Ugrás a tartalomhoz

Települési csapadékvíz gazdálkodás

Köles Péter (2011)

Szent István Egyetem

7. fejezet - Csapadékvíz elvezetése, gyűjtése és felhasználása

7. fejezet - Csapadékvíz elvezetése, gyűjtése és felhasználása

Bevezetés

Ennek a tanulási egységnek a célja, hogy Ön: megismerkedik:

  • a csapadékvíz elvezetésének,

  • gyűjtésének és

  • felhasználásának lehetőségeivel, valamint tervezésével.

A tanulási egység anyagának elsajátítása után Ön képes lesz:

  • különbséget tenni a csatorna rendszerek között az áramlási viszonyok szerint,

  • ismertetni az egységesített és az elválasztott csatornahálózatok előnyeit és hátrányait,

  • gyakorlati példákkal indokolni, hogy miért érdemes az esővizet hasznosítani,

  • ismertetni a csapadékvíz hasznosítás lehetőségeit, - méretezni egy családi házas csapadékvíz gyűjtőt.

7.1. A csapadékvíz elvezetése

A csatornázás feladata a települések belterületének vízmentesítése, a szenny- és csapadékvizek elvezetésével (Darabos - Mészáros, 2006).

A vízelvezetésnek az előzőeken kívül ki kell elégítenie:

  • a közegészségügyi,

  • a vízkészlet-gazdálkodási,

  • a szolgáltatási,

  • a városképi szempontokat és előírásokat is.

A csatornamű részei:

  • a csapadék- és szennyvizek összegyűjtésére és elvezetésére szolgáló csatornarendszer, valamint

  • a csapadék- és szennyvizek tisztítását végző tisztítórendszer.

A csatornázási rendszerek lehetnek helyi vagy regionális művek. Ezen belül megkülönböztetünk az áramlási viszonyok szerint:

  • gravitációs,

  • nyomással- vagy

  • szívással (vákuummal) működő, illetve

  • vegyes gyűjtőrendszereket.

A csatornában levezetendő szenny- és csapadékvizek számára:

  • egyesített,

  • elválasztott, valamint

  • korrigált (javított) hálózatok létesíthetők (Markó, 1989).

A korrigált (javított) hálózati rendszerek a fokozott urbanizáció eredményei. Általában az egyesített rendszerű csatornázással rendelkező nagyobb városokban, az új beépítendő peremterületeken elválasztott rendszert alkalmaznak, a meglévő főgyűjtők túlterhelésének elkerülése érdekében.

A település csatornázási rendszerét műszaki és gazdasági szempontok szerint kell megválasztani. Gondosan mérlegelni kell a domborzati viszonyokat, a meglevő vízelvezetési adottságokat, a kiépítés ütemezését, a befogadó vízszintes- és magassági helyzetét, az üzemeltetési, de nem utolsósorban a vízvédelmi- és egészségügyi igényeket.

Egyesített gravitációs csatornarendszer

A hagyományos, egyesített rendszerű csatornák a szennyvizet és az időszakos, lényegesen nagyobb mennyiségű csapadékvizet ugyanazon csatornarendszerben vezetik le.

A rendszer főgyűjtő vezetékeit viszonylag nagy keresztmetszetű csatornaelemek alkotják, melyeket túlterhelésük megakadályozása ill. mérséklése céljából bizonyos távolságokban un. Csatornahálózati túlfolyóval (záporkiömlővel) megcsapolják és a kiömlő keverék szennyvizet közvetlenül (esetleg ülepítés után) a befogadóba vezetik.

Az egyesített csatornarendszerben, ideális esetben duzzasztás és túlfolyás nincs.

Az egyesített rendszerű csatornahálózatok csak gravitációs üzeműek lehetnek!

Az egyesített csatornarendszer előnyei:

  • a rendszer üzemeltetése a hidraulikai viszonyok miatt egyszerűbb,

  • az egyetlen vezeték helyigénye kisebb,

  • az épületbekötés kedvezőbb,

  • az egy csatorna nyilvántartása, üzemeltetése, fenntartása egyszerűbb és

  • a beruházási költség összességében általában kisebb.

Az egyesített csatornarendszer hátrányai:

  • a befogadók keverék szennyvízzel való terhelése miatt nem felel meg a környezetvédelem mai előírásainak,

  • a szennyvíztisztító telep terhelése kiegyenlítetlen, a csapadékvizek miatt időszakosan jelentősen túlterhelődik,

  • az elvezetendő nagy vízmennyiségek miatt a rendszerben visszaduzzasztás gyakran előállhat (sík terep, nem megfelelő lejtés),

  • kedvezőtlen hidraulikai viszonyok létrejötte esetén a lefolyási idő növekedése a szennyvíz "berothadását" (anaerob állapot kialakulását) segíti elő, a feliszapolódás veszélye nő,

  • a rendszer új területek bekapcsolására, a fedettségi viszonyok változására a korlátozott hidraulikai kapacitás (szelvényméret) miatt kevésbé rugalmas és

  • a viszonylag nagy átmérőjű gravitációs csatornák közműalagútban általában nem helyezhetők el.

Az egyesített és elválasztott, gravitációs csatornarendszer kialakítását mutatja a következő ábra.

7.1. ábra. Egyesített és elválasztott, gravitációs csatornarendszer

Elválasztott csatornarendszer

A korszerűbb, környezetvédelmi szempontokból kedvezőbb elválasztott rendszerekben (7. 1. ábra) a szennyvizet a szennyvízelvezető csatornák, a csapadékvizet a csapadékvíz elvezető csatornák szállítják.

Az úttest alá két külön vezeték kerül.

A szennyvíz a szennyvíztisztító telepre, a csapadékvíz - ülepítés után a befogadóba vezetendő.

Az elválasztott csatornarendszerek szennyvíz csatornái lehetnek:

  • gravitációs,

  • nyomás alatti ill.

  • vákuumos rendszerűek.

A szennyvíz mindig zárt, felszín alatti rendszerben vezetendő el, a csapadékcsatornák lehetnek nyílt árkok is.

A csapadékvíz levezetése mindig gravitációs módon történik.

Az elválasztott csatornarendszerek előnyei:

  • a szennyvíztisztító telep terhelése kiegyenlítettebb (mivel a csapadékvíz nem terheli),

  • gazdaságosabb szelvényméretek alkalmazhatók,

  • a csatornahálózat hidraulikai szempontból kedvezőbb (a szennyvízcsatornák nem lesznek túlméretezettek a csapadékvíz miatt, így kisebb a feliszapolódás veszélye),

  • a szennyvízcsatornák közműalagútban is vezethetők,

  • a szennyvíz- és csapadékvíz csatornák helyszínrajzilag általában a bekötési helyekhez közelebb fektethetők,

  • a helyi adottságokhoz jobban képes alkalmazkodni (bővíthető).

Az elválasztott rendszer hátrányai:

  • a szennyvízcsatornák öblítő hatásfokuk fenntartása miatt nagyobb lejtéssel építendők,

  • az átemelés, nyomás alatti csatornaszakaszok beiktatási igénye fokozottabb,

  • a csapadékvíz a befogadóba tisztítatlanul jut (a befogadó szennyeződése azonban csapadékvíz tározó létesítésével mérsékelhető),

  • a kétféle csatorna szűk utcában nehezebben helyezhető el, nyilvántartásuk, üzemeltetésük, fenntartásuk költségesebb és munkaerő-igényesebb,

  • a teljes kiépítés beruházási költsége általában nagyobb.

Az épületen kívüli csatornahálózat elrendezése látható a következő ábrákon:

  • egyesített szennyvíz- és csapadékvíz közcsatorna esetén (7.2. ábra), valamint

  • szétválasztott szennyvíz- és csapadékvíz közcsatorna esetén (7.3. ábra).

7.2. ábra. Egyesített szennyvíz- és csapadékvíz közcsatorna

7.3. ábra. Szétválasztott szennyvíz- és csapadékvíz közcsatorna

A csatorna lejtését úgy kell megválasztani, hogy a csatorna öntisztuló képességét biztosítsuk. Ez megkívánja, hogy mértékadó vízhozam esetén az áramlás középsebessége legalább 0,4 m/s legyen.

A víz mélysége a csatornában, a legkisebb szennyvízmennyiség esetében is érje el a 3 cm-t, a lerakódások elkerülése érdekében.

A sebesség felső határértékét a csatornák építési anyaga határozza meg. A vmax helyszínen készült betoncsatornánál 3,0 m/s, az előregyártott vagy burkolt beton-, vasbeton-, kőagyag- és azbesztcement csatornáknál 5,0 m/s lehet.

A műanyag csatornacsöveknél nagyobb sebességek is megengedhetők, a rendelkezésre álló tapasztalatok és kopásvizsgálatok alapján.

A DN500 mm és annál nagyobb gravitációs csatornák csőanyag kínálata rendkívül változatos.

Az elkövetkező évek feladatai között számolni kell nagyszelvényű főgyűjtők építésével és átépítésével.

A gyakrabban alkalmazott szelvényalakok összehasonlítását, az építési módokat a következő táblázat foglalja össze (Darabos - Mészáros, 2006).

A gyakrabban alkalmazott szelvényalakok

A kis települések gravitációs szenny-, és csapadékvíz elvezető rendszereire a kis csőátmérők a jellemzők. Ezen a területen a jó minőségű műanyag csövek elsődleges- és döntő mértékű felhasználása figyelhető meg, és a jövő szempontjából is prognosztizálható.

A gravitációs vízelvezetés egyszerű és gazdaságos módszere a felszíni-, vagy felszín közeli árkok, nyílt-, és zárt folyókák rendszere a csapadékvíz elvezetésére. Ezek különböző kialakítási lehetőségeit az MSZ EN 1433 szabályozza. Néhány elvezetési lehetőséget mutat be a következő ábra.

7.4. ábra. Felszín közeli csapadékvíz elvezetési lehetőségek. a.) könnyített mederburkoló elem, b.) folyókaelem, c.) árokelem fedlappal

A zárt csatornákba a csapadékvizet víznyelő aknákkal vezetik be.

7.5. ábra. Víznyelő aknák elhelyezési változatai