верхности с дерниной – φ =0,15 и для водосборов с разнородными поверхностями определяется по формуле
|
1 F1 |
2 F2 |
, |
(6.4) |
F1 |
|
|||
|
F2 |
|
||
τ – продолжительность дождя, равная времени добегания воды до рассчитываемого сечения, мин, которую определяют как сумму из времени добеган я дождевых вод по склону и лотку, т.е. τ = τ скл+ τ лот.
Время добеган я дождевых вод по склону определяют по фор-
муле |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
2,41 n* B |
|
|
|
|
|||||
скл |
|
|
|
1,72 0,72 n |
, |
(6.5) |
|||||
|
0,72 |
|
0,72 |
I |
0,50 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
добегания |
|
|
|
|
|||||||
где В – дл на склона, участвующая в стоке, м; I – уклон склона; n* – коэфф ц ент шероховатости, принимаемый равным для задер-
ненной грунтовой поверхности 0,060. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Время |
воды по |
етонному лотку определяют как |
|
|||||||||||
|
|
лот |
|
lлот |
, |
|
|
|
|
(6.6) |
||||
|
|
|
60 V |
лот |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
Д |
|
|||||||||
где lлот – длина участкаАлотка, м; Vлот – скорость движения дождевых |
||||||||||||||
вод в конце лотка, м/с, определяется по формуле |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
1 |
|
h |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
||||
|
V |
|
|
|
|
I , |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(6.7) |
|||||
|
|
|
|
|
||||||||||
|
лот |
|
|
n* 2 |
|
|
И |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
где п* – коэффициент шероховатости, принимаемый равным для бе- |
||||||||||||||
тонной поверхности 0,014; h – |
глубина потока в лотке в низовом се- |
|||||||||||||
чении расчетных участков (у дождеприемных и тальвежных колодцев, канав), м; I – уклон дна лотка.
Расчетные расходы от стока весенних талых вод определяют при средних значениях максимумов его в данной местности по формулам:
- для водоотводных линий и систем с водосборами до 80 га (водоотводные системы летных полос)
66
|
|
|
QВП |
0,95 |
Нс |
F, |
|
|
(6.8) |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
Т |
|
|
|
|
|
- для водоотводных линий с большими водосборами (нагорные |
||||||||
|
канавы) |
|
QBП = 2,78 ·A· F, |
(6.9) |
|||||
|
|
|
|||||||
|
где Нс – макс мальная высота снегового покрова к началу весеннего |
||||||||
|
снеготаян я пр н мается по табл. 6.2, см; |
Т – минимальная продол- |
|||||||
|
жительность снеготаян я, принимаемая по табл. 6.2; сут; |
А – пара- |
|||||||
|
метр, характер зующ й сток талых вод, мм/ч, принимаемый при |
||||||||
С |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
значен ях максимумов стока для территории равным 2,5. |
|||||||
|
|
Значен я параметров для расчета стока талых вод |
Таблица 6.2 |
||||||
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Вариант |
Район проектирова- |
|
Нс, см |
|
Т, сут |
|||
|
средних |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
н я |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
Курган |
|
|
|
|
42 |
|
7,0 |
|
2 |
Томск |
|
|
|
|
59 |
|
10,0 |
|
3 |
Омск |
|
|
|
|
55 |
|
9,0 |
|
4 |
Екатерин ург |
|
|
|
62 |
|
11,0 |
|
|
5 |
То ольск |
|
|
|
|
48 |
|
6,5 |
|
6 |
Челя инск |
|
|
|
56 |
|
9,5 |
|
|
7 |
Барнаул |
|
|
|
|
50 |
|
8,5 |
|
|
бА |
|
|
|||||
|
|
6.1. Гидравлический расчет водоотводных систем |
|||||||
|
|
|
грунтовых ВПП |
|
|||||
|
|
|
|
Д |
|||||
Для водоотводных систем грунтовых ВППИрасчетным случаем является, как правило, отвод дождевых вод. Обычно рассчитывают собиратели, нагорные канавы, грунтовые лотки, коллекторы, а сечения трубчатых осушителей ввиду малых расходов чаще не рассчитывают и принимают конструктивно. Необходимость в расчете осушителей может возникнуть при одиночном или редком расположении их на грунтовой полосе, а также при расположении с верховой стороны осушаемого участка.
Водоотводные линии с грунтовыми водосборами рассчитывают на расчетный расход, определяемый по методу предельных интенсивностей с учетом минимальной стокообразующей интенсивности дождей, характеризующей продолжительность дождя, в течение которой
67
осадки формируют поверхностный сток. Это вызвано тем обстоятельством, что сток с водосборов с большой впитывающей способностью, т. е. с грунтовых водосборов, может наблюдаться лишь в случае, когда интенсивность дождей превосходит интенсивность впитывания. Под минимальной стокообразующей интенсивностью дождя понимают интенсивность его, равную интенсивности впитывания воды в грунт.
При нтенс вности дождей более минимальной стокообразую- |
|||||
щей наблюдается сток с водосборов, а при интенсивностях менее сто- |
|||||
кообразующей он отсутствует. Продолжительность стокообразова- |
|||||
С |
|
|
|
|
|
, соответствующая минимальной стокообразующей интенсивности |
|||||
дождя, определяют по формуле |
|
|
|
|
|
|
|
(1 n) |
|
(6.10) |
|
tст |
|
, |
|||
t* |
|||||
|
|
|
|||
ния |
|
ст |
|
|
|
бА |
|
||||
где tcт – м н мальная мгновенная стокообразующая интенсивность дождя, принимаемая равной интенсивности впитывания с учетом характера местности (для глин – 0,04; суглинков – 0,08; супесей – 0,20; песков – 0,50 мм/мин). Для асфальтобетонных и бетонных покрытий интенсивность впитывания принимают равной нулю.
Для расчетных сечений, удаленных по времени добегания на |
||
|
Д |
|
τ ≤ tcт, расходы следует определять по методу предельных интенсив- |
||
ностей. |
|
|
Для сечений, удаленных по времени добегания на τ ≥ tcm, рас- |
||
четный расход будет равен |
|
|
|
Q = Qtcт + Qcn, |
(6.11) |
где Qtcт – расход, соответствующий τ = tcт, л/с; Qcn – дополнительный расход, поступающий в систему после дождя в соответствии с кривой
спада стока за счет воды, лежащей на водосборе, |
л/с, который опреде- |
|
ляется по формуле |
И |
|
|
Qcn =0,0092·Δ·B·V·φ t1-n ·η, |
(6.12) |
где В – длина склона водостока (ширина водосбора), м; V – скорость движения воды в лотке или канаве на расчетном участке, м/мин; η – коэффициент, зависящий от отношения τ / tcт, и составляет
68
τ / tcт 1,0 |
1,1 |
1,2 |
1,5 |
2,0 |
2,5 |
3,0 |
3,5 |
4,0 |
5,0 10 |
||
η |
0 |
0,16 |
0,28 |
0,52 |
0,71 |
0,81 |
0,86 |
0,89 |
0,92 |
0,95 |
0,985. |
Прежде чем перейти к гидравлическому расчету сети, устанав- |
|||||||||||
ливают исходные данные: |
|
|
|
|
|
|
|
||||
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
- климатическую зону расположения аэродрома; |
|
|
|||||||||
- род поверхности и характеристики грунта; |
|
|
|
||||||||
- расположен е осушительной сети в плане. |
|
|
|
||||||||
Затем определяют параметр , устанавливают коэффициент сто- |
|||||||||||
тели |
|
|
|
|
|
|
|
||||
ка φ и переходят непосредственно к гидравлическому расчету. |
|
||||||||||
|
|
|
6.1.1. Расчет осушителя |
|
|
|
|||||
|
более |
|
|
|
|
|
|||||
Дрены |
осуш |
устраиваются для перехвата и отвода грун- |
|||||||||
товой |
поверхностной воды на участках с необеспеченным стоком |
||||||||||
воды, а также для с ора |
отвода воды из пористых оснований искус- |
||||||||||
ственных покрыт й (р с. 6.1). Со ранная вода в дренажную трубу по-
ступает через отверст я и щели, устраиваемые по длине трубы. Дре- |
|
|
А |
ны и осушители устраиваются из асбестоцементных труб диаметром |
|
100 мм и |
( основывается расчетом); за пределами летного по- |
ля возможно |
применение керамических труб. лина осушителей |
50–125 м, уклоны – не менее 0,005. |
|
Водоприемные щели в асбестоцементных трубах дренажей и |
|
лем или рубероидом насухо. Д Вокруг труб устраивается фильтрующая засыпка. В качестве за-
осушителей устраивают в виде пропилов снизу трубы на 2/3 ее диа-
метра на расстоянии 30 см друг от друга. Стыки и прорези труб во избежание их заиления обкладываются мхом слоем 2 см или минеральной ватой. Стыки труб не заделывают, допускается обертывать их то-
сыпки используется: для дрен песчано-гравийные смеси, гравий; для
осушителя гравий с диаметром фракций 20–40 мм, щебень. Засыпка должна обладать достаточной водозахватызающей способностью для приема поступающей воды [4].
И
Порядок расчета осушителей следующий (рис. 6.2):
1. Для определения диаметра трубы осушителя О–III находят расчетный расход Qi, который для сечения 1–1 будет равен S1F1. Водосборную площадь (в гектарах), тяготеющую к рассчитываемому осушителю, определяют на основании размеров В1 и L1, т. е. F1=B1L.
69
2. Величину стока S находят по формуле (6.3), для чего предварительно определяют время добегания воды τ1 до осушителя О–III.
Си
бР с. 6.1. Варианты конструкции осушителя:
а – осушитель с фильтрующей колонкой; б – осушитель со сплошной фильтрующей засыпкой; 1 – дерн 5–10 см; 2 – дерн 5–10 см или фильтрующий материал 2–3 см (в плотном теле), обработанный битумом; 3 – гравий (ще ень) d=1–2 см; 4 – обратная засыпка грунтом;
5 – гравий (ще ень) d=5–6 см; 6 – труба осушителя; |
||
7 – утрамбованный щебень слоем 5–7 см; н – наружный диаметр трубы |
||
А |
||
3. Время добегания воды до сечения 1–1 |
осушителя О–III равно |
|
сумме времени добегания вод по склону τскл |
и времени добегания |
|
воды по осушителю τ0, т. е. τl = τскл + τ0. |
|
|
4. Для определения |
τскл находят по линии стока воды расстоя- |
|
ние от самой отдаленной точки водосбора до начала осушителя, |
||
т. е. длину водосбора В1 |
Д |
|
и средний уклон водосбора l. Затем, зная |
||
длину пути стока и уклон по формуле (6.5), определяют время добе- |
||
гания дождевых вод τскл до начала осушителяИ.
5. Время τ0 получают делением длины осушителя на среднюю секундную скорость воды в трубе. Обычно время добегания воды τ0 по осушителю составляет 5–10% от времени добегания дождевых вод τскл по склону, а поэтому можно принять τ0 = 0,10 τскл.
6. Далее по расчетному времени добегания τ1 и параметру с помощью формулы (6.3) определяют величину стока S (в л/с с 1 га) и далее по формуле (6.2) расчетный расход.
70