Экологическое обоснование проектных решений
.docxФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Петербургский Государственный Университет Путей Сообщения Императора Александра I»
__________________________________________________________________
Кафедра «Изыскания и проектирование железных дорог»
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовому проекту
по дисциплине
«Экологическое обоснование проектных решений»
на тему:
«Определение величины стока поверхностных вод территории водосборных бассейнов»
выполнила студентка В. Р. Ли
подпись, дата
факультет Транспортное строительство группа V - СЖД – 104
руководитель О. Б. суровцева
подпись, дата
Оглавление
Введение 3
Расчеты величины стока 3
Введение
Исходные данные:
Коэффициент гидравлической шероховатости русла главного лога mл=20
Коэффициент гидравлической шероховатости склонов бассейна mс=20
Категория впитывания почвы - V
Относительная озерность бассейна Fоз=28 %
Относительная заболоченность бассейна Fб=13%
Заселенность водосбора Fл=25%
Категория проектируемой дороги - 3
Водосборный бассейн расположен в Воронежской области, которая относится к 1 ливневому подрайону.
рассматриваемый водосборный бассейн имеет следующие параметры:
- площадь бассейна водосбора F= 2.59 км2
- длина главного лога бассейна Lл=1.38 км
- отметка верхней точки водосбора Hа=300 м
- характеристика водосбора - двухскатный
- наибольший линейный размер водосбора D=2.3 км
- расстояние между смежными горизонталями ∆ = 5 м
- сумма длин всех линий горизонталей в пределе площади водосбора бассейна ∑S =8.85км
Расчеты величины стока
Определение средней ширины водосбора для односкатных водосборов :
Определение средней длины безрусловых склонов водосбора:
где li - сумма длин логов промежуточных русловых систем, км;
Определение уклонов склонов:
Поскольку наибольший линейный размер D= 2,3км, то значение коэффициента Ɣ=0,99. Т.к. значение F=2,59 км2, то коэффициент
Определение максимального расхода ливневого стока воды, притекающей из бассейна к водопропускному сооружению определяется по формуле:
,
где - расчетная интенсивность водоотдачи, соответствующая заданной вероятности превышения расхода к ливневому подрайону, мм/мин;
- коэффициент полноты стока
F - площадь бассейна водосбора, км2;
- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения осадков по площади бассейна;
- коэффициент, учитывающий озерность и заболоченность бассейна;
Определение объема воды, протекающей и проходящей через водопропускное сооружение при ливневом стоке вычисляются по формуле:
где t B - расчетное время водоотдачи, мин;
Определение безразмерных характеристик 60/tсо и ʎ0.
Для значения среднего уклона Iс=17%о; 18,6/[f(Ic)]0,4=14,21
где tсо - время, необходимое для установления полного стока на склонах бассейна при интенсивности водоотдачи
где f(Ic) - функция, полученная на основании измерений скоростей стекания воды по склонам, %0;
bc - средняя длина безрусловых склонов, м;
mc - коэффициент гидравлической шероховатости склонов.
60/tсо=60/69,09=0,87
Значение параметра ʎ0 определяется по формуле:
где - среднее относительное заложение откосов берегов главного русла;
- коэффициент гидравлической шероховатости русла;
Iл - длина главного лога бассейна, км;
Для 1-го ливневого района и V категории впитывания почв находим значения и для вероятности превышения 1% и 0,33%
0 |
5 |
10 |
20 |
30 |
45 |
60 |
120 |
180 |
240 |
||
р=1% |
4,79 |
2,72 |
1,98 |
1,28 |
0,94 |
0,65 |
0,45 |
0,21 |
0,10 |
0,06 |
|
р=0,33% |
5,49 |
3,13 |
2,29 |
1,49 |
1,10 |
0,77 |
0,54 |
0,26 |
0,14 |
0,09 |
Значение ординаты t B и абсциссы равны :
=1,2мм/мин
=1,6мм/мин
=43мин
=45мин
Расчет стока по СП 2.01.14-83.
Определение величины ливневого стока по формуле:
где - максимальный модуль стока с ежегодной вероятностью превышения;
- максимальный суточный слой осадков;
- сборный коэффициент стока;
- коэффициент, учитывающий влияние водохранилищ, прудов и проточных озер;
- переходный коэффициент от вероятности превышения;
Определение гидроморфологической характеристики русла исследуемого водотока по формуле:
где - гидравлический параметр в зависимости от характеристик русла, м/мин;
где - эмпирический коэффициент, принимаемый для данного варианта 1,3;
- сборный коэффициент стока для водосбора;
- параметр, принимаемы в зависимости от типа почв водосбора и природной зоны;
- параметр, принимаемый для данного варианта равный 0,11
Для Воронежской области характерна лесостепная и степная природная зона, тип почвы обыкновенные, а также мощные и тучные чернозёмы (супесчаный), поэтому 1,00
Гидравлические параметры русла =11 м/мин; Х=1/3
Воронежская область входит в 3 район кривых редукции осадков, поэтому
Продолжительность склонов добегания tск=60мин (лесостепная зона)
Максимальный модуль стока ежегодной вероятности превышения Р=1% равна =0,0826
Озерность водосбора (27%) более 2%, следовательно =0,8
Номер района, определяемый по схеме районов параметра для водосбора Воронежской области -6 . Для Р=0,33% определяем. Для Р=1% определяем.
Величина стока весеннего половодья .
Определение величины стока весеннего половодья по формуле:
Величина стока весеннего половодья.
Определение величины стока весеннего половодья по формуле:
где - параметр, характеризующий одновременность весеннего половодья, принимаем 0,003
- расчетный слой суммарного весеннего стока, половодья заданной вероятности превышения Р, мм;(100)
- коэффициент, учитывающий неравернство статистических параметров слоя стока и максимальных расходов воды;
- коэффициент, учитывающий снижение максимального расхода воды в заселенных районах;
- коэффициент, учитывающий снижение максимального расхода воды в заболоченных бассейнах;
- дополнительная площадь водосбора, учитывающая изменение максимального расхода в зависимости от геометрических и гидроморфологических характеристиках бассейна;
- коэффициент, учитывающий изменение модуля стока в зависимости от площади бассейна;
Определение коэффициента, учитывающего снижение максимального расхода воды в заселенных районах по формуле:
Определение коэффициента, учитывающего снижение максимального расхода воды в заболоченных бассейнах по формуле:
- коэффициент, принимаемый в зависимости от типа болот на водосборе;
Fб - относительная площадь болот и заболоченности лесов и лугов в бассейне, %;
Расчет стока по номограммам
Номер ливневого района Воронежской области -6 . Находим по таблице 4.1 по номограмме 4.1 определяем для супесчаных и 1%, для 0,33% умножаем на коэффициент (зависит от расхода и типа грунта) табл 4.2.
Снеговой сток
Элементарный модуль стока по карте-схеме на рис 4.4. для С1%=1,5
Расчет стока от снегтаяния по номограмме4.3. левое поле линии соответст модулю, внизу нах знач водосбора, поднимаем вертикальную линию, от точки пересечения горизонтальную линии . Для 2% коэффициент 0,87, для 0.33% =1.37 для Q
В заключении сравниваем методики
Анализ полученных результатов
Метод расчета |
Величина ливневого стока, |
Величина снегового стока, |
|||
Р=1% |
Р=0.33% |
Р=1% |
Р=0.33% |
||
ВСН 63-76 |
8,22 |
10,96 |
- |
- |
|
СП 33-101-2003 |
0,924 |
1,307 |
- |
0,0721 |
|
Номограммы |
11 |
15,29 |
0,3 |
0,411 |
Анализ таблицы показывает значительное расхождение результатов расчета величины стока, полученных по различным методикам. Практические расчеты, выполняемые для реальных водосборов, показали, что гидрологические характеристики стока, определяемые по ВСН 63-76 завышены по сравнению с действительными.
Санкт-Петербург
2016