Проектирование противоэрозионной инженерно-биологической системы водосбора

      4.8 Расчет фильтрующей обсыпки и  водоприемных отверстий 

дренажных труб 

       Подбираем дренажные обсыпки в горизонтальных дренажах таким образом, чтобы частицы дренируемого грунта не кольматировали  обсыпки и материал дренажных обсыпок не должен вымываться и просыпаться в водоприемные отверстия труб.

       Дренируемый береговой дреной  водоносный горизонт представлен  мелкозернистыми песками, что  создает опасность выноса мелких  частиц в водоприемные отверстия.  Для предотвращения этого явления  проектируем фильтрующую обсыпку дренажных труб. При подборе механического состава фильтрующей обсыпки пользуемся графиком В.С.Истоминой.

     Механический состав песков водоносного  горизонта характеризуется следующими  данными:

d₁₀=0,11мм;  d₅₀=0,2мм;  d₆₀=0,23мм; d₈₅=0,3мм;  d₉₈=0,9мм

      Толщина слоя фильтрующей обсыпки и горизонтальном дренаже, исходя из условий производства работ по ее укладке, принимается 0,3 м.

      Диаметры  круглых водоприемных отверстий  в дренажных трубах, рассчитанные соответственно по верхней и нижней кривым механического состава обсыпки, будут равны: 

      D_отв = 3,0 · 0,6 = 1,8мм;

      D_отв = 3,0 · 7,0 = 21 мм. 

      4.9 Определение параметров насосной  станции и объема регулирующего  резервуара 

      Вода  отводимая береговой дреной и  поверхностная дождевая вода должны быть перекачана за пределы защищаемой территории.

      Ливневые воды отличаются большими, но кратковременными расходами, а также несут много взвешенных твердых частиц, целесообразным для их перекачки установить специальные насосы, вступающие в работу в период ливней.

      Для оптимизирования режима откачки и учёта максимальных расчетных расходов дождевых вод продолжающихся недолго вместе с насосной станцией предусматриваем водосборный регулирующий резервуар.

      Расчетный максимальный приток воды к насосной станции определяем по формуле:

             , (4.31)

      где - расход фильтрационных вод, отводимых береговой дреной, м³/с;

           - расход поверхностных дождевых  вод, м³/с;

           = 7,82 м³/с.

      Расход  фильтрационных вод, отводимых береговой  дреной, найдём по формуле:

             , (4.32)

      где - удельный расход береговой дрены, м³/с на 1 п.м.;

       =17,75 м³/с на 1 п.м.;

       - длина береговой дрены, м.

       =6600 м.

      Расход  фильтрационных вод, отводимых береговой  дреной, равен:

      

       м³/c;

      Таким образом, максимальный приток воды к  насосной станции равен

      

 м³/c

      Для перекачки фильтрационных вод предусматриваем насос, расход которого определяем по формуле:

             , (4.33)

      где n - коэффициент использования суточного времени;

      n = 0,85.

      

м³/с.

      Полезный  объем регулирующего резервуара определяется по формуле Ю.А. Юшкаускаса:

             , (4.34)

      где - расчетная подача насоса, м³/с;

       - наименьшая продолжительность  цикла работы насоса, с. 

      Число насосов, перекачивающих дождевые поверхностные воды, равно N = 4, так как м³/с. Тогда с учетом коэффициента использования суточного времени насосами, расход одного насоса составляет

             , (4.35)

      

 м³/с.

      

      Предусматриваем автоматизированное управление насосами при = 1,0 час = 3600 с, тогда полезный объем регулирующего резервуара, равен:

      

 м³.

      Тогда трансформированный расчетный расход насосов, перекачивающих поверхностные  дождевые воды, с учетом наличия регулирующего резервуара найдем по формуле:

             , (4.36)

      где - расчетный расход стока, м³/с;

       - регулирующая емкость резервуара, м³;

       - объем стока, м³.

             , (4.37)

      Получаем:

      

 м³/с.

      Объём стока определяем по формуле:

             ,    (4.38)

        где t – расчетная продолжительность дождя, с;

      t = 60 мин = 3600 с.

      

        м³.

      Трансформированный расчетный расход насосов равен:

      

 м³/с.

      Насосы, перекачивающие через дамбу в  водохранилище фильтрационные воды, отводимые береговой дреной, должны создавать напор (без учета потерь напора в трубопроводах и в  самой насосной станции).

             , (4.39)

      где - отметка гребня дамбы;

       - отметка дна водоприемного  колодца береговой дрены.

      Принимаем, что дно водоприемного колодца  находится на 1,0 м глубже низа трубы  береговой дрены:

       = 30,8 – 1,0 = 29,8м.

       м.

      Насосы, перекачивающие поверхностные дождевые воды, должны создавать напор

             , (4.40)

      где - отметка дна регулирующего резервуара.

      Принимаем, что дно регулирующего резервуара находится на той же отметке, что и дно водоприемного колодца:

       м. 
 
 
 

               

                                    Список используемых источников 

1. СНиП 2.06.15-85. Инженерная защита территорий от затопления и подтопления. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986.
2. СНиП 2.06.03-85. Мелиоративные системы и сооружения. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986.
3. СНиП 2.06.01-86. Гидротехнические сооружения. Основные положения проектирования. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989.
4. Железняков, Г.В. Гидротехнические сооружения. Справочник проектировщика/ Г.В. Железняков,  Т.А. Неговская,  Е.Е. Овчаров - М.: Стройиздат, 1983.
5. Сурикова, Т.И. Основы природообустройства/ Т.И.  Сурикова, А.И. Голованов, и др.  -М.: Колос, 2001. 268с
6. Сельскохозяйственные гидротехнические мелиорации/ под ред. Е.С. Маркова – М.: Колос, 1981.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                           Введение 

      Под инженерной защитой понимается комплекс инженерных сооружений, инженерно-технических, организационно-хозяйственных и социально-правовых мероприятий, обеспечивающих защиту хозяйственных объектов и территорий от затопления и подтопления, берегообрушения и оползневых процессов.

      Инженерная  защита территорий от затопления и подтопления представляет собой важную проблему, так как эти явления приобрели в настоящее время значительные масштабы.

      Осуществление защитных мероприятий от затопления и подтопления территорий позволяет  оставлять на старых местах населенные пункты, промышленные предприятия и другие объекты, и исключает необходимость дорогостоящего их восстановления на новых местах.

      Затопление - это образование свободной поверхности  воды на участке территории в результате повышения уровня водотока, водоема  или подземных вод.

      Подтопление - это такое положение уровня грунтовых  вод или вод сезонной верховодки, которое приводит к нарушению хозяйственной деятельности на данной территории, и при котором проявляется неблагоприятное воздействие воды на подземные части зданий и сооружений, на почвы и грунты, а также на общее санитарное состояние территорий.

      

     Формирование  водного режима на городской территории происходит не только под влиянием природных факторов  (осадки, испарение, приток поверхностных и грунтовых вод со стороны), но и под действием целого ряда техногенных. Рассматриваемый  в  работе  город  Брянск также подвержен явлениям  затопления  и подтопления. На  реке Десна создано водохранилище,   воды  которого  ежегодно, во  время половодий и паводков, затапливают  228  га  территории  города, что  составляет  22%  всей  площади.

     Кроме  того, повышение  уровня  воды  в  водохранилище  приводит  к  повышению  уровня  грунтовых  вод, что  в  свою  очередь  приводит  к  подтоплению  территории  города.

      В качестве средств инженерной защиты территорий от затопления водами водохранилищ и подтопления грунтовыми водами применяются оградительные дамбы, искусственное повышение поверхности территории подсыпкой или намывом грунта, сооружения по регулированию и отводу поверхностного стока за пределы обвалованной территории (нагорные каналы, дождевая канализация, насосные станции). Системы защитных дренажей, перехватывающих фильтрационный поток со стороны водохранилища и грунтовый поток со стороны водораздела.

      

        
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                         
 
 

                                                 Заключение 

     В курсовой работе рассмотрен  круг вопросов, необходимых при  выборе состава и обосновании  параметров инженерных мероприятий  по защите территории города Брянска от затопления и подтопления. Выполнен  прогноз подтопления территории города водохранилищем и уровней грунтовых вод на защищаемой территории при устройстве берегового дренажа. Назначены параметры дамбы обваловывания, берегового дренажа. нагорных каналов, оборудования насосной станции, что позволяет оценить общую стоимость защитных мероприятий. Анализ исходной информации и результатов расчетов показывает, что водный баланс территории формируется под влиянием природных и техногенных факторов.

      1. В качестве основного мероприятия  инженерной защиты городской территории от затопления проектируем дамбу обвалования незатопляемого типа при отметке  40,0 м. Ширина дамбы по гребню составляет 5,00 м. Высотная отметка гребня дамбы составляет 41,33  м.

      2. Организационный сбор и быстрый  отвод поверхностных вод. Для предупреждения поступления на защищаемую территорию поверхностных вод со стороны водораздела проектируем нагорные каналы. Для организации стока поверхностных вод (ливневых и талых) на самой защищаемой территории предусматриваем закрытую водосточную сеть.

      3.  Для защиты территории от подтопления  грунтовыми водами проектируем  береговой дренаж в виде горизонтальной  закрытой трубчатой дрены. Протяженность береговой дрены составляет 6600 м. Уклоны составляют от 0,001 до 0,002, диаметр труб от 500 до 600 мм.

      4. К организационным мероприятиям  относятся: сокращение эксплуатационных  и аварийных утечек из водонесущих  коммуникаций, нормирование поливов  зелёных насаждений и приусадебных  участков.

      

      Предлагаемые  состав и параметры инженерных мероприятий  обеспечивают защиту от затопления водами водохранилища и понижение уровня грунтовых вод до требуемой величины на всей территории.