Организация поверхностного стока

При постоянном круговом обращении воды в природе уравнение водного баланса имеет вид:

,

где Х – общее количество осадков, которое выпало на поверхность суши; Z-потери на испарение; - подземный сток; - поверхностный сток.

На территории России существует положительный водный баланс, т.е. количество осадков превышает количество испарений. Количество выпавших осадков измеряется в линейных и объемных единицах. В линейных единицах измеряется среднегодовое, среднемесячное или максимальное количество осадков (в мм), характерное для данного климатического района, а также средняя интенсивность дождя 1(мм/мин). В технических расчетах применяется объемная единица измерения q, выражающаяся в л/ сек га.

Существует формула перехода от одних единиц к другим:

q=k*i,

где k=166,7 - переходной коэффициент, т.е объем стока в л/сек га, полученный при выпавшем дожде интенсивностью i в мм/мин.

Дожди регистрируются самопишушимися прибором - дождемером, который показывает высоту слоя осадков в мм, которое выпало за время t. Количество осадков, выпавших в единицу измерения, называется интенсивностью:

i=h/t

h - слой в мм,t - время в мин.

Каждый дождь характеризуется интенсивностью, продолжительностью дождя в минутах и вероятностью его выпадения за тот или иной период наблюдения. Практически принимают вероятность повторения интенсивности Р= 1 год, 5 лет, 10 лет и т.д. Между количеством выпавших осадков и его продолжительностью существует зависимость

q= A/tⁿ

t– продолжительностьА, n - параметры, которые зависят от климатического района выпадения осадков и периода Р. Из приведенной формулы видно, что дожди большей продолжительности имеют меньшую интенсивность и наоборот.

Формирование поверхностного стока зависит от рельефа местности, а величина расхода стока - от характера использования территории и размеров водосборной площади. Границы водосборной площади определяют на топографическом плане по водораздельным гребням. В природных условиях на незастроенной территории основными направлениями стока являются тальвеги небольших бассейнов (ручьи, речки). В процессе застройки и благоустройства территории взамен естественной системы водоотвода создают организованную систему. Главные коллекторы располагают в полосе, свободной от застройки, в пределах красных линий или в технической полосе. Боковую сеть проектируют в соответствии с планировкой территории.

Различают 3 случая формирования поверхностного стока:

1 .Формирование ведется с небольших площадей, полностью расположенных в пределах территории застройки. В этом случае поверхностный сток отводят по закрытой системе водоотвода, непроточным водоемом обеспечивают искусственное питание или их засыпают. Выпуск воды осуществляется в проточный водоем или в береговой коллектор, который отводит стоки за пределы города. Стоки обязательно пропускают через систему водоемов-отстойников.

2.Поверхностный сток формируется с больших площадей. При этом застраивается только низовая часть, а верхняя часть бассейна сохраняется в естественном виде. В пределах водосборной площади F₁ сток формируется в условиях незастроенной территории. В пределах площади F₂ сток формируется в условиях застройки территории. Сток F₁, сформированный в загородных условиях, поступив на городскую территорию, должен быть пропущен по городскому коллектору. Следовательно, сечение городского коллектора должно удовлетворять условиям, которые обеспечивают пропуск воды с территории F₁ и F₂. Для того чтобы уменьшить сечение труб, предусматривают регулирующую емкость.

3.Городская застройка отступает от реки на значительное расстояние, между берегом реки и городом остается незастроенная территория. Такие условия создаются, когда поименная часть реки оказывается малопригодной для застройки (затапливается при весенних паводках, заболочена и т. д.). Организацию и отвод поверхностного стока с территории города осуществляют по закрытой системе. Сток ливневых вод от оголовка городского коллектора пропускают по незастроенной территории до места выпуска в проточный водоем. Длина этого пути может значительно превышать длину городского коллектора. Для благоустройства территории в нижней части бассейна целесообразно проектировать комбинированную систему водоотвода, состоящую из открытого и закрытого каналов. При прохождении дождевых паводков при переполнении закрытого коллектора открытый канал и коллектор будут работать совместно.

Для обеспечения благоустройства территории населенных мест используют организованную систему водоотвода. Для дачных мест, небольших городов, поселков может быть применена открытая система водоотвода, которая состоит из мощеных лотков, кюветов, канав. На перекрестках улиц и въездах во дворы при открытой системе водоотвода кюветы заменяют переездными трубами мелкого заложения. Глубина кювета не должна превысить 0,8-1м. Ширина по дну кювета-0,4м.

Достоинства открытой системы: возможность быстрого устройства и небольшие затраты, недостатки - необходимость устройства большого количества переездных труб и снижение санитарного уровня в жилых районах.

При открытой системе водоотвода ширину улиц увеличивают на ширину кювета.

В городах используется закрытая раздельная система водоотвода. Поверхностный сток с площади жилых кварталов по лоткам внутриквартальных проездов отводится в лотки проезжих частей улиц. По лоткам сток поступает в дождеприемные колодцы. Длину свободного пробега воды от линии водораздела до первых дождеприемных колодцев принимают 75-300м. Высота наполнения лотков не должна превышать 8-10см при высоте борта 15см. Скорость течения потока 2м/с.

Количество пропускаемой воды по лотку зависит от ширины проезжей части, наполнения лотка и уклона по лотку. Для прокладки систем водостока применяют ж/б трубы, сборные прямоугольные каналы. Для эксплуатации сети в углах поворотов, в местах присоединения водостоков, а также в местах изменения сечения и уклонов труб устраивают смотровые колодцы. Для приема стока в лотках дороги и на перекрестках устанавливают дождеприемные колодцы.

Расстояние между дождеприемными колодцами в лотках составляет 50-60 м. Дождеприемные и смотровые колодцы устраивают из сборных ж/б блоков. Закрытую сеть водостоков проектируют также при решении специальных вопросов благоустройства территории:

-благоустройство заовраженной территории;

-противооползневые мероприятия;

-защита территории от карста.