Transcript File
• هي عبارة عن وصالت تصنع من الطين المحروق.
• أطوالها 30سم وأقطارها تتراوح من 200-50مم.
• يدخل الماء األرضي فيها من خالل الفراغات البينية بين كل أنبوب
واآلخر.
• مميزات هذا النوع:
-1رخص ثمنها.
-2مقاومتها العالية لألمالح.
عيوبها:
-1تتعرض للكسر بسهولة عند النقل.
-2تحتاج الى عناية خاصة في التنظيف.
• هي عبارة عن وصالت تصنع من البالستيك PVCأو البولي ايثلين PEأو البولي
بروبلين .PP
• تستخدم حديثا على نطاق واسع.
• تكون smoothأو corrugatedوبها فتحات بأبعاد وأعداد معينة لدخول المياه.
• مميزات :PVC
-1أقل تكلفة.
-2مقاومته أعلى للضغوط.
عيوب :PVC
-3عملي جدا.
-1يتأثر بدرجة الحرارة فيمكن أن يتعرض لالنهيار.
-2يحتاج الى حماية كبيرة من أشعة الشمس.
• مميزات :PE
-1يتحمل الضغوط العالية.
-2يمكن حمايته من أثار أشعة الشمس.
-1يحتاج لمواد انشائية كبيرة.
-2يتأثر بدرجة الحرارة العالية.
عيوب :PE
Dis-advantages
-1تكلفتها عالية.
-2سهولة تحطمها عند
تعرضها للصدم.
-1تكلفتها عالية.
-2تتحطم عند
تعرضها للصدم المباشر
-3الفواقد الهيدروليكية
كبيرة بسبب التعاريج.
Advantages
-1من السهل نقلها
ومناولتها.
-2حركة المياه بداخلها
سهلة
-1من السهل نقلها
ومناولتها
-2لها قدرة أكبر على
تحمل الضغوط الخارجية.
Pipe Type
Smooth
Corrugated
• تصنع من خليط من الرمل واألسمنت والماء ويمكن اضافة الزلط لها.
• أسعارها مرتفعة بالمقارنة بالمواسير الفخارية.
• تصنع بأطوال من 50 – 30سم وأقطارها 100سم.
مميزاتها:
-1تكلفتها أقل من البالستيك.
-3تقاوم األمالح الضارة بالتربة
-2تستخدم مواد محلية في الصنع.
عيوبها:
-1ثقيلة.
-2تتأثر باألمالح الموجودة بالتربة خاصة أمالح الكبريتات .ولذلك يجب
استخدام األسمنت المقاوم للملوحة في تصنيع هذا النوع من المواسير.
-3يمكن ان تتعرض للكسر اثناء النقل.
1- Cost
يتم االختيار على أساس التكلفة فيتم اختيار األقل تكلفة.
2- High resistant
على أساس األكثر قدرة على التحمل.
3- Locally materials
على أساس سهولة التصنيع من خامات محلية.
4- Possibility of handling
على أساس سهولة النقل والمناولة.
** في حالة وجود جميع األنواع يفضل استخدام Corrugated
P.V.C.
• هو مادة توضع حول مواسير الصرف وتغلفها من الخارج.
• المواصفات والشروط التي يجب توافرها في المرشحات:
-1تكون نفاذيتها للمياه أكبر من نفاذية التربة الطبيعية التي يقع فيها
المصرف المغطى.
-2أن يكون تدرج مادة المرشح كافيا وكفيال بمنع حبيبات التربة من
المرور خالل فتحات المصرف أو الفواصل بين الوصالت.
-3أن يكون حجم حبيبات المرشح مناسبا بحيث ال يدخل من خالل فتحات
المصرف أو الفواصل البينية.
-4أال يقل سمك طبقة المرشح التي تغلف مواسير الصرف عن 10سم.
-5يفضل أال تحتوي مادة المرشح على حبيبات تزيد أقطارها
عن 8مم وأال تزيد نسبة الحبيبات الناعمة (أقل من 0.07
مم) عن .%5
-6بالنسبة للمرشحات التي تغلف المواسير المثقبة المصنعة من
اللدائن والتي تستخدم كحقليات فيراعى أال تزيد نسبة
الحبيبات الناعمة (أقل من 0.25مم) عن .%10
-7أال تزيد المسافة الفاصلة بين األنابيب األسمنتية عن
)(D85/2
-8أال يزيد قطر الثقوب عن )(D85/2
1- Hydraulic Function:
تتحسن الظروف الهيدروليكية حول المصرف بوضع مادة ذات
نفاذية عالية حول فتحات المصرف مما يسهل حركة تدفق
الماء من المنطقة المحيطة بالمصرف نحو المصارف وبالتالي
يقلل من المقاومة الهيدروليكية لدخول المياه في المصرف.
2- Filter Function:
يساعد الغالف على تحسين الظروف الميكانيكية التي تعمل على
تثبيت حبيبات التربة في مكانها ومنع حركتها مع المياه إلى
داخل المصرف ،وبالتالي يكون الترسيب صغير ويقلل هذا
تكاليف الصيانة.
المرشح الزلطي 1- Gravel Envelope:
-1هي المرشحات الزلطية التي تحيط بالمواسير وتصمم على أساس حساب
أكبر وأصغر قطر للحبيبات الزلطية المكونة للمرشح.
-2المرشح الزلطي مناسب لمعظم أنواع التربة ذات المشاكل والتي تحتاج
لوضع غالف حول المواسير.
-3الشروط التي يجب أن تتوفر في المرشحات الزلطية:
D50f / D50s = 12 – 58,
D15f / D15s = 12 – 40
قطر فتحة المنخل التي يخرج منها %50من عينة الزلط للفلتر D50f:
قطر فتحة المنخل التي يخرج منها %50من عينة التربة D50s:
** for Stability of filter:
D15f / D85s ≤ 5,
D100f ≤ 38mm,
D90f ≤ 20mm,
D5f ≥ 0.42mm
2- Synthetic and Organic Envelope:
المرشح الصناعي
-1نتيجة الزيادة في تكاليف نقل الزلط وصعوبة الحصول على التدرج
المناسب ووضع الغالف الزلطي بإنتظام حول المصارف المغطاة أصبح
اإلتجاه اآلن إلى استخدام األغلفة المصنعة.
-2يصنع من األلياف الصناعية إما على شكل نسيج أو على شكل ألياف
مفككة.
-3يتيح نفاذية تصل إلى 20متر/يوم.
1- In Bulk:
توضع كميات من الزلط على الفواصل بين الحقليات أو يحيط
بالمصرف الحقلي تماما.
2- Pre-wrapped around the Pipe:
يأتي المصرف الحقلي من المصنع محاطا تماما بالفلتر
الصناعي.
3- As a Strip:
توضع شرائح مصنوعة من األلياف الصناعية فوق وتحت
المصرف الحقلي عند التنفيذ في الموقع.
-1قد يستخدم المرشح في حالة التربة المتماسكة
للمحافظة على الحقليات من سوء التنفيذ.
-2يستخدم المرشح الزلطي أو الصناعي في التربة
المفككة لمنع دخول حبيبات التربة إلى داخل المصارف
الحقلية.
-3يستخدم المرشح اإلقتصادي واألكثر كفاءة في حالة
األراضي التي يتم تصريف كميات كبيرة من المياه
منها.
يجب أن تتوفر عدد من المنشآت التكميلية في شبكة الصرف
المغطى لكي تتمكن من أداء وظيفتها بكفاءة مثل:
غرف التفتيش 1- Manholes
نقاط اإلتصال 2- Conjunction
أعمدة الغسيل 3- Washing Columns
بداية المصارف الحقلية 4- Head of Field Drains
المصبات 5- Tile Ends
غرف التفتيش 1- Manholes
-1تنشأ عند إلتقاء خطين من المصارف أو أكثر.
-2تنشأ من الطوب الخرساني أو مواسير سابقة الصب ذات
القطر الكبير الذي يكفي لنزول أحد العمال بداخله وتنظيفه
والقيام بأعمال الصيانة.
-3تكون أرضية الغرفة أوطأ من منسوب مواسير الصرف
بمقدار 30سم على األقل.
-4الغرض األساسي منها هو التأكد من كفاءة عملية الصرف
وحجز الترسبات.
-5تستخدم كنقط متوسطة على إمتداد المجمع بغرض تنظيفه.
نقاط اإلتصال 2- Conjunction
-1تنشأ عند مواقع الحقليات مع المجمعات الثانوية أو الرئيسية
وعندما تكون على إرتفاعات مختلفة.
-2عادة ال تكون ظاهرة فوق سطح األرض بل يمكن اإلستدالل
عليها من خالل عالمات توضع فوقها وتعلو سطح األرض.
-3تشبه إلى حد كبير غرف التفتيش في شكلها وطريقة
إنشائها.
أعمدة الغسيل 3- Washing Columns
-1عبارة عن مواسير تنشأ بشكل رأسي تخترق سطح األرض كي تلتقي
بأنبوب الصرف المغطى.
-2تستخدم لغرض غسيل مواسير الصرف الحقلي أو المجمع وتنظيفه
بواسطة إدخال خرطوم مياه فيه وضخ المياه بنفث ) (jetعالي
وبذلك تندفع األوساخ والترسبات خارج األنبوب.
-3أحيانا تضاف مواد كيميائية مع المياه للتخلص من جذور النباتات
التي قد تؤدي إلى إنسداد أنبوب المصرف وإعاقة عملية الصرف.
-4عادة يكون قطر أعمدة الغسيل بنفس قطر أنبوب الصرف.
-5تستخدم كنقط متوسطة على إمتداد المجمع بغرض تنظيفه.
بداية المصارف الحقلية 4- Head of Field Drains
عبارة عن غطاء أو قطع من الخرسانة توضع في بداية مواسير
الصرف الحقلية لغلقها ولمنع دخول التربة في الخط التي قد
تسبب انسداد المصرف مع مرور الزمن.
Ground Surface
Field Drain
Head of Drain
المصبات 5- Tile Ends
-1عند إلتقاء المصرف الحقلي مع المجمع المفتوح يجب أال يصب
مباشرة فوق ضفة المصرف المجمع ألن ذلك يؤدي إلى نحر التربة
وبالتالي يحدث انهيار في جوانب القناة.
-2ولذلك يجب جعل نهاية المصرف المغطى تنتهي بماسورة مصنوعة
إما من الخرسانة أو من الحديد طوله يبلغ خمسة أمتار على األقل
ويمتد داخل المصرف المكشوف لمسافة بسيطة على أن ترتفع نهايته
فوق منسوب الماء في المصرف المجمع بمقدار 60-30سم لكي ال يتم
غمر نهاية المصرف الحقلي بالمياه في حالة إرتفاع منسوب الماء في
المجمع.
-3يفضل تكسية جانب المصرف المجمع عند نقطة ظهور أنبوب الصرف
المغطى باألحجار ومونة األسمنت أو بالخرسانة العادية للحفاظ عليها
من النحر.
Ground Surface
Collector
H.W.L
Lining with Stone &
Cement Mortar
When a pipe drainage system is being
designed, the following elements must
be determined:
a- lay-out (alignment) of laterals and
collectors; this must be adapted to the
topographical features of the area and
other conditions.
b- spacing and depth of laterals; these
are primary factors in the control of
the ground-water table.
c- diameter and gradients of lateral
and collector pipes; these must ensure
the proper evacuation of the water
taken up by the laterals.
d- Basic flow equations (uniform flow)
for different types of drain pipes.
e- Flow equations that take into
account the fact that the flow in a
drain pipe line increases in the
direction of flow as the drain takes
up water over its entire length (nonuniform flow).
f- Gradient and slope of pipe line.
g- A safety factor to allow for some
decrease in capacity due to a
certain degree of sedimentation.
h- A drain composed of sections of
increasing diameter in the direction
of flow.
1- The case of uniform flow in circular
conduits running full.
2- The discharge and hydraulic gradient
are constants at all sections of the
pipe.
1- The flow rate Q gradually increases from
Q=0 at the upstream end to Q=qBL at the
outflow where q is the drainage coefficient,
B is the width of area to be drained pipe
line.
2- The flow rate gradually increases in the
direction of flow.
3- The hydraulic gradient increases also.
1- Uniform Flow:
A-WesselingEquations (Smooth):
تستخدم في تصميم مواسير الصرف الملساء
Clay, Cement, Smooth plastic pipes
Ql = qBL = f.s. ( 50 d2.714 S0.572 )
q: Drainage coefficient factor (m/sec)
B: Spacing between pipe drains (m).
L: Length of pipe drain (m).
f.s.: Factor of Safety.
d: Pipe diameter (m).
S: Drain slope (dimensionless).
Factor of safety (f.s.)
f.s. = 60% for field drain d ≤15cm
f.s. = 75% for collector drain d
>15cm
f.s. = 1for maximum length or
maximum drainage coefficient.
يتم استخدام معامالت اآلمان نتيجة أن قطر المواسير يقل بالتدريج بسبب
.ترسيب حبيبات التربة بداخله
B- Manning Equations (Corrugated):
)تستخدم في تصميم مواسير الصرف البالستيك المموجة (ذات تعاريج
Corrugated plastic PVC
Ql = qBL = f.s. ( 22 d2.667 S0.5 )
2- Non-Uniform Flow:
A- Wesseling Equations (Smooth):
Ql = qBL = f.s. ( 89 d2.714 S0.572 )
B- Manning Equations (Corrugated):
Ql = qBL = f.s. ( 38 d2.667 S0.5 )
في حالة المجمعات الطويلة نستخدم مجموعة من المواسير ذات األقطار المختلفة فيكون القطر
األصغرفي بداية المجمع ثم يزداد القطر بالتدريج في اتجاه سريان الماء الى المصب.
عند حساب أطوال مجموعة المواسير ذات األقطار المختلفة فاننا نأخذ في االعتبار معامل آخر
باإلضافة للموجود فعال في القانون ويسمى )Reduction Factor (P
اذا كان المجمع يتكون من ماسورتين P = 0.85
اذا كان المجمع يتكون من أكثر من ماسورتين P = 0.75
1- The pipes used for lateral drains are
cement and corrugated PVC pipes
with internal diameters 100 and 72
mm respectively. Find the maximum
length with each type for a drainage
rate of 3mm/day and drain spacing
50m in the following cases:
a- drain slope 0.1%
b- drain slope 0.2 %
1- Cement Pipe
Ql = qBL = f.s. ( 89 d2.714 S0.572 )
(3*50*L)/(1000*24*3600) =
(0.1)2.714 S0.572
L= 99040 S0.572
S (%)
L (m)
0.1
1904.6
0.2
2831.4
1*89
*
2- PVC Pipe
Ql = qBL = f.s. ( 38 d2.667 S0.5 )
(3*50*L)/(1000*24*3600) =
(0.072)2.667 S0.5
L= 1961.34 S0.5
S (%)
L (m)
0.1
62
0.2
87
1*38
*
Find the maximum drainage coefficient, which
can be drained from an area with corrugated
plastic pipe of a diameter 72mm at a spacing
of 60m and length 200m if the slope of the
drain is:
a- 10cm per 100m
b- 0.2%
Solution
Ql = qBL = f.s. ( 38 d2.667 S0.5 )
a- q * 60 * 200 = 1* 38 * (0.072)2.667 *
(10/10000)0.5
q = 9*10-8 m/sec * 1000 * 24 * 60 * 60 = 7.76
mm/day
b- q * 60 * 200 = 1 * 38 * (0.072)2.667 * (0.2/100)0.5
q = 1.3*10-7 m/sec * 1000 * 86400 = 0.97 mm/day
What is the maximum area which can
be drained with pipe of constant
diameter when the allowable slope
should not exceed 0.04% and the
drainage coefficient is 4mm/day?
The pipes are of 100,150, and
200mm diameter and they are:
a- corrugated plastic tubes.
b- smooth pipes.
Max. area
f.s. =1.0
A- Corrugated Plastic tubes:
Ql = qBL = f.s. ( 38 d2.667 S0.5 )
(4/1000)*(BL / 24*60*60) = 38 d2.667
(0.04/100)0.5
d
0.1
BL (fed.) 35340
0.15
0.2
104208 224447
B- Smooth Pipes
Ql = qBL = f.s. ( 89 d2.714 S0.572 )
(4/1000)*(BL / 24*60*60) = 89 d2.714
(0.04/100)0.572
d
0.1
BL (fed.) 42288
0.15
0.2
127096 277470
Design a corrugated plastic collector
drain with a slope of 10cm per
100m and increasing diameters
125, 160, and 200, if the drainage
coefficient is 3mm/day. The length
of laterals on each side is 200m and
the total length of the collector is
650m. What is the drop in elevation
for a pipe of diameter of 350mm to
transport the flow of this area to a
lake at 300m from the outlet?
Ql = qBL = f.s. ( 38 d2.667 S0.5 )
(3 / 1000*24*60*60) * 400 * L = f.s. * 38 *
d2.667 * (0.001)0.5
L = f.s. (86519.916 d2.667 )
Diameter (m)
0.125
0.16
0.2
f.s.
0.6
0.75
0.75
Max. L (m)
202.64054
489.289
887.2
(0.75) L (m)
151.98
366.967
665.4
150
365
650
150
250
250
App. L (m)
Each length (m)
Total length (m)
650
Transporting Case:
Ql = qBL = f.s. ( 22 d2.667 S0.5 )
(3 / 1000*24*60*60) * 400 * 650 = 0.75 *
22 * (0.35)2.667 * (K/300)0.5
K = 0.0242804 m
The drop in elevation (k) = 24.28mm
Design
a
corrugated
plastic
collector
with
increasing
diameters 125, 150, 200 and
260mm are used and the pipe
slope is 0.08%. The drainage
rate is 4mm/day and the width
of the area served is 350m.
What is the total length of the
collector in this case?
Ql = qBL = f.s. ( 38 d2.667 S0.5 )
(4 / 1000*24*60*60) * 350*L = 38 * d2.667
*(0.08/100) S0.5 * f.s.
Diam. (m)
f.s.
Max. L (m)
0.75 L (m)
Appr.L (m)
0.125
0.15
0.2
0.26
0.6
0.6
0.75
0.75
155.4
116.55
115
315.8
236
235
680.2
510
510
1369.3
1027
1025
A
concrete collector with a
diameter 20 cm, a length 600m
laid at slope 0.04% drains an
area 300 m wide with discharge
rate 10mm/day. What will be the
over-pressure at the upstream
end of the collector if its
capacity is to be set at 75%.
Ql = qBL = f.s. ( 89 d2.714 S0.572 )
(10 / 1000*24*60*60) * 300 * 600 = 0.75 *
89 * (0.2)2.714 S’0.572
S’ = 1.54*10-3
S’ = Z/L = Z/600
Z = 0.924
i = S = H/L
H = S*L = (0.04/100) * 600
H = 0.24m
Over Pressure = Z – H = 0.924 – 0.24 =
0.684m = 68.4cm
Calculate the area to be saved by
a cement collector pipe in the
tile drainage system according
to the following data: drainage
coefficient = 4mm/day, collector
pipe diameter =20cm, average
slope = 4cm/100m.
Smooth pipe, q=4mm/day,
d=20cm, S= 4*10-4
Ql = qBL = f.s. ( 89 d2.714 S0.572 )
(4 / 1000*24*60*60) BL = 0.75 * 89 *
(0.2)2.714 *(4*10-4)0.572
BL = 208103.2 m2 = 49.5 fed
A collector drain in a composite system
has a total length of 750m and slope
0.04% serves an area with a width
400m. If the drainage coefficient is
2.0mm/day and pipes available are
corrugated
plastic
tubes
with
diameters equal to 150, 200, and
250mm. Find the maximum length
that can be used of each size to
make a collector with increasing
diameter.
S = 0.04%, B=400m, L=750m, q=2mm/day
Ql = qBL = f.s. ( 38 d2.667 S0.5 )
(2
/
1000*24*60*60)*400*L
38*d2.667*(0.04/100)S0.5 * f.s.
1.22 * 10-5 L = f.s. * d2.667
Diam. (m)
f.s.
Max. L (m)
0.75 L (m)
Appr. L (m)
Each L (m)
Total L (m)
0.15
0.6
312.86
234.6
230
230
0.2
0.75
842.2
631.66
630
400
750
0.25
0.75
1526.9
1145.2
1145
515
=