1.5 Расчетно-пояснительная записка.

Проектирование осушительной системы строительной площадки начинаем с гидравлического расчета нагорного канала. Выполняется в следующей последовательности:

1. Определение расхода канала:

Q_к=qF_k, м³/с;

где F_к - площадь водосбора участка канала, га;

q - модуль поверхностного стока периода весеннего снеготаяния.

q = 0,006 м³/с∙га.

Q_к=0,006∙335=2,01 м³/с

2. Определение глубины канала:

Учитывая объем стока и геологическое строение строительной площадки (пески средней крупности), назначаем стандартные размеры канала с трапецеидальной формой поперечного сечения: ширина по дну h_к =1,5 м, заложение откосов m= 1:2. Высота бровки над расчетным уровнем воды принимается по табл.12 приложения 2 [1]: h_бр=0,3 м.

Определение глубины канала выполняем методом подбора.

• задаемся глубиной в канале - h_i = 0,2 м;

• определяем площадь живого сечения канала по формуле:

- находим величину смоченного периметра по формуле:

- определяем гидравлический радиус, как отношение:

;

- определяем модуль расхода при глубине h_i:

; м³/с.

Коэффициент шероховатости определяем по табл.3 приложения 2 [1] для одернованного русла канала n=0,035, так как крепление откосов канала проектируем посевом трав по откосам.

Все вычисления сводим в таблицу 1.

Таблица 1

Определение площади поперечного сечения канала

Глубина наполнения, h, м	Площадь поперечного сечения, ω м^2	Смоченный периметр χ, м	Гидравлический радиус, R, м	Модуль расхода, К м3/с
0,2	0,38	2,40	0,159	3,18
0,4	0,92	3,29	0,279	11,24
0,6	1,62	4,19	0,387	24,57
0,8	2,48	5,08	0,488	43,91
1	3,5	5,98	0,585	69,97
1,2	4,68	6,88	0,681	103,46
1,4	6,02	7,77	0,775	145,07

По полученным значениям табл. 1 строим график зависимости модуля расхода от глубины в канале (рис. 3).

Рис. 3. График зависимости модуля расхода от глубины в канале.

3. Определение скорости течения воды в канале.

Расчет скоростей выполняем в следующей последовательности:

- задаемся уклоном канала в диапазоне 0,0005 < i < 0,001;

- определим значения модуля расхода по формуле

, м³/с;

для значения i=0,0005 K_к =2,01*√0,0005=91,36 м³/с;

- по графику зависимости модуля расхода от глубины в канале определяем глубину h_к, м;

- определяем площадь сечения – ω, м²;

- определяем скорость течения воды в канале – V_к , м/с;

- если полученная скорость течения воды в канале находится в диапазоне

V_нзл < V_к < V_нрз,

расчет прекращаем, если нет, выбираем следующее значение i=0,0006 и повторяем расчет скорости V_к и т.д. до получения значения V_к, удовлетворяющего условиям неразмываемости и незаиляемости.

В практической работе проектируем крепление канала посевом многолетних трав по откосам.

3) По графику зависимости модуля расхода от глубины в канале (рис.1.1) определяем глубину h_к=1,0 м.

1. Определяем значение скорости при уклоне i=0,0005:

м/с.

Скорость движения воды в канале должна удовлетворять условиям незаиляемости и неразмываемости. Незаиляющая скорость, в соответствии со СНиП 2.06.03-85 [11]:

V_нзл=0,3R^0,25=0,3∙0,59^0,25=0,26 м/с.

Неразмывающая скорость по табл.4 Приложения 2 V_нрз=0,60 м/с.

Так как полученная скорость 0,45 м/с лежит в заданном диапазоне 0,26 < V_к < 0,60, принимаем выбранные значения параметров нагорного канала: ширина по дну b=1,5 м; заложение откосов m=2; проектная глубина канала h_к=1,0 м; высота бровки h_бр=0,3 м; ширина по урезу воды В=2mh_к+b=5,5 м; ширина по бровке В_бр=6,7 м. Крепление нагорного канала – засев трав по откосам.

Рис.1.2. Поперечное сечение нагорного канала.