3. Расчёт водосборной системы

Назначение системы – собрать фильтрат в зумпф (водоприемник, приямок), откуда затем откачать с помощью насоса. Конструкции водосбора и водоотведения: земляные каналы и лотки. Уклон дна каналов и лотков принимаем равным i=0,003. В земляных каналах рассчитывается действительная скорость потока и сравнивается с допустимой, которая лежит в пределах:

v_min < v_дейст. > v_max,

где v_min - незаиляющая скорость потока, м/с. Принимаем v_min=0,2 м/с;

v_max - неразмывающая скорость потока, м/с. Принимаем v_max=0,6м/с.

3.1. Конструирование водосбора внутри котлована

В основании откоса котлована по его периметру прокладываются две ветви водосборных каналов. Каждый из них имеет протяженность (L+B), рассредоточена по всей длине принимает и отводит в зумпф фильтрат с расходом:

Q_расч.= 0,5×Q_пр, м³/с (6)

Q_расч.= 0,5×0,0014=0,0007 м³/с

Условно принимается, что весь расчетный расход сосредоточенно приходит в начало каждого канала (Рис.1).

Гидравлический расчет проводится графоаналитическим способом. Для водоотводящего земляного канала (лотка) используются зависимости гидравлически наивыгоднейшего поперечного сечения. Гидравлически наивыгоднейшее сечение – это такое сечение, при котором достигается максимальная пропускная способность, т.е. Q_max. Выбираем прямоугольную форму сечения и определяем его гидравлически наивыгоднейшие размеры. Все расчеты сводим в таблицу 2.

Расчетные формулы :

, м (7)

(8)

, м/с (9)

, м/с (10)

где, b - ширина канала (лотка) по дну, примем b=0,3м;

h - глубина напонения канала;

R - гидравлический радиус, R=600м;

C - коэффициент Шези, рассчитывается по (8), либо принимается по [10] ;

n - коэффициент шероховатости (нестроганные доски или брусья, бетонная и железобетонная облицовка n=0,012);

v - средняя скорость потока жидкости;

i - уклон дна канала, i=0.003;

Q - расход безнапорного потока жидкости, Q=Q_расч=0,0007 м³/с

Таблица 2 – Определение наполнения глубины канала:

h, м	ω, м2	X , м	R, м		Q, м3/с
0,01	0,003	0,32	0,009	38,680	0,000615
0,02	0,006	0,34	0,018	43,417	0,001895
0,03	0,009	0,36	0,025	46,452	0,003621
0,04	0,012	0,38	0,032	48,734	0,005692
0,05	0,015	0,40	0,038	50,580	0,008047

Рисунок 3 – График зависимости Q=f(h)

Определяем искомое значение глубины наполнения канала h_иск по известному значению Q_расч.. h_иск=0,0109 м, тогда b=0,3 м. так как размеры очень малы, целесообразно будет применять наиболее рациональное строительное исполнение, т.е. принимаем лоток 0,3·0,3м.

Для земляного канала рассчитывается действительная скорость потока по формуле (10):

v_дейст.=Q_расч/ω, м/с

v_дейст= 0,0007/0,0109·0,3= 0,21 м/с

0,2<0,21<5,0 - Условие недопущения заиливания - размыва канала выполняется.

Рисунок 4 – Развёртка по трассе от истока до зумпфа