Гидрологический и гидравлический расчет коллектора ливневой сети

4. Гидрологический и гидравлический расчет

коллектора ливневой сети.

4.1. Гидрологический расчет

Гидрологическим расчетом определяют расчетный расход воды на расчетных участках в расчетных сечениях.

Гидрологический расчет проводят в таком порядке: намечают границы бассейна стока, определяют уклоны улиц и трассы коллектора, коллектор разбивают на определенные участки. Границы участков определяют местами присоединения боковых коллекторов и изменение уклонов. Расчетный расход ливневой воды устанавливают по формуле:

Qp = q ∙ ψ ∙ F ∙η

где: q - расчетная интенсивность дождя, л/с на 1 га

ψ  - коэффициент стока

F - площадь бассейна стока, га

η - коэффициент учитывающий неравномерность выпадающего дождя на площади бассейна стока

После определения границ бассейна стока, делим на отдельные участки и определяем их площади F.

Находим расчётную итенсивность дождя :

q = А/(t)

где: А, n -- параметры, которые определяются в зависимости от географического района территории и принятой повторяемости дождей. t_p - расчетная длительность дождя, с

При отсутствии необходимых данных параметр А рассчитывают по формуле :

А = 20 ∙ q ∙ (1+Clg p), где: q20 - интенсивность дождя для данной местности длительностью 20 мин при р=1 год л/с на 1 га (определяют по карте изомерии)

n -  параметр, который определяется по картам изолиний с - коэффициент учитывающий климатические условия местности р - период одноразового превышения расчетной интенсивности дождя, год.

Расчетная длительность дождя равна длительности стока воды с бассейна до расчетного сечения коллектора.

tp=to+ti+1,2t2

где: t0 - длительность стока воды до лотка улицы, с

ti - длительность пробега воды лотками до начала коллектора

t2 - длительность пробега воды коллектором от начала до конца расчётного участка

ti = 1 ,25∙(L_n/V_n), где: L - длина лотка, м

V_n - скорость течения воды в лотке л/с

1.25 – коэфициент, каторый учитывает неравномерность скорости течения воды лотками

Продолжительность пробега воды коллектором определяем по формуле :

L

t= r  Σ  ——

V

L - длина коллектора,  м где: V - скорость течения воды в коллекторе м/с

r  - коэффициент, учитывающий показатель степени n.

Для данного климатического района принимаем такие значения :

q²⁰ = 90 л ∕ с                            р=1 год

С = 0,85

n = 0,7

А=20^0,7  ∙ 100 ∙ (1 + 0,85 ∙ lq 1) = 732,8

Определяем период начальной концентрации стока t_{o :}

t_o=5 мин=300 сек

Находим продолжительность пробега воды в лотке  до начала колектора t1 :

t1=1,25 ∙ 410 / 0,7=732,1 с

Рассчитываем продолжительность пробега воды коллектором от начала до конца расчётного участка :

На 1-ом участке t₂=2 ∙ 400 / 0,7 = 1142,8 с

На 2-ом участке t₂=2 ∙ (400+450) / 0,7 = 2428,6 с

На 3-ем участке t₂=2 ∙ (400+450+560) / 0,7 = 4028,6 с

На 4-ом участке t₂=2 ∙ (400+450+560+450) ∕ 0,7 = 5314,2 с

Находим расчётную продолжительность дождя

t_pl = t0  +  t1 +1,2t2

t¹p = 300 + 732,1 + 1,2 ∙ 1142,8 = 2403,5 с

t²p = 300 + 732,1 + 1,2 ∙ 2428,6 = 3946,4 с

t³p = 300 + 732,1 + 1,2 ∙ 4028,6 = 5866,4 с

tp = 300 + 732,1 +1,2 ∙ 5314,2 = 7409,14 с

Интенсивность дождя определяется по формуле :

q = A /(tp)

q  = 732,8 / (2403,5)  =  3,15 л/с

q  = 732,8 / (3946,4) =  2,23 л/с

q  = 732,8 / (5866,4) =  1,7  л/с

q  = 732,8 / (7409,14)=  1,37л/с

Определяют расчетные затраты сливной воды по формуле :

Qp =q ∙ ψ ∙  F ∙ η

Qp = 3,15 ∙ 0,75 ∙ 39,5 ∙1 = 93,3 л/с

Qp = 2,23 ∙ 0,75 ∙ 62,1 ∙ 1 = 103,9 л/с

Qp = 1,7 ∙ 0,75 ∙ 103,85 ∙ 0,96 = 132,4 л/с

Qp = 1,7 ∙ 0,75 ∙ 133,4 ∙ 0,96 = 140,07л /с

4.2. Гидравлический расчёт коллектора

По таблицам Лукиных подбираем диаметры труб коллектора :

1-й участок   Ø 400            Wv  = 15,55,         K = 1,954

2-й учасьок   Ø 400            Wv  = 15,55,         K = 1,954

3-й участок   Ø 400            Wv  = 15,55,         K = 1,954

4-й участок   Ø450              Wv  = 16,8           K = 2,75

Рассчитываем скорость потока в трубах :

V =   Wv ∙ √i

V– скорость воды в трубе, м/с

Wv – гидромодуль скорости

i – гидравлический уклон трубы

1-й участок     V =   15,55 ∙ √ 0,013 = 1,77  м ∕ с

2-й участок     V =   15,55 ∙ √ 0,005 = 1,099 м ∕ с

3-й участок     V =   15,55 ∙ √ 0,005 = 1,099 м ∕ с

4-й участок    V =   16,8   ∙ √ 0,005 = 1,19   м ∕ с

Рассчитываем пропускную способность трубы при полном её наполнении и самотёчном режиме по формуле :

Qnp = K∙ √i

Qnp –пропускная способность трубы , м/с

K - гидромодуль пропускной способности трубы

Qnp = 1,954  ∙  √ 0,013 = 0,223м/с = 223л/с

Qnp = 1,954  ∙  √ 0,005 = 0,138 м/с = 138 л/с

Qnp = 1,954  ∙  √ 0,005 = 0,138 м/с = 138 л/с

Qnp = 2,75    ∙  √ 0,005 = 0,194м/с = 194 л/с