РАСЧЕТНЫЕ РАСХОДЫ ДОЖДЕВЫХ ВОД

Расходы дождевых вод q л/с определяют по методу предельных интенсивностей [ 11 ] по формуле

где - среднее значение коэффициента стока, характеризующего поверхность бассейна, определяемое согласно данным табл. 2 настоящего учебного пособия.

Таблица 2

Значение коэффициента стока z_c для различных типов поверхностей

А, п- параметры, определяемые согласно данным табл. 3 и соответствующего расчета по формуле (2);

F - расчетная площадь стока, га, определяемая по данным водосборного бассейна на гопоплане территории;

t - расчетная продолжительность дождя, равная продолжительности протекания воды по поверхности и трубам до расчетного участка, мин, и определяемая по формулам (3), (4) и (5).

‘Раздел пособия рекомендуется использовать для работы обучаемых в рамках НИРС

Значения параметра А в зависимости от коэффициента z

Так как поверхность стока территории, в том числе поселений, часто представлена как водопроницаемыми так и водонепроницаемыми конструкциями и материалами, то в расчетах принимают так называемое среднее значение коэффициента стока.

Среднее значение коэффициента стока z_c определяют как средневзвешенную величину в зависимости от значений коэффициентов z, дифференцированно характеризующих поверхности стока. Значение коэффициента z принимают по данным табл. 2, а параметр А - по табл. 3.

Указанные значения коэффициента z уточняют по местным условиям на основании дополнительных данных результатов соответствующих исследований.

При расчете стока с бассейнов площадью свыше 50 га с разным характером застройки или с резко различными уклонами поверхности земли производят проверочные определения расходов дождевых вод с разных частей бассейна.

Наибольший из полученных расходов принимают за расчетный. При этом, если расход дождевых вод с данной части бассейна окажется меньше расхода, по которому рассчитан коллектор, то расчетный расход для него принимают равным расходу на вышележащем участке.

Если территория имеет общий уклон от 0,008 до 0,010 и более и направлен в сторону уличных проездов, то в расчетную площадь стока также включают прилегающую к проезду полосу шириной от 50 до 100 м.

Озелененные площади внутри кварталов (полосы бульваров, газоны и т. п.) включают в расчетную величину площади стока и учитывают при определении значения коэффициента z.

Параметры А и п для расчетов по формуле (1) определяют по данным результатов обработки многолетних записей самопишущих дождемеров, зарегистрированных в конкретном пункте. При отсутствии таких данных параметр А допускается определять по формуле

где q20 - интенсивность дождя, л/с на 1 га, для данной местности продолжительностью 20 мин при Р = 1 год, определяемая по рис. 1; п - показатель степени, определяемый по табл. 4; т_г - среднее количество дождей за год, принимаемое по данным табл. 4; g - показатель степени, принимаемый по данным табл. 4; Р - период однократного превышения расчетной интенсивности дождя, принимаемый согласно данным табл. 5, 6, 7.

Период однократного превышения расчетной интенсивности дождя выбирают в зависимости от характера объекта кана- лизования, условий расположения коллектора с учетом последствий, которые могут быть вызваны выпадением дождей, превышающих расчетные. Его принимают по данным табл. 5 и 6 или расчетом в зависимости от условий расположения коллектора, интенсивности дождей, площади бассейна и коэффициента стока по предельному периоду превышения.

Рис. 1. Значения величин интенсивности дождя, q20.

На линиях приведены численные значения коэффициентов интенсивности дождя, q20

Показатели значений степени /? в зависимости от периода однократного превышения расчетной интенсивности дождя Р, среднего количества дождей т_г и показателя степени g

При проектировании дождевой канализации у особых сооружений (метро, вокзалов, подземных переходов и др.), а также для засушливых районов, где значение q20 менее 50 л/с на 1 га, при Р равном единице, период однократного превышения расчетной интенсивности дождя определяют только расчетом с учетом значений его предельного периода, указанного в табл. 7. При этом он не должен быть менее данных, указанных в табл. 5 и 6.

Таблица 5

Период однократного превышения расчетной интенсивности дождя Р, годы, для поселений при значениях q2Q в зависимости от условий расположения дождевого коллектора

Таблица 6

Значения периода однократного превышения расчетной интенсивности дождя Р, годы, для территорий промышленных предприятий в зависимости от условий технологического режима

При расчете периода однократного превышения расчетной интенсивности дождя учитывают, что при предельных его периодах, указанных в табл. 7, коллектор дождевой канализации может пропускать лишь часть расхода дождевого стока, остальная часть временно затопляет проезжую часть улиц и при наличии уклона стекает по ее лоткам. Высота затопления улиц при этом не должна вызывать затопления подвальных и полуподвальных помещений. Кроме того, учитывают возможный сток с бассейнов, расположенных за пределами населенного пункта.

Таблица 7

Значения предельного периода превышения интенсивности дождя в зависимости от вида условий расположения водоотводного

коллектора

К благоприятным условиям расположения коллекторов относят:

• - бассейны площадью не более 150 га, имеющие плоский рельеф при среднем уклоне поверхности 0,005 и менее;
• - водоразделы или в верхние части склонов, удаленные от водораздела на расстоянии не более 400 м.

К средним условиям расположения коллекторов относят:

• - бассейны площадью свыше 150 га, имеющие плоский рельеф с уклоном 0,005 и менее;
• - нижние части склона по тальвегу с уклоном 0,020 и менее, когда площадь бассейна не превышает 150 га.

К неблагоприятным условиям расположения коллекторов относят:

• - нижние части склонов, когда площадь бассейна превышает 150 га;
• - тальвеги с крутыми склонами при среднем уклоне свыше
• 0,020.

К особо неблагоприятным условиям расположения коллекторов относят замкнутые пониженные места (котловины).

Значения периода однократного превышения расчетной интенсивности дождя Р для территорий промышленных предприятий в зависимости от случаев кратковременного переполнения сети для разных технологических процессов предприятий приведены в табл. 6.

Для предприятий, расположенных в замкнутой котловине, период однократного превышения расчетной интенсивности дождя определяют расчетом или принимают равным не менее чем 5 годам.

Значения предельного периода превышения интенсивности дождя в зависимости от условий расположения коллектора и объекта обслуживания приведены в табл. 7.

Расчетную площадь стока для участка сети принимают равной всей площади стока или части ее, дающей максимальный расход стока.

В тех случаях, когда площадь стока составляет 500 га и более, в формулы (1) и (6) вводят поправочный коэффициент К, учитывающий неравномерность выпадения дождя по площади и принимаемый по данным табл. 8.

Таблица 8

Значение коэффициента К неравномерности выпадения дождя

в зависимости от площади стока, га

Расчетные расходы дождевых вод с незастроенных площадей водосборов свыше 1000 га, не входящих в территорию населенного пункта, определяют по соответствующим нормам стока для расчета искусственных сооружений автомобильных дорог согласно ВСН 63-76 Минтрансстроя.

Расчетную продолжительность протекания дождевых вод по открытой поверхности и трубам t, мин, определяют по формуле

где t - продолжительность протекания дождевых вод по прилегающим водосборным территориям до уличного лотка, или при наличии дождеприемников в пределах квартала - до уличного коллектора, (время поверхностной концентрации), мин, определяемая согласно указанной выше методики расчета или по указаниям, приведенным ниже; t₂ - то же, по уличным лоткам до дождеприемника (при отсутствии их в пределах квартала), определяемая по формуле (4); г₃ - то же, по трубам до рассчитываемого сечения, определяемая по формуле (5).

Здесь время поверхностной концентрации дождевого стока t определяют по расчету или принимают для населенных пунктов при отсутствии внутриквартальных закрытых дождевых сетей равным 5-10 мин или при наличии их равным 3-5 мин.

При расчете внутриквартальной канализационной сети время поверхностной концентрации t принимают равным 2-3 мин.

Продолжительность протекания дождевых вод по уличным лоткам t₂, мин, определяют по формуле

где /д - длина участков лотков, м; v - расчетная скорость течения на участке, м/с; к - число участков лотков.

Продолжительность протекания дождевых вод по трубам до рассчитываемого сечения /₃, мин, определяют по формуле

где /_р - длина расчетных участков коллектора, м; v_p - расчетная скорость течения на участке, м/с; т - число расчетных участков труб.

Расчетный расход дождевых вод для гидравлического расчета дождевых сетей q_c л/с определяют по формуле

где q - расчетный расход дождевых вод, полученный по формуле (1); Р - коэффициент, учитывающий заполнение свободной емкости сети в момент возникновения напорного режима. Определяется по данным табл. 9.

Таблица 9

Значения коэффициента /? в зависимости от показателя степени п

При уклонах местности от 0,010 до 0,030 указанные значения коэффициента [i увеличивают на 10-15 %, а при уклонах местности свыше 0,030 - принимают равными единице.

Если общее число участков на дождевом коллекторе или на притоке составляет менее 10, то значение р при всех уклонах допускается уменьшать: на 10 % - при числе участков от 4до 10 и на 15 % - при числе участков менее 4.

Расчетные расходы дождевых вод применяют при проектировании раздельной системы дождевой канализации.

Для полураздельной и совмещенной систем (общесплавных коллекторах) канализации определяют максимальные расчетные расходы дождевых, производственных и бытовых сточных вод с учетом коэффициента неравномерности долевого расхода сточных вод от различных источников стока и дальнейшим определением расчетного расхода смеси сточных вод. Методика такого расчета приведена в соответствующем разделе СНиП 2.04.03-85* и СП.42.13330.2010 [11].

Результаты расчетных расходов дождевых вод используют для определения размера (диаметра) свободного отверстия труб и коллекторов дождевой канализации.

Для дождевой канализации наименьшую скорость движения сточных вод принимают равной 0,6 м/с. Наибольшую расчетную скорость движения сточных вод принимают, м/с: для металлических труб - 8, для неметаллических - 4, для дождевой канализации - соответственно 10 и 7.

Наименьшие уклоны дождевых трубопроводов и каналов принимают в зависимости от допустимых минимальных скоростей движения сточных вод.

Наименьшие уклоны трубопроводов для всех систем канализации принимают для труб диаметра 150 мм - 0,008, диаметра 200 мм - 0,007.

В зависимости от местных условий при соответствующем обосновании для отдельных участков канализационной сети допускается принимать уклоны для труб диаметра 200 мм равным 0,005, а диаметра 150 мм - 0,007. Уклоны веток присоединения дождеприемников к коллекторам принимают равным 0,020.

При величине расчетной продолжительности протекания дождевых вод меньше 10 мин в формулу (1) вводят поправочные коэффициенты равные 0,8 при t = 5мин и 0,9 - при t = 7 мин.

При значительных заглублениях начальных участков коллекторов дождевой канализации учитывают увеличение их пропускной способности за счет напора, создаваемого подъемом уровней воды в колодцах.

Вопросы и задания по теме 3

• 1. Какой метод расчета применяют для определения расхода дождевых вод?
• 2. Какую формулу применяют для определения расхода дождевых вод?
• 3. Как вычисляют среднее значение коэффициента стока осушаемой территории?
• 4. Как определяют параметр А в формуле расчета расхода дождевых вод?
• 5. От какого параметра зависит значение параметра п в расчете расхода дождевых вод?
• 6. Каким образом определяют значение интенсивности дождя для различных регионов России?
• 7. Как определяют расчетный параметр F в формуле (1)?
• 8. Раскройте составляющие, слагающие понятие «расчетная продолжительность дождя».
• 9. Назовите места расположения дождевых коллекторов на местности, отнесенные в расчетах к группе благоприятных условий.
• 10. Назовите места расположения дождевых коллекторов на местности, отнесенные в расчетах определения расходов к группе неблагоприятных условий.
• 11. Как определяют продолжительность протекания дождевых вод по уличным лоткам?