2.4. Определение отверстия трубы с учетом аккумуляции воды у сооружения

Аккумуляция учитывается во всех случаях расчета по преобладающему ливневому стоку. В результате аккумуляции воды перед трубой образуется пруд. Время прохождения воды через трубу увеличивается по сравнению с продолжительностью паводка, вследствие чего происходит снижение расчетного сбросного расхода в сооружении Q_с по сравнению с максимальным паводочным расходом Q_р, что приводит к значительному уменьшению отверстия трубы. Расчет производится по ливнему стоку с соблюдением условия Q_с ≥ Q_т, где Qт равно 1,39м³/с, а Q_с равно 5,27м³/с. Условие выполняется.

Вычисляем объем стока W, м³, по формуле:

(7)

Все значения принимаются из формул (1) и (2).

КП-03-08	Лист
	14

м³

Определяем крутизну склонов m₁ и m₂:

;(8)

.

Определяем коэффициент формы лога:

(9)

Координаты для построения отрезков:

Отрезок 1:

Q_с = 0,62Q_л = 0,62 ∙ 5,27 = 3,27м³/с

м³

Отрезок 2:

Q_c = Q_л = 5,27м³/с

Пользуясь графиком пропускной способности труб, определяем расход с учетом аккумуляции:

Рис. 3. График пропускной способности круглых труб

КП-03-08	Лист
	15

Таблица 4

Определение расчетных сбросных расходов

d, м	Н3, м3	Н, м	Qс, м3/с
1,0	0,57	0,83	0,65
1,25	0,53	0,81	0,94
1,5	0,45	0,77	1,67

2.5. Определение режима работы трубы

Безнапорный режим характеризуется незатопленным входным отверстием и работой трубы неполным сечением, что отвечает условию:

H ≤ 1,2h_вх (10)

где Н – подпор перед трубой, м, табл.4; h_вх– высота входного звена, м, принимается по табл.5.

Таблица 5

Геометрические размеры круглых труб

d, м	Входное звено		Длина оголовка, м	Высота насыпи Ннас, м	Толщина звена, м
	hвх	lвх
1,00	1,20	1,32	1,78
1,25	1,50	1,32	1,26
1,50	1,80	1,32	2,74
2,00	2,40	1,32	3,66

d = 1,0м: 0,83 ≤ 1,2 ∙1,2 = 1,44 – безнапорный режим;

d = 1,0м: 0,81 ≤ 1,2 ∙1,5 = 1,80 – безнапорный режим;

d = 1,0м: 0,77 ≤ 1,2 ∙1,8 = 2,16 – безнапорный режим.

Согласно полученным результатам принимаем трубу: d = 1,0м, Q_с = 0,65м³/с, Н = 0,83м.

2.6. Определение скорости в трубе и на выходе из трубы

КП-03-08	Лист
	16

Скорость воды в трубе, определяется по формуле:

(11)

где g– ускорение свободного падения, м/с²; Н – подпор воды перед сооружением, м;h_с– глубина в сжатом сечении, для безнапорных труб, равнаh_с= 0,5Н.

м/с

Скорость на выходе из трубы, определяется по формуле:

(12)

м/с

2.7. Расчет укрепления за трубой

Для трубы диаметром 1,0м принимаем длину плоского укрепления l_укр = 3,5м, а его ширину b_укр = 5м. Скорость воды в нижнем бьефе в зоне растекания потока, равна:

V_р = 1,5V (13)

гдеV– скорость воды в трубе.

V_ср = 1,5 ∙ 2,32 = 3,48м/с

При такой скорости в зоне растекания проектируем укрепление отводящего русла из одиночного мощения щебнем фр. 15-25см.

Толщина укрепления у выходного оголовка:

t = 0,35H = 0,35 ∙ 0,83 = 0,29м (14)

Площадь плоского укрепления:

S = l_укр ∙ b_укр = 3,5 ∙ 5 = 17,5м²