Свободная емкость дождевых коллекторов

Особенностью формирования дождевых стоков в канализационных коллекторах является не одновременность возникновения расчетных (максимальных) расходов на разных их участках. Нижние участки труб рассчитаны на большее время протекания, а значит, на дождь большей продолжительности, следовательно, меньшей интенсивности. Тогда при выпадении этого дождя верхние участки будут заполняться не полностью, т.к. они рассчитаны на меньшую продолжительность, следовательно, на большую интенсивность дождя.

Поэтому при возникновении расчетного расхода на одном участке другие будут работать с неполным заполнением.

Учет свободной емкости при расчете производится с помощью коэффициента βe:

βe = Qp/Qmax,

где Qp - расчетный расход,
Qmax - максимальный расход.

Значения коэффициента βe зависят от того, каким образом происходит изменение интенсивности дождя во время его выпадения. Возможны 5 типов дождей:

1. Интенсивность дождя максимальна в начале: Вероятность выпадения такого дождя – 37%. Гидрограф стока описывается зависимостью:

,

где Qmax = AF/Tn,
T - полное время добегания.

Коэффициент свободной емкости: βI = 1-n.

2. Интенсивность дождя равномерна:

Вероятность выпадения такого дождя – 11%. Гидрограф стока описывается зависимостью:

.

Коэффициент свободной емкости: βII = 1-0,5n.

3. Интенсивность максимальна в конце дождя:

Вероятность выпадения такого дождя – 13%. Гидрограф стока описывается зависимостью:

.

Коэффициент свободной емкости: βIII = 4/3(1-0,5n).

4. Интенсивность максимальна в середине (1) или два максимума (2).

Вероятность выпадения соответственно – 28% и 11%.

Коэффициент свободной емкости: βIV = βV = 1-0,5n.

Если рассчитать общий коэффициент β как средневзвешенное значение коэффициентов по вероятностям, то: βe = 1-0,7n, если каждый дождь считать равновероятным, то: βe = 1-0,5n.

Таким образом, используя коэффициент βe, можно уменьшить расчетный расход:

Qp = βeQmax,

или, наоборот, уменьшить уклон трубопровода при старом диаметре:

,

где i0 – уклон трубопровода без учета свободной емкости.

Скорость воды рассчитывается при полном заполнении трубы, хотя на самом деле она увеличивается в 1/βe раз.

При больших уклонах местности (i > 0,03): βe = 1, а при i = 0,01…0,03: βe = 1-0,35n.