Проектирование дренажной системы

 

В нашей климатической зоне с высоким показателем осадков непременным условием защиты сооружений от влаги и созданием комфортных условий на участке, является отведение поверхностных и близко стоящих к поверхности грунтовых вод.

Дренаж территории может быть поверхностным, для отведения дождевых стоков и глубинный для понижения уровня грунтовых вод.

Поверхностный дренаж состоит из точечных водоотводов – дождеприемников с корзинами для сбора мусора и сифонными перегородками, не пропускающими неприятные запахи канализации. Дождеприемники накрываются специальными решетками. Линейные лотки, желоба из бетона или пластика сверху закрывают съемными решетками из чугуна или стали

(рис. 2).

Как правило, линейные лотки закладывают по периметру дома, а также для защиты садовых дорожек, которые закладывают с уклоном к лотку.

При обследовании участка часто отмечается повышенный уровень грунтовых вод, это связано с близким залеганием тяжелых грунтов, удерживающих поверхностные воды, или заболоченностью участка с явно выраженным торфянистым горизонтом.

Для хорошего роста растений уровень грунтовых вод не должен быть выше 1-1,5 м под посадку деревьев и кустарников, а также ценных декоративных растений. Для создания газона уровень грунтовых вод должен быть не выше

0,5 м.

Простейший дренаж – это открытые канавы: осушительные, собирательные, магистральные и водоприемники. Подземный дренаж состоит из системы специальных труб из ПВХ, у которых сроки эксплуатации доходят до 50 лет, у них высокая герметичность, легкие, высокие гидравлические свойства, способность поглощать нагрузки, способность образовывать с грунтом единую систему, способность к самоочистке, высокая коррозийная, химическая, кислотная устойчивость, морозоустойчивость, они не подвержены растрескиванию при полном промерзании.

 

Рис. 2. Укладка линейных лотков, сверху - съемные решетки

 

Дренажные трубы бывают: а) двухстенные гофрированные разного диаметра: 110,160, 200 мм; б) одностенные; в) дренажная труба с фильтром из геотекстиля.

При глубинном дренаже специальные трубы укладываются на песчано-гравийную подушку, для этого выкапывается траншея ниже заданной глубины на 20-30 см и засыпается дренирующим материалом, начиная с крупной щебенки и кончая крупным песком. На это основание укладывается геотекстиль, он защищает отверстия дренажных труб от заиливания. Этим же материалом

обворачивают трубы сверху, перед засыпкой.

В нижней точке дрены устраивают коллектор для сбора поступающей воды, им может являться дренажная канава. При необходимости устанавливаются дренажные насосы.

При проектировании дренажной системы необходимо иметь топосъемку, генплан с нанесенными подземными сооружениями, сетями, а также – планировочное решение.

Для устройства и обеспечения работы дренажа в течении года дренажные трубы закладывают не выше чем на 70 см от поверхности земли; уклон для осушительных канав – 0,001, для собирательных – 0,002. Расстояние между осушительными канавами в суглинистых и тяжелых почвах и грунтах от 10 до 30 м; в торфяных грунтах – от 20 до 25 м; в болотистых грунтах – от 30 до 40 м.

Над дренажной системой полностью восстанавливается почвенный горизонт, его подсыпка производится в несколько этапов с учетом усадки рыхлых компонентов почвы.

 

Система водоснабжения

 

Самая надежной и бесперебойной системой водоснабжения можно считать централизованную систему. Если коттеджная застройка находится вблизи крупного населенного пункта, то есть шанс получить разрешение на подключение.

В других случаях существует два способа: колодец, с залеганием подземного источника питьевой воды; и артезианская скважина. Если питьевой источник необходим только одному владельцу участка, то достаточно обнаружить в пределах участка источник питьевой воды. Как правило, если рядом уже существует застройка и построены колодцы, то примерно в тех же условиях, на том же склоне можно на такой же глубине врезаться в водоносный горизонт. Если информации не имеется, то приходится вызывать специалистов. Глубина водоносного горизонта, как правило, не должна быть ближе к поверхности, чем

5-7 м. Качество воды подтверждается в лабораторных условиях.

Если застройка представляет собой несколько участков, то целесообразно освоить одну артезианскую скважину на несколько домов, т.к. желательно, чтобы вода постоянно циркулировала и активно разбиралось.

В каждом регионе есть фирмы, которые владеют информацией о наличии водоносного горизонта, его глубины залегания и качестве воды. Иногда не самые глубокие водоносные горизонты имеют более качественную воду, нежели из глубоких слоев, иногда она бывает сильно минерализована или с наличием извести. Каждой скважине присваивается кадастровый номер. Для бурения скважины нужны подъезды специализированной грузовой машины и место для складирования труб.

Самая надежная, но дорогостоящая система – прокладывание двух параллельных систем труб с надежной системой фильтров и специальных прокладок-замков, которые препятствуют попадание частиц грунта в водоносный горизонт.

Подвод питьевой воды в дом осуществляется по трубе, заложенной на глубине 1,5 м, такая глубина не дает возможности промерзать системе даже в самые суровые зимы.

Для подачи воды в дом используются насосы разной мощности, они могут быть погружными или находится в хозяйственных помещениях. Их мощность зависит от объемов потребления воды, а также расстояния до источника водоснабжения.

 

Системы канализации

Идеальная система канализации – это централизованная система, расположенная в населенном пункте, при которой требуется согласование на подключение. К сожалению, в загородных условиях эта ситуация встречается крайне редко, часто каждый застройщик решает эту проблему самостоятельно в зависимости от ландшафтной ситуации.

Следует знать, что существует три технологических принципа очистки сточных вод – механический, биологический и химический – и соответственно три типа систем канализации, которые могут комбинироваться друг с другом, образуя системы многоступенчатой очистки.

Свойство природного самоочищения сточных вод лежит в основе механического способа очистки. На этом принципе основано устройство самых простых очистных установок – септиков. Они представляют собой подземные

отстойники из одной или нескольких камер, в которых медленно текущие сточные воды позволяют взвешенным частицам оседать на дно емкости, где происходит анаэробный микробиологический процесс разложения. При этом выделяется метан, из-за чего устройства подобного типа иногда именуют метантенками.

Для ускорения процесса брожения и возможности более редкой откачки в современных септиках рекомендуется использовать биоактиваторы – специально подобранные культуры бактерий.

После того, как сточные воды проходят через камеры септика и от них

отделяются взвесь и осадок, они непременно должны направляться на впитывающую или фильтрационную площадку, поскольку в метатенке сточные воды очищаются не более, чем на 50-60 %.

На впитывающей площадке имеется несколько подземных траншей, где происходит окончательная очистка стоков в слое щебня и окружающих его слоях грунта. После впитывания вода проходит сквозь слой пористой почвы, которая является идеальным местом обитания для микроорганизмов, разлагающих органические вещества. Формируется грунтовый фильтр, вокруг песочно- почвенных частиц нарастает биопленка, разлагающая органику на воду и двуокись углерода. Ниже одного метра от уровня впитывания все органические вещества оказываются уничтожены. Этот способ применим на хорошо впитывающих песчаных грунтах с достаточно низким уровнем грунтовых вод (более 2,5 м).

Фильтрационная площадка – это возможное решение для грунтов с несколько меньшей способностью к впитыванию. На фильтрационной площадке под слоем щебня находится фильтрующий слой из песка, из которого очищенная вода направляется через дренажные трубы непосредственно в природную среду (канаву).

Одно из главных преимуществ механического способа очистки – его энергонезависимость. К неудобствам следует отнести необходимость периодически удалять осадок из септика при помощи ассенизационной машины и раз в несколько лет менять или промывать щебень в траншеях.

Механический способ применим на хорошо впитывающих грунтах с низким уровнем грунтовых вод, при небольших объемах бытовых стоков (не более 1-2 куб. м в сутки) и не слишком высокой плотности застройки.

Высокую степень очистки (до 99 %) обеспечивает биологический способ, основанный на аэробном сбраживании органических веществ. Для автономных систем канализации используются биофильтры и аэрационные станции.

В этих устройствах искусственно создаются такие условия, при которых жизнедеятельность микроорганизмов происходит наиболее интенсивно.

Биофильтр представляет собой резервуар с двойным дном, наполненный крупнозернистым фильтрующим материалом (керамзитом, шлаком, гравием и др.). Сточная вода, проходя через фильтрующий материал, образует на его поверхности биологическую пленку из скоплений микроорганизмов, разрушающих органические вещества сточных вод.

В рабочую камеру аэрационной станции (аэротенк) для ускорения процесса брожения интенсивно подается воздух (этот процесс называется аэрацией). Во время биологической очистки в аэрационной станции из взвешенных в сточной жидкости частиц с размножающимися на них микроорганизмами создается активный ил. Активный ил значительно ускоряет и улучшает процессы окисления и очистки сточных вод, поглощая и окисляя органические вещества, разлагая аммиак и нитраты. Микробы, в том числе и болезнетворные, адсорбируются активным илом, погибают или становятся его активными агентами.

Активный ил может в дальнейшем использоваться как органическое удобрение. А очищенная вода вполне пригодна для полива.

От биофильтра аэрационная станция отличается большей поверхностью фильтрующего слоя. Принудительная подача воздуха обеспечивает высокую окислительную мощность. Аэрационная станция – это наиболее эффективное устройство биологической очистки хозяйственно-бытовых стоков, единственный минус – это ее энергозависимость.

При эксплуатации биологической системы очистки приходится ограничить использование моющих средств, содержащих хлор и другие сильные реагенты, которые могут погубить колонии аэробных бактерий.

Химический способ основан на применении различных реагентов, которые переводят растворенные примеси в труднорастворимое состояние. Далее происходит осаждение этих веществ. Важным требованием – и главной трудностью – является необходимость точной дозировки реагентов.

Химический способ не дает такого качества очистки сточных вод, как способ глубокой биологической очистки. Однако он намного эффективнее механического и при наличии небольшой почвенной доочистки (которая все же потребуется) вполне укладывается в существующие нормы, установленные санэпиднадзором.

Некоторые локальные канализационные системы представлены на рынке. К наиболее простым очистным сооружениям – септикам – относится система финского производства UPONOR SAKO. Емкость, где происходит предварительная очистка, изготовлена из толстостенного полиэтилена и состоит из трех камер, соединенных короткими лотками. После нее вода через распределительный колодец направляется на поля поглощения или фильтрации. Эта система имеет высокую производительность – до 2 куб. м стоков в сутки (рис. 3).

Рис. 3. Система очистки канализации «Uponor» в разрезе

 

Очистная установка «Осина Реагент» основана на химическом типе очистки бытовых стоков. Ее основными узлами являются механический дозатор реагентов и камера отстаивания. При помощи реагентов коллоидная взвесь, составляющая 60 % загрязнений хозяйственно-бытовых сточных вод, превращается в хлопья и осаждается. Важно, что система энергонезависима: механический дозатор начинает работать от движения стоков, обеспечивая капельную подачу двух реагентов в первый и второй отсеки соответственно.

Реагенты – расходные материалы, их хватает примерно на месяц. Затраты на их возобновление составят около 100 руб в месяц. Образующийся ил приходится убирать раз в год-полтора – примерно с такой же периодичностью, как в системах биологической очистки, основанных на применении биофильтров, и намного реже, чем в обычных септиках.

К усовершенствованным септикам относится французская система Plastepur. Встроенный биофильтр позволяет поднять степень очистки до

88-92 % на выходе. Этого недостаточно для сброса на грунт – нужна почвенная доочистка в фильтрующей траншее или колодце. Важная особенность этой системы, что она выполнена из полиэтилена высокой плотности методом выдувания под давлением, что гарантирует постоянную толщину стенок и их прочность. Она может быть установлена не только в грунт, но и смонтирована в подвальном помещении, что дает огромный выигрыш в простоте и стоимости монтажа, а также позволяет не перекапывать освоенный участок.

Французский производитель рекомендует сразу же после установки системы начинать пользоваться биоактиваторами – специально подобранными культурами микроорганизмов. Один из них помогают осаждению твердых частиц, другие ускоряют процесс анаэробного сбраживания, третьи – очищают

емкости и трубы от жировых отложений, четвертые не позволяют заиливаться фильтрующим траншеям. В итоге 2-3 года можно не вспоминать о ассенизационной машине. Энергонезависимость системы позволяет быть уверенным в том, что отключения электроэнергии не повлияет на ее работу.

Российская система «Осина» выполнена из традиционного железобетона. В первых двух камерах происходит механическая очистка, а затем стоки поступают в биофильтр. Окончательная доочистка происходит в фильтрующих траншеях или колодцах. Раз в 2-3 года установку освобождают от перегнившего ила.

Установка «Коттедж-био» может быть изготовлена по желанию заказчика из монолитного железобетона, металла с двухслойным двусторонним антикоррозийным покрытием или пластика. Особенностью этой системы является

автоматическая перекачка избыточной биомассы из блока биологической очистки в сооружение механической очистки, благодаря чему повышается эффективность отстаивания стоков и удается обойтись одной септической камерой. На выходе системы устанавливается биологический фильтр доочистки, качество достигает 95-99 %.

Качественная очистка сточных вод осуществляется системой FAST. Она устанавливается в резервуаре, находящемся под или над землей и изготовленном из бетона, стали, стеклопластика или пластмассы. В ней используется принудительная аэрация, причем всасывающий вентилятор может быть установлен на значительном удалении от резервуара. Разработчики особое внимание уделили максимальному увеличению полезной площади, на которой идет процесс аэробного сбраживания, и формированию обильного количества и оптимального состава бактерий, которые не вымываются из аэрационной зоны. Образующийся в процессе очистки ил следует периодически удалять со дна емкости – намного реже, чем в септиках. Отличительными чертами систем FAST являются простота и надежность, стабильность работы и очень высокая степень очистки (рис. 4).

Рис. 4. Система канализации medium FAST

 

К компактным и высокоэффективным установкам глубокой биологической очистке относятся аэрационные станции TOPAS. Помимо очень высокой – 98 % степени очистки хозяйственно-бытовых стоков, к их основным достоинствам относятся: компактность и простота монтажа; возможность установки в любой грунт даже при очень высоком уровне грунтовых вод; полная герметичность и экологическая безопасность. Самая главная особенность, что не нужно периодически вызывать ассенизационную машину. Результатом переработки стоков является так называемый активный ил, излишки которого по мере накопления раз в несколько месяцев удаляются из установки при помощи мамут-насоса. Большой срок службы – не менее 50 лет, т.к. он разработан из специального полипропилена и может выстоять долго под действием агрессивной среды, какой являются бытовые стоки.

Для надежной работы оборудования необходимо, чтобы объем септика очистной установки был в три раза больше суточного объема сточных вод. Например, если суточный расход воды составит 1000 л (1 куб. м), то объем септика должен соответствовать 3 куб.м. Для очистки септиков нужно предусмотреть удобный подъезд ассенизационной машины.

Оборудование должно быть простым в эксплуатации, доступным для

обслуживания с поверхности земли. Необходимо, чтобы расстояние между очистной установкой и точкой водозабора (скважина, колодец) составляло не менее 30 м, но чем больше, тем безопаснее.

Выбор установки и состав очистных сооружений зависят от многих факторов: от размера участка, грунта, уровня грунтовых вод, объема стоков, характера их загрязнений, а также от режима проживания владельцев дома (постоянный или временный). Поэтому при решении этого вопроса не обойтись без помощи квалифицированных специалистов.

Системы орошения

Система орошения подключается к системе водоснабжения только на летний период, чтобы система не замерзла, так она не может быть проложена на значительную глубину. Часто это наружная система с несколькими подключениями, если участок достаточно большой.

Капельная система орошения было разработана в Израиле в 1960-х годах. Преимущества этой системы состоит в существенной экономии воды, улучшения роста и развития растений, возможность многократного дозированного полива.

Для небольших площадей продается типовой набор оборудования, а для сложных территорий необходимо заказывать индивидуальный проект с блоком автоматического процесса управления. Для этого надо определить частично или полностью система должна быть автоматизирована, вся ли разводка должна быть подземной, какие должны быть дождеватели – наземного или подземного расположения, и в каких частях сада необходимо прикорневое капельное орошение.

При проектировании системы орошения проводится зонирование территории с прикорневым орошением в основном деревьев, кустарников, цветников и овощных культур, выявляются зоны, где требуется верхнее дождевальное орошение, в основном это газон, отдельные кустарники и цветники. Разные дождеватели имеют определенный радиус. На плане проектируют контуры орошения, рассчитывается уровень давления в системе орошения. Дождеватели подземного расположения выдвигаются на поверхность в момент подачи воды, а после орошения автоматически возвращаются в исходное положение (рис. 5).

Гидравлическая система представляет собой разветвленную сеть пластиковых трубопроводов разного диаметра, расположенных на поверхности земли или под землей. Все системы соединяются специальными фитингами (тройниками, уголками, соединителями и т.д.). Специальные фильтры предотвращают попадание механических частиц и загрязнения.

Блок управления поливом выполняется в одном из трех вариантов: ручном, полуавтоматическом и автоматическом. Блок автоматического управления включает в себя одноканальный или многоканальный микропроцессоры, электромеханические или электромагнитные проходные клапаны, вентили и фитинги для соединения с гидравлической системой. Количество каналов управления зависит от характеристик источника воды, сложности ландшафтного проекта и величины площади орошения.

 

Рис. 5. Этапы проектирования системы орошения простого участка с газоном около дома:

а – исходный план участка; б – план участка с расстановкой дождевателей;

в – план участка с разводкой контуров орошения

 

Блок подкормки растений состоит из емкости с растворами удобрений, инжектора и фильтра. Более сложные системы проектируются индивидуально и включает в себя миксер, насос и дозаторы. Управление этим блоком производится автоматически.

Блок поддержания заданной температуры воды автоматически смешивает горячую и холодную воду в определенной пропорции. Возможны и специальные устройства, блокирующие подачу воды в период повышенной влажности почвы или дождя.