от эрозии, когда поврежден растительный покров и почва обнажается. Поэтому важно предотвратить неконтролируемые потоки воды;
• Направление воды управляемым зигзагом через перегородки, встроенные в лоток, которые замедляют поток. Такие перегородки изготавливаются из листовой стали, имеющей антикоррозионное покрытие, и крепятся к дну лотка при помощи анкеров.

Для полимерных водоотводных лотков можно пользоваться рекомендациями, которые изложены в ОДМ-2182957-2015.