Гидравлический расчет

Гидравлический калькулятор

Гидравлический расчет систем водоотвода

Гидравлический расчет водоотводных лотков выполняется согласно СНиП 2.04.03-85 (Канализация. Наружные сети и сооружения) на расчетный максимальный секундный расход сточных вод.

Продольные уклоны водоотводных лотков следует назначать с учетом допустимых скоростей движения воды и уклона поверхности покрытия. При этом скорость движения воды в водоотводных лотках должна быть не менее 0,5 √R_h, м/с (где R_h – гидравлический радиус), и не более 8 м/с.

Уменьшение скорости движения воды по длине рассчитанных водоотводных лотков не допускается. Расчетные расходы дождевых вод Q_w, л/с, в сечениях водоотводных линий следует определить по методу предельной интенсивности по формуле:

Q_w = Q_s × F_w

Где Q_s - величина стока, л/с на 1 га:

Q_s = Ψ × φ = 166,7Δφ / t_j^π

F_w - площадь водосбора для рассчитываемого сечения, га;
Ψ - расчетная интенсивность дождя, л/с на 1 га;
Δ - параметр, равный максимальной интенсивности дождя продолжительностью 1 мин при принятой повторяемости, мм/мин:

Δ = 0,006 × 20ⁿΨ₂₀(1-ClgT)

φ- коэффициент стока дождевых вод, определяемый по табл. 1;
t_j - расчетная продолжительность протекания дождевых вод до рассчитываемого сечения, мин. (смотреть ниже);
n - показатель степени, характеризующий изменение расчетной интенсивности дождя по времени;
Ψ₂₀ - интенсивность дождя для данной местности продолжительностью 20 мин. при Т=1 год, л/с на 1 га;
С - коэффициент, учитывающий климатичские особенности региона;
Т - период повторяемости расчетной интенсивности дождя, год.
Значения n, Ψ₂₀ и С устанавливются в соответствии с требованием СНиП 2.04.03-85.

Таблица 1

Расчетную продолжительность дождя t_j, мин, равную времени добегания дождевых вод до рассчитываемых сечений коллекторов t_w, следует определять как сумму времени добегания дождевых вод по поверхности склона к лоткам и коллекторам по формуле:

t_j = t_w = τ_s + τ_e τ_k

Где τ_s - время добегания дождевых вод по поверхности склона до лотка, мин;
τ_s - время добегания дождевых вод по лотку до дождеприемника, мин;
τ_k - время протекания дождевых вод по коллектору до рассчитываемого сечения, мин.

Время добегания дождевых вод по поверхности склона до лотка t_s, мин, надлежит определять по формуле:

t_s = (2,4ln_e L_s / Δ^0,72 φ^0,72 i_s^0,5) ^{(1/1,72-0,72π)}

Где L_s – длина склона, участвующего в формировании максимального стока, м;
i_s – уклон склона;
n_e – коэффициент шероховатости поверхности склона, принимаемый по таблице:

При соотношении продольных и поперечных уклонов покрытий и обочин i_t / i_с ≥ 0,5 расчетный уклон i_d и длину склона L_d следует принимать по линии наибольшего ската по формуле:

i_d = √(i_t² + i_c²); L_d = (L_с / i_c) √(i_t² + i_с)

Для разнородных поверхностей склонов (покрытие плюс грунтовая обочина) время добегания дождевых вод τ_c определяется по формуле при средневзвешенных значениях уклонов, коэффициентов стока и шероховатости.

Время добегания дождевых вод до потока τ_c, мин, следует определять по формуле:

τ_c = L_c / 60 V_c

Где L_c – длина лотка, м;
V_c – скорость движения дождевых вод в конце лотка, м/с;

V_c = ( 1 / n_с )R^0,5+y i_с^0,5

Где R – гидравлический радиус, м;

R = w / x

d_w– глубина потока в конце лотка (у дождеприемных, тальвежных колодцев), м;

W – площадь "живого" сечения закрытого канала, м²;

X – смоченный периметр, м;

y = 4 ⁴√(n_c³);

n_с – коэффициент шероховатости поверхности лотка.

Глубину потока d_w в конце лотка надлежит устанавливать из условия равенства расчетного расхода в этом сечении пропускной способности лотка при принятой глубине лотка, при этом пропускную способность лотка Q_c, м³/с, необходимо определять по формуле:

Q_с = (d_w² / i_w )× V_c

Где i_w – уклон боковых сторон лотка.

Расчетные расходы дождевых вод, поступающих в водоотводные системы с покрытий или с покрытий и грунтовых обочин, следует определять без учета минимальной стокообразующей интенсивности дождей.

Расчетны расход воды при весеннем снеготаянии следует определять при средних значениях максимумов стока талых вод в данной местности.