Проектирование противоэрозионной инженерно-биологической системы водосбора

    W_BO = 1.25

• 198000  = 247,5 м³/сут 

    Находим утечки из водопроводных сетей в % от величины водоподачи составляют:

    W_% = ( W_BO/Q )• 100% = ( 247,5/17056 ) • 100% = 1,45 % 

    Теплосети. Теплопотребление города составляет: отопление, вентиляция, горячее водоснабжение. Удельная протяженность теплосети I_T = 0,25 км/га, общая протяженность составляет:  

    L_T = I_T ,      (2.4) 

    где    I_T - удельная протяженность, км/га;

    F - площадь района., га.

    L_T = 0,25 • 988 = 247,0 км

    

    Трубы теплосети стальные, удельные утечки из теплотрасс принимаются равными утечкам из водопроводной сети, то есть в среднем  

    W_T = м ³/сут на 1 пог.м. Общие утечки составят 

    W_to= W_T • L_T , ( 2.5 ) 

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

    W_to = 1,25•10^-3 • 274000 = 308,75 м³/сут 

    Канализация. Сточные воды от жилых домов, хозяйственных объектов, от мойки автотранспорта по системе самотечных и напорных коллекторов поступают на очистные сооружения.

    Удельная  протяженность канализационных  сетей района I_K = 0,15 км/га, находим общую протяженность сетей: 

    L_k = l_k • F ,       ( 2.6 ) 

    где   I_K - удельная протяженность сетей, км/га;   

    F - площадь района, га. 

    L_K =0,15 • 988= 148,2 км. 

    Канализационная сеть выполнена из чугунных (25%), стальных (20%) и асбестоцементных (55%) труб. Удельные утечки из канализационных сетей города W_K = м³/сут на 1пог.м, общие утечки из канализации составляют: 

    W_KO = W_K   ,                (2.7) 

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

    

    

    W_KO = 1,5 • 148200 = 223,3 м³/сут. 

    В расчетах водного баланса территории вводим также потери воды из водонесущих коммуникаций во время аварий. Потери воды при авариях рассчитываем на основании данных о количестве аварий на сетях коммуникаций и потерь воды при авариях. Принимаем потери воды при авариях равными 0,1% от эксплуатационных потерь. 

    

      

    Рассчитываем  общие эксплуатационные и аварийные утечки из водонесущих коммуникаций:

    W_yт=W_во+ W_то+W_ко + W_a = 247,5+308,75+223,3+0,8 = 780,35•365 м³/cyт = 280926 м³/год. 

      2.3 Подтопление городской территории 

      Подтопление городской территории формируется  под влиянием факторов природного и техногенного происхождения. К природным относятся атмосферные осадки и поток грунтовых вод, поступающих со стороны, и регионально разгружающийся в реку. К техногенным следует отнести: подпор грунтовых вод водохранилищем, утечки из водонесущих коммуникаций, полив зеленых насаждений, нарушение естественного оттока поверхностных вод, вызванное городской застройкой и неудовлетворительной работой дождевой канализации.

         Выполним расчеты подпора потока  грунтовых вод водохранилищем  для выяснения вопроса о возможном подтоплении территории грунтовыми водами и для разработки защитных мероприятий. Расчет подпора грунтовых вод водохранилищем заключается в определении горизонта грунтовых вод, который наблюдался бы на территории при создании водохранилища.

         Кривая депрессии грунтовых вод при установившемся подпоре при наличии потока со стороны рассчитывается по уравнению Г.Н.Каменского

    

    Н=                                             (2.8)

    где h- глубина потока грунтовых вод до подпора в расчетном сечении на расстоянии Х от берега водохранилища;

    Н – то же, после подпора;

    h₁ – глубина потока грунтовых вод у берега реки до подпора;

    Н₁ - то же, после подпора

    Расчет  подпора грунтовых вод водохранилищем сведем в таблицу 3.

Таблица 3 - Расчет подпора грунтовых вод 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

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

        

     Основными источниками питания вод зоны аэрации, и, следовательно, грунтовых вод на данной территории являются: атмосферные осадки, трансформируемые на застроенной территории; эксплуатационные и аварийные утечки из водонесущих коммуникаций; поливные воды, расходуемые на полив зеленых насаждений.

           Величина инфильтрационного питания  за год рассчитаем по следующему  балансовому уравнению:

      G=M_op*F_op+W_ут+O_c*(F-F_пр*σ_пр-F_H*σ_H*β)-Е_c*F_пр        (3.1)

      где G – объем инфильтрационного питания грунтовых вод на всей данной территории, м³/год;

      M_op -оросительная норма зеленых насаждений,

      M_op =2000 м³/га год;

      F_op -площадь поливаемых зеленых насаждений,

      Общая  площадь  полива  территории  данного  жилого  района  составляет: F_op =27,17 га;

      W_ут -эксплуатационные и аварийные утечки из водонесущих коммуникаций,

      Объём  эксплуатационных  и  аварийных  утечек  из  водонесущих  коммуникаций  составляет  W_ут =280926 м³/год;

      O_c -атмосферные осадки за расчетный год,

      В  качестве  расчётного  принимается  год  обеспеченности  величины  дефицита  водного  баланса  р=3%, для  которого  согласно  характеристики  природных  условий, осадки  O_c = 6000 м³/га год;

      F - вся рассматриваемая площадь, F= 988 га;

      F_пр -общая площадь проницаемых поверхностей рассматриваемой территории,

      

      F_пр =494,0 га;F_H - общая площадь непроницаемых поверхностей рассматриваемой территории (асфальт, крыши домов),

      F_H =422,5 га;

      σ_пр -коэффициент стока с проницаемой поверхности,

      σ_пр =0,15;

      σ_H - коэффициент стока с непроницаемой поверхности,

      σ_H =0,85;

      β -коэффициент, учитывающий сток с  непроницаемых поверхностей в дождевую канализацию,

      β =0,5;

      Е_c- суммарное испарение с проницаемых поверхностей за расчетный год, м³/га год

            Е_с=Е_о*Кб     (3.2)

      

      где Е_о –испарение с водной поверхности,

      Е_о = 7500 м³/год;

      Кб - биологический коэффициент,

      Кб =0,8

      Е_с= 7500 * 0,8 = 6000 м³/га.

      G = 2000*27,17+280926 +6000*(988-494*0,15-494*0,85*0,5)-6000*494= 1593966 м³/год

      Сводим  в таблицу 4 результаты  расчётов инфильтрационного питания.

     Таблица 4 - Расчет инфильтрационного питания

 

        Анализ  данных  таблицы   показывает, что  поступление   воды   составляет 

      4223,3  тыс.м³/год, из  них осадки - 92,64%, поступления из  водонесущих коммуникаций – 6,16%, поливные воды - 1,2% . Расходы воды  за  счёт  испарения и транспирации  составляет  65,02%  от  суммы приходных составляющих. 

      Для дальнейших расчетов выразим инфильтрационное питание в единицах измерения  м/сут по формуле:

                                                          (3.3)

      

      где G –инфильтрационное питание,

      G = 1593966 м³/год;

      F- рассматриваемая площадь,

      F = 988 м²

      Т- число суток в году;

      Т = 365

      Для  рассматриваемого  района:

        Р =

м/сут. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      

      

      4.Обоснование инженерной защиты городской территории от затопления и подтопления 

      4.1 Выбор расчетной обеспеченности 

        Анализ природных и техногенных условий рассматриваемой территории показывает, что данная территория подвержена явлениям затопления и подтопления. Для инженерной защиты территории необходимо наметить систему защитных мероприятий. В состав намечаемых мероприятий по инженерной защите рассматриваемой территорий входит: обвалование оградительной дамбой; защита от притока поверхностных вод со стороны водораздела с помощью нагорных каналов; организованный сбор и быстрый отвод поверхностных вод на самой защищаемой территории с помощью дождевой канализации (водосточной сети); устройство защитного дренажа; перекачка поверхностных и дренажных вод за пределы обвалованной территории.

      Так как наблюдается ежегодное варьирование расходов и уровней воды в реках и водохранилищах, поверхностного стока, естественного увлажнения территории (осадков и испарения), то для учета этой изменчивости при проектировании защитных сооружений необходимо выбрать расчетную вероятность превышения (обеспеченность) этих величин. Несмотря на различное влияние этих величин на состояние городской территории, в первом приближении расчетную обеспеченность для них можно принять одинаковой и зависящей от класса капитальности сооружений.