Глава IV. Гидравлический расчёт элементов осушительной сети

Цель гидравлического расчёта – определение диаметра и пропускной способности дренажных труб.

Расчёт ведётся по формуле Шези:

; ; , где:

Q – расход воды, пропускная способность труб, м³/с;

С – скоростной коэффициент, (зависит от материала, от которого зависит шероховатость); С = f(n)

n – коэффициент шероховатости, для гончарных труб n = 0,012;

R – гидравлический радиус, смоченный периметр, для круглых труб , м;

w - площадь поперечного сечения трубы, , м²;

d – диаметр трубы, м;

i – уклон трубы.

= V

V – скорость течения воды.

Q (пропускная способность) зависит от диаметра, скоростного коэффициента и уклона дрен.

В практике проектирования принимают, что диаметр дрен, работающих в режиме осушения, равен 5 см. Гидравлический расчёт производят с целью проверки пропускной способности для принятых уклонов.

В моём проекте будут использоваться керамические дрены.

В зависимости от уклона и диаметра дрены расход можно определить по таблице пропускной способности гончарных труб. При диаметре дрены равном 5 см и минимальном уклоне, равном 0,002 расход в устьевой части дрены составит Q = 0,39 л/с. Приток воды к дрене можно определить по формуле:

, где:

w_g – площадь, осушаемая одной дреной, га;

q_м – максимальный модуль стока в расчётный период, л/с с 1 га;

q_м = 116q

q = 0,00509м/сут.

q_м = 116*0,00509м/сут = 0,59 м/сут.

q_м = 0,59 м/сут.

, где:

l_g – длина дрены, м;

B_g – расстояние между дренами, м.

w_g = 0,516

.

Расход воды, поступающей в дрену, 0,305 л/с, а пропускная способность дрены диаметром 5 см при уклоне 0,002 – 0,39 л/с, следовательно, можно считать, что принятый диаметр дрен и расстояние между дренами обеспечивают достаточный отток грунтовых вод с осушаемой территории.

Гидравлический расчёт коллекторов состоит в определении их поперечного сечения и уклона при сопряжении коллекторов разного порядка. Диаметр коллекторных трубок подбирают для каждого участка, начиная от истока коллектора к его устью. По мере увеличения обслуживаемой коллектором площади расход воды по нему возрастает, поэтому необходимо использовать коллекторные трубы. Коллекторы проектируют в телескопическом сечении, т.е. с увеличением диаметра от истока к устью по мере увеличения числа дрен, впадающих в коллектор. Стандартные диаметры керамических труб для коллекторов – 10; 12,5; 15; 17,5; 20 и 25 см.

Рис. 6. Схема строения коллекторных трубок.

Уклон коллектора составляет 0,003.

Длину коллектора минимального диаметра – 10 см (или любой следующий диаметр по сортаменту) определяют по зависимости:

; м, где:

Q_k – пропускная способность коллектора, при принятом диаметре и уклоне коллектора, которая определяется при помощи таблиц пропускной способности гончарных труб, л/с;

В – расстояние между дренами;

Q_ф – фактический расход воды дренами.

На следующем расчётном участке, согласно сортаменту, принимают больший диаметр – 12,5 см и повторяют расчёт с целью определения длины коллектора. Длину этого участка определяют по зависимости:

.В такой последовательности продолжается расчёт по мере возрастания водосборной площади до устья коллектора.

Учитывая, что уклон коллектора составляет 0,003, длина коллектора – 835 м, расход воды, поступающей в дрену – 0,305 л/с, а расстояние между дренами – 25,8 м, рассчитываем коллектор (табл. 4.).

Таблица 4.

Сводная таблица расчёта коллекторов.

Диаметр коллектора, dк, см	Расход воды коллектора, Qк, л/с	Длина коллектора	Количество коллекторов, шт.	Общая длина коллектора, м
Расчётная, ln, м	С принятым диаметром, Ln, м
10,0	2,50	260,6	260,6		1824,2
12,5	4,71	483,9	233,3	1633,1
15,0	7,45	774,1	290,2	2031,4
17,5	11,02	1154,8	380,7	2664,9