Саморегулируемая система водоотведения поверхностного стока
SELF-REGULATING LAND RUNOFF WATER DISPOSAL SYSTEM

Изобретение относится к области общесплавных и дождевых транспортных систем водоотведения и может быть использовано для повышения эффективности их работы.
Известны системы водоотведения поверхностного стока, содержащие регулирующие резервуары, выполненные с возможностью наполнения водой в периоды ливневых дождей (см. Методическое пособие «Рекомендации по расчету систем сбора, отведения и очистки поверхностного стока с селитебных территорий, площадок предприятий и определению условий выпуска его в водные объекты», АО «НИИ ВОДГЕО» (2015 г.) приложение к СП 32.13330.2012 (утверждено приказом Минрегионразвития РФ № 635/11 от 29.12.2011 г.).
Для указанных систем характерна узкая область применения, поскольку они требуют значительных площадей для устройства резервуаров. В городских условиях это не всегда возможно. В мировой практике, как правило, такие резервуары строят только под стадионами.
Наиболее близким аналогом (прототипом) к заявляемому изобретению является регулируемая система водоотведения (см. патент RU № 2 655 931, Е03F 1/00. Регулируемая система водоотведения / B.C. Игнатчик, С.Ю. Игнатчик и др. Приоритет от 03.04.2017 г.), включающая: блок транспортировки сточных вод, содержащий, по меньшей мере, коллектор. При этом система дополнительно снабжена сетями водоотведения, соединенными с коллектором, переливным трубопроводом, соединенным с сетями водоотведения и устройством аварийного перелива, содержащим, по меньшей мере, корпус, прикрепленную к верхней части корпуса проушину, поворотную захлопку, жестко соединенную с косынкой, которая связана с проушиной с возможностью выполнения вращения, барьерный груз с переменной массой, присоединённый к косынке или захлопке, обеспечивающий закрытие захлопки при уровне воды ниже минимального значения поверхности земли над коллектором и сетями водоотведения.
Для указанной системы характерны два недостатка:
- ограниченная область применения, поскольку ее можно использовать в том случае, если рядом имеется водоем, в который сточная вода может сбрасываться через устройство аварийного перелива или резервуар;
- низкие показатели экологической безопасности, поскольку сброс сточных вод через устройство аварийного перелива, как правило, осуществляется в окружающую среду.
Задачей настоящего изобретения является расширение области применения и повышение показателей экологической безопасности.
Поставленная задача решается тем, что в известной системе, включающей блок транспортировки сточных вод, содержащий по меньшей мере сеть водоотведения, переливной трубопровод, и устройство аварийного перелива, выполненное с возможностью срабатывания при уровне воды выше критического значения в контрольной точке
в соответствии с настоящим изобретением
n
i
i
k
i =
n
k =
n
k
i,
сеть водоотведения выполнена из совокупности  участков, содержащих, по меньшей мере, трубопровод, входной и выходной канализационные колодцы, соединенные в сеть так, что входной и выходной канализационные колодцы соединены между собой только одним трубопроводом -го участка, а выходной канализационный колодец -го участка является либо конечным в сети водоотведения, либо входным канализационным колодцем -го участка, 1, 2, …, , 1, 2, …, ,
kk
kk =
n
устройство аварийного перелива выполнено в виде -го участка сети водоотведения с диаметром трубопровода , 1, 2, …, ,  - расчетный диаметр трубопровода,
система дополнительно снабжена, по меньшей мере одним дополнительным канализационным колодцем и, по меньшей мере, одним дополнительным трубопроводом,
переливной трубопровод соединяет входной канализационный колодец устройства аварийного перелива с дополнительным канализационным колодцем, а дополнительный трубопровод соединяет дополнительный канализационный колодец с выходным канализационным колодцем устройства аварийного перелива,
при этом, переливной трубопровод соединен с входным канализационным колодцем устройства аварийного перелива на отметке, обеспечивающей перелив воды по нему при уровне воды выше критического значения в контрольной точке.
Отличительными признаками заявляемой системы являются:
n
i
i
k
i =
n
k =
n
k
i
1. Выполнение сети водоотведения из совокупности  участков, содержащих, по меньшей мере, трубопровод, входной и выходной канализационные колодцы, соединенные в сеть так, что входной и выходной канализационные колодцы соединены между собой только одним трубопроводом -го участка, а выходной канализационный колодец -го участка является либо конечным в сети водоотведения, либо входным канализационным колодцем -го участка, 1, 2, …, , 1, 2, …, , ;
kk
kk =
n
2. Выполнение устройства аварийного перелива в виде -го участка сети водоотведения с диаметром трубопровода , 1, 2, …, ,  - расчетный диаметр трубопровода;
1. Дополнительное снабжение системы, по меньшей мере одним дополнительным канализационным колодцем и, по меньшей мере, одним дополнительным трубопроводом;
2. Соединение переливным трубопроводом входного канализационного колодца устройства аварийного перелива с дополнительным канализационным колодцем;
5. Соединение дополнительным трубопроводом дополнительного канализационного колодца с выходным канализационным колодцем устройства аварийного перелива;
6. Соединение переливного трубопровода с входным канализационным колодцем устройства аварийного перелива на отметке, обеспечивающей перелив воды по нему при уровне воды выше критического значения в контрольной точке.
По сведениям, имеющимся у авторов, отличительный признак № 1 известен, а остальные - нет. Совместное их применение позволит:
- расширить область применения, поскольку появляется возможность применять ее в случаях, когда рядом нет водоемов. Это стало возможным благодаря совместному применению отличительных признаков № 1, 3, 4, 6;
- повысить показатели экологической безопасности, поскольку система не имеет сброса сточных вод в окружающую среду. Это стало возможным благодаря совместному применению отличительных признаков № 1, 2 и 5.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 представлен пример схемы системы водоотведения, на фиг. 2 - на фиг. 2 - профиль А - Б - В - Г - Д представленной на фиг. 1 системы.
Общая схема предлагаемой системы включает в себя (см. фиг. 1, 2):
1
n
1
n
2 - 21
i
i
k
i =
n
k =
n
k
i.
10
22
23
24
23
24
22
24
9
25
21
- блок транспортировки сточных вод, содержащий сеть  водоотведения, выполненную из совокупности  участков. На фиг. 1 в качестве примера показан пример сети  водоотведения, состоящую из  = 20 участков, обозначенных позициями . Все участки содержат, по меньшей мере, трубопровод, входной и выходной канализационные колодцы, соединенные в сеть так, что входной и выходной канализационные колодцы соединены между собой только одним трубопроводом -го участка, а выходной канализационный колодец -го участка является либо конечным в сети водоотведения, либо входным канализационным колодцем -го участка, 1, 2, …, , 1, 2, …, , Например,участок  содержат трубопровод , входной  и выходной канализационные колодцы, соединенные в сеть так, что входной и выходной канализационные колодцы соединены между собой только одним трубопроводом  этого участка. Выходной канализационный колодец является входным канализационным колодцем участка . При этом, выходной канализационный колодец участка  является конечным в сети;
kk
kk =
n
21
26
27
25
- устройство аварийного перелива, выполненное в виде -го участка сети водоотведения с диаметром трубопровода , 1, 2, …, ,  - расчетный диаметр трубопровода. На фиг. 1 в качестве примера устройство аварийного перелива представлено в виде участка , который содержит трубопровод , входной  и выходной канализационные колодцы;
28
29
- по меньшей мере один дополнительный канализационный колодец  и, по меньшей мере, один дополнительный трубопровод ;
30
27
28
29
28
25
30
27
Н
Y
Y
27
Н.
- переливной трубопровод , соединяющий входной  канализационный колодец устройства аварийного перелива с дополнительным канализационным колодцем . При этом дополнительный трубопровод  соединяет дополнительный канализационный колодец  с выходным  канализационным колодцем устройства аварийного перелива. Кроме того, переливной трубопровод  соединен с входным  канализационным колодцем устройства аварийного перелива на отметке , обеспечивающей перелив воды по нему при уровне воды выше критического значения в контрольной точке , см. фиг. 2. В рассматриваемом примере в качестве контрольной точке принята точка с минимальным уровнем поверхности земли. Если уровень воды поднимется выше ее, то произойдет подтопление территории водосбора. В этот момент уровень воды во входном  канализационном колодце устройства аварийного перелива установится на отметке
Саморегулируемая система водоотведения поверхностного стока работает следующим образом.
1
25
21
26
Сточные воды из сети  водоотведения отводят поверхностные сточные воды через выходной канализационный колодец участка  за пределы населенного пункта или в канализационный коллектор или другие транзитные сети водоотведения (на фиг. 1 и 2 не показано). В периоды сухой погоды или не интенсивных дождей, когда приток сточных вод, поступающий в трубопровод меньше его пропускной способности, система водоотведения работает в обычном безнапорном режиме.
26
В периоды сильных или сверхрасчетных дождей, когда приток сточных вод, поступающий в трубопровод станет больше его пропускной способности, начнется наполнение свободного объема участков 15 - 20 с подъемом уровня воды. Часть воды будет аккумулироваться в свободном объеме сети водоотведения, что снизит значения максимальных расходов.
Y
27
Н.
30
29
При дальнейшем его повышении, пока уровень воды будет ниже минимального значения поверхности земли в контрольной точке  уровень воды во входном  канализационном колодце устройства аварийного перелива будет ниже отметки При этом вода попереливному трубопроводу идополнительному трубопроводу течь не будет.
Y
27
Н.
30
29
А когда уровень воды достигнет минимального значения поверхности земли в контрольной точке  уровень воды во входном  канализационном колодце устройства аварийного перелива достигнет отметки При этом вода будет дополнительно отводиться попереливному трубопроводу идополнительному трубопроводу , что обеспечит остановку роста уровня воды. В результате не произойдет выхода на поверхность сточных вод в пределах населенного пункта.
Таким образом, для предлагаемой саморегулируемой системы водоотведения поверхностного стока характерна промышленная применимость.