مرجع تخصصی آب و فاضلاب

شبکه فاضلاب: طراحی، نکات، فرمولها، روشها و چالشها

1. اصول طراحی شبکه فاضلاب

• نکات کلیدی طراحی:

  • محاسبات هیدرولیکی: تعیین دبی جریان، سرعت جریان، و شیب لوله برای جلوگیری از رسوبگذاری یا سرریز.

  • انتخاب مصالح: لوله های بتنی، PVC، HDPE، یا چدنی بسته به شرایط خاک، بار ترافیکی، و مقاومت شیمیایی.

  • شیب بهینه: معمولاً بین ۰٫۵ تا ۲ درصد برای جلوگیری از رسوب (با استفاده از فرمول مانینگ).

  • هماهنگی با زیرساختهای موجود: اجتناب از تداخل با خطوط آب، گاز، و کابلها.

  • ملاحظات زیستمحیطی: مدیریت روانابهای سطحی، جلوگیری از نفوذ فاضلاب به آبهای زیرزمینی.

2. فرمولها و محاسبات

• فرمول مانینگ (Manning):

  V=(1/n)⋅R2/3⋅S1/2

  • V: سرعت جریان (m/s)

  • n: ضریب زبری مانینگ (مثلاً ۰٫۰۱۳ برای بتن)

  • R: شعاع هیدرولیک (نسبت سطح مقطع به محیط تر)

  • S: شیب لوله.

• روش منطقی (Rational Method):

  Q=C⋅i⋅A

  • Q: دبی اوج (m³/s)

  • C: ضریب رواناب (بین ۰ تا ۱)

  • i: شدت بارش (mm/h)

  • A: سطح زهکشی (ha).

3. انواع شبکه فاضلاب

• فاضلاب ترکیبی (Combined): انتقال همزمان فاضلاب خانگی و آب باران (منسوخ در مناطق مدرن).

• فاضلاب بهداشتی (Sanitary): انتقال فاضلاب خانگی و صنعتی.

• شبکه آب باران (Stormwater): مدیریت روانابهای سطحی با استفاده از کانالها یا لوله های باز.

4. چالشهای طراحی

• تغییرات اقلیمی: افزایش شدت بارشها و نیاز به ظرفیت بیشتر.

• رشد جمعیت: نیاز به توسعه شبکه بدون اختلال در خدمات موجود.

• محدودیت های جغرافیایی: طراحی در مناطق کوهستانی یا شهری شلوغ.

• مصالح نامناسب: خوردگی لولهها در خاک های اسیدی یا شور.

5. نگهداری شبکه

• روشهای متداول:

  • پاکسازی: جتینگ (فشار آب بالا) برای حذف رسوبات.

  • بازرسی: استفاده از دوربینهای CCTV یا ربات های هوشمند.

  • کنترل ریشه: قطع ریشههای نفوذی با دستگاه های مکانیکی یا مواد شیمیایی.

  • ترمیم نشتی: تزریق رزین اپوکسی یا گراوتینگ.

6. روشهای بازسازی و افزایش قطر

• فناوریهای بدون حفاری (Trenchless):

  • لوله کشی جایگزین (Pipe Bursting): جایگزینی لوله قدیمی با لوله جدید با قطر بزرگتر.

  • لوله کشی پیوسته (CIPP): نصب لایههای رزینی درون لوله موجود برای تقویت آن.

  • اسپیرال وایندینگ (Spiral Winding): استفاده از نوارهای پلیمری مارپیچ برای افزایش استحکام.

• روشهای حفاری:

  • حفاری افقی (HDD): مناسب برای عبور از زیر جاده ها یا رودخانه ها.

  • میکروتونلینگ: حفاری دقیق با قطر کوچک برای مناطق شهری.

7. روشهای حفاری برای ایجاد یا اصلاح شبکه

• حفاری باز (Open-Cut): مناسب برای مناطق کمتراکم با هزینه پایین.

• حفاری مکانیزه: استفاده از دستگاه های TBM (تونلزنی ماشینی) برای پروژه های بزرگ.

• حفاری عمودی: برای اتصال لوله ها به چاه های عمیق.

8. چالش های بازسازی

• اختلال در ترافیک: نیاز به برنامهریزی برای کاهش تأثیر بر زندگی شهری.

• هزینه بالا: فناوری های بدون حفاری گرانتر از روش های سنتی.

• هماهنگی با ذینفعان: مدیریت تعارض با مالکین خصوصی یا سازمانها.

9. ملاحظات نوین

• شبکه های هوشمند: استفاده از سنسورهای IoT برای پایش لحظه ای وضعیت لوله ها.

• زیرساخت های سبز: استفاده از باغ های بارانی یا سطوح نفوذپذیر برای کاهش بار شبکه.

با رعایت این اصول و انتخاب روشهای مناسب، میتوان شبکههای فاضلاب پایدار و مقاوم در برابر چالشهای آینده طراحی و نگهداری کرد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

مقاله بهینه سازی شبکه های فاضلاب
محمد دارایی نژاد - کارشناس ارشد دانشکده مهندسی عمران دانشگاه شهید باهنر کرمان
محمدجواد خانجانی (شناسه پژوهشگر - Researcher ID: ۵۵۷۱)
استاد بخش مهندسی عمران، دانشگاه شهید باهنر کرمان
پروین صفاپور - عضو هیأت علمی بخش مهندسی کامپیوتر، دانشگاه شهید باهنر کرمان
چکیده مقاله:
از بهین هسازی شبکه فاضلاب جهت کاهش هزینه های آن با توجه به محدودی تهای اعمال شده استفاده م یگردد.در این مطالعه، شبکه فاضلاب شهرک شهید رجائی کرمان مورد بررسی قرار گرفت. برای بهین هکردن این شبکه از مدل هیدرولیکی اصلاح شده هیزن ویلیامز همراه با رابطه کلی برای محاسبه ضریب زبری استفاده شده است. مدل ریاضی استفاده شده در این مطالعه دارای تابع هزین های (تابع هدف) است که حاصل از ترکیب غیر خطی هزین ههای قطر لوله، عمق خاکبرداری، شیب لوله، هزینه ساختمان آدم رو و محدودی تهای فنی منطقه مورد نظر ( قیود) از قبیل حداقل و حداکثر شیب، قطر، سرعت، متوسط عمق خاکبرداری م یباشد. برای کمین هکردن تابع هدف از روش بهین هسازی غیرخطی " جهات امکان پذیر زوتندیک " استفاده شده است. در این تحقیق، درصد پرشدگی لوله را تابعی از دبی، شیب، قطر و همچنین ضخامت زبری گرفت هایم. در پایان، هزین هها به میزان چهار درصد کاهش یافته است که شامل کاهش هزینه خاکبرداری وکاهش هزینه ساخت آدم ر وها م یباشد.
کلیدواژه‌ها:
بهینه سازی ، شبکه فاضلاب، هیزن ویلیامز اصلاح شده.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

مقدمه

جمع آوري و تصفيه فاضلاب هاي شهري يكي از مهمترين مسائل حفاظت از محيط زيست جوامع بشري مي باشد. كشورهاي صنعتي پس از مواجه شدن با معضلات ناشي از عدم توجه كافي به اين مساله مهم، هزينه هاي سنگيني را در جهت مبارزه با اثرات سوء آن متحمل شدند. در كشورهاي در حال توسعه نيز توجه به اين امر به عنوان يكي از پايه هاي اساسي رشد پايدار، امري الزامي است.
مهمترين اهداف احداث و نگهداري شبكه هاي جمع آوري فاضلاب
 
1. حفظ بهداشت عمومي
 
2. جلوگيري از آلودگي آب هاي سطحي و آب هاي زير زميني
 
3. جلوگيري از آلودگي خاك

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

با بزرگ شدن شهرها و افزایش جمعیت آنها و گسترش صنایع و کارخانه ها از سوی دیگر، مسئله آلودگی محیط زیست روز به روز اهمیت بیشتری پیدا می کند.
با گسترش زندگی ماشینی و به علت بی توجهی افراد به منابع همگانی هر روز انواع بیشتری از آلودگی محیط زیست آدمیان و حیوانات را آلوده تر و زندگی را تهدید می کند.
وجود فاضلاب ها یکی از عوامل آلودگی محیط زیست هستند و لذا بایستی آنها را جمع آوری و از شهرها بیرون آورد. نخست باید آنها را پلایش و تصفیه کرد و سپس به گردش آب در طبیعت برگرداند.

جمع آوری گنداب ها و پساب ها از شهر ها از دیدگاه های ذیل لازم و ضروری است:
-    بهداشت همگانی
-    نظم محیط زیست
-    کاربرد مجدد فاضلاب
-    تغذیه سفره های آب زیر زمینی

3-2- تعیین مقدار فاضلاب تولید شده در یک شهر (دبی طرح):
1-فاضلاب های خانگی که شامل آب حاصل از شستشو، حمام، پخت و پز و ... می باشد.
2-فاضلاب های صنعتی شامل آب حاصل از استفاده در کارخانه ها و کارگاه ها.
3-فاضلاب های ناشی از بارندگی، روان آب های سطحی

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

تفاهم‌نامه همکاری مشترک بین شرکت آب و فاضلاب استان تهران و سازمان نظام مهندسی ساختمان استان تهران با هدف استانداردسازی اتصال تاسیسات فاضلاب داخل ساختمان به شبکه فاضلاب شهر تهران، امضا شد.

اصغر ریاضتی مدیرعامل شرکت فاضلاب تهران گفت: طبق آیین‌نامه اجرایی شرکت‌های آب و فاضلاب، اتصال تاسیسات فاضلاب داخل ساختمان مشترکان به شبکه جمع‌آوری فاضلاب شهری در محل سیفون با رعایت تمامی استانداردها و نکات فنی، بر عهده مشترکان است.

وی افزود: در مواردی مشاهده شده که به دلیل انتخاب پیمانکاران غیرمتخصص توسط مشترکان و عدم رعایت نکات فنی، مشکلات بسیاری برای شهروندان از قبیل پس‌زدگی فاضلاب به منازل به دلیل رعایت نکردن شیب لوله‌گذاری، نشست‌ زمین به دلیل نبود تراکم مناسب خاک، نشت فاضلاب از لوله به دلیل نبودآب‌بندی صحیح، شکستگی لوله‌ها و اتصالات به دلیل کیفیت پایین آن‌ها،دریافت مبالغ بالا و غیرواقعی از مردم برای اجرای کار و دسترسی نداشتن به پیمانکاران و پاسخگو نبودن آنها پس از اتمام کار به وجود آمده است.

اتصال تاسیسات فاضلاب داخل ساختمان توسط مهندسان ناظر عضو سازمان

وی اظهار داشت: به منظور رفع این مشکلات و پس از برگزاری نشست‌های تخصصی بین نمایندگان شرکت آب و فاضلاب استان تهران و سازمان نظام مهندسی ساختمان ، تفاهم‌نامه یادشده تنظیم شد که بر اساس آن، اتصال تاسیسات فاضلاب داخل ساختمان به شبکه فاضلاب شهری توسط مجریان دارای صلاحیت مورد تایید سازمان نظام مهندسی انجام و نظارت برای حسن انجام کار مجریان نیز توسط مهندسان ناظر عضو سازمان نظام مهندسی انجام خواهد شد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب