prikupljanje kišnog oticaja...2 pristupi modeliranju:-klasičan pristup–formiranje i prikupljanje...
Post on 20-Jan-2020
16 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Univerzitet u Beogradu
Građevinski fakultet
Institut za hidrotehniku i vodno ekološko inženjerstvo
Prikupljanje kišnog oticaja
Miloš Stanić
2016/17
2
Pristupi modeliranju:- klasičan pristup – formiranje i prikupljanje oticaja i tečenje kroz
kanalizacionu mrežu su “nezavisni” procesi
Pristupi modeliranju
manhole
pavement
gutter
pipe
road
way
pav
emen
t
gutter
inlet
inlet
inletinlet
yard
surfacenetworknode(crossroads)
link
betw
een
two
over
lapp
ing
node
s
(’eq
uiva
lent
inle
t’)
undergroundnetworknode(manhole)
undergroundnetworklink (pipe,pump, weir)
surfacenetworklink(street channel)
3
H ¢ Z
¢ Z
Zt Zt Zt
¦ < Z t Z ¦ < Z < t ¦ > Z
Pristupi modeliranju
Pristupi modeliranju:- dve mreže (površinska-ulice i podzemna-
kolektori), koje su međusobno povezane i formiraju jedinstven model (“dual drainage”)
4
Kriterijum za projektovanje:U uslovima “merodavnih padavina”, sistem za prikupljanje i odvođenje kišnog oticaja treba da obezbedi da se voda “ne zadržava” na
ulicama i da “slobodno otiče” kolektorima
Prikupljanje i odvodjenje kišnog oticaja
open-channelflow:
dry terrain
empty pipes
pressurizedflowin pipes
interactionbetweentwo flows
on surfa
ce
in pipes
beforerainfall:
hydraulic
gradient
Faze oticanja
Vreme (h)
Najčešći problem u našim uslovima:Kišni oticaj se zadržava na površini terena a kolektori su prazni - problem sa prikupljanjem kišnog oticaja.
5
Prikupljanje kišnog oticaja sa puteva i ulica
Za zahvatanje kišnice na ulicama i uvođenje u kanalizaciju postavljaju se slivnici, sa rešetkom uz ivičnjak ili porečno - preko kolovoza, zavisno od očekivanog proticaja kišnice i drugih uslova. Broj i položaj slivnika mora biti usklađen sa nivelacionim rešenjem saobraćajnice.
Mora se obratiti pažnja na konstrukciju i fundiranje slivnika i na kapacitet odvodnih organa. Oni su izloženi velikom opterećenju pa može doći do znatnih deformacija kolovoza, smetnji u saobraćaju i oštećenja slivnika i odvoda u kanalizaciju.
6
Faktori koji utiču na efikasnost i položaj slivnika:
Prikupljanje kišnog oticaja sa puteva i ulica
Različiti su tipovi i konstrukcija slivnika. Najčešće se primenjuju slivnici sa rešetkom na površini kolovoza, pored ivičnjaka trotoara. Kritičan element za prijemnu moć slivnika je slivnička rešetka.
Prema eksperimentalnim laboratorijskim istraživanjima prijemna moć slivnika zavisi od konstrukcije i položaja slivničke rešetke, od njene zapušenosti otpacima sa ulice, o oblika rigola pored ivičnjaka i podužnog i poprečnog nagiba kolovoza.
Zaključci istraživanja pružaju sledeće preporuke:
slivničku rešetku postaviti tako da su otvori paralelni sa ivičnjakom, tj. u pravcu toka vode (problem sa biciklističkim saobraćajem);
gornja površina rešetke ne sme biti viša od površine kolovoza;
efikasnost slivnika (odnos proticaja koji slivnik prima i onoga koji dotiče) raste sa povećanjem poprečnog nagiba kolovoza, za konstantan podužni nagib;
efikasnost slivnika opada sa povećanjem dotoka, iako prijemna moć raste;
efikasnost slivnika raste sa povećanjem podužnog nagiba, ali samo do izvesne mere, posle čega opada;
bolje je postaviti jednostruke rešetke na manjem razmaku nego udvojene rešetke - udvajanjem se efikasnost nedovoljno povećava.
7
Faktori koji utiču na efikasnost i položaj slivnika:
Prikupljanje kišnog oticaja sa puteva i ulica
6m 6m
H (14m)
YDT
Crossection
A
Velike staklene zgrade su uzrok dodatnog oticaja u slučaju da kiša pada pod nekim uglom α, čime se stvara dodatna slivna površina. А α predstavlja dodatnu slivnu površinu usled čega se rastojanje između slivnika smanjuje (cca 30% na ovoj lokaciji).
8
Detalj veze slivnika i šahta
Prikupljanje kišnog oticaja sa puteva i ulica
9
Faktori koji utiču na zadržavanje vode na kolovozu su:
- poprečni i podužni pad kolovoza- rastojanje između slivnika- intenzitet kiše - hrapavost kolovozne površine
Prikupljanje kišnog oticaja sa puteva i ulica
10
Kriterijumi za projektovanje kod autoputeva
0.01
0.1
1
10
1 10 100 1000
Trajanje kiše (min)
Inte
nzitet kiš
e (
mm
/min
)
T = 2 god
T = 5 god
T = 10 god
T = 20 god
T = 50 god
T = 100 god
Propisuje se dozvoljena širina plavljenja kolovoza (b), pri padavinama zahtevanog povratnog perioda (T)
Izbor kriterijuma zavisi od:- projektovane računske brzine- očekivanog obima saobraćaja- potrebnog ulaganja u sistem
Autoput i putevi sa računskom brzinom većom od 75 km/h –dozvoljeno plavljenje samo zaustavne trake i T=10 g
Putevi nižeg ranga – dozvoljeno plavljenje polovine vozne trake i T=5g
11
Prikupljanje kišnog oticaja kod autoputeva
Tipski poprečni profil autoputa:
12
Prikupljanje kišnog oticaja sa puteva i ulica
Elementi geometrije trase od interesaza prikupljanje kišnog oticaja
Podužni pad (Sp) – min 0.5%, na kratkim deonicama 0.3%
Poprečni pad (Sx) – min 1.5%, max 2.5%; za put sa više traka u jednom smeru, za svaku narednu traku pad se povećava za 0.5 do1% do max 4%.
Širina kolovoza (B)
13
Prikupljanje kišnog oticaja sa puteva i ulica
Tečenje uz ivičnjak
Tri tipa kanaleta (rigol):
a) Trougaoni poprečni presek
b) Produbljeni poprečni presek
c) Kanalete sa obostranim nagibom
• Uobičajene vrednosti za produbljeni poprečni presek su:
30 60
8 12%
w cm
a w
Proračun propusne sposobnosti kanalete (Q):
14
Prikupljanje kišnog oticaja sa puteva i ulica
Tečenje uz ivičnjak
Proračun propusne sposobnosti složenog preseka - tip b):
0
0
3/8
1
315.0
E
EQQ
ShSn
Q
QQQ
sw
ps
x
s
sw
1
3/80
1)1/
/1(
/1
/
wb
SS
SSE
waSS
xw
xw
xw
QEQQEQ sw )1(; 00
15
Prikupljanje kišnog oticaja sa puteva i ulica
Tečenje uz ivičnjak
Proračun propusne sposobnosti složenog preseka - tip b):
PRIMER
mw
cma
mb
S
smn
S
p
x
6.0
5
6.1
014.0
015.0
022.0
3/1
smE
E
waSS
smQ
mh
mwbb
s
xw
s
s
s
/0366.01
883.0
11.0/
/0043.0
022.0022.01
0.1
3
0
0
3
Za slučaj da je Sw=Sx:
Rešenje
smE
b
wE
s /015,01
714,0)1(1
3
0
3/8
0
16
Prikupljanje kišnog oticaja sa puteva i ulica
SlivniciTri tipa slivnika:
1) Slivnici uz ivičnjak:
Sa paralelnim otvorima
Sa normalnim otvorima
2) Slivnici sa otvorima u ivičnjaku
3) Kombinovani
17
Prikupljanje kišnog oticaja sa puteva i ulica
Efikasnost slivnikaQ
QE i
Efikanost zavisi od:
elemenata geometrije trase
(podužni Sp i poprečni pad Sx)
Tipa slivnika i geometrije
(širine w i dužine L)
Dotoka Q
18
Prikupljanje kišnog oticaja sa puteva i ulica
Proračun efikasnosti slivnika
Q
QE i
Dotok Q se deli na čeoni Qw i bočni Qs :
Deo protoka koji prihvata slivnik (Qi) zavisi od efikasnosti prijema čeonog (Rw) i bočnog dotoka (Rs):
QEQ
QEQ
s
w
)1( 0
0
)1( 00 ERERE
QRQRQ
sw
sswwi
19
Prikupljanje kišnog oticaja sa puteva i ulica
Proračun efikasnosti slivnika
Koeficijent efikasnosti prijema čeonog dotoka (Rw)
0
00
1
)(295.01
vv
vvvvRw
• v - brzina toka Q koji stiže do slivnika• vo - maksimalna brzina, čijim se prevazilaženjem smanjuje efikasnost slivnika
20
Prikupljanje kišnog oticaja sa puteva i ulica
Proračun efikasnosti slivnika
Koeficijent efikasnosti prijema bočnog dotoka (Rs)
3.2
8.10828.01
1
LS
vR
x
s
PRIMER
mL
mw
cma
mb
S
smn
S
p
x
6.0
6.0
5
6.1
014.0
015.0
022.0
3/1
smQEQ
ERERE
R
R
smv
mwaSb
A
smQ
E
i
sw
s
w
x
/033.0
89.0)1(
10.0
0.1
/85.0
043.022
/0366.0
883.0
3
00
22
3
0
Za slučaj da je Sw=Sx:
smQEQ
E
smQ
E
i /012.0
77.0
/015.0
714.0
3
3
0
Rešenje
21
Prikupljanje kišnog oticaja sa puteva i ulica
Efikasnost slivnika se može sračunati na sledeći način:
Deo protoka koji prihvata slivnik:
iQ E Q
3b iQ Q Q Q
Deo protoka koji slivnik ne može da prihvati:
Rastojanje između slivnika mora biti određeno tako da ne dolazi do povećanja Qb:
is
k
QL
B i C
Koraci u proračunu efikasnosti slivnika
),,();,(
)1(
0
00
LSvRRvvRR
ERERE
xssww
sw
22
Prikupljanje kišnog oticaja sa puteva i ulica
Iterativan proračun rastojanja izmedju slivnika
Protok koji se prikuplja između dva slivnika (Racionalna teorija):
i k sQ i C B L
Maksimalna vrednost protoka za to= tk: 1 2o o ot t t
Proračun se sprovodi iterativno:
Iteracija tk ... to
1 tk1=2 min to
1
2 tk2=to1 to
2
...
n
3.04.0
6.06.0
1 36.1Si
nBt
e
so
2
xps
2
p
2
x
SS1BB
SSS
)/(
a
s
v
Lt 02
t01 - vreme putovanja do ivičnjaka: t02 - vreme putovanja duž ivičnjaka:
23
Prikupljanje kišnog oticaja sa puteva i ulica
1/3
11.5
2%
3%
0.012
0.9
x
p
B m
S
S
n m s
C
Karakteristike kolovoza Karakteristike slivnika Zavisnost ik (tk, Tp=10 god)
0.862
25.08
8.65k k
k
i tt
Kriterijumi za projektovanje
1. Širina plavljenja manja od širine zaustavne trake koja iznosi 2.75 m
2. Efikasnost slivnika ne sme biti manja od 2/3
PRIMERUlazni podaci:
mL
mw
mLs
5.0
5.0
25
Proračun rastojanja izmedju slivnika
24
Prikupljanje kišnog oticaja sa puteva i ulica
Proračun rastojanja izmedju slivnika
PRIMER
Postupak iterativnog proračuna:
(Za početak proračuna se pretpostave to i E)
1. Merodavni intezitet kiše ik(tk=to)
2. Primenom Racionalne teorije Qi a zatim i Qb i Q
3. Proračun novog vremena koncentracije to=to1+to2
4. Proračun efikasnosti slivnika E(Rw, Rs)
Rezultati:
1. to = 1.54 min
2. bmax = 1.56 m < 2.75 m
3. E = 0.66 <= 2/3
top related