Установление исходных данных.

1.Ливневый район для Новгородской области (см. рис.3.6) – 4.

2.Вероятность превышения паводка (см. таб.3.1) для трубы на дороге III категории ВП=2%.

3.Интенсивность дождя часовой продолжительности а _ч=0,74 мм/мин. (см таб.3.2).

4.Площадь водосборного бассейна F (см.рис.3.1) определяется как сумма площадей геометрических фигур, на которые можно разбить площадь бассейна планиметром или по палетке с квадратами или графически с помощью линейки. В нашем примере:

F = f ₁ + f ₂ + f ₃ + f ₄ + f ₅ + f ₆ + f ₇ = 0,08+0,48+0,056+0,026+0,23+0,11+0,13=0,61 км².

5.Длина главного лога

L = l ₁ + l ₂ + l ₃ + l ₄ =0,2+0,22+0,64+0,84=1,90 км.

6.Средний уклон главного лога

 

i _л=  =  = 0,016

 

7.Уклон лога у сооружения определяем как уклон между точками, расположенными выше и ниже на 50 м осевой точки трубы (рис.3.18)

i _с=  =  = 0,007

 

8.Коэффициент перехода от интенсивности ливня часовой продолжительности к интенсивности дождя расчетной продолжительности K_t =1,71 (см. таб.3.3).

9.Коэффициент потерь стока α=0,55 (см.таб.3,4).

10.Коэфициент редукции φ=0,52 (см.таб.3,5).

11.Максимальный ливневый расход

Q_л=16,7∙ а_ч ∙ K_t ∙α ∙φ =1,67∙0,74∙1,71∙1,4∙0,55∙0,52=8,46 м³_/с.

12.Общий объем стока ливневых вод

W= = 13 571 м³

 

13.Коэффициент дружности половодья и показатель степени n (см.таб.3,6): К₀ =0,010; n = 0,17.

14.Средний многолетний слой стока(см.рис.3.7)

h = 140∙1,1=154 мм.

15.Коэффициент вариации (см.рис.3.8)

C_v = 0,35∙1,25 = 0,44.

16.Коэффициент ассиметрии

C_s = 3 C_v =3∙0,44=1,32.

17.Модульный коэффициент (см.рис.3.9) K_p = 2,0.

Расчетный слой суммарного стока

h _p=154∙2=308 мм.

19.Коэффициенты заозерности и заболоченности:δ₁ =1; δ₂ =1.

20.Максимальны снеговой расход

Q _сн=  ∙δ₁∙ δ₂; Q _сн=  ∙1∙ 1 =3,72 м³/c.

Полученные результаты заносят в табл.3.7.

 

Установление расчетного расхода и подбор отверстия трубы.

Максимальный ливневый расход больше максимального снегового. Пропустить ливневый расход Q _л=8,46 м³/c может круглая безнапорная труба d =2.0 м с глубиной воды перед трубой H =2,14м, со скоростью на выходе из трубы υ =4 м/c (см.таб.3,9).

Так как условия водосборного бассейна перед трубой позволяет создать пруд, дальнейший расчет ведем с учетом аккумуляции воды перед трубой с целью уменьшить ее отверстие.

1.Средние уклоны склонов бассейна (см.рис.3.17 и 3.19): H ₁ =177,50; H ₂ =168,00. Отметки H ₁ и H ₂ взяты соответственно на левом и правом склоне, причем H₂ взята как самая низкая точка на хребте правого склона в седловине между горой Белой и рядом расположенным холмом из расчета, чтобы вода пруда не переливалась в смежный лог:

i ₁= ; i ₁= =0,026;

 

i ₂= ; i ₂= =0,014;

2.Глубина лога перед сооружением

h _л= H ₂ - H ₁; h _л=168,00-164,70=3,3 м.

3.Коэффициент формы лога

а = = ; а = = 1145.

4.Соотношение для 1-го отрезка прямой аккумуляции

0,62∙ Q _л=0,62∙8,46=5,25 (м³/с);

=  = 11,9.

5. Соотношение для 1-го отрезка прямой аккумуляции

Q _л=8,46 м³/с; =  = 8,3;

6. На графике пропускных способностей круглых труб (см.рис.3.11,б)строим 2-ой и 1-й отрезки прямой аккумуляции (см.рис.3.12), определяем расход с учетом аккумуляции и подпор воды перед трубами:

d =1,00 м;    Q _а=3,1 м³/с; H³=5,6 м; Н=1,78 м;

d =1,25 м;    Q _а=4,1 м³/с; H³=4,6 м; Н=1,66 м;

d =1,50 м;    Q _а=4,5 м³/с; H³=4,2 м; Н=1,60 м;

7. Устанавливаем режим работы труб:

d =1,00 м;      =  =1,48 1,4 – напорный режим;

d =1,25 м;       =  =1,10 1,2 – безнапорный режим;

d =1,50 м;       =  =0,89 1,2 – безнапорный режим;

где - высота входного звена трубы (принимаем по таблице 3.11).

Принимаем трубу d = 1,25 м с пропускной способностью Q _п= Q _а=4,1 м³/с с глубиной воды перед трубой H=1,66 м.

8. Устанавливаем скорость на выходе из трубы

υ_вых = 0,85  = 0,85  3,43 м/с.