Hulevesiviemärin mitoitus

Transkriptio

1 Hulevesiviemärin mitoitus Mitoitusvirtaama ja mitoitusvesimäärä lasketaan joko sulan kauden rankkasateen tai kevätsulamisen perusteella Lähtökohtaisesti rakennetuilla alueilla laskentaperusteena on rankkasade, jonka avulla määritetään mitoitussade Mitoitussade on suurin vesimäärä jonka välittömäksi poisjohtamiseksi viemäri mitoitetaan Rankimpien sateiden vedet eivät mahdu viemäriin Sallitaan viemäreiden tulviminen ja lammikoiden lyhytaikainen muodostuminen Pietilä Sari 2010

2 Mitoitussateen määrittäminen Otetaan huomioon sateen rankkuus, kestoaika ja toistuvuus Kestoaika riippuu valuma-alueen suuruudesta Riippuu valuma-alueen suuruudesta RIL Liikenne ja väylät II: Valuma-alueen pinta-ala (ha) Sateen kesto (min) < Kestoajaksi valitaan yleensä min Toistuvuus valitaan paikallisten olosuhteiden perusteella Yleensä 1-3 vuotta Maaseudulla pienempi kuin kaupungissa, koska tulvimisen aiheuttamat vahingot pienempiä

3 Mitoitussateen määrittäminen

4 Imeytymisen huomioiminen Alueen laatu Kerroin φ Umpinaiset kerrostalokorttelit (kestopäällysteiset pihat) 0,9 Umpinaiset kerrostalokortteli (sorapäällysteiset ja istutuksia sis. pihat) 0,7 Imeytymisen huomioiminen hulevesivirtaaman arvioinnissa: Avoimet kerrostalo/korttelit 0,5-0,6 Rivitaloalueet yms. 0,35 Q = q*φ*a Omakotitaloalueet, pienet tontit 0,25-0,3 Kaikki sadevesi ei päädy viemäriin Mitä huokoisempi pinta, sitä pienempi osa vedestä valuu eteenpäin Q = viemärin virtaama q = mitoitussateen rankkuus (l/s/ha) φ = valumiskerroin A = valuma-alueen pinta-ala (ha) Omakotitaloalueet, suuret tontit 0,2-0,25 Urheilu- ja leikkikentät, ratapiha-alueet yms. 0,2 Suurehkot puistoalueet 0,05-0,1

5 Imeytymisen huomioiminen Pinnan laatu Kerroin φ Katto 0,9 Betoni ja asfalttipinta Tiivissaumainen kiveys Kallio 0,8 Kiveys hiekkasaumoin 0,7 Hyväkuntoinen soratie Kallioinen puuton puistoalue 0,5 Paljas, laakeahko kallio 0,4 Sorakenttä ja -käytävä 0,3 Puistomainen piha 0,2 Puisto, jossa runsaasti kasvillisuutta Kallioinen metsä 0,15 Niitty, pelto, puutarha 0,1 Tasainen, tiheäkasvuinen metsä 0,05 Hulevesimäärä voidaan laskea myös osa-alueittain φ = (Σφn*An)/A ja edelleen Q = q*σφn*an Q = viemärin virtaama q = mitoitussateen rankkuus (l/s/ha) φn = valumiskerroin An = valuma-alueen pinta-ala (ha)

6 Hidastumisen huomioiminen Hidastuminen otetaan huomioon kertomalla virtaama Q hidastumiskertoimella ψ ψ*q Hidastumiskerroin määritetään valuma-alueen pinta-alan perusteella Voidaan myös laskea mitoituskohdan yläpuolisen viemäristön pituuden perusteella ψ = 1/A1/n ψ = 1/l1/n ψ = hidastumiskerroin A = valuma-alueen pinta-ala (ha) n = 8, jos maaston keskikaltevuus on suurehko, tai alue on pyöreähkö ja viemäristö viuhkamainen 6...5, jos maasto on kohtalaisen kaltevaa 4, jos maasto on laakea tai alue pitkänomainen ψ = hidastumiskerroin l = viemäripituus satoina metreinä n = 3,5 jos maasto on hyvin kaltevaa 3,0 jos maasto on kohtalaisen kaltevaa 2,5 jos maasto on laakea

7 Lumen sulamisvesimäärän laskeminen Sulamisen aiheuttama kevätylivaluma voi olla suurempi kuin mitoitussade, kun: Valumiskerroin φ on pieni (maa on huokoinen ja imee hyvin vettä) Valuma-alue on suuri (>1-3 km2) Tällöin mitoitusvirtaama lasketaan: Qsmit = Hqk * A Qsmit = lumen sulamisen aiheuttama virtaama (l/s) Hqk = kevätylivaluma (l/s/km2) A = valuma-alueen pintaala (km2)

8 Kuivatusvesimäärän laskeminen Mikäli tonttialueiden kuivatusvedet otetaan hulevesiviemäriin, tulee ne huomioida mitoituksessa Tonttialueiden kuivatusvesimäärän keskiarvo on yleensä 0,03 0,05 l/s/ha Mikäli kuivatusvesimäärää ei tarkemmin tunneta, on mitoittava kuivatusvesimäärä: qk-mit = 0,15 l/s/ha Vastaava kuivatusvesivirtaama: Qk-mit = qk-mit * A

9 Mitoitusvesimäärän laskeminen Hulevesiverkoston eri johtoosille lasketaan mitoitusvesimäärä johto-osia vastaavien valuma-alueiden perusteella Valuma-alueet määritetään maaston muotojen perusteella Huomioi vedenjakajat! Jos virtausaika mitoituskohtaan >10 min, viemäriverkoston tilavuus tasaa virtaama. Tasaava vaikutus otetaan huomioon kertomalla mitoitusvirtaama kertoimella 0,9

10 Viemärivesimäärän laskeminen JÄTEVESI Asumisjätevesi q jmit = HULEVESI p q dkeskim C d max C h max 3600*24 Q=q*φ*A [l / s] tai kevään sulamisvesien perusteella Teollisuusjätevesi PK-teollisuus ka 1,3 l/s/ha max 2,0 l/s/ha Mitoitussateen perusteella Qsmit = Hqk * A Kuivatusvesi Qk-mit = qk-mit * A Vuotovesi noin 0,5 l/s/km Vuotovesi

11 Hulevesiviemärin mitoittaminen Mitoituksen tavoite: Toimintavarmuus! Sopiva kapasiteetti Huuhtoutuminen Kustannustehokas! Sopiva putkikoko Optimaalinen sijainti Viemärin huuhtouduttava vähintään kerran päivässä! Nyrkkisääntö: v ~1 m/s Virtausnopeus vähintään 0,7 m/s Huuhtoutumisen tarkistaminen laskemalla: 25 xpxq dkesim p Q jhuuht = 3600 x 24 0,7 x 1 tai nomogrammeista katsomalla

12 Hulevesiviemärin mitoittaminen Virtausnopeuteen vaikuttaa Kaltevuuteen vaikuttaa Virtaama Putken kaltevuus Putken koko Maasto-olosuhteet / kadun tasaus Liitospaikan korko Nyrkkisääntöjä Minimikaltevuus 3 Maksimikaltevuus 12 % Putkikoko >800 Pienin suositeltava kaltevuus Huuhtoutumista vastaava vesimäärä (l/s)

13 Putkikoon valinta / viettoviemäri Vesimäärän ja kaltevuuden määrittämisen jälkeen valitaan putkikoko Hazen-Williams: 0,635 h d v = 72.. d 4. I 0,5 v = virtausnopeus (Q/A) d = putken sisähalkaisija I = hydraulinen gradientti C = putken karkeuskerroin h = vedenpinnan korkeus putkessa Putken yläosaan tulisi jäädä 1/3D ilmatilaa mitoitusvirtaamalla

14 Putkikoon valinta / viettoviemäri Käytännössä viettoviemärin putkikoko valitaan nomogrammeja apuna käyttäen Huomaa että eri putkilaaduille on omat nomogrammit! Tämä nomogrammi on betoniputkille

15 Putken jäykkyysluokan valinta Kestomuoviputkien jäykkyysluokan valinta / viettojohdot Alueen käyttötarkoitus Peitesyvyys (m) putken laesta Alkutäyttömateria ali tiivistetty Hk, Sr, M Kevyen liikenteen 0,8 6,0 väylät ja vastaavat, > 6,0 pihat Kadut ja vastaavat, 1,0 6,0 yleiset paikoitusalueet, > 6,0 tavaraliikenteen kentät Jäykkyysluokka SN 4 SN 8 SN 8 SN 16 tai vastaava paineputki

16 Viemäreiden sijoittaminen Yleistä sijoittamisesta: Viemäri sijoitetaan yleiselle alueelle Viemärit usein samassa kaivannossa jätevesiviemärin ja vesijohdon kanssa Sijainti niin syvällä että kiinteistöt voivat liittyä ilman pumppausta Liitoskohta tontin välittömässä läheisyydessä Sijoittamisessa huomioitava: KADUN / TIEN TASAUS Maaperä Pehmeikkö Kallio Routiva maa Sivukalteva maasto Ojan pohjat Puistot yms. Muu rakennettu ympäristö

17 Hulevesikaivojen sijoittaminen Verkoston haarautumiskohtiin Pinnan alataitepisteisiin 1 kaivo / m2 kun kadun viettokaltevuus > 2% 1 kaivo / < 400 m2 kun kadun viettokaltevuus < 2 % Nyrkkisääntö: noin 50 m välein Maksimietäisyys 70 m (suunnittelutyössä käytäntö)

18 Hulevesikaivojen sijoittaminen Reunakivelliset alueet, kaivo mahdollisimman lähelle reunakiveä B800 kaivot Oulussa 0,4 m reunakivestä Kaivon kansi noin 2 cm asfaltin pinnasta Ei reunakivelliset katualueet, yleensä 1 m reunasta tien ulkopuolelle Kaivon kansi noin 5 cm nurmen pinnasta Tiealueilla yleensä sivuojaan Sivuoja tai painanne voi toimia osana hulevesiverkostoa

19 Hulevesikaivojen sijoittaminen Kadun / tien / ojan / painanteen alataitepisteisiin, vekkeihin Niin, että kiinteistöjen on helppo liittyä niihin Tiivis yhteistyö katusuunnittelijan kanssa

20 Hulevesikaivojen sijoittaminen Tien molemmin puolin, kun kaksipuoleinen kallistus runko toisella puolella, viiksikaivot toiselle puolelle Toiselle puolelle tietä, kun yksipuoleinen kallistus pelkkä runkoviemäri riittää Jos runkoviemäri on suuri (Oulun Vesi: >400), vettä ei päästetä suoraan runkokaivoon runkolinja keskelle, ja viiksikaivot molemmille puolille

21 Verkostojen sijoittamisen marssijärjestys uudella asemakaava-alueella Ensin hulevesiverkosto niin että kuivatus toimii ja kiinteistöt voivat liittyä kaivoihin Sitten jätevesiverkosto, niin että kiinteistöt voivat liittyä kaivoihin Jos tulee pahoja risteämiä, mietitään voiko tasausta muuttaa, jolloin sadevesikaivojen paikat muuttuvat yhteistyö katusuunnittelijan kanssa Vesijohto mukailee yleensä jätevesiviemärin linjausta Lopuksi tarkastellaan ettei tule pahoja törmäyksiä / päällekkäisyyksiä muiden infrarakenteiden (sähkö/tele/valaistus) kanssa yhteistyö muiden suunnittelijoiden kanssa (johtolinjojen yhdistelmäpiirustus)

22 Putkien sijoittaminen kaivantoon Kaivannon pohjan minimileveys 1,0 m Putken etäisyys kaivannon seinään min 400 mm Putkien välinen etäisyys min 200 mm, viettoviemäriputkilla min 300 mm Putken ja kaivon välinen etäisyys min 100 mm Putkien välinen pystysuora etäisyys min 100 mm Kaivannon pohjalle asennusalusta min 150 mm

23 Hulevesikaivot Liittyminen kaivoon vapaampaa kuin jätevedellä Hulevesikaivot esim: Voidaan liittyä virtaussuuntaa vasten, koska liitokset eivät ole kaivon pohjassa Usein pyritään siihen, että kaivoon liittyvien putkien laet ovat samassa korossa M400 M560 B800 B100 Kaivon koko määräytyy liittyvien putkien mukaan

24 Hulevesikaivojen varusteet Yleensä sakkapesällisiä kuvat: KWH Pipe, Olefos Erilaisia kansia mm: umpikansi ritiläkansi kitakansi

25 Hulevesikaivojen lisävarusteita Jäätymissuoja Hiekan ja irtolehtien keräysallas Hulevesiviemäreitä eristetään harvoin. Esim. Oulussa Ritaharjun suunnitelmassa esitettiin hulevesiviemärin eristäminen vasta kun peitesyvyys oli vain 1,2 m. Pallopadotusventtiili takaisinvirtauksen estoon. Kun vesi kaivossa nousee, pallo nousee ja sulkee venttiilin

26 Tonttiliittymät Tonttiliittymä 2% kaltevuuteen (Suomen rakentamismääräyskokoelma D2) Tarkista että on mahdollista! Hulevesiviemärin tonttiliittymä (Oulun Vesi) Pientalot Ø 160 Rivi- ja kerrostalot Ø 200

27 Kaivokortti / muovikaivo PP PP PP

28 Luettavaa aiheesta:

29 Luettavaa aiheesta: