Для обеспечения необходимой пропускной способности водостоков нужно вычислить требуемое сечение трубопроводов и каналов. Определяющей величиной является предельно возможный расчётный расход забираемой сетью дождевой воды. Её можно определить из формулы
Q = qψηF = ψηFA/tn л/c.
Здесь F – обслуживаемая площадь участка, ψ – коэффициент стока.
Некоторая сложность возникает при вычислении по второй части формулы, когда q неизвестно, а известно А. Нужно правильно выбрать величину t – продолжительность дождя. СНиП рекомендуют принять за неё время tкр, за которое капля воды добегает до расчётного сечения трубы от самой дальней до него точки на площади стока. Эта величина – критическая продолжительность выпадения дождя. Расход в расчётном сечении трубы будет максимальным.
Дождевая вода поступает в сеть и в резервуары КНС с нарастанием объёма со всё большей площади, пока не станет стекать со всей обслуживаемой территории. Параметры влияют друг на друга следующим образом. Если продолжительность дождя больше tкр, то уменьшается q; в противоположном случае – F (но q увеличивается).
Этот способ расчёта называется методом предельных интенсивностей. Он учитывает расход дождевых стоков по максимально возможной величине.
Критическая продолжительность дождя для обслуживаемого бассейна стока для разных сечений водостока будет разной. Эту величину образуют времена:
- поверхностной концентрации tконц, за которое в уличный лоток попадёт капля с границы обслуживаемого участка;
- движения по лотку tл, за которое вода в уличном лотке с места попадания в него достигнет ближайшего дождеприёмника;
- протекания по трубе tпр, необходимое воде для движения от дождеприёмника до расчётного сечения водостока.
То есть
tкр = tконц + tл + tпр.
На величину tконц влияет характер застройки и уровень благоустройства объекта, площадь бассейна стока, уклон поверхности, интенсивность дождевых осадков и другие параметры. Практика показала, что в населённых пунктах его средняя величина составляет от 5 до 10 мин. СНиП рекомендуют принять 5 минут для кварталов с внутриквартальной дождевой сетью закрытого типа, в остальных случаях – 10 минут.
Время, за которое вода по лотку длиной Jл пройдёт до конца, вычисляется из её конечной скорости vл:
tл = 1,25 Jл/ vл c.
Jл берётся в м, vл – в м/с. Коэффициент 1,25 учитывает возрастание скорости потока по мере движения.
Расчёт пропускной способности канализационной сети выполняется исходя из учёта наполнения трубопровода полностью, а также возможного напорного режима при переполнении сети. Для каждого последующего участка величина расчётного расхода не должна быть ниже, чем для предыдущего. В крайнем случае они принимаются равными.
Водостоки предназначаются для отвода не только дождевой, но и талой воды. Хотя её расход зачастую незначителен, но для периода однократного переполнения от 0,25 до 0,33 года при большом бассейне стока нужно учесть и его. Особенно важно проводить поверочный расчёт для регионов с большим объёмом талых вод в весенний период.