1.4 Определение отверстия круглой железобетонной водопропускной трубы
Аккумуляция ливневых вод перед дорогой происходит вследствие уменьшения живого сечения водотока насыпью автомобильной дороги. Живое сечение водопропускной трубы меньше живого сечения нестесненного потока. Перед дорогой образуется пруд объемом:
,
м3
(1.4.1)
где m1 и m2 – крутизна склонов водосбора;
Jс – уклон лога у сооружения, в долях единицы.
Сбросной расход, проходящий через водопропускное сооружение при уровне Н, определяют по формуле:
,
м3/с
(1.4.2)
где Qл – максимальный расчетный расход без учета аккумуляции, м3/с;
W – общий объем стока за паводок:
,
м3
(1.4.3)
где F – площадь водосбора, км 2 ;
h1 – слой стока при паводке по [3]:
,
мм
(1.4.4)
3
Для Н=1,0м Wпр=(80+40)*13 /(6*0,01)=2000м3
Qc
=10,68*[1-2000/(0,7*
)]=10,4м3/с
Для Н=1,25м Wпр=(80+40)*1,253 /(6*0,01)=3906,3 м3
Qc =10,68*[1-3906,3 /(0,7* )]=10,14м3/с
Для Н=1,5м Wпр=(80+40)*1,53 /(6*0,01)=6750 м3
Qc =10,68*[1-6750/(0,7* )]=9,75м3/с
Для Н=1,75м Wпр=(80+40)*1,753 /(6*0,01)=10718,8 м3
Qc =10,68*[1-10718,8 /(0,7* )]=9,21м3/с
Для Н=2,0м Wпр=(80+40)*2,03 /(6*0,01)=16000 м3
Qc =10,68*[1-16000 /(0,7* )]=8,47м3/с
Для Н=2,5м Wпр=(80+40)*2,53 /(6*0,01)=31250 м3
Qc =10,68*[1-31250 /(0,7* )]=6,38м3/с
Для определения отверстия трубы на пропуск паводка от ливня необходимо сначала построить график зависимости сбросного расхода от глубины пруда аккумуляции.
Рисунок 1.4.2 Определение сбросного расхода при аккумуляции: 1 – зависимость сбросного расхода от глубины воды; 2, 3– пропускная способность трёхочковых труб отверстием 1,4 и 1,6
Двухочковая труба с отверстием 1,4 м при глубине Н=1,46м пропускает максимальный расход 0,83*2*2,8=4,65 м3/с, при Н=1,78 м расход 6,31 м3/с. По этим данным построим кривую 2 (рисунок 1.4.1). Кривая 2 не пересекается с кривой 1. Следовательно, двухочковая труба отверстием 1,4 не подходит.
Двухочковая труба с отверстием 1,6м, при Н=1,31 м пропускает 0,83*2*2,5=4,15м3/с, при Н=2,04 м она пропускает 8,8 м3/с. Нанесём эти точки на график (кривая 3, рисунок 1.4.1). Кривая 3 пересекается с кривой 1 при сбросном расходе 8,47м3/с.Уменьшение расхода за счёт аккумуляции 10,68/8,47=1,26. Следовательно можно с учётом аккумуляции ливневых вод летом можно принять отверстие трубы 1,6м и сбросной расход 8,47 м3/с при глубине воды Н=2,0м.
Весною при таянии снега расчетный расход 14,0 м3/с, что больше 10,68 м3/с. В качестве сбросного расхода воды примем Qс=14,00 м3/с. Этот расход пропускает двухочковая труба отверстием 1,6 м при Н=2,0 м.
Трехочковые трубы не рассматриваем, так как стоимость их больше двухочковых.