В представленном проекте приведены существующие в настоящее время проблемы ливневых канализаций в городе Новочеркасске. Поднимается проблема состояния ливнёвки г. Новочеркасска. Предлагаются мероприятия по совершенствованию, ремонту и реконструкции ливневых канализационных систем.
Объект исследования: Ливневая канализация г. Новочеркасска.
Предмет исследования: Общее состояние ливнестоков.
Гипотеза: Справляется ли ливневая канализация с потоками воды.
Целями исследования проекта «Проблема состояния ливневых канализаций в моём городе Новочеркасске» являются: проведение мониторинга состояния и работы ливневой канализации расположенной по улицам г. Новочеркасска; анализ собранной информации и обработка полученных результатов исследования; выяснить, как справляется существующие объекты ливнестока с потоками воды в дождливые периоды.
В представленном проекте применялись следующие методы исследования: мониторинг состояния и работы ливневых канализаций по улицам города Новочеркасска, анализ и наблюдение за объектами исследования в различные периоды времени, велась фото и видеосъёмка объектов, работа со справочной литературой и электронными ресурсами.
Выводы и результаты: В результате моего исследования, я сделал выводы, что ливневая канализация города Новочеркасска находится в плачевном, катастрофическом состоянии. Считаю, что подземная ливневая канализация в городе неэффективна.
В России для большинства городов как никогда актуальна проблема отказа работы сооружений по отводу ливневых вод, ведущая к затоплению улиц, заболачиванию газонов и парковых зон. Проблема заключается в дренажных системах, которые требуют полного и беспромедлительного обновления, реконструкции и возможно проектирования и строительства новых ввиду их полного отсутствия.
В представленном проекте приведены существующие в настоящее время проблемы ливневых канализаций в городе Новочеркасске. Поднимается проблема состояния ливнёвки г. Новочеркасска. Предлагаются мероприятия по совершенствованию, ремонту и реконструкции ливневых канализационных систем.
Проблема отвода атмосферных сточных вод в больших городах заключается в том, чтобы принять интенсивные потоки воды во время сильных ливней и отвести их с городской территории.
Актуальность проблемы ливневых канализаций г. Новочеркасска
Мне не раз приходилось наблюдать, как по улицам нашего города после ливней потоками несется вода, смывая все на своем пути. И я решил исследовать работу ливневой канализации в своем городе. Считаю тему интересной и актуальной.
Город Новочеркасск, основанный 18 мая 1805 года атаманов графом Матвеем Ивановичем Платовым, является историческим центром Донского казачества. Развиваясь как туристический центр Дона и России, Новочеркасск посещает тысячи именитых гостей и туристов, поэтому очень хочется, чтобы наш город всегда выглядел красивым и ухоженным, в любое время года.
Но в очередной раз жители многих районов Новочеркасска увидели, что 17 и 18 июня 2015 года были затоплены в результате ливня практически все центральные и прилегающие к ним улицы. Нет, это не Крымск и не вышедшая из берегов река, не цунами, не тайфун, это обычный сильный ливень. Почему же город «потонул»? Проблема в неработающей ливневой канализации. Она забита, либо испорчена.
Тот, кому когда-либо приходилось быть свидетелем затопления улиц, хорошо знает, какие катастрофические масштабы может принять разрушительное воздействие воды при сильных ливнях.
Получается, что все мы можем быть затоплены, в результате обычного ливня.
Цели, задачи и методы исследования
Объектом исследования в моей работе стала ливневая канализация г. Новочеркасска. Предметом исследования стало общее состояние ливнестоков их работа во время дождей и ливней. Работа над проектом рассчитана на три года и состоит из трёх этапов.
Этапы реализации проекта:
I ЭТАП - организационный (сентябрь 2015 – декабрь 2016 гг.). Обсуждение проблемы и выбор направления деятельности, постановка цели и задач проекта, разработка модели проекта и обоснование значимости проекта, подбор познавательной литературы.
II ЭТАП - основной или практический (январь 2016 – декабрь 2016 гг.). Подготовка и сбор фотоматериала, сбор образцов загрязнённой воды из ливнёвок по микрорайону, обработка данных полученных в ходе анализа проблемы, оформление теоретической части.
III ЭТАП – рефлексивный (май 2017 г.). Подведение итогов реализации проекта, изготовление стенгазеты по итогам проделанной работы, фоторепортаж о проделанной работе, организация фотовыставки «Проблема состояния ливневых канализаций в моём городе Новочеркасске!».
Моя гипотеза такова – считаю, что ливневая канализация в г. Новочеркасске не справляется с потоками дождевой воды.
Целями исследования проекта «Проблема состояния ливневых канализаций в моём городе Новочеркасске» являются: проведение мониторинга состояния и работы ливневой канализации расположенной по улицам г. Новочеркасска; анализ собранной информации и обработка полученных результатов исследования; выяснить справляется ли, существующие объекты ливнестока с потоками воды в дождливые периоды.
Для достижения целей проекта были поставлены следующие задачи:
1. Изучить и проанализировать литературные источники и электронные ресурсы о функционировании ливневых канализаций.
2. Практически ознакомиться с различными методиками анализа состояния и работы ливневых канализаций.
3. Провести анализ состояния и работы ливневых канализаций микрорайонов города.
4. Провести просветительскую работу с целью ознакомления учащихся с результатами проделанной работы.
В представленном проекте применялись следующие методы исследования: мониторинг состояния и работы ливневых канализаций по улицам города Новочеркасска, анализ и наблюдение за объектами исследования в различные периоды времени, велась фото и видеосъёмка объектов, работа со справочной литературой и электронными ресурсами.
Анализ состояния и работы ливневой канализации г. Новочеркасска
Историческая справка
Место, где располагается Новочеркасск, раньше называлось Бирючий кут («волчье логово»). Говорят, здесь была тьма волков. Отсюда и название местности.
У города уникальная планировка. Он раскинулся на Аксайской возвышенности и золотые купола его главного храма видны издалека, ещё на подъезде к городу. Город опоясан речкой Тузлов и рукавом Дона рекой Аксай.
Донская казачья столица спроектирована по поручению царя Александра I выдающимся архитектором генерал-лейтенантом Францом Павловичем де Воланом. Француз по происхождению, Де Волан спроектировал город по лучшим европейским традициям, и многие видели в планировке Новочеркасска образ французской столицы. Заложенные еще тогда ливневые канализации до наших дней дошли частично, так как были разрушены в годы немецкой оккупации и при советской власти. Но некоторые из них (рисунок 1) сохранились и продолжают свою работу.
Рисунок 1. Подземный коллектор
К сожалению до наших дне дошло очень мало фотографий строительства и работы устройств для отвода воды, но некоторые мне удалось найти:
Рисунок 2. Строительство подземных коллекторов
Рисунок 3. Строительство подземных коммуникаций
Рисунок 4. Затопленные улицы
Рисунок 5. Закладка труб
Принцип работы ливневой канализации
Я изучил основной принцип работы ливневой канализации.
Рисунок 6. Схема канализации
Дождевая канализация, ливневая канализация или ливнёвка – это сложная инженерная система труб, дождеприёмников, лотков, каналов, желобов, фильтров, производящих очистку осадков от различных загрязнений, пескоуловителей, дождеприёмных колодцев, коллекторов, смотровых колодцев, ёмкостей, цистерн, в которых хранятся очищенные осадки, предназначенная для сбора и отвода дождевых и талых вод с кровель зданий, дорожных покрытий и различных площадок за пределы городских территорий или участков. Дождевые и талые воды отводятся по сетям ливневой канализации с выпусками в коллектор, водоёмы или придорожные кюветы. К основным местам устройства ливневой канализации относятся тротуары, парки, аллеи участки возле домов и зданий, бензоколонки, заправочные станции, парковки, парковочные дома, станции перекачки и хранения нефтепродуктов, производственные и складские территории.
Рисунок 7. Решётки ливневой канализации
Рисунок 8. Люки и решётки ливневой канализации
Основной принцип работы ливневой канализации заключается в том, что потоки воды по плоским уклонам поверхности собираются в линию каналов. Очищают собранную воду перед выпуском её в канализацию так называемые пескоотделители. Элементами точечного водосбора являются дождеприёмники, служащие для сбора воды из водосточных труб. Они оснащаются специальными фильтрами для очистки стоков. Дождевые и дренажные воды поступают по трубам ливневой канализации в коллекторный колодец, откуда выводятся в коммунальную канализацию дождевой воды или открытую дрену. Для предотвращения проникновения воды из колодца обратно в дренажную систему, коллекторный колодец снабжают обратным клапаном. Сбор и отвод дождевой воды это обязательная функция в инженерном оснащении каждого объекта строительства.
Чтобы предотвратить затопление дорог дождевыми или талыми водами, покрытие укладывается с уклоном в сторону бордюров, где через равные промежутки расположены решётки сточной канализации. Их равномерное распределение по всей дороге, а также оптимальная толщина отводных канализационных труб способствует успешному предотвращению наводнений на дорогах (рисунок 9).
Рисунок 9. Работа ливневой канализации
С крыш зданий и сооружений осадки по желобам попадают в дождеприёмники, установленные под водосточными трубами, и уходят в коллектор.
Каналы и трубы ливневой канализации прокладываются на водосборной территории под углом примерно 5 мм/м. При этом используются заглубленные желоба и пескоуловители, а по обе стороны водостока создаются плоские уклоны, что предупреждает проседание грунта. Дождевая вода, попадая в трубы ливневой канализации через решетки дождеприёмника, проходит фильтрацию в пескоуловителях, после чего очищенная попадает в цистерны и коллекторный колодец. Наружная дождевая канализация в виде водостоков предназначена для организованного и достаточно быстрого отвода выпавших на территории города или промышленного предприятия атмосферных осадков или талых вод.
Быстрый отвод этих вод особенно необходим, если улицы имеют усовершенствованные водонепроницаемые покрытия, так как в противном случае во время сильных ливней возможно затопление улиц и подвалов зданий, расположенных в низких местах. Устройство водосточной сети предотвращает подъем уровня грунтовых вод в населенных пунктах, что имеет немаловажное значение для их благоустройства.
В дождевую канализацию кроме дождевых и талых вод иногда сбрасывают также так называемые условно чистые воды, образующиеся при технологических процессах на предприятиях, сброс их в дождевую канализацию допускается только с разрешения органов Государственного санитарного надзора. В отдельных случаях в загородные участки дождевой сети направляют бытовые сточные воды после соответствующей их очистки и обезвреживания.
Наружную ливневую канализацию устраивают открытого, закрытого и смешанного типа. В случае открытого типа дождевые воды отводят с помощью открытых канав и лотков. Когда ливневую канализацию проектируют закрытого типа дождевая вода, стекающая по поверхности, собирается водоотводными лотками, входящими в конструкцию городских дорог и тротуаров, и через особые колодцы, называемые дождеприёмниками, поступает в сеть подземных трубопроводов, по которой она сплавляется по наикратчайшим расстояниям в ближайшие тальвеги или непосредственно в естественные водоёмы, в связи с этим водосточные сети второго типа получили в современных городах наибольшее распространение, так как являются более совершенными. В смешанном типе часть элементов открытой сети, там где невозможно устройство канав при большой глубине, заменяется закрытыми подземными трубопроводами.
Во всех указанных выше типах сети отвод дождевых вод в водоёмы, как правило, производится самотеком. К перекачке дождевых вод прибегают лишь в очень редких случаях, при особо неблагоприятных условиях рельефа местности.
При разработке проектов ливневой канализации учитывается множество факторов: анализ баланса водопотребления и отведения сточных вод; расходы стока дождевых вод (интенсивность и количество осадков); площадь стока; расчётная продолжительность протекания дождевых вод по поверхности и трубам до расчётного сечения; рельеф местности и множество других обстоятельств.
Рисунок 10. Ливневая канализация по ул. Кавказская
Оптимальный вариант должен определяться наименьшей величиной приведенных затрат с учётом сокращения трудовых затрат, расхода материальных ресурсов, электроэнергии и топлива, а также исходя из санитарно-гигиенических и хозяйственных требований.
Для современного населенного пункта особенно актуален вопрос о такой статье бюджета, как содержание и облуживание ливневой канализации, ее коллекторов, колодцев, решёток. Чтобы подобные инженерные сооружения работали надёжно и эффективно, необходима грамотная разработка, постройка, контроль и своевременный ремонт систем и технического оборудования. Для обеспечения подобного процесса необходимы большие денежные инвестиции. Каждый город России справляется с осадками и их последствиями в меру своих сил, в некоторых областях как источник финансирования отрасли рассматривают даже введение дополнительного тарифа, такого же, как существующие сборы на водоснабжение, другие просто привлекают спонсорские средства, и это не запрещено законодательством.
Анализ состояния ливневой канализации г. Новочеркасска
В Новочеркасске предусмотрена дождевая канализация открытого и закрытого типа с предварительной очисткой стока. Применение открытых водоотводящих устройств – канав, кюветов, лотков допускается в районах одноэтажной и двухэтажной застройки, а также на территории парков с устройством мостиков или труб на пересечении с улицами, дорогами, проездами и тротуарами. Наиболее сложной по устройству и эксплуатации является ливневая канализация закрытого типа.
Проводя анализ состояния ливневой канализации, я сделал много фотографий:
Рисунок 11. Двор общежития № 4 НИМИ
В дождливые дни дорога в школу и домой становиться для меня настоящее приключением. На фотографиях представленных ниже, видно в каком состоянии находятся улицы после дождя:
Рисунок 12. Пер. Комсомольский
Местные жители жалуются на громадные лужи и отсыревшие квартиры. Из-за плохого состояния ливневой канализации Новочеркасск утопает в лужах. Из-за дождей и мокрого снега, улицы города превращаются в реки. Такая ситуация наблюдается не только в отдаленных районах, но и в центре.
Рисунок 13. Моя улица, Куричья балка, огромная лужа перед Мясокомбинатом
Во дворе нашей школы для отвода дождевой воды устроены
Фотоотчет последствий дождей и ливней в г. Новочеркасске
Проблема городской ливнёвки заключается в том, что ливнесток по проспекту Платовскому требует очистки. В квартале от ул. Московской до ул. Пушкинской ливнесток выложен булыжником, т.е. является практически вечным. Но в последние годы он перестал выполнять свою функцию. Поэтому при сильном дожде потоки воды со всего пр. Платовского и с ул. Дворцовой текут не на ул. Пушкинскую, как было раньше, а через дворы жилых домов, и заливают подвалы. При этом страдают не только подвальные помещения с расположенными в них коммуникациями, но и фундаменты домов. Кроме того, при сильном дожде есть опасность повторного обрушения шейки подвала. Такие обрушение уже фиксировались, и жители своими силами восстанавливали повреждения.
Практическая часть проекта
Работая над проектом, меня заинтересовал и ещё один важный вопрос, что же содержится в дождевых стоках, какой процент мусора, взвеси и других загрязнений. Поэтому, я собрал образцы загрязнённой воды из ливнёвок по микрорайону, и занялся обработкой данных полученных в ходе анализа проблемы, в этом мне помогли знания по химии.
Выводы по работе и рекомендации
В результате моего исследования, я сделал выводы, что ливневая канализация города Новочеркасска находится в плачевном, катастрофическом состоянии.
Считаю, что подземная ливневая канализация в городе неэффективна. Существующая сеть ливнёвок не справляется с нагрузкой, поскольку была рассчитана на меньший объем воды, да и проектировалась два столетия назад. Местами она засорилась, а кое-где и вовсе отсутствует.
Заключение
Результаты моего исследования свидетельствуют о том, что проблема отказа работы сооружений по отводу ливневых вод в настоящее время одна из самых актуальных тем.
При выполнении проекта, я добился поставленных целей, и была проверена сформулированная мною гипотеза – что ливневая канализация в г. Новочеркасске не справляется с потоками дождевой воды. Гипотеза верна.
Работа над проектом позволила мне расширить свой кругозор по проблемам связанным с сохранением окружающей среды, приобрести навыки исследовательской работы, а так же усилить мою гражданскую позицию, ведь каждый житель может внести свой вклад в благоустройство города.
Я хочу, чтобы новое поколение выросло экологически грамотным, и для просветительской деятельности мой проект можно использовать на уроках химии, биологии и классных часах посвящённых экологическим проблемам.
В будущем я намерен продолжить работу над выбранной темой, провести дальнейший мониторинг состояния ливневки по другим микрорайонам и пути поступления дождевой воды в реку Тузлов.
Библиографическая ссылка
Меркулов Е.А. ПРОБЛЕМА СОСТОЯНИЯ ЛИВНЕВЫХ КАНАЛИЗАЦИЙ В МОЁМ ГОРОДЕ НОВОЧЕРКАССКЕ // Старт в науке. – 2016. – № 5. ;URL: https://science-start.ru/ru/article/view?id=451 (дата обращения: 23.04.2024).