- •"Проектирование инженерной защиты городской территории от затопления и подтопления”
- •Введение
- •Задание на проектирование, исходные данные и состав работы
- •2. Природные условия территории
- •2.1. Общие сведения о территории города.
- •2.2. Климат и рельеф
- •2.3. Геологическое строение
- •2.4. Гидрогеологические условия
- •3.Техногенные условия территории
- •3.1 Функциональное зонирование территории
- •3.2 Характеристика водообеспечения территории.
- •3.3 Подтопление городской территории.
- •4.Водный баланс территории. Оценка инфильтрационного питания подземных вод в условиях техногенных воздействий.
- •5.Обоснование инженерной защиты городской территории от затопления и подтопления
- •5.1. Выбор расчетной обеспеченности
- •5.2. Проектирование дамбы обвалования
- •5.3 Выбор схемы, типа и конструкции защитного дренажа
- •5.4 Фильтрационные расчеты защитного дренажа
4.Водный баланс территории. Оценка инфильтрационного питания подземных вод в условиях техногенных воздействий.
Величина инфильтрационного питания за год может быть В рассчитана по следующему балансовому уравнению:
G=M0P Fop+Wyт+Oc(F-Fnp' δпр-Fн' δн1 β)-Ес Fnp,
G=1055530 м3/год
Где G – объем инфильтрационного питания грунтовых вод на всей данной территории, м3/год
Мор – оросительная норма зеленых насаждений м3/га*год
Fор – площадь поливаемых зеленых насаждений, га
Wут – эксплуатационные и аварийные утечки из водонесущих коммуникаций, м3/год
Ос - атмосферные осадки за расчетный год, м3/га*год
F – вся рассматриваемая территория (городской район), га = 722
Fпр – общая площадь проницаемых поверхностей рассматриваемой территории, га
Fн- общая площадь непроницаемых поверхностей рассматриваемой территории (асфальт, крыши домов, и т.д.), га
δпр – коэффициент стока с проницаемых покрытий
δн – коэффициент стока с непроницаемых покрытий
В – коэффициент, учитывающий сток с непроницаемых поверхностей в дождевую канализацию
Ес – суммарное испарение с проницаемых поверхностей за расчетный год, м3/га*год
Объем эксплуатационных и аварийных утечек из водонесущих
коммуникаций составляет Wyт=581,18 м3/год.
В расчетах можно принять коэффициенты поверхностного стока
δпр=015; δн=0,85;коэффициент β=0,5.
Для города с многоэтажными постройками плотность застройки
может быть принята порядка 0,5,т.е. FH=FПp=368,6 га.
В качестве расчетного принимаем год обеспеченности величины
дефицита водного баланса Ос=4250м3,Ео=6150 м3/га.Суммарное испарение с проницаемых поверхностей определим по формуле:
Ес = Ео * Кб = 6100 * 0,8 = 1798,77 м3/га,
Где Ео – испарение с водной поверхности;
Кб \ биологический коэффициент (Кб = 0,8)
.
Для дальнейших расчетов определим интенсивность питания: P=G/(F*T)=1055530/737,2 *10000=0,0004м/сут
5.Обоснование инженерной защиты городской территории от затопления и подтопления
5.1. Выбор расчетной обеспеченности
Для рассматриваемого объекта основные гидротехнические сооружения можно отнести к третьему классу. Для основного расчетного случая и третьего класса сооружений расчетная вероятность превышения (обеспеченность) расчетных максимальных расходов воды составляет 3%
5.2. Проектирование дамбы обвалования
Городская застройка расположена плотно, без разделения на независимые участки. В таких условиях целесообразно применять схему общего обвалования. Достоинством схемы общего обвалования является малая протяженность дамб обвалования.
Дамбу планируем возводить путем отсыпки грунта и его уплотнением на месте механизмами. Грунт для дамбы – супесь должна браться из карьеров в зоне затопляемой береговой полосы. Верховой откос крепится каменной наброской, низовой – одерновкой.
Ширину дамбы по гребню назначаем равной 5м с учетом наличия проезжей дороги на гребне, которая служит для наблюдения за дамбой и проведением ремонтных работ в процессе эксплуатации.
Назначаем заложение откосов дамбы: для верхнего – m1 = 2,5, для низового – m2 = 2,5.
Превышение гребня дамбы над расчетным горизонтом воды в водохранилище вычисляется по формуле
h = hн + ∆h + a
где hн – высота наката ветровых волн расчетной обеспеченности на откос, м;
∆h – ветровой нагон, м (принимаемый ∆h = 0,2м)
а – конструктивный запас возвышения гребня дамбы, м (а = 0,5м)
Высота наката волны на откос определяется по формуле:
hн = 3,2 * Ко * С * tga,
где Ко – эмпирический коэффициент, зависящий от тип крепления откоса (Ko = 0,77);
а – угол наклона откоса по горизонту, tga = 1/m, где m – коэффициент заложения откоса tga = 0,4;
С – расчетная высота волны (м), определяется по формуле:
С = 0,0208 * Vв5/4 * L1/3
где Vв – расчетная скорость ветра, 15 м/с
L – длина разгона, км (принимаем за 2,5 км)
Для данного получаем
C = 0, 0208 * 15* 2,5 = 0,83 м,
hн = 3,2 * 0,77 * * 0,4 = 0,82 м,
h = 0,82 + 0,2 + 0,5 = 1,52 м.
максимальный расчетный горизонт воды в водохранилище при НПУ соответствует отметке 46,5м. Таким образов высотная отметка гребня дамбы равна
▼гд = ▼нпу + h = 46,5+1,52 = 48,02 м
Трассу дамбы проектирования по горизонтали поверхности земли 44,5м, следовательно, высота дамбы равна:
H = ▼гд -▼пз = 48,02 – 44,5 = 3,52 м.
На плане (рис 1.) показана дамба обвалования, также изображен поперечный профиль дамбы обвалования (рис. 3).