Гідравлічний розрахунок

Гідравлічний калькулятор

Гідравлічний розрахунок систем водовідведення

Гідравлічний розрахунок водовідвідних лотків виконується згідно з СНП 2.04.03-85 (Каналізація. Зовнішні мережі та споруди) на розрахункову максимальну секундну витрату стічних вод.

Поздовжні ухили водовідвідних лотків слід призначати з урахуванням допустимих швидкостей руху води та ухилу поверхні покриття. При цьому швидкість руху води у водовідвідних лотках повинна бути не менше 0,5 √R_h, м/с (де R_h – гідравлічний радіус), і не більше 8 м/с.

Зменшення швидкості руху води по довжині розраховуваних водовідвідних лотків не допускається. Розрахункові витрати дощових вод Q_w, л/с, у перерізах водовідвідних ліній слід визначати за методом граничної інтенсивності за формулою:

Q_w = Q_s × F_w

Де Q_s - величина стоку, л/с на 1 га:

Q_s = Ψ × φ = 166,7Δφ / t_j^π

F_w - площа водозбору для розрахункового перерізу, га;
Ψ - розрахункова інтенсивність дощу, л/с на 1 га;
Δ - параметр, рівний максимальній інтенсивності дощу тривалістю 1 хв при прийнятій повторюваності, мм/хв:

Δ = 0,006 × 20ⁿΨ₂₀(1-ClgT)

φ- коефіцієнт стоку дощових вод, визначається за табл. 1;
t_j - розрахункова тривалість протікання дощових вод до розраховуваного перетину, хв. (див. нижче);
n - показник ступеня, що характеризує зміну розрахункової інтенсивності дощу за часом;
Ψ₂₀ - інтенсивність дощу для даної місцевості тривалістю 20 хв. при Т=1 рік, л/с на 1 га;
С - коефіцієнт, що враховує кліматичні особливості регіону;
Т - період повторюваності розрахункової інтенсивності дощу, рік.
Значення n, Ψ₂₀ і С встановлюються відповідно до вимог СНіП 2.04.03-85.

Таблиця 1

Розрахункову тривалість дощу t_j, хв, рівну часу стікання дощових вод до розрахункових перерізів колекторів t_w, слід визначати як суму часу стікання дощових вод по поверхні схилу до лотків та колекторів за формулою:

t_j = t_w = τ_s + τ_e τ_k

Де τ_s - час добігання дощових вод по поверхні схилу до лотка, хв;
τ_s - час добігання дощових вод по лотку до дощоприймача, хв;
τ_k - час протікання дощових вод по колектору до розрахункового перерізу, хв.

Час дотікання дощових вод по поверхні схилу до лотка τ_s, хв, слід визначати за формулою:

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

Де L_s – довжина схилу, який бере участь у формуванні максимального стоку, м;
i_s – ухил схилу;
n_e – коефіцієнт шорсткості поверхні схилу, прийнятий за таблицею:

При співвідношенні поздовжніх і поперечних ухилів покриттів і узбіч i_t / i_с ≥ 0,5 розрахунковий ухил i_d і довжину схилу L_d слід приймати по лінії найбільшого спуску за формулою:

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

Для різнорідних поверхонь схилів (покриття плюс ґрунтове узбіччя) час добігання дощових вод τ_c визначається за формулою при середньозважених значеннях ухилів, коефіцієнтів стоку і шорсткості.

Час добігання дощових вод до потоку τ_c, хв, слід визначати за формулою:

τ_c = L_c / 60V_c

Де L_c – довжина лотка, м;
V_c – швидкість руху дощових вод в кінці лотка, м/с;

V_c = ( 1 / n_с )R^0,5+y i_b^0,5

Де R – гідравлічний радіус, м;

R = w / x

d_w – глибина потоку в кінці лотка (біля дощоприймачів, тальвежних колодязів), м;

W – площа "живого" перерізу закритого каналу, м²;

X – змочений периметр, м;

y = 4 ⁴√(n_c³);

n_с – коефіцієнт шорсткості поверхні лотка.

Глибину потоку d_w в кінці лотка слід встановлювати з умови рівності розрахункової витрати в цьому перерізі пропускній здатності лотка при прийнятій глибині лотка, при цьому пропускну здатність лотка Q_c, м³/с, необхідно визначати за формулою:

Q_с = (d_w² / i_w ) V_c

Де i_w – ухил бокових сторін лотка.

Розрахункові витрати дощових вод, що надходять у водовідвідні системи з покриттів або з покриттів і ґрунтових узбіч, слід визначати без урахування мінімальної стокоутворюючої інтенсивності дощів.

Розрахункову витрату води під час весняного сніготанення слід визначати при середніх значеннях максимумів стоку талих вод у даній місцевості.