№9-2|2011

ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД

bbk 000000

УДК 628.27

Шувалов М. В., Сопыряев М. Н.

Анализ работы городских канализационных сетей

Аннотация

Представлены результаты анализа базы данных об отказах функционирования канализационных сетей в г. Самаре за последние 9 лет их эксплуатации. С точки зрения надежности самотечные канализационные сети являются наиболее слабым элементом системы водоотведения города. По статистическим данным, причиной 99% отказов функционирования канализационной сети являются засоры. Большая часть засоров (более 97%) происходит на трубопроводах диаметром до 250 мм. При составлении графиков планово-предупредительных работ службам эксплуатации необходимо учитывать сезонность и уделять особое внимание участкам канализационной сети с небольшим диаметром труб. При реконструкции самотечных канализационных трубопроводов диаметром менее 250 мм рекомендуется применять пластмассовые трубы или трубы большего диаметра.

Ключевые слова

, , , ,

 

Скачать статью в журнальной верстке (PDF)

В современных условиях при ужесточении штрафных санкций к эксплуатирующим организациям за разлив сточных вод на рельеф местности, возникающий при авариях на канализационных сетях, повышение надежности их функционирования приобретает особую значимость. В СНиП 2.04.03-85 [1] для элементов системы канализации (насосная станция, напорные трубопроводы, дюкеры) приведены конкретные рекомендации по повышению их надежности. В отношении самотечных трубопроводов рекомендации по обеспечению надежности отсутствуют, поскольку самотечную канализационную сеть принято проектировать в одну линию.

09-2_10_ris_01

09-2_10_ris_02

Анализ работ [2–6], посвященных вопросу надежности системы канализации, показывает, что для решения этой сложной задачи в первую очередь необходимо осуществить сбор объективных данных о состоянии и причинах нарушения функционирования ее элементов. Для выявления наиболее значимых факторов, оказывающих влияние на надежность работы канализационных сетей, была выполнена статистическая обработка данных о возникновении отказов на сетях, обслуживаемых МП г. Самары «Самараводоканал» за 20022010 годы.

09-2_10_ris_03

На балансе предприятия «Самараводоканал» на конец 2010 г. находилось около 1200 км канализационных сетей, в том числе 6,85% напорных трубопроводов. Общая протяженность внутриквартальных, уличных сетей и коллекторов составляет соответственно 46,53%, 24,95% и 38,52%. Основная часть канализационной системы г. Самары построена из керамических труб. Имеются также сети из других материалов. Основные магистральные коллекторы построены из кирпича (1909–1918 годы) и бетона (с 1940-х годов).

В настоящее время канализационная сеть г. Самары устроена по полной раздельной схеме, хотя изначально была запроектирована и построена как общесплавная. В результате этого в историческом центре города к хозяйственно-бытовой канализации подключено 66 дождеприемников.

Данные о материалах и диаметрах труб в системе хозяйственно-бытовой канализации города представлены на рис. 1.

Имеются два основных вида отказов функционирования самотечных канализационных сетей. Первый – закупорка трубопровода (засор). Второй – нарушение герметичности трубопровода (повреждение) за счет образования трещин и других дефектов, приводящих к нарушениям расчетного режима работы сети. Для напорных трубопроводов характерным видом отказа является нарушение герметичности трубопровода.

Анализ данных за 9 лет эксплуатации показывает, что количество засоров в самотечных трубопроводах превышает общее количество повреждений в напорных и самотечных трубопроводах в 136 раз. На логарифмической диаграмме (рис. 2) показано соотношение количества повреждений и засоров в самотечных канализационных сетях. Для участков трубопроводов с диаметром свыше 400 мм количество повреждений становится сопоставимым с количеством засоров. На трубопроводах с диаметром менее 250 мм доля повреждений составляет менее 1% общего количества отказов самотечной канализационной сети.

09-2_10_ris_04

На рис. 3 и 4 представлено распределение количества повреждений и засоров для трубопроводов различных типов. Наибольшее количество повреждений наблюдается в трубопроводах с диаметром до 150 мм (рис. 3). В основном повреждениям подвержены самотечные трубопроводы из асбестоцемента. Более 97% общего числа засоров происходит в канализационных сетях диаметром до 250 мм (рис. 4). Более 64% общего числа засоров зафиксировано в сетях из керамических труб. Учитывая неоднородность распределения отказов трубопроводов, целесообразно вычислить удельную величину количества отказов в расчете на 1 км длины.

Для получения обобщенных показателей работы канализационной сети был выполнен расчет средних арифметических значений (за 9 лет) удельного количества отказов на единицу длины трубопровода в течение одного года. Полученные расчетные данные представлены на рис. 5.

09-2_10_ris_05

Наименьшей устойчивостью к образованию засоров обладают трубопроводы из чугуна, а наименьшей устойчивостью к повреждениям – трубы из асбестоцемента. Трубопроводы диаметром менее 250 мм в наибольшей степени подвержены засорению. Обобщение данных об удельном количестве повреждений на самотечных и напорных канализационных сетях показывает, что этот вид отказов сети – наиболее частое статистическое событие для участков трубопроводов диаметром до 150 мм.

Важным моментом в эксплуатации водопроводно-канализационного хозяйства является смена времени года. Количество повреждений на водопроводных сетях увеличивается весной и осенью. Подтверждением этого является график сезонных колебаний средних арифметических значений повреждений на водопроводных сетях за 9 лет (рис. 6).

09-2_10_ris_06

09-2_10_ris_07

На рис. 7 представлены графики сезонных колебаний количества засоров на самотечных канализационных сетях в г. Самаре. Для сопоставления количества повреждений на самотечных и напорных канализационных сетях построены графики средних арифметических значений их сезонных колебаний за 9 лет (рис. 8). Анализ полученных данных позволяет сделать заключение о том, что динамика повреждений напорных и самотечных сетей имеет аналогичный характер в течение года.

09-2_10_ris_08

09-2_10_ris_09

На рис. 9 представлены усредненные значения количества засоров и повреждений в самотечных и напорных канализационных сетях. Наибольшее количество засоров и повреждений приходится на весенний и осенний периоды.

Выводы

Самотечные канализационные сети являются наиболее ненадежным элементом городской системы канализации. В первую очередь это обусловлено тем, что они представляют собой разветвленную сеть, не имеющую дублирующих элементов. Статистические данные показывают, что засоры составляют 99% от общего количества отказов функционирования канализационной сети. Большая часть засоров (более 97%) происходит на канализационных сетях диаметром до 250 мм.

Установлено, что одним из существенных факторов, влияющих на надежность функционирования канализационных сетей, являются сезонные процессы. Наибольшее количество отказов в работе самотечных и напорных канализационных сетей в городе Самаре, расположенном в средней полосе России, наблюдается весной и осенью. Весной это связано не только с влиянием температурного режима, но и с поступлением в канализационные сети загрязненных талых вод в период половодья. В осенний период, очевидно, на количество засоров самотечной канализационной сети влияют листопад и сезонные работы по переработке овощей и фруктов в домашнем хозяйстве.

Одним из основных мероприятий по повышению надежности функционирования канализационных сетей является проведение профилактической работы по их промывке. При составлении графиков планово-предупредительного ремонта службам эксплуатации необходимо учитывать сезонность и уделять особое внимание участкам канализационной сети с диаметром труб до 250 мм.

Радикальной мерой по повышению надежности функционирования самотечной канализационной сети является реконструкция участков трубопроводов с диаметрами менее 250 мм. При проведении работ рекомендуется применять пластмассовые трубы или, при обосновании, трубы с бОльшим диаметром.

 

Список цитируемой литературы

  1. СНиП 2.04.03-85. Канализация. Наружные сети и сооружения. – М., ЦИТП Госстроя СССР, 1986.
  2. Калицун В. И. Гидравлический расчет водоотводящих сетей: Справ. пособие. – М.: Стройиздат, 1988.
  3. Дрозд Г. Я. Надежность канализационных сетей // Водоснабжение и сан. техника. 1995. № 10.
  4. Алексеев М. И., Ермолин Ю. А. Надежность канализационных сетей: цели, задачи и методология исследования // Водоснабжение и сан. техника. 1996. № 10.
  5. Храменков С. В., Орлов В. А., Харькин В. А. Оптимизация восстановления водоотводящих сетей. – М.: Стройиздат, 2002.
  6. Гальперин Е. М., Полуян В. И., Чувилин В. Н. Надежность систем водоснабжения и водоотведения // Водоснабжение и сан. техника. 2006. № 9, ч. 2.

Российская ассоциация водоснабжения и водоотведения

ecw18 vst 200

VAK2

100х100 Aquatherm18

100х100 stroi ural

Трубопроводная арматура АБРАДОКС, АБРА, ABRADOX, ABRA

Авторизация

Внимание! Рекомендуется просматривать сайт максимально свежими версиями браузеров. Некоторые устаревшие версии (IE 8) не смогут корректно скачать материалы номеров журнала.