книги из ГПНТБ / Грелов В.М. Расчет стока и отверстий малых мостов и труб на автомобильных дорогах учебно-методическое пособие
.pdfPt«:. f - Карта маолшон элементарного модуля снегоного стока ClllU
- 30 -
бассейна; определяется по таблице И ;
6Л ~ коэффициент, учитывающий залесенность бассейна,
определяемый по формуле
к . л - 0нр. лср
i e 1"
100 ;
где Л -'залесенность в % от общей площади бассейна;
ЛСр-средняя залесенность района в
К и К-^-коэффициенты, учитывающие густоту леса л бассейне и
районе; для |
густых лесов |
К = |
0 ,6 0 , для лесов |
средней |
||||
густоты К = |
0 ,4 5 , |
для редких лесов К = |
0 ,3 0 . |
|
||||
Коэффициент |
(Tf |
для расчета |
снегового |
стока |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 13 |
|
Площадь |
1 |
Средняя (многолетняя) дата наступления |
снего- |
|||||
баосейна |
|
|
|
таяния |
|
|
|
|
Р, кьг |
20,4 |
и |
33.4 |
1.4 |
15.3 |
1 .3 |
15.2 |
1 .2 и |
|
позднее |
ранее |
||||||
I и менее |
1,65 |
1,76 |
2,10 |
2,60 |
3,35 |
4,08 |
5,00 |
|
2 |
1,62 |
1,72 |
2,07 |
2,55 |
3,24 |
3,90 |
4,8 0 |
|
6 |
1,52 |
1,63 |
1,91 |
2,33 |
2,90 |
3,50 |
4,24 |
|
10 |
1,45 |
1,54 |
1,82 |
2,19 |
2,65 |
3,18 |
3,85 |
|
20 |
1,34 |
1,39 |
1,62 |
1,90 |
2,63 |
2,67 |
3,13 |
|
40 |
1,23 |
1,27 |
1,39 |
1,66 |
1,84 |
2,09 |
2,42 |
|
60 |
1,17 |
1,20 |
1,32 |
1,46 |
1,64 |
1,82 |
2,10 |
|
100 |
1,12 |
1,14 |
1,22 |
1,30 |
1,42 |
1,56 |
1,80 |
|
|
|
- 31 |
- |
|
|
|
|
Коэффициент учета оэернооти и заболоченности |
|
|||||||
|
X- |
для |
снегового стока |
|
|
|
||
|
V o |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 14 |
|
|
Площадь бо- ■' |
Площадь озер в % от площади баосейва |
|
|
|||||
лот в % от |
|
|
||||||
площади бас |
0 |
2 |
4 |
6 |
8 ' |
10 |
15 |
20 и |
сейна |
|
|
|
|
|
|
|
более |
|
|
|
0,67 |
|
|
|
|
|
0 |
I- |
0,79 |
0,59 |
0,53 |
0,48 |
0,38 |
0,32 |
|
2 |
0,98 |
0,77 |
0,66 |
0,58 |
0,52 |
0,47 |
0,38 |
0,32 |
4 |
0,94 |
0,76 |
0,65 |
0,58 |
0,52 |
0,47 |
0,3? |
0,31 |
6 |
0,91 |
0,74 |
0,64 |
0,57 |
0,51 |
0,47 |
0,37 |
0,30 |
8 |
0,89 |
0,73 |
0,64 |
0,56 |
0,51 |
0,46 |
0,37 |
0,30 |
Ш |
0,67 |
0,72 |
0,62 |
0,56 |
0,50 |
0,45 |
0,37 |
0,30 |
20 |
0,78 |
0,67 |
0,58 |
0,52 |
0,48 |
0,43 |
0,35 |
0,29 |
40 |
0,67 |
0,59 |
0,53 |
0,48 |
0,44 |
0,40 |
0,32 |
0,26 |
60 |
0,58 |
0,52 |
0,47 |
0,43 |
0,40 |
0,36 |
0,30 |
0,24 |
100 |
0,47 |
0,43 |
0,39 |
0,36 |
0,33 |
0,31 |
0,25 |
0 , 2Т |
ПРИМЕР 3 . Определить расход от снегового отока для водо~ сборного бассейна на фронтовой военной автомобильной дороге в районе Карпат. Площадь бассейна.20 км2 . Вое исходные данные
такие же, как и в примере I . |
|
|
|
|
||
Дополнительные данные: |
|
|
|
|
||
L. |
Дата наступления снеготаяния (средняя многолетняя) 15.3. |
|||||
2. |
Залесенность бассейна 60 |
$, средняя валеоешюсть района |
||||
проложения дороги 25%, Лео средней густоты. |
|
|
|
|||
Порядок |
расчета. |
|
|
|
|
|
1. По карте изолиний (рис. 7) определяем элементарный модуль |
||||||
снегового стока для горных районов Карпат Са, ~ 1,0. |
|
|||||
2. |
По таблице 13 находим коэффициент увеличения элементар |
|||||
ного |
снегового стока для бассейна площадь» |
У - |
20 |
км2 ; |
||
■<?£= 1*9. |
|
|
|
0^0а 2, |
||
3. |
На площади бассейна болот и озер нет, |
поэтому |
||||
4 . |
Вычисляем величину коэффициента, учитывающего уменьшение |
|||||
снегового |
стока вследствие' залесенности бассейна: |
|
|
|||
|
£ |
т _ 60*0,45 - 25^0,45 |
= I _ 2? |
- II |
= 0)8д # |
|
|
|
100 |
|
100 |
|
|
|
|
|
- 32 |
- |
|
|
5 . |
Определяем расход от снеготаяния повторяемостью один |
|||||
раз в 25 лет; |
|
|
|
|
|
|
|
р * сС. ■8а ■о$0 |
, 2 0 .1 ,9 - 1 .0 .8 4 |
3 1 ,9 |
т„ « о . |
||
Ч |
= От |
|
||||
|
= 1 — |
%— |
- |
14* v /свк. |
||
си |
Р |
+ I |
|
1/20 + I |
d ' W |
|
|
|
|
Так как расход от ливневого стока значительно больше рас хода от Снеготаяния (ом. пример I . Q= 38,8 м3/ сек ), то за расчетный принимаем расход от ливневого стока.
5. Крадвие оведения о зарубежных нормах ливневого стока
Анализ иноотранных норм стока, проведенный в работе (2) по имеющимся литературным источникам^показывает, что вопросы тео рии стока ливневых вод за рубежом разработаны слабо. В США. и большинстве стран Западной Европы нормы стока составлены по данным натурных наблюдений на ограниченной территории и не учитывают многих факторов.
В США максимальный расход определяется методом аналогий или по отметкам на берегах путем умножения площади сечения по тока на скорость течения.
Кроме того? рекомендуется формула;
|
|
\ = оС - н .1\, |
где аС |
- |
коэффициент стока; |
Н |
« расчетный слой осадков; |
|
F |
- |
площадь бассейна. |
Точность определения расхода зависит в значительной мере от того^ насколько правильно определен (принят) коэффициент стока о(
Во Франции расход от |
ливневого стока рекомендуется опреде |
|||
лять |
по |
формуле |
|
|
|
|
|
|
C-F, |
где |
С |
- |
модуль стока, |
принимаемый по таблице 15; |
|
р |
- |
площадь бассейна, км2 . |
- 3 3 -
Длина:бас сейна, км
|
|
Таблица |
15 |
|
г- |
- |
- — ---------------------- |
для--------- |
—. |
Площадь бас •- |
Французский коэффициент С |
мест |
||
сейма,км2 |
|
ности |
|
|
гористой с |
ХОЛМИСТОй“с |
равнинной |
||
непроницае |
малопрони- |
проницаемо |
||
мой почвой |
цаеыой поч |
почвой |
||
|
|
вой |
|
|
Меньше 2 |
Меньше 5 |
32 |
16 |
8 |
2 |
5 |
16 |
8 |
4 |
4 |
10 |
8 |
4 |
2„ |
8 |
30 |
5 |
3. |
1,5 |
12 |
70 |
3 |
1,5 |
0,8 |
16 |
156 |
2 |
I |
0,5 |
Германскими нормами стока (ФРГ) рекомендуемой формула для определения расхода ливневого стока
где
Длина бассейна,
км
I 2 4 8 12 16 18
|
Q |
|
|
|
|
принимается |
ко таблице 16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 16 |
|
Германский |
коэффициент |
для местности |
|
||
гористой |
|
холмистой |
равнинной |
||
безлесной лесистой |
безлесной |
лесистой |
беэдесн ой ле- |
||
|
|
|
|
|
систой |
8 |
4.. |
6 . |
3,3 |
4.. |
2 |
7 |
3,5 |
СО |
2,9 |
3,5 |
1,8 |
6 |
3 |
4,5 |
2,3 |
3 |
1,5 |
4 |
2 . |
3- |
1,5 |
2 - |
I |
3 |
1,5 |
2,3 |
1,2 |
1,5 |
0,8 |
2 |
I - |
1,5 |
0,8 |
I . |
0,5 |
I |
0,5 |
0,8 |
0,4 |
0,5 |
0,3 |
Из сравнения французских и германских норм стока можно сделать вывод, что для малых бассейнов ( F < 20 кмг) рас четный расход ливневого стока по французским нормам в 2 и более раза больше расхода,рассчитанного по германским нормам. Обра-
5. Как. Г/">р
34 -
щают на оебя внимание не только завышенные нормы стока, но и недостаточный учет ими впитывающей способности почв различных категорий, игнорирование заболоченности и озерности площади бассейна и других факторов.
Польокими нормами стока рекомендуется формула
|
|
|
|
|
Q = сС -J3 • |
V, |
|
|
|
|
|
|
где |
и |
/3 |
принимаются по таблицам 1? и 18. |
|
|
|
|
|||||
|
|
Таблица |
17 |
|
|
|
Таблица |
18 |
|
|
||
Длина' |
“ Польский' коэффициент |
ос |
|
ЗаЛесеН |
- |
Польский |
||||||
главно |
|
для |
рельефа |
|
|
ность бас |
коэффици |
|||||
го |
ло |
гористого холмистого |
равнинного |
сейна, |
% |
ент |
0 |
|
||||
|
га |
0 |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,0 |
|
||
|
I |
|
7,0 |
5,6 |
3,5 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
25 |
" |
|
0,9 |
|
|||||
|
2 |
|
5*8 |
4,6 |
2,9 |
|
|
|
||||
|
|
|
50 |
|
|
0,8 |
|
|||||
|
5 |
|
4,8 |
3,8 |
2,4 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
75 |
|
|
0,7 |
|
|||||
|
7 |
|
4 ,0 |
3,2 |
2,0 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
100 |
|
|
0,6 |
|
|||||
|
10 |
|
.3,0 |
2,4 |
1,5 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
15 |
|
2,0 |
1,6 |
1,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
|
м |
1,1 |
0,7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
25 |
1 |
1,0 |
0,8 |
0,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Рассмотренные иностранные нормы ливневого стока используют |
|||||||||||
ся |
при проектировании |
дорог |
в мирное время,-поэтому приведенные |
|||||||||
в таблицах значения коэффициентов.получены для ливней редкой |
|
|||||||||||
повторяемости ( I |
раз в 50-100 |
л ет ). |
Для |
перевода к |
повторно |
- |
||||||
мости I раз в 25 |
лет расход необходимо умножить на |
0 ,0 , |
а к |
|
||||||||
повторяемости I |
раз в |
IS лет—на 0 ,6 5 -0 ,7 . |
|
|
|
|
||||||
|
Приведенные выше некоторые иностранные нормы можно исполь |
|||||||||||
зовать |
лишь для |
грубой |
прикидки расхода |
ливневого стока, |
так |
как |
они составлены для определенных климатических условий соответ ствующих государств и во многих случаях являются завышенными. Глава 2 . ' РАСЧЕТ ОТВЕРСТИЙ МАЛЫХ МОСТОВ И ТРУБ
I . Определение основных параметров потока
Для вычисления отверстий малого водопропускного сооружения предварительно устанавливают основные параметры потока:
35 -
-бытовую глубину потока;
-допускаемую скорость потока в окатом сечении;
-критическую глубину в ожатом сечении;
-характер потока (затопленный или незатопленный). Бытовую глубину потока. который образуется от ливневых
или талых врд в месте, где предположено построить сооружение, «ычиоляют по форм””"*
|
|
|
( 16) |
где |
ь,г « |
бытовая глубина потока в м; |
|
|
9 |
= |
расчетный расход воды в м3/с е к .; , |
|
Ц ■ |
продольный уклон лога у сооружения; |
|
|
а |
- |
характеристика геометрического очертания русла. |
Продольный уклон лога у сооружения определяют по карте юга нивелированием на местности по логу на 200 м вверх и на 100 м вниз от сооружения.
Характеристику геометрического очертания русла вычисляют по
Формуле: |
|
|
|
|
где |
t j и i 2 |
- уклоны склонов (откосов) |
русла (рис. |
^ а ). |
|
Если откосы русла в поперечном профиле |
представляют |
собой, |
|
не . прямые, а |
ломаные линии-, то в пределах потока их спрямля |
|||
ют, |
приводя сечение русла к треугольнику |
(рис. 9,6), |
|
р«с. 9
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 6 - |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для облегчения и ускорения подсчету бытовой глубины даны |
|
|||||||||||||||||
таблицы для |
определения значений |
|
\J t,’ |
|
(таблица 19) и для |
|
||||||||||||
нахождения |
значения |
ь$- |
, |
когда |
уже |
подсчитана подкроенная |
|
|||||||||||
величина |
_—SL |
|
(таблица |
|
|
20). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
11 |Л ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица числовых |
значений \fij, |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 19 |
|
|
||
1* |
|
Четвертый |
десятичный |
знак |
|
значения |
i y7 |
|
|
|
||||||||
0 |
|
I |
|
2 |
3 |
|
|
4 |
|
5 |
|
6 |
|
7 |
8 |
Q |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
0,000 |
OvOOO 0,010 |
0,014 |
0,017 |
0,020 |
|
0,022 |
0,024 |
0,026 ,0,029 |
о,< |
|||||||||
0,001 |
0,031 |
0,033 |
0,034 |
0,035 |
|
0,037 |
|
0,038 |
0,040 |
0,041 |
0,042 |
см |
||||||
0,002 |
0,0+4 |
0,045 |
0,046 |
0,047 |
|
0,047 |
0,050 |
0,050 |
0,051 |
0,052 |
0 |
,05 3 |
||||||
|
|
|
|
|
0,059 |
0,060 |
0,060 |
0,061 |
( |
|||||||||
0,003 |
0,054 |
0,055 |
0,056 |
0,05? |
|
0,058 |
|
0 |
,! |
|||||||||
0,004 |
0,063 |
0,064 |
0,064 |
0,065 |
|
0,066 |
|
0,06? |
0,067 |
0,068 |
0,069 |
0,< |
||||||
0,005 |
0,070 |
0,071 |
0,072 |
0,072 |
|
0,073 |
|
0,074 |
0,074 |
0,075 |
0,076 |
0,( |
||||||
0,006 |
0,077 |
0,078 |
0,078 |
0,079 |
|
0,080 |
|
0,080 |
0,081 |
0,081 |
0,082 |
0,' |
||||||
0,007 |
0,083 |
0,084 |
0,084 |
0,085 |
|
0,085 |
|
0,086 |
0,087 |
0, 0b / |
0,088 |
0 |
,( |
|||||
0,008 |
0,089 |
0,090 |
0,090 |
0,091 |
|
0,091 |
|
0,092 |
0,092 |
0,093 |
0,093 |
0 ,' |
||||||
0,009 |
0,094 |
0,095 |
0,095 |
0,096 |
|
0,096 |
|
0,09? |
0,097 |
0,098 |
0 ,0^8 |
ОМ |
||||||
0,010 |
0,100 |
0,100 |
0,Ю 1 |
0,101 |
|
0,102 |
|
0,102 0,103 |
0,103 |
0,104 |
0, |
|||||||
0,011 |
0,105 |
0,105 |
0,106 |
0,106 |
|
0,107 |
|
0, 10? |
0,108 |
0,108 |
0,109 |
0 |
, |
|||||
0,012 |
0,109 |
0,110 |
0,110 |
0, Ш |
|
0, Ш |
|
0,112 0,112 |
0,113 |
0,1.13 |
0 |
, |
||||||
0,013 |
0,114 |
0,114 |
0,115 |
0,115 |
|
0,116 |
|
0,116 |
0,117 |
0,117 |
0,117 |
0 , |
||||||
0,014 |
0,118 |
0,119 |
0,119 |
0,120 |
|
0,120 |
|
0,120 |
0,121 |
0,121 |
0,122 |
0 , |
||||||
0,015 |
0,122 |
0,123 |
0,123 |
0,124 |
|
0,124 |
|
0,125 |
0,125 |
0,125 |
0,126 |
0 , |
||||||
0 , 0x6 0,126 0,127 0,127 |
0,128 |
|
0,128 |
0,128 0,129 0,129 0,130 0, |
||||||||||||||
0,017 |
0,130 |
0,131 |
0,131 |
0,132. |
|
0,132 |
|
0,13? |
0,133 |
0,133 |
0,133 |
0 |
, |
|||||
Таблица |
значений |
бытовой |
глубины |
hg |
по вычисленному зна- |
|
||||||||||||
чению . |
____3____- |
|
в формуле |
|
h S |
= 0,43 |
3Г ~ Я |
|
|
|
\[у>
~ 37 -
Таблица 20
Бытовая |
Значение |
Бытовая |
глубина |
подкоренной |
глубина |
в ы |
величины |
ь.^в м |
|
- А .— |
|
|
п \f~ib |
|
Значение |
Бытовая |
Значение |
подкорен |
глубина |
подкорен |
ной вели |
ь.^ в м |
ной вели |
чины |
|
чины |
Q |
|
|
11 №
0,20 |
0,10 |
0,80 |
6,44 |
1,40 |
34,3 |
0,25 |
0,20 |
0,85 |
7,64 |
1,45 |
38,3 |
0,30 |
0,34 |
0,90 |
9,13 |
1,50 |
42,5 |
0,35 |
0,54 |
0,95 |
10,8 |
1,55 |
46,7 |
0,40 |
0,80 |
1,00 |
12,5 |
1,60 |
51,5 |
0,45 |
1,16 |
1,05 |
14,5 |
1,65 |
56,2 |
0,50 |
1,56 |
1,10 |
16,6 |
1,70 |
61,6 |
0,55 |
2,10 |
1,15 |
19,0 |
1,75 |
67,4 |
0,60 |
2,68 |
1,20 |
21,7 |
1,80 |
73,0 |
0,65 |
3,44 |
1,25 |
24,4 |
1,85 |
79,5 |
0,70 |
4,33 |
1,30 |
27,5 |
1,90 |
86,4 |
0,75 |
5,27 |
1,35 |
31,0 |
1,95 |
93,0 |
Скоростью потока V в сжатом сечении задаются с таким рас четом, чтобы она была не больше допустимой по условиям неразмываемости грунта лога или материала, которым он будет ук реплен .
Допускаемую скорость потока в сжатом сечении принимают по таблицам 2.1 и 22.
|
|
|
|
|
|
|
Таблица |
21 |
|
Допускаемые окорости течения воды (в м/се.'ц) |
|
||||||
по условиям нераэмываемости |
естественных |
грунтов |
|
|||||
Наименование грунтоз |
В окатом сечении |
затопленного |
k скатом |
|||||
потока |
при бытовой глубине в ы делении |
|||||||
|
|
до 0,7 |
от |
0,7 |
от |
1у5 |
болое |
-незатоп- |
|
|
ленного |
||||||
|
|
|
Д О |
1,5 |
до |
2,5 |
2,5 |
потока |
|
I |
2 |
|
3 |
|
4 |
5 |
6 |
Пыль и Ш1.......................... |
0,15 |
0,20 |
|
0,25 |
0,30 |
0,15 |
||
Песок |
средний........... |
0,4 |
0,6 |
|
0,7 |
0,8 |
0,4 |
|
Гравий |
средний |
0,8 |
|
- |
|
|
1,2 |
0,8 |
(0,5 |
1 с-ч) |
0,9 |
|
1 , 0 |
|
|
|
|
|
38 |
- |
|
|
|
|
I |
|
' |
2 |
’ |
3 |
4 |
5 |
6 |
Галька |
средняя. |
|
1,3 |
|
- |
- |
- |
- |
|
(2,5*4 |
см )............................ |
|
|
|
1,5 |
1,7 |
2,0 |
I.Q |
|
Болотник средний |
2,5 |
|
3,0 |
3,5 |
4 ,0 |
2,0 |
|||
|
|
|
|
|
|||||
Валун |
средний |
|
' |
|
- |
4,5 |
5,0 |
- |
|
(30*40 |
с м )........................... |
|
|
3,5 |
|
4,0 |
3,2 |
||
Глинистые грунты: |
|
|
|
w |
|
|
|||
малоплотные (до I/2T/M3 ) 0,35 |
|
0,4 |
0,45 |
0,5 |
0,35 |
||||
среднеплотные (от 1,2 до |
|
|
|
|
|
|
|||
1,7 т/м з) ............ |
|
|
0,7 |
|
0,8 |
0,9 |
1,1 |
п,? |
|
плотные (от |
1,7 до |
1,0 |
|
1,2 |
1,4 |
1,5 |
0,9 |
||
2 Т/мз |
) ......... |
: ..................... |
|
|
|||||
очень |
плотные |
(более |
|
|
|
|
|
|
|
2 т/м 3) ................................... |
скала |
I,* |
|
1,7 |
1,9 |
2,1 |
1,1 |
||
Очень |
слабая |
2,0 |
|
2,5 |
3,0 |
3,5 |
1,6 |
||
(мергель, сланец)............. |
|
||||||||
Слабая |
скала |
( |
п о р и с т ы й |
|
|
|
|
|
|
известняк, известковый |
3,0 |
|
3,5 |
4,0 |
4,5 |
2,4 |
|||
песчаник)............................... |
|
|
|
||||||
Прочная скала (доломито |
4 ,0 |
|
5,0 |
6,0 |
6,5 |
5,0 |
|||
вый песчаник, |
мрамор). . . |
|
|||||||
Очень |
прочная |
скала |
15 ■ |
|
18 |
20 |
22 |
18 |
|
(гранит, базальт) |
|
Таблица 22
Допускаемые скорости течения воды (в м/еюк.) при укреплении грунта лога
Наименование способа |
В сжатом сечении |
затоплен |
В |
сжатом |
||||
крепления |
ного |
потока |
при бытовой |
сечении не- |
||||
|
|
глубине |
в м |
более |
затопленпо- |
|||
|
ДО |
от |
о ; 7 |
от |
1:Ь |
го |
потока |
|
|
0,7 |
Д о |
1,5 |
до |
2,5 |
2,5 |
|
|
I |
2 |
|
3 |
|
4 |
5 |
|
6 |
Дерн свежий (уклады |
0,6 |
|
0,8 |
|
0,9 |
1,0 |
|
0,6 |
ваемый плашмя;........... |
|
|
|
|||||
Дерн свежий (уклады- |
- |
|
- |
|
|
|
|
|
ваемый в стенку). . . . |
1,5 |
|
1,8 |
|
2,0 |
2,5 |
|
1,2 |
Свежие хворостяные |
|
|
|
|
|
|
|
|
покрытия и хворо |
|
|
|
|
|
|
|
|
стяные крепления. . . . |
•1,8 |
|
2,2 |
|
2,5 |
3,0 |
|
1,4 |