Освобождение пруда от сброшенного объема воды должно осуществляться не более чем за 24 часа после окончания дождя. При заполнении пруда талыми водами дополнительный объем воды должен сбрасываться в коллектор ниже пруда не позднее утра следующего за наполнением дня.
Минимальная глубина пруда (при нормальном уровне воды) не должна быть менее 1,5 м. Береговые откосы пруда укрепляются в соответствии с общим уровнем благоустройства и назначением территории (набережные, одернованные откосы и др.). При проектировании прудов следует предусматривать водообмен в них в летнее время. Расчетная повторяемость сброса воды в декоративные пруды допускается 1 ... 5 раз в год.
12. ОТКРЫТАЯ СИСТЕМА ВОДООТВОДА
Далеко не всегда и не везде существует закрытая система водоотвода, включающая: лотки, кюветы и канавы, а иногда и крупные каналы на территории города.
Лотки служат для направления стекающей воды с территории кварталов и микрорайонов, с территории зеленых насаждений к кюветам и канавам. Кюветы являются обычно элементами дорог, канавы служат для сброса и отведения в водоемы или иные места поверхностных вод (дождевых и талых). В открытой системе водоотвода с территории города канавы являются основным элементом. При неблагоприятных природных условиях (при наличии оползней, оврагов, при крутом рельефе) лотки и канавы применяют в качестве одного из мероприятий по ограждению склонов от размыва, по организации стока поверхностных вод на откосах. В этих случаях канавы обычно играют роль нагорных, перехватывающих верховой сток. Поперечное сечение лотков, кюветов и канав показано на схемах рис. 17.
Рис. 17. Элементы открытой системы водоотвода
Для обеспечения нормальной эксплуатации городских улиц во время дождей, таяния снега глубина наполнения лотка ограничивается - она не должна превышать 4 - 5 см от верха бортового камня. Проезжая часть не должна затапливаться на ширину более 2 - 3 м.
Вообще открытые канавы на территории города нежелательны. Но при открытой системе водоотвода они устраиваются. Форма канав обычно трапециевидная: наименьшая ширина по дну - 0,3 м, наименьшая глубина - 0,4 м. Наибольшая глубина воды в канавах в пределах города - 1 м. Возвышение бровки над наивысшим горизонтом воды должно быть не менее 0,2 м. Минимальный продольный уклон по дну канавы - 0,005. В южных районах (IV и V климатических зонах) можно минимальный продольный уклон уменьшить до 0,3 %. В городах канавы обычно устраивают с укрепленными откосами и дном. Типы укрепления: мощение камнем по грунту или по щебню в один слой; крепление плитами - бетонными или каменными (тесанными); асфальтирование откосов и дна; бетонное укрепление - монолитное, сборное, железобетонное (монолитное, сборное). Крутизна откосов принимается в зависимости от вида грунта и крепления откосов:
Таблица 8
Допустимая крутизна откосов
|
Грунт русла канав и кюветов |
Предельная крутизна откосов |
|
Пески пылеватые |
1:3 |
|
Пески мелкие, средние и крупные: |
|
|
рыхлые и средней плотности |
1:2 |
|
плотные |
1:1,5 |
|
Супеси |
1:1,5 |
|
Суглинки и глины |
1:1,25 |
|
Выветрившаяся скала |
1:0,25 |
Гидравлический расчет канав и кюветов выполняется по уже известным формулам путем определения скоростной и расходной характеристик потока. Рассчитывают расход (для определения ширины и глубины канавы-кювета) и скорость течения воды (для решения вопроса о типе укрепления).
Сброс воды из кюветов и канав осуществляется непосредственно в водоем или в городскую подземную водосточную сеть. Подсоединение к подземной сети осуществляется к смотровому колодцу через оголовок с решеткой или просто через решетку в стенке колодца.
Расчетные расходы нагорных канав определяются притоком поверхностных вод с бассейнов, расположенных вне городской территории. Расчетными расходами являются ливневые. Период перенаполнения принимают в пределах от 2 до 20 %, т.е. переполнение допускается от 1 раза в 50 лет до 1 раза в 5 лет - в зависимости от размеров возможного затопления и характера последствий. Если имеются наблюдения за дождевыми осадками, то расчетный расход определяется по уже известным формулам. Если наблюдений нет, то используют эмпирические формулы.
Для определения среднего расхода может быть использована формула
Q0 = M · F, л/с,
где Q0 - среднегодовое значение расхода воды; M - модуль стока, т.е. количество воды, притекающей за 1 с, отнесенное к единице площади водосброса (л/с на 1 км); F - площадь бассейна.
Значение модулей стока принимается в зависимости от географических и климатических условий. Например, для района Москвы модуль стока определяется в 6 л/с · км2.
Расчетная скорость определяется не только из условия неразмываемости стенок русла и дна, но и из условия заиления канав. Поэтому можно написать неравенство:
Vнер > Vрасч > Vзаил,
где Vрасч - расчетная (допустимая) скорость; Vнер - неразмывающая скорость; Vзаил - незаиливающая скорость.
Предельная незаиливающая скорость находится в пределах от 0,3 до 0,5 м/с. Неразмывающая скорость зависит от типа грунта или укрепления:
для грунтов - при глубине потока от 0,4 до 1,0 м - от 0,5 до 2 м/с;
при цементобетонном укреплении - от 5 до 7 м/с.
Таблица 9
Коэффициент гидравлической шероховатости
|
Грунт или материал |
Коэффициент гидравлической шероховатости |
|
Плотная земля с одерновкой или без нее |
0,02 - 0,03 |
|
Тесовый камень, бут |
0,017 |
|
Каменная наброска |
0,03 |
|
Булыжное мощение |
0,025 |
|
Асфальтобетон, асфальтовый раствор |
0,014 |
|
Цементобетон |
0,014 |
13. ЗАКЛЮЧЕНИЕ МАЛЫХ ПРОТОКОВ В ТРУБЫ
На территории многих городов и районов протекают малые протоки: речки, ручьи. Каждый из протоков имеет свой бассейн стока поверхностных вод. Как правило, малые протоки имеют и малый летний расход. Благоустройство городских территорий требует заключения таких рек и ручьев в трубы, прокладываемые под поверхностью земли.
Естественное русло каждого малого протока является тальвегом, собирающим и отводящим воду с территории своего бассейна. По этому тальвегу целесообразно проложить коллектор. В практике проектирования водосточной сети малые протоки обычно включают в сеть коллекторов соответствующего бассейна стока. Однако при заключении протока в коллектор возможно изменить положение русла и трассировать коллектор в соответствии с планировочным решением данного района города (т.е. чтобы коллектор проходил под улицей) (см. рис. 18).
Рис. 18. Спрямление русла ручья коллектором
При проектировании коллектора с заключенным в нем протоком расчетный расход определяется в зависимости от распространения бассейна стока в пределах городской территории или за ее пределами. При нахождении истока и бассейна стока в пределах городской территории расчетный расход определяется обычным способом. При расположении части бассейна вне городской территории возможны разные случаи. Если эта «загородная» площадь бассейна невелика и не вызывает резкого увеличения расчетного расхода, то последний определяется обычным для проектирования городских водостоков способом. Если загородная часть бассейна протока велика и сток с нее значительно превышает сток с городской территории, то расчетный расход определяется с учетом стока с городской территории и пропуска транзитного расхода с внегородской части бассейна стока. При этом сеть рассчитывается на периоды переполнения с повторяемостью 1 раз в 10 - 50 лет, а иногда и 1 раз в 100 лет.
В зависимости от пропускаемых расходов коллекторы для пропуска малых протоков могут иметь сечение до 3 - 3,5 м в диаметре. На практике обычно применяются коллекторы прямоугольного сечения высотой до 3 м и шириной от 2,5 до 4 м и более. При более значительных размерах проектируются и сооружаются двухсекционные коллекторы. На рис. 19 показан малый коллектор для пропуска стока из водосливной канализации. Для коллекторов чаще всего применяются сборные конструкции из стеновых блоков, плиты днища и плиты перекрытия. Применяют и сборные конструкции из объемных элементов замкнутого сечения. Могут быть и другие конструктивные решения. Например: использование шпунтового ряда (ж/бетонного) для укрепления стенок траншеи в качестве стенок коллектора. По верху шпунта устраивается обвязка. Дно и перекрытие устраивают из плоских плит.
Рис. 19. Конструкция водосточного коллектора
Контрольные вопросы
1. Приведите формулы для расчета пропускной способности водоприемного колодца.
2. Перечислите виды и составные элементы городской водосточной сети.
3. Напишите формулы для определения интенсивности расчетного дождя.
4. Приведите формулы для гидравлического расчета водосточного коллектора.
5. Приведите формулы для гидрологического расчета водосточного коллектора.
6. Перечислите состав проекта водосточной сети и последовательность его разработки.
ЛИТЕРАТУРА
1. Алисов Б.П. Климат СССР. - М.: Высшая школа, 1969, - 104 с.
2. Бакутис В.Э. Инженерная подготовка городских территорий, - М.: Высшая школа, 1970. - 376 с.
3. Бакутис В.Э., Нецветаев Л.П. Городские водосточные сети, - М.: Высшая школа, 1970. - 90 с.
4. Гидротехнические сооружения. Справочник проектировщика / Под ред. В.П. Недриги. - М.: Стройиздат, 1983. - 543 с.
5. Глушков Г.И., Кузовщиков Н.И., Чутков А.А. Методические указания по проектированию водоотвода и дренажа на аэродромах. - М.: МАДИ, 1984. - 56 с.
6. Дубровин Е.Н., Ланцберг Ю.С. Изыскания и проектирование городских дорог. - М.: Транспорт, 1981.
7. Изыскания и проектирование аэродромов, - М.: Транспорт, 1981.
8. Инженерное благоустройство городских территорий. Программа и краткие методические указания / ВЗИСИ. - М.: Высшая школа, 1969. - 46 с.
9. Ицкович М.Л. Инженерное обеспечение городской застройки. - М.: Высшая школа, 1972. - 160 с.
10. Клиорина Г.И., Осин В.А., Шумилов М.С. Инженерная подготовка городских территорий. - М.: Высшая школа, 1984. - 270 с.
11. Тригони В.Е., Длигач Т.М. Методические указания по гидравлическому расчету на ЭВМ коллектора водосточной сети аэродрома. - М.: МАДИ, 1982. - 18 с.
12. Уйма Адам. Исследование отвода поверхностных вод с аэродромов. Автореферат ... канд. техн. наук. М., 1982. - 15 с.
13. СНиП II-32-74. Часть II. Глава 32. Канализация. Наружные сети и сооружения. - М.: Стройиздат, 1976. - 88 с.
14. Технические указания на проектирование наружных сетей водостоков в г. Москве. ВСН 9-63 Мосгорисполкома. М., Мосгорисполком, 1963. - 50 с.
Приложение
ТАБЛИЦА гидравлического расчета коллекторов городских водостоков круглого сечения при полном наполнении. (Величина скорости, м/с, вычислена по формуле где - гидромодуль скорости; взято по формуле Павловского, где y = 0,165 - 0,0136 · при n = 0,014. Величина расхода м3/с вычислена по формуле , где K - гидромодуль расхода).
|
Диаметр d, м |
i = 0,001 |
i = 0,002 |
i = 0,003 |
i = 0,004 |
i = 0,005 |
|||||
|
|
υ |
Q |
υ |
Q |
υ |
Q |
υ |
Q |
υ |
Q |
|
0,20 |
0,31 |
0,010 |
0,44 |
0,014 |
0,54 |
0,017 |
0,62 |
0,019 |
0,69 |
0,022 |
|
0,25 |
0,36 |
0,018 |
0,51 |
0,025 |
0,62 |
0,031 |
0,72 |
0,035 |
0,80 |
0,040 |
|
0,30 |
0,41 |
0,029 |
0,57 |
0,040 |
0,70 |
0,050 |
0,81 |
0,057 |
0,91 |
0,064 |
|
0,40 |
0,49 |
0,062 |
0,70 |
0,087 |
0,85 |
0,107 |
0,98 |
0,123 |
1,10 |
0,138 |
|
0,45 |
0,53 |
0,085 |
0,75 |
0,120 |
0,92 |
0,147 |
1,06 |
0,169 |
1,19 |
0,190 |
|
0,50 |
0,57 |
0,112 |
0,81 |
0,158 |
0,99 |
0,194 |
1,14 |
0,224 |
1,28 |
0,251 |
|
0,60 |
0,64 |
0,18 |
0,91 |
0,26 |
1,12 |
0,32 |
1,29 |
0,36 |
1,44 |
0,41 |
|
0,70 |
0,71 |
0,27 |
1,01 |
0,39 |
1,24 |
0,48 |
1,43 |
0,55 |
1,60 |
0,62 |
|
0,80 |
0,78 |
0,39 |
1,10 |
0,55 |
1,35 |
0,68 |
1,56 |
0,78 |
1,74 |
0,88 |
|
0,90 |
0,84 |
0,54 |
1,19 |
0,76 |
1,46 |
0,93 |
1,69 |
1,07 |
1,89 |
1,20 |
|
1,00 |
0,90 |
0,71 |
1,28 |
1,00 |
1,56 |
1,23 |
1,81 |
1,42 |
2,02 |
1,59 |
|
1,10 |
0,96 |
0,93 |
1,36 |
1,30 |
1,67 |
1,58 |
1,93 |
1,83 |
2,16 |
2,05 |
|
1,20 |
1,02 |
1,16 |
1,45 |
1,63 |
1,77 |
2,00 |
2,04 |
2,31 |
2,28 |
2,58 |
|
1,30 |
1,08 |
1,43 |
1,52 |
2,02 |
1,86 |
2,47 |
2,15 |
2,86 |
2,41 |
3,20 |
|
1,40 |
1,13 |
1,74 |
1,60 |
2,46 |
1,96 |
3,01 |
2,26 |
3,48 |
2,53 |
3,90 |
|
1,50 |
1,19 |
2,10 |
1,68 |
2,97 |
2,06 |
3,63 |
2,38 |
4,20 |
2,66 |
4,70 |
|
1,60 |
1,24 |
2,48 |
1,75 |
3,51 |
2,14 |
4,30 |
2,47 |
4,96 |
2,77 |
5,56 |
|
1,70 |
1,28 |
2,90 |
1,81 |
4,10 |
2,21 |
5,02 |
2,55 |
5,79 |
2,86 |
6,48 |
|
1,80 |
1,34 |
3,40 |
1,89 |
4,80 |
2,31 |
5,88 |
2,67 |
6,80 |
2,99 |
7,60 |
|
1,90 |
1,39 |
3,95 |
1,97 |
5,59 |
2,41 |
6,84 |
2,79 |
7,91 |
3,12 |
8,85 |
|
2,00 |
1,43 |
4,50 |
2,02 |
6,36 |
2,48 |
7,79 |
2,86 |
9,00 |
3,20 |
10,06 |
