Что называют элементарным модулем снегового стока

10.04.202214.04.2022 admin 0 Comments

Определение расчетного расхода снегового стока

Расчетный расход воды весеннего половодья при площади водосборного бассейна на европейской части страны до 20 тыс. км и азиатской части страны до 50 тыс. км по СНиП [16] рекомендуется определять по формуле:

где – коэффициент дружности половодья, принимаемый по по СНиП [16] равным в зоне тундры и леса 0,01, в зонах лесостепи и степи-0,02–0,03, в зоне полупустынь – 0,06;

δ₁ – коэффициент, учитывающий снижение расхода воды в залесенных бассейнах.

где n₂, – коэффициент редукции и параметр, определяемые по прил. 1, табл. 9;

– площадь бассейна, занятая лесом, %;

δ₂ – коэффициент, учитывающий снижение расхода воды при наличии на площади бассейна заболоченных участков

где – коэффициент, принимаемый СНиП [16];

f_б – площадь бассейна, занятая болотами, %;

n₁, A₁ – значения показателя степени редукции и дополнительная площадь водосбора, учитывающая снижение редукции;

h_p_% – расчетный слой суммарного весеннего стока, мм; определяемый по формуле

где K_p – модульный коэффициент, определяемый по рис. 6.1 в зависимости от коэффициента вариации С_v, применяемого СНиП [16] и коэффициента асимметрии С_s, равного для рек северо-запада и северо-востока России С_s = 3C_v, для равнинных водосборов остальных регионов страны С_s = (3÷4)C_v;

h – средний многолетний слой стока.

Из двух полученных расходов от ливневого стока и стока талых вод в качестве расчетного расхода принимают большее значение.

Рис. 6.1. Модульные коэффициенты К_p

Выбор типа малого водопропускного сооружения. Расчет отверстия

В зависимости от величины расчетного расхода возможны три варианта малого водопропускного сооружения: круглая труба, прямоугольная труба и малый мост.

Гидравлический расчет труб

Трубы на автомобильных дорогах могут быть круглыми и прямоугольными и иметь согласно СНиП [17] одно, два или три очка. Минимальный диаметр круглых труб 0,75 м (на съездах – 0,5 м) при длине трубы до 15 м, 1,0 при длине труб до 20 м и 1,25 – при большей длине труб.

Водопропускные трубы следует проектировать, как правило, на безнапорный режим работы. Как исключение на автомобильных и особенно городских дорогах допускается полунапорный и напорный режимы протекания воды, позволяющие уменьшить высоту насыпи.

В результате гидравлических расчетов должны быть установлены следующие параметры, определяющие условия работы трубы:

· подпертая глубина воды перед сооружением;

· глубина воды на входе и выходе;

· наибольший продольный уклон трубы;

· глубина размыва русла за сооружением.

Пропускная способность трубы при безнапорном режиме (рис. 6.2, а) определяется по формуле:

где φ_б – коэффициент скорости, равный для всех оголовков, кроме обтекаемого, 0.85;

H – напор перед трубой, равный 2h_с.

ω_с,h_с – площадь живого сечения и глубина воды в сжатом сечении.

Поскольку Н = 2h_с формула принимает вид:

Для круглых труб площадь живого сечения ω_с, соответствующая глубине h_с = 0,5H, может быть вычислена с помощью графика рис. 6.3, на котором приведены величины .

Рис. 6.3. График для расчета отверстия круглой трубы

Для прямоугольных труб h_c = 0,5H, поэтому

что соответствует коэффициенту расхода m = 0,3.

Пропускная способность при полунапорном режиме (рис. 6.2, б) определяется по формуле

где = 0,6h_Т;

= 0,85;

– полная площадь сечения трубы;

ε = 0,6 – коэффициент заполнения трубы.

Окончательно пропускная способность трубы при полунапорном режиме

Трубам, работающим в безнапорном и полунапорном режимах, придается уклон не более

где K – расходная характеристика, определяемая по формуле

где R = /χ – гидравлический радиус, м;

χ – смоченный периметр, м;

C – коэффициент Шези, определяемый по формуле

y – показатель степени:

при 0,1 i_w труба не будет работать полным сечением, поскольку напорный режим переходит в безнапорный.

Источник

и относительная интенсивность осадков

Величина Нр% представляет собой суточный слой осадков вероятностью превышения Р %, обычно P= 1 %. Характеристики φ(τ) и φ(τ) зависят от времени и поэтому называются функциями редукции (изменения) соответственно слоя и интенсивности осадков, а графики этих функций — кривыми редукции и интенсивности осадков. Кривые редукции

осадков получают в результате многолетних наблюдений. Заметим, что кривые редукции показывают изменение слоя и интенсивности осадков не во время одного дождя, а для разных дождей в зависимости от их продолжительности τ.

Исходными данными для расчета стока весеннего половодья являются характеристики половодья: слой стока h_o и продолжительность τ. Величина слоя стока и продолжительность весеннего половодья для различных районов СССР установлены на основании многолетних наблюдений.

Задача расчета стока состоит в определении его гидрологических характеристик. Рассмотрим основные гидрологические характеристики стока и связывающие их зависимости: продолжительность стока τ, мин,— время от начала до окончания стока в замыкающем створе; слой стока h, мм, — средняя высота слоя воды на водосборе.

Слой стока h, мм, определяется как произведение слоя осадков Н, мм, на сборный коэффициент стока φ, учитывающий потери инфильтрации:

Объем стока W, м 3 (количество воды на водосборе), определяется как произведение слоя стока на площадь водосбора:

Расход стока Q, м 3 /с (количество воды, протекающей через замыкающий створ в единицу времени), определяется как отношение объема стока к его продолжительности:

формула модуля стока принимает вид

для определения расхода:

42.Основы методики расчета снегового стока.

Расчёт стока от снеготаяния ведется при двух допущениях

1) снеготаяние происходит достаточно длительный период, т-е имеет место полный сток.

2) снеготаяние имеет место в тот период когда почва ещё замёршая следовательно впитывание отсутствует.

где С модуль снегового стока, показывающий расход в м 3 /с с 1км 2 повторяемостью 1/Т лет определяется по эмпирической формуле Соколовского

44 Водопропускная способность труб, применяемых на железных дорогах. Режимы работы труб.

На пересечениях железной дорогой периодических водотоков размещают водопропускные сооружения: трубы и мосты, лотки, дюкеры, акведуки и фильтрующие насыпи.

Водопропускные трубы различают по форме поперечного сечения, материалу и величине отверстия.

По форме поперечного сечения трубы делятся на прямоугольные и круглые, по материалу—на бетонные, железобетонные и металлические. Отверстием прямоугольной трубы называется ширина, а круглой — диаметр «в свету» (рис. 7.31). В табл. 7.25. приведены основные характеристики наиболее распространенных типов труб, принятые по [6].

Отверстие труб следует назначать, как правило, не менее 1,0 м при длине трубы до 20 м; 1,25 м при длине трубы

Бетонные и железобетонные трубы обустраивают входными и выходными оголовками, предназначенными для обеспечения принятых в расчетах условий протекания воды и устойчивости насыпи в местах сопряжения ее с трубой. Наилучшими гидравлическими характеристиками обладают раструбные оголовки. Металлические гофрированные трубы допускается устраивать без оголовков, при этом нижняя часть трубы с несрезанным концом должна выступать из насыпи на уровне подошвы не менее чем на 0,2 м, а труба со срезанным параллельно откосу насыпи концом должна выступать из тела насыпи не менее чем на 0,5 м.

Прямоугольные бетонные трубы применяются на периодических и постоянных водотоках; прямоугольные и круглые железобетонные трубы на периодических водотоках, а на постоянных только в районах со среднемесячной температурой января не ниже минус 13 °С; металлические трубы только на периодических водотоках. В районах, где возможно образование наледей, вместо труб применяются мосты.

Трубы являются наиболее распространенным типом водопропускных сооружений. Не разрешается применять трубы в местах ледохода и корчехода, возникновения селей и образования наледи. Различают три гидравлических режима работы труб:

безнапорный. При безнапорном режиме входное отверстие трубы не затоплено, и поток в трубе на всем ее протяжении имеет свободную поверхность;

полунапорный. При полунапорном режиме входное отверстие трубы затоплено, т. е. на входе труба работает полным сечением, а на остальном протяжении трубы поток имеет свободную поверхность;

напорный. При напорном режиме входное отверстие трубы затоплено и на всем протяжении (или большей его части) труба работает полным сечением.

Наиболее безопасным является безнапорный режим, поэтому трубы, как правило, следует проектировать на этот режим работы. Полунапорный и напорный режимы разрешается предусматривать только для пропуска наибольшего расхода.

45.Определение отверстий малых водопропускных сооружений.

После размещения водопропускных сооружений на трассе, оконтурива-ния бассейнов и определения расходов подбираются типы и отверстия сооружений. При этом необходимо стремиться к тому, чтобы количество типов и размеров сооружений на трассе было по возможности минимальным.

В современной практике проектирования железных дорог в основном применяются следующие типы водопропускных сооружений:

1)круглые железобетонные трубы отверстием от 1,0 до 2,0 м (одно-,
двух- и трехочковые);

2)прямоугольные железобетонные трубы отверстием от 1,0 до 4,0 м
(одно- и двухочковые);

Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).

Источник

Расчеты стока от снеготаяния 985

Факторы, которые влияют на формирование и процесс стока от снеготаяния, более сложны по сравнению с аналогичными при стоке ливневых вод.

Важными метеорологическими условиями, определяющими интенсивность снеготаяния, являются солнечная радиация и теплообмен снега с воздухом.

В природе может иметь место весна с пасмурной погодой, в период которой хотя и отсутствует солнечная радиация, но температура воздуха будет выше нуля. Бывает весна без солнечных дней, но с наличием дождей, вызывающих снеготаяние, и весна с солнечными днями с небольшими отрицательными температурами в отдельные дни.

В северных районах европейской части РФ преобладает снеготаяние за счет тепла, приносимого воздушными массами с юга или с моря (адвективное снеготаяние). В южных и юго-восточных районах европейской территории РФ преобладает снеготаяние за счет солнечной радиации (солярное снеготаяние).

Кроме того, на процесс снеготаяния и стока талых вод оказывает существенное влияние толщина снежного покрова, которая, как правило, в пределах одного и того же бассейна бывает неодинаковой. Большое влияние на формирование такого стока оказывает и расположение склонов и тальвегов бассейна по отношению cторон света, наличие или отсутствие растительности, состояние почвенного покрова и его впитывающая способность и т. п.

Все расчеты стока от снеготаяния базируются на опытных данных и осуществляются по эмпирическим формулам.

1-10- номера ливневых районов; I—V — группы климатических районов

Рисунок 2.11 – Карта-схема районов дождевых паводков

В настоящее время все расчетные формулы для определения максимальных расходов весенних половодий от снеготаяния делятся на две основные группы:

а) редукционные формулы, отражающие изменение величины стока от снеготаяния в зависимости от площади водосборов;

б) объемные формулы, выражающие максимальный расход как функцию объема половодья, его продолжительности и геометрических форм бассейнов.

Наиболее широкое распространение получили редукционные формулы:

где F — площадь бассейна, км 2 ;

Модуль стока от снеготаяния заданной вероятности превышения определяется по формуле

где h_р — расчетный слой суммарного стока половодья (снеготаяния и весенних дождей) той же вероятности, что и искомый максимальный расход;

К_о — коэффициент, учитывающий одновременность (дружность) половодья в.различных географических зонах; п — показатель степени, учитывающий редукцию коэффициента К_о в зависимости от площади бассейна; δ — коэффициент, учитывающий уменьшение стока в зависимости от наличия озер и водохранилищ;

δ_б — то же от наличия леса и болот в пределах бассейна; μ — коэффициент, учитывающий неравенство статистических параметров слоя стока и максимальных расходов.

Для определения коэффициентов К₀ и п в зависимости от географических зон и категорий рельефа местности разработаны соответствующие таблицы.

При применении любого приема (любого метода) для определения расходов как ливневого, так и стока от снеготаяния осуществляют сопоставление полученных результатов с натурными данными и вводят в принятые для расчета формулы соответствующие поправочные коэффициенты.

В общем случае для расчета водопропускных сооружений необходимо установление наибольшего расхода. В определенных условиях такой расход может быть от ливневого стока, в других — от стока талых вод. В южных районах снеговой покров незначителен, поэтому здесь следует ожидать наибольших расходов от ливневого стока или от стока при весенних дождях по промерзшей почве. Однако это положение не всегда справедливо. Поэтому, как правило, выполняют расчеты и ливневого стока, и стока от снеготаяния и в расчет принимают наибольшее значение.

Сток, при котором будут иметь место наибольшие расходы, является доминирующим стоком для данного района.

Что называют элементарным модулем снегового стока

Рисунок 5.10- Карта-схема изолиний элементарного модуля стока весеннего половодья вероятности превышения I %

Источник

Расчёт стока талых (снеговых) вод

2. Расчёт стока талых (снеговых) вод.

K₀ – параметр характеризующий дружность половодья. (K₀ = 0,010 ; n = 0,17)

h – средний многолетний слой стока половодья(140 мм).

Поправочный коэффициент для тяжёлых суглинков 1,1%.

Определяем коэффициент вариации по картам.

Определяем коэффициент ассиметрии

Для Ленинградской области: С_sh = 3 С_vh

K_р. = 2,3 (определяем по графику)

h_расч. = 154 _* 2,3 = 354,2 м 3 / сек.

δ₁ – процентная озёрность (1).

δ₂ – процент на залесённость (1).

За расчётный принимаем наибольший расход, по нему назначаем отверстие искусственного сооружения.

По расчётному расходу назначаем диаметр трубы.

В безнапорном режиме 2 метра.

3. Определяем длину трубы.

Определяем длину трубы при h до 6 метров.

5. Охрана окружающей среды

Рекультивация земель, занимаемых во временное пользование

В настоящее время рекультивации подлежат все земли, временно занимаемые на период строительства под боковые резервы грунта, карьеры грунта и строительных материалов, временные отвалы растительного грунта, землевозные дороги, временные производственные сооружения и т.д. В настоящем проекте предусмотрена только рекультивация придорожной полосы, включая боковые резервы грунта, временные отвалы растительного грунта и землевозные полосы для движения и маневрирования дорожных машин и транспорта.

Проектом предусмотрено до начала основных работ снятие растительного грунта в основании насыпей и площадях, занимаемых выемками, боковыми резервами и землевозными путями, и его укладка во временные отвалы. После окончания работ растительный грунт отвалов используется для восстановления (рекультивации) нарушенных земель и приведение их в состояние, пригодное для сельского хозяйства. Оставшийся растительный грунт предусмотрено использовать для укрепления откосов земляного полотна, откосов и дна водоотводных сооружений.

Другие мероприятия по охране окружающей среды

Вопросы охраны окружающей среды учтены на всех этапах проектирования. Улучшению ландшафта способствует озеленение дороги с использованием групповых, линейных, направляющих и барьерных посадок деревьев и кустарников. В целях сохранения ценных земельных угодий и уменьшения площади земель, занимаемых дорогой, насыпи и выемки запроектированы оптимальной высоты и глубины, насыпи высотой более 2м предусмотрено отсыпать из привозного грунта и число пересечений дорог ограничено до 1. Кроме того, ценные угодья при проложении вариантов трассы пересечены в наиболее узком месте. Для защиты почв и грунтов от эрозии в проекте предусмотрены озеленения, укрепления русел и канав, а также у мостов и труб. Откосы земляного полотна на всем протяжении укрепляются растительными грунтами и засевами трав. Поверхностный водоотвод на дороге обеспечен.

Сводная ведомость объёмов работ на строительство дороги.

Источник

-площадь бассейна водосбора F=0,7км 2 ;

-величина уклона главного лога I_л=8 о /_оо;

-грунты бассейна: супесь, песок, суглинок, глина

, полученный расход имеет вероятность превышения Р=1% и соответствует песчаным и супесчаным почвам. По таблицам методических указаний для суглинистых и глинистых грунтов находим значения коэффициента k_л: при Р=1%, k_л=1,05

-площадь бассейна водосбора F=1,0км 2 ;

-величина уклона главного лога I_л=44 о /_оо;

-грунты бассейна: супесь, песок, суглинок, глина

-площадь бассейна водосбора F=0,8км 2 ;

-величина уклона главного лога I_л=24 о /_оо;

-грунты бассейна: супесь, песок, суглинок, глина

-площадь бассейна водосбора F=1,4км 2 ;

-величина уклона главного лога I_л=14 о /_оо;

-грунты бассейна: супесь, песок, суглинок, глина

-площадь бассейна водосбора F=0,9км 2 ;

-величина уклона главного лога I_л=11 о /_оо;

-грунты бассейна: супесь, песок, суглинок, глина

Приближенный расчет стока от снеготаяния по номограммам

Максимальный расход стока от снеготаяния с вероятностью превышения Р=1% определяют по номограмме в зависимости от площади водосбора F, элементарного модуля стока С_1%, заболоченности и озерности.

На карте методических указаний для Свердловской области принимаю модуль элементарного снегового стока С_1%=1,5. Т.к. на данной карте отсутствует заболоченность, то расчет ведут условно для заболоченности 1%.

-площадь бассейна водосбора F=0,7км 2 ;

— модуль элементарного снегового стока С_1%=1,5.