2.7 Гідравлічний розрахунок та конструювання мережі.

Гідравлічний розрахунок мережі проводиться для визначення наступних величин:

1. діаметрів трубопроводів;

2. втрат напора на окремих ділянках мережі;

3. наповнення труб при пропуску розрахункової витрати;

4. ухилів, які необхідно надати трубопроводам;

5. самоочищаючих швидкостей руху стічних вод;

6. висотного положення труб з метою прийома всіх притоків у колектор;

7. оптимальна глибина закладання трубопроводів.

Гідравлічний розрахунок каналізаційної мережі в відповідності з нормами СниП ІІ-32-74 проводиться по формулам рівномірного усталеного руху рідини. При розрахунку приймаються наступні припущення:

1. розрахункова витрата стічних вод надходить на початку розрахункової ділянки, та величина його не змінюється по всій довжині;

2. режим руху стічної рідини рівномірний, усталений;

Гідравлічний розрахунок проводиться по наступним формулам:

; (1.29)

; (1.30)

; (1.31)

, (1.32)

де q – розрахункова витрата, л/с;

v – середня швидкість руху потока, м/с;

- площа живого перерізу потока, м²;

с – коефіцієнт Шезі;

І – гідравлічний ухил;

R – гідравлічний радіус, м;

g – прискорення сили тяжіння, м/с;

- коефіцієнт Дарсі, визначаємий по формулі Н.Ф.Федорова.

Безпосередньо користуватися цими формулами при гідравлічному розрахунку каналізаційних мереж важко, тому розрахунок проводиться по таблицях Федорова та по таблицях Лукіних, складених по цим формулам.

При розрахунку виробничо-побутових мереж каналізації необхідно враховувати наступні вимоги:

1. Найменший діаметр труб

- для внутриквартальної мережі – 150 мм;

- для вуличної – 200 мм,

2. Розрахункове наповнення труб слід приймати в залежності від діаметра труб:

d, мм	Ε
150-300	≤0,6
350-450	≤0,7
500-900	≤0,75
<900	≤0,8

3. Найменші швидкості руху стічних вод при найбільшому розрахунковому наповнені слід приймати в залежності від діаметра труб:

d, мм	V, м/с	d, мм	V, м/с
150-250	0,7	600-800	1,0
300-400	0,8	900-1200	1,15
450-500	0,9	1300-1500	1,3

Найбільші швидкості руху стічних вод, м/с:

• для металевих тру – 8;

• для неметалевих тру – 4.

Найменші ухили трубопроводів при розрахунковому наповнені приймаються в залежності від діаметра труб:

d, мм	іmin
150	0,008
200	0,005

Значення при при розрахунковому наповнені визначається за наближеною формулою:

(1.33),

де d – діаметр труби, мм.

Гідравлічний розрахунок необхідно проводити для кожної ділянки мережі. При цьому визначається глибина закладання кожної ділянки на початку та в кінці.

Всі результати підрахунків вносяться в відомість гідравлічного розрахунку каналізаційної мережі (таблиця 7).

Для розрахунків необхідно знати початкову глибину закладання каналізаційної мережі, яка визначається за такими формулами:

; (1.34)

; (1.35)

де Н – глибина закладання початкових та диктуючих точок вуличних колекторів, м;

h – мінімальна глибина закладання випуска із будівлі, найбільш віддаленої від розрахункової точки 1;

і – ухил внутриквартальної мережі до з’єднувальної гілки від контрольного колодязя до розрахункової точки;

L – довжина мережи від диктуючої точки до колодязя, м;

d – діаметр внутриквартальної мережі в диктуючій точці;

- глибина промерзання грунту;

- відмітка поверхні землі біля оглядового колодязя на вуличній мережі в точці 1, м;

- відмітка поверхні землі у найбільш віддаленого оглядового колодязя внутриквартальної мережі.

Спряження трубопроводів різних діаметрів в колдязях проводиться по шелигам труб. В деяких випадках допускається з’єднання труб по розрахунковому рівню води.

Можливі наступні варіанти:

1-й випадок. Глибина протока стічних вод на наступній ділянці більше, ніж на попередній. Діаметри труб рівні.

В такому випадку спряження проводиться по розрахунковому рівню води.

2-й випадок. Глибина протока стічних вод на наступній ділянці менше, ніж на попередній. Діаметри труб рівні.

В такому випадку спряження проводиться по дну труби або по шелигам.

3-й випадок. Глибина протока стічних вод на наступній ділянці дорівнює глибині протока на попередній.

В такому випадку спряження слід проводити по шелигам труб, тобто прирівнювати верхні утворюючі труб

В ході розрахунка необхідно слідкувати, щоб глибина закладання труб у кінцевих ділянках не перевищувала 5-7 м.

Таблиця 7 - Гідравлічний розрахунок каналізаційної мережі
№ ділянки	Довжина l, м	Витрата q, л/с	Діаметр d, м	Ухил		Ступінь наповнення h/d	Глибина потоку h, м	U, м/с	Падіння на ділянці il, м	Позначки поверхні, м						Глибина закладання лотка, м		Середня глибина закладання, м
				Землі iз	Труби i					Землі		Води		Лотка
										Н	К	Н	К	Н	К	Н	К
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19
											163,00		162,000		161,890
1-2	390	6,18	0,20	0,002	0,007	0,55	0,110	0,70	2,730	163,00	162,30	162,000	159,270	161,890	159,160	1,110	3,140	2,125
2-3	170	6,70	0,20	0,003	0,007	0,55	0,110	0,70	1,190	162,30	161,80	159,270	158,080	159,160	157,970	3,140	3,830	3,485
3-4	175	17,43	0,25	0,002	0,004	0,50	0,125	0,72	0,700	161,80	161,50	158,045	157,345	157,920	157,220	3,880	4,280	4,080
4-5	440	78,87	0,45	0,002	0,002	0,60	0,270	0,81	0,880	161,50	160,80	157,290	156,410	157,020	156,140	4,480	4,660	4,570
5-6	325	84,86	0,45	0,002	0,002	0,65	0,293	0,83	0,650	160,80	160,10	156,410	155,760	156,118	155,468	4,682	4,632	4,657
6-7	630	98,69	0,50	0,002	0,002	0,60	0,300	0,87	1,260	160,10	159,10	155,718	154,458	155,418	154,158	4,682	4,942	4,812
10-3	430	10,00	0,20	0,000	0,005	0,50	0,100	0,69	2,150	161,90	161,80	162,180	160,030	162,080	159,930	0,180	1,870	1,025
11-4	570	33,35	0,30	0,000	0,0035	0,60	0,180	0,82	1,995	161,70	161,50	161,060	159,065	160,880	158,885	0,820	2,615	1,718
8-9	430	2,12	0,20	0,003	0,005	0,25	0,050	0,49	2,150	163,00	161,50	162,340	160,190	162,290	160,140	0,710	1,360	1,035
51-9	410	1,85	0,20	0,002	0,005	0,20	0,040	0,43	2,050	162,20	161,50	161,830	159,780	161,790	159,740	0,410	1,760	1,085
9-5	340	3,96	0,20	0,002	0,005	0,30	0,060	0,54	1,700	161,50	160,80	159,780	158,080	159,720	158,020	1,780	2,780	2,280
12-6	750	32,39	0,30	0,001	0,0035	0,60	0,180	0,82	2,625	160,70	160,10	160,670	158,045	160,490	157,865	0,210	2,235	1,222
44-45	360	350,48	0,90	0,001	0,0011	0,60	0,540	0,95	0,400	162,00	161,50	161,830	161,430	161,290	160,890	0,710	0,610	0,660
50-49	420	4,61	0,20	0,003	0,005	0,35	0,070	0,58	2,100	163,00	161,90	162,160	160,060	162,090	159,990	0,910	1,910	1,410
49-48	450	32,19	0,30	0,000	0,0035	0,60	0,180	0,82	1,575	161,90	161,70	160,070	158,495	159,890	158,315	2,010	3,385	2,698
48-45	430	62,6	0,40	0,000	0,0025	0,60	0,240	0,83	1,075	161,70	161,50	158,455	157,380	158,215	157,140	3,485	4,360	3,922
45-46	200	400,98	0,90	0,003	0,0011	0,65	0,585	0,98	0,222	161,50	161,00	157,225	157,003	156,640	156,418	4,860	4,582	4,721
46-7	430	400,98	0,90	0,004	0,0011	0,65	0,585	0,98	0,478	161,00	159,10	157,003	156,525	156,418	155,940	4,582	3,160	3,871