Методика розрахунків

1. Витрати дощових вод qr визначаються за методом гранич­них інтенсивностей за формулою

, л/с, (3.1)

де Z_mid – середнє значення коефіцієнта, яке характеризує поверхню стоку, що визначається згідно з пунктом 7;

A ,n – параметри, що визначаються згідно з пунктом 2;

F – розрахункова площа стоку, га, що визначається згідно з пунктом 4;

t_r – розрахункова тривалість дощу, яка дорівнює тривалості протікання поверхневих вод по поверхні та трубах до розрахункової ділянки, хв, що визначається згідно з пунктом 5 ціей методики.

Розрахункова витрата дощових вод для гідравлічного розрахунку дощових мереж q_cal, що визначається за формулою:

, л/с, (3.2)

де – коефіцієнт, що враховує заповнення вільної ємкості мережі в момент виникнення напірного режиму, що визначається за табл. 3.8.

2. Параметри А та n слід визначати за результатами обробки багаторічних записів самописних дощомірів, зареєстрованих у конкретно визначеному пункті. За відсутності оброблених даних допускається параметр А, що визначається за формулою

, (3.3)

де q₂₀ – інтенсивність дощу, л/с на 1 га для конкретної місцевості тривалістю 20 хв при Р = 1 рік, що визначається за рис. 3.1;

Р – період одноразового перевищення розрахункової інтенсив­ності дощу, прийнятий за пунктом 3 цієї методики.

Рисунок 3.1 – Значення величин інтенсивності дощу q₂₀

n – показник ступеня, обумовлений даними табл. 3.1;

m_r – середня кількість дощів за рік, прийнято за табл. 3.1;

 – показник ступеня, прийнятий за табл. 3.1

Таблиця 3.1 – Значення показників n, mr і 

Район	Значення n при		mr	
	Р 1	Р  1
Рівнинні області заходу та центру європейської частини СНД	0,71	0,59	150	1,54
Рівнинні області України	0,71	0,64	110	1,54
Схід України, пониззя Волги та Дону, Південний Крим	0,67	0,57	60	1,82
Узбережжя Чорного моря	0,54	0,50	90	1,33

3. Період одноразового перевищення розрахункової інтенсив­ності дощу необхідно вибирати залежно від характеру об’єкта каналізування, умов розташування колектора з урахуванням наслід­ків, викликаних випаданням дощів, що перевищують розра­хункові, і приймати за табл. 3.2 і 3.3, або визначати розрахунком залежно від умов розташування колектора, інтенсивності дощів, площі басейну та коефіцієнта стоку за граничним періодом перевищення.

Таблиця 3.2 – Період одноразового перевищення розрахункової інтенсивності дощу

Умови розташування колекторів		Період одноразового перевищення розрахункової інтенсивності дощу Р, роки, для населених пунктів при значеннях q20
на проїздах місцевого значення	на магіст­раль­них вулицях	до 60	більше 60 до 80	більше 80 до 120	більше 120
сприятливі та середні	сприятливі	0,33-0,5	0,33-1	0,5-1	1-2
несприятливі	середні	0,5-1	1-1,5	1-2	2-3
особливо несприятливі	несприятливі	2-3	2-3	3-5	5-10
-	особливо несприятливі	3-5	3-5	5-10	10-20

1. Сприятливі умови розташування колекторів:

– басейн площею не більше 150 га має плоский рельєф при середньому ухилі поверхні 0,005 і менше;

– колектор проходить по водорозділу або у верхній частині схилу на відстані від водорозділу не більше 400 м.

2. Середні умови розташування колекторів:

– басейн площею понад 150 га має плоский рельєф з ухилом 0,005 і менше;

– колектор проходить у нижній частині схилу по тальвегові з ухилом схилів 0,02 і менше, при цьому площа басейну не перевищує 150 га.

3. Несприятливі умови розташування колекторів:

– колектор проходить у нижній частині схилу, площа басейну перевищує 150 га;

– колектор проходить по тальвегові із крутими схилами при середньому уклоні схилів понад 0,02.

4. Особливо несприятливі умови розташування колекторів: ко­лектор відводить воду із замкненого зниженого місця (улоговини).

Таблиця 3.3 – Період одноразового перевищення розрахункової інтенс­ивності дощу

Результат короткочасного переповнення мережі	Період одноразового перевищення розрахункової інтенсивності дощу Р, роки, для території промислових підприємств при значеннях q20
	до 70	більше 70 до 100	більше 100
Технологічні процеси підприємства
не порушуються	0,33-0,5	0,5-1	2
порушуються	0,5-1	1-2	3-5

Примітка: для підприємств, що розташовані у замкненій улоговині, період одноразового перевищення розрахункової інтенсивності дощу слід визначати розрахунком або приймати рівним не менше ніж 5 рокам.

При проектуванні дощової каналізації для особливих споруд (метро, вокзалів, підземних переходів та ін.), а також для засуш­ливих районів, де значення q₂₀ менше 50 л/с на 1 га, при Р, що дорівнює одиниці, період одноразового перевищення розрахункової інтенсивності дощу слід визначати тільки розрахунком з ураху­ванням граничного періоду перевищення розрахункової інтенсив­ності дощу, що зазначений у табл. 3.4. При цьому періоди одноразового перевищення розрахункової інтенсивності дощу, що визначені розрахунком, не повинні бути меншими зазначених у табл. 3.2 і 3.3. При визначенні періоду одноразового перевищення розрахункової інтенсивності дощу розрахунком слід враховувати, що при граничних періодах одноразового перевищення, що зазначені у табл. 3.4, колектор дощової каналізації повинен пропускати лише частину витрати дощового стоку, інша частина якого тимчасово затопляє проїзну частину вулиць і при наявності ухилу стікає по її лотках, при цьому висота затоплення вулиць не повинна викликати затоплення підвальних і напівпідвальних приміщень. Крім того, слід враховувати можливий стік з басейнів, що розташовані за межами населеного пункту.

Таблиця 3.4 – Період одноразового перевищення розрахункової інтенсивності дощу

Характер басейну, що обслуговується колектором	Значення граничного періоду перевищення інтенсивності дощу Р, роки, залежно від умов розташування колектора
	сприятливих	середніх	несприятливих	особливо несприятливих
Території квар­талів та проїзди місцевого значення	10	10	25	50
Магістральні вулиці	10	25	50	100

4. Розрахункову площу стоку для розраховуваної ділянки мережі необхідно приймати рівною до всієї площі стоку або її частини, що дає максимальну витрату стоку.

У тих випадках, коли площа стоку колектора становить 500 га та більше, у формули 3.1 і 3.2 слід вводити прийнятий за табл. 3.5 поправковий коефіцієнт К, що враховує нерівномірність випадання дощу по площі.

Таблиця 3.5 – Значення коефіцієнта К

Площа стоку, га	500	1000	2000	4000	6000	8000	10000
Значення коефіцієнта К	0,95	0,90	0,85	0,80	0,70	0,60	0,55

5. Розрахункову тривалість протікання дощових вод по поверхні та трубах t_r визначають за формулою

, хв, (3.4)

де t_con – тривалість протікання дощових вод до вуличного лотка або за наявності дощоприймачів у межах кварталу до вуличного колектора (час поверхневої концентрації), хв, що визначено згідно з пунктом 6 ціей методики;

t_can – те ж саме по вуличних лотках до дощоприймача (за відсутності їх у межах кварталу), що визначена за формулою 3.5;

t_p – те ж саме по трубах до розрахункового перерізу, що визначається за формулою 3.6.

6. Час поверхневої концентрації дощового стоку визначають із розрахунку або приймають у населених пунктах за відсутності внутрішньоквартальних закритих дощових мереж рівним 5-10 хв або за наявності їх рівним 3-5 хв.

При розрахунку внутрішньоквартальної каналізаційної мережі час поверхневої концентрації приймають рівним 2-3 хв.

Тривалість протікання дощових вод по вуличних лотках t_can визначають за формулою:

, хв, (3.5)

де l_can – довжина ділянки лотків, м;

V_can – розрахункова швидкість течії на ділянці лотків, м/с.

Тривалість протікання дощових вод по трубах до розрахун­кового перерізу t_p слід визначати за формулою:

, хв, (3.6)

де l_p – довжина розрахункових ділянок колектора, м;

V_p – розрахункова швидкість течії на ділянці колектора, м/с.

7. Середнє значення коефіцієнта стоку Z_mid слід визначати як середньозважену величину залежно від коефіцієнтів Z, що харак­теризують поверхню, та приймаються за табл. 3.6 і 3.7.

Таблиця 3.6 – Значення коефіцієнта Z

Поверхня	Коефіцієнт Z
Покрівля будівель та споруд, асфальтобетонні покриття доріг	приймається за табл. 3.7
Брущаті мостові та чорні щебеневі покриття доріг	0,224
Булижні мостові	0,145
Щебеневі покриття, не оброблені в’яжучими	0,125
Гравійні садово-паркові доріжки	0,09
Ґрунтові поверхні (сплановані)	0,064
Газони	0,038

Примітка. Вказані значення коефіцієнта Z допускається уточнювати щодо місцевих умов на підставі відповідних досліджень.

Таблиця 3.7 – Значення коефіцієнта Z

Параметр А	Коефіцієнт Z для водонепроникних поверхонь
300	0,32
400	0,30
500	0,29
600	0,28
700	0,27
800	0,26
1000	0,25
1200	0,24
1500	0,23

8. При розрахунках стоку з басейнів площею понад 50 га з різним характером забудови або з різко відмінними ухилами поверхні землі слід провадити перевірочні визначення витрат дощових вод з різних частин басейну та найбільший з отриманих витрат приймати за розрахунковий. При цьому якщо розрахункова витрата дощових вод з указаної частини басейну виявиться меншою за витрату, за якою розрахований колектор на розташованій вище ділянці, слід розрахункову витрату для вказаної ділянки колектора приймати рівним витраті на розташованій вище ділянці.

Території садів та парків, що не обладнані дощовою закритою або відкритою каналізацією, у розрахунковій величині площі стоку та при визначенні коефіцієнта Z не враховуються. Якщо територія має ухил поверхні 0,008–0,01 і більше в бік вуличних проїздів, то в розрахункову площу стоку необхідно включати прилягаючу до проїзду смугу шириною 50–100 м.

Озеленені площі усередині кварталів (смуги бульварів, газони тощо) слід включати в розрахункову величину площі стоку та враховувати при визначенні коефіцієнта поверхні басейну стоку Z.

9. Значення коефіцієнта слід визначати за табл. 3.8.

Таблиця 3.8 – Значення коефіцієнта

Показник степеня n	0,4	0,5	0,6	0,7
Значення коефіцієнта	0,80	0,75	0,70	0,65

Приклад розрахунку

Визначити витрату дощових вод та діаметр водовідвідного колектора за наступних умов:

1. Поверхня – асфальтобетонне покриття.

2. Місто – Харків.

3. Площа стоку – 10,00 га.

4. Рельєф – плоский із середнім ухилом поверхні 0,002.

5. Умови прокладання колектора – колектор проходить по водорозділу.

6. Умови розташування колектора – на магістральній вулиці.

7. Внутрішньоквартальні дощові мережі – відсутні.

8. Довжина ділянок лотків – 100 м.

9. Розрахункова швидкість течії на ділянці лотка – 0,20 м/с.

10. Довжина розрахункових ділянок колектора – 50 м.

11. Розрахункова швидкість течії на ділянці колектора – 0,20 м/с.

1. За рис. 3.1 за допомогою інтерполяції знаходимо значення q₂₀. – 95 л/с на 1 га.

2. За табл. 3.2 з урахуванням примітки 1 за інтерполяцією визначаємо період одноразового перевищення розрахункової інтенсивності дощу – Р = 0,69 років.

3. За табл. 3.1 визначаємо показник степеня – n = 0,57, середню кількість дощів за рік – m_r = 60 шт., показник степеня –  = 1,82.

4. За формулою 3.3 розраховуємо параметр А

5. Згідно з пунктом  7 за табл. 3.7 визначаємо значення коефіцієнта стоку – Z_mid = 0,30.

6. Відповідно до вимог пункту 6 ціей методики визначаємо час поверхневої концентрації дощового стоку – t_con = 5 хв (приймаємо мінімальні значення).

7. Розраховуємо тривалість протікання дощових вод по вуличних лотках за формулою 3.5

8. За формулою 3.6 визначаємо тривалість протікання дощових вод по трубах до розрахункового перерізу

9. Розрахункову тривалість протікання дощових вод по поверхні та трубах знаходимо за формулою 3.4

10. Витрату дощових вод визначаємо за формулою 3.1

11. Розрахункова витрата дощових вод для гідравлічного розрахунку дощових мереж визначаємо за формулою 3.2

12. Визначаємо діаметр водовідвідного колектора D за формулою

, (3.7)

де q_cal – розрахункова витрата дощових вод, л/с;

V_p – швидкість води в колекторі, м/с.

.