Куда исчезает дождевая вода с крыш и дорог: карта стоков моего микрорайона

Путь капли в городе от водостока до водоема

В естественных экосистемах почва работает как губка. До 80 процентов осадков мягко впитывается в грунт, питает корни растений и медленно пополняет водоносные горизонты. В микрорайоне картина обратная. Асфальт, бетонные плиты и металлочерепица создают сплошной водонепроницаемый щит, поэтому гидрологи называют такие зоны водонепроницаемыми поверхностями.

Когда начинается ливень, вода мгновенно собирается в стремительные потоки. С плоских или скатных крыш она попадает в желоба, оттуда несется по наружным или внутренним водосточным трубам прямо на отмостку здания либо сразу в подземный ввод ливневки. С асфальта проездов и тротуаров вода течет под уклон к пониженным точкам рельефа, где установлены чугунные решетки. Дальше вода оказывается в коллекторах диаметром от 200 до 1500 миллиметров, которые уложены с небольшим наклоном под землей.

В российских городах исторически сложились две системы подземных коммуникаций. В большинстве спальных микрорайонов действует раздельная сеть. Бытовые стоки из квартир уходят по трубам хозяйственно-бытовой канализации на городские станции аэрации, а ливневые воды текут по собственным трубам отдельно. Если в районе нет очистных сооружений поверхностного стока, вся эта масса воды смывает с асфальта пыль, бензиновые пленки, частицы шин и выносит их в реку без фильтрации.

Как составить карту стоков микрорайона своими руками

Карта стоков помогает понять, какие зоны двора создают максимальную нагрузку на трубы и где возникают вечные лужи. Чтобы составить такую карту для школьного или студенческого проекта, тебе понадобится спутниковый снимок территории и базовые геодезические наблюдения.

1. Выдели границы водосборного бассейна твоего двора или квартала по линиям водоразделов, ориентируясь на гребни рельефа и коньки крыш.
2. Разбей всю территорию на типы покрытий, измерив на публичной кадастровой карте или в геоинформационной программе площади кровель, дорог, тротуаров, газонов и открытого грунта.
3. Найди и нанеси на карту все дождеприемные колодцы, лотки и оголовки водосточных труб.
4. Определи уклоны рельефа с помощью мобильного приложения с высотомером, топографической съемки или просто во время реального дождя, отслеживая направление движения ручьев.
5. Соедини стрелками линии тока воды от зданий и проездов к ближайшим колодцам ливневки.

Полученная схема наглядно покажет узкие места. Часто бывает так, что на огромную парковку приходится всего одна решетка, расположенная выше уровня асфальта из-за строительного брака. В таком месте вода неизбежно застаивается, образуя непроходимое озеро.

Математика дождя и расчет объема стока

Инженеры рассчитывают объем ливневых вод по СП 32.13330.2018, который представляет собой актуализированную редакцию советского СНиП по канализации. Для школьного географического проекта достаточно упрощенного объемного метода.

Годовой или суточный объем поверхностного стока вычисляют по формуле умножения слоя осадков на площадь водосбора и коэффициент стока. Коэффициент стока показывает, какая доля выпавшего дождя попадает в трубу, а не испаряется и не впитывается землей.

• Для кровель коэффициент принимают равным 0,95, поскольку железо и рубероид удерживают минимум влаги.
• Для асфальтобетонных и брусчатых дорог коэффициент составляет около 0,85–0,90.
• Для плотно укатанных грунтовых площадок показатель снижается до 0,40.
• Для газонов, открытых почв и скверов коэффициент равен примерно 0,10–0,15, так как основная масса влаги уходит вглубь земли.

Технологии сбора дождевой воды для полива и бытовых нужд

Сброс гигантских объемов чистой осадков в канализацию расточителен. Эту воду можно перехватывать и использовать повторно, разгружая городские трубы во время пиковых ливней.

Первый и самый простой способ заключается в установке аккумулирующих резервуаров прямо под водосточными трубами домов. Вода с крыш относительно чистая, в ней нет тяжелых нефтепродуктов и противогололедных реагентов, которые тоннами лежат на дорогах. Перед баком монтируют механический фильтр грубой очистки от листьев и птичьего помета. Накопленного объема хватает для полива придомовых клумб, деревьев и мытья дворового инвентаря в засушливые летние недели.

Второй путь более современный и природный. Это концепция дождевых садов и биодренажных канав. Дождевой сад выглядит как обычная красивая клумба в естественном понижении рельефа, но его основание устроено сложнее обычного газона.

• Верхний слой формируют из влаголюбивых многолетних растений с развитой корневой системой, способных переносить кратковременное затопление.
• Под плодородным слоем укладывают фильтрующую песчано-гравийную подушку толщиной от 40 до 80 сантиметров.
• На дне канавы прячут перфорированную дренажную трубу, соединенную с переливным колодцем на случай экстремальных тропических ливней.

Дождевой сад задерживает воду, охлаждает раскаленный городской воздух за счет испарения и очищает стоки с тротуаров бактериями, живущими на корнях растений. Город получает зеленый оазис вместо стоячей серой лужи.