Определение расчетных расходов дождевых вод

Расчет дождевых канализационных сетей основан на методе предельных интенсивностей, который заключается в следующем.

В рассматриваемом сечении расход дождевых вод имеет максимальное значение в том случае, когда продолжительность расчетного дождя равна времени протока сточных вод от наиболее удаленной точки площади стока до рассчитываемого сечения.

Первоначально все площади микрорайонов в избранном бассейне стока разбиваются на площади, тяготеющие к отдельным участкам коллектора. Результаты вычислений всех площадей стока (в га) заносятся в ведомости (пример расчета приведен в таблице 12). При этом необходимо учитывать, что площади стока для расчета дождевой канализационной сети включают в себя и прилегающие к коллекторам площади уличных магистралей. Поэтому площади стока поверхностных вод обычно превышают сходные площади стока производственно-бытовых вод.

В зависимости от географического положения объекта канализования по картам и таблицам, приведенным в нормах [3], принимаются основные расчетные параметры дождя:

q ₂₀ – интенсивность дождя продолжительностью 20 мин при периоде однократного превышения P = 1 год, л/с·га (рис.1 норм [3], таблица 5 Приложения 1 к настоящему пособию);

n – параметр, зависящий от географического положения местности (таблица 4 норм [3], таблица 6 Приложения 1 к настоящему пособию);

m _г – среднее количество дождей за год (таблица 4 норм [3], таблица 6 Приложения 1 к настоящему пособию);

γ – показатель степени, зависящий от географического положения местности (таблица 4 норм [3], таблица 6 Приложения 1 к настоящему пособию).

Для территории России расчетная интенсивность дождя определяется по формулам

	,	(37)
	,	(38)

где t _r – расчетная продолжительность дождя, мин, определяемая по зависимости

.

(39)

Здесь:

t _con – время поверхностной концентрации, принимаемое равным продолжительности протекания дождевых вод до уличного лотка или при наличии дождеприемников в пределах квартала – до уличного коллектора (п.2.16 норм [3], Приложение 1);

t _can – время протекания дождевых стоков по уличным лоткам длиной l _can (м) со скоростью  (м/с),

;

(40)

t _р – время протекания дождевых стоков по трубам до рассчитываемого сечения,

,

(41)

(l _р и  – соответственно, длина расчетных участков коллектора, м, и расчетная скорость течения на участке, м/с);

P – период однократного превышения расчетной интенсивности дождя (таблица 5 из норм [3], таблица 7 Приложения 1 к настоящему пособию).

При определении расходов дождевых стоков, поступающих в канализационную сеть, следует учитывать, что не все количество выпавшей воды попадает в сеть. Часть ее испаряется, часть проникает в почву. Поэтому для определения расчетного расхода дождевых вод вводится коэффициент стока ψ меньший единицы

,

(42)

где: Z _mid – коэффициент покрова, зависящий от рода поверхностных покровов (п.2.17, таблицы 9, 10 норм [3], таблицы 8, 9 Приложения 1 к настоящему пособию).

Кроме того, необходимо учитывать постепенное заполнение свободной емкости канализационной сети в момент транспортирования максимальных расходов дождевых вод, что может быть достигнуто введением в расчетную зависимость дополнительного коэффициента β (таблица 10 норм [3], таблица 10 Приложения 1 к настоящему пособию).

Таким образом, для определения расчетного расхода дождевых вод с площади F, транспортируемых канализационным коллектором, может быть рекомендована зависимость

.

(43)

Средние значения коэффициентов покрова Z _mid определяются по зависимости

,

(44)

где: a _i – площади покрытий различного рода, % от общей площади расчетного бассейна стока;

Z _i – значения коэффициентов покрова различного рода покрытий (таблица 9 норм [3], таблица 8 Приложения 1 к настоящему пособию).

В тех случаях, когда площадь стока коллектора составляет 500 га и более, в формулу (43) следует вводить поправочный коэффициент K (таблица 8 норм [3]), учитывающий неравномерность выпадения дождя по площади (таблица 11 Приложения 1).

В формуле для определения расчетного расхода дождевых вод (43) величины Z _mid, A и n являются постоянными для всего расчетного бассейна канализования. Для различных расчетных участков дождевой сети изменяются только три величины: площадь стока F, продолжительность движения дождевых вод по коллектору до расчетного сечения t _р и величина β. Поэтому при гидравлическом расчете дождевой сети в практике проектирования применяется способ, значительно упрощающий трудоемкие вычисления расчетных расходов.

По формуле (43) в зависимости от величин Z _mid, A и n и суммы  определяют расход с единицы площади (F = 1 га) при β = 1 и заданных значениях t _р. Для этого задаются 8 – 10 значениями t _р в пределах от 0 до 45 мин. По найденным значениям q _уд (см. таблицу 11 примера расчета) и строят график удельного стока, подобный приведенному на рис.7. В дальнейших расчетах, зная для любого участка дождевой сети t _р (время протока), определяют по графику удельный сток q _уд и при известных значениях F и β определяют величину :

.

(45)