4. Расчет водосборной системы

Назначение системы – собрать фильтрат и отвести в зумпф, откуда затем откачать с помощью насоса. Рассчитывается открытый водоотлив лотковой конструкции.

4.1. Конструирование водосбора внутри котлована

В основании откоса котлована по его периметру прокладываются две ветви водосборных каналов, каждый, из которых имеет протяженность (L+В), рассредоточено по всей длине принимает и отводит в зумпф фильтрат с расходом равным половине расхода притекающей в котлован воды.

(4.1)

где – расчётный расход в водоотводящем канале, м³/с.

.

Гидравлический расчет производится графоаналитическим методом.

, (4.2)

где– площадь живого сечения потока,

средняя скорость потока жидкости, ;

Скоэффициент Шези,;

R – гидравлический радиус, м;

i – продольный уклон лотка, i = 0,003

Гидравлический радиус определяется по формуле:

(4.3)

где 𝜒 – смоченный периметр, м.

Смоченный периметр определяется по формуле:

(4.4)

где b – ширина канала по дну, b=0,3 м;

h – глубина наполнения канала, м;

m – заложение, м.

Площадь живого сечения определяется по формуле:

. (4.5)

Коэффициент Шези рассчитывается по формуле:

(4.6)

где n – коэффициент шероховатости, принимается по таблице [4], n = 0,0225 (гравелистые грунты).

Вычисления сводятся в табл. 3. Задаваясь глубиной наполнения канала h_i, определяется расход Q_i.

Таблица 3 – Определение глубины наполнения канала

h, м		𝜒, м	R, м	C,	Q,,
0,005	0,00151	0,31044	0,00486	18,28931	0,00011
0,01	0,00303	0,32088	0,00944	20,43309	0,00033
0,015	0,00457	0,33132	0,01379	21,76319	0,00064
0,02	0,00612	0,34176	0,01791	22,73295	0,00102
0,025	0,00769	0,35220	0,02183	23,49543	0,00146

По результатам расчетов строится график зависимости (рис.3).

По графику определяется искомое значение глубины наполнения канала по известному рассчитанному значению.

= 0,021 м.

Площадь живого сечения:

.

Рассчитывается действительная скорость:

(4.7)

По результатам расчета принимается рациональное исполнение канала сечением 30×30 см.

4.2. Выбор конструкции зумпфа

Местоположение зумпфа задается таким образом, чтобы водоотводящие каналы (трубы), выполняли свои функции.

Вместимость зумпфа:

(4.8)

гдевместимость зумпфа, м³;

t – время наполнения зумпфа, t = 5 мин = 300 c.

Вычисляется действительный объём зумпфа по формуле:

(4.9)

гдестандартный диаметр бетонного кольца, м;

глубина бетонного кольца, м;

.

Вычисляется время заполнения зумпфа:

где действительное время заполнения зумпфа,

5. Расчет насосной установки

Насос обеспечивает перекачку собранного фильтрата в приёмник удаляемой воды, в качестве последнего могут служить в черте населенного пункта – ливневые канализационные сети; в окрестной местности – близлежащие водоёмы, овраги.

Подача насоса должна быть несколько больше притока воды в котлован (примерно в 1,5 раза) для возможности работы насоса с перерывами:

(5.1)

.

Напор насоса должен обеспечивать перекачку воды, т.е..