Рис. 17. Расчет водоотводных систем аэродромных покрытий на дождевой сток: а - при устройстве лотков в кромках покрытий; б - при сбросе воды с покрытий в грунтовые лотки

Диаметр труб и скорость движения воды определяются с помощью номограммы на рис. 6 приложения 6 по величине расхода и уклона при полном заполнении сечения труб, т.е. при

Окончательное значение диаметра принимается с учетом действующих сортаментов на трубы (см. приложение 2). Второй участок коллектора рассчитывают так же, как и первый. При этом расчетное время добегания дождевых вод для второго участка - сумма времени добегания τ₁ и времени добегания по первому предыдущему участку коллектора:

. (20)

где l₁ - длина первого участка коллектора, м;

V₁ - скорость течения воды в трубах для первого участка, м/с.

По расчетному времени добегания τ₂ определяется величина стока S₂. Расчетный расход дождевых вод для второго участка сети определяется по формуле

Q₂ = S₂(F₁ + F₂), (21)

где F₁, F₂ - площади водосбора первого и второго участков коллектора.

По расходу Q₂ и уклону коллектора J определяется диаметр труб D₂ второго участка. Третий и последующие участки коллектора рассчитываются аналогично первым двум, определяется время добегания τ_i и соответствующая ему величина стока S_i. Расчетный расход равен:

, (22)

По вычисленному расчетному расходу Q_i и проектному уклону J_i определяются D_i и V_i. Так как значения Q_i по длине коллектора возрастает, происходит возрастание и диаметров труб.

4.17. При устройстве водосточно-дренажной системы по схеме II (лотки в кромках покрытий отсутствуют) сброс воды с покрытий осуществляется в грунтовые лотки. Расчет систем возможен как на сток дождевых, так и талых вод. За расчетный случай стока принимается сток, при котором в системах образуются наибольшие расходы. Расчет на сток талых вод наиболее вероятен в северных и центральных районах при значительном слое снеговых осадков, слабоводопроницаемых грунтах и значительных площадях грунтовых водосбросов, с которых ожидается приток талых вод в системы. Наиболее часто расчет систем в рассматриваемом случае производится на сток дождевых вод.

4.18. Расчет коллекторов взлетно-посадочных полос, рулежных дорожек, мест стоянок и перронов, водосточно-дренажная система которых выполнена по схеме II (см. рис. 4), производится в следующем порядке.

Расчетные расходы в системах подсчитываются суммированием расходов с водосбросов, имеющих разнородные поверхности (бетон плюс грунтовая обочина), грунтовые (со стороны грунтовой части летного поля), расходы рассчитываются, как и для схемы I, по методу "предельных интенсивностей", но с той разницей, что для грунтовых водосбросов, примыкающих к лоткам со стороны грунтовой части летного поля, расходы определяются с учетом стокообразующей продолжительности дождей t_ст. В этом случае учитывается поступление дополнительных расходов в системы за счет стока воды, лежащей на водосборе (выпавшей в процессе t_ст).

Последовательность расчета коллекторов остается прежней, но с учетом дополнительных расходов, поступающих с грунтовой полосы. Если к коллектору в каком-либо месте подключаются перепуски от тальвежных колодцев, собирающих воду на грунтовых полосах, то в местах подключений в коллекторе увеличиваются расхода на величину

Q_доп(i) = S_гр(i)F_гр(i), (23)

где Q_доп(i) - дополнительный расход, поступающий на i-ом участке коллектора с грунтовой полосы;

S_гр(i) - величина стока с грунтового водосбора при времени добегания τ_i, отсчитываемого по коллектору (коэффициент стока принимается для грунтовой поверхности).

Площадь грунтового водосбора F_гр(i), c которой вода поступает в тальвежный колодец, определяется решением обратной задачи: по времени добегания τ_i, рассчитанной по формуле (5), или номограмме на рис. 3 приложения 6 находится ширина склона В, а по ней - F_гр(i).

Полный расчетный расход для i-го участка коллектора равен

Q_расч. = Q_i + Q_доп(i). (24)

4.19. При расчете главного коллектора определяется суммарный расход, поступающий в него из других коллекторов. При этом главные коллекторы рассчитываются на время добегания по одному из примыкающих коллекторов, имеющему наибольшее протяжение.

4.20. Водосточную сеть искусственных покрытий можно проектировать не только с самотечным, но и с напорным режимом, который целесообразен для коротких коллекторов с минимальными уклонами, при начальном заглублении их более 1,0 м, а также при нескольких выпусках в открытые канавы или естественные водоемы.

При гидравлическом расчете коллекторов с учетом напорного режима сети в расчет вводят коэффициент напорности К_н, определяемый по формуле

, (25)

где , Н - разность отметок поверхности земли и шелыги трубы в начальном смотровом колодце;

h - разность отметок лотка трубы в начале и конце коллектора;

n - показатель степени, характеризующий изменение расчетных интенсивностей дождей по времени.

Расчетный расход при напорном режиме сети определяется по формуле

Q_P = К_HQ, (26)

где Q - расчетный расход, определяемый по методике безнапорного расчета.

Сечение коллектора подбирается по расходу Q_р при полном наполнении, т.е. при = 1,0.

4.21. Расчет сечений труб коллектора рекомендуется выполнять после предварительного построения его продольного профиля, на котором определены уклоны труб, расставлены смотровые колодцы в местах подсоединения к коллектору перепусков от дождеприемных колодцев, заглубление верха труб от поверхности. При этом следует соблюдать следующие условия:

Уклон труб по возможности должен быть близким или равным уклону поверхности (в направлении продольной оси трубопровода);

глубина заложения верха труб коллектора должна быть на 0,2 м ниже расчетной глубины промерзания грунта на данном аэродроме (поэтому в местах изменения диаметра коллектора в смотровом колодце совмещаются отметки верха труб);

в смотровом колодце отметка лотка труби перепуска от дождеприемного или тальвежного колодца должна быть не менее чем на 0,2 м выше отметки верха труб коллектора;

глубина заложения верха труб коллектора должна быть не менее требуемой по условию их прочности под действием нагрузки от колес расчетного самолета и не менее 0,75 м.

4.22. Расчет водозахватывающей способности дождеприемных и тальвежных колодцев производится по формулам

; (27)

, (28)

где Q_k - водозахватывающая способности дождеприемника;

L_ф - длина водосливного фронта по периметру решетки;

h₀ - глубина потока перед решеткой;

ω_р - площадь всей решетки;

ω_отв - площадь отверстий решетки;

С - ширина дождеприемника или тальвежного колодца;

g - ускорение силы тяжести.

Полный напор потока перед решеткой Н₀ равен

,

где V - скорость подхода к решетке, равная скорости в лотке.

Диаметры перепускных труб от дождеприемных и тальвежных колодцев к коллекторам определяются по формуле (или номограмме на рис.7 приложения 6)

, (29)

где Q - расчетный расход.

Коэффициент расхода μ определяется при длине перепуска L_n и предварительно принятом диаметре труб D по формуле

,

где Н - располагаемый напор, равный Н' + L_nJ при истечении воды в смотровом колодце из перепуска "в атмосферу";

Н' - глубина дождеприемника;

J - уклон перепуска.

4.23. Диаметры труб коллекторов определяются при полном их заполнении.

При выборе диаметра труб и их уклонов следует придерживаться принципа сохранения или нарастания скоростей движения воды.

Расчет пропускной способности асбестоцементных, бетонных и железобетонных труб дренажно-водосточной сети рекомендуется выполнять при коэффициенте шероховатости п_* = 0,014.

4.24. Размеры сечений канав определяются из условия обеспечения пропускной способности Q₀ для транспортировки расчетного расхода воды Q, определяемой по формуле (или номограмме на рис. 8 приложения 6)

Q₀ = ω∙V, (30)

где - скорость течения;

- гидравлический радиус;

ω - площадь живого сечения;

P - смоченный периметр;

J - продольный уклон по дну канавы;

- скоростной множитель;

- показатель степени.

Размеры сечений канав определяются при коэффициенте шероховатости земляных русел п_* = 0,025.