Проектирование противоэрозионной инженерно-биологической системы водосбора

      Содержание 

      

      

      Введение                                                                                                             5

      1 Природные условия территорий                                                                    7 

      1.1 Общие сведения о территории города                                                       7

      1.2 Климат и рельеф                                                                                           7

      1.3 Геологическое строение                                                                              8

      1.4 Гидрогеологические условия                                                                      8

      2 Техногенные условия территорий                                                                10

      2.1 Функциональное зонирование территории                                               10

      2.2 Характеристика водообеспечения  территории                                         11

      2.3 Подтопление городской территории                                                          14

      3 Водный баланс территории. Оценка инфильтрационного питания    подземных вод в условиях техногенных воздействий                                              16

      4 Обоснование инженерной защиты городской территории от затопления и подтопления                                                                                                                   19

      4.1 Выбор расчетной обеспеченности                                                               19

      4.2 Проектирование дамбы обвалования                                                          20

      4.3 Отвод поверхностных вод с  защищаемой территории                             21

      4.4 Выбор схемы, типа и конструкции  защитного дренажа                           27

      4.5 Фильтрационные расчеты защитного  дренажа                                          27

      4.6 Проектирование дренажа в плане  и в вертикальной плоскости              33

      4.7 Гидравлический расчет защитного  дренажа                                              34

      4.8 Расчет фильтрующей обсыпки и  водоприемных отверстий дренажных труб                                                                                                                                 36

      4.9 Определение параметров насосной  станции и объема регулирующего  резервуара                                                                                                                      36

      1 Природные условия территории

      1.1 Общие сведения о территории  города 

      Город Брянск - промышленный центр Брянской области. Расположен на юго-востоке Среде – Русской возвышенности, на средней части бассейна реки Десна .  Численность населения составляет около 455 тыс.

      За  год выпадает в среднем 500мм осадков, испаряемость с водной поверхности составляет 600 мм в год. Условия увлажнения изменяются от засушливых до достаточно влажных.

      Среднемесячные  скорости ветра в летний период составляют oт 3 до 5,2 м/с.  

      1.2 Климат и рельеф 

    Территория  города Брянска относится к средне засушливой зоне, характеризуется умеренным теплым летом и   сравнительно холодной зимой.

    Средняя годовая сумма осадков колеблется в пределах 550-600 мм, однако случаются значительные отклонения в обе стороны. Максимум осадков приходится на лето (80-100 мм), минимум выпадает в феврале (25-35мм).

    Климат умеренно континентальный с холодной зимой, сменяющейся теплым летом. Средняя годовая температура воздуха равна +4,7°C. Средняя температура января -9°C, июля 19°C.

    Абсолютный  многолетний минимум температуры  воздуха составляет по району -37°С...-38°С, а абсолютный максимум  +36-39°С.

    Город Брянск расположен на Средне-Русской возвышенности с высотами до 275 м. Эта возвышенная равнина полого спускается к югу, изрезана балками, оврагами и глубокими речными долинами. Территорию можно отнести к умеренной категории овражности:

• коэффициент протяженности оврагов - К = 0,2 – 0,4 км/км²;
• плотность оврагов – П = 25 – 50 шт/100 км².

 
 

      1.3 Геологическое строение 

      Территория  Брянска расположена в центральной части Восточно-Европейской платформы. Она находится на северо-западной окраине Воронежского кристаллического массива докембрийского времени.  
В ее строении выделяют два структурных этажа: нижний - кристаллический фундамент и верхний - осадочный чехол. Кристаллический фундамент слажен смятыми в складки породами архея и раннего протерозоя (АR-РR1), а осадочный чехол - относительно спокойно залегающими отложениями позднего протерозоя (РR2), палеозоя (РZ), мезозоя (МZ), кайнозоя (КZ)

      Мощности  и коэффициенты фильтрации отложений  представлены в таблице 1.

      Таблица 1 - Геологическое строение территории

    

    

         1.4 Гидрогеологические условия 

     Данная  территория относится к Деснянскому бассейну, однородна по условиям питания и разгрузки подземных вод. Подземные воды вскрыты буровой скважиной на глубине 8 м от поверхности земли. Средний уклон поверхности подземных вод со стороны водораздела составляет i=0,00035. Подземные воды распространены в четвертичных отложениях. Воды аллювиальных отложений различного возраста гидравлически связаны друг с другом и образуют единый грунтовый поток, дренируемый рекой Десна, и имеющий общую свободную депрессионную поверхность. Питание горизонтов осуществляется за счет инфильтрации атмосферных осадков, а также за счет поступления подземных вод со стороны водораздела из отдаленной области питания. Разгрузка водоносных горизонтов осуществляется в сторону реки.

     Подземные воды аллювиальных отложений характеризуются  преимущественно слабой минерализацией и гидрокарбонатно-кальциевым составом.

     В результате повышения горизонта  воды в реке при строительстве  водохранилища создаются условия  для затопления и подтопления  городской территории водами водохранилища  и подземными водами.

     Рассчитаем  расход потока подземных вод со стороны  водораздела, приходящийся на 1 м ширины его сечения, по формуле:

           Q₁ = ω * k * i = T * 1 * k * i ; (1.4)

     где: ω - площадь поперечного сечения потока, м

     k - коэффициент фильтрации грунта, м/сут;

     k = 0,9 м/сут;

     i - уклон поверхности потока;

     i = 0,00035;

     Т - мощность потока, м.

     

     Т = 29 – 8 = 21 м;

     Q₁ = 21 * 1 * 8 * 0,00035 = 0,06 м³/сут на 1 п.м.

     2. Техногенные условия территории

     2.1Функциональное  зонирование территории 

     В генплане города предусмотрено четкое зонирование территории по ее организации  и назначению:

• селитебная зона;
• промышленная зона;
• коммунально-складская зона;
• зона предприятий местной и пищевой промышленности;

• зона внешнего транспорта;

• прибрежная зона отдыха.

     Промышленная  зона расположена к востоку от селитебной зоны и не оказывает прямого влияния на техногенные условия города Брянск,  Коммунально-складская зона  и предприятия пищевой промышленности  размещены параллельно селитебной территории.

      Баланс  площадей территории района представлен  в таблице 2.

Таблица 2 - Баланс территории

 

    В условиях проектных границ территория района составляет 988 га.  

    2.2 Характеристика водообеспечения  территории 

    Водоснабжение территории осуществляется от водозабора, расположенного на р. Десна. Вода подается в город насосной станцией второго подъема после очистки на водопроводных сооружениях.

    Для расчета системы водоснабжения  принимаем согласно СНиП 2.04.02-84 данные исходя из нормы водопотребления на 1 человека 320 л/сут. и численности населения района 34040 тыс.чел. Норма водопотребления распределяется следующим образом:

• питьевая вода - 90 л/сут на 1 чел.
• хозяйственная вода (холодная) - 160 л/сут на 1 чел.
• хозяйственная вода (горячая) - 70 л/сут на 1 чел.

    Расчетный среднесуточный расход питьевой и хозяйственной  воды Q составит:

    Q = N • М ,      (2.1 )

      где N - численность населения, тыс.чел.;

           N = 53,3 тыс.чел.;

    М - норма водопотребления, л/сут на 1 чел.

    М = 320, л/сут.; 

    Q  = 53,3 • 320 = 17056,0 м³/сут 

    По плану водопроводной сети определяем удельную протяженность трубопроводов. Удельная протяженность водопроводных сетей I_В = 0,2 км/га. Общая протяженность водопроводных сетей составляет: 

    L_B =I_в ,      (2.2)

    где   I_В - удельная протяженность сетей, км/га;

    

      F - площадь района, га.

      F = 988,0 га. 

    L_B = 0,2 • 988 = 197,6 км 

    Водопроводные сети выполнены из чугунных (80%) и  стальных (20%) труб.

    Рассчитываем эксплуатационные утечки из сетей водоснабжения удельные утечки были приняты W_B = 1.25 м³/сут на 1 пог.м сети. Общие утечки из сетей водоснабжения составят:

    W_во = W_B • L_в   ,   ( 2.3 ) 

    где   W_B - удельные утечки, м³/сут на 1 пог.м;

      L_B - протяженность водопроводных сетей, м.