книги из ГПНТБ / Поляков А.В. Водоотвод и дренаж на аэродромах

230

расходов. Указанная особенность состоит в тон, что подсчиты­

вая суммарный расход, поступающий в главный коллектор из дру­

гих коллекторов, следует сопоставлять несколько вариантов оп­

ределения этого расхода и за расчетный принимать наибольший

расход. Рассмотрим для примера определение расчетного расхода

для главного коллектора, представленного на рис.95. В данном случае главный коллектор принимает воду в точке СК-9 из кол­

Расчет систем с грунтовыми лотками (без лотков в кромках покрытий)

Расчет систем с грунтовыми лотками (без лотков в кромках покрытий, ри с.96) осуществляется аналогично расчету систем с

лотками в кромках покрытий. Различие в расчетах состоит в оп­ ределении времени добегания воды по склону и коэффициента сто­

ся как средневзвешенные величины относительно значений площа­

дей с различными поверхностями (см.§ 2 1 , 2 2 ) .

При расчете данных систем особое внимание должно быть обращено на недопустимость размыва грунтовых лотков. Скорость

в грунтовых лотках не должна превышать значений указанных в табл.20 . Исходя из недопустимости размыва, должны приниматься и расстояния между тальвежными колодцами по дну лотков. Вели­

231

чина скорости и пропускная способность грунтовых лотков под­

считываются по обычный формулам:

232

Расчет систем с учетом емкости сети и напорной работы

Так как гидравлический режим движения воды в системах но­ сит неустановившийся характер, то в процессе работы систем в

коллекторах возникают свободные емкости. При этом необходимо отметить два обстоятельства. Во-первых, системы, будучи не за­

полненными водой в начале дождя, заполняются постепенно лишь

в период его выпадения. Во-вторых, поскольку каждый участок коллектора рассчитывается на своп интенсивность дождя, отве­

чающую определенной продолжительности, то расчетные расходы

на различных участках по длине коллекторов будут возникать не­ одновременно. При появлении расчетных расходов на низовых уча­

стках верховые будут работать с неполна! заполнением. В кол­ лекторах при этом возникают свободные емкости. Отсутствие сво­ бодных емкостей возможно лишь при одновременном появлении рас­

четных расходов на всех участках коллектора, что может быть только в случае выпадения дождей с возрастающим ходом. При вы­

падении дождей с любым другим ходом будет всегда иметь место образование свободных емкостей.

Оба омоченные обстоятельства могут быть учтены при расче­

те водоотводных систем.

Учет явления, связанного с постепенным заполнением емко­

сти труб в начале дождя, может быть выполнен некоторым удлине­ нием расчетного времени добегания воды по коллектору ввиду бо­ лее низких скоростей при неполных заполнениях труб. По проф.

А.А.Сурину, для учета данного явления время добегания воды по коллектору при полном заполнении труб необходимо умножать на коэффициент 1 ,2 .

Учет свободной емкости, возникающей в трубах вследствие

неодновременности появления расчетных раоходов по длине кол­

лекторов, возможен по методу ЛНИИАКХа(предложен М.В.Молоковым).

Заполнение свободной емкости труб, очевидно, может произой­ ти лишь при подпоре (торможении) воды с низовых участков. Под­

пор вызовет аккумуляцию воды и, следовательно, снижение расчет­

ных расходов. Поскольку торможение воды выражается в увеличен

нии времени ее,добегания, то для учета в расчетах свободной емкости труб достаточно, как и в предыдущем случае, несколь­ ко увеличить время добегания воды по коллектору. Принимая с запасом равную вероятность любого хода выпадения дождей,

233

ЛНИИАКХом для учета рассматриваемого явления рекомендуется ум­

ножать время добегания воды по коллектору, полученное при пол­

ном заполнении труб, на коэффициент 1,67.

В целом по ЛНИИАКХУ для расчета систем с учетом заполнения

емкости сети в начале дождя и последующем заполнении свободных

емкостей, возникающих вследствие неодновременности появления

расчетных расходов по длине систем, время добегания воды по коллектору, полученное при полном заполнении труб, следует увеличивать в 1,2 х 1,67»= 2 раза £ l5 j. Расчетные расходы при

этом будут определяться по формуле

Q = S r = ^ ^ F * / c e K при н .

По расходу и уклону диаметры труб находятся обычным спо­ собом. Учет емкости сети позволяет уменьшать диаметры труб коллекторов.

Кроме учета емкости сети, при расчете систем возможен учет напорной работы коллекторов. Допуская напорную работу, в

связи с повышением пьезометрических уклонов увеличивается про­

п- показатель степени при t в формуле расчетных интенсивностей дождей.

Для удобства подсчетов Кн составлен график рис.97а. Рас­ четный расход с учетом напорного режима QH будет

5.н^н •

Так как величина Кн во многих случаях близка к единице, то расчет с учетом К практически целесообразен лишь для корот­ ких коллекторов, уложенных с малым уклоном и значительным на-

234-

Рис.97. Схема к расчету коллекторов с учетом напорной работа

Рис.97а. График для определения коэффициента напорности

чалъным заглублением. Так, например, учет Кн целесообразен

при расчете коллекторов с частными выпусками воды в канавы или близлежащие водоприемники. Учет в расчетах напорной ра­ боты, так же как и учет емкости сети, позволяет снижать диа­ метры труб коллекторов.

При расчете систем с учетом одновременно и емкости сети

и напорной работы коллекторов расчетные расходы следует под­ считывать по формуле

Д и а м е т р ы т р у б по у к л о н а м и п о л у ч е н н ы м р а с х о д а м н а х о д я т с я о б ы ч ­ н ы м о б р а з о м .

Расчет дождеприемников и тальвежных колодцев

При рассмотрении расчета систем выше принималось, что расчетные расходы в лотках полностью улавливаются дождеприем­

никами и тальвежными колодцами. Однако это не всегда может быть так. Значения расчетных расходов, поступавших в коллекторы,за­

висят от пропускной (захватывающей) способности колодцев.

Пропускная способность дождеприемных и тальвежных колод­ цев определяется их размерами по отношению к размерам лотков. Вода к колодцам может поступать в лотках с одного и двух на­

емники и тальвежные колодцы, принимающие воду с одного направ­ ления, обычно неполностью улавливают расходы, проходящие по

лоткам. Часть воды обегает с боков, "проскакивает1' колодцы. Проскок увеличивается с возрастанием глубины потока и уменьше­

нием размеров колодцев по отношению в ширине лотков. В случае подхода воды к колодцам с двух направлений, знание пропускной способности колодцев особенно необходимо, так как при недоста­

точной пропускной способности колодцев возможно переполнение лотков. В случае засорения части отверстий решеток, пропускная

способность колодцев еще более уменьшается.

Учитывая приведенные соображения, в процессе расчета си­ стем следует увявывать.расчетные расходы в коллекторах с про­ пускной (захватывающей) способностью дождеприемников и таль­ вежных колодцев.

Пропускная способность колодцев при небольших глубинах

потока может быть получена из рассмотрения поступления воды в колодцы по типу движения воды через водосливы с широким по­

рогом, а в случае больших глубин потока - по типу "истечение через отверстие". Истечение через отверстие будет иметь место при затоплении решеток.

Для определения пропускной способности дождеприемников и

тальвежных колодцев, в случае небольших глубин потока, напи­ шем формулу расхода через водослив с широким порогом примени-

236

9,81 м/сек2 .

Рис.98. Схемы к расчету пропускной (захватывающей) способ­

ности дождеприемников и тальвежных колодцев:

а - прием воды колодцами по типу работы водосливов с широким порогом; б - поступление воды в колодвц с одного направления;

в - поступление воды в колодвц с двух направлений

237

Напомним, что критической глубиной называется такая глу­ бина, при которой энергия потока равна минимуму.

ния воды в колодцы через боковые стороны (по сравнению с пе­

редней стороной) по опытным данным можно принять М = 1,45. Тогда получим

Q= 1,45 Lhf(cp) м8/сек

В аэродромных условиях, когда дождеприемники и тальвежные

колодцы располагаются в руслах треугольной формы (лотки тре­

угольного сечения), значения L и можно находить следую­ щим путем. С некоторым приближением указанные величины можно

определять, исходя из равноценности условий поступления воды

вколодцы через все их стороны.

Втаком случав при подходе воды к колодцам с одного на­

правления, полагая при этом, что вода поступает в колодцы че­

рез переднюю и боковые стороны (через заднюю сторону поступа­ ет мало),имеем (рис.98,б ).

В случае подхода воды к колодцам с двух направлений, т .е . когда вода поступает в колодцы по всему периметру решетки,

рис.98,в ,

238

Z — 2 (а + с ) м

с одного направления струя не "перепрыгнет" и не затопит коло­ дец, если ширина колодца будет вполне достаточной. В этом слу­

чае колодец будет работать по схеме водослива с широким поро­

гом. В случае затопления колодца, он будет работать по схеме "истечение через отверстие".

Напишем уравнение расчетной струи потока, поступающей в

колодец по оси лотка. В соответствии с рис.98,а при выбранном расположении координатных осей перемещение воды по горизонта­

Следовательно, колодцы будут принимать воду по схеме работы

Колодцы будут принимать воду по типу "истечение черев отвер­ сти е", если

широким порогом. Максимальная ширина колодца при этом необхо­

цы будут работать по схеме "истечение через отверстие". Прием

воды по этой схеме, очевидно, относится главным образом к тальвежным колодцам.

Расход воды, поступающей в дождеприемники и тальвежные

колодцы по схеме истечения череэ отверстие, можно найти по из­ вестной из гидравлики формуле

отверстий. Выражая учет засорения отверстий через коэффициент

Выполненные опыты по изучению пропускной способности дож­ деприемников, при моделировании потоков в лотках по методу

Фруда (масштаб моделирования 1:4), подтвердили возможность при­ менения в расчетах вышеприведенных формул.