Определение максимального расхода ливневого стока

Определение площади водосборов

Определение максимального расхода ливневых и талых вод

Гидрологические условия

Климатические условия

Исходные данные и краткая характеристика района проектирования

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ ВОДОПРОПУСКНЫХ ТРУБ

В данном разделе даётся описание местоположения района проектирования, преобладающего рельефа местности, перечисляются основные крупные реки и озёра, указываются наибольшие высоты горных хребтов.

Приводятся описание типа климата (континентальный, умеренно-континетальный, тропический), характеризуются климатические условия для времён года и т.д. По данным среднемесячных температур приводится температурный график. По данным повторяемости направлений и скорости ветра приводятся розы ветров для января и июля.

Указывается годовое количество осадков, суточный максимум, приводится период продолжительности снежного покрова.

Указывается тип местности по условиям увлажнения (СНиП 2.05.02-85 Автомобильные дороги).

Литература: [1-3].

Для определения расчетного расхода воды в сооружении вначале необходимо определить площади водосборов (бассейнов). Проще всего это сделать следующим образом. Карандашом нанести на карту основной лог и его ответвления, двигаясь от трассы вверх до водораздела. После этого наносят водоразделы между бассейнами, также двигаясь от трассы.

Если бассейн очерчен правильно, то главный лог и все его ответвления окажутся в замкнутом контуре. Обводятся только бассейны, площади которых на карте не менее 5 см².

Гидрологические расчеты производят в соответствии со СП 33-101-2003 «Определение основных расчетных гидрологических характеристик». Однако приведенный в этом документе расчет стока не полон (отсутствует определение объема стока, необходимого для учета аккумуляции).

Принцип расчета стока с малых водосборов, так называемый метод предельных интенсивностей, используемый в СП 33-101-2003, может быть реализован и в других модификациях, наиболее подходящих для расчета транспортных сооружений. Нами используется модифицированный способ расчета, разработанный МАДИ и Союздорпроект [4, 5]. Расчет ведется по ливневому и снеговому стоку, за расчетный сток принимается больший из них.

В основе расчета лежит общая формула ливневого стока

Q_л=16,7a_расч∙F∙α∙φ, м³/с, (1)

где a_расч – расчетная интенсивность ливня, соответствующая требуемой

вероятности превышения расхода, мм/мин;

F – площадь водосбора, км²

α – коэффициент склонового стока;

φ – коэффициент редукции (уменьшения), учитывающий неполноту

стока, тем большую, чем больше водосбор.

Расчетная интенсивность ливня

a_расч=a_час∙k_t, мм/мин, (2)

где a_час – максимальная часовая интенсивность ливня, мм/мин;

k_t – коэффициент перехода от ливня часовой продолжительности

к расчетной.

Максимальная часовая интенсивность ливня вычисляется следующим образом. Сначала по карте - схеме ливневого районирования определяется, в каком ливневом районе находится проектируемая дорога (рис. 1). Затем по табл. 1 определяется часовая интенсивность ливня при соответствующей вероятности превышения максимальных расходов расчетных паводков.

Расчетная вероятность превышения максимальных расходов составляет [5] на дорогах:

I категории – 1 %;

II, III и городских улицах – 2 %;

IV, V и внутрихозяйственных – 3 %.

Таблица 1

Районы	Интенсивность ливня часовой продолжительности, мм/мин, при вероятности превышения, %
						0,3	0,1
	0,27	0,27	0,29	0,32	0,34	0,40	0,49	0,57
	0,29	0,36	0,39	0,42	0,45	0,50	0,61	0,75
	0,29	0,41	0,47	0,52	0,58	0,70	0,95	1,15
	0,45	0,59	0,64	0,69	0,74	0,90	1,14	1,32
	0,46	0,62	0,69	0,75	0,82	0,97	1,26	1,48
	0,49	0,65	0,73	0,81	0,89	1,01	1,46	1,79
	0,54	0,74	0,82	0,89	0,97	1,15	1,50	1,99
	0,79	0,98	1,07	1,15	1,24	1,41	1,78	2,07
	0,81	1,02	1,11	1,20	1,28	1,48	1,83	2,14
	0,82	1,11	1,23	1,35	1,46	1,74	2,25	2,65

Величина коэффициента k_t определяется по табл. 2 и зависит от длины бассейна и его уклона, определяемых по карте.

Таблица 2

L, км	Значения Кt при уклоне бассейна I
0,0001	0,001	0,01	0,1	0,2	0,3	0,5	0,7
0,15	4,21
0,50	1,84	2,76	3,93
1,0	1,16	1,71	2,53	3,74	4,18	4,50	4,90	5,18
1,5	0,88	1,30	1,93	2,82	3,15	3,40	3,70	3,90
2,0	0,73	1,07	1,59	2,35	2,64	2,85	3,09	3,27
3,0	0,56	0,82	1,21	1,79	2,0	2,16	2,34	2,49
4,0	0,46	0,68	1,0	1,48	1,65	1,78	1,94	2,11
5,0	0,40	0,58	0,86	1,27	1,42	1,54	1,67	1,82
7,0	0,32	0,47	0,69	1,02	1,14	1,23	1,33	1,45
10,0	0,25	0,37	0,54	0,80	0,90	0,97	1,05	1,14
12,0	0,22	0,32	0,48	0,71	0,79	0,86	0,93	0,99
15,0	0,19	0,28	0,41	0,61	0,68	0,74	0,80	0,87
20,0	0,16	0,23	0,34	0,50	0,56	0,61	0,66	0,72

Коэффициент редукции φ зависит от площади бассейна и вычисляется по формуле

(3)

При F≤0,1 км² φ=1.

Величина коэффициента склонового стока α зависит от вида грунтов на поверхности водосборов (табл. 3). Учитывая задержку проникновения воды в грунт при сильных ливнях, т.е. фактические условия образования ливневого стока, коэффициент α рекомендуется принимать равным 1,0.

Рис. 1. Карта–схема ливневых районов России

Таблица 3

Вид и характер поверхности	Коэффициент α при площадях водосбора, км^2
0 - 1	1 - 10	10 - 100
Асфальт, бетон, скала без трещин	1,0	1,0	1,0
Жирная глина, такыры	0,7-0,95	0,65-0,95	0,65-0,9
Суглинки, подзолистые почвы, тундровые и болотные почвы	0,6-0,9	0,55-0,8	0,5-0,75
Чернозем, каштановые почвы, лесс, карбонатные почвы	0,55-0,75	0,45-0,7	0,35-0,65
Супеси, степные почвы	0,3-0,55	0,2-0,5	0,2-0,45
Песчаные, гравелистые рыхлые каменистые почвы	0,2	0,15	0,1

Дата добавления: 2015-06-27