Пример расчёта
Исходные данные (см. раздел 2). Заданный расход q определяется по формуле:
q=n*qlim, (4.6)
где qlim – предельный расход для заданного по варианту коллектора (см. пример расчёта раздел 2)
n – число коллекторов (так как по заданию рассчитывается только один коллектор, расход и общую площадь и общую площадь стока в учебных целях допускается определять, умножив параметры расчётного коллектора на общее число коллекторов, обслуживаемых очистительным сооружением).
Длину очистного сооружения L определим по формуле 4.1
L = 1.2*0.01*2*3600 = 87м
Площадь поперечного сечения S по формуле 4.2 рассчитываем следующим образом
S = 4*242/0,01*1000 = 96,8м2
Глубину сооружения h определяем по формуле 4.3
h = 96.8/40 = 2.4м
Объём воды, поступающей на очистку с 1 гектара Vв определим, используя [7] по которому получим суммарное количество осадков в виде дождя, м за год и умножим это число на площадь 1 гектара в м2 и коэффициент разделения Kdiv (см. раздел 2).
Vв = 0,4*10000*0,14 = 560м3
Площадь водосбора Sв найдём, умножив общую площадь стока (таблица 2.2) на число коллекторов, обслуживаемых очистительным сооружением.
Sв = 61,9*4 = 247,6га
Годовой объём осадка Vо определим по формуле 4.4
Vo=
Зная длину и ширину очистного сооружения определим глубину осадочной части hос при периодичности очистки один раз в год по формуле 4.5
hос = 54,5/40*100 = 0,014м = 1,4см
6 Открытая система водоотвода
При смешанной системе водоотвода, а также на территории кварталов и микрорайонов, осуществляется открытая система водоотвода. Применение этой системы исключает неорганизованный сток поверхностных вод на городской территории и обеспечивает должный уровень благоустройства города. Открытая система водоотвода дополняет закрытую систему водоотвода, являющуюся основной водоотводящей системой в городах.
Открытая система водоотвода включает в себя лотки, кюветы и канавы, а в отдельных случаях и крупные каналы на территории города.
Лотки на территории жилых кварталов, микрорайонов и на участках зеленых насаждений в парках, садах и скверах используют для сбора и удаления воды. Лотки имеют трапецеидальное, полукруглое или треугольное сечение, а .при устройстве лотков из бетонных блоков — прямоугольное сечение.
а) б)
Рисунок 6.1 Водоотводные лотки:
а) трапецеидальной формы (1- основание лотка; 2 - стенки лотков);
б)полукруглой формы (1-тело лотка, 2- полукруглое отверстие для пропуска воды)
Лотки проезжей части улиц служат для направления поверхностных вод к водоприемным колодцам подземной водосточной сети. Для обеспечения бесперебойного движения транспорта и пешеходов во время дождя ограничивают высоту подъема воды в лотках и ширину растекания воды по проезжей части в ее поперечном сечении. Условия заполнения лотка проезжей части водой принимают в зависимости от категорий улиц.
Кюветы являются элементом дорог. Они собирают воду с проезжей части и ограждают дорогу от затопления притекающими к ней поверхностными водами.
Кюветы размещаются по сторонам проезжей части непосредственно за обочинами или за бортовыми камнями, при ограждении ими проезжей части; в последнем случае в бортовых камнях предусматривают разрывы для сброса воды из лотков в кюветы.
При очень малых площадях стока мелкие лотки и кюветы не рассчитывают, а назначают по конструктивным соображениям.
Канавы служат для сбора и отведения в водоемы или иные места поверхностных вод при отсутствии лотков на проезжей части или их недостаточной пропускной способности.
Обычной формой сечения канав является трапеция. Наименьшие размеры трапецеидальных кюветов и канав принимаются: по дну — 0.3м и по глубине 0.4м.
В пределах города наибольшая глубина потока воды в канавах не должна быть более 1м. Бровка над наивысшим уровнем воды должна быть не выше чем на 0.2м.
Размеры канав определяются гидрологическим расчетом расходов и гидравлическим расчетом сечений.
Скорость протекания воды в лотках проезжей части улиц зависит от продольного уклона дна, поперечного профиля лотка, глубины потока и степени шероховатости стенок. При скорости течения воды менее 0,4…0,5 м/с мелкие грунтовые частицы выпадают в осадок, лоток засоряется, и в нём возникают застои воды. Поэтому дно лотка должно иметь продольный уклон не менее 5 %о, и в исключительных случаях – не менее 3%о [4].
При увеличении уклона дна лотков скорость водного потока повышается и русло лотка может быть размыто. Укрепление лотков. Как правило, назначают из материалов проезжей части улицы, проверяя этот тип укрепления на основе гидравлического расчёта.
После расчёта скорость протекания воды сравнивают с допускаемой для данного типа укрепления (таблица1, приложение Б). Если она окажется больше допускаемой, материал укрепления заменяют.
Уклон лотков определяют по плану в горизонталях.
Как правило, он равен продольному уклону проезжей части улицы. Во всех случаях продольный уклон лотков должен быть не менее 5%о, а в исключительных случаях – не менее 3%о.
В зависимости от геометрической формы поперечного сечения лотка его размеры определяют по формулам, приведённым в таблице 6.1.
Ширина водного потока поверху должна быть меньше допустимой величины 2,5м.
Глубину потока определяют по расчётному расходу, продольному уклону дна, состоянию поверхности дна и стенок русла (коэффициенту шероховатости n) методом подбора. Для этого:
а) задают глубину потока воды h в лотке, (h<H, где H = (12-16см);
б) задают тип покрытия лотка в зависимости от продольного уклона и покрытия проезжей части;
Таблица 6.1
-
Геометрическая форма поперечного сечения
Площадь живого сечения
Смоченный периметр
Ширина свободной поверхности потока
Заложение откоса
(в+((m1+m2)/2)×h)×h
в+(m1+m2)×h
а1=m1×h
а2=m2×h
(h2/2)×( (m1+m2)
(m1+m2)×h
а1=m1×h
а2=m2×h
в) определяют площадь живого сечения лотка ω, смоченный периметр χ, гидравлический радиус R = ω/χ, коэффициент шероховатости n (таблица 1, приложения Б), скоростную характеристику W (таблица 6.2), среднюю скорость
V = W (6.2)
Расход воды q = ω×v (6.3)
г) сравнивают полученный расход с расчётным. Если разница больше 5% от расчётного расхода, принимают новые параметры значений.
д) определяют ширину лотка поверху и сравнивают с допустимой величиной равной 2,5м.