HYDRAULIC PERFORMANCE EVALUATION OF DRAWDOWN DIRT INSERT OF A RESERVE WATER OUTLET

Full Text

Разрушения гидротехнических сооружений (ГТС) могут сопровождаться весьма значительными ущербами экономического, социального и экологического характера. В России за последние 5 лет имели место более 300 аварий ГТС (по данным Росводресурса), в основном это ГТС IV, частично III класса, численность которых составляет 95 % от общего их количества. Поэтому в настоящее время одним из актуальных вопросов в рассмотрении проблем, связанных с обеспечением безопасной работы всего гидроузла в целом [1-6], является учет условий работы водосбросных сооружений и повышение уровня их безопасности за счет специальных инженерных и эксплуатационных решений. Одним из таких решений может быть применение резервного водосброса, предназначенного для пропуска паводков редкой повторяемости. Автором статьи была разработана конструкция резервного водосброса с размываемой вставкой [7, 8]. Интерес к исследованию этого вопроса был вызван распространением в последнее время идей включения в напорный фронт гидроузлов резервных водосбросных сооружений с размываемой вставкой [9-11]. Принцип работы такой конструкции заключается в том, что в случае, когда основной водосброс не справляется с пропуском паводка расчетной обеспеченности, то происходит аккумуляция воды в водоеме и в определенный момент времени, когда уровень воды достигнет форсированного подпорного уровня (ФПУ), произойдет размыв грунтовой вставки резервного водосброса. Поэтому работоспособность водосброса зависит от размыва вставки. Исследованиями аварийных ситуаций грунтовых плотин занимались С.А. Кремез, А.М. Прудовский, Н.И. Иващенко, К.Р. Пономарчук, Ю.М. Косиченко, П.М. Богославчик, И.В. Филиппович, Н.Н. Розанов, Г.М. Каганов, И.А. Секисова, В.И. Волков, О.М. Финагенов, С.Н. Белякова, Д.В. Стефанишин и др. [12]. Для оценки эффективности сработки грунтовой вставки резервного водосброса необходимо провести расчет воздействия как поверхностного потока при переливе через гребень, так и фильтрационно- DOI: 10.17673/Vestnik.2016.01.5 Вестник СГАСУ. Градостроительство и архитектура | 2016 | № 1 (22) 28 ГИДРОТЕХНИЧЕСКОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО Рис. 1. Расчетная схема воздействия поверхностного и фильтрационного потока на грунтовую вставку резервного водосброса: а - продольное сечение грунтовой вставки; б - поперечное сечение грунтовой вставки го потока, возникающего по контуру водосливного экрана, на размываемую способность грунтовой вставки. Расчетная схема воздействия поверхностного и фильтрационного потока на грунтовую вставку приведена на рис. 1. Механизм размыва грунта на гребне вставки заключается в воздействии на частицы грунта переливающегося поверхностного потока, и при превышении размывающей скорости будет происходить сначала размыв отдельных частиц, а затем агрегатов, включающих несколько частиц. При этом наиболее вероятно, что размыв будет начинаться в первую очередь на низовой грани откоса 4-3, где скорости течения будут наибольшими. С другой стороны, по контуру 1-2-3 будет проходить интенсивный фильтрационный поток вдоль сильнофильтрующего слоя геотекстиля (например, дорнита), имеющего коэффициент фильтрации в горизонтальном направлении до 60-100 м/сут. Вследствие воздействия фильтрационного потока на границы грунта вдоль контура 1-2-3 возможен их контактный размыв при превышении градиентов фильтрации допускаемых значений. Рассмотрим сначала расчет переливающегося через гребень грунтовой вставки поверхностного потока. Средняя скорость поверхностного потока на гребне будет определяться известной зависимостью [13]:

About the authors

Evgeny Dmitrievich MIKHAYLOV

Author for correspondence.
Email: vestniksgasu@yandex.ru

References

Supplementary files