Приложение Н. Гидравлический расчет водоотводных систем

Приложение Н

Гидравлический расчет водоотводных систем

Н.1 Водоотводные системы ВПП, РД, МС и перронов, принимающие воду с аэродромных покрытий, грунтовых обочин и грунтовых водосборных площадей шириной до 300 м, следует рассчитывать на сток дождевых вод; системы, принимающие воду с покрытий, грунтовых обочин и водосборных площадей шириной более 300 м - на сток талых вод. При больших (свыше 15 га) грунтовых водосборных площадях работу водоотводных систем следует проверять на оба вида стока.

Н.2 Продольные уклоны водоотводных линий следует назначать с учетом допускаемых скоростей движения воды и уклона местности. При этом скорость движения воды в трубах коллекторов должна быть не менее 0,7 и не более 5 м/с, а в водоотводных канавах и лотках - не менее , м/с (где - гидравлический радиус, м), и не более значений, указанных в таблице Н.1.

Уменьшение скоростей движения воды по длине рассчитываемых водоотводных линий не допускается.

Н.3 Расчетные расходы дождевых вод , л/с, в сечениях водоотводных линий следует определять по методу предельной интенсивности по формуле

, (Н.1)

где - значение стока, л/с на 1 га, определяемое по формуле

;

- площадь водосбора для рассчитываемого сечения, га;

A - параметр, равный максимальной интенсивности дождя продолжительностью 1 мин при принятом периоде однократного превышения расчетной интенсивности дождя, мм/мин;

,

- среднее значение коэффициента стока дождевых вод, определяемое по таблице Н.2;

- расчетная продолжительность протекания дождевых вод до рассчитываемого сечения, мин, определяемая по Н.4;

n - показатель степени, характеризующий изменение расчетной интенсивности дождя по времени;

- интенсивность дождя для данной местности продолжительностью 20 мин при Р = 1 год, л/с на 1 га;

- показатель степени, учитывающий климатические особенности районов территории Российской Федерации;

P - период однократного превышения расчетной интенсивности дождя, годы, определяемый по таблице Н.3.

- среднее количество дождей за год.

Значения n, , , устанавливаются в соответствии с СП 32.13330.

Примечание - Для районов с характеристиками дождей, отличающимися от приведенных в таблице Н.3 (например, районы субтропиков, Дальнего Востока с характерными частыми муссонными ливнями и т.п.), расчетные значения параметров интенсивности дождя следует принимать по данным многолетних региональных наблюдений.

Н.4 Расчетную продолжительность дождя , мин, равную времени добегания дождевых вод до рассматриваемых сечений коллекторов , следует определять как сумму времени добегания дождевых вод по поверхности склона, лоткам и коллекторам по формуле

, (Н.2)

где - время добегания дождевых вод по поверхности склона до лотка, мин;

- время добегания дождевых вод по лотку до дождеприемника, мин;

- время протекания дождевых вод по коллектору до рассчитываемого сечения, мин.

Таблица Н.1

Грунт	Наибольшая скорость движения воды, м/с	Вид укрепления откосов и дна канав	Наибольшая скорость движения воды, м/с
Песок мелкий и средней крупности, супесь	0,4	Одерновка плашмя	1
То же	"	Одерновка в стенку	1,6
Песок крупный	0,8	Мощение одинарное	2
Суглинок пылеватый	0,7	Мощение двойное	3,5
Суглинок	1	Бетон	8
Глина	1,2
Примечание - Значения наибольших допускаемых скоростей приведены для глубины водного потока от 0,4 до 1 м; при другой глубине потока значения скоростей, указанные в настоящей таблице, следует принимать с коэффициентами: 0,85 - при м; 1,25 - при м.

Н.5 Время добегания дождевых вод по поверхности склона до лотка , мин, следует определять по формуле

, (Н.3)

где - расчетная длина склона, участвующего в формировании максимального стока, м;

- расчетный уклон склона;

- коэффициент шероховатости поверхности склона, принимаемый по таблице Н.4.

Таблица Н.2

Род поверхности	Коэффициент стока дождевых вод при поверхностях водосборных площадей
Покрытия:
асфальтобетонные		0,95
цементобетонные		0,85
Грунтовые поверхности:	супесь	суглинок	глина
Грунтовые обочины:
незадернованные	0,60	0,65	0,70
задернованные	0,55	0,60	0,65
Грунтовые водосборные площади:
без дернового покрова	0,25	0,35	0,40
с дерновым покровом	0,15	0,25	0,30

При соотношении продольных и поперечных уклонов покрытий и обочин расчетные уклон и длина склона должны приниматься по линии наибольшего ската по формулам:

; (Н.4)

, (Н.5)

где - длина склона, участвующего в формировании максимального стока, м.

При следует принимать , .

Для разнородных поверхностей склонов (покрытие плюс грунтовая обочина) время добегания дождевых вод следует определять по формуле (Н.3) при средневзвешенных значениях уклонов, коэффициентов стока и шероховатости.

Средневзвешенное значение коэффициента стока определяют по формуле

; (Н.6)

где , , , - коэффициенты стока и соответствующие им длины участков стока с различными поверхностями.

Средневзвешенные значения и определяются аналогично.

Таблица Н.3

Интенсивность дождя , л/с на 1 га	Период повторяемости расчетной интенсивности дождя P, год, при расчетной площади водосбора , га
	до 6	св. 6 до 9	св. 9 до 15
Менее 70	0,33/0,33	0,33/0,33	0,50/0,50
От 70 до 115	0,50/0,33	0,50/0,50	0,50/0,50
Св. 115	0,50/0,50	0,75/0,50	0,75/0,67
Примечания 1 Перед чертой приведены значения P для водоотводных систем с лотками в кромках покрытий, после черты - без лотков в кромках покрытий. 2 Для коллекторов водоотводных систем с уклонами лотков свыше 0,005 указанные в настоящей таблице значения P следует снижать на одну ступень (например, вместо 0,5 принимать 0,33 и т.п.). 3 Для водоотводных систем, принимающих воду со служебно-технических территорий и тяготеющих к ним площадей аэродромных покрытий, значения P следует принимать в соответствии с СП 32.13330 как для территорий промышленных предприятий.

Н.6 Время добегания дождевых вод по лотку , мин, следует определять по формуле

, (Н.7)

где - длина лотка, м;

- скорость движения дождевых вод в конце лотка, м/с:

;

R - гидравлический радиус, м:

;

- продольный уклон дна лотка;

- площадь живого сечения, ;

- смоченный периметр;

;

- коэффициент шероховатости поверхности лотка, принимаемый по таблице Н.4.

Таблица Н.4

Вид поверхности склона	Коэффициент шероховатости
Покрытие:
асфальтобетонное	0,011
цементобетонное	0,014
Грунтовая поверхность:
без дернового покрова	0,025
с дерновым покровом	0,050
Неукрепленные земляные русла (канавы)	0,025

Значения и следует устанавливать в конце лотка (перед перепуском) из условия равенства расчетного расхода в этом сечении пропускной способности лотка при принятой глубине потока, при этом пропускную способность лотка , , необходимо определять по формуле

. (Н.8)

Н.7 Время протекания дождевых вод по коллектору до рассчитываемого сечения , мин, устанавливается суммированием времени протекания по отдельным участкам коллектора, определяемого по формуле

, (Н.9)

где - длина расчетного участка коллектора, м;

- расчетная скорость движения дождевых вод на соответствующих участках коллектора, м/с, определяется по формуле (Н.15);

- коэффициент, учитывающий заполнение свободной емкости коллектора и постепенное нарастание скоростей движения воды по мере наполнения труб при работе водоотводных систем (для первого участка коллектора принимают );

;

- поправочный коэффициент к расчету времени течения воды по коллектору:

.

Если показатель степени n, характеризующий изменение расчетной интенсивности дождя во времени, равен 0,5, значение коэффициента следует увеличивать на 10%, при n > 0,7 - уменьшать на 20%, но принимать не менее 2. При уклонах местности вдоль коллектора свыше 0,015 значение коэффициента следует снижать на 25%.

Н.8 Расчетные расходы дождевых вод, поступающих в водоотводные системы с покрытий или с покрытий и грунтовых обочин, следует определять без учета минимальной стокообразующей интенсивности дождей.

Расчетные расходы дождевых вод для водоотводных линий (нагорных канав, грунтовых лотков) с грунтовыми водосборами следует определять с учетом минимальной стокообразующей интенсивности дождей, при этом продолжительность стокообразования , мин, следует устанавливать по формуле

, (Н.10)

где - минимальная мгновенная стокообразующая интенсивность дождя, принимаемая равной интенсивности впитывания, мм/мин, приведенной в таблице Н.5.

Таблица Н.5

Грунты и почвы	Интенсивность впитывания, мм/мин
Глина, солонцы суглинистые	0,04
Суглинки, суглинистые черноземы, глинистые сероземы	0,08
Каштановые почвы, чернозем обычный, солонцы супесчаные	0,15
Супеси с примесью гумуса в верхних слоях, задернованные супеси, серолесные почвы	0,20
Супеси без примеси гумуса в верхних слоях	0,33
Пески без примеси гумуса в верхних слоях	0,50

Н.9 Для сечений водоотводных систем, удаленных по времени добегания дождевых вод на , расчетные расходы следует определять для расчетной площади одновременного максимального стока дождевых вод.

Для сечений, удаленных по времени добегания на , расчетные расходы , л/c, равны

, (Н.11)

где - расход дождевых вод, л/с, соответствующий ;

- дополнительный расход воды, поступающей в водоотводные системы после дождя продолжительностью , в соответствии с кривой спада стока, л/с:

;

v - скорость движения воды в лотке или канаве, м/с, на расчетном участке;

- коэффициент, принимаемый по таблице Н.6.

Примечание - При значениях л/с коэффициентом можно пренебречь.

Н.10 Главные коллекторы водоотводной системы, отводящие воду из узла коллекторов, следует рассчитывать на время добегания, соответствующее получению максимального расхода дождевого стока.

Таблица Н.6

1,00	0	1,25	0,33	3,00	0.85
1,05	0,08	1,50	0,52	3,50	0,89
1,10	0,16	1,75	0,64	4,00	0,92
1,15	0,22	2,00	0,71	5,00	0,95
1,20	0,28	2,50	0,81	10,00	0,985

Н.11 Расчетный расход воды при весеннем снеготаянии следует определять при средних значениях максимумов стока талых вод в данной местности.

Для водоотводных систем летных полос с площадью водосбора до 100 га расчетные расходы воды , л/с, при весеннем снеготаянии следует устанавливать по формуле

, (Н.12)

где , - максимальная высота снегового покрова к началу весеннего снеготаяния, см, и минимальная продолжительность снеготаяния, сут, соответственно, принимаемые по данным гидрометеорологической службы или климатологическим справочникам.

Для водоотводных систем (нагорных канав) с площадью водосбора свыше 100 га расчетные расходы воды определяют по формуле

, (Н 13)

где - интенсивность стока талых вод, мм/ч, при средних значениях максимумов стока, устанавливаемая по данным гидрометеорологической службы.

Н.12 Диаметры труб коллекторов при расчете на сток дождевых или талых вод необходимо определять при полном наполнении труб по формуле

, (Н14)

где - коэффициент шероховатости материала трубы.

При коэффициенте шероховатости внутренней поверхности хризотилцементных и бетонных труб, равном 0,014.

, (Н.15)

Окончательный диаметр труб уточняется по сортаменту (где - диаметр по сортаменту).

Скорость движения воды на участке коллектора определяется по формуле

, (Н.16)

где - диаметр трубы коллектора по сортаменту, м;

- продольный уклон участка коллектора;

N - коэффициент, учитывающий неполное заполнение трубы.

При коэффициенте шероховатости внутренней поверхности хризотилцементных и бетонных труб, равном 0,014, коэффициент N определяется по графику рисунка Н.1 в зависимости от значения М. .

Н.13 Гидравлический расчет перепускных труб следует производить из условия пропуска талых и дождевых вод без аккумуляции их перед входным оголовком трубы при степени наполнения не более 0,75 диаметра трубы.

При расчете труб на сток талых вод следует учитывать возможность уменьшения сечения труб за счет образования наледи.

Н.14 При определении расстояний между дождеприемными колодцами на основании гидравлического расчета, их следует устанавливать из условия равенства расчетных расходов воды пропускной способности лотков при принятом допустимом заполнении.

Наибольшую глубину водного потока для лотков, располагаемых в кромках покрытий, следует принимать на 1-2 см менее глубины лотка.

Н.15 Гидравлический расчет участков водоотводных линий следует производить при сохранении или нарастании скоростей движения воды по длине линий. Для уменьшения диаметров труб коллекторов (особенно главных) допускается регулирование стока временным скоплением воды в пониженных участках местности за пределами летных полос.

Н.16 Ширину водоотводной канавы по дну следует, как правило, сохранять на всем ее протяжении, изменяя глубину и уклоны на отдельных участках в соответствии с расчетным расходом воды.