Глущенко Р. О. Удосконалення системи дощової каналізації за допомогою "зелених" конструкцій

Дисертаційна робота присвячена вирішенню задачі запобігання затоплень міських територій з використанням технології «зелених» конструкцій, що є вкрай актуальним в умовах сьогодення для України та світу, зокрема для повоєнної відбудови інфраструктури та будівельних об’єктів. Аналіз літературних джерел показав, що «зелені конструкції» є перспективною технологією управління дощовими стоками. На підставі проведеного аналізу створено концепцію природного управління дощовими стоками на урбанізованих територіях. Концепція визначає місце кожного елемента, що бере участь у збиранні та затриманні дощової води. Для ефективного зменшення потоків дощової води досліджено три моделі «зеленої покрівлі» ZinCo різних систем. «Седумний килим» Florafrain FD25, «Запашні трави» Florafrain FD40 та «Сад на даху» Florafrain FD60 площею 1 м². Перша модель показала найшвидше пропускання води – 1,63 дм³/добу. Друга модель найкраще затримує воду – 0,62 дм³/добу. Тому вона рекомендується для управління дощовими водами. Для повторного використання дощових стоків з «зеленої» покрівлі виконано натурні дослідження стоків з зеленої та неозелененої покрівлі житлового комплексу «Республіка». За всіма показниками вода з «зеленої покрівлі» відповідає стандартам для питної води. Для безпосереднього швидкого і рівномірного збирання дощової води з проїних частин доріг з подальшим її очищенням розроблено інноваційну систему зеленого каналу. Його шари – паркувальна решітка ФЕМ, щебенево-піщана суміш (ЩПC) фракції 0-5 мм, пісок дрібнозернистий природний ρ = 1,63 т/м³, щебінь фракції 10-20 мм, труба ПВХ дренажна перфорована ø 100-200. Експериментальні дослідження каналу виконано шляхом проливання системи водою з розрахунку 8 дм³ на погонний метр. При виливанні води за 10 с рівень води досяг лише 30 мм. Досліди показали, що ці 8 дм³ води на погонний метр канал пропускає за 4 хв. При режимі опадів м. Києва за 2021-2022 р. показник ефективності каналу становить 2,7...4,33. Для Повітрофлотського проспекту м. Києва об’єм дощу 1,28 мм/хв буде поглинуто каналами з обох боків проїзних частини менше ніж за 39 с. «Зелені» місця для паркування мають значний потенціал поглинання дощової води, а крім того, зниження температури – боротьби з ефектом теплового острова. Загальна площа офіційно визнаних місць для паркування Києва сягає 215 925 м². Загальне поглинання води цими паркомісцями становить 6677 м³ дощової води, яка на сьогодні навантажує міську зливову каналізацію. Практичне застосування розроблених рішень показано на прикладі проєкту «зеленої» покрівлі площею 350 м² на головному корпусі Київського національного університету будівництва і архітектури. Було проаналізуємо кількість опадів в м. Київ за 2022 р. Максимальний об’єм опадів у теплий період року 63,1 мм у вересні. Прийнято систему «Запашні трави» від компанії Zin-Co зі спеціально підібраним для цього набору рослин, вологоутримувальними матами і дренажними елементами типу Floradrain® FD40. Площі зелених зон 250 м², що утримують воду, та площі пішохідних зон 100 м² з водопропускним покриттям, звідки вода відводиться. При максимальній зливі за відсутності накопичення води 10 % її не буде утримано і потрапить у дощову каналізацію. Пропонується два варіанти: створити оборотне понаднормове поливання. При цьому вода знову проходитиме субстрат і корені рослин, що має очистити її від мікроорганізмів і утворених хімічних забруднювачів і продовжить строк зберігання в баку. Це потребуватиме насосів. Іншою стратегією є використання води для туалетів на нижчих поверхах, що дозволяє скористатися гідростатичним тиском для самоплину. Два унітази спорожнюють бак за 10,4 доби. Оскільки строк зберігання води в баку без погіршення її якості становить 14 діб, таке рішення є обґрунтованим. Також практичне застосування результатів досліджень показано на прикладі проєкт з встановленням акумулюючих баків для накопичення дощової води з покрівлі у приміщеннях підвального поверху багатоквартирного будинку в житловому комплексі «ФАЙНА ТАУН» в Києві з метою переведення поливального водопроводу на вторинне джерело – стічні води з «зеленої» покрівлі. Проаналізовано показники водолічильних вузлів системи поливу житлового комплексу «ФАЙНА ТАУН» в м. Київ за період 04.2022 р. до 09.2022р. та порівняно з кількістю опадів за аналогічний період для розрахунку об’єму та кількості накопичувальних баків (акумулюючих резервуарів) які необхідні для покриття потреб у воді системи. Показано, що на першу чергу будівництва загальною площею покрівлі 4208 м² достатньо встановити 8 баків по 6 м³. Розроблено систему поливального водопроводу з живленням від накопичувальних баків та центрального водопостачання з пріоритетом за баками. Порівняння з показами лічильника показало можливість заощадити до 90 %, витрат на використання централізованого водопостачання.