Проектирование нагорных каналов. Пример расчета

С целью исключения поступления на территорию полигона поверхностного стока со стороны водосбора устраивают нагорные каналы. Длину нагорных каналов принимают из условия защиты территории полигона с нагорной стороны, рис.4.1. Поверхностный сток, собираемый нагорными каналами, отводят в ливневую канализацию. При наличии благоприятных гидрогеологический условий на территории полигона (неглубокое залегание водопроницаемых горных пород и низкое залегание уровня грунтовых вод) и незначительном загрязнении поверхностного стока используют водопоглощающие колодцы.

Поперечное сечение нагорного канала принимают трапециидальной формы. В курсовом проекте ширину канала по дну (в_к) можно принимать в_к=0,5…1,0 м, в зависимости от ожидаемого расхода воды. Глубину канала (h_к) определяют расчетным путем. Заложение откосов канала (m) принимают в зависимости от их устойчивости. При заложении откосов канала m =1,5 и вида грунта их устойчивость обеспечивается. При m=1,5; в_к/h_к=0,61. Тогда h_к= в_к/0,61= =0,98 м.

Уклон дна нагорного канала принимают с учетом рельефа местности, но не менее 0,003. В курсовом проекте можно принять i=0,003.

Для равнинных районов при водосборной площади бассейна < 0,5 км² расчетный расход поверхностного стока определяют по формуле:

Q_СТОКА = 0,56 hFbgs,

где h – толщина слоя поверхностного стока при продолжительности ливня 30 мин, h = 24 мм; F – площадь водосборного бассейна, F = 0,2 км²; b - коэффициент расплывания паводка, b = 1; g - коэффициент неравномерности выпадения осадков, g = 1; s - коэффициент озёрности бассейна, s = 0,8.

Q_CTOKA = 0,56×24×0,2×1×1×0,8 = 2,15 м³/с.

Далее определяют скорость течения воды ( ) в канале и пропускную его способность (Q_к) запроектированного сечения канала (в_к=0,6м, h_к=0,98м и m=1,5), продольном уклоне i=0,003 и коэффициенте шероховатости n=0,025.

Скорость течения воды , коэффициент Шези по формуле Манинга = ,

где - скорость течения воды в канале, м/c; - коэффициент Шези; R – гидравлический радиус, м; у – показатель степени (у= =0,167).

Гидравлический радиус R определяется по формуле:

R= =0,54 м

- площадь живого сечения, м²; - смоченный периметр живого сечения канала, м.

Рассчитав скорость течения воды = = 1,06 м/сек, определяют пропускную способность канала Q_к= =2,03·1,06=2,15 м³/с.

Сравнивая Q_CTOKA = 2,15 м³/с и Q_к = 2,15 м³/с, можно сделать вывод о том, что запроектированное сечение канала обеспечивает отвод расчетного объема поверхностного стока.