Что такое скрытая водосточная система и как она работает?

В суете городской жизни мы забываем, что под нашими ногами лежит сложная и жизненно важная сеть, которая часто остается незамеченной - скрытая дренажная система. Бесшумно работая, она играет ключевую роль в сохранении здоровья и функциональности городской среды.

Что такое дренажные системы

Дренажная система - это инфраструктура, предназначенная для управления потоками воды, в первую очередь дождевой или ливневой, в городских районах. Ее основная задача - предотвратить скопление воды на улицах, дорогах и других поверхностях с твердым покрытием, что может привести к наводнениям и даже угрозе здоровью.

В Нигерии активно строят ультрасовременные экологические города. Пример дороги и дренажной системы

Скрытая дренажная система включает в себя ряд труб, водопропускных труб, каналов и подземных сооружений, которые собирают, транспортируют и хранят воду, обеспечивая ее безопасный отвод с городских территорий.

Дренажная система может быть классифицирована по разным критериям. В частности:

По назначению. Дренажная система может быть аграрной, строительной, технической или медицинской в зависимости от цели и объекта ее применения.

Так, аграрная дренажная система служит для регулирования водного баланса почвы и создания благоприятных условий для растений. Строительная дренажная система защищает здания и сооружения от избыточной влаги и грунтовых вод. И, наконец, техническая система отводит жидкости и конденсат от работающего оборудования, а в медицине она создает постоянный отток содержимого из полости раны или полого органа.

По способу удаления воды. В таком случае функционируют естественная или искусственная дренажные системы в зависимости от того, как осуществляется отвод воды.

Мальдивы. Пример естественной дренажной системы

Естественная система использует существующие природные объекты, такие как реки, озера или моря, как точки выхода для стекающей воды.

Искусственная дренажная система - это всегда сложный инженерный объект. Например, канализация, городские колодцы или насосные станции, по которым стекает вода.

По месту расположения. Дренаж может быть поверхностным или подземным в зависимости от того, где находятся ее элементы. Поверхностная дренажная система состоит из каналов или решеток, собирающих и отводящих воду с поверхности земли. Подземная система состоит из труб или скважин, которые собирают и отводят воду из глубины почвы.

Принцип работы

Вода, попадая на поверхность земли или просачиваясь через нее, направляется к ближайшему элементу дренажной системы - каналу, решетке, трубе или скважине. Далее вода поступает в коллектор - большую трубу, которая собирает воду из нескольких элементов дренажной системы. После чего вода перенаправляется в магистраль - еще большую трубу или канал, который перевозит воду к точке выхода.

Наконец, вода выходит из дренажной системы и попадает в другой водоем или место утилизации.

Сама система требует регулярного обслуживания и очистки. Засорение приводит к снижению ее пропускной способности, увеличению давления и износа, а также к загрязнению окружающей среды. Поэтому ее регулярно проверяют наличие трещин, протечек, коррозии, деформации или слабых соединений. К слову, мы постоянно наблюдаем плановые ремонты и даже замены целых блоков.

Компоненты скрытой дренажной системы

Остановимся на базовых элементах и подробно расскажем, как они работают

Водосборные бассейны

Водосборные бассейны - это решетчатые конструкции, стратегически расположенные вдоль дорог и тротуаров для сбора дождевой воды. Они отфильтровывают мусор и не дают ему засорять трубы.

Водосборный бассейн для деревни. Западная Африка

В настоящее время встречаются различные типы водосборных бассейнов, в зависимости от ландшафта и городского проекта.

Линейные бассейны - длинные и узкие бассейны, расположенные вдоль краев дорог или тротуаров. Они имеют прямоугольную или трапециевидную форму и снабжены решетками или щелями для пропуска воды. Подключаются к дренажным трубам, которые ведут к коллекторам или магистралям.

Точечные бассейны имеют круглую или квадратную форму, сооружаются вблизи перекрестков, поворотов или в низинах.

Трубы

Трубы обычно изготовляются из бетона, поливинилхлорид (ПВХ) и металлов. Выбор материала обычно зависит от бюджета, условий местности и технологический требований прочности системы.

Наиболее распространены бетонные трубы. Они прочны, долговечны и устойчивы к коррозии. В то же время они относительно легки, хотя их вес зависит от требуемой грузоподъемности и глубины залегания.

ПВХ также широко используются в водосточных системах. Они легкие, без труда монтируются и устойчивы к коррозии. Кроме того, они имеют гладкую поверхность, что облегчает протекание воды и снижает риск засорения системы.

Вот металлические трубы способны выдерживать большие нагрузки. Они предназначены для крупных мегаполисов, очень не устойчивы к ржавчине и повреждениям.

Подземные трубы устанавливаются с некоторым уклоном, чтобы обеспечить гравитационное движение воды. Они соединяются между собой при помощи фитингов, обеспечивая герметичность и устойчивость к утечкам.

Как построить правильную дренажную систему

Один из ключевых аспектов эффективной системы транспортировки дождевой воды - это правильное проектирование и расчет требуемого диаметра и уклона труб. Недостаточный диаметр или неправильный уклон приводит к заторам, утечкам или недостаточной пропускной способности системы. Поэтому важно проводить инженерные расчеты и учитывать местные условия при проектировании трубной системы.

Люки

Дренажные системы играют важную роль в обеспечении эффективной отводки воды и предотвращении негативных последствий, связанных с застойными водами. Однако, как и любая другая инженерная система, дренажные сети нуждаются в регулярном обслуживании и осмотре для обеспечения их бесперебойной работы.

В процессе строительства и эксплуатации важно предусмотреть механизмы доступа к различным участкам сети. Для этой цели устанавливаются люки, которые служат точками доступа, позволяющими работникам проникать в сеть и перемещаться по ней для технического обслуживания и устранения возможных проблем.

Винница. Прекрасная дренажная система

Одной из основных функций люков в дренажной системе является обеспечение возможности осмотра и очистки каналов. Регулярный осмотр позволяет выявлять потенциальные проблемы, такие как засоры, повреждения или неправильная работа системы, и своевременно принимать меры для их устранения. Благодаря люкам, работники могут легко получить доступ к нужным участкам сети и провести необходимые операции по техническому обслуживанию.

Вторая важная функция люков - обеспечение безопасности и комфорта работников. При выполнении задач по техническому обслуживанию необходимо иметь возможность безопасно перемещаться по сети, не нарушая целостность системы.

Люки позволяют работникам спускаться в подземные каналы или подняться на поверхность, обеспечивая безопасное перемещение и минимизируя риски возникновения несчастных случаев.

Удерживающие бассейны

В последние десятилетия изменения климата привели к увеличению частоты и интенсивности экстремальных погодных явлений, таких как сильные дожди и ураганы. Они могут вызывать серьезные наводнения, угрожающие безопасности и имуществу многих людей.

Удерживающие бассейны представляют собой часть скрытой дренажной системы, которая разработана для регулирования потока воды во время сильных дождей. Эти системы помогают предотвратить переполнение и наводнения, перенося избыточную воду на специально созданные водоемы.

Почти все мегаполисы построены в поймах рек, и для их защиты от катастрофических наводнений необходимо принимать чрезвычайные меры. Токио полагается на обширную систему из тысяч скрытых под землей водохранилищ, которая автоматически помогает удерживать воду во время экстремальных событий.

Удерживающие бассейны предназначены для временного хранения избыточной воды в течение более длительного периода времени. Они обычно имеют большую емкость и собирают значительные объемы воды.

Удерживание воды позволяет ей медленно проникать в грунт или выпариваться под воздействием солнечного тепла, позволяя уменьшить поток и снизить риск наводнений в «трудных» районах. Удерживающие бассейны обычно строятся в местах с подходящей геологией и грунтовыми условиями.

Как работает скрытая дренажная система

Во время дождей одна из главных проблем, с которой сталкиваются города, заключается в скапливании воды на асфальтированных поверхностях. Большое количество воды собирается на дорогах, стоянках, тротуарах и других асфальтированных площадях, создавая потенциальную опасность для инфраструктуры и окружающей среды. Однако, благодаря скрытой дренажной системе, эта проблема эффективно решается.

Сомервиль, Массачусетс, Соединенные Штаты Америки

Суть ее работы заключается в сборе дождевой воды и отводе от городских территорий, минимизируя риск наводнений. Водосборные бассейны, расположенные на стратегических местах, играют ключевую роль в этом процессе.

Когда дождевая вода стекает по асфальтированным поверхностям, она собирается в этих бассейнах. Решетки, установленные в бассейнах, выполняют функцию фильтрации, задерживая листья, мусор и другие отходы, не позволяя им попасть в дренажные трубы и вызвать их засорение.

После фильтрации собранная вода направляется по системе дренажных труб, следуя за силой тяжести. Она переносится через сеть подземных труб и последующим отводом из городских территорий. Таким образом нет необходимости использовать дополнительные энергоресурсы.

Одно из основных преимуществ скрытой дренажной системы заключается в предотвращении наводнений. Система предотвращает ее скопление на поверхности. Затопленные дороги, автомобильные пробки и повреждения инфраструктуры - все это может быть устранено благодаря эффективной работе скрытой дренажной системы.

Обслуживание и уход

Первый шаг в обслуживании скрытых дренажных систем - осмотр системы. Регулярные осмотры помогают выявить повреждения компонентов или засорение труб. Осмотр включает проверку состояния водосборных бассейнов, труб и других элементов системы на наличие трещин, разрушений или иных повреждений.

Ливневый бассейн. Калифорния, США

Если обнаруживается какое-либо повреждение, необходимо принять меры по ремонту или замене компонента, чтобы предотвратить дальнейшее ухудшение состояния системы.

Очистка водосборных бассейнов и труб - также важная часть обслуживания скрытых дренажных систем. Во время ее работы накапливаются мусор, отложения и даже растения.

Вызовы и будущие инновации

Города растут бешеными темпами. И этот рост приносит с собой новые вызовы и проблемы, особенно в отношении инфраструктуры.

Один из основных вызовов, с которыми сталкиваются городские дренажные системы, - все более частые и сильные ливни. В результате изменения климата возрастает интенсивность ливней. Стареющая инфраструктура не всегда справляется, и это приводит к частым затоплениям улиц и подвалов.

Вустер. Строительство дренажной системы

Однако вместе с вызовами возникают и инновации. Устойчивые городские дренажные системы (SUDS) предлагают новые и эффективные подходы к управлению ливневыми водами в городах. Они не только справляются с обильными осадками, но и улучшают городскую эстетику и биоразнообразие.

Одной из популярных инноваций являются зеленые крыши. Это технология, которая предлагает покрытие крыш зданий растительностью, что позволяет удерживать воду на поверхности и задерживать ее в системе дренажа.

Зеленые крыши не только снижают объем ливневой воды, поступающей в дренажную систему, но и предоставляют дополнительные преимущества - термическая изоляция и улучшение качества воздуха.

Проницаемые тротуары - это еще одно инновационное решение для устойчивого управления ливневыми водами. Они изготавливаются из материалов, которые позволяют воде проникать через поверхность тротуара в грунт. Таким образом уменьшается нагрузка на дренажные системы и увлажняется грунт, что благотворно влияет на растительность и экологическое равновесие городской среды.

Дождевые сады представляют собой еще один вид устойчивых городских дренажных систем. Специально спроектированные садовые участки необходимы для задержки дождевой воды. Они помогают предотвратить затопление, фильтруют воду и обеспечивают поддержку роста обычной городской растительности.

Все эти инновации в сфере устойчивых городских дренажных систем помогают управлять ливневыми водами более эффективно и устойчиво. Они также способствуют созданию привлекательных и экологически благоприятных городских сред, где сочетаются функциональность и сохранение природной среды.