Схема канализации – схема, отражающая порядок пространственных и функциональных связей между совокупностью элементов канализации. Представляет собой проектное решение принятой системы канализации, изображенной на генплане канализуемого объекта с учетом местных топографических и гидрогеологических условий и перспектив дальнейшего развития.

Начертание схемы канализации на генплане в основном зависит от рельефа местности, так как транспортирование сточных вод необходимо осуществлять по трубопроводам в самотечном режиме, при котором энергозатраты минимальны. Главные канализационные коллекторы направляются за пределы города ниже по течению водного объекта на расстояние, предусмотренное правилами санитарной зоны разрыва.

Схемы канализации населенных пунктов разрабатываются на генплане городов в масштабе 1:5000–1:20000 с горизонталями через 1–2 м с указанием кварталов и проездов, схемы канализации промышленных предприятий – на генплане в масштабе 1:1000–1:5000 с горизонталями через 1–5 м.

Проекты канализации объектов увязываются со схемой их водоснабжения, с рассмотрением возможности использования очищенных сточных вод для производственного водоснабжения.

Важным этапом составления схемы является трассировка уличных трубопроводов, которая зависит от рельефа местности и диктуется необходимостью обеспечить наименьшее заглубление внутриквартальных сетей и уличных трубопроводов.

1. Трассировка канализационной сети

Трассировкой канализационной сети называется размещение ее в плане на перспективных генпланах населенных пунктов или промышленных предприятий.

Генплан должен быть выполнен в масштабе с изображением горизонталей рельефа местности, водоисточников, водных объектов, промышленных предприятий и железнодорожных узлов.

Канализационные сети трассируются в следующем порядке:

1. территория населенного пункта линиями водоразделов делится на бассейны канализования;
2. выбирается площадка для размещения очистной станции и место выпуска очищенных сточных вод и согласовывается со службами санитарноэпидемиологической станции, рыбного и водного надзора;
3. по пониженным местам бассейнов канализования прокладывается коллектор;
4. коллекторы бассейнов канализования перехватываются главным коллектором, который с помощью главной насосной станции, располагаемой в самой низкой точке главного коллектора, направляет сточные воды на очистные сооружения;
5. к намеченным коллекторам присоединяется уличная сеть.

При определении бассейна канализования:

• устанавливаются границы районов города, обслуживаемых одной системой самотечных коллекторов;
• намечается общая схема расположения коллекторов;
• определяются районы, для которых требуется подкачка сточных вод.

При резко выраженном рельефе местности границы бассейнов канализования определить несложно, а при плоском рельефе (когда нельзя выявить линии водоразделов) граница бассейна канализования определяется путем большего охвата территории самотечной сетью (рисунок).

Рисунок – Общая схема и основные сооружения канализации населенного пункта: I–III – бассейны канализования; 1 – граница города; 2 – границы бассейнов канализования; 3 – уличная сеть; 4 – напорные водоводы; 5 – коллекторы; 6 – главный коллектор; 7 – аварийные выпуски; 8 – загородный или отводной коллектор; 9 – выпуск в водный объект

Границы бассейнов канализования наносятся на план с горизонталями. По бассейнам определяется направление движения сточных вод и районы, где требуется перекачка сточных вод.

При выборе места для размещения очистных станций необходимо учитывать:

• перспективы жилой застройки (очистные сооружения в перспективе не должны оказаться в зоне застройки);
• направление преобладающих ветров;
• направление течения в водном объекте (очистные сооружения располагаются вниз по течению реки).

Уличная сеть прокладывается к намеченным коллекторам, разбивая кварталы жилой застройки на простейшие фигуры (треугольники, квадраты, прямоугольники, трапеции), тяготеющие по рельефу местности к данному участку уличной сети.

Канализационные сети прокладываются, как правило, с уклонами, близкими к уклонам поверхности земли, и сточные воды отводятся в сторону пониженной части бассейна канализования.

Главные коллекторы трассируются по набережным водных объектов. В пределах застройки главные коллекторы трассируются по городским проездам.

Боковые присоединения трубопроводов прокладываются под углом не менее 90о между присоединенной и отводящей трубой. Если условие не обеспечивается, то один поворот заменяется на два по углам α1 и α2 путем устройства дополнительной ветки (рисунок 1).

Рисунок 21 – Боковое присоединение

Трассировка уличных трубопроводов возможна по трем схемам (рисунки 2–4).

Объемлющая трассировка (см. рисунок 2) – уличные трубопроводы прокладываются со всех сторон квартала. Применяется при слабовыраженном уклоне местности (i < 0,005) для больших кварталов и при отсутствии внутри них застройки.

Трассировка по пониженной стороне квартала (см. рисунок 3) – уличные трубопроводы прокладываются лишь с пониженных сторон квартала. Применяется при выраженном рельефе местности (i > 0,007) и небольших кварталах.

Рисунок 2 – Объемлющая трассировка уличных сетей

При черезквартальной трассировке (см. рисунок 4) трубопроводы прокладываются внутри квартала, что при детальной планировке жилых кварталов сокращает общую протяженность сети и количество колодцев присоединения домовых выпусков к уличной сети.

Рисунок 3 – Трассировка уличных сетей по пониженной грани квартала

Рисунок 4 – Черезквартальная трассировка уличных сетей

Существенные преимущества черезквартальной трассировки заключаются в том, что трубопроводы пересекают проезды на отдельных коротких участках, не загромождая подземную часть, насыщенную другими инженерными коммуникациями.

2. Классификация схем канализации

Все схемы канализации можно разделить на централизованные, нецентрализованные и районные.

При централизованной схеме канализации сточные воды со всего города собираются и отводятся единой сетью на одну очистную станцию. Данная схема применяется для средних городов и малых населенных пунктов.

При нецентрализованной схеме сточные воды объекта канализования отводятся на две или более станции очистных сооружений или на локальные очистные сооружения. Применяется для городов с населением более 500–700 тысяч человек.

Для нескольких близко расположенных населенных пунктов или предприятий может предусматриваться районная схема канализации, при этом устраиваются одни очистные сооружения большой мощности вместо нескольких маломощных.

При проектировании необходимо рассматривать целесообразность централизации, объединения или децентрализации систем канализации объектов в зависимости от местных условий, а также учитывать состояние и возможность дальнейшего использования существующих канализационных сетей и сооружений при их реконструкции.

В зависимости принятой трассировки схема канализации может быть:

Перпендикулярная – коллекторы бассейнов канализования прокладываются перпендикулярно направлению течения воды в водном объекте, перпендикулярно горизонталям. Применяется такая схема при уклоне поверхности земли к водному объекту, при полной раздельной системе канализации. При этом поверхностные сточные воды децентрализованно сбрасываются в водный объект без очистки или с очисткой (рисунок 5, а).

Пересеченная – коллекторы бассейнов канализования прокладываются перпендикулярно направлению течения воды в водном объекте и перехватываются главным коллектором, трассируемым параллельно реке. Применяется при плавном падении рельефа местности к водному объекту и обязательной очистке сточных вод (рисунок 5, б).

Параллельная – коллекторы бассейнов канализования прокладываются параллельно или под небольшим углом к направлению потока воды в водном объекте и пересекаются с главным коллектором, транспортирующим сточные воды к очистным сооружениям. Применяется при резком падении рельефа местности к водному объекту, позволяет исключить в коллекторах повышенные скорости движения воды, вызывающие абразивный износ трубопроводов (рисунок 5, в).

Зонная – обслуживаемая территория разбивается на две зоны: с верхней сточные воды отводятся самотеком к очистным сооружениям, а с нижней зоны перекачиваются насосной станцией. Применяется при небольшом падении рельефа местности к водному объекту (рисунок 5, г, д).

Радиальная – отведение сточных вод реализуется на нескольких очистных станциях. Применяется при сложном рельефе местности и в больших городах (рисунок 5, е, ж).

Рисунок 25 – Схемы сетей канализации: а – перпендикулярная; б – пересеченная; в – параллельная; г, д – зонная; е, ж – радиальная; 1 – главный водоотводящий коллектор; 2 – коллектор бассейна канализования; 3 – граница обслуживаемого объекта; 4 – очистные сооружения; 5 – насосная станция; 6 – камера гашения напора

Выбор систем и схем канализации объекта и степень их централизации следует производить с учетом требований к степени очистки сточных вод и условиям их отведения, рельефа местности, климатических, геологических и гидрологических условий.

Для выбора схемы можно руководствоваться рекомендациями, приведенными в таблице 2.

Таблица 2 – Условия применения и особенности выбора схемы канализации