Здравствуйте, уважаемые дачники, владельцы загородных домов и те, кто только планирует переселиться за город! В этой статье, как и обещали в предыдущей публикации «Что же выбрать: септик или биостанцию», мы разберём, как рассчитать фильтрационные свойства грунта. Если вы самостоятельно строили дом и проводили необходимые изыскания, это замечательно! А если нет? Вопрос проектирования автономной системы канализации становится всё более актуальным, особенно для загородных участков. Ключевым этапом этого процесса является определение гидравлической нагрузки на фильтрующие сооружения, что должно соответствовать действующим нормативным требованиям и учитывать особенности конкретного грунта.
Способы получения данных.
Существует несколько методов для получения необходимых данных:
- Заказать гидрогеологические изыскания, но сейчас это может оказаться довольно затратным действием.
- Использовать ГОСТ 23278-78 — этот стандарт предлагает более сложный алгоритм, который требует шурф больших размеров и специального устройства — инфильтрометра.
- Применить метод А.К. Болдырева, который может давать завышенные значения коэффициента фильтрации, так как не учитывает зону бокового растекания из шурфа.
Мы рассмотрим наиболее простой, немного упрощённый, но тем не менее эффективный способ по ГОСТ — метод налива воды в шурф.
Гидравлическая нагрузка и её определение.
Расчетную нагрузку можно определить на основе коэффициента фильтрации грунтов. Этот коэффициент устанавливается на основании полевых испытаний, таких как метод налива воды в шурфы, описанный в ГОСТ 23278 «Грунты. Методы полевых испытаний проницаемости».
Алгоритм процесса испытаний.
Испытания проводятся с целью определения того, насколько эффективно грунт впитывает сточные воды. Процесс включает несколько шагов:
- Выкапывание приямка (шурфа): сделайте яму, примерно такую, как показано на изображении. На дне выкопайте контрольный приямок, желательно квадратной или прямоугольной формы (это упростит расчёты).
- Заполнение шурфа водой: заполните шурф водой и зафиксируйте начало испытания. После заполнения подождите, пока первая порция воды полностью впитается в грунт — условно назовём это пропитка шурфа.
- Измерение потерь воды: установите контрольную отметку в 20 см от дна шурфа. Для этого подойдет любая палка. Перенесите 20 см отметку на палку и воткните её в центр шурфа (не забудьте оставить 5 см для заглубления). В течение испытания необходимо регулярно добавлять воду для поддержания уровня, фиксируя, сколько литров требуется добавить в течение одного часа.
В результате замеров должны получиться следующие данные:
- Первый час измерений: подлито Х л. воды;
- Второй час измерений: подлито Х л. воды.
Продолжайте до тех пор, пока количество подлитой воды не станет стабильным в течение последних 2-4 часов, подливая воду каждые 10-15 минут для поддержания уровня. Спустя пару часов часто подливать не будет необходимости, вода начнёт впитываться медленней.
Расчёт коэффициента фильтрации.
Теперь, зная размеры шурфа, мы рассчитываем площадь стенок по формуле:
S = h (высота) * l (длина)
Предположим, контрольный шурф у нас 40х40х20 см (переведём в метры):
- Дно шурфа: 0,4 х 0,4 = 0,16 м2
- Стенки шурфа: (0,4 х 0,2) х 4 = 0,32 м2
Исходя из замеров, мы выяснили, что в час уходит 5 литров воды, получаем:
- Через площадь (дно+стенки) 0,48 м² впитывается 5 л/час (в сутки — это 5 х 24/1000 = 0,12 м3).
- Через 1 м² впитывается за сутки: 1 х 5/0,48 х 24 = 250 л = 0,250 м3 — коэффициент фильтрации.
Подбираем фильтрующее устройство.
Теперь откроем СТО НОСТРОЙ 2.17.176-2015, опубликованный на сайте «Национального Объединения Строителей», и посмотрим, к чему подходит наш коэффициент. В нашем случае он соответствует «суглинку легкому и среднему» с допустимой расчетной нагрузкой на 1 м² фильтрующей поверхности 30-40 л/сутки.
Полученный показатель нужно откорректировать с учетом различных коэффициентов, таких как климатические условия, концентрация взвешенных веществ в стоке после биостанции (септика), уровень грунтовых вод и тип фильтрующего сооружения.
Используем поправочные коэффициенты в нашем расчёте.
Для Ленинградской области, где среднегодовое количество атмосферных осадков превышает 500 мм, принимаем поправочный коэффициент -15% (уменьшаем расчетную нагрузку на 1 м² фильтрующей поверхности на 0,85%). Среднегодовая температура 6,3 °C дает еще -5% (поправочный коэффициент 0,95).
Так как после биостанции Аква Рес NV концентрация взвешенных частиц незначительная — всего 5–10% (в отличие от септиков, где 30–50%), добавлять ничего не будем.
Учитывая уровень грунтовых вод в 4 метра ниже уровня земли, увеличиваем на 20% — поправочный коэффициент 1,2 (приложение 3: при расстоянии между наивысшим расчетным уровнем грунтовых вод и низом гравийно-щебеночного основания фильтрующего сооружения свыше 3 м).
В зависимости от типа фильтрующего сооружения к величинам допустимой расчетной нагрузки следует применять следующие поправочные коэффициенты:
- Для фильтрующих колодцев — 1,0 − 1,2.
- Для полей подземной фильтрации и отдельных трубчатых оросителей — 0,4 − 0,6.
- Для фильтрующих кассет — 1,2 − 1,4.
- Для фильтрующих туннелей и блоков — 1,4 − 1,6.
В итоге всех вычислений мы получаем:
40*0,85*0,95*1,2*1,2 = 46,5 литра в сутки допустимая нагрузка на 1м2 фильтрующего сооружения.
Допустим будут проживать 3 человека +(2 гостя-для них возьмём средний показатель). 3 человека по 200 литров + средний на гостей ещё 200 литров = 800 литров/сутки расход воды.
Из норматива мы видим, что устройство фильтрационного колодца допускается при песчаных и супесчаных грунтах при количестве сточных вод не более 1 м3/сут. При этом нагрузка на 1 квадратный метр фильтрующей поверхности должна приниматься 100 л/сут в песчаных грунтах и 50 л/сут в супесчаных.
Вывод: по всем данным можно обустраивать фильтрационный колодец.
Для увеличения производительности фильтрующих колодцев допускается увеличивать высоту щебеночного основания, ширину щебеночной обсыпки, а также устраивать дополнительные трубчатые радиальные оросители, присоединенные к колодцу на 200–300 мм ниже подводящего сточные воды трубопровода. В этом случае верх донного фильтра должен быть на 100 мм ниже лотка трубчатых оросителей.
Расчёт площади под щебёночное основание фильтрующих кассет.
Если по каким-либо причинам нельзя установить фильтрационный колодец (например, уровень грунтовых вод 1,2 метра), используем фильтрующие кассеты. Коэффициент с колодцем у них одинаковый, а вот коэффициент по УГВ убираем:
40*0,85*0,95*1,2 = 38,76 л/сутки на 1м2 фильтрующего сооружения.
800 (расход в сутки)/38,76=20,6 – столько квадратных метров нам понадобится под щебёночное основание фильтрующих кассет.
При планировании работы возникает вопрос:
Где лучше всего провести шурф для замеров и какая должна быть его глубина?
Шурф следует делать в предполагаемом месте установки фильтрующего сооружения. Глубина шурфа должна соответствовать уровню основания планируемого фильтрационного устройства. Однако важно учитывать, что между дном шурфа и уровнем грунтовых вод должно оставаться не менее одного метра грунта. Если соблюсти это условие не представляется возможным, постарайтесь максимально приблизить условия к требуемым.
Первоначальные исследования.
Не стоит спешить и сразу же копать шурфы по всему участку. На начальном этапе рекомендуется провести предварительные исследования с помощью простого дачного бура. Сделайте несколько забуриванний в предполагаемой зоне установки фильтрационного сооружения и проверьте, не заполняется ли яма водой. Если всё в порядке, вылейте в яму несколько ведер воды и проследите, насколько быстро она уходит. Если вода уходит быстро, можно переходить к созданию шурфа.
Заключение.
Чем точнее будут выполнены эти замеры, тем надежнее можно будет определить коэффициент фильтрации. Этот коэффициент является ключевым параметром при выборе типа фильтрующего устройства и расчете его размеров.
Проведение испытаний на фильтрацию и правильный расчет коэффициента фильтрации — это важнейшие этапы проектирования автономной системы канализации. Эти параметры не только определяют эффективность работы системы, но и влияют на её долговечность, минимизируя риск загрязнения окружающей среды. Следуя всем нормам и рекомендациям, вы сможете обеспечить надежное функционирование системы, которая будет служить вам долго и эффективно.
Уважаемые читатели, если статья была вам полезна, поставьте лайк, пишите свои комментарии и вопросы.
Так же, можете почитать :
Автономная канализация загородного дома: Принципы работы биостанции Aqua Res NV, технологии и методы очистки сточных вод.
Все нюансы о биостанции AQUA RES вы найдёте на нашем сайте, в разделе:
Бытовая канализация для частных домов.