Напорный режим работы сети.

Превышение расчетной интенсивности дождя не всегда приводит к переполнению сети и затоплению улиц. Если на участке сети расход дождевых вод превысит расчетный, то произойдет подтопление вышележащего колодца. По мере повышения расхода уровень воды в колодце будет увеличиваться до верхнего предела - верха горловины. Лишь при дальнейшем повышении расхода может происходить излив воды из колодца и начнется подтопление улиц. Определим пропускную способность трубопровода в момент, когда трубопровод начинает работать полным сечением и в момент, когда в вышележащем колодце уровень дождевых вод поднялся до верхнего предела, а в нижнем колодце трубопровод еще работает в самотечном режиме. В первом случае режим движения тоже можно считать самотечным, так как гидравлический уклон и уклон трубопровода одинаков. Второй случай характеризует возникновение напорного режима работы трубопровода.

Итак, при самотечном режиме пропускная способность будет равна:

,

при напорном режиме: , где

- площадь поперечного сечения трубопровода;

С - коэффициент Шези;

R - гидравлический радиус;

J_C , J_H - гидравлический уклон соответственно при самотечном и напорном режиме работы сети.

При самотечном режиме: J_C = h/l , при напорном: J_H = (H+h)/l (рис.22).

Рис.22. Напорный режим работы дождевой сети.

Соотношение расходов:

.

Таким образом, пропускная способность трубопровода при напорном режиме больше, чем при самотечном, так как H/h всегда больше нуля. В ряде случаев при проектировании дождевой сети следует учитывать возникновение напорного режима. Имеется несколько методов расчета дождевой сети с учетом напорного режима. Наиболее прост из них метод, предложенный профессором Н.Н. Беловым. Он заключается в том, что при напорном режиме расчет выполняется из условия безнапорного режима, но на расход меньший расчетного, который определяется по основной формуле с введением в неё коэффициента напорности k_Н ,

, где а = H/h.

Напорный режим работы дождевой сети целесообразно учитывать при больших заглублениях и короткой длине трубопровода при плоском рельефе местности.

Определение расхода талых вод.

Обычно расход талых вод значительно меньше расхода дождевых вод. Расход талых вод оказывается соизмерим лишь для часто повторяющихся дождей.

Расход талых вод можно определять различными способами. Можно воспользоваться следующей формулой:

, где

а - интенсивность снеготаяния, мм/час;

F - площадь стока, га;

- коэффициент неравномерности снеготаяния;

- коэффициент стока;

k_В - коэффициент вывоза снега.

Коэффициент вывоза снега равен:

,

F_В - площадь стока, с которой снег вывезен.

Регулирование дождевого стока.

на любом расчетном участке трубопровода после начала выпадения дождя расход обычно быстро нарастает и достигает максимума, а затем снижается до полного прекращения стока. продолжительность протекания максимального расхода сравнительно мала, поэтому целесо-образно осуществлять сброс пиковых расходов в специальные емкости - регулирующие резер-вуары. Это обеспечит снижение расходов за регулирующими резервуарами, а, следовательно, уменьшение диаметров трубопроводов, мощностей насосных агрегатов и т.д. особенно важно регулирование стока при необходимости его очистки, так как на очистные сооружения целесообразно подавать воду с мало изменяющимися расходами, а также длинными отводными трубопроводами и насосными станциями.

Регулирующие резервуары выполняются открытыми и закрытыми. Открытые регулирующие резервуары выполняются в виде прудов за пределами жилой застройки. Они должны иметь некоторый постоянный уровень, обеспечивающий глубину 1,0м и, следовательно, в засушливый период подпитываться водой. Пруды следует очищать от осадка, для чего предусматриваются съезды для техники.

П

2-2

одземные закрытые резервуары можно устраивать в пределах застройки. Конструкции закрытых резервуаров приведены на рис.23.

а)

б)

2

2

1-1

водослив

1

1

Рис.23. Конструкции закрытых регулирующих резервуаров.

Регулирующий резервуар, изображенный на рис.23а, имеет лоток на дне резервуара. Удаление из него осадка затруднено, для чего предусматривается смыв осадка, а не извлечение его на поверхность. Для уменьшения количества выпадающего осадка предусматривается пропуск малых расходов мимо регулирующего резервуара (рис.23б). вода в регулирующий резервуар в этом случае направляется с помощью водосливного устройства, а удаление воды из него предусматривается по трубопроводу малого диаметра.

Объем регулирующего резервуара

рис. 24. Гидрограф дождевого стока.

Объем регулирующего резервуара определяют, исходя из гидрографа стока (рис.24). максимальный расход Q_расч в трубопроводе перед регулирующим резервуаром будет возникать в момент времени t_расч , соответствующий продолжительности протекания воды от наиболее удаленной точке площади стока до регулирующего резервуара. Если после регулирующего резервуара расход воды равен Q_рег , то рабочая емкость резервуара равна верхней части гидрографа, отсекаемой линией, параллельной оси абсцисс на уровне Q_расч . Если гидрограф стока ориентировочно принят за равнобедренный треугольник с основанием 2t_расч и высотой Q_расч , то объем регулирующего резервуара будет равен:

W_рег = Q_расч^.t_расч^. (1- )², где

- коэффициент регулирования, равный :

Q_рег/Q_расч.

Необходимость устройства регулирующих резервуаров определяется технико-экономическим расчетом.