Сети для отвода атмосферных осадков (водостоки). Трубы и способы их соединения

Страницы работы

Содержание работы

ЛЕКЦИЯ 5. СЕТИ ДЛЯ ОТВОДА АТМОСФЕРНЫХ ОСАДКОВ (ВОДОСТОКИ)

                                                5.1.  Интенсивность дождя

При расчете водосточной сети основным параметром является расход ливневых вод. Расход определяется как Q = qF, где q – интенсивность дождя, а F – площадь водосбора. Основная проблема – определение интенсивности дождевого стока.

Сток – движение воды по поверхности земли и в грунте в направлении водного объекта.

Поверхностный сток – сток дождевых, талых и поливных вод по земной поверхности.

Грунтовый сток – сток вод, попадающих в грунт с земной поверхности и перемещающийся в направлении водных объектов.

Объем стока – объем стока, стекающий с водосбора за год, (W, м3/год).

Модуль стока – объем воды, стекающей с единицы площади водосбора в единицу времени,  м3/(с*га).

Для расчета объемов ливневых вод используют параметр интенсивности дождя по объему (q), л/(с*га).

q находят по эмпирическому выражению:

                                             q = A/tn,

где А – многофакторный безразмерный параметр, зависящий от географического положения местности и метеорологических условий;

      t – продолжительность дождя, мин;

      n – метеорологический параметр.

Анализ формулы показывает:

1. Чем интенсивнее дождь, тем он короче.

2. С течением времени интенсивность дождя убывает.

3. Чем интенсивнее дождь, тем он реже происходит.

В связи с этим определяют вероятность выпадения дождей определенной интенсив-ности. Эту вероятность выражают через Р – период однократного превышения расчетной интенсивности дождя. Р – это продолжительность периода в годах, за который дождь расчетной интенсивности будет превышен 1 раз.

Чем меньше Р, тем меньше расчетная интенсивность дождя, тем дешевле сеть. Р = (0,33 – 20) лет в зависимости от местных условий расположения коллектора: благо-приятных, средних, неблагоприятных и особо неблагоприятных.

Пример благоприятных условий: коллектор отводит воду с возвышенности. Если коллектор                   не успеет отвести воду, заполнение подвалов и низко расположенных этажей не  происходит. Р = 0,33 года – превышение расчетной интенсивности дождя допускается 3 раза в год. При небольшом расходе стоимость сети минимальная.

Рис. 32. Благоприятные условия

Пример особо неблагоприятных условий: коллектор отводит воду из замкнутой котловины. Р = 20 лет. Наибольшая интенсивность приводит к большому расходу, большим диаметрам и большой  стоимости сети.

Рис. 33. Особо неблагоприятные условия                                                                           

Подпись: Все случаи оговорены в СНиП [4].
Р оказывает влияние на q в формуле параметра А:

Подпись:  А = q2020n

где q20 – интенсивность дождя, л/(с·га), для данной местности продолжительностью 20 мин. при Р = 1 год, определяется по карте интенсивности дождя в виде кривых изогипс [8] (q20 = 20120 л/(с*га) – с севера на юг);

           mr – среднегодовое количество дождей;

            n  - метеорологический параметр;

             , mr, n, - определяются по табл. 4 СНиП [4].

5.2. Коэффициент стока. Расчетные расходы

Коэффициентом стока () (пси) называется отношение количества воды, поступившего в сеть, к общему количеству выпавшего дождя:

                                      = qв/(qF).

По исследованиям Н. Ф. Белова коэффициент стока зависит от вида покрытия поверхности, интенсивности и продолжительности дождя:

                                   = Zmid q0,2 t0,1,

где Zmid – средневзвешенный по площади коэффициент покрова.

                                    Zmid = 0,01,

где Zi – коэффициент покрова (табл. 4 СНиП [4]);

       Pi – процент площади покрова (по заданию).

Подставим q = A/trn   в    и получим:

                                    = Zmid A0,2/tr0,2n-0,1.

Из выражения: q = A/tn = qв/(qF)    и     получим расход воды, поступающей в сеть.

                                   qвqF;

                                   qв = (ZmidA0,2qF)/tr0,2n-0,1;

                                   qв = (ZmidA1,2F)/tr1,2n-0,1.

Неравномерность выпадения дождя, по площади водосбора, учитывается коэффициентом К при F  500 га (по табл. 8 СНиП [4]) К = 0,95 – 0,55. А учет свободной емкости сети, в момент возникновения напорного режима, производится коэффициентом      в зависимости от n по табл. 11 СНиП [4] ( = 0,8 – 0,65).

С учетом К и     получим:

                                    qcal = ZmidA1,2FKK1/tr1,2n-0,1;

K1 = 0,8; 0,9 при tr < 10 мин.

                      5.3. Метод предельных интенсивностей. Определение tr

Рис. 34. Схема поступления дождевых стоков в водоотводящую сеть

        Дождевая вода поступает в сеть неравномерно. Через сечение коллектора в т. 2 сначала пройдет вода с площади f1, затем с  площади f2 и т.д. Таким образом, расход в сечении будет нарастать до тех пор, пока вся площадь не будет участвовать в сборе дождевой воды. Затем расход воды несколько снизится и стабилизируется на одном уровне. Эта закономерность хорошо видна на гидрографе поступления воды в сеть.

Рис. 35. Гидрограф ливневого стока

2. Нисходящая ветвь характеризует стабилизацию расхода воды на одном уровне, который поступает со всей площади водосбора. Уменьшение расхода связано с уменьшением интенсивности дождя.

Максимальный расход qr в сечении трубы проходит через период, равный tr, который меньше полной продолжительности дождя. Таким образом, видно что максимальный расход в сети наблюдается не сразу, а через некоторое время, которое и надо учитывать в расчете.

Согласно методу предельных интенсивностей расход в сечении в конце расчетного участка достигает максимальной величины за период, равный времени добегания капли воды от самой удаленной точки площади водосбора до расчетного сечения.

Похожие материалы

Информация о работе