Проектирование водопропускных сооружений.

Водопропускные сооружения устраивают на пересечениях дорогой рек, ручьев и временных водотоков, возникающих после обильных дождей и таяния снега.

Основными видами водопропускных сооружений являются мосты и трубы. Устройство мостов предъявляет большие требования к продольному профилю дорог и приводит к значительному удорожанию сооружения. Эти обстоятельства позволяют рассматривать трубы как основной тип малых водопропускных сооружений на постоянных и периодически действующих водотоках с расходом воды до 30 м³/с и при отсутствии ледохода. Трубя составляют около 85 общего числа водопропускных сооружений.

Параметры водопропускных круглых труб определяем при следующих исходных данных:

─Дорожно-климатическая зона проложения трассы II₂,
ливневой район 6,Пезенская обл;

Расчетным расходом воды Q_P (м³/с) водоотводного или искусственного сооружения называют наибольший объем воды, протекающий в сооружение за единицу времени. Расчетный расход Q_P определяется как наибольшая величина из двух: расчетного расхода ливневых Q_Л и Q_Т вод.

Максимальный расход воды, м³/с, от ливневых вод с достаточной для практики точностью вычисляют по формуле:

Q_Л = 16,7Кα_чαφF

где α_ч – интенсивность ливня часовой продолжительности.

Для 6-го ливневого района и вероятности превышения ПВ=2% α_ч=0,89 мм/мин.;

F – площадь водосборного бассейна, км², принимаемая по топографической карте, F =2,28 км²;

К_t – коэффициент приведения интенсивности дождя к действительной продолжительности наиболее опасного расчетного дождя. При F =2,28км² К_t=1,15;

F – площадь водосбора, км², определяемая по карте в горизонталях.

α - коэффициент склонового стока.

α=α₀· _С

где α₀ – коэффициент стока для полного насыщения почв водой.

α₀ =0,5

_С – поправочный коэффициент задержания склонового стока:

_С=1- _Г· ·П

где _Г – поправочный коэффициент, учитывающий категорию почвогрунтов.

_Г = 0,1

- поправочный коэффициент, учитывающий особенности стока.

=1,1

П – поправочный коэффициент, учитывающий площадь водосбросного бассейна и номер ливневого района.

П=1

_С= 1- 0,1·1,1·1=0,89

α=0,5· =0,44

φ – коэффициент редукции максимального ливневого стока.

φ = 0,51

Q _Л = 16,7·1,15·0,89·0,44·0,51·2,28=8,74 м³/с

Расчетный расход талых вод определяется по формуле:

Q_Т= F К₀h_pδ₁δ₂/(F+1)ⁿ

где К ₀ – коэффициент дружности половодья.

К ₀=0,02

h _p – расчетный слой суммарного стока, мм;

h_p=К_М· h_ср

К _М – модульный коэффициент, определяемый в зависимости от вероятности превышения.

К _М=2,32

h _ср – средний многолетний слой стока (мм).

h _ср=80

h _p=2,32· 80 = 185,6

δ ₁, δ ₂ – соответственно коэффициенты, учитывающие наличие в бассейне озер, лесов и заболоченность бассейна.

δ ₁=1

δ ₂=1

n- показатель степени. n = 0,25

Q _Т= 185,6·1·1·0,02∙2,28/(2,28+1)^0,25 = 6,29 м³/с

Так как расход ливневых вод Q _Л больше, чем расход талых вод Q _Т, то целесообразно предусмотреть аккумуляцию воды перед водопропускными трубами. В этом случае перед трубой или малым мостом образуется временный пруд, глубину которого мы позже определим по таблице.

Длину лога измеряем по топографической карте:

L_CD = 2,6 см, учитывая масштаб, получаем: 650 м

L_БD = 5,5 см, учитывая масштаб, получаем: 1375 м

L_AD = 7,2 см, учитывая масштаб, получаем: 1800 м

i = (H_C – H_D) / L_CD = (52,5 – 50,00) / 650 = 0,00384

Находим коэффициент заложения откоса:

1 /m₁ = (H_A – H_D) / L_AD = (52,4 – 50,00) / 1800 = 0,00133

1 /m₂ = (H_Б – H_D) / L_БD = (57,5 – 50,00) / 1375 = 0,00181

Определяем интенсивность:

а = (m₁ + m₂) / 6· i = (751,9 +552,5) / 6·0,00384 = 56614,6

Q _р / n = 8,74 / 3 = 2,91 м³/с

Объем ливневых вод определяется по формуле:

W = Q_Л · t =

W / а = / 56614,6= 0,45

0,7 · W / а = 0,7 · 0,45=0,315

Сведения о трубах (тип оголовка, диаметр, расход и т.д.) представлены в таблице 3.1:

Таблица 3.1

На рисунке 3.1 приведен график зависимости глубины воды перед трубой в кубе от расхода воды: первая линия соответствует отверстию трубы диаметром 1,25 м, вторая – 1,5 м, третья – 2 м.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: