Данный расчёт выполняется в курсовом проекте с целью определения геометрических параметров труб, обеспечивающих пропуск максимальных расходов, как талых вод, так и дождевых паводковых вод с расходами обеспеченностью 1%, формируемых на водосборах временных водотоков, русла которых пересекает трасса реконструируемой дороги. К числу таких водотоков относятся: низины, овраги, балки. Водопропускные трубы выполняются, как без фундамента, так и на сборном фундаменте.
Расчёт ведём на пропуск талых и дождевых вод.
При гидравлическом расчёте водопропускных труб под насыпями дорог необходимо определить условия, в каких они работают, а также определить влияние длины труб на их пропускную способность, то есть, выяснить к каким трубам относится данный объект: к коротким трубам или длинным.
Влияние длины водопропускных труб на их пропускную способность в настоящем проекте оцениваем для случая i≈0 согласно выражению:
4·Н ≤ l ≤ (64 - 163·m)·Н,
где Н – напор на входе в трубу, м;
m – коэффициент расхода;
m = mσ + (0,385 - mσ)·Fσ,
где mσ = 0,300 – коэффициент расхода, зависящий от очертания стенок входного оголовка водопропускной трубы, согласно, принятой схемы её входной части, выпущенной из откоса насыпи «с неплавным входным оголовком»;
Fσ = 
;
;
где ωН - сечение трубы, вычисляемое при глубине, равной напору над порогом – Н, м;
Ω=Н·В – площадь сечения подводящего русла;
где В - ширина потока на входе водопропускной трубы.
Допускаем возможную предельную глубину воды над порогом водопропускной трубы равной диаметру трубы.
Для уточнения полученного заключения о влиянии длины водопропускной трубы на её пропускную способность используем выражение:
4∙Н≤ l ≤ (106 - 270∙m)∙hК;
где hК, м – критическая глубина в трубе, определённая по графикам А.М.Латышенкова для расхода в трубе QТР = 1,0 м3/с;
Участок автомобильной дороги на выбранном студентом участке дороги характеризуется следующими параметрами:
- водосборная площадь низины – А, км2;
- длина низины по тальвегу - L, км;
- уклон по тальвегу низины - I,‰;
- уклон склона низины – IСК,‰;
- леса занимают площадь - FЛ, км2 или % площади водосбора;
- болота на территории низины отсутствуют.
Максимальные мгновенные расходы воды дождевого паводка определяем в курсовом проекте по формуле предельной интенсивности стока:
QР%= 
·φ·Н1%·δ·λР%·А;
где - максимальный модуль стока ежегодной вероятности превышения Р=1%, выраженный в долях от произведения (φ·Н1%) при δ=1, определяемый в зависимости от гидрометрической характеристики русла низины - ФР, продолжительности склонового добегания τСК, (мин.), и района, принимаемого по приложению 22 СНиП 2.01.14-83;
Н1%, мм – максимальный суточный слой осадков вероятностью превышения Р=1%, определяемый по данным ближайших к бассейну низины метеорологических станций, имеющих наибольшую длительность наблюдений (м/ст. Уфа);
φ - сборный коэффициент, определяемый по формуле:
φ = 
,
где С2 - эмпирический коэффициент;
φ0– сборный коэффициент стока для водосбора, площадью «А», равной 10 км2, со средним уклоном водосбора IВ, равным 50‰; n6; n5;
Продолжительность бассейнового добегания низины определяется по формуле:
τБ = 1,2·(τН)1,1 + τСК;
где τН – продолжительность руслового добегания потока воды по тальвегу низины вычисляем по зависимости:
τН = 
;
где τСК – 60 мин - продолжительность склонового добегания принимаем согласно СНиП 2.01.14-83 как для лесной зоны при заболоченности водосборного бассейна менее 20%.
По приложению 21 СНиП 2.01.14-83 по полученным значениям ФР и τСК определяем ,м3/с.
Проверяем возможность пропуска расхода талых вод обеспеченностью - 1%.
Выполняем расчёт расхода 1% обеспеченности талых вод по формуле:
.
где К0– параметр, характеризующий дружность половодья;
n1– показатель степени редукции отношения qР/hР в зависимости от площади водосбора;
h1%– расчётный слой суммарного стока половодья 1% обеспеченности;
А – площадь водосбора низины, км2;
А1=1 км2 – дополнительная площадь водосбора, принимаемая по приложению 8 СНиП 2.01.14-83;
δ=1 – коэффициент, учитывающий снижение максимального расхода воды при наличии на водотоке прудов и водохранилищ;
δ1= 
- коэффициент, учитывающий снижение максимального расхода воды в залесённых водосборных бассейнах;
где: АЛ=13% - залесённость водосбора низины в верхней его части;
α1 = 1,0, n2 = 0,22, принимаются по приложению 13 СНиП 2.01.14-83.
δ1= 
=0,56;
δ2 – коэффициент, учитывающий снижение максимального расхода воды в заболоченных водосборных бассейнах;
μ - коэффициент, учитывающий неравенство статистических параметров слоя стока и максимальных расходов, принимаем по приложению 7 СНиП 2.01.14-83.
Статистические параметры слоя стока определяем согласно указаниям СНиП 2.01.14-83.
Коэффициент вариации рассчитываем по зависимости:
,
где α - параметр, определяемый по данным аналогов низины,
.
А=0,17 км2 – площадь водосбора низины до расчётного створа.·
.
По приложению 11 СНиП 2.01.14-83 берём поправочный коэффициент k, так как площадь водосбора низины меньше 50 км2.
Если размеры водопропускной трубы, определённые по максимальному расходу дождевого паводка 1% обеспеченности, удовлетворяют и пропуску талых вод этой же обеспеченности, то она может пропустить расход, определяемый по формуле:
QТР. =m·bК·Н·(2gН)0,5,м3/с,
где bК – средняя ширина потока в трубе в сечении с критической глубиной, определяемой по графику проф. А.А. Угинчуса, в зависимости от 
.
