ارزیابی نشتاب و آب باران نفوذی در سامانه‌های فاضلاب مجزا (مطالعه موردی: شهر تهران)

شبکه‌های جمع‌آوری فاضلاب مجزا برای دریافت فاضلاب خام ساختمان‌ها و انتقال ایمن آن به تصفیه‌خانه‌های فاضلاب طراحی و ساخته می‌شوند. اما به‌دلیل وجود اجتناب‌ناپذیر ترک، سوراخ یا اتصالات آب‌‌بندی نشده، قسمتی از آب زیرزمینی یا زیرسطحی که در لایه اشباع و نیمه‌اشباع خاک قرار گرفته وارد شبکه شده و به تصفیه‌خانه منتقل می‌شود. همچنین در شرایطی که تراز فاضلاب از آب زیرزمینی اطراف لوله بیشتر باشد، فاضلاب داخل لوله به خاک و آب زیرزمینی اطراف لوله نشت می‌کند که به آن نشت فاضلاب می‌گویند. در زمان بارش نیز قسمتی از آب باران از طریق آبرو کف حیاط یا بام ساختمان‌ها که به انشعاب فاضلاب ساختمان متصل شده‌اند وارد شبکه فاضلاب شده و جریان فاضلاب را افزایش می‌دهد که به آن آب باران نفوذی گویند. در این پژوهش، نشتاب، نشت فاضلاب و آب باران نفوذی در بازه‌ای 16 ماهه برای شبکه فاضلاب زیر پوشش تصفیه‌خانه جنوب تهران تحلیل شده و محدوده ورود آنها به شبکه و تصفیه‌خانه مشخص شده‌اند. نتایج نشان‌دهنده آن است که نشتاب نسبت به آب باران نفوذی قسمت بیشتری از جریان وارد شده به تصفیه‌خانه را تشکیل می‌دهد. ولی آب باران به‌دلیل ماهیت خود که جریانی لحظه‌ای است، دشواری‌های بیشتری در بهره‌برداری از شبکه به‌وجود می‌آورد. با محاسبه محدوده آبهای نفوذی در شهر تهران برای سال 1393، نشتاب به‌طور متوسط با نرخ 0.0175 لیتر بر ثانیه بر هکتار وارد تصفیه‌خانه شده که از مقدار توصیه شده در ضابطه شماره 118 بسیار کمتر است. همچنین، آبهای نفوذی در 5 ساعت از روزهای تر در سال 1393، مقداری بیش از 0.6 لیتر بر ثانیه بر هکتار بیان شده در ضابطه شماره 118 را داشته‌اند که نشان‌دهنده اتصال غیرمجزا تعداد زیادی از ساختمان‌های شهر تهران و ورود قسمت زیادی از باران به شبکه فاضلاب است. بنابراین محدوده موجود در ضابطه شماره 118 محدوده‌ای نامطمئن به‌نظر رسیده و نیاز به بازنگری دارد.

Groundwater Infiltration and Rainfall-Derived Inflow and Infiltration Assessment in Separate Sewer Systems (Case Study: Tehran Urban Area)

Separate sewer networks are designed and built to collect foul sewage from buildings and convey it to wastewater treatment plants (WWTPs). However, due to some holes and cracks on the pipes or unsealed pipe joints, a volume of ground or subsurface water that is placed in saturated or unsaturated zones intrudes sewers and WWTPs. In a condition that the wastewater level in the sewer stands higher than the groundwater level, wastewater leaks into the soil and groundwater and this phenomenon is called sewer exfiltration. Moreover, during a rain event, a part of the precipitation gets into the sewer system through the illicit connection of the yard drains and roof downspouts to the building’s lateral, and this part of the flow is called rainfallderived inflow and infiltration (RDII). In this research, infiltration, exfiltration, and RDII were evaluated in a 16month period to show the range of inflow and infiltration in the sewer network under the service of the South Tehran WWTP. Results show that the infiltration constitutes the major volume of the total inflow and infiltration. But the RDII leads to more operational problems due to its nature as an intense flow. After calculating the range of inflow and infiltration, results show that the average infiltration rate that entered the WWTP in the year 2014 was 0.0175 L/s/ha that is much less than the values mentioned in Criterion No. 118. Furthermore, total inflow and infiltration in five hours of the study period crossed the upper limit of the inflow and infiltration range (0.6 L/s/ha) in Criterion No. 118 that shows the high percentage of illicit connections in Tehran and a high volume of rainfall that enters the sewer network. Accordingly, the inflow and infiltration range in the Criterion No. 118 seems to be an unsound range and it needs some revisions.