شيت حساب وتصميم شبكات تصريف مياه الأمطار وخزانات التهدئة إكسيل

إعداد ومراجعة: المكتب الفني الهندسي — بنيان دوكس متوافق مع Excel 2016–365 & Google Sheets كود تصريف مياه الأمطار السعودي (SBC 702: Saudi Storm Drainage Code - Chapter 11)
حمل شيت إكسيل احترافي لحساب تدفق السيول بالطريقة النسبية Rational Method وتصميم خطوط الانحدار بمعادلة مانينغ وسعة خزان التهدئة وفق SBC 702 ودليل البلديات.
جاري تحميل المعاينة التفاعلية الحية لشيت الإكسيل وكافة الصفحات والمعادلات...

تحميل مجاني مباشر

بدون تسجيل بريد • ملف قابل للتعديل

xlsx
شيت_حساب_وتصميم_شبكات_تصريف_مياه_الأمطار_وخزانات_التهدئة_MOMRAH_SBC.xlsx
الحجم: 50 KB • متوافق مع الأوفيس
fx

المعادلات الهندسية ومنطق الحساب المضمن في الشيت

الدوال والمعادلات المبرمجة داخل هذا النموذج (جاهزة للنسخ بنقرة واحدة):

معادلة تدفق السيول بالطريقة النسبية (Rational Formula)
Q_{\text{peak}} (\text{L/s}) = 2.78 \times C \times I_{(\text{mm/h})} \times A_{(\text{ha})} = 0.002778 \times C \times I_{(\text{mm/h})} \times A_{(\text{m}^2)}

الصيغة الرياضية القياسية لحساب تدفق الذروة السطحي لمياه الأمطار باللتر في الثانية وفق كود SBC 702 ودليل البلديات.

معادلة مانينغ للسريان بالجاذبية في الأنابيب (Manning's Gravity Flow)
Q = \frac{1}{n} \times A \times R_h^{2/3} \times S^{1/2} = \frac{1}{n} \times \left(\frac{\pi D^2}{4}\right) \times \left(\frac{D}{4}\right)^{2/3} \times S^{1/2}

حساب السعة الاستيعابية القصوى للأنابيب الدائرية في حالة الامتلاء التام بالاعتماد على معامل الخشونة n والقطر D والميل S.

السعة الحجمية المطلوبة لخزان التهدئة (Attenuation Storage Volume)
V_{\text{attenuation}} = \left(Q_{\text{inflow}} - Q_{\text{outflow}}\right) \times T_{\text{storm}} \times 60 \times 1.15

حساب حجم التخزين الصافي المطلوب لاحتجاز الفارق بين تدفق العاصفة الوارد ومعدل التصريف المقيد للمصب مع هامش أمان 15%.

مقاس الطباعة القياسي A4
معاينة شيت حساب وتصميم شبكات تصريف مياه الأمطار وخزانات التهدئة إكسيل - أعمال الخرسانات والتسليح بصيغة XLSX جاهز للتحميل والتعديل
File: شيت_حساب_وتصميم_شبكات_تصريف_مياه_الأمطار_وخزانات_التهدئة_MOMRAH_SBC.xlsx تحميل الملف الكامل (.XLSX) ←

ما هو شيت حساب وتصميم شبكات تصريف مياه الأمطار وخزانات التهدئة؟

شيت حساب وتصميم شبكات تصريف مياه الأمطار وخزانات التهدئة (Stormwater Drainage & Attenuation Tank Sizing Sheet) هو أداة هندسية متكاملة لمهندسي البنية التحتية والمكتب الفني والمخططات العمرانية، تهدف إلى تقدير تدفقات السيول التصميمية بدقة متناهية عبر الطريقة النسبية المعيارية (Rational Method: $Q = C \cdot I \cdot A$)، وتصميم شبكات أنابيب الانحدار بالجاذبية الأرضية وفق معادلة مانينغ الهيدروليكية (Manning's Formula)، وحساب السعة الحجمية المطلوبة لخزانات التجميع والتهدئة (Stormwater Attenuation Tanks) لمطابقة المتطلبات الصارمة في كود تصريف مياه الأمطار السعودي (SBC 702) والدليل الفني الصادر عن وزارة البلديات والإسكان (MOMRAH) ومعايير الجمعية الأمريكية للمهندسين المدنيين (ASCE MOP 77).

يضمن التصميم الهيدروليكي السليم حماية المشاريع والمنشآت من مخاطر الغرق وتجمع البرك المائية السطحية أثناء العواصف المطرية، مع تفادي زيادة الأعباء على شبكات المصب العامة من خلال تقييد تدفق الخروج عبر خزانات التهدئة ومصائد الرمال والزيوت.


الأسس الهيدرولوجية لحساب تدفق السيول بالطريقة النسبية

تُعد الطريقة النسبية (Rational Method) هي المنهجية الهندسية القياسية المعترف بها دولياً ومحلياً لتصميم شبكات صرف الأمطار في الأحواض الحضرية التي تقل مساحتها عن 80 هكتاراً (حوالي 800,000 م²):

  1. معامل الجريان السطحي المرجح (Weighted Runoff Coefficient - $C$): نظراً لاختلاف طبيعة أسطح المشروع (أسطح مباني غير منفذة $C = 0.90$، شوارع إسفلتية $C = 0.85$، بلاط إنترلوك $C = 0.70$، ومسطحات خضراء منفذة $C = 0.20$)، يُحسب المعامل المرجح كمتوسط نسبي بناءً على مساحة كل سطح: $$C_{\text{weighted}} = \frac{\sum (C_i \times A_i)}{\sum A_i}$$

  2. زمن التركيز الهيدرولوجي (Time of Concentration - $T_c$): هو الزمن اللازم لقطرة المطر الساقطة عند أبعد نقطة هيدروليكية في الحوض للوصول إلى نقطة التجميع أو المصب، ويساوي مجموع زمن السريان السطحي الأولي (Inlet Time $T_i$) وزمن الجريان في الأنابيب (Travel Time $T_t$). ويحدد الكود الحد الأدنى لـ $T_c$ بـ 10 إلى 15 دقيقة.

  3. شدة هطول الأمطار التصميمية ($I$): تُستنتج قيمة شدة المطر (مم/ساعة) من منحنيات الشدة والمدة والتكرار (IDF Curves) لمدينة المشروع، بناءً على فترة التكرار التصميمية المعتمدة (10 سنوات للمجمعات والمواقف، 25 سنة للمحاور الرئيسية).


التصميم الهيدروليكي لخطوط الانحدار بمعادلة مانينغ

تخضع أنابيب صرف الأمطار لقوانين الجريان الحر في القنوات الدائرية المفتوحة بالجاذبية الأرضية، حيث تُحسب سرعة الجريان ($V$) والتدفق الأقصى ($Q$) بمعادلة مانينغ:

$$V = \frac{1}{n} \times R^{2/3} \times S^{1/2}, \quad Q = V \times A$$

  • معامل الخشونة ($n$): يُحدد بـ 0.010 لأنابيب البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE) والـ uPVC الملساء، وبـ 0.013 للأنابيب الخرسانية.
  • السرعة الذاتية للتنظيف (Self-Cleansing Velocity): يجب ألا تقل السرعة في حالة الامتلاء عن 0.75 م/ث لمنع ترسب الرمال والأتربة داخل الأنابيب.
  • السرعة القصوى الآمنة (Non-Scouring Velocity): يجب ألا تزيد السرعة عن 3.0 م/ث لحماية جدران المواسير وغرف التفتيش من التآكل الميكانيكي.
  • نسبة الامتلاء القصوى ($d/D$): يُصمم الأنبوب بحيث لا تتجاوز نسبة الامتلاء 80% إلى 85% لترك فراغ هوائي كافٍ لمنع انسداد الخطوط تحت الضغوط المفاجئة.

طريقة الاستخدام وخطوات التطبيق العملي

1

معاينة الشيت وتجربة الأرقام أولاً:

استخدم جدول المعاينة التفاعلية الحية أعلاه (أو وضع ملء الشاشة 100%) لتجربة إدخال أرقام مشروعك واختبار المعادلات مباشرة.

2

تحميل الشيت وفتحه على جهازك:

قم بتنزيل الملف عبر زر التحميل المباشر وفتحه بواسطة Microsoft Excel أو Google Sheets.

3

إدخال البيانات الأساسية للمشروع:

قم بتعديل اسم المشروع، التاريخ، وفئات الأسعار في الخلايا المخصصة للإدخال؛ بينما تُحسب كافة الإجماليات تلقائياً.

4

الطباعة المباشرة بمقاس A4:

تم ضبط هوامش الصفحات وحدود الطباعة مسبقاً على مقاس A4، فقط اضغط Ctrl+P للطباعة أو التصدير بصيغة PDF.

الأسئلة الشائعة حول النموذج

ما هو الغرض الهندسي من خزان التهدئة (Attenuation / Detention Tank)؟

يعمل خزان التهدئة على احتجاز التدفقات المائية الهائلة المفاجئة أثناء ذروة العاصفة المطرية، ثم تفريغها تدريجياً وبمعدل منضبط ومقيد (Restricted Flow) إلى شبكة الصرف العمومية للمدينة أو إلى وادي التصريف، لمنع إغراق وتجاوز الطاقة الاستيعابية لشبكة البلدية العامة ومنع تشكل السيول الجارفة.

كيف يتم تحديد فترة التكرار التصميمية (Return Period) لشبكات الأمطار؟

وفق دليل وزارة البلديات والإسكان (MOMRAH) وكود SBC 702، تُحدد فترة التكرار بـ 5 إلى 10 سنوات للمباني السكنية ومواقف السيارات الداخلية، وبـ 25 سنة للطرق الشريانية والمجمعات التجارية الضخمة وخزانات التهدئة، وبـ 50 إلى 100 سنة للعبارات الصندوقية ومجاري السيول الرئيسية لحماية الأرواح والممتلكات.

ما هي معايير الميول والسرعات الدنيا لتفادي انسداد شبكات صرف السيول؟

يشترط الكود ألا تقل سرعة جريان المياه داخل الأنابيب عن 0.75 م/ث لضمان التنظيف الذاتي ومنع استقرار الرمال والأتربة، مع ضبط الميول الطولية للأنابيب بين 0.3% إلى 1.5% حسب القطر، وألا تتجاوز السرعة 3.0 م/ث لتفادي تآكل جدران الأنابيب والمناهيل الخرسانية.

ما هي فائدة مصائد الرواسب وفواصل الزيوت قبل خزان التهدئة؟

تعد غرف حجز الرمال (Silt Traps) وفواصل الزيوت والشحوم (Oil-Grit Separators) متطلباً بيئياً وهندسياً إلزامياً لمعالجة مياه السيول القادمة من مواقف السيارات والطرق، حيث تعزل الرمال والزيوت البترولية لحماية مضخات الرفع من التآكل ومنع تلوث البيئة وشبكات الصرف العامة.