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 spływu | Hydrodynamiczne modele spływu |
| Krzywa natężenia deszczu, opad blokowy | zalecane | ||
| Opad modelowy Eulera (typ II) | możliwe | możliwe | |
| Grupa opadów modelowych | nie zalecane | nie zalecane | |
| Zmierzone serie opadów intensywnych | nie zalecane | nie zalecane |
Zalecane metody i obciążenia opadem do obliczeń sprawdzających istniejących systemów
| Obliczenia sprawdzające istniejących systemów | Metody czasu przepływu | Hydrologiczne modele spływu | Hydrodynamiczne modele spływu |
| Krzywa natężenia deszczu, opad blokowy | możliwe | ||
| Opad modelowy Eulera (typ II) | możliwe | zalecane | |
| Grupa opadów modelowych | możliwe | zalecane | |
| Zmierzone serie opadów intensywnych | możliwe | zalecane |
Zalecane metody i obciążenia opadem do obliczeń wariantów renowacji
| Obliczenia wariantów renowacji | Metody czasu przepływu | Hydrologiczne modele spływu | Hydrodynamiczne modele spływu |
| Krzywa natężenia deszczu, opad blokowy | możliwe | ||
| Opad modelowy Eulera (typ II) | możliwe | możliwe | |
| Grupa opadów modelowych | możliwe | możliwe | |
| Zmierzone serie opadów intensywnych | możliwe | nie zalecane |
Zalecane metody i obciążenia opadem do weryfikacji częstotliwości nadpiętrzeń
| Weryfikacja częstotliwości nadpiętrzeń | Metody czasu przepływu | Hydrologiczne modele spływu | Hydrodynamiczne modele spływu |
| Krzywa natężenia deszczu, opad blokowy | nie możliwe | ||
| Opad modelowy Eulera (typ II) | nie możliwe | zalecane | |
| Grupa opadów modelowych | nie możliwe | zalecane | |
| Zmierzone serie opadów intensywnych | nie możliwe | zalecane |
Uszeregowanie i ocena przydatności metod obliczeniowych i obciążeń opadem
| Metody czasu przepływu | Hydrologiczne modele spływu | Hydrodynamiczne modele spływu | |
| Krzywa natężenia deszczu, opad blokowy |
Odpływ maksymalny | Zastosowanie nie zalecane | Zastosowanie nie zalecane |
| Opad modelowy Eulera (typ II) | Zastosowanie nie możliwe | Odpływ (wartość maksymalna, hydrogram) |
Odpływ i poziom wody (wartości maksymalne, hydrogramy) |
| Grupa opadów modelowych | Zastosowanie nie możliwe | Odpływ (wartość maksymalna, hydrogram) |
Odpływ i poziom wody (wartości maksymalne, hydrogramy) |
| Zmierzone serie opadów intensywnych | Zastosowanie nie możliwe | Odpływ (wartość maksymalna, hydrogram, statystyka) |
Odpływ i poziom wody (wartości maksymalne, hydrogramy, statystyka) |
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 terenu | Częstotliwość występowania deszczu obliczeniowego | Częstotliwość przepełnienia (wylania) według PN – EN 752 | Częstotliwość przepełnienia (wylania) według ATV A118 |
| Raz na C lat | |||
| Osiedla wiejskie | 1 | 10 | 2 |
| Osiedla mieszkaniowe | 2 | 20 | 3 |
| Centra miasta, przemysł usługi uwzględniając zjawisko wylania | 2 | 30 | Nie częściej niż raz na 5 lat |
| Centra miasta, przemysł usługi nie uwzględniając zjawiska wylania | 5 | - | |
| Podziemne urządzenia komunikacyjne, przejścia dla pieszych | 10 | 50 | Nie 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 | ||||||||||||||||
| 1 | 2 | 5 | 10 | 1 | 2 | 5 | 10 | 1 | 2 | 5 | 10 | 1 | 2 | 5 | 10 | |
| 0(*) | 0,00 | 0,00 | 0,10 | 0,31 | 0,10 | 0,15 | 0,30 | (0,46) | 0,15 | 0,20 | (0,45) | (0,60) | 0,20 | 0,30 | (0,55) | (0,75) |
| 10(*) | 0,09 | 0,09 | 0,19 | 0,38 | 0,18 | 0,23 | 0,37 | (0,51) | 0,23 | 0,28 | 0,50 | (0,64) | 0,28 | 0,37 | (0,59) | (0,77) |
| 20 | 0,18 | 0,18 | 0,27 | 0,44 | 0,27 | 0,31 | 0,43 | 0,56 | 0,31 | 0,35 | 0,55 | 0,67 | 0,35 | 0,43 | 0,63 | 0,80 |
| 30 | 0,28 | 0,28 | 0,36 | 0,51 | 0,35 | 0,39 | 0,50 | 0,61 | 0,39 | 0,42 | 0,60 | 0,71 | 0,42 | 0,50 | 0,68 | 0,82 |
| 40 | 0,37 | 0,37 | 0,44 | 0,57 | 0,44 | 0,47 | 0,56 | 0,66 | 0,47 | 0,50 | 0,65 | 0,75 | 0,50 | 0,56 | 0,72 | 0,84 |
| 50 | 0,46 | 0,46 | 0,53 | 0,64 | 0,52 | 0,55 | 0,63 | 0,72 | 0,55 | 0,58 | 0,71 | 0,79 | 0,58 | 0,63 | 0,76 | 0,87 |
| 60 | 0,55 | 0,55 | 0,61 | 0,70 | 0,60 | 0,63 | 0,70 | 0,77 | 0,62 | 0,65 | 0,76 | 0,82 | 0,65 | 0,70 | 0,80 | 0,89 |
| 70 | 0,64 | 0,64 | 0,70 | 0,77 | 0,68 | 0,71 | 0,76 | 0,82 | 0,70 | 0,72 | 0,81 | 0,86 | 0,72 | 0,76 | 0,84 | 0,91 |
| 80 | 0,74 | 0,74 | 0,78 | 0,83 | 0,77 | 0,79 | 0,83 | 0,87 | 0,78 | 0,80 | 0,86 | 0,90 | 0,80 | 0,83 | 0,87 | 0,93 |
| 90 | 0,83 | 0,83 | 0,87 | 0,90 | 0,86 | 0,87 | 0,89 | 0,92 | 0,86 | 0,88 | 0,91 | 0,93 | 0,88 | 0,89 | 0,93 | 0,96 |
| 100 | 0,92 | 0,92 | 0,95 | 0,96 | 0,94 | 0,95 | 0,96 | 0,97 | 0,94 | 0,95 | 0,96 | 0,97 | 0,95 | 0,96 | 0,97 | 0,98 |
| Wykresy szczytowych współczynników spływu | |
| Spadek terenu it ≤ 1%  |
Spadek terenu 1% < it ≤ 4%  |
| Spadek terenu 4% < it ≤ 10% 
|
Spadek terenu it > 10% 
|
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:
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 | ||||||||||||||||
| 1 | 2 | 5 | 10 | 1 | 2 | 5 | 10 | 1 | 2 | 5 | 10 | 1 | 2 | 5 | 10 | |
| 0(*) | 0,00 | 0,00 | 0,10 | 0,31 | 0,10 | 0,15 | 0,30 | 0,46 | 0,15 | 0,20 | 0,45 | 0,60 | 0,20 | 0,30 | 0,55 | 0,75 |
| 10(*) | 0,09 | 0,09 | 0,19 | 0,38 | 0,18 | 0,23 | 0,37 | 0,51 | 0,23 | 0,28 | 0,50 | 0,64 | 0,28 | 0,37 | 0,59 | 0,77 |
| 20 | 0,18 | 0,18 | 0,27 | 0,44 | 0,27 | 0,31 | 0,43 | 0,56 | 0,31 | 0,35 | 0,55 | 0,67 | 0,35 | 0,43 | 0,63 | 0,80 |
| 30 | 0,28 | 0,28 | 0,36 | 0,51 | 0,35 | 0,39 | 0,50 | 0,61 | 0,39 | 0,43 | 0,60 | 0,71 | 0,43 | 0,50 | 0,68 | 0,82 |
| 40 | 0,37 | 0,37 | 0,44 | 0,57 | 0,44 | 0,47 | 0,56 | 0,66 | 0,47 | 0,50 | 0,65 | 0,75 | 0,50 | 0,56 | 0,72 | 0,84 |
| 50 | 0,46 | 0,46 | 0,53 | 0,64 | 0,52 | 0,55 | 0,63 | 0,72 | 0,55 | 0,58 | 0,71 | 0,79 | 0,58 | 0,63 | 0,76 | 0,87 |
| 60 | 0,55 | 0,55 | 0,61 | 0,70 | 0,60 | 0,63 | 0,70 | 0,77 | 0,62 | 0,65 | 0,76 | 0,82 | 0,65 | 0,70 | 0,80 | 0,89 |
| 70 | 0,64 | 0,64 | 0,70 | 0,77 | 0,69 | 0,71 | 0,76 | 0,82 | 0,70 | 0,73 | 0,81 | 0,86 | 0,73 | 0,76 | 0,84 | 0,91 |
| 80 | 0,74 | 0,74 | 0,78 | 0,83 | 0,77 | 0,79 | 0,83 | 0,87 | 0,78 | 0,80 | 0,86 | 0,90 | 0,80 | 0,83 | 0,89 | 0,93 |
| 90 | 0,83 | 0,83 | 0,87 | 0,90 | 0,86 | 0,87 | 0,89 | 0,92 | 0,86 | 0,88 | 0,91 | 0,93 | 0,88 | 0,89 | 0,93 | 0,96 |
| 100 | 0,92 | 0,92 | 0,95 | 0,96 | 0,94 | 0,95 | 0,96 | 0,97 | 0,94 | 0,95 | 0,96 | 0,97 | 0,95 | 0,96 | 0,97 | 0,98 |
Najkrótsze czasy trwania deszczu miarodajnego w zależności od spadków terenu i stopnia uszczelnienia
| Średni spadek terenu | Stopień uszczelnienia powierzchni | Minimalny 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:
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.
2. Dla obliczonego przepływu określić prędkość przepływu.
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.
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.p | Schemat przekroju | Opis kanału | Zalecane maksymalne napełnienie wg ATV-DVWK-A110 dla kanałów deszczowch i ogólnospławnych [%] |
|---|---|---|---|
| 1 |  | kanał kołowy | 74.6 |
| 2 |  | kanał kołowy podwyższony | 76.0 |
| 3 |  | kanał kołowy podwyższony | 77.4 |
| 4 |  | kanał kołowy wypełniony w 7% osadem | 73.5 |
| 5 |  | kanał kołowy wypełniony w 10% osadem | 73.1 |
| 6 |  | kanał kołowy wypełniony w 14% osadem | 72.7 |
| 7 |  | kanał kołowy wypełniony w 18% osadem | 72.3 |
| 8 |  | kanał kołowy wypełniony w 21% osadem | 72.1 |
| 9 |  | kanał kołowy wypełniony w 24% osadem | 71.9 |
| 10 |  | kanał kołowy wypełniony w 28% osadem | 71.6 |
| 11 |  | kanał kołowy wypełniony w 33% osadem | 71.4 |
| 12 |  | kanał jajowy | 77.1 |
| 13 |  | kanał jajowy | 77.3 |
| 14 |  | kanał jajowy | 79.1 |
| 15 |  | kanał jajowy | 79.6 |
| 16 |  | kanał jajowy | 79.5 |
| 17 |  | kanał jajowy | 78.7 |
| 18 |  | kanał jajowy | 78.2 |
| 19 |  | kanał Arch 1.30 | 72.1 |
| 20 |  | kanał Arch 1.35 | 71.8 |
| 21 |  | kanał Arch 1.40 | 71.6 |
| 22 |  | kanał Arch 1.45 | 71.5 |
| 23 |  | kanał Arch 1.50 | 71.4 |
| 24 |  | kanał Arch 1.55 | 71.2 |
| 25 |  | kanał Arch 1.60 | 71.1 |
| 26 |  | kanał Arch 1.65 | 71.0 |
| 27 |  | kanał Arch 1.70 | 70.9 |
| 28 |  | kanał Arch 1.75 | 70.8 |
| 29 |  | kanał podkowiasty standardowy | 74.0 |
| 30 |  | kanał podkowiasty w wersji B-B | 73.9 |
| 31 |  | kanał podkowiasty w wersji M-E | 73.2 |
| 32 |  | kanał hełmowy | 72.9 |
| 33 |  | kanał hełmowy | 73.7 |
| 34 |  | kanał hełmowy | 75.5 |
| 35 |  | kanał eliptyczny poziomy | 73.3 |
| 36 |  | kanał eliptyczny poziomy | 72.8 |
| 37 |  | kanał eliptyczny poziomy | 72.4 |
| 38 |  | kanał eliptyczny poziomy | 72.1 |
| 39 |  | ASTM Arch | 70.8 |
| 40 |  | ASTM Arch | 70.8 |
| 41 |  | kanał ASTM eliptyczny poziomy | 73.2 |
| 42 |  | kanał ASTM eliptyczny pionowy | 77.3 |
| 43 |  | kanał paraboliczny | 71.0 |
| 44 |  | kanał latawcowy | 77.0 |
| 45 |  | kanał dzwonowy | 73.4 |
| 46 |  | kanał dzwonowy | 72.3 |
| 47 |  | kanał dzwonowy | 72.0 |
| 48 |  | kanał dzwonowy | 71.2 |
| 49 |  | kanał dzwonowy | 70.2 |
| 50 |  | kanał beczkowy | 75.0 |
| 51 |  | kanał Lindley | 77.0 |
| 52 |  | kanał gruszkowy | 75.0 |
| W opracowaniu kolejne przekroje!!!. Jeżeli nie ma jeszcze przekroju, którym jesteś zainteresowany, skontaktuj się z nami!!! |
|||