Page 60 - การระบายน้ำ
P. 60
5-12
ั
่
5. หลกการออกแบบทอทางการไหลของของเหลว ( CULVERT HYDRAULIC
DESIGN PRINCIPLES )
ิ
ความสามารถในการปล่อยน้าออก (Q) ของท่อลอด คือปรมาณของน้าซึ่งท่อลอดจะนาออกไปภาย
ี
ู
่
ั
์
ในหน่วยหนึ่งของเวลาซึ่งคิดเปนลูกบาศกฟุตต่อวินาท สาหรบท่อลอดซึ่งทราบขนาด (A) รปรางและความ
็
ี
ขรขระภายใน ( N ) นั้น ความสามารถในการปล่อยน้าออกของท่อถูกควบคุมโดยส่วนประกอบดังต่อไปน้ คือ
ุ
้
ระดับความสูงของน้า ณ ช่องเขาของท่อลอด ลาดการไหล ( HYDRAULIC GRADIENT ) ของท่อ ( S )
ความยาวของท่อลอด ( L) ระดับสูงของน้าซึ่งเพิ่งไหลออกจากท่อ ณ ช่องออกของท่อ และแบบของช่อง
้
น้าเขายกเวนสาหรบช่องเขาลดระดับแบบของช่องเขาปกติไม่ไดนามาพิจารณาในการออกแบบท่อทางทหาร
้
ั
้
้
้
้
้
ี่
ี
แต่ควรจาไวดวยว่าความสามารถในการปล่อยน้าออกของท่อจะเพิ่มขึ้น ซึ่งเกยวของกับท่อทมขนาดสั้นและ
้
ี่
ี่
้
ี
มลาดชัน โดยมแบบทนาน้าผ่านเขามายังท่อไดอย่างราบเรยบ
้
ี
ี
ั
5.1 ระดับความสูงช่องน้าเขาท่อ (CULVERT INLET WATER ELEVATION) สาหรบทางสนามบิน
้
และทางรถไฟ ซึ่งไม่ตองการทาบ่อรบก่อนระบายทช่องน้าเขาท่อ โดยธรรมดาท่อลอดจะถูกออกแบบโดยใช ้
้
ั
้
ี่
้
ี่
ี่
ี่
ี
้
ี
่
ท่อทมอยู สาหรบท่อทมขนาดเล็กทสุด และจานวนท่อทใชนอยสุดแต่มความสามารถในการปล่อยน้าออก
ี
ี่
ั
์
้
ั
้
้
ี่
้
รวมเพียงพอทจะรบน้าทไหลออกสูงสุด จากเกณฑน้าฝนใชออกแบบไดโดยไม่ยอมใหระดับผิวหนาน้า ณ
ี่
ั
ั
ิ
้
ช่องทางน้าเขาสูงเกนกว่าปากช่องน้าเขาท่อส่วนบนได สาหรบ พ้นทซึ่งออกแบบไวใหมบ่อรบน้าก่อนระบาย
้
ื
ี
้
้
้
ี่
ชั่วคราวขึ้น ท่อถูกออกแบบใหใชประโยชนโดยใชวัสดุทาท่อนอยทสุด
์
้
้
้
ี่
้
5.2 ลาดการไหลของท่อ ลาดการไหล ( CULVERT HYDRAULIC GRADIENT)(S) ของท่อเปน
็
สิ่งควบคุมทสาคัญประการหนึ่งของความสามารถในการปล่อยน้าออกของท่อ สาหรบท่อทออกแบบโดย
ั
ี่
ี่
หลกเลยงการทาบ่อรบน้าก่อนระบายและช่องเขา และช่องออกไม่จมอยูใตน้าเราถอเอาว่าลาดการไหล
ั
่
ี
ื
ี่
้
้
เท่ากับลาดตามยาวตามแนวการวางท่อนั้น ลาดการไหลสาหรบท่อลอดใด ๆ กตามเราสามารถหาไดโดย
ั
็
้
H
้
ี่
้
็
็
เปนลาดเปนฟุตต่อฟุตทค านวณไดโดยหารหัวน้า (H) บนท่อดวยความยาว (L) ของท่อลอด (S = ) หัวน้า
L
่
้
คือ ผลต่างระหว่างระดับความ สูงระหว่าง : (1) แต่ละปลายของท่อถา ช่องเขาและช่องออกไม่จมอยูใตน้า
้
้
้
้
้
่
้
้
ื
(2) ระดับผิวหนาน้าโดยตรงเหนอช่องเขาและระดับบนช่องออก ถาช่องเขาจมอยูใตน้าและช่องออกไม่จมอยู ่
้
้
ื
ื
ใตน้า (3) ระดับผิวหนาน้าโดยตรงเหนอช่องเขาและระดับผิวหนาน้าโดยตรงเหนอช่องออก ถาทั้งสองปลาย
้
้
้
ของช่องเขาและช่องออกจมอยูใตน้า สภาพทกล่าว มาแลวขางบนไดแสดงไวในรปท 5.9
ี่
ู
้
้
ี่
้
้
่
้
้
ั
5.3 ลาดวิกฤต (CRITICAL SLOPE) สาหรบขนาดทกาหนดให (A) ของท่อลอดและหัวน้าท ี่
้
ี่
้
กาหนดให (H) บนท่อ ความสามารถในการปล่อยน้าออกของท่อลอดจะเพิ่มขึ้นเมอลาดเพิ่มขึ้น จนกว่า ลาด
ื่
ิ
ี
ื
ี่
จะเท่ากับหรอมากกว่าลาด “วิกฤต” (S) ขณะทลาดของท่อเพิ่มขึ้นเกนกว่าขด “วิกฤต” ความสามารถในการ
ั
ี่
่
ปล่อยน้าออกของท่อคงรกษาค่าคงทอยู แต่พ้นทหนาตัดของน้าลดลงเพราะน้าไหลไม่เต็มท่อและความเรว
็
้
ื
ี่
Q
ื่
ี่
ี
ของการไหลของน้าในท่อย่อมเพิ่มขึ้น ทั้งน้เนองจาก V = ในทซึ่งพื้นทหนาตัดของท่อ (A) เท่ากับ
ี่
้
A
้
พ้นทหนาตัดของน้าทไหล ลาดวิกฤตคือ ลาดการไหลทมากทสุด ทยอมใหน้าไหลออกมากทสุด
ื
ี่
ี่
ี่
้
ี่
ี่
ี่
