§ 60. ИЗМЕРЕНИЕ ОБЪЕМА АТМОСФЕРНЫХ ОСАДКОВ

При расчете водостоков основное значение имеют жидкие осадки, выпадающие в виде дождей и требующие немедленного отведения. Твердые осадки (снег) дают меньший объем воды при таянии, и ее отведение не связано со временем выпадения этих осадког.

Для измерения объема атмосферных осадков, выпавших в виде дождя, применяют приборы, называемые дождемерами. Приборы эти бывают обыкновенные (простые) и самопишущие (автоматические).

Прибор первого вида - металлический открытый сосуд цилиндрической формы в виде ведра площадью 500 см (диаметр 25,2 см). Эти дождемеры устанавливают на столбе высотой 2 м от поверхности земли. Для предотвращения выдувания осадков ветром прибор заключают в конический кожух (рис. 3.59). Для измерения жидких осадков, поступивших

(в,5 19

Рис. 3.59. Дождемер простого Рис. 3.60. Самопишущий Рис. 3.61. Запись на ленте типа дождемер плювиографа

/ - приемный сосуд: 2-трубка, 3-барабан; 4-измерительный цилиндр с поплавком; 5 - сифон; 6 - сосуд

В дождемер, их сливают в измерительный градуированный сосуд со шкалой.

Дождемерами этого типа измеряют общий объем осадков, выпавших за сутки; объем выпавших осадков за любой промежуток времени получают суммированием суточных объемов. Такие дождемеры весьма просты по своей конструкции, поэтому они получили повсеместное распространение.

Однако данные о среднем объеме осадков за сутки для расчета дождевой канализации недостаточны. Для этого необходимо знать продолжительность отдельных дождей, объем осадков и их распределение за период каждого дождя. Такие данные могут быть получены только с помощью особых приборов, автоматически регистрирующих весь ход выпадения дождей. Наибольшее распространение у нас получил самопишущий дождемер (плювиограф) поплавкового типа (рис. 3.60).

Для сбора выпадающих осадков служит приемный сосуд, откуда по трубке осадки поступают в измерительный цилиндр с поплавком. Последний связан с пером, которое, касаясь бумажной ленты, надетой на барабан, чертит на ней линию. Внутри барабана помещен часовой ме-

ханизм с суточным заводом, который за сутки поворачивает барабан на один оборот.

Для обеспечения непрерывной работы прибора при любом количестве осадков в измерительный цилиндр сбоку вставлен стеклянный сифон. Изгиб сифона соответствует верхнему положению пера на ленте прибора.

При наполнении сосуда столб воды достигает уровня сифона, вода из цилиндра автоматически переливается в сосуд 6, и перо опускается вертикально вниз до своего нулевого положения, после чего запись выпадения осадков продолжается тем же порядком.

На разграфленной ленте барабана по горизонтали фиксируется время, а по вертикали - высота слоя выпавшего дождя Н (рис. 3.61). Продолжительность дождя оценивается с точностью до 2 мин, а высота слоя выпавших осадков - с точностью до 0,05 мм. При отсутствии осадков перо вычерчивает прямую линию.

Высота слоя выпавшего снега определяется простым дождемером. Для этого сосуд дождемера с твердыми осадками вносится в помещение, снег тает, а высота слоя воды, полученной в результате таяния, измеряется.

§ 61. ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ, ИНТЕНСИВНОСТЬ И ПОВТОРЯЕМОСТЬ ДОЖДЕЙ.

ПЕРИОД ОДНОКРАТНОГО ПЕРЕПОЛНЕНИЯ СЕТИ

Для полной характеристики дождя или ливня необходимо знать его продолжительность, интенсивность и повторяемость.

Продолжительность, или длительность, дождя измеряют в часах или минутах по лентам самопишущих дождемеров.

Под интенсивностью дождя понимают количество осадков, выпавших на единицу поверхности в единицу времени. Различают интенсивность выпадения дождей по слою i и по объему q.

Интенсивностью по слою i, мм/мин, называют отношение высоты слоя h, мм, выпавших осадков к продолжительности t, мин, их выпадения:

i=hlt. (3.52)

Интенсивностью по объему q, л/(с«га), называют объем выпавших осадков, л/с, на 1 га площади. При интенсивности дождя по слою i интенсивность дождя по объему

I.1000-1000

Я=-» = 166.71, (3.53)

1000.60

где 166,7- переводной модуль от интенсивности дождя по слою к интенсивности дождя по объему.

Повторяемостью дождя называют период времени в годах, в течение которого дождь определенной продолжительности и интенсивности выпадает один раз. Дожди большой интенсивности повторяются реже, дожди малой интенсивности, но большей продолжительности - чаще.

Для отвода больших расходов, образующихся в результате кратковременных, но сильных дождей (ливней), потребовались бы водостоки весьма значительных размеров и стоимости. Однако ввиду редкой повторяемости таких дождей водосток большую часть времени не будет загружен. Поэтому его рассчитывают на отвод дождя определенной интенсивности и продолжительности, а также с определенной повторяемостью, но с учетом возможности переполнения при очень сильных дождях.

Период (в годах), в который могут выпасть дожди большей интенсивности, т. е. период, в который произойдет один раз переполнение сети, называется периодом однократного переполнения сети р или периодом однократного превышения расчетной интенсивности дождя.

Ш* 147

Таблица 3.20

Периоды однократного превышения расчетной интенсивности дождя р, принимаемые при расчете дождевой канализации населенных пунктов (годы)

Примечание. 420 -1 год.

интенсивность дождя, л/(с>га), продолжительностью 20 мин при р=

Правильный выбор значения р при проектировании водостоков имеет существенное значение. Чем больще будет принято значение р, тем больших размеров получатся водостоки, но тем реже возможны случаи затопления территории. Для экономического обоснования значения р требуется отчетливое представление о последствиях, которые могут быть вызваны переполнением сети, и о связанных с этим убытках. Исходя из этого для населенных пунктов, а также для промышленных площадок, где частое переполнение сети не вызывает серьезных последствий, период однократного переполнения назначается от 0,3 до 1 года (при плоском рельефе). При больших уклонах местности и в котловинах период однократного переполнения для населенных пунктов и для промышленных предприятий, имеющих подвальные помещения с ценным оборудованием, затопление которого может повлечь за собой большие убытки, следует назначать равным 5-10 лет и более.

Период однократного переполнения сети принимают по СНиП, в которых в зависимости от характера канализуемого объекта (магистральные улицы, центральные площади), топографических особенностей местности, площади бассейна и величины интенсивности дождя подсчитаны значения р для населенных пунктов (табл. 3.20).

§ 62. РАСШИФРОВКА ЗАПИСЕЙ ВЫПАВШИХ ДОЖДЕЙ

Данные, записанные дождемером, должны быть надлежащим образом обработаны. При дождемерах обычного типа, определяющих только объем выпавших атмосферных осадков, обработка заканчивается определением среднегодового слоя осадков в миллиметрах. Но такие материалы, даже если они охватывают многолетний период наблюдений (20- 50 лет), дают лишь примерные исходные данные. В основу их положено предположение, что чем больше годовой слой осадков, тем больше вероятность выпадения дождей значительной интенсивности. Однако это предположение не вполне подтверждается современными исследованиями.

В настоящее время на территории СССР имеется широкая сеть метео-