Vodohospodářská zařízení II

9. Objekty na stokové síti

Stoková síť je tvořena:

stokovými úseky,
objekty.

Objekty se navrhují pro zajištění správné funkce stokové sítě a pro bezpečné provádění všech potřebných prací při kontrole, čištění a údržbě stok.

Podle účelu dělíme stokové objekty na:

Vstupní šachty;
Spojné šachty;
Spojené komory;
Rozdělovací komory;
Spadiště;
Skluzy;
Uliční vpusti;
Lapače splavenin;
Kanalizační přípojky;
Shybky;
Podchody pod dráhou a silničními komunikacemi;
Proplachovací objekty;
Odlehčovací komory;
Dešťové nádrže;
Větrací zařízení;
Sněhové svrže;
Výustní objekty;
Čerpací stanice.

Nejčastějším materiálem pro stavbu objektů na stokové síti je beton i železobeton. Dále můžeme použít materiály, jakou jsou: kanalizační cihly, stavební dílce a další materiály obdobných užitných vlastností jako je materiál stok.

Vstupní otvory objektů na stokových sítí musí být vybaveny kruhovými poklopy, které musí být bezpečné proti vysunutí jedoucími vozidly.

Na místech, kde nemají dopravní prostředky přístup, mohou být pokopy čtvercové s panty, o rozměrech minimálně 600 x 600 mm.

Minimální vstupní otvor kruhových poklopů je kruh o průměru 600 mm .

Na silnicích v extravilánu a na dálnicích nemají být šachty umístěny ve vozovce.

Osazení poklopů v terénu

Poklopy podzemních objektů stokové sítě musí být navrženy tak, aby v komunikačních plochách netvořily překážku (nejvyšší přípustná odchylka může být - 5 mm pod okolní úroveň terénu a + 0 mm nad okolní úroveň terénu).
Poklopy mimo komunikační plochy mají naopak vyčnívat nad terén, v intravilánu 100 mm a v extravilánu 300 – 500 mm.
V zemědělských kulturách mají být označeny směrovou tyčí.

Vstupní šachty

Vstupní šachty ne navrhují tam, kde se mění:

směr nebo sklon přímých úseků stok;
příčný profil nebo materiál stoky;
na horním konci každé stoky;
v místě spojení dvou nebo více stok, pokud v těchto místech nejsou nahrazeny jiným objektem, který splňuje současně účel vstupní šachty.

Vstupní šachta se skládá z částí:

Vstupní část (tzv. komín):
- kruhové prefabrikáty,
- přechodový prefabrikovaný díl,
- vyrovnávací věnec,
- litinový poklop.
Pozn. Pokud je vstupní část vyšší než 10 m, řeší se vstup individuálně (např. točité schodiště).
Manipulační část:
- kruhový tvar – min, půdorysný rozměr je 1000 mm,
- obdélníkový tvar – půdorysný rozměr min. 800 x 1000 mm.
Monolitický základ .

Světlá výška manipulační části šachty od pochozího dna nebo podesty (lavičky) ke stropu manipulační části nebo k ukončení vstupní části DN 1000 je obvykle 1800 mm, nejmenší výška při mělkém uložení stoky může být 1000 mm.

Obr. 9.1 Vstupní šachta kruhová ze železobetonových skruží (kótováno v cm) – [1 ] kruhové prefabrikáty, [2] přechodový prefabrikovaný díl, [3] vyrovnávací věnec, [4] litinový poklop, [5] manipulační část, [6] monolitický základ (Hlavínek a kol., 2001)

Obr. 9.2 Vstupní šachta na stoce – 1 kónická skruž, 2 skruž


Obr. 9.3 Vstupní šachta Uponal DN 1000 (Maincor, 2014)

Vzdálenost šachet

Vzdálenost dvou vstupních šachet v přímé trati průlezných a neprůlezných stok má být nejvýše 50 m.

U průchozích stok budovaných ve výkopu je největší dovolená vzdálenost vstupních šachet 200 m.

Výškové napojení stok v šachtách

Výškové napojení průběžných stok v šachtách je plynulé (dno do dna).

Vedlejší připojované stoky se napojují s převýšením (obvykle dnem do hladiny průměrného denního průtoku v hlavní stoce nebo dle požadavku provozovatele).

Souběh stok v šachtách

V místě spojení stok a v místě směrového lomu nesmí být mezi směrem přítoku a odtoku úhel menší než 90°, s výjimkou spadišť.

Převod odpadních vod šachtou

Odpadní vody se převádějí dnem šachty ve žlábku šířky odpovídající šířce stoky nebo kynety stoky a hloubky zpravidla h = 1/3 DN až 2/3 DN, popř. i na celou výšku profilu.

Spojné šachty

Soutok stok se provádí ve vstupních (spojných) šachtách nebo spojných komorách.

Připojení nebo spojení stok do jmenovité světlosti DN 400 včetně se provádí ve vstupní (spojné) šachtě (viz obr. 9.4) .

Spojení stok ve spojných komorách se používá tam, kde se spojují stoky jmenovité světlosti DN 500 a větší (u nekruhových stok pro šířky 600 mm a větší), viz obr. 9.5.

Ve dně je provedeno žlábkové spojení jednotlivých stok, které musí být provedeno tangenciálně na směr hlavní stoky, tzn. úhel < 90°.


Obr. 9.4 Spojná šachta	Obr. 9.5 Spojná komora (Hlavínek a kol., 2001)

Lomové šachty

Změny směru stoky se provádí:

U neprůlezných stok kruhovým obloukem ve vstupní šachtě nebo ve spojné komoře, popř. ve spadišti. Poloměr oblouku žlábků v šachtě při změně směru nebo při napojení stok musí být < 0,75 D. V místě spojení stok a v místě směrového lomu musí být úhel < 90°.
U průlezných a průchozích stok se změna směru provádí obloukem . Poloměr oblouku je min. desetinásobek šířky stoky, menší pouze se souhlasem provozovatele. Vstupní šachta se pak umísťuje na začátek a konec oblouku.

Rozdělovací komory

Rozdělovací komory mají ve stokové síti opačnou funkci než spojné komory .

V těchto objektech se přítok do komory jednou stokou usměrňuje do dvou i více stok na odtoku z komory.

K regulaci odtoku jednotlivými stokami za rozdělovací komorou se k ní často instalují také stavítka. Tím můžeme umožnit odstavení jednotlivých větví pro případ revize nebo opravy.

Spadiště

Spadiště je objekt, který umožňuje strmý sklon terénu překonat stupněm ve dne stoky, aby se nepřekračovaly maximální možné průtočné rychlosti ve stokách.

Maximální dovolené výšky spadiště pro:

DN 250 až DN 400 4 m;
DN 450 až DN 600 3 m.

Konstrukce spadiště se skládá:

běžná vstupní šachta;
přítokové potrubí;
vlastní spadiště;
odtokové potrubí.

Je-li stupeň vyšší než 600 mm , bezdeštný průtok (splašky) je sveden vertikální rourou min. DN 200 (DN300) vyústěnou na dno spadiště.

Za přívalu protéká voda nejen obtokovou vertikální rourou, ale většina vody přepadá z horní stoky do vodního polštáře u dna spadiště.

Část stěn i dno spadiště , vystavené nárazu dopadajících odpadních vod musí být vybavené pevným a odolným obkladem (např. žulovou dlažbou), který musí být součástí konstrukce, nikoli jen obkladem.

Stupadla se osazují mimo paprsek dopadající vody.


Obr. 9.6 Spadiště (Hasenöhrl a Jendželovská, 1982)

Skluz

Skluzy se využívají u strmých přímých úseků stok, kde by bylo budování kaskády spadišť velmi nákladné.

Skluz je úsek stoky v šachtě, se strmým sklonem a s průtokovou rychlostí 5 až 10 m·s^-1.

V odůvodněných případech, zejména u zvlášť dlouhých a strmých úseků, nebo při velkém průtoku odpadních vod se skluz ukončuje objektem na tlumení přebytečné pohybové energie. Lze popř. použít železobetonových rozrážečů ve dně komory.

Dno skluzu se obvykle obkládá dlažbou, viz obr. 9.7.

Obr. 9.7 Skluz (Hasenöhrl a Jendželovská, 1982)

Dešťové vpusti a lapače splavenin

Dešťové vpusti jsou považovány za objekty, které zpravidla nejsou provozované provozovatelem kanalizace, ale jinými právnickými osobami. Např. uliční (dešťové) vpusti jsou součástí komunikačních staveb dle zákona č. 135/1964 Sb.

Zřizují se pro odvodnění:

vozovek;
chodníků;
zpevněných ploch.

Dešťové vpusti můžeme rozdělit na:

Uliční vpusť,
Chodníková vpusť,
Horská vpusť.

Zásady při návrhu dešťových vpustí:

Platí (ČSN 73 6005), (ČSN 73 6101), (ČSN 73 6110).
Na jednu vpusť se počítá 400 m² odvodňované plochy.
Vzdálenost vpustí od sebe bývá cca 40 m, max. do 60 m. Je závislá na podélném sklonu komunikace, chodníku nebo zpevněné plochy, na návrhovém přítoku dešťových vod.
Hltnost vpusti se uvažuje 10 – 25 l·s^-1 v závislosti na sklonu terénu, údržbě apod.
Osazují se v nejnižším místě odvodňované plochy (u obrubníku).
Na dálnicích a rychlostních komunikacích nesmí být umístěny v jízdních pruzích.
Hloubka – odpad musí být v nezámrzné hloubce a musí respektovat jiná podzemní vedení.
Neumísťovat na nároží křižovatek, na přechodech pro chodce a před vjezdy. Zejména však mimo stezky pro cyklisty.

Chodníková vpust

Jsou vhodné tam, kde se požaduje zachování plynulosti povrchu vozovky a také při malých sklonech odvodňovacích ploch.

Vtok není z hora, ale z boku.

Účinná plocha vtoku musí být alespoň 0,025 m².

Navrhují se také u zastávek MHD.

Schéma chodníkové vpusti je znázorněno na obr. 9.8.

Obr. 9.8 Chodníková vpust (Nypl a Synáčková, 1998)

uliční vpust

Těleso uliční vpusti nemá být zatěžováno bezprostředně, zatížení se má přenášet přímo na hutněné, pružné podloží.

Technické požadavky:

vnitřní průměr 450 mm (u nás 500 mm);
max. zapuštění do vozovky 10 mm, na dálnicích 5 mm.

Uliční vpust se skládá:

litinové mříže s rámem;
koše na bahno;
podkladové konstrukce rámu;
těleso vpusti;
odpad na přípojku.

Na obr. 9.9 je znázorněno schéma uliční vpusti.

Obr. 9.9 Uliční vpust (Nypl a Synáčková, 1998)

horská vpusT

Umísťuje se v místech strmých sklonů odvodňovaného terénu nad 8 %, dále tam, kde se očekává přítok dešťových vod z nezpevněných ploch nebo v jiných otevřených příkopech.

Rám dvojité mříže se osazuje přímo na konstrukci tělesa výpusti.

Navrhují se jako zděné, monolitické nebo prefabrikované šachty obdélníkového půdorysu, s potrubím na odvodnění srážkové vody bez pachové uzávěrky.

Sedimentační prostor vznikne umístěním odpadu ve výšce 600 mm nade dnem vpusti.

Schéma horské vpusti je znázorněno na obr. 9.10.

Obr. 9.10 Horská vpust (Nypl a Synáčková, 1998)

lapač splavenin

Navrhuje se zpravidla tam, kde přechází odvodnění extravilánu otevřenými příkopy do trubního systému.

Lapač splavenin retarduje povrchový odtok, zachytí nečistoty před vtokem do stokového systému.

Lapač splavenin musí být vybaven:

česlemi,
sedimentačním prostorem,
prohlubní na zachycení splavenin (těžkých látek).

Na obr. 9.11 je znázorněno cháma lapače splavenin.

Obr. 9.12 Lapač splavenin (Nypl a Synáčková, 1998)

Výustní objekty

Výustní objekty jsou zařízení na vypuštění odpadních vod do vodního recipientu nebo nádrží.

Umísťují se většinou do ploch konkávních břehů s dostatečnou hloubkou vody a dostatečným proudem, aby nedocházelo k zanášení stok splaveninami z recipientu.

Z výškového hlediska se doporučuje dno výpusti umístit nad hladinu Q₃₅₅.

Zahlcení výustních objektů nad max. hladinu stoky, případně po vrchol stoky je nepřípustné.

Vyústění se provádí:

gravitačně - je-li terén odvodňovaného území vysoko nad recipientem;
s opatřením proti zpětnému rázu – je-li odvodňovaný terén v inundačním pásmu;
přečerpáváním – je-li odvodňované území pod úrovní velkých vod.

Jako ochrana proti zpětnému vzdutí vody z recipientu se užívá:

zpětná klapka,
kanalizační uzávěr,
stavidlo.

Ochrana výustního objektu proti účinkům proudící vody se provádí dlažbou z lomového kamene nebo kamenným záhozem. Ve výjimečných případech se může být chráněn i štětovými stěnami.

Příklady výustí jsou uvedeny na obr. 9.13.

Obr. 9.13 Příklady výustí (Hlavínek a kol., 2001)

Sněhové svrže

Sněhová svrž bývá umístěna v komoře.

Sníh je přivážen vozidly a otvorem o průměru cca 800 mm shazován na plošinu v komoře.

Pro pracovníky je plošina zpřístupněna schodištěm.

Z plošiny se sníh shazuje do stoky, aby byl plynule odplavován. Svrže se umísťovaly na stokách o velkém průměru, kde proudilo větší množství poměrně teplé městské odpadní vody.

U nás se již nenavrhují , sníh se vyklápí přímo do vodoteče.

Větrací zařízení

Přirozené provětrání stokové sítě se děje za přívalových dešťů, kdy proudící voda strhuje a vytlačuje vzduch a plyn vznikající ve stokách a umožňuje nasávání vzduchu poklopy šachet a uličních vpustí.

Za běžného provozu (za bezdeštného průtoku) jsou stoky větrány kanalizačními přípojkami, uličními vpustěmi a otvory v poklopech šachet.

Čerpací stanice

Potřeba čerpání odpadních vod je dána morfologií terénu, kde má být proveden návrh odvodnění. Mezi základní příklady můžeme zařadit:

plochý terén odvodňovaného území – při návrhu stokové sítě nelze dosáhnout minimálního sklonu stok;
koncepce společné čistírny odpadních vod pro několik obcí .

Odpadní vody je nutno čerpat na vstupní čerpací stanici v ČOV, neboť v mnoha případech je to jediný způsob jak zajistit gravitační průtok čistírnou a odtok do recipientu.

Čerpací stanice můžeme rozdělit na:

průběžné – na trase stok (sběračů);
koncové – přečerpávání odpadních vod do vodního recipientu neb do ČOV.

Poruchy čerpacích stanic na stokové síti mají být signalizovány do místa s trvalou obsluhou.

Základní podmínky pro návrh výtlačných potrubí, pro kategorizaci, vybavení, strojní a energetické rezervy a projektování čerpacích stanic jsou dány v ČSN (75 6101) a (STN 75 6221).

Kanalizační shybka

Shybka na kanalizační síti je objekt, který umožňuje převedení odpadních vod pod překážkou (vodní tok, jiná stoka, kolektor, metro, komunikace apod.), když gravitačně je nelze převést.

Kanalizační shybky z hydraulického hlediska dělíme na:

shybky úplné – leží-li strop shybky pode dnem přítokové a odtokové stoky viz obr. 9.14;
shybky neúplné – leží-li strop shybky nade dnem přítokové a odtokové stoky viz obr. 9.15.

Podle počtu ramen se shybky dělí na:

jednoramenné,
víceramenné.

Obr. 9.14 Úplná shybka (Nypl a Synáčková, 1998)

Obr. 9.15 Neúplná shybka (Nypl a Synáčková, 1998)

Horní zhlaví (komora) tvoří vtokový objekt, přechod ze stoky do shybky.

Před horním zhlavím bývá na shybce , na jednotné stokové soustavě umístěna odlehčovací komora. Ta umožňuje nouzové odstavení shybky pomocí stavítka.

Přítoková stoka před shybkou má být vedena ve směru shybky v délce desetinásobku DN u velkých profilů a dvacetinásobku u malých profilů, aby bylo zajištěno uklidnění hladiny.

Dolní zhlaví (komora) tvoří výtokový objekt, přechod ze shybky do stokové sítě. Výtok musí být uspořádán tak, aby nedocházelo ke zpětnému vzdutí v ramenech shybky.

Dolní i horní zhlaví shybky umožňuje revizi, čištění i údržbu shybky.

Technické požadavky na shybky

Materiál pro trubní část shybky (sestupné rameno, spojovací část, vzestupné rameno) je možno použít stejný, jako pro stoky.
Minimální profil shybky je DN 200.
Sklon spojovacího potrubí je min 6 ‰ směrem k výstupnímu ramenu.
Sklon sestupného ramene je libovolný.
Sklon výstupného ramene je 1:5 nesmí být však větší než 1:3.

hydraulické požadavky na shybky

Rychlost vody ve shybce nemá klesnout při průměrném bezdeštném průtoku pod 0,75 m·s^-1.
Ekonomickou rychlost ve shybce můžeme určit dle vztahu Kožina:

, kde (20)

v se pohybuje od 1,0 m·s^-1 pro DN 200 do 1,65 m·s^-1 pro DN 1200.
Z výše uvedených podmínek a z min. DN 200 vyplývá, že shybku je možno použít pro průtoky větší než 25 l·s^-1.
Při hydraulickém výpočtu návrhu shybky je velmi důležité stanovení místních ztrát.

Potrubí shybky je třeba navrhnout tak, aby úroveň dna vtoku do horního zhlaví byla o výšku nad úrovní dna dolního zhlaví shybky.

Ztráta Z₁ je dána změnou rychlosti vtoku do shybky a výtoku ze shybky.

, kde

(21)

- rychlost ve stoce před shybkou;

- rychlost ve shybce;

- rychlost ve stoce za shybkou.

Ztráta Z₂ je dána změnou profilu a kontrakcí vtoku v závislosti na rychlosti ve shybce v _s. Hodnoty této ztráty podle Děmidova a Šigorina jsou uvedeny v tab. 7.

Tabulka 9.1: Hodnoty ztrát Z ₂

v_s (m·s^-1)	0,75	0,90	1,00	1,10	1,25
Z₂(m)	0,0162	0,0223	0,0286	0,0346	0,0447

Ztráta Z₃ je dána změnou profilu a kontrakcí při výtoku. Hodnoty jsou uvedeny v tab. 8.

Tabulka 9.2: Hodnoty ztrát Z ₃

v_o-v_s (m·s^-1)	0,10	0,20	0,30	0,40	0,50
Z₃(m)	0,00051	0,00204	0,00459	0,00816	0,01275

Ztráta Z₄ je dána třením o stěny ve shybce, např. dle Manninga jsou:

(22)

Ztráta Z₅ jedná se o ztráty v ohybech a je možno je vypočíst dle vztahu:

, kde

(23)

S° - úhel ohybu;

m = 0,131+1,184·(r/R) ^7/2;

r - poloměr roury;

R - poloměr zakřivení.

POZN: Jednotlivé ztráty bývají zpracovány v nomogramech. Pro bezpečný návrh se celkové ztráty zvětší o 25 %.

Odlehčovací komory

Odlehčovací komory se používají k odlehčení směsi splaškových a dešťových odpadních vod z jednotné stokové soustavy.

Na stejném principu pracují separátory, které rozdělují kromě průtoku odpadních vod i jejich znečištění.

Konstrukčně musí být odlehčovací komora uspořádána tak, aby:

oddělovala z celkového průtoku nad ní množství, o které má být průběžná stoka odlehčena;
odlehčené množství odpadních vod odváděla odlehčovací stokou do recipientu.

Odlehčení se děje nejčastěji přepadem přes přeliv, jehož koruna je umístěna nade dnem odlehčovacího koryta.

Výška přelivné hrany přepadu odpovídá průtoku, při němž má být odlehčovací komora uvedena v činnost.

Základní typy odlehčovacích komor:

odlehčovací komory s přepadem přímým;
přímý kolmý přepad;
přímý šikmý přepad;
přímý obloukový přepad;
přímý lomený přepad;
odlehčovací komory s přepadem bočním;
boční přepad jednostranný s přímou hranou;
boční přepad jednostranný v oblouku;
boční přepad jednostranný se šikmou hranou;
boční přepad oboustranný se šikmými hranami;
odlehčovací komory se škrtící tratí s přepadem;
odlehčovací komory s přepadajícím paprskem (štěrbinové);
odlehčovací komory s horizontální dělící stěnou (etážové);
ostatní odlehčovací komory (s násoskou, stavítkem atd.).

Odlehčovací komory s přepadem

přímým – odlehčování se provádí ve směru osy přívodní stoky. Rozdíl mezi jednotlivými typy je v orientaci přelivu na směr přítoku odpadní vody do odlehčovací komory. Jednotlivé typy odlehčovacích komor s přepadem přímým jsou uvedeny na obr. 9.16.

Obr. 9.16 Odlehčovací komory s přepadem přímým (Hlavínek a kol., 2001)
bočním – směr odlehčování je odkloněn od směru přívodní stoky. U odlehčovací komory s bočním přepadem v oblouku se využívá odstředivá síla proudící vody v oblouku, což má za následek zvýšení účinnosti bočního přepadu.

Oboustranný přepad umožňuje zkrácení přelivné hrany a tím i délku odlehčovací komory oproti jednostrannému přepadu.

Obr. 9.17 Odlehčovací komory s přepadem bočním (Hlavínek a kol., 2001)

Odlehčovací komory se škrtící tratí s přepadem

Škrtící trať je úsek s menším průměrem potrubí, který je vložen mezi odlehčovací komoru a stoku vedenou dále na čistírnu odpadních vod.

Jeho působením s hladina v komoře vzdouvá a vtok do odtokového potrubí se zahlcuje.

Úsek škrtící tratě pracuje v tlakovém režimu, přičemž jeho průtočná kapacita se mění jen málo.

Odlehčovací komora se škrtící tratí a nízkou přelivnou hranou je znázorněna na obr. 9.18 a s vysokou přelivnou hranou na obr. 9.19.

Obr. 9.18 Odlehčovací komora se škrtící tratí a nízkou přelivnou hranou (Nypl a Synáčková, 1998)

Obr. 9.19 Odlehčovací komora se škrtící tratí a vysokou přelivnou hranou (Nypl a Synáčková, 1998)

Odlehčovací komory s přepadajícím paprskem

Pracují na principu rozdělení přepadajícího paprsku odpadní vody.

Malé tzv. bezdeštné průtoky a zředěné množství splašků propadne úzkou štěrbinou do příčně položeného žlábku, odkud odtékají k čistírně odpadních vod.

Při větších množství odpadních vod se přepadající paprsek rozdělí a množství vody nad určenou hodnotu odtéká odlehčovací komorou do recipientu.

Schéma odlehčovací komory je uvedeno na obr. 9.20.

Obr. 9.20 Odlehčovací komora s přepadajícím paprskem (přes štěrbinu ve dně s prahem)

Odlehčovací komory s horizontální dělící stěnou

Pracují na principu horizontálního dělení průtoků.

V odlehčovací komoře je umístěn ve vodorovné poloze břit, v určené výšce, který je splašky až do určeného stupně ředění podtékán.

Při větších průtocích nastává dělení průtoku.

Větší množství než je určené ředění splašků se břitem oddělí a je odvedeno do recipientu.

Schéma odlehčovací komory je znázorněno na obr. 9.21.

Obr. 9.21 Odlehčovací komora s horizontální dělící stěnou (Hlavínek a kol., 2001)

Výpočty odlehčovacích komor

Prvním úkolem při návrhu odlehčovací komory je určení množství vody, které z celkového přitékajícího množství do odlehčovací komory má pokračovat k ČOV.

Přebytečné množství je odváděno do recipientu.

Průtok odváděný na ČOV se dá vypočíst dle vztahu:

, kde

(24)

- průtok odváděný na ČOV z odlehčovací komory (l·s^-1);

- bezdeštný průtok splašků (l·s^-1);

- násobek ředění;

- poměr ředění.

Pozn. Ředící poměr se pohybuje v širokém rozmezí (min. 1+4, běžně 1+7, i více) a ovlivňuje ho celá řada faktorů: charakter odpadních vod, znečištění recipientu, vodnatost a charakter toku v recipientu a jiné.

Mezi další způsob stanovení je jeho určení na základě výpočtu intenzity mezního deště .

, kde

(25)

(26)

;

, kde

(27)

- redukovaná plocha území náležícího k odlehčovací komoře,

(ha);

- plocha území náležícího k odlehčovací komoře (ha);

- součinitel vyjadřující kvalitu odpadních vod;

- současný odtok dešťových vod (m³·s^-1);

- průtok ve vodním toku, dosažený příp. překročený 270 dní v roce (m ³·s ^-1);

- průměrný počet obyvatel na hektar (PO·ha ^-1);

- nejnižší intenzita blokového deště, používá se při dimenzování stoky před odlehčovací komorou (l·s ^-1·ha ^-1)

Hydraulický výpočet odlehčovacích komor s přímým přepadem

Při dokonalém přímém kolmém přepadu, neuvažuje-li se přítoková rychlost platí:

,kde

(28)

- přepadové množství (m³·s^-1);

- přepadová výška;

- délka přelivné hrany (m);

- součinitel přepadu (dle tvaru hrany 0,55 – 0,75).

Pro dané Q a h můžeme délku přelivné hrany vypočíst ze vztahu:

,kde

(29)

Přihlížíme-li k přítokové rychlosti, stanoví se délka přelivné hrany ze vztahu:

,kde

(30)

odkud

, kde

(31)

, kde

- přítoková rychlost (m·s^-1);

- Coriolisovo číslo.

Při výpočtu nedokonalého přepadu se předpokládá, že voda jednak přepadá výškou h₁ (rozdíl hladin), a jednak protéká otvorem o výšce h₂ (výška spodní hladiny nad přelivnou hranou).

Platí, že: ,

(32)

(33)

Kanalizační přípojky

Odvádějí odpadní vody z nemovitostí do stokové sítě.

Navrhování kanalizačních přípojek

Základní podmínky pro navrhování a stavbu kanalizačních přípojek udává (ČSN 75 6101), uvnitř budov a v jejich bezprostřední blízkosti je uplatněna (ČSN 75 6760).

Každá nemovitost připojená na stokovou síť má mít samostatnou kanalizační přípojku.

Při odvodnění rozsáhlé nemovitosti (objektu) několika kanalizačními přípojkami je možná pouze se souhlasem provozovatele nebo vlastníka stokové sítě.

U kanalizačních přípojek o jmenovité světlosti větší než DN 200, může provozovatel a/nebo vlastník stokové sítě požadovat měrnou šachtu, umožňující měření průtoků a odběr vzorků. Musí být vždy zajištěn přístup k této měrné šachtě. Je vhodné ji umístit do veřejného pozemku.

Je-li veřejná stoková síť oddílného systému, jsou analogicky požadovány přípojky dvě – dešťová a splašková.

Pokud je světlost přípojky větší než 200 mm, potom je nutno dle (ČSN 75 6101) provést hydrotechnický výpočet pro stanovení světlosti přípojky.

Kanalizační přípojky nemovitostí se dimenzují jako svodné potrubí vnitřní kanalizace podle (ČSN EN 12056-2), (ČSN EN 752), (ČSN 75 6760).

Obsah projektové dokumentace kanalizační přípojky

situační výkres vztahů v měřítku 1:500, 1:1000;
situaci přípojky a potrubí vnitřní kanalizace vně budovy v měřítku 1:100 a/nebo 1:200 s uvedením světlosti a materiálu potrubí. V situaci je nutno vyznačit: studny, domovní čistírny odpadních vod, žumpy, vsakovací zařízení, retenční nádrže apod.;
podélný profil kanalizační přípojky;
příčný řez (uložení potrubí);
množství, průtok a druh odpadních vod vypouštěných do stokové sítě;
popřípadě výkres vstupní šachty (měrné šachty), případně spadiště na kanalizační přípojce.

Minimální přípustná dimenze

Nejmenší jmenovitá světlost potrubí kanalizační přípojky je DN 150 . Při jmenovité světlosti větší než DN 200 je nutno projekt doložit hydrotechnickým výpočtem.

Spády

Nejmenší dovolený sklon kanalizační přípojky jmenovité světlosti:

DN 200 je 10 ‰;
DN 150 je 20 ‰.

Největší dovolený sklon kanalizační přípojky je 400 ‰. Jedná se o zvláštní případy, kde při velkém rozdílu mezi přípojkou a stokou, lze po dohodě s provozovatelem kanalizace na přípojce provést spadišťovou šachtu nebo spádový stupeň ve vstupní šachtě.

Trasování přípojek

Kanalizační přípojka má být co nejkratší, v jednotném sklonu, v přímém směru a kolmá na stoku (mimo napojovacího oblouku nebo krátkých přípojek cca 2m).

Území nad kanalizační přípojkou v šířce 0,75 m na obě strany od osy kanalizační přípojky nesmí být zastavěné, ani osázené stromy aby bylo možno přípojku opravit.

Přípojka začíná dle zákona č. 274/2001 Sb. o veřejných vodovodech a veřejných kanalizacích v místě „vyústění“ vnitřní kanalizace.

Obvykle se za toto místo považuje profil 1,0 m před obvodovou zdí budovy.

Veřejná část přípojky

Je to část, ležící na veřejném prostranství, pokud i místo napojení na veřejném prostranství leží .

Pokud leží přípojka na jiném než veřejném statku celou svou délkou, je za veřejnou část považována délka 2,0 m od místa napojení.

Pokud je přípojkou napojována nemovitost, která není totožná s pozemkem, na němž leží veřejná stoka, je za veřejnou část považován úsek, ležící na tomtéž pozemku jako stoka.

Další požadavky

Přípojky zaústěné do šachet je možno čistit z těchto šachet.
Přípojky zaústěné do potrubí musí být čistitelné odjinud.
Podle (ČSN 73 6760) je požadováno, aby na ležatých svodech byly instalovány čistící tvarovky, a to na potrubí jednotné a splaškové kanalizace v odstupech max. 15 m, na dešťovém potrubí v odstupech 20 m.

Obvykle bývá revizní šachta s čistícím kusem umístěna na hlavním svodu bezprostředně za obvodovou zdí. Pokud tomu tak není, je vhodné zařadit revizní šachtu s čistícím kusem před budovu na začátek přípojky, tj. 1,0 m před obvodovou zeď.

Napojení na veřejnou stoku

Objekty a nemovitosti vzdálené do 50 m od veřejné stoky by měly být napojeny na stoku, pokud to stav a kapacita stoky dovolují. Nemělo by být v tomto případě dovoleno svádění odpadních vod do žump.
Přípojky do DN 200, vč. přípojek od dešťových vpustí, se napojují na stoku v úseku mezi šachtami pod úhlem 45° až 90° , výjimečně mohou být napojeny do šachty koncové.
Přípojky větších profilů se napojují v šachtách , a platí pro ně stejné pravidla jako pro šachty spojné. Výjimečně se souhlasem provozovatele a/nebo vlastníka stokové sítě mohou být kanalizační přípojky DN 250, DN 300 napojeny mezi šachtami.
Poklud máme velký výškový rozdíl mezi kanalizační přípojkou a stokou v místě napojení, lze po dohodě s provozovatelem a/nebo vlastníkem stokové sítě provést na přípojce spadiště. Obtok spadiště má stejnou jmenovitou světlost jako kanalizační přípojka.
Přípojky napojované na stoku (menší než DN 250 mm ), jsou napojovány tak, aby vtok svíral s osou stoky úhel 60°, tedy většinou přes obloukovou tvarovku 30°.
Výškově se u neprůlezných stok přípojky zaúsťují do horní poloviny stoky, u průlezných a průchozích stok se zaúsťují dnem v úrovni hladiny průmětného bezdeštného průtoku nebo do stávající vložky viz obr. 9.22.

Obr. 9.22 Kameninová vložka ve zděné stoce (Nypl a Synáčková, 1998)

Dešťové nádrže

Definice a názvosloví

Nebeský rybník – rybník, který je napájený pouze atmosférickými srážkami.

Poldr – přírodní retenční nádrž (většinou suchá), která své prostory plní v době přívalu dešťových vod. Po postupném vyprázdnění může být její plocha využívána pro sadové, nebo zemědělské účely.

Kritická doba trvání deště – doba trvání deště dané periodicity, který vyvolá maximální průtok ve sledovaném příčném profilu.

Blokový déšť – déšť stálé intenzity, určený dobou trvání a periodicitou výskytu.

Kritický déšť – blokový déšť o intenzitě odpovídající kritické době trvání deště, způsobující maximální odtok z daného povodí.

Mezní déšť – fiktivní déšť, ze kterého lze stanovit mezní odtok, který se ještě nesmí odlehčovacími komorami nebo separátory ze stokové sítě do vodního recipientu vypustit.

Odlehčovací komora s vysokou přelivnou hranou - odlehčovací komora se zpětně vzdutou hladinou před přelivnou hranou, v které je minimalizováno množství přepadajících znečištěných dešťových vod z oplachu povrchů a výplachu stok.

Hydrogram – čára vyjadřující závislost průtoků (obvykle v l/s, m³/s) na čase ve sledované příčném profilu (obvykle 1 minuta).

Hlavní úlohy dešťových nádrží

Snížení nebo zamezení odnosu znečištění dešťovými vodami nebo zředěnými odpadními vodami do vodních recipientů využitím procesu sedimentace.
Transformace přívalové vlny zředěných odpadních vod retencí s možností vyrovnaného odtoku do čistírny.
Zachycení přívalové vlny dešťových vod retencí před jejich kontinuálním vypouštěním do vodního recipientu.

Druhy dešťových nádrží

Retenční: Slouží pro vyrovnání odtoku. Jsou navrhovány v případech, kdy maximální přítok do sledovaného příčného profilu je větší, než požadovaný odtok. Doporučuje se většinou budovat s bezpečnostním přelivem.
Záchytné nádrže: Většinou tam, kde se očekává vytvoření vlny přinášeného znečištění. Umísťují se za odlehčovací komorou s vysokou přelivnou hranou. Plní především retenční funkci. Po naplnění nádrže přebírá funkci bezpečnostního přelivu odlehčovací komora, ze které jsou pak vody odváděny přes přeliv do vodního recipientu.
Průtočné: Při tvorbě těchto nádrží se nepředpokládá vytvoření vlny výrazného znečištění.
Usazovací (sedimentační): Pouze na dešťových stokách oddílné stokové soustavy. Mají čistící a retenční funkci.
KombinovanéNavrhují se jako soustava dešťových nádrží, kde první nádrž je záchytná a další jsou např. průtočné.

Funkční části objektu s dešťovými nádržemi

Odlehčovací komora s přelivem do vodního recipientu nebo do dešťové nádrže.
Dešťovou nádrž.
Ovládání odtoku odkanalizovaných vod do čistírny.
Čerpací stanice k vyprazdňování dešťových nádrží.
Zařízení pro zamezení úniku plovoucích nečistot (norné stěny).
Zařízení k odstranění ropných derivátů.
Obtok nebo zařízení na odvedení přelivných vod.
Zařízení na vyplachování a čištění dešťových nádrží.

Zapojení dešťových nádrží do stokové sítě

Důležité je, aby se dešťové nádrže navrhovaly tak, aby případné zpětné vzdutí vody v přívodní stoce nezpůsobovalo provozní potíže.
Na jedné stoce mají být dešťové nádrže pokud možno zapojeny vedle sebe. V případě zapojení dešťových nádrží za sebou se mají navrhovat jako záchytné dešťové nádrže.
Podle uspořádání a vztahu k průtoku vody ve stoce se dělí dešťové nádrže na nádrže v hlavní nebo vedlejším směru průtoku ve stoce.

Schémata zapojení dešťových nádrží na stokové sítě jsou prezentovány na obr. 9.23, 9.24 až obr. 9.33.

Obr. 9.23Vysvětlivky ke schématům zapojení dešťových nádrží (ČSN 75 6261, 2004)

Obr. 9.24 Retenční dešťová nádrž (ČSN 75 6261, 2004)

Obr. 9.25 Záchytná dešťová nádrž (ČSN 75 6261, 2004)

Obr. 9.26 Průtočná dešťová nádrž (ČSN 75 6261, 2004)

Obr. 9.27 Záchytné dešťové nádrže v hlavním směru za sebou (ČSN 75 6261, 2004)

Obr. 9.28 Záchytné dešťové nádrže ve vedlejším směru vedle sebe (ČSN 75 6261, 2004)

Obr. 9.29 Průtočné dešťové nádrže v hlavním směru za sebou (ČSN 75 6261, 2004)

Obr. 9.30 Průtočná dešťová nádrže bez odlehčovací komory s vysokou přelivnou hranou (ČSN 75 6261, 2004)

Obr. 9.31 Záchytné dešťové nádrže v hlavním směru za sebou s připojením stok v území bez vodního recipientu (ČSN 75 6261, 2004)

Obr. 9.32 Záchytné dešťové nádrže ve vedlejším směru za sebou s připojením stok v území bez vodního recipientu (ČSN 75 6261, 2004)

Obr. 9.33 Průtočné dešťové nádrže ve vedlejším směru vedle sebe (ČSN 75 6261, 2004) Stavební řešení dešťových nádrží

Stavební řešení dešťových nádrží

Půdorysný tvar železobetonových dešťových nádrží může být např. obdélníkový nebo kruhový. Půdorysný tvar otevřených dešťových nádrží se zatravněnými svahy se řeší podle místních podmínek.
Musí být vodotěsné a na vodotěsnost musí být zkoušeny.
Stěny žlabů ve dně nádrží musí mít minimální sklon 1:1. Rychlost průtoku při bezdeštném průtoku musí být minimálně 0,6 m/s.
Stěny a dno nádrží, kromě nádrží se zatravněnými svahy, musí mít úpravu umožňující omývání.
Nádrže je třeba navrhnout tak, aby docházelo k samočištění dna, nebo aby se daly čistit hydraulicky nebo mechanicky.
Na přítoku do nádrže a/nebo odtoku vod z nádrže se doporučuje umístit zařízení pro měření průtoků a odběr vzorků.
Před odtokem z nádrže musí být umístěna norná stěna na zachycení plovoucích látek.
Objekty se doporučuje vybavit automatizací a signalizací provozního stavu do místa s trvalou obsluhou.
Objekty se také doporučuje vybavit únikovými cestami pro obojživelníky.

Provoz dešťových nádrží

Pro každý soubor objektu s dešťovou nádrží musí být vypracován provozní řád, navazující na provozní řád příslušné stokové sítě.
Soubor zařízení dešťových nádrží je třeba pravidelně přezkušovat a provoz řídit podle provozního řádu.