4.6 Фільтраційні розрахунки земляних гребель

При фільтраційних розрахунках належить визначити параметри фільтраційного потоку (положення кривої депресії, фільтраційну витрату, напори, або градієнти напору), які необхідні для обгрунтування розмірів і конструкції греблі, визначення коефіцієнтів стійкості укосів, фільтраційної міцності і т. ін.

Розрахунковими рівнями при розрахунках будуть: в верхньому б'єфі – відмітка НПР, а в нижньому – максимально можлива при НПР. В зв'язку з відсутністю таких даних будемо умовно вважати, що в нижньому б'єфі розрахунковим рівнем буде рівень при пропусканні витрати Q_max. Фільтраційні розрахунки допускається проводити користуючись різними аналітичними залежностями.

При розрахунках необхідно встановити положення кривої депресії і фільтраційну витрату тільки через тіло греблі.

4.6.1 Розрахунок фільтрації через неоднорідну греблю на водонепроникній основі.

Для фільтраційних розрахунків неоднорідних гребель з ядром, необхідно скористатися "віртуальним методом" М.М. Павловського, сутність якого полягає в тому, що неоднорідна гребля відповідним розрахунком приводиться до однорідної.

Ґрунт, який необхідно вибрати для влаштування ядра, повинен мати коефіцієнт фільтрації k_я, що визначається за залежністю

. (4.6.1)

Вибравши розміри ядра у верхній b₁ і в нижній b₂ частинах визначається середня товщина його

b_ср = (b₁ +b₂ )/2 (4.6.2)

а далі по способу віртуальних довжин по залежності

(4.6.3)

гребля приводиться до однорідної.

Складається розрахункова схема (на рис. 4.8.) профіль однорідної греблі показано пунктиром і подальший розрахунок проводиться за залежностями.

(4.6.4)

де

q – питома витрата, м²/добу;

k_гр – коефіцієнт фільтрації тіла греблі, м/добу;

Н₁ і Н₂ – глибини води в б'єфах, м;

– віддаль від початку координат до точки перетину внутрішнього укосу;

(4.6.5)

(4.6.6)

(4.6.7)

(4.6.8) - коефіцієнт закладання внутрішнього укосу;

(4.6.9)

- вибирається з таблиці 4.1.

Таблиця 4.1 Значення

	1,0	1,3	1,5
	0,35	0,31	0,28

значення Н₀ приймається Н₀ = 0

Ординати кривої депресії визначаються за формулою

(4.6.10)

Задаючи значення x , одержуємо значення h_x.Питома фільтраційна витрата визначається за формулою (4.6.4, а через водопроникну основу за залежністю

q_осн = [k_оснТ₀(Н₁-Н₂)] / nL_осн (4.6.11)

де n – поправочний коефіцієнт, який визначається за таблицею в залежності від співвідношення

А₀ = L_осн /Т₀ (4.6.12)

А₀ = 163,8/3=54,6

n =1,5

Загальна питома фільтраційна витрата через русловий переріз буде дорівнювати

сумі витрат q і q_осн , а загальна втрата води із водосховища через руслову частину греблі Q_p=b_р(q + q_осн) (4.6.13)

де b₁ – довжина руслової частини греблі, м по лінії рівня води НБ при Q_max .

.

b_ср = (0,8+4 )/2=2,4 м

приймається Н₀ = 0

Далі розрахунок проводиться аналогічно задаючись іншими значеннями :

;

;

;

;

Q_p=48(0,755 +0,41)=55,92 м³/доб