Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Петербургский Государственный Университет Путей Сообщения Императора Александра I»

__________________________________________________________________

Кафедра «Изыскания и проектирование железных дорог»

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту

по дисциплине

«Экологическое обоснование проектных решений»

на тему:

«Определение величины стока поверхностных вод территории водосборных бассейнов»

выполнила студентка В. Р. Ли

подпись, дата

факультет Транспортное строительство группа V - СЖД – 104

руководитель О. Б. суровцева

подпись, дата

Оглавление

Введение 3

Расчеты величины стока 3

Введение

Исходные данные:

Коэффициент гидравлической шероховатости русла главного лога m_л=20

Коэффициент гидравлической шероховатости склонов бассейна m_с=20

Категория впитывания почвы - V

Относительная озерность бассейна F_оз=28 %

Относительная заболоченность бассейна F_б=13%

Заселенность водосбора F_л=25%

Категория проектируемой дороги - 3

Водосборный бассейн расположен в Воронежской области, которая относится к 1 ливневому подрайону.

рассматриваемый водосборный бассейн имеет следующие параметры:

- площадь бассейна водосбора F= 2.59 км²

- длина главного лога бассейна L_л=1.38 км

- отметка верхней точки водосбора H_а=300 м

- характеристика водосбора - двухскатный

- наибольший линейный размер водосбора D=2.3 км

- расстояние между смежными горизонталями ∆ = 5 м

- сумма длин всех линий горизонталей в пределе площади водосбора бассейна ∑S =8.85км

Расчеты величины стока

Определение средней ширины водосбора для односкатных водосборов :

Определение средней длины безрусловых склонов водосбора:

где l_i - сумма длин логов промежуточных русловых систем, км;

Определение уклонов склонов:

Поскольку наибольший линейный размер D= 2,3км, то значение коэффициента Ɣ=0,99. Т.к. значение F=2,59 км², то коэффициент

Определение максимального расхода ливневого стока воды, притекающей из бассейна к водопропускному сооружению определяется по формуле:

,

где - расчетная интенсивность водоотдачи, соответствующая заданной вероятности превышения расхода к ливневому подрайону, мм/мин;

- коэффициент полноты стока

F - площадь бассейна водосбора, км²;

- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения осадков по площади бассейна;

- коэффициент, учитывающий озерность и заболоченность бассейна;

Определение объема воды, протекающей и проходящей через водопропускное сооружение при ливневом стоке вычисляются по формуле:

где t _B - расчетное время водоотдачи, мин;

Определение безразмерных характеристик 60/t_со и ʎ₀.

Для значения среднего уклона I_с=17%_о; 18,6/[f(I_c)]^0,4=14,21

где t_со - время, необходимое для установления полного стока на склонах бассейна при интенсивности водоотдачи

где f(I_c) - функция, полученная на основании измерений скоростей стекания воды по склонам, %₀;

b_c - средняя длина безрусловых склонов, м;

m_c - коэффициент гидравлической шероховатости склонов.

60/t_со=60/69,09=0,87

Значение параметра ʎ₀ определяется по формуле:

где - среднее относительное заложение откосов берегов главного русла;

- коэффициент гидравлической шероховатости русла;

I_л - длина главного лога бассейна, км;

Для 1-го ливневого района и V категории впитывания почв находим значения и для вероятности превышения 1% и 0,33%

		0	5	10	20	30	45	60	120	180	240
	р=1%	4,79	2,72	1,98	1,28	0,94	0,65	0,45	0,21	0,10	0,06
	р=0,33%	5,49	3,13	2,29	1,49	1,10	0,77	0,54	0,26	0,14	0,09

Значение ординаты t _B и абсциссы равны :

=1,2мм/мин

=1,6мм/мин

=43мин

=45мин

Расчет стока по СП 2.01.14-83.

Определение величины ливневого стока по формуле:

где - максимальный модуль стока с ежегодной вероятностью превышения;

- максимальный суточный слой осадков;

- сборный коэффициент стока;

- коэффициент, учитывающий влияние водохранилищ, прудов и проточных озер;

- переходный коэффициент от вероятности превышения;

Определение гидроморфологической характеристики русла исследуемого водотока по формуле:

где - гидравлический параметр в зависимости от характеристик русла, м/мин;

где - эмпирический коэффициент, принимаемый для данного варианта 1,3;

- сборный коэффициент стока для водосбора;

- параметр, принимаемы в зависимости от типа почв водосбора и природной зоны;

- параметр, принимаемый для данного варианта равный 0,11

Для Воронежской области характерна лесостепная и степная природная зона, тип почвы обыкновенные, а также мощные и тучные чернозёмы (супесчаный), поэтому 1,00

Гидравлические параметры русла =11 м/мин; Х=1/3

Воронежская область входит в 3 район кривых редукции осадков, поэтому

Продолжительность склонов добегания t_ск=60мин (лесостепная зона)

Максимальный модуль стока ежегодной вероятности превышения Р=1% равна =0,0826

Озерность водосбора (27%) более 2%, следовательно =0,8

Номер района, определяемый по схеме районов параметра для водосбора Воронежской области -6 . Для Р=0,33% определяем. Для Р=1% определяем.

Величина стока весеннего половодья .

Определение величины стока весеннего половодья по формуле:

Величина стока весеннего половодья.

Определение величины стока весеннего половодья по формуле:

где - параметр, характеризующий одновременность весеннего половодья, принимаем 0,003

- расчетный слой суммарного весеннего стока, половодья заданной вероятности превышения Р, мм;(100)

- коэффициент, учитывающий неравернство статистических параметров слоя стока и максимальных расходов воды;

- коэффициент, учитывающий снижение максимального расхода воды в заселенных районах;

- коэффициент, учитывающий снижение максимального расхода воды в заболоченных бассейнах;

- дополнительная площадь водосбора, учитывающая изменение максимального расхода в зависимости от геометрических и гидроморфологических характеристиках бассейна;

- коэффициент, учитывающий изменение модуля стока в зависимости от площади бассейна;

Определение коэффициента, учитывающего снижение максимального расхода воды в заселенных районах по формуле:

Определение коэффициента, учитывающего снижение максимального расхода воды в заболоченных бассейнах по формуле:

- коэффициент, принимаемый в зависимости от типа болот на водосборе;

F_б - относительная площадь болот и заболоченности лесов и лугов в бассейне, %;

Расчет стока по номограммам

Номер ливневого района Воронежской области -6 . Находим по таблице 4.1 по номограмме 4.1 определяем для супесчаных и 1%, для 0,33% умножаем на коэффициент (зависит от расхода и типа грунта) табл 4.2.

Снеговой сток

Элементарный модуль стока по карте-схеме на рис 4.4. для С1%=1,5

Расчет стока от снегтаяния по номограмме4.3. левое поле линии соответст модулю, внизу нах знач водосбора, поднимаем вертикальную линию, от точки пересечения горизонтальную линии . Для 2% коэффициент 0,87, для 0.33% =1.37 для Q

В заключении сравниваем методики

Анализ полученных результатов

Метод расчета	Величина ливневого стока,			Величина снегового стока,
	Р=1%	Р=0.33%	Р=1%		Р=0.33%
ВСН 63-76	8,22	10,96	-		-
СП 33-101-2003	0,924	1,307	-		0,0721
Номограммы	11	15,29	0,3		0,411

Анализ таблицы показывает значительное расхождение результатов расчета величины стока, полученных по различным методикам. Практические расчеты, выполняемые для реальных водосборов, показали, что гидрологические характеристики стока, определяемые по ВСН 63-76 завышены по сравнению с действительными.

Санкт-Петербург

2016