2.5. Расчет дождевой сети

Расчет сети производится после выполнения подготовительных работ: трассировки сети, установления расчетных участков, нахождения их площадей водосбора, определения коэффициента стока Ψ, выбора расчетной формулы и др.

Границы расчетных участков определяется осями улиц или положением дождеприемников.

В зависимости от местных условий и экономических соображений назначают период однократного переполнения Р, находят параметры А и n, вычисляют средний коэффициент стока Ζ_mid и в зависимости от площадей водосбора F, а также t – расчетную продолжительность дождя, мин, равную продолжительности протекания дождевых вод по поверхности и трубам до расчетного участка, для каждого расчетного сечения определяются соответствующие расходы воды [1].

Расход для участков дождевой сети определяют по методу предельных интенсивностей по формуле:

, (1)

где – среднее значение коэффициента, характеризующего поверхности бассейна стока и определяемого согласно [1] табл. 9, расчет сводят в табл. 1;F – расчетная площадь стока, га; – расчетная продолжительность дождя, мин;A – параметр, определяемый согласно [1].

Таблица 1. Определение средневзвешенного значения коэффициента покрова Ζ_mid

Покрытия	Доля покрытия от общей площади стока, %, a	коэффициент z	аz
кровля асфальт газоны грунтовые покрытия
Итого			Σ Zmid =

Территории садов и парков, не оборудованные дождевой закрытой или открытой сетью, в расчетной величине площади стока и при определении коэффициента z не учитываются. Если территория имеет уклон поверхности 0,008–0,01 и более в сторону уличных проездов, то в расчетную площадь стока необходимо включать прилегающую к проезду полосу шириной 50-100 м.

Озелененные площади внутри квартала (полосы бульваров, газоны и т.п.) следует включать в расчетную величину площади стока и учитывать при определении коэффициента, характеризующего поверхность бассейна.

Для водонепроницаемых поверхностей (кровля, асфальт) величину z принимают в зависимости от параметра А, зависящего от метеорологических условий и географического месторасположения [1]

, (2)

где – интенсивность дождя, л/(сга), определяется по черт. 1 [1] ; n – показатель степени определяемый по табл. 4 [1]; P – период однократного превышения расчетной интенсивности дождя принимают по п. 2.13 [1] ; – среднее количество дождей за год, принимаемое по табл. 4 [1];F – расчетная площадь стока, га.

Расчетная площадь стока определяется по формуле (3):

(B + b/2), (3)

где В – ширина квартала, м; b – ширина улицы, м; – длина лотка от линии застройки квартала до первого дождеприемника, м

В тех случаях, когда площадь стока коллектора составляет 500 га и более, в формулы для определения расчетных расходов следует вводить поправочный коэффициент K, учитывающий неравномерность выпадения дождя по площади. Его следует принимать по табл. 8. [I] или табл. 2 настоящих методических указаний.

Таблица 2. Определение поправочного коэффициента К для расчета

дождевой сети

Площадь стока, га	500	1000	2000	4000	6000	8000	10000
Значение коэффициента K	0,95	0,90	0,85	0,80	0,70	0,60	0,55

–расчетная продолжительность дождя, мин.

Расчетная продолжительность дождя определяется по формуле:

, мин. (4)

Для определения продолжительности дождя находим: – продолжительность протекания дождевых вод по поверхности до уличного лотка.

При внутриквартальной дождевой сети (ориентируясь на средние размеры квартала) t_con принимают равным 3–5 мин, при ее отсутствии или при наличии лишь дождеприемников у красной линии застройки кварталов t_con принимается равным 5–10 мин.

–продолжительность протекания дождевых вод по уличным лоткам до дождеприемников определяем по формуле:

, мин, (5)

где – длина лотка, м (сторона квартала);– скорость движения воды в лотке, м/с;– продолжительность протекания дождевых вод по трубопроводам до расчетного сечения определяется по формуле:

, мин, (6)

где – длина расчетного участка трубопровода, м;– скорость движения воды на участках, м/с.

Практически t_r определяют путем подбора значения предварительной скорости движения поверхностного стока в дождевом коллекторе .

Значениями изадаются (используем метод итерации, т.е. последовательного приближения) до начала гидравлического расчета исходя из фактических уклонов уличных лотков и трубопроводов.При минимальных уклонах (0,005) поверхности земли принимают скорость около 1 м/с, а при уклонах больше минимального – около 1,5 м/с.

Если значение вычисленной по таблицам скорости v отличается от назначенной предварительной скорости v_предв более чем на 5 %, то задаются другим значением v_предв, близким к табличному, и повторяют расчет с определением нового значения v_предв до тех пор, пока разница значений скоростей не будет меньше или равна 5 %.

Расчетная продолжительность дождя для последующего участка равна сумме расчетной продолжительности дождя для предыдущего участка и времени пробегания капли дождя по данному участку. Так, например, для условного участка 4–5 (рис. 1) расчетная продолжительность дождя

t_r = t_con + t_can + t_p^1–2 ₊ t_p^2–3 + _… + t_p^4–5. (7)

В современных городах строятся дождевые внутриквартальные сети, при наличии которых возможно t_con = 5 мин, а t_can = 0 и t_r = 5 + t_p. В таком случае расчеты по определению расчетной продолжительности дождя значительно упрощаются.

Минимальная скорость при наибольшем расчетном наполнении для труб дождевой сети принимается такой же, как и для бытовой сети водоотведения.

Наполнение дождевой сети рекомендуется принимать равным 1.

Рис. 1. Схема ливневой канализации

Подставляя в формулу (3) формулы (4) и (5), находим продолжительность дождя , мин

. (8)

Расчетный расход ливневых вод для гидравлического расчета сети q_cal следует определять по формуле

q_cal = q_r β, л/с, (9)

где β – коэффициент, учитывающий заполнение свободной емкости сети в момент возникновения напорного режима.

Значение коэффициента β следует определять по табл. 3 в зависимости от параметра n.

Таблица 3. Определение коэффициента, учитывающего заполнение свободной емкости сети в момент возникновения напорного режима в зависимости от параметра n

Показатель степени n	≤ 0,4	0,5	0,6	≥ 0,7
Значение коэффициента β	0,8	0,75	0,7	0,65

Примечания: 1. При уклонах местности 0,01–0,03 указанные значения коэффициента β следует увеличить на 10–15 % и при уклонах местности свыше 0,03 принимать равным единице.

2. Если общее число участков на дождевом коллекторе или на притоке менее 10, то значение β при всех уклонах допускается уменьшать на 10 % при числе участков 4–10 и на 15 % при числе участков менее 4.

По расчетному расходу подбираем диаметр трубопровода по методике, применяемой при расчете бытовой сети.