5.4.1. Tính toán thủy văn cống dọc
5.5.1.1. Để xác định khẩu độ cống cần phải biết lưu lượng nước thiết kế. Q = Qmưa + Qthải
a) Lưu lượng nước mưa thiết kế của cống thoát nước dọc được tính theo công thức sau:
Qmưa = q. .F (l/s) Trong đó:
Qmưa- lưu lượng nước mưa thiết kế (l/s) q- cường độ mưa rào thiết kế (l/s/ha)
- hệ số dòng chảy
F- diện tích tụ nước mưa mà cống phải thoát (ha).
• Xác định cường độ mưa rào thiết kế (q):
Cường độ mưa rào thiết kế thường được xác định theo số liệu thống kê về lượng mưa từng khu vực. Lượng mưa được biểu thị bằng cường độ mưa rào i (mm/phút), được chuyển đổi thành cường độ mưa rào thiết kế q với đơn vị l/s/ha:
Theo thống kê số liệu thủy văn của khu vực (đo tại trạm Gia Lai): Tháng 6 có lượng mưa trung bình lớn nhất = 298 mm.
Giả sử trường hợp bất lợi là lượng mưa lớn nhất này tập trung trong một ngày và thời gian mưa là 3h. Ta có cường độ mưa rào tính được:
1,66 (mm/phút) ψ ψ 1.10000.1000 q = .i = 167.i (l/s/ha) 1000.60
Vậy cường độ mưa rào thiết kế: q = 167 . i = 167 . 1,66 = 277,22 (l/s/ha)
• Xác định hệ số dòng chảy ( ):
Nước mưa chảy vào đường ống chỉ là một phần của toàn bộ nước mưa. Tỉ số lượng nước mưa chảy vào đường ống và lượng nước mưa toàn bộ là hệ số dòng chảy. Có nhiều nhân tố ảnh hưởng đến hệ số dòng chảy, nhân tố quan trọng nhất là vật liệu phủ mặt đất là tính chất đất.
Ở khu vực đô thị, thường có nhiều vật liệu phủ mặt khác nhau, cho nên hệ số dòng chảy của diện tích tụ nước lấy trị số bình quân, tính theo công thức sau:
Trong đó:
- hệ số dòng chảy bình quân của khu vực.
F1,F2,…Fn - diện tích có vật liệu phủ mặt khác nhau (ha)
- hệ số dòng chảy tương ứng vật liệu phủ mặt, có thể tra được ở bảng 12-2 (Giáo trình Đường và Giao thông đô thị- Nguyễn Khải)
Đối với mặt đường nhựa = 0,9.
Nước mưa không chỉ chảy từ mặt đường mà còn từ mái nhà của nhà dân hai bên đường, từ vỉa hè xuống, do vật liệu lát hè là gạch block cũng là một dạng của bêtông ximăng, do đó hệ số dòng chảy vẫn là: = 0,9.
Vậy hệ số dòng chảy bình quân của khu vực là: = 0,9.
• Xác định diện tích tụ nước mưa mà cống phải thoát (F -ha):
Cống dọc mỗi bên đường thoát nước trong phạm vi mặt đường ở một bên dải phân cách, phạm vi vỉa hè một bên, và lấy ra hai bên nhà dân là 30m. Vậy bề rộng phạm vi tụ nước mưa mà cống dọc phải thoát là:
B = 11.5 + 8.5 + 30 = 50 m. ψ 1 1 2 2 n n 1 2 n ψ .F + ψ .F + ... + ψ .F ψ = F + F + ... + F ψ 1, 2,... n ψ ψ ψ 1 ψ 2 ψ ψ
Chiều dài phạm vi thoát nước cống dọc là: 659 m (lấy bằng chiều dài đoạn dốc lớn nhất).
Vậy diện tích tụ nước mưa mà cống dọc phải thoát là: F = 50× 659 = 32950 ( ) = 3.3 (ha)
Thay các đại lượng đã tính được vào công thức ta tính được lưu lượng mưa thiết kế là:
Qmưa = 277.22× 0.9 ×3.3 = 823.3 (l/s) = 0.82
b) Lưu lượng nước thải sinh hoạt và sản xuất của cống thoát nước dọc Qthải = Qdđ + Qtt
Trong đó:
Qdđ : lưu lượng nước thải sinh hoạt của vùng dân cư (l/s) Qtt : lưu lượng nước thải sản xuất (l/s)
Do trên tuyến không có nhà máy, xí nghiệp nên:
Trong đó
N: dân số tính toán (người)
q: Tiêu chuẩn thải nước (l/ng), q=140 (l/ng) Kc: hệ số không điều hoà chung, K=1,2
• Xác định dân số tính toán
N = ∑β.Fi.ni (người) Trong đó:
ni: mật độ dân số các khu vực dân cư, ni = 100 (người/ha) Fi: diện tích khu vực có mật độ ni, Fi = 2,04 (ha)
∑β: tỷ số diện tích nhà ở đối với diện tích toàn khu phố; ∑β= 0,8 2
m
3m /s m /s
N= ∑β.Fi.ni = 100×2.44×0.8 = 163.2 (người)
Qthải = 163.2×140×1.2/86400 = 0,32 (l/s)
Q = Qmưa + Qthải = 0.82 + 0.32 = 1.14 m3/s.