Напорный режим работы дождевой сети

С увеличением уклона сети ее пропускная способность значительно увеличивается, а сечение трубопровода уменьшается. Однако это ведет к значительному заглублению сети. Увеличивать пропускную способность трубопровода можно за счет использования напорного режима работы сети, что особенно выгодно при малых уклонах местности (см. рис.).

При полном наполнении трубы расходы, пропускаемые ею, пропорциональны квадратному корню из уклонов:

,

где Q_н – максимальная пропускная способность труб при напорном режиме, Q_с – то же, при безнапорном режиме, I_тр – уклон трубы (коллектора), I_н – добавочный напорный уклон, равный H/L (H – начальная глубина заложения, L – длина коллектора), h – падение коллектора.

Из этой формулы видно, что наибольшее увеличение пропускной способности при напорном режиме имеет место у коротких коллекторов, уложенных с большим начальным заглублением и малыми уклонами дна трубы.

При расчете сети с напорным режимом движения наибольшее распространение получил метод Н.Н.Белова. Этот метод позволяет рассчитывать сеть так же, как при самотечном режиме, но с введением поправочного коэффициента k_н, влияющего на снижение расчетного расхода, получившего название коэффициента напорности.

Тогда удельная интенсивность будет вычисляться по следующей формуле:

q_уд = qk_н,

где q – интенсивность дождя без учета напорного режима работы сети.

Коэффициент напорности может быть вычислен по формуле Н.Н.Белова:

,

где a = H/h, n – показатель в формуле зависимости интенсивности дождя от его продолжительности.

Для практических расчетов напорной сети могут быть использованы графики, составленные по этой формуле.

 

Регулирование дождевого стока

Регулирование дождевых вод в системах водоотведения, направленное на снижение величины расчетного расхода и выравнивание стока, позволяет уменьшить диаметры трубопроводов перед отводными коллекторами большой протяженности, понизить мощность насосных станций и очистных сооружений.

На практике рекомендуют три основные схемы включения регулирующих емкостей в общую систему водоотведения (см. рис).

При подключении по схеме 1 весь расход дождевых вод подводится к резервуару по трубе большого диаметра с одновременным отводом части расхода по трубе малого диаметра (опорожнением резервуара). По схеме 2 на подводящем дождевом коллекторе устраиваются разделительные камеры, через которые часть дождевого стока направляется в регулирующие емкости. Опорожнение происходит через насосную станцию. Схема 3 похожа на схему 2, только опорожнение резервуара происходит самотеком через трубу малого диаметра.

Максимальный расход Q_max на подходе к разделительной камере или резервуару следует определять при значении коэффициента заполнения свободной емкости β = 1. На следующем рисунке приведены расчетные схемы для определения объемов регулирующих резервуаров.

В этих схемах Q₀ = Q_max. Рабочая емкость резервуара определяется верхней частью гидрографа стока, ограниченной снизу линией, характеризующей расход Q_р, идущий в обход резервуара, или расход, вытекающий из резервуара. Тогда регулирующий объем определяется по заштрихованной площади на рисунке.

Соотношение между расходом Q_р, идущим в обход резервуара и максимальным Q_max называют коэффициентом регулирования α:

α = Q_р/Q_max.

Коэффициент регулирования опорожнения α_оп (для схемы 3) показывает, какая часть наибольшего расхода, поступающего в резервуар, вытекает из него:

α_оп = Q_оп/(Q_max – Q_р).

Для определения рабочей емкости регулирующих резервуаров следует использовать формулу:

W = Q_maxt_rk,

где Q_max – значение расчетного расхода, определенное по методу предельных интенсивностей, t_r – время добегания до расчетного створа, k – коэффициент объема регулирующего резервуара, зависит от α , n, α_оп.