СП 32.13330.2018 · п. 6.2.1Методика расчёта и верификацияКак сервис считает расход дождевого стока, откуда взяты все константы формулы, и как мы проверяем, что расчёт не сломался при очередном изменении кода.
23климатических района СП 32.13330.2018
~970метеостанции в справочнике q20
3/7констант сверено с первоисточником
Метод предельных интенсивностей
Расход дождевых вод определяется методом предельных интенсивностей в соответствии с п. 6.2.1 СП 32.13330.2018. Формула и все промежуточные величины ниже переиспользуются в трёх местах — на экране расчёта, в выгрузке отчёта и в самом сервисе, — которые должны сходиться в одинаковый результат.
1Расход дождевых вод
qr = (Zmid · A^1.2 · F) / tr^(1.2·n − 0.1)
A, n
параметры, характеризующие соответственно интенсивность и продолжительность дождя для конкретной местности
Zmid
среднее значение коэффициента покрова, характеризующего поверхность бассейна стока — средневзвешенное по видам поверхности водосбора
F
расчётная площадь стока, га
tr
расчётная продолжительность дождя — время протекания дождевых вод по поверхности и трубам до расчётного участка
2Параметр интенсивности A
A = q20 · 20^n · (1 + lg(P) / lg(mr))^γ
q20
интенсивность дождя для данной местности продолжительностью 20 мин при P = 1 год — см. таблицу источников ниже
n
показатель степени: n при P ≥ mr, n₁ при P < mr
mr
среднее количество дождей за год
P
период однократного превышения расчётной интенсивности дождя, годы — определяется по условиям расположения коллектора и диапазону q20
γ
показатель степени
3Средний коэффициент покрова
Zmid = Σ(Fi · zi) / F
zi
коэффициент покрова для i-го вида поверхности: для кровель — по диапазону A, для остальных видов — по табл. 13 СП 32.13330.2018
4Продолжительность дождя
tr = tcon + tcan + tp
tcon
время поверхностной концентрации, задаётся проектировщиком
tcan
= 0,021 · Σ(lj / vj) — время протекания по уличным лоткам
tp
= 0,017 · Σ(li / vi) — время протекания по трубам сети дождевой канализации до расчётного створа
Авто-подбор диаметра трубы
Для участка сети «по материалу и уклону» инженер задаёт длину, материал и перепад отметок вместо длины и скорости — сервис сам подбирает минимальный диаметр из сортамента материала, считает уклон, наполнение и скорость по формуле Шези-Павловского, пересчитывает расход и повторяет расчёт до сходимости.
1Гидравлические элементы неполного сечения
A = (d/2)² · (θ − 0.5·sin(2θ)); P = d · θ; R = A / P, где θ = arccos(1 − 2h/d)
d
диаметр трубы, м
h
глубина наполнения трубы, м
θ
половина центрального угла смоченного сечения, рад — arccos(1 − 2h/d)
A
площадь живого сечения, м²
P
смоченный периметр, м
R
гидравлический радиус, м
2Скорость по формуле Шези-Павловского
v = C · √(R · i); C = (1/n) · R^y; y = 2.5·√n − 0.13 − 0.75·√R·(√n − 0.10)
v
скорость течения, м/с
i
уклон участка — перепад отметок, делённый на длину
C
коэффициент Шези
n
коэффициент шероховатости, зависит от материала трубы
(формула)
формула Павловского справедлива для 0,1 м ≤ R ≤ 3 м; вне диапазона точность не гарантирована
3Подбор диаметра и сходимость расчёта
tr → v → d → Q → tr, до 4 проходов
Для расчётного расхода Q и заданного уклона i подбирается наименьший диаметр d из сортамента материала, при котором наполнение не превышает предельное; глубина наполнения находится подбором (для круглой трубы наполнение не выражается в замкнутом виде через расход). Расход Q, в свою очередь, зависит от tr, а tr — от скорости на авто-подбираемых участках, которая зависит от найденного диаметра, — поэтому весь расчёт повторяется (до 4 проходов) до стабилизации расхода. Ограничение v1: каждый авто-подбираемый участок считается на полный расчётный расход объекта, без разбивки площади водосбора по участкам сети; диаметр каждого участка подбирается независимо, без требования не уменьшать его по ходу сети.
Источники констант
Каждая константа и справочная таблица формулы — со ссылкой на первоисточник и статусом сверки. Непроверенные значения устоялись в инженерной практике, но их точный номер таблицы в СП мы пока не сверили постранично.
Константа / таблица
Источник
Статус
n, n₁, mr, γ по 23 климатическим районам
СП 32.13330.2018, приложение к п. 6.2.1
Сверено
Коэффициенты покрова z — все виды покрытий, кроме кровель
СП 32.13330.2018, таблица 13
Сверено
q20 по ~970 метеостанциям
А. М. Курганов, «Таблицы параметров предельной интенсивности дождя для определения расходов в системах водоотведения» (М.: Стройиздат, 1984), табл. 6 — перенесено вручную постранично, страница источника указана у каждой станции
Сверено
Период однократного превышения P — таблица по условиям расположения коллектора и диапазону q20
СП 32.13330.2018 (по рекомендациям 2015 НИИ ВОДГЕО)
Не сверено
Коэффициент z для кровель — по диапазону A
СП 32.13330.2018 (по рекомендациям 2015 НИИ ВОДГЕО)
Не сверено
Шероховатость n и сортамент диаметров по материалам труб (чугун, ж/б, ПП/ПВХ/ПЭ)
Справочная литература по гидравлике безнапорных сетей и каталоги производителей
Не сверено
Минимальная незаиливающая скорость (0,7 м/с) и предельное наполнение h/d для дождевой сети
СП 32.13330.2018 (ожидается уточнение номера пункта/таблицы)