Анализ причин возникновения эффекта аквапланирования в городских условиях

Размещено на http://www.allbest.ru/

Анализ причин возникновения эффекта аквапланирования в городских условиях

Изюмов Ю.А^.1, Горшенина Е.Ю.²

Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.

к.т.н., доцент кафедры «Теплогазоснабжение, вентиляция, водообеспечение и прикладная гидрогазодинамика», Е-mail: zyumovya@mail.ru¹

Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.

к.т.н., доцент кафедры «Организация перевозок, безопасность движения и сервис автомобилей», Е-mail: ekaterina_84_07@mail.ru²

Выявлена зависимость ДТП от наличия воды на проезжей части по вине коммунальных служб. Сделаны выводы, даны рекомендации

Ключевые слова: аквапланирование, ДТП, коммунальные службы, сточные воды, коллекторы, водопроводная сеть

Izyumov Yu.A.,¹ Gorshenina E.Yu.²

Yuri Gagarin State Technical University of Saratov

PhD, Associate Professor at the Department

Of «Heat and gas supply, ventilation, water supply and applied fluid dynamics»¹

Yuri Gagarin State Technical University of Saratov

PhD, Associate Professor at the Department

Of «Organization of transportation, traffic safety and car service»²

ANALYSIS OF THE CAUSES OF AQUAPLANING IN URBAN ENVIRONMENTS

The dependence of the accident from the presence of water on the roadway at fault utilities. Conclusions and recommendations

Keywords: aquaplaning, traffic accidents, municipal services, sewage, sewers, water supply network

Снабжение более 950 тыс. жителей города Саратов чистой питьевой водой хорошего качества и в необходимом количестве - одна из основных задач муниципальных унитарных производственных предприятий. Например в Саратове это МУПП «Саратовводоканал». Водоочистные сооружения являются важной составляющей инфраструктуры города.

В структуру водоснабжения города Саратова входят:

- водопроводные комплексы,

- водопроводные повысительные насосные станции (ВПНС),

- водопроводные сети.

МУПП осуществляет подачу воды на производственные нужды промышленных предприятий и объектов теплоэнергетики. В муниципальном образовании «Город Саратов» имеется два системы технического водопровода: «Южная» и «Северная».

Общая протяженность водопроводной сети города составляет 1537,98 км. Протяженность канализационных сетей, находящихся в ведении МУПП «Саратовводоканал», составляет 848,56 км. На канализационной сети установлено 31446 канализационных колодцев.

Одной из приоритетных задач ЖКХ есть улучшение обеспечения качественной питьевой водой населения, а также рационализация водных ресурсов страны. К сожалению, не всегда получается так, как хотелось бы, и сегодня мы имеем огромный дефицит воды, связанный, как правило, с постоянными потерями и утечками из-за износа сетей и нерациональным расходом ресурсов. За последние сутки в город подано 424 тыс. кубометров питьевой воды, соответствующей требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01. Питьевая вода; системой канализации очищено 211 тыс. кубометров сточных вод; проведено обследование по 67 заявкам, поступившим в оперативную диспетчерскую службу от абонентов.

В связи с тем, что довольно большая часть системы общественного водоснабжения была посторожена еще в советское время, трубопровод ввели в эксплуатацию несколько десятков лет, а часть - более сотни лет назад, то износ систем очевиден. Во многих случаях потери воды в сетях водоснабжения достигают половины из той доли воды, которую подготовили, очистили и доставляют в дом каждому из нас. Таким образом, один из самых важных и драгоценных ресурсов для человека «уходит в никуда». «Подготовленная вода также «теряется» из-за краж и законного использования, не требующего оплаты.

Таким образом, части потерь можно избежать благодаря грамотным техническим и управленческим решениям. Сбереженная вода могла бы использоваться для покрытия спроса и, значит, принести дополнительные доходы предприятию.

При анализе статистики ДТП в г. Саратове в различные климатические условия было выявлена прямая зависимость увеличения ДТП в дождливую погоду на загородных дорогах и повышением на 13% числа ДТП в городских условиях на участках с неисправным водоотведением с проезжей части сточных вод и аварий, сопровождаемых выходом воды на проезжую часть (рис. 1).

Рисунок 1. Коммунальная авария

Например, 20 ноября, дорога на кольцевом выезде из поселка Юбилейный в Саратове заблокирована из-за ДТП и теплой воды. Недалеко произошла коммунальная авария, вода скапливается на проезжей части, в результате произошло 5 ДТП.

В Волжском районе Саратова рассмотрено уголовное дело в отношении 34-летнего водителя, по вине которого произошло ДТП с тяжело пострадавшим. По информации областной прокуратуры, утром 20 октября 2015 года мужчина ехал на своем личном автомобиле «Киа Сид» со скоростью 90 км/час по мокрой проезжей части. Несмотря на большое скопление воды на дороге, он не снизил скорость и, не справившись с управлением, вылетел на встречную полосу ввиду возникшего эффекта аквапланирования, где врезался в «Ладу». В результате происшествия одному из пассажиров легковушки был причинен тяжкий вред здоровью. За совершение преступления по части 1 статьи 264 УК РФ (нарушение лицом, управляющим автомобилем, правил дорожного движения, повлекшее по неосторожности причинение тяжкого вреда здоровью человека) суд приговорил водителя к 2 годам ограничения свободы. Также его лишили права заниматься деятельностью, связанной с управлением транспортными средствами сроком на 1 год. И таких ситуаций немало.

Условия возникновения аквапланирования - мокрая дорога и скорость автомобиля, как дополнительные условия можно рассматривать толщину водяной пленки, особенности конструкции протектора шины, износа шины, шероховатости и неровности дорожного покрытия. Следствием аквапланирования является практически полная потеря управления автомобилем.

Как уже было сказано, довольно большая часть системы общественного водоснабжения была посторожена еще в советское время, трубопровод ввели в эксплуатацию несколько десятков лет назад. Износ систем налицо. Во многих случаях потери воды в сетях водоснабжения достигают половины из той доли воды, которую подготовили, очистили и доставляют в дом каждому из нас.

Опираясь на причины возникновения проблемы, можно выделить мероприятия по снижению потерь воды, некоторые из них более затратные, некоторые - менее.

1. Заменить старые сети на новые. Это мероприятие требует довольно много средств, создавая длительные неудобства для жителей города в связи с отключением водоснабжения и обязательными земляными работами по всей территории замены. Например, за последние сутки в город подано 424 тыс. кубометров питьевой воды, соответствующей требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01. Питьевая вода; системой канализации очищено 211 тыс. кубометров сточных вод; проведено обследование по 67 заявкам, поступившим в оперативную диспетчерскую службу от абонентов.

По состоянию на 09.00 28 августа 2017 года в заявке аварийной службы предприятия находятся 46 повреждений водопроводных линий, а также 4 засора канализации. Проводится необходимый комплекс мероприятий по локализации имеющихся аварийных ситуаций.

2. Достичь снижения потерь воды за счет замены труб посредством внедрения в них новых трубопроводных линий. С учетом особенностей систем, этот метод применим только на определенных участках.

3. Снизить давление до нормального уровня, дабы уменьшить количество потерь, если уж совсем их убрать не получается. Этот метод довольно доступный и не требует капитальных земляных работ и огромных финансовых инвестиций.

Из-за большого количества аварий и потери воды, отсутствия рабочего состояния ливневых колодцев возрастает вероятность ДТП по причине аквапланирования.

Приведем пример августа 2017 года. Ливнёвка у дома №2/1 по улице Заводской в одноименном районе Саратова. Подъездная дорога, ведущая к их домам оказалась разрушена до щебеночного основания в результате постоянного подмывания стекающими под уклон потоками воды, дорога стала своеобразным «устьем» сразу двух коммунальных ручьёв, один из которых берет начало около дома №14 по улице Заводской, а исток другого находится во дворе дома №53 по улице Чернышевского. То есть протяженность его составляет более километра.

Излив холодной воды на улице Заводской длился 10 дней. Что касается второго ручья, то он течёт по улице Чернышевского от 3-го Солдатского проезда и, не встречая по пути ни одной ливнёвки, уходит на Заводскую. К слову, у остановки общественного транспорта «Улеши» вода заполняет глубокую просадку асфальта, и если водители автобусов и маршруток уже привыкли к этому скрытому препятствию, то для простых автомобилистов оно часто становится неприятным сюрпризом.

Из-за отсутствия ливнёвок на улице Чернышевского жители Заводской страдают и в дождливую погоду. Покрытие подъездной дороги к их домам больше напоминает горную реку с многочисленными порогами. А передвигаться по потокам воды и грязи приходится не только автомобилистам, но и пешеходам.

«Потери» воды - это несоответствия, выявленные при учете потребления воды, когда показания общего счетчика воды в доме не совпадают с данными индивидуальных счетчиков, указанными жителями квартир, обычно показания центрального счетчика дома выше, чем показания, указанные жителями [2].

Зимой ситуация усугубляется. Приведем пример: 8 декабря 2016, вечером в Саратове был настоящий транспортный коллапс. Из-за резких перепадов температуры наши многострадальные трубы вновь не выдержали и потекли. Потоки воды с самого утра сильно затрудняли движение по многим магистралям города. Адрес «улица Танкистов, 68» стал первым, куда срочно выехали работники аварийной службы Водоканала. За это время нормально проехать по оживленной трассе стало невозможно - вода замерзала за считанные минуты. Даже владельцы авто с шипованной резиной могли почувствовать себя участниками проекта «Ледниковый период». В этот день зафиксировано 5 ДТП из-за эффекта аквапланирования. «Саратовводоканал» продолжает устранять порывы на трубах весьма оригинальным методом. Вместо того, чтобы откачивать воду в резервуары, они просто сливают ее на проезжую часть, что провоцирует транспортные задержки и ДТП. И только потом ликвидируют течь в трубах, со слов заместителя начальника ГИБДД УВД города Саратова Юрия Носова. Из-за минусовой температуры на дорогах образуются наледи, колдобины. Инспекторы ДПС вынуждены дежурить на перекрестках до тех пор, пока опасные участки хотя бы не засыплют песком.

Структуру водопотребления можно представить, как полезное водопотребление и потери воды на всех этапах водоснабжения.

Рисунок 2. Схема структуры водопотребления

Наиболее значительные потери воды происходят в системах подачи и распределения, т.е. в водоводах и водопроводных сетях. По статистическим данным, потери воды в водопроводных сетях достигают весьма больших значений, например, потери воды в сетях водоснабжения г. Саратова достигают 45 % [1]. Такие высокие потери вызваны тем, что большая часть системы общественного водоснабжения была посторожена еще в советское время, трубопровод ввели в эксплуатацию несколько десятков лет назад. Износ систем налицо.

Потери воды в наружных системах водоснабжения достигают 50 % от общего объема утечек, при этом до 90 % этого объема являются скрытыми утечками. Общие потери воды в системах централизованного водоснабжения страны из-за их неудовлетворительного технического состояния составляют около 3 км 3 в год [3].

Таким образом, основными причинами, приводящими к значительным потерям воды являются:

- неудовлетворительное техническое состояние наружных водопроводных сетей;

- отсутствие должного контроля и учета рабочих параметров работы систем водоснабжения;

- неудовлетворительный гидравлический режим работы системы (избыточные напоры, гидравлические удары, воздушные пробки и т.п.);

- несовершенное и устарелое оборудование насосных станций, водозаборных и водоочистных комплексов;

- несовершенное регулирование работы насосов;

- большие потери воды во внутренних водопроводных сетях и водоразборной арматуре и нерациональное ее использование;

- завышенные нормы водопотребления, связанные с устарелой водоразборной арматурой и отсутствием учета водопотребления.

При потере воды коммунальными службами с образованием «ручьев» на дороге, происходит уменьшение коэффициента сцепления колёс и дороги. Это объясняется тем, что в начальной фазе дождь не смывает с дорог пыль, а лишь скатывает её в шарики вместе с частичками резины от шин и маленькими камушками, в результате чего эта смесь служит отличной смазкой. Значительно повышается опасность заносов автомобиля, увеличивается тормозной путь. Возникает угроза аквапланирования, другими словами, исчезают пятна контакта покрышек с дорогой из-за водяной прослойки. Аквапланирование, как правило, возникает при езде по залитому водой асфальту на скорости, превышающий 60 километров в час или во время торможения юзом даже по небольшой плёнке воды, что часто ведёт к почти полной потере управляемости.

Основными факторами, которые определяют скорость, при которой может появиться этот эффект, считаются:

- глубина лужи, - масса автомобиля, - тип используемых покрышек,

- степень износа покрышек.

Обычные шины при высокой скорости не будут успевать выдавливать из-под себя потоки. В результате этого автомобиль будет скользить по тонкому слою воды так, словно едет по льду. В дождевых покрышках на протекторе прорезаны специальные каналы, которые необходимы для удаления воды из зоны контакта с дорогой. Помимо этого, на протекторе присутствует сеть поперечных канавок с изменяемым углом наклона, что даёт возможность удалять воду с ещё большей эффективностью. На сухом асфальте аквашины функционируют так же, как и обычные универсальные покрышки.

В случае торможения юзом колесо прекращает вращаться и отвод воды резко уменьшается. Главная неприятность при аквапланировании заключается не столько в том, что теряется управляемость, сколько в том, что водитель автоматически пытается бороться с заносом машины и корректирует траекторию движения. Однако делать это бесполезно, так как отсутствует сцепление с поверхностью дороги. Помимо этого, выезд из лужи на колёсах, вывернутых вбок, приведёт к резкому и быстрому заносу, однако на этот раз уже при высоком коэффициенте сцепления. Далеко не каждый водитель сможет справиться с подобным заносом, а самым ожидаемым финалом станет опрокидывание автомобиля. Причём нередко процесс аквапланирования оканчивается раньше, чем визуально кончается лужа, так как в глубокой воде начинается значительное замедление, акселератор в это время уже будет отпущен, вес автомобиля сместится к передним колёсам.

Попадание в лужу на скорости одной стороной автомобиля приведёт к резкому удару по колёсам, который сразу же передастся на руль. Это приведёт к частичной потере управляемости и к тому, что руль будет вырван из рук, а в некоторых случаях возможны травмы пальцев и кисти.

Проезд по глубоким лужам может повлечь за собой наезд на канализационные люки и другие препятствия, кроме того, вода может попасть на систему зажигания, что приведёт к прекращению работы двигателя. Даже если «форсирование» пройдёт успешно, вода с грязью может попасть в важные части автомобиля.

Таким образом, катализатором возникновения эффекта аквапланирования в городских условиях является потеря воды коммунальными службами на проезжую часть.

вода проезжий коммунальный тормозной

Список литературы

1. Администрация муниципального образования «Город Саратов». Постановление от 10 июля 2014 года N 1952. О гарантирующей организации и утверждении схем водоснабжения и водоотведения муниципального образования «Город Саратов».

2. СП 30.13330.2012. Свод правил. Внутренний водопровод и канализация зданий. Дата введения 1 января 2013 г. Актуализированная редакция СНиП 2.04.01-85*.

3. Водная стратегия Российской Федерации на период до 2020 года. Утверждена распоряжением Правительства Российской Федерации от 27 августа 2009 года № 1235-р.

Размещено на Allbest.ru