motto miesiąca:
Wyobraźnia bez wiedzy może stworzyć rzeczy piękne.
Wiedza bez wyobraźni najwyżej doskonałe.
niedziela, 17 grudnia 2017r.


Teoretyczne podstawy hydrauliki sieci

Wytyczne, metoda obliczeniowa

Zalecane metody i obciążenia opadem do obliczeń nowo projektowanych systemów

Obliczenia nowo
projektowanych systemów
Metody czasu przepływu Hydrologiczne modele spływuHydrodynamiczne modele spływu
Krzywa natężenia deszczu,
opad blokowy
zalecane
Opad modelowy Eulera (typ II) możliwemożliwe
Grupa opadów modelowychnie zalecanenie zalecane
Zmierzone serie opadów intensywnychnie zalecanenie zalecane

Zalecane metody i obciążenia opadem do obliczeń sprawdzających istniejących systemów

Obliczenia sprawdzające
istniejących systemów
Metody czasu przepływuHydrologiczne modele spływuHydrodynamiczne modele spływu
Krzywa natężenia deszczu,
opad blokowy
możliwe
Opad modelowy Eulera (typ II)możliwezalecane
Grupa opadów modelowychmożliwezalecane
Zmierzone serie opadów intensywnychmożliwezalecane

Zalecane metody i obciążenia opadem do obliczeń wariantów renowacji

Obliczenia wariantów renowacjiMetody czasu przepływuHydrologiczne modele spływuHydrodynamiczne modele spływu
Krzywa natężenia deszczu,
opad blokowy
możliwe
Opad modelowy Eulera (typ II)możliwemożliwe
Grupa opadów modelowychmożliwemożliwe
Zmierzone serie opadów intensywnychmożliwenie zalecane

Zalecane metody i obciążenia opadem do weryfikacji częstotliwości nadpiętrzeń

Weryfikacja częstotliwości nadpiętrzeńMetody czasu przepływuHydrologiczne modele spływuHydrodynamiczne modele spływu
Krzywa natężenia deszczu,
opad blokowy
nie możliwe
Opad modelowy Eulera (typ II)nie możliwezalecane
Grupa opadów modelowychnie możliwezalecane
Zmierzone serie opadów intensywnychnie możliwezalecane

Obliczanie hydrauliczne sieci kanalizacyjnej dla przepływów ustalonych

Inżynierskie obliczenia sieci kanalizacyjnych opierają się na założeniu, że w przewodzie panuje ruch ustalony jednostajny. Takie założenie pozwala obliczać przepływy w sposób uproszczony rozwiązując równania nieliniowe.

Zalecenia Polskiej Normy PN-EN 752:2008 oraz niemieckich wytycznych DWA-A118:2006 dotyczących częstości deszczu obliczeniowego i dopuszczalnych częstości wylewów z kanałów

Charakterystyka terenuCzęstotliwość występowania
deszczu obliczeniowego
Częstotliwość przepełnienia (wylania)
według PN – EN 752
Częstotliwość przepełnienia (wylania)
według ATV A118
Raz na C lat
Osiedla wiejskie1102
Osiedla mieszkaniowe2203
Centra miasta, przemysł usługi
uwzględniając zjawisko wylania
230Nie częściej niż raz na 5 lat
Centra miasta, przemysł usługi
nie uwzględniając zjawiska wylania
5-
Podziemne urządzenia komunikacyjne,
przejścia dla pieszych
1050Nie częściej niż raz na 10 lat

Szczytowe współczynniki spływu powierzchniowego dla różnych częstotliwości deszczu w zależności od spadku terenu i stopnia uszczelnienia

Stopień uszczelnienia terenu
[%]
Szczytowe współczynniki spływu
Spadki terenu
it ≤ 1%1% < it ≤ 4%4% < it ≤ 10%it > 10%
Częstości obliczeniowe deszczu C, lata
12510125101251012510
0(*)0,000,000,100,310,100,150,30(0,46)0,150,20(0,45)(0,60)0,200,30(0,55)(0,75)
10(*)0,090,090,190,380,180,230,37(0,51)0,230,280,50(0,64)0,280,37(0,59)(0,77)
200,180,180,270,440,270,310,430,560,310,350,550,670,350,430,630,80
300,280,280,360,510,350,390,500,610,390,420,600,710,420,500,680,82
400,370,370,440,570,440,470,560,660,470,500,650,750,500,560,720,84
500,460,460,530,640,520,550,630,720,550,580,710,790,580,630,760,87
600,550,550,610,700,600,630,700,770,620,650,760,820,650,700,800,89
700,640,640,700,770,680,710,760,820,700,720,810,860,720,760,840,91
800,740,740,780,830,770,790,830,870,780,800,860,900,800,830,870,93
900,830,830,870,900,860,870,890,920,860,880,910,930,880,890,930,96
1000,920,920,950,960,940,950,960,970,940,950,960,970,950,960,970,98

Wykresy szczytowych współczynników spływu
Spadek terenu
it ≤ 1%
Współczynniki spływu teren kategoria 1
Spadek terenu
1% < it ≤ 4%
Współczynniki spływu teren kategoria 2
Spadek terenu
4% < it ≤ 10%
Współczynniki spływu teren kategoria 3
Spadek terenu
it > 10%
Współczynniki spływu teren kategoria 4


Z wykresów powyżej wynika, że współczynnik spływu dla metody maksymalnych natężeń jest wielkością liniową, zależną od stopnia uszczelnienia terenu dla danego spadku terenu i częstotliwości wystąpienia deszczu.
Ogólne równanie określające współczynnik spływu będzie miało postać:

Współczynniki spływu

gdzie:
Ψ(100%) — współczynnik spływu dla terenu o stopniu uszczelnienia 100%,
Ψ(0%) — współczynnik spływu dla terenu o stopniu uszczelnienia 0%,
U[%] — procent uszczelnienia terenu [%].

Szczytowe współczynniki spływu użyte w programie

Stopień uszczelnienia terenu
[%]
Szczytowe współczynniki spływu
Spadki terenu
it ≤ 1%1% < it ≤ 4%4% < it ≤ 10%it > 10%
Częstości obliczeniowe deszczu C, lata
12510125101251012510
0(*)0,000,000,100,310,10 0,150,300,460,150,200,450,600,200,300,550,75
10(*)0,090,090,190,380,180,230,370,510,230,280,500,640,280,370,590,77
20 0,180,180,270,440,270,310,430,560,310,350,550,670,350,430,630,80
30 0,280,280,360,510,350,390,500,610,390,430,600,710,430,500,680,82
40 0,370,370,440,570,440,470,560,660,470,500,650,750,500,560,720,84
50 0,460,460,530,640,520,550,630,720,550,580,710,790,580,630,760,87
60 0,550,550,610,700,600,630,700,770,620,650,760,820,650,700,800,89
70 0,640,640,700,770,690,710,760,820,700,730,810,860,730,760,840,91
80 0,740,740,780,830,770,790,830,870,780,800,860,900,800,830,890,93
90 0,830,830,870,900,860,870,890,920,860,880,910,930,880,890,930,96
1000,920,920,950,960,940,950,960,970,940,950,960,970,950,960,970,98

Najkrótsze czasy trwania deszczu miarodajnego w zależności od spadków terenu i stopnia uszczelnienia

Średni spadek terenuStopień uszczelnienia powierzchniMinimalny czas trwania deszczu
it < 1 %≤ 50 %15 minut
> 50 %10 minut
1% ≤ it ≤ 4%10 minut
it > 4 %≤ 50 %10 minut
> 50 %5 minut


Określenie ilości wód opadowych:

Maksymalne natężenie przepływu

gdzie:
Q — maksymalne natężenie przepływu [dm³/s],
Ψ — współczynnik spływu ze zlewni [-],
q — intenywność opadu deszczu [dm³/s/ha],
A — powierzchnia spływu (mierzona w rzucie poziomym) [ha].

Intensywność opadu deszczu wyznaczana jest dla deszczu o czasie trwania równego czasowi przepływu przez sieć.
Czas przepłwu można wyznaczyć w prosty sposób:

1. Należy oblicz przepływ przewodem przy 100% wypełnieniu.

Przepływ dla pełnego przekroju

2. Dla obliczonego przepływu określić prędkość przepływu.

Wykres przepływu
Wykres przepływ

Dla tak obliczonej prędkości należy wyznaczyć czas przepływu przez odcinek. W przypadku, gdy czas przepływu jest mniejszy od najkrótszego czasu trwania deszczu miarodajnego do obliczeń natężenia deszczu, należy przyjąć najkrótszy czas trwania deszczu miarodajnego.
Taki sposób określania czasu przepływu powoduje, że obliczenia można prowadzić w sposób bez iteracyjny. Krótszy czas przepływu powoduje większe natężenie deszczu, a tym samym większy strumień wód opadowych wynika to z krzywych IDF deszczu zamieszczonych poniżej.
IDF deszczu

Dopuszczalne napełnienie wg ATV-DVWK-A110: dla kanałów deszczowch i ogólnospławnych

Napełnienie kanału przy przepływie wód opadowych nie powinno przekraczać 90[%] przepływu przy całkowitym wypełnieniu.
Orientacyjne wartości maksymalnych napełnień kanałów w [%] podano w tabeli poniżej.

L.pSchemat
przekroju
Opis kanałuZalecane maksymalne napełnienie wg ATV-DVWK-A110
dla kanałów deszczowch i ogólnospławnych
[%]
1
Kołowy
kanał kołowy74.6
2
Kołowy podwyższony 20/25
kanał kołowy podwyższony76.0
3
Kołowy podwyższony 20/30
kanał kołowy podwyższony77.4
4
Kołowy 7% osadu
kanał kołowy wypełniony w 7% osadem73.5
5
Kołowy 10% osadu
kanał kołowy wypełniony w 10% osadem73.1
6
Kołowy 14% osadu
kanał kołowy wypełniony w 14% osadem72.7
7
Kołowy 18% osadu
kanał kołowy wypełniony w 18% osadem72.3
8
Kołowy 21% osadu
kanał kołowy wypełniony w 21% osadem72.1
9
Kołowy 24% osadu
kanał kołowy wypełniony w 24% osadem71.9
10
Kołowy 28% osadu
kanał kołowy wypełniony w 28% osadem71.6
11
Kołowy 33% osadu
kanał kołowy wypełniony w 33% osadem71.4
12
Jajowy 20/20
kanał jajowy77.1
13
Jajowy 20/25
kanał jajowy77.3
14
Jajowy 20/30
kanał jajowy79.1
15
Jajowy 20/30 nowy typ
kanał jajowy79.6
16
Jajowy 20/35
kanał jajowy 79.5
17
Jajowy 20/35 podwyższony
kanał jajowy 78.7
18
Jajowy 30/40
kanał jajowy 78.2
19
Arch 1.30
kanał Arch 1.3072.1
20
Arch 1.35
kanał Arch 1.3571.8
21
Arch 1.40
kanał Arch 1.4071.6
22
Arch 1.45
kanał Arch 1.4571.5
23
Arch 1.50
kanał Arch 1.5071.4
24
Arch 1.55
kanał Arch 1.5571.2
25
Arch 1.60
kanał Arch 1.6071.1
26
Arch 1.65
kanał Arch 1.6571.0
27
Arch 1.70
kanał Arch 1.7070.9
28
Arch 1.75
kanał Arch 1.7570.8
29
Podkowiasty
kanał podkowiasty standardowy74.0
30
Podkowiasty B-B
kanał podkowiasty w wersji B-B73.9
31
Podkowiasty M-E
kanał podkowiasty w wersji M-E73.2
32
Hełmowy 40/35
kanał hełmowy 72.9
33
Hełmowy 40/40
kanał hełmowy 73.7
34
Hełmowy 40/50
kanał hełmowy 75.5
35
Eliptyczny poziomy 1.35/1
kanał eliptyczny poziomy 73.3
36
Eliptyczny poziomy 1.45/1
kanał eliptyczny poziomy 72.8
37
Eliptyczny poziomy 1.55/1
kanał eliptyczny poziomy 72.4
38
Eliptyczny poziomy 1.65/1
kanał eliptyczny poziomy 72.1
39
ASTM Arch 1.584/1
ASTM Arch70.8
40
ASTM Arch 1.643/1
ASTM Arch70.8
41
ASTM Eliptyczny poziomy
kanał ASTM eliptyczny poziomy73.2
42
ASTM Eliptyczny pionowy
kanał ASTM eliptyczny pionowy77.3
43
Paraboliczny
kanał paraboliczny71.0
44
Latawcowy
kanał latawcowy77.0
45
Dzwonowy 40/40
kanał dzwonowy 73.4
46
Dzwonowy 40/34
kanał dzwonowy 72.3
47
Dzwonowy 40/30
kanał dzwonowy 72.0
48
Dzwonowy 40/25
kanał dzwonowy 71.2
49
Dzwonowy 40/20
kanał dzwonowy 70.2
50
Beczkowy
kanał beczkowy 75.0
51
Lindley
kanał Lindley 77.0
52
Gruszkowy
kanał gruszkowy75.0
W opracowaniu kolejne przekroje!!!.
Jeżeli nie ma jeszcze przekroju, którym jesteś zainteresowany, skontaktuj się z nami!!!

Wszystkie uwagi dot. działania kalkulatorów oraz pomysły na przydatne kalkulatory, które warto tutaj zamieścić, proszę kierować poprzez formularz kontaktowy.