Système de Drainage Urbain pour un Lotissement
Comprendre le Système de Drainage Urbain pour un Lotissement
Vous êtes un ingénieur civil chargé de concevoir un système d’assainissement pour un nouveau lotissement résidentiel dans une zone urbaine.
Le lotissement couvre une superficie de 2 km² et est situé dans une région avec un climat tempéré.
La zone reçoit en moyenne 750 mm de précipitations par an, avec une forte concentration pendant les mois d’hiver.
Données fournies :
- Superficie du lotissement: 2 km².
- Précipitations annuelles moyennes: 750 mm.
- Coefficient de ruissellement pour la zone urbaine: 0.6 (60% des précipitations deviennent du ruissellement).
- Population prévue du lotissement: 10,000 habitants.
- Consommation moyenne d’eau par habitant par jour: 150 litres.
Objectif : Concevoir un système de drainage qui peut gérer efficacement le ruissellement des eaux pluviales et les eaux usées domestiques, en assurant un impact minimal sur l’environnement local.
Questions:
1. Calcul du Volume de Ruissellement Annuel:
- Calculez le volume total de ruissellement annuel généré par les précipitations, en utilisant les données fournies.
2. Estimation de la Production des Eaux Usées:
- Estimez la quantité quotidienne et annuelle des eaux usées générées par la population. Considérez que chaque habitant utilise 150 litres d’eau par jour.
- Calculez ensuite le volume total annuel des eaux usées
3. Conception du Système de Drainage:
- En utilisant les volumes calculés de ruissellement et des eaux usées, concevez un système de canalisations suffisamment dimensionné pour gérer ces flux.
- Choisissez un type de tuyau (avec un diamètre adéquat) et évaluez la capacité requise en termes de débit volumétrique en m³/s, en prenant en compte des marges de sécurité.
- Considérez aussi les options pour le traitement des eaux usées et leur rejet, en respectant les normes environnementales locales.
Correction : Système de Drainage Urbain pour un Lotissement
1. Calcul du Volume de Ruissellement Annuel
Données:
- Superficie du lotissement, \( A = 2 \, \text{km}^2 = 2,000,000 \, \text{m}^2 \)
- Précipitations annuelles moyennes, \( P = 750 \, \text{mm} = 0.75 \, \text{m} \)
- Coefficient de ruissellement, \( C = 0.6 \)
Formule:
\[ V_{\text{ruissellement}} = A \times P \times C \]
Calcul:
\[ V_{\text{ruissellement}} = 2,000,000 \, \text{m}^2 \times 0.75 \, \text{m} \times 0.6 \] \[ V_{\text{ruissellement}} = 900,000 \, \text{m}^3 \]
Le volume de ruissellement annuel généré par les précipitations est de 900,000 m³.
2. Estimation de la Production des Eaux Usées
Données:
- Population du lotissement, \( N = 10,000 \) habitants
- Consommation moyenne d’eau par habitant par jour, \( Q = 150 \) litres = 0.15 m³
Formule pour le volume quotidien des eaux usées:
\[ V_{\text{quotidien}} = N \times Q \]
Calcul quotidien:
\[ V_{\text{quotidien}} = 10,000 \times 0.15 \, \text{m}^3 \] \[ V_{\text{quotidien}} = 1,500 \, \text{m}^3 \]
Formule pour le volume annuel des eaux usées:
\[ V_{\text{annuel}} = V_{\text{quotidien}} \times 365 \]
Calcul annuel:
\[ V_{\text{annuel}} = 1,500 \, \text{m}^3 \times 365 \] \[ V_{\text{annuel}} = 547,500 \, \text{m}^3 \]
Le volume annuel des eaux usées généré par la population est de 547,500 m³.
3. Conception du Système de Drainage
Données cumulées des eaux:
Volume total des eaux à traiter annuellement = 900,000 m³ (ruissellement) + 547,500 m³ (eaux usées) = 1,447,500 m³
Conversion en débit (en secondes):
\[ \text{Débit total} = \frac{1,447,500 \, \text{m}^3}{365 \times 24 \times 3600} \] \[ \text{Débit total} \approx 0.046 \, \text{m}^3/s \]
Choix de tuyau:
Pour une marge de sécurité et une meilleure gestion, supposons un débit de conception de 0.06 m³/s. Un tuyau de diamètre 400 mm, couramment utilisé pour ce type de débit en milieu urbain, serait adéquat.
Résumé de la conception:
- Utilisation d’un tuyau de diamètre 400 mm
- Débit de conception de 0.06 m³/s
- Prévoir des installations pour le traitement des eaux usées avant leur rejet dans le milieu naturel, selon les normes environnementales.
Ce système doit inclure des bassins de rétention pour gérer les pics de débit lors des pluies importantes et des systèmes de traitement des eaux usées pour assurer la qualité de l’eau avant son rejet.
Système de Drainage Urbain pour un Lotissement
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