Определение расчетного сбросного расхода с учетом аккумуляции воды перед трубой и подбор отверстия трубы

При назначении отверстий труб необходимо учитывать аккумуляцию ливневых вод в пруду перед сооружением. Аккумуляция учитывается во всех случаях расчета по преобладающему ливневому стоку. В результате временного накопления перед сооружением части паводка гидрограф притока трансформируется в более растянутый во времени гидрограф сброса, что приводит к снижению расчетного сбросного расхода воды в сооружении Q_c по сравнению с наибольшим секундным притоком с бассейна Q и к значительному уменьшению отверстия трубы. Уменьшение расходов в сооружениях при аккумуляции допускается не более чем в три раза.

Расчет производится по ливневому стоку с соблюдением условия Q_c» Q_т, где Q_т определяется по формуле (4), а Q_c – по формуле (8). При допустимости аккумуляции по снеговому стоку расчет по ливневому стоку производится при соблюдении условия Q_c» 0,65Q_т. Предполагается, что при снеговой аккумуляции часть отверстия может быть забита наледями местного и временного характера.

Определение расчетного сбросного расхода в сооружении с учетом аккумуляции производится по формуле

, м³/с, (8)

где Q_л – максимальный расход дождевых вод, м³/с, определяемый по формуле (1);

W_пр – объем пруда аккумуляции перед сооружением, м³;

W – объем ливневого стока, м³;

k_r – коэффициент, учитывающий форму расчетного гидрографа паводка. Принимается равным для немусонных районов 0,7, а для муссонных (Приморье, Дальний Восток, Черноморское побережье Кавказа и т.п.) равным 1,2.

, м³, (9)

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

φ – коэффициент редукции, определяемый по формуле (3);

k_t – коэффициент перехода от ливня часовой продолжительности к расчетной.

Объем пруда аккумуляции перед трубой определяется для условной формы пруда в виде пирамиды с треугольным основанием (рис. 5) по формуле

, м³, (10)

где H – максимальная глубина в пониженной точке живого сечения при расчетном уровне подпертых вод, м;

m₁, m₂, i_л – крутизна склонов лога и его уклон.

Приближенно

, м³, (11)

где В – ширина пруда по зеркалу воды у насыпи, м;

Н – глубина воды у сооружения (подпор), м;

i_л – уклон лога в пределах пруда, %₀.

Порядок определения расчетного сбросного расхода в сооружении с учетом аккумуляции следующий.

1. Вычисляется максимальный расход Q_л и объем стока W.

2. Определяется крутизна склонов m₁, m₂.

3. Для ряда значений Н (с интервалом 0,5 м) в форме табл. 5 вычисляются объемы пруда аккумуляции W_пр по формуле (11) и расчетный расход Q_c по формуле (8).

Рис. 5. Схема к определению объема пруда

По данным гидравлических характеристик типовых труб (табл. 2,3 прил.) строят график пропускной способности Q_тр=ƒ(H) трубы данного отверстия и график Q_с=ƒ(H) по данным табл. 5.

Искомый расчетный сбросной расход с учетом аккумуляции Q_с и величина подпора H соответствуют точке пересечения двух графиков Q_тр и Q_с (рис. 6). Если при этом величина подпора перед трубой выше допустимого, то расчет повторяется для большего отверстия.

Пример расчета. Дано Q_л = 8,5 м³/с; W = 90000м³. Высота насыпи у водопропускного сооружения – 3,0 м. Максимальна допустимая глубина пруда – 2,0 м. Для сооружения можно взять круглые трубы диаметром 1,25 м или 1,5 м.

Составляем таблицы расчетного расхода в зависимости от глубины пруда и пропускной способности труб в зависимости от подпора воды, пользуясь таблицами гидравлических характеристик труб, и заносим в таблицу 5.

По формуле (8) определяем значение Q_с в зависимости от Н пруда.

Таблица 5

Дата добавления: 2015-06-27