Реконструкція комплексу гідротехнічних споруд на системі водовідведення м. Бар Вінницької обл. (15,8 тис. мешканців) та дослідження гідрографів притоку дощових стічних вод з лінійних в плані урбанізованих басейнів стоку з урахуванням змінної швидкості течії
Автор: Дяків Денис Сергійович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Гідротехнічне будівництво, водна інженерія та водні технології
Інститут: Інститут будівництва та інженерних систем
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2020-2021 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Дяків Д.С., Вербовський О.В. (керівник). Реконструкція комплексу гідротехнічних споруд на системі водовідведення м. Бар Вінницької обл. (15,8 тис. мешканців) та дослідження гідрографів притоку дощових стічних вод з лінійних в плані урбанізованих басейнів стоку з урахуванням змінної швидкості течії. Магістерська кваліфікаційна робота. – Національний університет «Львівська політехніка», Львів, 2020. Розширена анотація. На основі аналізу роботи системи водовідведення м. Бар Вінницької обл. (15,8 тис. мешканців) було розроблено проект реконструкції комплексу гідротехнічних споруд розташованих на даній системі. Проектом передбачається облаштування повної роздільної системи водовідведення із її розширенням, а також заміну застарілих та зношених її елементів. При гідравлічному розрахунку господарсько-виробничої системи водовідведення було встановлено витрати стічних вод на окремих ділянках мережі, швидкості руху стічних вод на цих ділянках, а також похили та діаметри каналізаційних колекторів. Окремо було проведено розрахунок системи відведення поверхневих стічних вод. Визначено площі поверхневого стоку, а також максимальні витрати дощових стічних вод в залежності від часу їх концентрації та типу покриття басейна стоку. Виконано також дослідження гідрографів притоку дощових стічних вод з лінійних в плані урбанізованих басейнів стоку з урахуванням змінної швидкості течії. Гідрограф притоку – графічна залежність витрати дощового стоку в даному перерізі від часу. Гідрографи притоку є визначальним при гідравлічному розрахунку мереж та споруд систем дощового водовідведення. В Україні для розрахунку водовідвідних систем і споруд використовується лінійна модель концентрації дощового стоку. Вона лежить в основі існуючих методик побудови гідрографів при розрахунку ємнісних споруд систем дощового водовідведення [1]. У закордонній науковій та інженерній літературі найпоширенішим є так званий метод одиничного гідрографа (Unit hydrograph methods) [2]. Одиничний гідрограф – це гідрограф, утворений одиничним об’ємом дощового стоку, спричиненого дощем певної тривалості. Розглянуті у літературному огляді методи розрахунку гідрографів притоку дощових стічних вод з роблять припущення, швидкість течії поверхневого стоку є однаковою по всій площі басейна та незмінною в часі. Для реальних ж басейнів стоку умова постійності швидкості по довжині потоку не виконується. У роботі [3] представлено методику визначення часу поверхневої концентрації дощового стоку з лінійних в плані басейнів стоку для дощів постійної в часі інтенсивності з урахуванням збільшення швидкості течії стічних вод по довжині басейна стоку. Проте у даній роботі не враховується зворотній вплив часу концентрації на інтенсивність розрахункового дощу. Натомість методики [4, 5], яка часто використовуються у закордонній інженерній практиці, враховує зворотний взаємозв’язок інтенсивності та часу випадання дощу. Взаємозв’язок між цими величинами представляється у вигляді типових кривих залежності інтенсивності випадання дощу від його тривалості та від періоду повторюваності. В рамках даної магістерської роботи проведено дослідження гідрографів притоку дощових стічних вод з лінійних в плані урбанізованих басейнів стоку з урахуванням змінної швидкості течії. Отримано залежність для обчислення розрахункової витрати дощових стічних вод з лінійних у плані басейнів стоку з постійним поздовжнім похилом, який враховує змінну по довжині басейна швидкість течії, а також взаємовплив інтенсивності випадання дощу та часу концентрації поверхневого стоку. В ході чисельного експерименту отримано типові гідрографи притоку з прямокутних у плані басейнів стоку з різними співвідношеннями їх довжини та ширини. Об’єкт дослідження – комплекс гідротехнічних споруд на системі водовідведення м. Бар та гідрографи притоку дощових стічних вод. Предмет дослідження – проектування сучасного комплексу гідротехнічних споруд на системі водовідведення, а також методи розрахунку гідрографів дощового стоку. Мета дослідження: реконструкція комплексу гідротехнічних споруд на системі водовідведення м. Бар та дослідження гідрографів притоку дощових стічних вод з лінійних в плані урбанізованих басейнів стоку з урахуванням змінної швидкості течії. Результати дослідження. Виконано аналіз літературних джерел щодо методів розрахунку гідрографів притоку дощових стічних вод. Проведено дослідження гідрографів притоку дощових стічних вод з лінійних в плані урбанізованих басейнів стоку з урахуванням змінної швидкості течії. Отримано залежність для обчислення розрахункової витрати дощових стічних вод з лінійних у плані басейнів стоку з постійним поздовжнім похилом з урахуванням зміни по довжині басейна швидкість течії та взаємовплив інтенсивності випадання дощу та часу концентрації поверхневого стоку. Побудовано типові гідрографи притоку з прямокутних у плані басейнів стоку з різними співвідношеннями їх довжини та ширини. Ключові слова: дощовий стік, гідрограф притоку, час концентрації, розрахункова витрата, інтенсивність дощу. Перелік використаних літературних джерел. 1. Алексеев, М.И. (2000). Организация отведения поверхностного (дождевого и талого) стока с урбанизированных территорий: Учеб. Пособие, М.: Изд-во АСВ; СПб., СПбГАСУ, 2000, 352 с. 2. Birkel, C., Barahona, A. C. (2019). Rainfall-Runoff Modeling: A Brief Overview. Reference Module in Earth Systems and Environmental Sciences. DOI: 10.1016/B978-0-12-409548-9.11595-7 3. Жук, В.М. (2007). Гідрографи притоку для дощів постійної в часі інтенсивності та лінійних басейнів стоку. Вісник Нац. ун-ту “Львівська політехніка”, “Теорія і практика будівництва", № 602, с. 61–65. 4. Guo, J.C.Y. (2005). Kinematic Wave Unit Hydrograph for Storm Water Prediction. ASCE Journal of Irrigation and Drainage Engineering, Vol. 132 (4), p. 410–417. 5. Mays, L.W. (2001). Stormwater collection systems design handbook. McGraw-Hill Professional, 2001, 1008 p.