Організація рельєфу та поверхневого стоку

Організація рельєфу та поверхневого стоку

На забудованій території

Методичні рекомендації

до виконання курсової роботи з дисципліни

“Інженерна підготовка міських територій ”

для спеціальності 7.06010103 “Міське будівництво та господарство ”

 

Затверджено на засіданні

кафедри будівництва

Протокол № 5 від 18.03 2015 р.,

 

Київ 2015

 

УДК 628.29

ББК 38.776

П78

Організація рельєфу та поверхневого стоку на забудованій території,:

Методичні рекомендації до виконання курсової роботи з дисципліни “Інженерна підготовка міських територій ” для спеціальності 7.06010103 “Міське будівництво та господарство ”

/ Уклад. В.С.Ніщук, О.С.Усова. – К.: КНУБА, 2015. –с.

 

 

Укладачі: В.С.Ніщук, канд. техн. наук., доцент, О.С.Усова, викл.

Рецензент О.В. Приймаченко, канд. техн. наук., доцент

 

 

Відповідальний за випуск М.В.Омельяненко, д.т.н.

 

 

 

 

Організація рельєфу територій

Загальні положення

Методичні рекомендації розраховані на виконання розрахунково-графічної роботи з дисципліни, при проектуванні (реконструкції) міських вулиць, дорожньо-транспортних вузлів, інженерної підготовки та благоустрою міських територій.

Згідно ДБН [3] організація рельєфу та поверхневого стоку відносяться до загальних заходів з інженерної підготовки міських територій.

Основна мета організації рельєфу (вертикальне планування):

організація поверхневого стоку;

безпека руху транспорту та пішоходів;

максимальне збереження рослинного шару та зелених насаджень;

баланс земляних робіт.

Вихідними даними є проект забудови житлового кварталу в масштабі 1:500.

Послідовність виконання проекту:

1. Розробка схеми організації рельєфу. На проекті забудови житлового кварталу встановлюють по вісі вуличної мережі характерні точки в місцях перетину, зміни напрямку вулиці чи уклонів і визначають існуючі та проектні відмітки. Ці данні дозволяють визначити проектні поздовжні уклони вулиць за формулою:

(1)

де H₁ і H₂ - проектні відмітки землі, м;

L - відстань між точками, м.

Проектні відмітки краще призначати близькими до відмітки землі чи на 0,3-0,4 м менше.

Згідно нормативних документів мінімальний уклон має бути 4‰ (0,004), а максимальний -для вулиць місцевого значення уклон приймається не більше 70‰ (0,07), для магістралей - 40-60‰.

 

 

 

Рис.1. Схема організації рельєфу

 

Схема дає можливість оцінити організацію поверхневого стоку по вуличній мережі (Рис.1) і є вихідною для детального вертикального планування.

 

2. Розробка проекту організації рельєфу (вертикальне планування) на вуличній мережі методом проектних (червоних) горизонталей (Рис.2).

На плані вулиці показується поперечний профіль що має наступні характеристики: ширина проїжджої частини В= 21 м, ширина тротуару b =5 м, поперечний уклон проїжджої частини та тротуару i_п =0,020 (20‰).

Відстань між двома точками складає 103 м, поздовжній уклон за формулою (1): =0,015, що задовольняє нормативним вимогам.

Переріз проектних горизонталей приймається 0,20 м, таким чином проектні відмітки між точками будуть 20.20, 20.40, 20.60, 20.80, 21.00, 21.20.

Відстань від характерної точки до початкової проектної відмітки 20.00 на вісі вулиці (зліва) визначають як:

= =9,33 м, а відстань між проектними відмітками

=13,33м.

Рис.2. Вертикальне планування вулиці

 

Висота гребеня проїзджої частини вулиці визначається як

h₁ = i_п = 0,02 =0,21 м, висота тротуару на червоній лінії h₂ = i_п b= 0,02х 5=0,1 м, висота бордюрного каменя приймається рівним 0,15 м.

Після визначення положення проектних відміток на гребені визначають проектні відмітки в лотку. Відстань зміщення горизонталі від гребені до лотка на плані

l₁ = = = =14 м. Зміщення горизонталі на бордюрі l_б = = =10 м.

Зміщення горизонталі на червоній лінії l₂ = = b =5 =6,7 м.

Якщо по всій довжині вулиці поперечні і повздовжні уклони не міняються то слід повторити положення горизонталей і для інших відміток, підписуючи:.40;.60;.80; 21.00 і т.д.

3. Розробка проекту організації рельєфу перехрестя. При вертикальному плануванні перехрестя слід виконати найважливіші умови - забезпечення зручності транспортного та пішохідного руху (плавність зміни уклонів) і водовідведення поверхневих вод.

При цьому виконується головні умови:

- при перехрещенні вулиць різних категорії поперечний профіль головної в межах перехрестя лишається незмінним, а другорядної - змінюють від двохскатного до односкатного, тобто виконується спряженість в лоток головної вулиці (Рис.3а);

- при перехрещенні рівнозначних вулиць поперечні профілі обох вулиць змінюють на односкатні (Рис.3б).

 

 

Рис. 3. Вертикальне планування поверхні проїжджої частини в межах розмоcтки.

а – із зміщенням гребеня; б – без зміщення гребеня.

Довжина розмоcтки при поздовжніх уклонах 20‰ і більше: L =

При уклонах менше 20‰: L =

На рис. 4 показане вертикальне планування перехрестя при нерівнозначних вулицях та рівнозначних.

4. Розробка проекту організації рельєфу міжвуличної території. Вихідними даними є проектні відмітки на червоних лініях (Рис.5).

Спочатку розробляють схему вертикального планування внутрішньоквартальних проїздів та майданчиків. Характерні точки краще встановлювати на лотках проїздів, поперечні профілі приймають односкатними з уклоном 30‰ (0,03).

Далі розробляють вертикальне планування проїздів, що дозволяє вирішити висотне положення всієї території.

У випадках коли різниця у проектних відмітках кутів забудови перевищує 1-1,5 м слід передбачити насип чи зрізку (Рис.5) в зоні розміщення забудови у вигляді терас. В залежності від розмірів будівельних майданчиків терас може бути декілька.

 

 

 

Рис.4. Вертикальне планування перехрестя.

а – при нерівнозначних вулицях; б – при вулицях рівного значення

 

 

Рис.5. Вертикальне планування міжвуличної території

 

2. Організація поверхневого стоку

Залежно від стадії планувальної документації розрахунки дощової каналізації виконують в більш узагальненому або деталізованому вигляді, але послідовність процесу виконання відбувається за схемою, відображеною на рис. 6.

 

Визначення параметрів розрахункового дощу kp, q20,

Розрахунок питомих витрат q

Розрахунок коефіцієнта стоку Zm

Розрахунок витрат води та визначення діаметра колектора ачення діаметрів колектора на розрахункових ділянках

Побудова повздовжніх профілів колекторів

Трасування дощової мережі та визначення басейнів стоку

 

Рис 6. Послідовність виконання роботи

Трасування дощової мережі та визначення басейнів стоку

Прокладка дощових колекторів ведеться по вулично-дорожній мережі згідно схеми вертикального планування території міста, розробленої з урахуванням відведення поверхневого стоку в межах визначених басейнів стоку. Встановлюються місця випусків траси головних колекторів, розробляється ієрархічна побудова систем та поділяються мережі на розрахункові ділянки. Початок колектора слід приймати на відстані 100…150 м від водорозділу.

В умовах складного рельєфу схему мережі диктуютьйого форми: головний колектор проходить по тальвегу, колектори 2-го порядку приєднуються до нього з його розгалужень або схилів.

Такою ж рекомендацією слід керуватись і при проектуванні мережі колекторів на рівнинній місцевості.

При значних уклонах по трасі колектора виникає проблема зменшення швидкостей течії в трубах. Зменшення уклону труби порівняно з вуличним при значній довжині ділянки призводить до критичного наближення труби до поверхні. Для запобігання цього передбачають перепадні колодязі.

Поділ дощової мережі на розрахункові ділянки дозволяє підбирати діаметри труб відповідно зростаючим витратам дощових вод. Оскільки пропускна здатність суміжних по сортаменту труб невеликих діаметрів, на відміну від великих, відрізняється мало, відповідно і довжина ділянок в верхів`ях колекторів приймається меншою (100…150 м), ніж в нижніх частинах (300…400 м).

Доцільно нумерувати ділянки в такому порядку: спочатку головний колектор з верхів`я до витоку, далі, починаючи з верхів`я, колектори 2-го порядку, потім 3-го і т.д. Тим самим лише за одним номером ділянки можна мати уяву і про напрямок течії, і про місце примикання, і про ранг колектора.

 

 

Рис. 7. Схеми басейнів стоку

Повна площа басейну стоку на розрахункових ділянках складається з суми усіх часткових площ, які підраховуються безпосереднім вимірюванням на плані. Таким же чином визначаються площі басейнів стоку всіх ділянок і заносяться у відомість

 

 

 

Рис. 8. Визначення басейнів стоку в залежності від вертикального планування

Таблиця 2

Значення коефіцієнта Z різних поверхонь

 

Вид поверхні	Z
Покрівля будинків та асфальтовані поверхні	0.250
Покриття доріг із щебеню чорного	0.224
Покриття з щебеню	0.125
Гравійні садово-паркові доріжки	0.09
Ґрунтові поверхні	0.064
Газони	0.038

 

Зауваження.

· Іноді при розрахунках може трапитись випадок, коли на ділянці розрахункові витрати виявилися меншими, ніж на попередньому (відсутність, чи значно зменшений частковий басейн стоку), або за рахунок зрослого уклону розрахункові витрати може пропустити труба меншого діаметра. Це є недоліки методу розрахунку. В першому випадку, при розрахунку ділянки приймаються витрати однаковими з попередніми, в другому – діаметр труби, визначений для попередньої ділянки.

М. Миколаїв.

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

Процент покрівель будинків та асфальтованої поверхні, гравійного покриття площадок приймається вимірюванням на фрагменті житлового кварталу.

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 передбачається притока.

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 (рис. 11).

Вище точки 1 теж запроектований колектор з часом добігання води з верхів’я басейну стоку до точки 14,0 хвилин і площею басейну вище розрахункової ділянки 7,9 га.

 

Рис.11. Розрахункова схема дощової мережі

Притока 4 – 2 L = 190 м, i вул = 24‰

L = 200 м, i вул = 18‰ F бас = 6,2 га

Т = 14 хв F бас = 7,9 га

 

 

i _вул = 18‰

 

 

Головний

Колектор

F бас4-2 = 1,6 га

L = 150м, i вул = 18‰

Lл = 93 м i л = 20‰

F бас1-2 = 1,2 га

 

 

F _бас1-2 = 1,2 га та F _бас4-2 = 1,6 га. Параметри ділянки 2 - 3 згідно завдання: довжин

 

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 1,2 га та 1,6 га. (Ці площі можуть бути надані завданням)

 

 

На ділянці 2 – 3 довжина вулиці складає 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. 4) для міста Миколаїва інтенсивність дощу тривалістю 20 хв. при періоді одноразового перевищення розрахункової інтенсивності Р = 1 року q₂₀ = 100 л/с на 1 га. Оскільки умови прокладання колектора середні, коефіцієнт К_р приймаємо рівним 11.

Кліматичний параметр дощу А визначається за формулою (2)

= 11 х100=1100

Складова формули розрахункових витрат при тривалості дощу однаковій з часом добігання води від верхів’я до розрахункового перерізу, що залежить від часу (л/с з 1 га) визначається за формулою (3):

=

Витрати в розрахунковому перерізі, при площі басейну F і середньому значенні коефіцієнта поверхні Z _m , визначаютяся за формулою:

Розрахунок середнього значення параметра Z _m. 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. В такому разі площа проїздів становить:

F_пр = 525 х 4,2 + 36 х 13 х (5,5 - 4,2) = 2813 м²

Таким чином 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. 2:

Z_вдн = 0,25; Z _газ = 0,038; Z _грав = 0,090

Результати обчислення середнього значення коефіцієнта поверхні наведено в табл.3

 

Таблиця 3

Тип покриття	Площа, м^2	р,%	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 _m = 0,12.

Список літератури

 

1. Інженерний захист та освоєння територій. Довідник (За редакцією В.С.Ніщука) - К., “Основа”, 2000. –358 с.

2. Містобудування. Планування і забудова міських і сільських поселень.

ДБН 360-92. Мінінвестбуд УкраЇни, 1992.

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

4.В.В.Леонтович, В.С.Ніщук.Проектування і розрахунок дощової каналізації (методичні вказівки) - К., КІБІ, 1993. –36 с.

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

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

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

Додаток

 

Таблиця для визначення діаметрів дощових колекторів

і ‰	300 мм	350 мм	400 мм	500 мм	600 мм	700 мм	800 мм
Q л/c	V м/c	Q л/c	V м/c	Q л/c	V м/c	Q л/c	V м/c	Q л/c	V м/c	Q л/c	V м/c	Q л/c	V м/c
		0,57		0,64		0,70		0,81		0,91		1,01		1,19
		0,81		0,90		0,99		1,14		1,29		1,43		1,69
		1,00		1,10		1,21		1,40		1,58		1,75		2,07
		1,15		1,27		1,39		1,62		1,82		2,02		2,39
		1,29		1,42		1,56		1,81		2,04		2,26		2,67
		1,41		1,56		1,71		1,98		2,24		2,48		2,93
		1,52		1,69		1,84		2,14		2,41		2,67		3,16
		1,63		1,80		1,97		2,29		2,58		2,86		3,38
		1,72		1,91		2,09		2,42		2,74		3,03		3,58
		1,82		2,01		2,20		2,56		2,89		3,20		3,78
		1,91		2,11		2,31		2,68		3,03		3,35		3,96
		1,99		2,21		2,41		2,80		3,16		3,50		4,14
		2,07		2,30		2,51		2,91		3,29		3,65		4,31
		2,15		2,38		2,61		3,02		3,41		3,78		4,47
		2,23		2,47		2,70		3,13		3,53		3,92		4,63
		2,30		2,55		2,79		3,23		3,65		4,04		4,78
		2,37		2,63		2,87		3,33		3,76		4,17		4,93
		2,44		2,70		2,96		3,43		3,87		4,29		5,07
		2,51		2,78		3,04		3,52		3,98		4,41		5,21
		2,57		2,85		3,11		3,61		4,08		4,52		5,34
		2,63		2,92		3,19		3,70		4,18		4,63		5,48
		2,70		2,99		3,27		3,79		4,28		4,74		5,60
		2,76		3,06		3,34		3,88		4,38		4,85		5,73
		2,82		3,12		3,41		3,96		4,47		4,95		5,85
		2,87		3,19		3,48		4,04		4,56		5,05		5,97
		2,93		3,25		3,55		4,12		4,65		5,16		6,09
		2,99		3,31		3,62		4,20		4,74		5,25		6,21
		3,04		3,37		3,69		4,28		4,83		5,35		5,85
		3,10		3,43		3,75		4,35		4,91		5,44		5,95
		3,15		3,49		3,81		4,43		5,00		5,54		6,05
		3,20		3,55		3,88		4,50		5,08		5,63		6,15
		3,25		3,60		3,94		4,57		5,16		5,72		6,25
		3,30		3,66		4,00		4,64		5,24		5,81		6,35
		3,20		3,72		4,06		4,71		5,32		5,90		6,23

 

і ‰	900 мм	1000 мм	1100 мм	1200 мм	1300 мм	1400 мм	1500 мм
Q л/c	V м/c	Q л/c	V м/c	Q л/c	V м/c	Q л/c	V м/c	Q л/c	V м/c	Q л/c	V м/c	Q л/c	V м/c
		1,19		1,28		1,36		1,45		1,52		1,60		1,68
		1,69		1,81		1,93		2,05		2,16		2,26		2,37
		2,07		2,22		2,36		2,50		2,64		2,77		2,90
		2,39		2,56		2,73		2,89		3,05		3,20		3,35
		2,67		2,87		3,05		3,23		3,41		3,58		3,75
		2,93		3,14		3,34		3,54		3,74		3,92		4,11
		3,16		3,39		3,61		3,83		4,03		4,24		4,44
		3,38		3,62		3,86		4,09		4,31		4,53		4,74
		3,58		3,84		4,09		4,34		4,57		4,80		5,03
		3,78		4,05		4,32		4,57		4,82		5,06		5,30
		3,96		4,25		4,53		4,80		5,06		5,31		5,56
		4,14		4,44		4,73		5,01		5,28		5,55		5,81
		4,31		4,62		4,92		5,21		5,50		5,77		6,04
		4,47		4,79		5,11		5,41		5,71		5,99		6,27
		4,63		4,96		5,29		5,60		5,91		6,20		6,49
		4,78		5,13		5,46		5,78		6,10		6,41		6,71
		4,93		5,28		5,63		5,96		6,29		6,60		6,91
		5,07		5,44		5,79		6,14		6,47		6,79
		5,21		5,59		5,95		6,30		6,65		6,98
		5,34		5,73		6,10		6,47		6,82
		5,48		5,87		6,26		6,63		6,99
		5,60		6,01		6,40		6,78
		5,73		6,15		6,55		6,94
		5,85		6,28		6,69
		5,97		6,41		6,82
		6,09		6,53		6,96
		6,21		6,66

 

На забудованій території

Методичні рекомендації

до виконання курсової роботи з дисципліни

“Інженерна підготовка міських територій ”

для спеціальності 7.06010103 “Міське будівництво та господарство ”

 

 

Укладачі: Ніщук Віталій Сергійович

Усова Ольга Сталівна

 

 

Організація рельєфу та поверхневого стоку

На забудованій території

Методичні рекомендації

до виконання курсової роботи з дисципліни

“Інженерна підготовка міських територій ”

для спеціальності 7.06010103 “Міське будівництво та господарство ”

 

Затверджено на засіданні

кафедри будівництва

Протокол № 5 від 18.03 2015 р.,

 

Київ 2015

 

УДК 628.29

ББК 38.776

П78

Організація рельєфу та поверхневого стоку на забудованій території,:

Методичні рекомендації до виконання курсової роботи з дисципліни “Інженерна підготовка міських територій ” для спеціальності 7.06010103 “Міське будівництво та господарство ”

/ Уклад. В.С.Ніщук, О.С.Усова. – К.: КНУБА, 2015. –с.

 

 

Укладачі: В.С.Ніщук, канд. техн. наук., доцент, О.С.Усова, викл.

Рецензент О.В. Приймаченко, канд. техн. наук., доцент

 

 

Відповідальний за випуск М.В.Омельяненко, д.т.н.