Расчет объема ливневого и полного стоков, модуль расхода воды, геометрическую характеристику створа

Расчет параметров малых водопропускных сооружений

Цель задания: освоить методики расчета основных параметров малых водопропускных сооружений (мостов, труб).

Содержание задания:

1) Изучить условия поверхностного стока и установить на плане границу и вычислить площадь водосбора. Определить уклон главного лога и поперечных склонов поймы водотока в створе водопропускного сооружения, продольный уклон тальвега.

2) Рассчитать объем ливневого и полного стоков, модуль расхода воды, геометрическую характеристику створа.

3) Установить бытовую глубину, ширину потока по верху, площадь живого сечения и среднюю скорость течения.

4) Рассчитать отверстие, высоту и длину моста.

5) Рассчитать параметры трубы.

6) Подготовить исходные данные для расчета водопропускного сооружения на ПЭВМ (табл.2.1).

7) Написать расчетно-пояснительную записку.

Исходные данные:

1) проект трассы дороги в плане (задание 1);

2) методические указания и нормативные материалы.

В результате выполнения задания студент представляет:

1) Расчет параметров водопропускного сооружения;

2) Расчетно-пояснительную записку.

Изучение условий поверхностного стока, установление на плане границу и вычислить площадь водосброса. Определение уклона главного лога и поперечных склонов поймы водотока в створе водопропускного сооружения, продольный уклон тальвега

Параметры малых водопропускных сооружений определяют до проектирования дороги в продольном профиле. К основным видам водопропускных сооружений относится малый мост.

Водопропускное сооружение, уставленное в месте пересечения автомобильной дороги с малой рекой, по которым происходит сток воды после выпадения осадков.

Для этого на топографической карте устанавливают границу водосбора и вычисляют ее площадь (F, км²). Она составила 6,6 га. Граница водосборного бассейна проходит по водоразделу и проектируемой дороге. Площадь бассейна стока определеная по карте графическим способом.

Далее установила уклон главного лога по следующей формуле:

=

(2.1)

где ‑ отметка самой удаленной от сооружения точки водораздела по тальвегу, м;

‑ отметка дна водотока у водопропускного сооружения, м;

‑ расстояние между отметками по тальвегу, м.

Условия поверхностного стока характеризуют уклоны ( , равные 0,17 и 0,1 соответственно) поперечных склонов поймы водотока в створе сооружения, которые рассчитываются как частное разности отметок и дна водотока у водопропускного сооружения и расстояния между ними. По формуле:

Расчет объема ливневого и полного стоков, модуль расхода воды, геометрическую характеристику створа

Размеры и конструкция водопропускных сооружений зависят от величины расчетного расхода воды в пересекаемом водотоке, наличия местных строительных материалов и других факторов.

Для условий РБ максимальный расход воды по малым (с площадью водосбора до 100 км²) бассейнам происходит, как правило, в результате ливневого стока.

Максимальный расход ливневых вод определяется по формуле:

= 0,035

(2.2)

где . ‑ максимальный расход ливневых вод, м³/с;

‑ морфологический коэффициент, зависящий от уклона главного лога (0,035);

‑ слой ливневого стока, доходящий до сооружения, мм (35);

‑ величина потерь ливневого стока на смачивание растительности, заполнения впадин микрорельефа (5), мм;

‑ площадь водосборного бассейна, км²;

m и n ‑ степенные показатели, равные m =1,5; n =0,67.

Расход, полученный по формуле (2.2) не должен превышать объема полного стока, который определяется по формуле:

(2.3)

2.3. Расчёта геометрической характеристики створа

При установлении параметров малого моста предварительно определяютмодуль расхода воды и геометрическую характеристику створа. Упрощенный расчет выполняется в следующей последовательности. Производится расчет модуля расхода воды по формуле:

м3/с

(2.4)

где ‑ расчетный расход воды, м³/с;

‑ продольный уклон тальвега у сооружения. Который определяется как частное разности отметок на 200 м выше и 100 м ниже сооружения по течению водотока и расстояния между ними.

Определяют геометрическую характеристику створа по формуле:

,=

(2.5)

где i₁, i₂ ‑ уклоны склонов поперечного сечения лога в месте его пересечения с дорогой. Определены в п.2.1.

Далее устанавливают бытовые условия протекания водного потока. Для этого рассчитывают бытовую глубину ( _б) и среднюю скорость течения (v)потока воды в месте пересечения дороги с водотоком.

2.4. Расчёт бытовой глубины потока

Бытовая глубина потока ( _б) в месте пересечения водотока дорогой определяется по формуле:

(2.6)

где m – параметр, учитывающий состояние русла водотока (приложение 10).

2.5. Расчёт ширины потока по верху, площади живого сечения потока, средней скорости течения

Затем определяют ширину потока по верху (х), площадь живого сечения потока () и среднюю скорость течения (v) по следующим формулам:

м2;	(2.7)   (2.8)   (2.9)