Ile wody wchłonie studnia?

Wzór do obliczania pojemności studni chłonnej jest równaniem trzeciego stopnia, a jego rozwiązanie jest żmudne i pracochłonne. Na podstawie tablic obliczeniowych sporządzono wykresy, dzięki którym można ją określić orientacyjnie w znacznie prostszy sposób.

Co trzeba wiedzieć

Potrzebne dane:
- A_red – przyłączona powierzchnia zredukowana (uszczelniona) [m²]. To powierzchnia dachów, terenów utwardzonych i zielonych na naszej działce z uwzględnieniem współczynnika spływu Ψ;
- k_f – współczynnik filtracji gruntu [m/s]. Przyjmuje się różne wartości tego współczynnika dla różnych rodzajów gruntu. Można je odczytać z tabeli;
- r – obliczeniowe natężenie deszczu. Na terenie Polski przyjmuje się od 130 do 150 [l/(s·ha)];
- d – średnica studni chłonnej. Odpowiada średnicom dostępnych kręgów betonowych, z których wykonuje się studnie chłonne. Jest to 1000, 1200 lub 1500 mm.

Jak skorzystać z wykresu

Trzy oddzielne wykresy zostały sporządzone dla studni o średnicach 1000, 1200 i 1500 mm. Na każdym z wykresów są umieszczone trzy linie odpowiadające różnej powierzchni zredukowanej i różnemu obliczeniowemu natężeniu deszczu.
Znając A_red, k_f oraz r, dla przyjętej średnicy studni można z wykresów odczytać jej objętość. Zadanie jest proste, gdy dane wyjściowe dokładnie odpowiadają tym opisanym liniami na wykresach. Jeśli się różnią, pojemność studni chłonnej trzeba określić metodą interpolacji (wyznaczania przybliżonej wartości funkcji między argumentami o znanej wartości).

Jak obliczyć zagłębienie studni

Po określeniu pojemności studni chłonnej, znając jej średnicę, można obliczyć jej zagłębienie h.
Ze wzoru na pojemność:
          V=∏ · (d/2)² · h
wyliczamy:
          h=V/[∏ · (d/2)²]
Warto określić pojemność studni chłonnej dla różnych średnic i zobaczyć, jakiemu zagłębieniu odpowiada. Trzeba pamiętaćo tym, że studnia chłonna musi się znajdować co najmniej 1,5 m nad poziomem wód gruntowych.

Przykład:
Obliczyliśmy wcześniej A_red równe 200 m². Na działce przeważa drobny piasek, przyjmujemy więc wartość średnią z tabeli: k_f =5 · 10^-5 m/s. Dla tego rejonu przyjmuje się r = 150 l/(s·ha). Musimy na wykresach odczytać wartość średnią pomiędzy r = 100 a 200 l/(s·ha).

Z wykresów otrzymujemy:
- dla średnicy 1000 mm V₁ = około 4,8 m³;
- dla średnicy 1200 mm V₂ = około 5 m³;
- dla średnicy 1500 mm V₃ = około 5,5 m³.
Możemy obliczyć zagłębienie:
- dla średnicy 1000 mm (1 m) h₁ = 4,8 /[3,14 · (1/2)²] = 6,1 m;
- dla średnicy 1200 mm (1,2 m) h₁ = 5 /[3,14 · (1,2/2)²] = 4,4 m;
- dla średnicy 1500 mm (1,5 m) h₁ = 5,5 /[3,14 · (1,5/2)²] = 3,1 m.
Jeśli poziom wód gruntowych na działce jest wysoki, powinniśmy wybrać studnię o największej średnicy, bo jej zagłębienie będzie najmniejsze.




Obliczamy powierzchnię zredukowaną
W zależności od rodzaju powierzchni współczynnik spływu Ψ wynosi dla:
- dachu szczelnego krytego blachą lub papą – od 0,9 do 0,95;
- elementów drewnianych, dachów płaskich – od 0,5 do 0,7;
- dróg i ścieżek asfaltowych – od 0,85 do 0,9;
- dróg żwirowych – od 0,15 do 0,3;
- nawierzchni brukowych – od 0,75 do 0,85;
- nawierzchni z kostki – od 0,25 do 0,6;
- terenów zielonych – od 0,05 do 0,1.
Aby obliczyć powierzchnię zredukowaną, musimy najpierw pomnożyć współczynniki spływu Ψ przez odpowiadające im powierzchnie na naszej działce, a następnie je zsumować.

Przykład:
Działka ma powierzchnię 900 m², w tym powierzchnia dachu to 120 m² (dla uproszczenia przyjmuje się ją równą powierzchni domu), drogi dojazdowe z kostki to około 120 m². Pozostałą część stanowią tereny zielone.
Mnożymy poszczególne powierzchnie przez odpowiadające im współczynniki spływu:
- dach – 120 m² · 0,9 = 108 m²,
- drogi – 120 m² · 0,5 = 60 m²,
- zieleń – 660 m² · 0,05 = 33 m².

Po zsumowaniu powierzchnia zredukowana naszej działki wynosi 201 m². Do dalszych obliczeń zaokrąglimy ją do 200 m².