ВСН 63-76. Инструкция по расчету ливневого стока воды с малых бассейнов


При этом расходы с бассейнов с F > 10 км2 при учете заболоченности не должны быть менее расходов с части бассейна с F = 10 км2 без учета заболоченности. В районах с муссонными осадками коэффициент ??бо в расчеты вводиться не должен.

Таблица 6

Расположение

озер и болот по

Оз % (при F ?? 10 км2) или

Оз % + Б % (при F ?? 20 км2)

длине водосбора

0

2

4

6

8

10

15

20

30

40

50

В нижней части

1,0

0,85

0,75

0,65

0,55

0,50

0,40

0,35

0,20

0,15

0,10

В верхней части

1,0

0,95

0,90

0,85

0,80

0,75

0,65

0,55

0,45

0,35

0,25

Примечания. 1. При необходимости уточнения расчетов стока водосборов с озерностью более 10 % следует производить индивидуальные расчеты с учетом аккумуляции воды озерами.

2. При расположении озер или болот в средней части или при их равномерном распределении по всей площади водосбора значение ??бо следует принимать средним из двух значений по первой и второй строкам табл. 6.

м) Максимальные объем воды Wак, аккумулирующийся перед сооружением при прохождении рассматриваемого ливневого паводка, следует определять по формуле

Wак = 1000 м3,

где k0 ?? коэффициент, зависящий от очертания зеркала воды пруда, аккумулирующегося перед сооружением в плане, форм продольного и поперечного профилей лога;

у ?? подпор воды перед сооружением над отметкой входного лотка, м;

?? продольный уклон лога перед сооружением, ??;

?? средний поперечный уклон берегов лога у сооружения, ??.

Величину коэффициента k0 следует принимать по данным табл. 7.

Таблица 7

Очертание

Коэффициент k0

зеркала

воды

Продольный профиль

Поперечный профиль лога

(берегов)

пруда в

плане

лога перед

сооружением

выпуклый

прямолинейный

вогнутый

С вогнутыми

Выпуклый

190

230

270

линиями

Прямолинейный

230

280

320

урезов воды

Вогнутый

270

320

380

С прямолиней-

Выпуклый

230

280

320

ными линиями

Прямолинейный

280

330

370

урезов воды

Вогнутый

320

370

450

С выпуклыми

Выпуклый

270

320

380

линиями

Прямолинейный

320

370

450

урезов воды

Вогнутый

380

450

530

2.9. Сток от весеннего дождя по промерзшей поверхности грунта возможен в южной части территории Союза ССР в пределах полосы, ограниченной на рис. 1 приложения 5 пунктиром. Вне пределов указанной полосы такой вид стока не является расчетным и не должен исчисляться.

Для почв с V и VI категориями впитывания промерзание влажной почвы исключается, и для них расчет стока по промерзшей почве производить не следует.

Расчет стока от весеннего дождя по промерзшей почве необходимо производить так же, как и для ливневого стока, но при I категории впитывания и уменьшенных значениях интенсивности водоотдачи а1, определяемых по таблицам приложения 1 настоящей Инструкции и умноженных на коэффициент ??.

Коэффициент ?? следует определять как отношение суточных максимумов осадков за весенние и летние месяцы с вероятностью превышения один раз в два года. Для этого имеющиеся значения суточных максимумов осадков (СМ) отдельно за весенний и летний периоды располагают в порядке убывания, а затем берут те из них, которые соответствуют серединам указанных рядов.

Коэффициенты гидравлической шероховатости mс и mл в расчете стока от весеннего дождя по промерзшей почве необходимо принимать такими же, как и для ливневого стока.

Сток по промерзшей почве преобладает над ливневым, если значение ?? а1 для невпитывающей почвы больше, чем соответствующие значения а1 для непромерзшей почвы в данном водосборе.

2.10. При расчете стока в случаях, рассмотренных ниже, необходимо пользоваться следующими указаниями.

а) Для учета аккумулирующего действия водопропускного сооружения, расположенного на дороге, пересекающей рассчитываемый водосборный бассейн выше створа проектируемого сооружения, расход притока Q*пр2 к проектируемому сооружению следует определять по формуле

Q*пр2 = Qсоор1,

где Qсоор1 ?? расход сооружения, расположенного на пересекающей дороге, с учетом аккумуляции воды перед этим сооружением;

Qпр2 ?? расход притока со всего водосбора, исчисленный при отсутствии сооружения на пересекающей дороге;

Qпр1 ?? расход притока с части водосбора до пересекающей дороги;

??Qпр2 ?? расход притока с части бассейна, расположенной между двумя сооружениями.

Расходы Qпр1 и Qпр2 вычисляют при времени водоотдачи tв, полученном при расчете Qпр2. Коэффициенты полноты стока ?? следует определять при соответствующих значениях ?? и отношении времени водоотдачи tв к времени tc, необходимому для установления полного стока на склонах .

Объем притока необходимо принимать равным при Qпр2.

б) При расчете стока с водосборного бассейна, имеющего в верховой и низовой частях резко различные расчетные параметры (уклоны склона Ic и лога Iл, средняя ширина склонов, коэффициенты гидравлической шероховатости склонов mc, логов mл и коэффициенты откосов берегов главного русла ??), расход притока Q*пр2 к проектируемому сооружению следует определять по формуле

Q*пр2 = ,

где Qпр3 ?? расход притока с верховой части водосбора при действительных его расчетных параметрах;

?? расход притока со всего водосбора при расчетных параметрах для низовой части водосбора;

?? то же, при расчетных параметрах для низовой части бассейна;

??Qпр3 ?? расход притока с низовой части бассейна при расчетных параметрах для этой части.

Расходы Qпр3, и ??Qпр2 нужно определять при времени водоотдачи tв2, полученном при расчете .

Коэффициенты полного стока ?? в этих расчетах получают при соответствующих значениях ?? и отношении . Объем притока принимают равным при .

3. Уточнение норм стока по натурным данным

3.1. При проектировании новых дорог вблизи существующих и длительное время эксплуатировавшихся надлежит учитывать работу водопропускных сооружений за период эксплуатации для уточнения норм стока.

Для дорог в районах с преобладающим ливневым стоком и с немуссонным климатом сведения должны быть собраны не менее чем за 40 лет эксплуатации, а для дорог в районах с преобладающим снеговым стоком или ливневым стоком и с муссонным климатом ?? не менее чем за 25 лет.

Если за этот период на существующей дороге не было случаев неудовлетворительной работы водопропускных сооружений (подмыва, разрушения укреплений и т. п.) и на большинстве сооружений были уровни, близкие к расчетным (т. е. нормально напряженная работа), то при проектировании вторых путей или реконструкции дороги разрешается принимать отверстия сооружений равными ранее существовавшим.

Если сооружения на эксплуатировавшейся дороге работали с недостаточными запасами в размере отверстий и высоте насыпи до бровки или со значительной избыточностью отверстий, то при проектировании вторых путей или реконструкции дороги необходимо производить перерасчет размеров отверстий сооружений на расходы, определяемые по нормам стока. Если при этом результаты поверочных гидравлических расчетов существующих отверстий будут соответствовать результатам эксплуатации данных сооружений, то производить каких-либо дополнительных уточнений норм не требуется.

При несоответствии поверочных расчетов с результатами эксплуатации сооружений должно быть произведено обследование для уточнения норм стока согласно требованиям п. 3.2 настоящей Инструкции.

Такие же обследования и поверочные расчеты следует производить и при уточнении норм стока для новых дорог, проектируемых вблизи длительно эксплуатируемых, а при отсутствии последних назначать специальные гидрологические изыскания по определению натурных расходов.

В случае невозможности получения сведений о работе сооружений за предыдущий период эксплуатации и необходимости проведения поверочных расчетов отверстий сооружений следует производить расчеты стока по СН ??Указания по определению расчетных гидрологических характеристик?? и ВСН ??Инструкция по расчету ливневого стока воды с малых бассейнов??.

3.2. Обследование сооружений существующих дорог или створов водостоков в районе дорог необходимо производить по возможности сплошное, чтобы, кроме водотоков, на которых наблюдались исключительно высокие паводки, в обследование вошли также водотоки и с обычными или относительно низкими паводками, наблюдавшимися за этот же срок.

Расходы для сооружений или створов необходимо определять:

по нормам стока с учетом аккумуляции у сооружений;

натурные, т. е. рассчитанные по наблюденным наивысшим уровням у сооружений или на створах на основании формул гидравлики.

Для расчетов по нормам стока по возможности следует уточнять категории впитывания путем искусственного дождевания в период обычного выпадения ливневых осадков и учитывать влияние фактической залесенности бассейнов.

Уточнение норм стока производят введением в величины расходов поправочных коэффициентов. При введении их достигается равенство фактического числа превышений Nф натурных расходов над расходами, рассчитанных по исправленным нормам стока, теоретически нормальному числу таких превышений Nт.

Для дорог в районах с немуссонным климатом при расчете теоретических ливневых расходов с повторяемостью один раз за Т лет теоретическое число превышений Nт, определяют по формуле

,

где ?? ГП ?? сумма годопереходов участка обследований.

Для дорог в районах с муссонным климатом теоретическое число превышений определяют по формуле

,

где ?? ?? поправочный коэффициент к величине ?? ГП учитывающий связь между наблюденными расходами (табл. 8).

Таблица 8

Поправочный коэффициент ?? для ливневого стока в районах

с муссонным климатом при То, лет

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

0,95

0,93

0,91

0,89

0,87

0,85

0,73

0,81

0,79

0,77

Примечание. То ?? средний период наблюдения за сооружениями или водотоками по створам.

Общая сумма годопереходов обследуемых сооружений (или створов) должна быть не менее 300. Площади обследуемых бассейнов должны возможно равномернее лежать в диапазоне площадей от 0 до 100 км2.

Для ливневого стока в районах с обычным и муссонным климатом следует вводить несколько поправочных коэффициентов отдельно для каждой расчетной вероятности превышения Т.

Поправочные коэффициенты к нормам стока рассчитывают в следующем порядке:

а) определяют величину отношения наблюденных натурных расходов Qнаб к расходам Qтак вычисленным по нормам для повторяемости в Т лет с учетом аккумуляции воды перед сооружениями (только на последние расходы);

б) полученные отношения ранжируют в порядке их убывания и, начиная с наибольшего, отсчитывают число отношений, равное числу Nт необходимых превышений; значение отношения , соответствующее в ранжированном ряду числу Nт, равняется искомому поправочному коэффициенту к нормам стока; при Nт < 5 следует построить график = f (N), сгладить верхнюю его часть по прямой и определить по ней расчетную величину .

3.3. Некоторые из приводимых в настоящей Инструкции рекомендаций (например, определение ливневых расходов при нескольких различных категориях впитывания почв в различных частях бассейнов, учет влияния заболоченности Б, озерности Оз), а также нормативы на смачивание растительности, приведенные в п. 5 приложения 4 настоящей Инструкции, соответствуют средним условиям.

Дальнейшее уточнение этих рекомендаций для более конкретных условий требует дополнительных, достаточно сложных исследований, учитывающих специфику местных условий. Однако некоторая неточность осредненных рекомендаций может быть в значительной мере устранена путем корректировки норм стока по натурным данным согласно методике, изложенной в настоящей главе.

Приложение 1

Таблицы интенсивности водоотдачи а1, мм/мин,

за время tв, мин, для различных периодов

лет превышения Т

Ливневой подрайон 1а

T

10

33

50

100

300

10

33

50

100

300

I кв

IV кв

0

3,16

4,17

4,45

5,02

5,72

2,44

3,45

3,73

4,30

5.00

5

1,86

2,45

2,62

2,95

3,36

1,20

1,79

1,96

2,29

2,70

10

1,39

1,83

1,96

2,20

2,51

0,76

1,20

1,33

1,57

1,88

20

0,90

1,25

1,33

1,50

1,71

0,32

0,67

0,75

0,92

1,13

30

0,72

0,96

1,02

1,15

1,31

0,18

0,42

0,48

0,61

0,77

45

0,54

0,71

0,76

0,85

0,97

0,06

0,23

0,28

0,37

0,49

60

0,41

0,54

0,58

0,65

0,74

??

0,10

0,14

0,21

0,30

120

0,25

0,32

0,35

0,39

0,44

??

??

??

0,03

0,08

180

0,17

0,22

0,24

0,27

0,31

??

??

??

??

??

240

0,14

0,18

0,20

0,22

0,25

??

??

??

??

??

II кв

V кв

0

0,03

4,04

4,32

4,89

5,59

0,39

1,40

1,68

2,25

2,95

5

1,73

2,32

2,49

2,82

3,23

??

??

0,10

0,43

0,84

10

1,27

1,71

1,84

2,08

2,39

??

??

??

??

0,19

20

0,78

1,10

1,21

1,38

1,59

??

??

??

??

??

30

0,60

0,84

0,90

1,03

1,19

??

??

??

??

??

45

0,43

0,60

0,65

0,74

0,86

??

??

??

??

??

60

0,30

0,43

0,47

0,54

0,63

??

??

??

??

??

120

0,16

0,23

0,26

0,30

0,35

??

??

??

??

??

180

0,09

0,14

0,16

0,19

0,23

??

??

??

??

??

240

0,07

0,11

0,13

0,15

0,18

??

??

??

??

??

III кв

VI кв

0

2,93

3,94

4,22

4,79

5,49

??

??

??

??

??

5

1,63

2,22

2,39

2,72

3,13

??

??

??

??

??

10

1,17

1,61

1,74

1,98

2,29

??

??

??

??

??

20

0,68

1,03

1,11

1,28

1,49

??

??

??

??

??

30

0,51

0,75

0,81

0,94

1,10

??

??

??

??

??

45

0,34

0,51

0,56

0,65

0,77

??

??

??

??

??

60

0,21

0,34

0,38

0,45

0,54

??

??

??

??

??

120

0,7

0,14

0,17

0,21

0,26

??

??

??

??

??

180

0,05

0,07

0,10

0,14

??

??

??

??

??

240

0,02

0,04

0,06

0,09

??

??

??

??

??