IX. Расчеты максимальных дождевых расходов по методу Союздорпроекта

В 1961 году Минтрансстроем СССР была введена в действие «Инструкция по расчету стока с малых бассейнов» ВСН 63-61, однако Союздорпроект и его филиалы наряду с ВСН 63-61 применяли упрощенную формулу Союздорнии, которая была согласована в 1963 году Главтранспроектом к практическому применению.

В 1967 году введена новая «Инструкция по расчету стока с малых бассейнов» ВСН 63-67, которая отличалась от ВСН 63-61, в основном, новым ливневым районированием территории СССР и величинами слоев стока. Метод расчета остался прежним.

В связи с выходом ВСН 63-67 Союздорнии в 1969 году были даны новые рекомендации по дальнейшему применению упрощенной формулы с новыми слоями стока, разработанными ЦНИИСом.

Как показали расчеты по формуле Союздорнии с новыми слоями стока, последняя требует дополнительной переработки, так как вычисляемые по ней расходы увеличиваются в несколько раз даже при небольшом увеличении слоя стока из-за принятой в формуле степенной зависимости. Это обстоятельство привело к вынужденному ограничению в применении формулы Союздорнии до новой ее переработки и последующего согласования с Главтранспроектом.

Учитывая необходимость технико-экономической оценки эффективности принимаемых проектных решений при выполнении большого количества расчетов отверстий малых водопропускных сооружений на реконструируемых дорогах, построенных в разные годы и по ранее действующим нормам стока, а также на строящихся продолжительное время объектах, и располагая известным опытом проектирования дорог в различных районах СССР и за рубежом, Союздорпроект приступил к изучению и обобщению своего опыта расчетов и натурных материалов на различных объектах, а также анализу опыта расчетов других ведомств. Такая работа была выполнена в течение 1968 - 1969 г.г.

Обобщение накопленного опыта проектирования, данных по безаварийно работающим длительное время сооружениям, натурных расходов на объектах, а также анализ различных применяемых теоретико-эмпирических методов расчета стока позволили сформулировать в 1969 г. «Предложения по расчету максимального дождевого стока с малых водосборов».

В 1969 г. проект «Предложений» был разослан ведущим проектным научным организациям с целью учета замечаний и пожеланий и дополнительной апробации.

Метод расчета дополнительно проверялся на ряде вновь проектируемых объектов Союздорпроекта, расположенных в различных климатических районах СССР и за рубежом (Карпаты, Молдавия, Урал, Туркмения, Забайкалье, ДВК, Непал, Афганистан). Результаты этих расчетов также подтвердили достаточно хорошее соответствие вычисленных расходов действительным условиям их формирования.

В 1970 г. Союздорпроектом произведено дополнительное уточнение ливневого районирования территории СССР и ливневых характеристик максимального стока по материалам последних исследований Государственного гидрологического института (ГГИ), вошедших в основу составления СН 435-72.

Обобщение накопленных за период 1969 - 71 г.г. материалов по опыту применения проекта «Предложений», а также дополнительные улучшения отдельных его разделов позволили Сюздорпроекту осуществить в 1971 г. подготовку «Указаний по расчету дождевых расходов».

Расчеты максимальных дождевых расходов по «Указаниям» рекомендованы Наставлением ЦНИИС-Главтранспроекта для мостовых переходов через водотоки, расположенные в районах, не охваченных рекомендациями нормативных документов.

В 1972 г. «Указания» согласованы с ЦНИИС и Главтранспроектом для практического применения при проектировании автомобильных дорог во всех стадиях проектирования в качестве дополнительного пособия.

В 1972 - 73 г.г. «Указания» были положены в основу разработки приближенных методов расчета дождевого стока, рекомендованных «Руководством по гидравлическим расчетам малых искусственных сооружений. ЦНИИС-Главтранспроекта.

В «Указания» внесены изменения, касающиеся их согласования, а также отдельные коррективы, с учетом которых и осуществлено издание 1973 года.

Формула расчета дождевого стока положена в основу разработки и обоснования методики проектирования поверхностного водоотвода с проезжей части и разделительных полос автомобильных дорог, предусмотренной «Альбомом водоотводных устройств на железных и автомобильных дорогах общей сети Союза ССР» М., Мосгипротранс, Главтранспроект, 1973, инв. № 819.

1. Общие указания

«Указания» Союздорпроекта применяют при проектировании отверстий водопропускных, водосбросных и водоотводных сооружений на автомобильных дорогах при площадях водосборов до 100000 км2.

«Указания» предназначены для расчетов максимального дождевого стока и учитывают сток от дождей в весенний период по промерзшей поверхности водосборов.

При наличии в районе изысканий различных видов стока (снегового, грунтового, ледникового, селевого, маревого и т.п.) расчеты следует производить на все возможные в данном районе виды стока с целью установления наибольших величин максимальных расходов и учета наиболее неблагоприятных условий работы водопропускных отверстий.

При наличии значительного притока грунтовых или меженных вод на малых водотоках необходимо дополнительно их учитывать путем суммирования с расходом, вычисленным по настоящим указаниям. Рекомендации по учету меженных вод и других местных факторов, присущих тому или другому району, приведены ниже.

Для получения более надежных данных о расходах необходимо производить уточнение основных параметров расчетной формулы по натурным данным путем проведения гидрометеорологических изысканий и разработки на их основе региональных зависимостей максимального стока. При этом следует руководствоваться (п. 7 гл. VIII).

Указания Союздорпроекта следует применять наряду с СН 435-72 на каждом объекте изысканий.

2. Основные положения расчетного метода

В основу разработки расчетного метода положена редукционная формула проф. Соколовского Д.Л. с уточнениями Перевозникова Б.Ф., получившая практическое применение для расчетов максимальных расходов в ряде районов СССР, а также в некоторых зарубежных районах.

В результате выполненных теоретических разработок и обобщений натурного материала границы применения указанной редукционной формулы значительно расширены применительно к расчетам не только больших и средних, но и малых водосборов на всей территории СССР, путем ее модификации.

При обосновании структуры расчетной формулы произведен критический отбор практически подтвержденных элементов общей теории ливневого стока, а также использован ряд выводов и теоретических положений, установленных в разное время проф. Болдаковым Е.В. и проф. Соколовским Д.Л.

Расчетная формула построена из условия необходимости уточнения ее основных параметров по натурным данным о расходах и осадках, которые могут быть получены в любом районе изысканий независимо от его физико-географического положения и величины водосборной площади. Параметры расчетной формулы могут приобретать региональные значения.

В формуле учитывается редукция часового слоя дождя в зависимости от изменения времени формирования максимальных расходов, форма и крутизна водосборов и естественная аккумуляция стока за счет залесенности и наличия на водосборах различных по впитываемости грунтов.

Произведено районирование часовой интенсивности расчетного дождя по территории СССР, а также обобщены известные в настоящее время величины коэффициента элементарного склонового стока по ряду климатических районов СССР и некоторых зарубежных. При ливневом районировании учтены данные о часовом слое водоотдачи, установленные Н.Н. Чегодаевым и другими исследователями и организациями.

Все расчетные коэффициенты имеют вероятностную и временную оценку относительно их влияния на величину максимального расхода.

В структуре расчетной формулы предусмотрен учет лишь основных факторов, которые влияют безусловно на величину максимума паводкового расхода в любом районе изысканий. Учет факторов, присущих только одному или нескольким районам, следует производить путем введения в расчетную формулу дополнительных коэффициентов, учитывающих региональные особенности водосборов. Рекомендации по учету этих факторов приведены в п. 5.

При разработке расчетного метода и его использовании в транспортном проектировании учтены особенности технологии и методов гидрометеорологических изысканий автомобильных дорог, а также последовательность и состав расчетов максимальных расходов.

Расчетный метод позволяет учитывать стадийность выполнения линейных изысканий и связанную с этим последовательность уточнения расчетной формулы на основе натурных данных наблюдений, собранных в период между различными стадиями изысканий.

Расчетная формула применима на различных стадиях проектно-изыскательских работ и позволяет определять максимальные дождевые расходы как на стадии проблемных изысканий (при невозможности обоснования ее параметров), так и на всех стадиях инженерных изысканий (при уточнении ее параметров данными наблюдений).

Расчетная формула может быть применена и при определении предельных максимумов расходов в любом заданном района проектирования.

Кроме метода определения дождевого стока «Указания» содержат общие рекомендации по учету региональных особенностей водотоков, уточнению параметров расчетной формулы в малоосвоенных районах, а также по расчетам объемов дождевого стока и расходов в сооружениях с учетом искусственной аккумуляции.

3. Расчетная формула и ее параметры

Определение максимальных расходов от дождевых вод различной вероятности превышения производится по следующей формуле:

Qр = 16,7· a p·dp·F·φ·KJ·Kф м3/сек                                            (1)

где: a p - расчетная интенсивность осадков, соответствующая требуемой вероятности превышения для расхода. Определяется по формуле (2)

dp - расчетный коэффициент склонового стока, определяемый по формуле 3;

F - водосборная площадь, км2;

φ - коэффициент редукции максимального дождевого стока в зависимости от размеров водосборной площади. Определяется по табл. 4;

KJ - коэффициент учета влияния крутизны водосборного бассейна, определяемый по табл. 5;

Kф - коэффициент, учитывающий формулу водосборного бассейна и определяемый по формуле (8).

Расчетная интенсивность осадков различной вероятности превышения определяется по формуле:

a p = a час·Kt мм/мин.                                                                (2)

где: a час - максимальная часовая интенсивность дождя требуемой ВП. Определяется по табл. 1 для заданного ливневого района (рис. 2), мм/мин.;

Kt - коэффициент редукции часовой интенсивности осадков в зависимости от времени формирования максимальных расходов на малых водосборах. Определяется по табл. 2.

Расчетный коэффициент склонового стока определяется по формуле:

dр = d0·δе                                                                                    (3)

где: d0 - коэффициент склонового стока при полном насыщении почв водой, принимаемый по табл. 3;

δе - коэффициент, учитывающий естественную аккумуляцию дождевого стока на поверхности водосборов в зависимости от различной залесенности и почво-грунтов. Определяется по формулам (4,5, 7).

Величина коэффициента δе на водосборах, площадь которых характеризуется сплошной залесенностью или однородными грунтами по всему бассейну определяется по формуле:

δе = 1 - γgβП                                                                          (4)

где: γg - коэффициент, учитывающий различную проницаемость почво-грунтов на склонах водосборов, в расчетных условиях и определяемый по табл. 6;

β - коэффициент, учитывающий состояние почво-грунтов к началу формирования расчетного паводка, определяемый по табл. 7.

П - поправочный коэффициент на редукцию проницаемости почво-грунтов с увеличением площади водосборов. Определяется по табл. 9.

При частичной залесенности и резких различиях почво-грунтов на водосборах (рис. 1) для этого коэффициента применяется следующая формула:

δе = 1 - (γдлfл + γдгfг)βП                                                      (5)

где: γдл и γдг - коэффициенты, учитывающие проницаемость грунтов на отдельных частях водосбора, различных по степени залесенности и почвогрунтам определяется по табл. 6.

П - имеет прежнее значение, что и в формуле (4):

fл и fг - коэффициенты, характеризующие величины отдельных частей водосбора, различных по степени залесенности и почвогрунтам и определяемые соответственно по формулам:

fл = Fл/F; fг = Fг/F                                                                 (6)

где: Fл и Fг - площади отдельных частей водосбора, занятые различными почво-грунтами и растительностью.

Для больших и средних водотоков, расположенных в зоне избыточного увлажнения, а также в лесостепной и степной частях Европейской территории СССР рекомендуется формула Д.Л. Соколовского:

δе = 1 - γg l g(fп + 1)                                                                       (7)

где: γg - определяется по табл. 6;

fп - площадь проницаемых грунтов в процентах от всей площади бассейна, определяется по формуле (6) в долях от 100 %.

 

Рис. 1. Схема к установлению неоднородных условий потерь стока на склонах водосборов.

Коэффициент Kф, учитывающий форму водосборного бассейна, определяется по формуле:

Kф = Ф + (1 - Ф)С                                                                         (8)

где: Ф - коэффициент, учитывающий форму водосборов и определяемый по графикам рис. 4.

С - коэффициент, учитывающий уменьшение влияния формы водосбора на величину максимального расчетного расхода и определяемый по табл. 8.

Длина главного лога на малых водосборах определяется от наивысшей водораздельной точки, расположенной по направлению главного лога. На больших водотоках длина главного лога может быть принята с достаточной степенью точности равной длине основного русла, определяющего форму и размеры водосборного бассейна.

4. Определение параметров расчетной формулы

Номер ливневого района определяется по карте-схеме ливневых районов СССР (рис. 2). Величины расчетных параметров формулы (1) определяется по нижеследующим таблицам 1 - 9.

При проложении дороги по нескольким ливневым районам или в непосредственной близости от их границы расчетные ливневые характеристики на участках, примыкающих к границе того или иного района, определяются по формуле:

а' час = (а N + а N+1)/2 мм/мин.                                         (9)

где: а' час - расчетная интенсивность часового дождя для переходного участка, устанавливаемого длиной 25 км в каждую сторону от границы ливневого района по направлению дороги.

а N, а N+1 - часовые интенсивности дождя, определенные по табл. 1 и рис. 2 для двух соседних районов.

 

 

Таблица 1

Таблица расчетных величин интенсивностей дождей часовой продолжительности

№ районов России и СНГ	Часовая интенсивность дождя/мм/мин./ВП в %:
	10	5	4	3	2	1	0,3	0,1
1	0,22	0,27	0,29	0,32	0,34	0,40	0,49	0,57
2	0,29	0,36	0,39	0,42	0,45	0,50	0,61	0,75
3	0,29	0,41	0,47	0,52	0,58	0,70	0,95	1,15
4	0,45	0,59	0,64	0,69	0,74	0,90	1,14	1,32
5	0,46	0,62	0,69	0,75	0,82	0,97	1,26	1,48
6	0,49	0,65	0,73	0,81	0,89	1,01	1,46	1,73
7	0,54	0,74	0,82	0,89	0,97	1,15	1,50	1,77
8	0,79	0,98	1,07	1,15	1,24	1,41	1,78	2,07
9	0,81	1,02	1,11	1,20	1,28	1,48	1,83	2,14
10	0,82	1,11	1,23	1,35	1,46	1,74	2,25	2,65

 

Рис. 2. КАРТА-СХЕМА ЛИВНЕВЫХ РАЙОНОВ России и СНГ

Для водосборов, площади которых находятся в нескольких ливневых районах, расчетная часовая интенсивность дождя определяется как средневзвешенная по площади.

Рис. 3. Схема возможных положений дороги относительно границ ливневых районов.

Таблица 2

Таблица коэффициентов редукции часовой интенсивности осадков (Kt)

Площадь водосбора F км2	Коэффициенты редукции расчетных осадков Kt для следующих районов России и СНГ:
	№ 1	№ 2	№ 3, 4	№ 5, 7	№ 6	№ 8	№ 9, 10
0,0001	4,10	4,20	4,20	4,30	4,75	4,05	3,85
0,0005	3,50	3,50	3,50	3,70	3,90	3,50	3,30
0,001	3,00	2,80	2,90	3,05	3,20	3,00	2,75
0,005	2,50	2,30	2,40	2,55	2,65	2,50	2,30
0,01	2,15	1,95	2,07	2,12	2,20	2,0	1,90
0,05	1,85	1,70	1,80	1,82	1,90	1,75	1,65
0,1	1,60	1,50	1,60	1,62	1,65	1,55	1,45
0,5	1,35	1,30	1,40	1,37	1,35	1,35	1,30
0,8	1,20	1,20	1,30	1,25	1,25	1,20	1,20
1,0	1,13	1,15	1,20	1,20	1,20	1,18	1,15
5,0	1,05	1,03	1,10	1,09	1,05	1,05	1,03
7,0	1,0	1,0	1,05	1,04	1,0	1,0	1,0
10,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
50	0,94	0,95	1,0	0,99	0,98	0,96	0,97
100	0,90	0,90	0,93	0,91	0,92	0,91	0,92
300	0,89	0,89	0,90	0,88	0,91	0,90	0,90
500	0,87	0,85	0,87	0,86	0,90	0,85	0,86
1000	0,80	0,79	0,82	0,75	0,76	0,70	0,70
3000	0,78	0,73	0,80	0,70	0,70	0,6	0,6
5000	0,75	0,70	0,77	0,65	0,63	0,52	0,53
10000	0,70	0,64	0,70	0,55	0,50	0,40	0,40
50000	0,60	0,55	0,63	0,42	0,43	0,38	0,38
100000	0,55	0,50	0,57	0,35	0,40	0,35	0,35

 

Таблица 3

Таблица коэффициентов стока d0

№ пп	Название районов	Значения d0 ВП в %
		0,3	1	2	3
1	Приморье ДВК, Северный Вьетнам, Непал, Индонезия, Северная Индия, Восточный Пакистан	1 - 0,9	0,9 - 0,80	0,8 - 0,70	0,70 - 0,60
2	ДВК (Хабаровский край), Черноморское побережье Кавказа, восточное Закавказье, ливнеопасные предгорные районы Средней Азии, Западный Пакистан	0,9 - 0,80	0,80 - 0,70	0,70 - 0,66	0,66 - 0,60
3	Ливнеопасные районы Карпат, Крыма, Афганистана, Йемена, Восточного Ирана и Ирака	0,80 - 0,75	0,75 - 0,70	0,70 - 0,60	0,55 - 0,60
4	Забайкалье, Предгорья Карпат, горные и предгорные районы среднего Урала, лесостепная зона Европейской части СССР, Монголия	0,75 - 0,65	0,70 - 0,60	0,60 - 0,55	0,50 - 0,55
5	Степная зона Европейской части СССР, Южный Урал, Западная Сибирь	0,65 - 0,55	0,55 - 0,50	0,50 - 0,45	0,45 - 0,40
6	Пустынные и полупустынные районы Средней Азии, Афганистана, Центральной Индии и Центральной Азии, Южные районы тундры	0,55 - 0,50	0,50 - 0,40	0,40 - 0,30	0,25 - 0,30

 

Рис. 4. График для определения параметра Ф в формуле (8).

Таблица 4

Рекомендуемые коэффициенты редукции максимальны расходов φ при отсутствии данных полевых обследований

 

Площадь водосбора, км^2	φ	Площадь водосбора, км^2	φ
0,0001	0,98	6,0	0,40
0,001	0,91	8,0	0,36
0,005	0,86	10,0	0,33
0,01	0,81	12,0	0,32
0,05	0,75	15,0	0,31
0,1	0,69	19,0	0,30
0,2	0,68	22,0	0,29
0,3	0,66	26,0	0,28
0,4	0,65	30,0	0,27
0,5	0,63	40,0	0,25
0,6	0,62	50,0	0,24
0,7	0,60	55,0	0,23
0,8	0,58	60,0	0,22
0,9	0,56	80,0	0,20
1,0	0,53	100	0,19
1,5	0,52	200	0,17
2,0	0,50	300	0,16
2,5	0,49	500	0,14
3	0,47	1000	0,12
4	0,44	5000	0,09
5	0,42	10000	0,08
		100000	0,05

Таблица 5

Коэффициенты крутизны водосборного бассейна KJ

Уклон главного лога J	KJ для водосборов:
	Односкатных и безрусловых			С наличием
	асфальтобетонные и цементобетонные покрытия	щебеночные и гравийные покрытия	естественные задернованные склоны
0,001	0,67	0,75	0,75	0,94
0,005	0,95	0,82	0,78	0,98
0,01	1,08	0,92	0,80	1,01
0,02	1,25	1,10	0,85	1,06
0,03	1,45	1,30	0,90	1,12
0,04	1,65	1,50	0,91	1,14
0,05	1,80	1,65	0,93	1,16
0,06	2,03	1,85	0,95	1,18
0,07	2,20	2,00	0,97	1,21
0,08	2,40	2,20	0,98	1,23
0,09	2,63	2,40	1,0	1,26
0,10	2,80	2,60	1,02	1,28
0,20	-	-	1,21	1,52
0,30	-	-	1,34	1,68
0,40	-	-	1,45	1,82
0,50	-	-	1,56	1,94
0,60	-	-	1,63	2,03
0,70	-	-	1,68	2,10

 

Рекомендации по определению расчетного уклона главного лога, используемого при составлении табл. 5, приведены ниже:

Таблица 6

Коэффициенты проницаемости почво-грунтов и поверхностей стекания γg при расчетной водоотдаче

 

Категория почвогрунтов	Характеристика склонов бассейнов		γg
	Почвогрунты и поверхности стекания	Растительность
I	Скальные, мерзлые и плохо проницаемые грунт и поверхности стекания	Задернованы или отсутствует растительность	0,02
		Густой лес с кустарником и травой	0,02 - 0,04
II	Глины, суглинки	Задернованы	0,04 - 0,09
		Густой лес с кустарником и травой	0,06 - 0,15
	Такыры	Отсутствует	0,06 - 0,12
III	Супесчаные и песчаные грунты при естественной влажности	Задернованы	0,10 - 0,15
		Густой лес с кустарником и травой	0,15 - 0,20
IV	Сухие грунты (пески и лессы) в засушливых и пустынных районах при недостаточной влажности	Закрепленные	0,15 - 0,20
		Незакрепленные	0,20 - 0,25
	Рыхлые грунты (осыпи и т.п.)	Незакрепленные	0,25 - 0,35
V	Скальные породы в горных условиях сильно трещиноватые по поверхности	Частично закрепленные растительностью или кустарником	0,15 - 0,20
		Незакрепленные	0,20 - 0,30
VI	Торфы	Увлажненные	0,10 - 0,17
		Осушенные	0,15 - 0,25

 

Таблица 7

Коэффициенты β, учитывающие состояние почво-грунтов во время формирования расчетного паводка

№ пп	Особенности стока	Коэффициенты β, для категорий почво-грунтов согласно табл. 6
		I		II		III	IV	V
1	Сток по промерзшим почво-грунтам или по ледяной корке	1,0	1,0 - 0,9		0,9 - 0,8		0,8 - 0,7	0,8 - 0,2
2	Совпадение избыточного осеннего увлажнения со стоком в весенний период	1,0	0,9		0,8		0,7	0,7 - 0,65
3	Сток по сухим пылеватым грунтам (пески лессы и т.п.) при возможности образования грунтовой корки, препятствующей быстрому прониканию воды в грунт	-	-		-		0,8 - 0,6	-
4	Предварительное увлажнение грунтов к началу расчетного паводка в районах муссонного климата	1,0 - 0,9	0,9 - 0,8		0,8 - 0,6		-	-
5	Влажность почво-грунтов в естественных условиях	1,05	1,05 - 1,10		1,10 - 1,15		1,10 - 1,15	-

 

В табл. 7 промежуточные значения коэффициента β определяются в зависимости от вида и характера растительности на склонах бассейнов применительно к классификации, приведенной в табл. 6.

В табл. 6 γg для грунтов, загрязненных производственными отходами следует принимать равным 0,04 - 0,09 в зависимости от степени и характера загрязненности.

Рекомендации по определению расчетного уклона главного лога для установления коэффициента крутизны водосборного бассейна по табл. 5

1. В равнинной местности расчетный уклон главного лога на малых водосборах (Jр) может быть принят равным уклону лога у сооружения.

2. На очень малых водосборах площадью до 1,0 км2, а также на односкатных водосборах при неизменном, однозначном наклоне поверхности стекания (рис. 5а) в качестве расчетного уклона главного лога может быть принят уклон между водораздельной точкой по главному логу и пониженной точкой живого сечения в створе перехода.

3. При резкой смене уклонов поверхности стекания на различных частях склонов по всей длине односкатных и малых водосборов (рис. 5б), а также на средних водосборах расчетный уклон главного русла определится как средневзвешенный на расстоянии от верхней водораздельной точки до створа перехода.

 

 

Таблица 8

Коэффициент С для учета формы водосборов в формуле ( 8 )

Площадь водосбора, км^2	менее 5	10	20	30	40	50	60	70	80
С	0	0,10	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,8	0,9

Таблица 9

Поправочный коэффициент П для учета редукции проницаемости почво-грунтов I - V категории в формулах ( 4 ), ( 5 ), ( 7 )

Площадь водосбора, км2	Коэффициент П для следующих районов:
	№ 1 - 2 - 3 - 4	№ 5 - 6 - 7	№ 8 - 9 - 10
100 и менее	1,0	1,0	1 - 0,9
200	0,91	0,86	0,72
300	0,84	0,70	0,54
400	0,77	0,63	0,32
500	0,70	0,52	0
600	0,63	0,40	-
850	0,46	0	-
1000	0,30	-	-
1250	0	-	-

4. На больших и средних водотоках при наличии хорошо выраженного русла в качества расчетного уклона главного лога принимается уклон реки в основном русле, характеризующий средний уклон на большом его протяжении вверх от створа перехода.

Рис. 5. Схема к определению расчетного уклона главного русла.

5. Учет влияния местных факторов на величину максимальных расходов

В различных районах изысканий может возникнуть необходимость учета специфических факторов, регулирующих максимальный сток и присущих только одному району или отдельным водосборам и значительно влияющих на величину максимального расхода. К таким региональным факторам относятся:

- наличие меженного стока;

- наличие бессточных емкостей;

- пахотные земли на склонах;

- искусственное орошение;

- террасированное земледелие;

- заторность горных русел;

- влияние карстовых явлений;

- регулирование стока искусственными сооружениями;

- переливы из одного бассейна в другой;

- неустойчивое перераспределение стока между водотоками на выходе из гор;

- озерность и заболоченность;

- забор воды на хозяйственные нужды;

- многократность повторения расчетных паводков в муссонных районах;

- регулирование стока на широких поймах;

- транзитные участки русел;

- наледные явления и заледенелость русла;

- регулирование стока мелиоративными сооружениями;

- подпорные явления;

- наличие в бассейне населенных пунктов или существующих дорог.

Учет этих особенностей должен производиться в каждом конкретном случае путем введения в формулу (1) дополнительных коэффициентов, установленных по данным нормативных документов, а при их отсутствии на основе материалов, полевых обследований водосборов.

В особо сложных случаях и при недостаточности материалов полевого обследования необходимо проведение гидрологических изысканий и исследований по специальным программам.

При введении в формулу (1) региональных факторов следует учитывать их влияние, исходя из особенностей внутригодового режима дождевого стока в районе изысканий. Необходимо также давать вероятностную оценку возможного совпадения паводочного периода со временем действия этих факторов, как регулирующих.

Влияние региональных факторов может проявляться на водотоках различной величины по-разному. Поэтому для каждого объекта необходимо установить пределы применения коэффициентов, учитывающих региональные особенности водосборов не только во времени их действия, но и по площади водосбора.

Методы учета некоторых региональных факторов приведены в (п. 4, 7, 15), а также в сборниках информации Союздорпроекта.

Для установления региональных коэффициентов по данным полевого обследования или специальных исследований следует использовать метод составления уравнений баланса стока на период формирования максимальной ординаты гидрографа расчетного паводка.

6. Расчет объема дождевого стока

Объем дождевого стока с малых водосборов с площадью бассейна до 30 км2 определяется по формуле:

W = 1000 a pdpFtф м3                                                                (10)

где: 1000 - коэффициент, учитывающий размерности параметров, входящих в формулу (10);

a p - расчетная интенсивность осадков, мм/мин. Определяется по формуле (2);

dp - расчетный коэффициент склонового стока, определяемый по формуле (8);

F - водосборная площадь, км2;

tф - расчетная продолжительность осадков, формирующих максимальную ординату гидрографа, мин. Определяется по данным табл. 10.

Для определения объема стока с малых водосборов и обеспечения расчетного объема аккумуляции воды перед водопропускными сооружениями форма гидрографов паводков с этих водосборов принимается в виде равнобедренного треугольника.

Таблица 10

Расчетная продолжительность осадков

Площадь водосбора, км^2	Расчетная продолжительность осадков, мин. tф
0,001	4
0,0005	6
0,001	9
0,005	14
0,01	19
0,05	24
0,10	30
0,50	36
0,80	39
1,00	42
5,00	48
7,00	51
10,0	53
30,0	57
51,0	60

7. Уточнение расчетных зависимостей

Расчет максимальных дождевых расходов и соответствующих им объемов стока по формулам (1) и (10) при отсутствии надежных данных гидрометеорологических наблюдений предусматривается на предпроектных и начальных стадиях проектно-изыскательских работ.

Для получения расчетных максимумов расходов, наиболее полно отражающих условия их формирования в районе проектирования, необходимо после выполнения изыскательских работ производить уточнение отдельных параметров указанных выше формул (1) и (10) по материалам полевых обследований водотоков и данным длительных наблюдений за расходами и осадками на существующих водпостах и метеостанциях.

Уточнению могут подлежать следующие расчетные характеристики:

- расчетная интенсивность осадков;

- неравномерное распределение расчетных осадков по направлению изыскиваемой дороги;

- коэффициент склонового стока;

- коэффициент редукции максимального дождевого стока;

- величины уклонов логов, пересекаемых дорогой;

- коэффициент неравномерности выпадения дождей по территории;

- форма водосборных бассейнов;

- степень и характер залесенности;

- категория и проницаемость почво-грунтов;

- состояние почво-грунтов к началу паводков;

- наличие и влияние региональных особенностей водосборов.

При уточнении расчетных параметров формул (1) и (10) необходимо учитывать возможные изменения во времени расчетных характеристик, вызываемые как естественным изменением гидрометеорологического режима стока, так и влиянием хозяйственной деятельности человека в течение нормативного периода службы проектируемых водопропускных сооружений.

В результате этих работ должны быть получены уточненные расчетные параметры формул (1) и (10), отражающие действительные гидрометеорологические условия заданного района изысканий и региональные особенности отдельных водотоков. При уточнении расчетных зависимостей стока следует руководствоваться «Методическим руководством» Союздорпроекта (п. 7 гл. VIII).

8. Расчет максимальных расходов в сооружении с учетом аккумуляции

Определение максимальных расходов в проектируемых водопропускных сооружениях на малых водосборах производится с учетом искусственной аккумуляции воды перед дорогой.

Предел аккумуляции определяется СНиП II-Д.7-62, согласно которому уменьшение максимальных расходов притока, вследствие учета аккумуляции допускается не более чем в три раза.

Дополнительные ограничения при создании временного пруда аккумуляции возникают в следующих случаях:

- в горной и предгорной местностях при значительных уклонах главного лога;

- в районах муссонного климата при возможности прохода расчетного паводка по частично или полностью заполненному пруду аккумуляции предыдущими дождями;

- в местах затопления ценных угодий, населенных пунктов и т.п.;

- в районах вечной мерзлоты с возможными гидрометеорологическими условиями образования наледей.