1. Определение расходов воды на малых водосборах

1.1 Определение исходных данных

Определим площадь водосборного канала.

S= (26+7) *0,0625=2,0625 км²

Определим длину главного лога Lг. л. =1600м

Определим уклон главного лога

iгл. л. =Н2-Н1/Lгл. л.

где Н2 — верхняя диагональ водосборного канала

Н1 — отметка земли у искусственного сооружения

iгл. л. =250-221,8/1600=0,018=18‰

Определим длину лога у сооружения

Lл. у соор. =300 м.

Находим уклон у искусственного сооружения

Х1=2,56м =>L1=221.8+2.56=224.36 м.

Х2=1,44м =>L2=221.8-1,44=220.36 м.

iл у соор. =224,36-220,36/300=0,013=13‰

Определим поперечный уклон сооружения

m1=225-221.8/200=0.016=16‰

m2=225-221.8/475=0.007=7‰

1.2 Расчет ливневого стока

Максимальный расход ливневых вод определяют по формуле

Qn=16.7*αчас*kt*F*α*φ, м³/с

Где: 16,7 — коэффициент учитывающий размерность величин в данной зависимости, αчас — интенсивность ливня часовой продолжительностью мм/мин, αчас=0,82; kt — коэффициент перехода от интенсивности ливня часовой продолжительности к интенсивности ливня расчетной продолжительности. Kt=1,75; F — площадь водосбора, км², F=2.06 км²;

α — коэффициент потерь стока, зависит от вида грунта на водосборе, α=0,65; φ — коэффициент редукции учитывающий неполноту стока, зависит от площади водосбора, φ=0,50

Qn=16.7*0,82*1,75*2,06*0,65*0,50=16 м³/с

Общий объем ливневого стока определяется по формуле

Wл=60000 (αчас*F*α* φ/√ kt)

Wл=60000 (0.82*2.06*0.65* 0.50/√ 1.75) =25338м³

1.3 Расчет стока талых вод

Максимальный расчетный расход талых вод определяется для любых бассейнов по редукционной формуле:

Qт= k0*hp*F*δ1* δ2/ (F+1) ⁿ

где: hp — расчетный слой суммарного стока, мм; k0 — коэффициент дружности половодья, k0=0,020; n — показатель степени, для равнинных водосборов принимается, n=0.25; δ1, δ2 — коэффициент учитывающий снижение расхода на бассейнах δ1 и δ2 =1

hp=ħ*kp

где ħ -средний слой стока, ħ=10*1,1=11; kp — модульный коэффициент, kp=4; коэффициент вариации Cvh=1; коэффициент асимметрии Csh=2

hp=11*4=44мм

Qт= 0,020*44*2,06*1* 1/ (2,06+1) °·² =1,37 м³/с

Так как максимальный расход ливневых вод превышает расход талых вод, то в качестве расчетного принимается Qn=16 м³/сек

1.4 Расчет отверстий труб

При пропуске расчетных паводков, трубы должны работать как правило в безнапорном режиме. Обычно такой режим протекания устанавливается если подпор воды перед трубой меньше высоты трубы на выходе, либо превышает её не более чем на 20%.

Н≤1,16 d

где Н — глубина подпертой воды перед входом в трубу, м; d — диаметр трубы, м.

Значение Н определяется из графика Qс=f (H³). Кривая Qс в принятой системе координат изображается ломаной линией, состоящей из двух отрезков. Координаты для построения отрезков:

H³=0

Qс=0,62 *Qл=0,62*16=9,92 м³/с

Qс=0

α= m1+m2/6* iл у соор=16+7/6*0.013=294.87

H³=W/α=25338/294,87=85,92 м³

H³=0

Qс=Qл=16 м³/с

Qс=0

H³=0.7*W/α=0.7*25338/294.87=60.1 м³

Точки пересечения этих линий с кривыми пропускной способности дают значение действительного расхода, проходящего через сооружение и соответствующего ему значение Н³. Труба прямоугольного сечении размерами 2,5*2 м удовлетворяет условию Н≤1,16 d, т.к Н=2,28 м.

При безнапорном режиме работы труб минимальная высота насыпи ровна:

Hmin=d+2δст+hзас, (м)

где d — диаметр трубы, м; δст — толщина стенки трубы, м (для прямоугольной трубы с размерами сечения 2,5*2 м δ=0,17 м); 0,5 — минимальная высота насыпи над трубой, м.

Hmin=2+2*0,17+0,5=2,67 м

Длина трубы определяется по формуле:

L тр=B+2*m*hзас+2*М, (м)

где В — ширина полотна дороги, м (В=15 м); m — заложение откосов насыпи (m=1,5); М — ширина оголовков, м (принимается равной 0,35 м)

L тр=15+2*1,5*0,5+2*0,35=17,20 м