Приклад розрахунку дощового колектора

 

Вихідні дані для проектування. Район проектування дощової каналізації – м. Харків.

Умови проходження колектора – середні, квартальні дощові мережі не передбачаються.

Процент покрівель будинків та асфальтованої поверхні, гравійного покриття площадок приймається вимірюванням на фрагменті мікрорайону за умов, що озеленення – газони займають 50% території.

Головний колектор проходить по головній вулиці. Загальний басейн стоку ділянок колектора вище території, що проектується, становить
7,9 га; час добігання води по трубах до ділянки проектування 14,0 хв. Глибина закладання лотка труби в цьому місці – 2,7 м.

Нижче ділянки житлової групи колектор продовжується по головній вулиці, довжина його наступної ділянки – 200 м, уклон вулиці – незмінний, частковий басейн стоку цієї ділянки – 6,2 га.

По другорядній вулиці передбачити притоку (розраховується як початкова ділянка дощового колектора).

Трасування дощової мережі та визначення басейнів стоку. Відповідно завданню на проектування головний колектор прокладається по головній вулиці (в межах території вертикального планування - ділянка 1 – 2 довжиною 150 м та уклоном поверхні 18 ‰). Оскільки другорядна вулиця має уклон 24 ‰, направлений в бік точки 2, ділянку 4 – 2 довжиною 190 м можна вважати притокою до головного колектора. Таким чином, розрахунку підлягають притока 4 – 2 та дві ділянки головного колектора: 1 – 2, та ділянка після приєднання притоки 2 – 3 (рис. 9).

 

 

Точка 1 відповідно завданню не є початковою, тому ділянка 1 – 2 повинна розраховуватись як транзитна з обумовленим часом добігання води з верхів’я басейну стоку до точки 1 14,0 хвилин і площею басейну вище розрахункової ділянки 7,9 га.

Часткові басейни стоку до розрахункових ділянок 1 – 2 та 4 – 2 визначені вертикальним плануванням території житлової групи і на основі безпосереднього вимірювання по плану встановлені відповідно

F _бас1-2 = 1,2 га та F _бас4-2 = 1,6 га. Параметри ділянки 2 – 3 згідно завдання: довжина 200 м, уклон поверхні вулиці той же, що і на попередній ділянці (18‰), площа прилеглого басейну стоку – F _бас2-3 = 6,2 га.

Визначення параметрів розрахункового дощу. По карті ізоліній (рис. 6) для міста Харкова інтенсивність дощу тривалістю 20 хв. при періоді одноразового перевищення розрахункової інтенсивності Р = 1 року q ₂₀ = 90 л/с на 1 га. Оскільки умови прокладання колектора середні, відповідно даним табл. 3 при q ₂₀ = 90 значення Р може бути прийнятим 1 чи 2 (прийнято Р = 2 роки). Інші параметри дощу взято з табл. 2 для рівнинних областей України: при Р = 2 параметр n = 0,71, m _r = 110, g = 1,54.

Кліматичний параметр дощу А визначається за формулою (1)

+ ) = 90 .

Складова формули розрахункових витрат при тривалості дощу однаковій з часом добігання води від верхів’я до розрахункового перерізу, що залежить від часу (розмірністю л/с з 1 га) буде визначатися за формулою:

.

Витрати в розрахунковому перерізі, при площі басейну F і середньому значенні коефіцієнта поверхні Z_mid,будуть визначатись за формулою:

.

Розрахунок середнього значення параметра Z_mid. Загальна площа території житлової групи – 150 х 190 = 28500 м².

Забудова являє собою 13 секцій житлових будинків розміром 12 х 36 м та дитячий садок 24 х 36 м.

Таким чином площа забудови становить:

F _заб = (12 х 36) х 13 + 24 х 36 = 6480 м²

До водонепроникних поверхонь відносяться також проїзди. Їх довжина, згідно вимірюванням на плані, становить 525 м. Проїзди мають ширину 4,2 м, до того ж, вздовж фасадів будинків передбачено їх розширення до 5,5 м для короткочасної стоянки автомобілів. У такому разі площа проїздів становить:

F_пр = 525 х 4,2 + 36 х 13 х (5,5 - 4,2) = 2813 м², і загальна площа водонепроникних поверхонь – F_вдн = 6480 + 2813 = 9293 м².

Залишки території зайняті озелененням (згідно ДБН 360-92 50 % від усієї площі, покриття – газон) та площадками з гравійним садово-парковим покриттям:

F_газ = 28500 х 0,5 = 14250 м²;

F_грав = 28500 - (9293 + 14250) = 4957 м².

Коефіцієнти Z_і окремих різновидів поверхні визначаються за табл. 4, 5:

При А = 933 Z_вдн = 0,25; Z _газ = 0,038; Z _грав = 0,090

Результати обчислення середнього значення коефіцієнта поверхні наведено в табл. 7

Таблиця 7

Тип покриття	Площа, м^2	р, проц.	Zі	(р х Zі ) /100
Водонепроникливі		32,6	0,250	0,08
Газони		50,0	0,038	0,02
Гравійні садово-паркові		17,4	0,090	0.02
Всього		100,0	-----	0,12

 

Таким чином Z _mid = 0,12.

Розрахунок витрат води та визначення діаметрів колекторів. Розрахунки наведені в табл. 8.

В першу чергу виконано розрахунок притоки 4 – 2. Оскільки точка 4 – початкова, розрахункова тривалість дощу для перерізу притоки близько точки 2 визначається як сума часу поверхневої концентрації води (при відсутності закритої мережі на внутрішньоквартальній території прийнято
5 хв.), часу добігання води по лотках проїздів до першого дощоприймального колодязя та часу пробігу по трубі.

Вимірюванням на плані ділянки житлової групи встановлена довжина пробігу по лотку l _л= 93 м при середньому уклоні 20 ‰. В такому випадку

та час добігання води до точки 4 становить T _кон + T _лот = 5 + 2,8 = 7,8 хв. Час пробігання води по трубі до розрахункової точки 2 знаходиться за формулою:

,

та оскільки швидкість в трубі залежить від діаметра і нам невідома, для першої ітерації розрахунку задаємо її довільне значення (в даному випадку 3 м/с). При повторній ітерації час пробігу по трубі визначено відповідно табличному значенню швидкостіпри визначеному діаметрі і уклоні труби (див. додаток).

Таблиця 8

Таблиця розрахунку ділянок дощового колектора 1 – 2 – 3 з притоком 4 =2

Примітка. Формат таблиці розрахований на випадок, коли β=1. В інших випадках у значення стовпця 13 треба помножити на коефіцієнт β.

При розрахунку притоки 4 – 2 вдалося прийняти уклони труби однаковими з уклоном поверхні вулиці, що дозволяє прокласти трубу з однаковим заглибленням.

При розрахунку ділянки 1 – 2 головного колектора прийнято до уваги, що до початку ділянки (точка 1) час добігання води вже становив згідно завданню 14,0 хв.

У процесі розрахунку, аналогічно вище наведеному, при другій ітерації завдяки збільшенню уклону труби в порівнянні з уклоном вулиці з 18 ‰ до 22 ‰, виявилось можливим прийняти менший діаметр труби. Збільшення уклону припустиме: при довжині ділянки всього 150 м це приведе до більшого заглиблення труби в точці 2 порівняно з точкою 1 всього на: 150 х (0,022 - 0,018) = 0,60 м, до того ж, як видно з таблиці, на наступній ділянці 2 – 3 передбачено зменшення уклону на 4 ‰.

При розрахунку ділянки 2 – 3, оскільки час добігання води до точки 2 по головному колекторі 14,9 хв. більший, ніж по притоці – 9,4 хв., при визначенні розрахункового дощу враховується час добігання до точки 3 по головному колекторі, а розрахункова площа басейну дорівнює сумі площ ділянок головного колектора вище точки 2, площі притоки 4 – 2, та особистої площі басейну ділянки 2 – 3.

Розробка подовжніх профілів колекторів. Профілі поверхні по осях вулиць в межах ділянки групи житлових будинків виконані на основі розробленого проекту вертикального планування: лінія існуючої поверхні побудована відповідно до чорних горизонталей, проектна лінія – згідно проектних відміток та проектних уклонів (рис. 11). Оскільки по ділянці 2 – 3 відсутні дані про існуючу поверхню, на профілі відображена лише проектна лінія.

В даному випадку диктуюча точка, яка обумовлює глибину закладання колекторів, є точка 1, де лоток закладається на глибині 2,7 м від проектної поверхні:

відмітка лотка = 74,28 - 2,7 = 71.58,

при діаметрі труби 500 мм відмітка шелиги = 71,58 + 0,50 = 72,08.

На наступному етапі прокладена лінія шелиги від початкової точки 72,08 відповідно уклону труби та відстаней між суміжними точками профілю.

Відмітки лотків обчислені шляхом віднімання від відміток шелиги діаметра труби.

Дощоприймальні та оглядові колодязі позначені на плані (рис. 12). При їх розміщенні враховувалась необхідність осушення вуличних лотків перед пішохідними переходами на перехресті: оглядові колодязі ОК-3 та ОК-11 розміщені вище за уклоном на відстанях відповідно 18 та 21 м від перехрестя вулиць (де в колодязі ОК-4 до колектора приєднується притока). Інші колодязі розміщені на окремих ділянках за умов:

 

Рис. 11. Розміщення дощоприймальних та оглядових колодязів

Ділянка 1 – 2. Відстань між початком колектора (колодязь ОК-1) та колодязем ОК-4: 150 – 18 = 132 м. За нормативами при уклонах від 10‰ до 30‰ максимальна відстань між дощоприймальними та відповідно – оглядовими колодязями становить 80 м. Тому на даному відрізку має бути передбачений один проміжний оглядовий колодязь ОК-2 на відстані від суміжних 132: 2 = 66 м.

Ділянка 2 – 3. Колодязь ОК-5 розміщений на відстані нормованих
80 м від колодязя ОК-3. Тому відстань його від колодязя ОК-4 становить 80 - 18 = 62 м. Відповідно колодязі ОК-6 та ОК-7 будуть знаходитись на відстанях (200 – 62): 2 = 69 м.

Ділянка 4 – 2. Перший на притоці колодязь ОК-8 знаходиться від розміщеного перед переходом колодязем ОК-11 на відстані 190 – 21 = 169 м. При такій довжині відрізку потрібно розмістити 2 проміжних колодязі ОК-9 та ОК-10 з відстанями між ними 169: 3 = 57 м. Зменшення кількості колодязів неможливе – при цьому відстань між дощоприймальними колодязями перевищить нормоване значення 80 м.

Розміщення оглядових колодязів та відповідні відстані між ними відображені на профілях. Відмітки лотків труб в колодязях обчислені відповідно до відстаней та уклонів труб (табл.9, 10).

Таблиця 9

Розрахунок відміток лотків та шелиги труб
в колодязях по трасі головного колектора

Номери колодязів

Відстані

Уклони

Діаметри

Відмітки лотка

Відмітки шелиги

 

ОК-1				71,58	72,08
		0,022
ОК-2				70,00	70,50
		0,022
ОК-3				68,42	68,92
		0,022
ОК-4				67,99-67,79	68,49
		0,014
ОК-5				66,92	67,62
		0,014
ОК-6				65,95	66,65
		0,014
ОК-7				64,98	65,68

 

Таблиця 10

Розрахунок відміток лотків та шелиги труб
в колодязях по трасі притоки 4 – 2

Номери колодязів	Відстані	Уклони	Діаметри	Відмітки лотка	Відмітки шелиги
ОК-4				68,00	68,30
		0,024
ОК-11				68,24	68,54
		0,024
ОК-10				69,68	69,98
		0,024
ОК-9				71,12	71,42
		0,024
ОК-8				72,56	72,86

Над проектною лінією на профілях наведені заглиблення колодязів відповідно від існуючої та проектної поверхні вулиць.

Список літератури

 

1. Інженерний захист та освоєння територій: довідник / за ред. В.С. Ніщука. – К.: Основа, 2000. – 358 с.

2. Леонтович В.В., Ніщук В.С. Проектування і розрахунок дощової каналізації: методичні вказівки. – К.: КІБІ, 1993. – 36 с.

1. СНиП 2.04.02-85 Строительные нормы и правила. Канализация. Наружные сети и сооружения. – М., 1986. – 72 с.

2. Лукиных А.А., Лукиных Н.А. Таблицы для гидравлического расчета канализационных сетей и дюкеров по формуле акад. Н.Н. Павловского. – М.: Стройиздат, 1990. – 192 с.

3. Дикаревский В.С. Отведение и очистка поверхностных вод. – Л.: Стройиздат, 1990. – 224 с.

 

Додаток