Введение
Цель выполнения контрольной работы, практических заданий и самостоятельной работы - закрепить и углубить знания, полученные студентами при изучении дисциплины «Градостроительство».
Заданием контрольной работы есть: на основании выданного плана города разработать схему его вертикального планирования, запроектировать сливную сеть города, выполнить гидрологический и гидравлический расчеты сливной канализации, построить продольный профиль коллектора сливной канализации.
Раздел 1. Краткая характеристика территории
Территорию Херсонской области под будущий город можно охарактеризовать как условно благоприятной. Естественный средний уклон в целом по территории 2% . Характеризуется наличием огромного количества водоразделов и водостоков, особенно в Западной и Центральной части. Большее количество единиц солнечной радиации попадает на северные склоны. Для жилой застройки пригодной является территория с уклоном от 0,05-5%, для промышленной 0, 03-3%.Территория возле реки затапливаема, поэтому улицы желательно прокладывать на расстоянии не менее 200 м от реки. Рельеф неблагоприятный, следовательно обеспечивать сток за счет равенства объемов насыпи и выемки невыполнимо, срезка и насыпь увеличиваются в 1,5-2 раза. За счет этого будем использовать перпендикулярно-радиальную схему водоотвода.
Раздел 2. Проектирование схемы вертикального плана города
Вертикальная планировка решает задачи организации нового рельефа, который обеспечивает поверхностный сток осадков и условия, исключающие водную и ветровую эрозию почвы, сохраняет почвенный покров и предотвращает ухудшение условий произрастания зеленых насаждений. роме того, вертикальная планировка создает благоприятные условия для передвижения посетителей и размещения зданий и сооружений.
Объем и характер работ по вертикальной планировке определяются функциональным назначением объекта, его расположением в населенном пункте, размером и природными условиями выделяемого участка. При выполнении вертикальной планировки необходимо добиваться максимального эффекта выразительности при минимальном изменении рельефа и перемещении земляных масс. Это значительно снижает сметную стоимость строительства и позволяет сохранить мощности для других работ.
Технико-экономические показатели эффективности земляных работ следующие:
- наименьший объем работ;
- баланс земляных работ;
- показатель перемещения грунта из выемок в насыпи по оптимальной транспортной схеме.
Основными методами проектирования вертикальной планировки садово-паркового объекта являются:
- схема вертикальной планировки;
- метод проектных профилей;
- метод проектных (красных) горизонталей.
Решению задач вертикальной планировки должны предшествовать изучение и анализ существующего рельефа территории как основы проектирования. Рельеф изображают в виде плана в горизонталях - условных линиях, являющихся проекциями воображаемых линий пересечения естественного рельефа с горизонтальными плоскостями. Эти плоскости размещают (по высоте) на определенных расстояниях одну от другой. На горизонталях указывают их высотные отметки, отсчитываемые от абсолютного нуля (уровень Балтийского моря) или от другого условно принятого уровня. Проекция на горизонтальную плоскость линии между смежными отметками называется заложением горизонтали. В плане расстояния между горизонталями одного вертикального сечения рельефа:
- на склонах с одинаковым падением поверхности - равны;
- на крутых скатах, обрывистых берегах и откосах - сближаются;
- на пологих поверхностях - увеличиваются.
Горизонтали разных отметок, слившиеся на плане, показывают вертикальное падение рельефа (обрыв, стена). Отметки существующего рельефа, отраженные на горизонталях топографических и геодезических планов и подоснов, называют черными.
Разность отметок между двумя соседними горизонталями называют шагом горизонталей или высотой сечения рельефа. Отметку любой точки на плане определяют методом интерполяции. Для этого через данную точку проводят прямую, перпендикулярную ближайшей горизонтали, и по ней измеряют расстояния между горизонталями и нижележащей горизонталью и точкой. Искомую отметку определяют по формуле:
H = На + (Нb- На)l1/l
где На - отметка нижележащей горизонтали; Нb - отметка вышележащей горизонтали; l1 - расстояние между искомой точкой и нижележащей горизонталью, м; l - расстояние между горизонталями, м.
Отметки нового рельефа поверхности называют красными или проектными отметками, а горизонтали, проходящие через них, красными или проектными горизонталями.
Работ по проектированию вертикальной планировки территории города проводятся, как правило, при разработке генеральных планов горизонтальной планировки и только в условиях наиболее сложного рельефа могут корректироваться проектами детальной планировки. Этой работе предшествует получение подосновы с исходными материалами: архитектурно-планировочное задание и решение; материалы изысканий (геодезические, гидрологические); данные о типах инженерных сетей, подземных коммуникаций и наземных сооружений и расположение их в плане; описание внешней ситуации и главное расположение насаждений - их соответствие будущему замыслу проекта.
Схему вертикальной планировки разрабатывают на геодезической подоснове и генеральном плане объекта с учетом материалов изысканий. Масштаб схемы города парков принимают 1:10000
При составлении схемы вертикальной планировки находят проектные (красные) отметки в точках пересечения осей дорожек и в местах изменения рельефа по трассе дорожек, а также проектные продольные уклоны. Проектные продольные уклоны определяют по формуле
i = (Нb- На)l,
где На - низкая отметка пересечения дорог или перелома рельефа; Нb - то же, высокая; l- расстояние между этими точками, м.
Значение полученного уклона определяют до тысячных долей, по нему уточняют отметки в рассматриваемых точках. Уклоны поверхностей часто не соответствуют проектным уклонам, тогда их создают срезкой грунта на одних участках и подсыпкой на других. Разность между красной и черной отметками определяют как рабочую отметку. Положительная отметка (+) означает подсыпку грунта, а отрицательная (-) - срезку.
При таком подсчете земляных работ выбирается оптимальный вариант расположения всех элементов на плане. Окончательная схема вертикальной планировки разрабатывается на втором, основном этапе.
Раздел 3. Размещение сливовой сети города
Устройство канализации. Канализация - это система труб и каналов, проложенных под землей под определенным уклоном друг к другу. По ним самотеком удаляются дождевые, талые и сточные воды. Важным показателем при разработке проекта канализации является расход воды
Канализационно-ливневневая служит: для отвода атмосферных осадков от зданий и сооружений, дорог и площадок с твердым или мягким верхним покрытием. Канализационно-ливневую сеть рассчитывают так, чтобы преимущественно самотеком по кратчайшему направлению вывести сток с объекта. Иногда из-за особенностей местного рельефа и точек приема стоков в городской канализации устраивают напорные передаточные трубопроводы со станцией перекачки для подачи сточных вод до точки водораздела, откуда они могут уйти самотеком по продолжению трубопровода.
Канализационно-ливневая сеть состоит из:
- внутридворовой, собирающей сток с территории двора у здания, сооружения (диаметр трубопровода 125- 150мм, i = 0,006-0,008);
- объединенной, собирающей сток с территории нескольких дворов и заканчивающейся на выходном контрольном колодце (диаметр трубопровода 150-250 мм; i = 0,004-0,005);
- присоединительной ветки, направленной от контрольного колодца объединенной сети до смотрового колодца магистрального канала (диаметр трубопровода 200-250мм, i = 0,005).
По всей канализационно-ливневой сети устанавливают различные по назначению бетонные колодцы:
- смотровые - для прочистки засорений в сети и коллекторах. Располагают их при трубах диаметрами 100, 125, 150-600 мм через каждые 35, 40 и 50 м соответственно. Колодцы должны быть закрыты сверху крышкой без отверстий;
- дождеприемные или ливневые - для приема (перехвата) поверхностных вод (расположение то же).
Раздел 4. Гидрологический и гидравлический расчет коллектора сточной сети
1) Гидрологический расчет коллектора.
Выбираем коллектор длиной приблизительно 2000 м.
Определяем площади бассейнов стока для каждого участка коллектора:
F1=13,5 га
F2=13,5 +26 =39,5 га
F3=13,5 +26 +56=95,5 га
F4=13,5 +26 +56+15=110,5 га
Площади бассейнов стока на всех участках не превышают 300 га, поэтому η на всех участках равна 1.
Коэффициент стока принимаем средним:
ψ=0,75
2) Для заданного климатического района(Херсонская область) по картам принимаем
такие значения параметров
q20=90л\c на га C=1,0 n=0,65
3) Период одноразового превышения расчетной интенсивности дождя:
р=1 год
4) Рассчитываем параметр А по формуле:
0, 65
А=20ª*q20*(1+C*lgp)=20 *90*(1+1,0*0)=701
5) Период начальной концентрации стока t0=5 мин=300 с, так как есть внутриквартальная сеть сливной канализации.
6) Находим время пробега воды лотками до начала коллектора- t1
t1=1,25*lл\Vл=1,25*250\0,7=446 с
7) Коэффициент r, зависящий от n:
R=2,3
8) Рассчитываем длительность пробега воды коллектором- t2 от начала до конца рассчитываемого участка:
На первом участке t2¹=r∑lтр.\ Vтр.=2*100\0,7=286 с
На втором участке t2²=r∑lтр.\ Vтр.=2*100+1000\0,7=3143с
На третьем участке t3³=r∑lтр.\ Vтр.=2*100+1000+700\0,7=5143 с
На четвертом участке t4ª=r∑lтр.\ Vтр.=2*100+1000+700+200\0,7= 5714 с
9) Находим расчетную продолжительность дождя:
На первом участке tр¹= t0+ t1+1,2*t2=300+446+1,2*286 =1089,2 с
На втором участке tр²= t0+ t1+1,2*t2=300+446+1,2*3143=4517,6 с
На третьем участке tр³= t0+ t1+1,2*t2=300+446+1,2*5143= 6917,6 с
На четвертом участке tрª= t0+ t1+1,2*t2== 300+446+1,2*5714 =7602,8 с
0) Находим расчетную интенсивность дождя:
0,65
На первом участке q1= A\( tр¹)ª=701\( 1089,2)=7,44 л\с
0,65
На втором участке q1= A\( tр²)ª=701\( 4517,6)=2,95 л\с
0,65
На третьем участке q1= A\( tр³)ª=701\( 6917,6)=2,24 л\с
0,65
На четвертом участке q1= A\( tрª)ª=701\( 7602,8)=2,11 л\с
11) Находим расчетные затраты сливной воды:
Qp=q*ψ*F*η
Qp-расчетные потери сливной воды, л\с ;м³\с;
q-расчетная интенсивность дождя, л\с на 1 га;
Ψ- коэффициент стока;
F-площадь бассейна стока,га;
η-коэффициент, который учитывает неравномерность выпадения дождя на площади бассейна стока
На первом участке Q¹p=q1*ψ*F1*η=7,44*0,75* 13,5*1=75,33 л\с
На втором участке Q²p=q2*ψ*F2*η=2,95*0,75* 39,5 *1=87,39 л\с
На третьем участке Q³p=q3*ψ*F3*η=2,24*0,75* 95,5 *1=160,44 л\с
На четвертом участке Q4p=q4*ψ*F4*η=2,11*0,75* 110,5 *1=174,9 л\с
12) По таблицам Лукиных подбираем диаметры труб коллектора:
На первом участке ø 350 мм
На втором участке ø 350 мм
На третьем участке ø 400 мм
На четвертом участке ø 400 мм
Гидравлический расчет коллектора.
1) В зависимости от диаметров находим гидромодули скорости Wv и пропускную способность трубы Кq:
На первом участке ø 350 мм, Wv=14,2 Кq=1,431
На втором участке ø 350 мм, Wv=14,2 Кq=1,431
На третьем участке ø 400 мм, Wv=15,55 Кq=1,954
На четвертом участке ø 400 мм, Wv=15,55 Кq=1,954
2) Расчет скорости потока в трубе
На первом участке V= Wv\√i=14,2√0,010 =1,42 м/с
На втором участке V= Wv\√i=14,2√ 0,009=1,34 м\с
На третьем участке V= Wv\√i=15,55 √ 0,006=1,2 м\с
На четвертом участке V= Wv\√i= 15,55 √ 0,009=1,48 м\с
3) Вычисляем пропускную способность трубы при полном напоре и самоспласплавном режиме:
На первом участке Qпр.= Kq\√i=1,431√0,010 =0,431м³\с=431 л\с
На втором участке Qпр = Kq\√i=1,431 √ 0,009=0,136 м³\с=136 л\с
На третьем участке Qпр = Kq\√i=1,954√ 0,006=0,15 м³\с =150 л\с
На четвертом участке Qпр = Kq\√i= 1,954√ 0,009=0,19 м³\с =190 л\с