Робота № 8
Тема: Моделювання фільтрації води через ґрунтову греблю
Ціль: Оволодіння практичними навичками моделювання гідротехнічних споруд
Задача. Розрахувати фільтрацію води через однорідну ґрунтову греблю:
Встановити параметри фільтраційного потоку q, h, a0, S
Змоделювати тіло греблі та депресійну криву фільтраційного потоку.
Перевірити стійкість ґрунту греблі на механічну суфозію
Теоретичні основи
Розрахункова схема греблі та фільтрації води через неї при відсутності води у нижньому б’єфі.
Н – напір води перед греблею, м
d – перевищення верха греблі над рівнем води у верхньому б’єфі, м
Нгр – висота греблі, м
b – ширина гребня, м
m1 – коефіцієнти закладання відкосу верхнього б’єфу.
m2 – коефіцієнти закладання відкосу нижнього б’єфу.
Кф – коефіцієнт фільтрації, м/доб
Модель фільтраційного потоку води через тіло греблі
д
е
Модель тіла греблі
;
х = 0 ÷ (-Нгр∙m1)
– мокрий відкіс
;
х = b
÷ (Нгр∙m2
+ b)
– сухий відкіс
;
х = 0 ÷ b
– гребінь
греблі
;
х = -(Нгр
- Н) m1
÷ (-Нгр∙m1)
– рівень
води верхнього б’єфу
Модель депресійної кривої фільтраційного потоку через греблю
;
х
= 0 ÷ S
– крива
депресії
х, у – змінні координати депресійної кривої.
Перевірка стійкості ґрунту на механічну суфозію.
Суфозія відсутня, якщо
,
де
-
допустима швидкість для ґрунту греблі,
м/с.
де
- коефіцієнт фільтрації ґрунту.
Швидкість фільтрації на виході фільтраційного потоку на низовий відкіс:
- уклон кривої
депресії при виході на низовий відкіс
Порядок виконання
Вибрати вихідні дані з таблиці 8.1.
Скласти оптимізаційну модель фільтраційного потоку води через греблю і встановити параметри потоку
Скласти моделі: тіла греблі та кривої депресії фільтраційного потоку
Графічно відобразити греблю та депресійну криву фільтраційного потоку води.
Перевірити стійкість ґрунту греблі на механічну суфозію
Результати роботи представити у послідовності:
Теоретичні основи
Модель фільтраційного потоку з рішенням
Моделі греблі та депресивної кривої.
Графічне відображення греблі та кривої депресії
Розрахунки стійкість ґрунту греблі на механічну суфозію
Контрольні питання:
Де використовується ґрунтова гребля і її конструктивні елементи ?
Елементи фільтраційного потоку через тіло греблі ?
Математична модель руху води через тіло греблі?
Математична модель тіла греблі?
Таблиця 8.1 - Вихідні дані
№ вар |
Н, м |
d, м |
Нгр, м |
b, м |
m1 |
m2 |
Кф, м/доб |
1 |
6 |
1 |
7 |
4 |
2 |
1,5 |
0,05 |
2 |
7 |
2 |
9 |
4 |
0,06 |
||
3 |
8 |
2 |
10 |
5 |
0,07 |
||
4 |
9 |
2 |
11 |
6 |
0,08 |
||
5 |
10 |
2 |
12 |
7 |
0,09 |
||
6 |
11 |
3 |
14 |
8 |
0,1 |
||
7 |
12 |
3 |
15 |
9 |
0,05 |
||
8 |
13 |
3 |
16 |
10 |
0,06 |
||
9 |
14 |
3 |
17 |
10 |
0,07 |
||
10 |
15 |
3 |
18 |
12 |
0,08 |
||
11 |
8 |
2 |
10 |
5 |
0,07 |
||
12 |
9 |
2 |
11 |
6 |
0,08 |
||
13 |
10 |
2 |
12 |
7 |
0,09 |
||
14 |
13 |
3 |
16 |
10 |
0,06 |
||
15 |
14 |
3 |
17 |
10 |
0,07 |
||
16 |
15 |
3 |
18 |
12 |
0,08 |
||
17 |
6 |
1 |
7 |
4 |
0,05 |
||
18 |
7 |
2 |
9 |
4 |
0,06 |
||
19 |
11 |
3 |
14 |
8 |
0,1 |
||
20 |
12 |
3 |
15 |
9 |
0,05 |
Увага! Номер варіанта вихідних даних вибрати згідно порядкового номера прізвища студента у списку групи, в журналі з дисципліни “САПР водогосподарських об'єктів”.
Рисунок 8.1. Графічне відображення фільтрації води через тіло греблі
Робота №9
Тема: Моделювання поверхні землі
Ціль: Оволодіння практичними навичками побудови тривимірного контурного графіка поверхні землі і перетворення його в топографічний контурний план місцевості.
Задача: Побудувати топографічний контурний план місцевості за даними нівелірної зйомки по квадратах у масштабі 1:10000.
Порядок виконання:
1. Вибрати варіант вихідних даних нівелювання поверхні землі по квадратах з таблиці 9.1. і створити базу даних у системі “ECXEL”.
2. Побудувати графік типу «поверхня» у виді тривимірного кольорового графіка поверхні землі. Розглянути в тривимірному просторі поверхню землі в порядку: діаграма \ об'ємний вид \ обертання.
Вибрати перетин горизонталей 1м (чи інше) у порядку: контекстне меню\ Формат легенди \ шкала \ параметри шкали.
3. Представити тривимірний кольоровий графік горизонталей місцевості у виді - «дротового» у порядку: \діаграма \ тип (поверхня) \ вид (дротовий).
4. Копіювати графік у документ ”WORD” у послідовності: \копіювати в документі “ECXEL” \ відкрити новий документ ”WORD” \ виправлення \ спеціальна вставка \ метафайл Windows(EMF).
5. Представити малюнок – «проволочний графік поверхні землі» у графічній системі “Autocad” у послідовності: копіювати в документі ”WORD”\ відкрити новий документ “Autocad” \ виправлення \ спеціальна вставка \ формат “Image Entity” \ розміри \ лінія (розмір копії) \ представлення у масштабі М1:10000 (розміри квадрата нівелювання 100Х100м) .
6. Накреслити топографічний план поверхні землі засобами “Autocad” по прототипу дротового графіка в послідовності: новий шар \ прямокутник (границі ділянки) \ сплайн лінія (відображення горизонталей) \ текст (підпис горизонталей) \ заморозити шар із дротовим графіком.
7. Результати роботи представити у вигляді документа ”WORD” у послідовності:
теоретичні основи і вихідні дані,
тривимірний графік поверхні землі,
дротовий графік поверхні землі,
топографічний план поверхні землі.
8. Контрольні питання:
Що таке нівелювання по квадратах?
Властивості контурного графіка поверхні землі?
Порядок масштабування топографічного план?
Порядок побудови моделі «поверхня землі»?
Таблиця 9.1 – Варіанти вихідних даних
Варіант 1 , 13
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
1 |
14,35 |
14,75 |
15,1 |
15,45 |
15,65 |
15,93 |
16 |
15,77 |
15,37 |
15 |
14,25 |
2 |
15,25 |
15,6 |
15,9 |
16,32 |
16,51 |
16,53 |
16,51 |
16,22 |
15,78 |
15,2 |
14,46 |
3 |
16,1 |
16,45 |
16,86 |
17,15 |
17,2 |
17,22 |
16,93 |
16,4 |
15,84 |
15,22 |
14,35 |
4 |
16,9 |
17,3 |
17,71 |
17,9 |
17,92 |
17,48 |
16,98 |
16,35 |
15,8 |
15,17 |
14,2 |
5 |
17,87 |
18,25 |
18,5 |
18,57 |
18,04 |
17,46 |
16,8 |
16,23 |
15,54 |
14,75 |
13,78 |
6 |
18,7 |
19,15 |
19,4 |
18,68 |
17,8 |
17,28 |
16,5 |
15,75 |
15,12 |
14,25 |
13,37 |
7 |
20 |
20,15 |
19,1 |
18,29 |
17,43 |
16,76 |
15,93 |
15,2 |
14,53 |
13,77 |
12,8 |
8 |
20 |
19,2 |
18,43 |
17,55 |
16,82 |
16,1 |
15,3 |
14,64 |
14,05 |
13,2 |
12,27 |
Варіант 2 , 14
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
1 |
15,65 |
16 |
15,98 |
15,8 |
15,75 |
15,45 |
16 |
16,34 |
16,55 |
16,48 |
16,27 |
2 |
16,64 |
16,9 |
17,1 |
17,08 |
16,8 |
16,43 |
16,9 |
17,57 |
17,76 |
17,47 |
17,15 |
3 |
17,3 |
17,68 |
18 |
18,1 |
17,95 |
17,4 |
18 |
18,86 |
19,63 |
19,36 |
18,86 |
4 |
18 |
18,38 |
18,75 |
18,83 |
18,5 |
18,28 |
18,12 |
19,62 |
20,8 |
19,36 |
18,4 |
5 |
19,2 |
19,62 |
20,15 |
19,87 |
18,97 |
18,4 |
18,65 |
18,87 |
18,78 |
18,37 |
17,84 |
6 |
19,7 |
20,5 |
20,4 |
20 |
18,92 |
18,13 |
17,43 |
17,24 |
17,33 |
17,4 |
17,03 |
7 |
20,8 |
21,1 |
20,92 |
19,9 |
18,85 |
18 |
16,92 |
16,28 |
15,93 |
16,22 |
16,15 |
8 |
21,84 |
21,96 |
20,8 |
19,83 |
18,73 |
17,64 |
16,57 |
15,66 |
14,9 |
14,92 |
15,13 |
Варіант 3 , 15
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
1 |
16,52 |
17,22 |
17,46 |
17,38 |
17,13 |
16,50 |
16,00 |
15,22 |
14,48 |
13,70 |
12,73 |
2 |
17,38 |
18,28 |
18,70 |
18,35 |
17,78 |
17,21 |
16,52 |
15,78 |
15,07 |
14,21 |
13,24 |
3 |
17,84 |
19,15 |
19,22 |
19,15 |
18,50 |
17,73 |
17,00 |
16,23 |
15,40 |
14,56 |
13,60 |
4 |
17,82 |
19,08 |
19,45 |
19,15 |
19,08 |
18,14 |
17,24 |
16,52 |
15,72 |
14,77 |
13,94 |
5 |
17,51 |
18,48 |
19,23 |
19,30 |
18,97 |
18,22 |
17,42 |
16,72 |
15,76 |
14,83 |
14,07 |
6 |
17,00 |
17,77 |
18,27 |
18,52 |
18,38 |
18,00 |
17,38 |
16,73 |
15,75 |
14,80 |
14,00 |
7 |
16,35 |
17,06 |
17,58 |
17,76 |
17,77 |
17,62 |
17,22 |
16,45 |
15,53 |
14,73 |
13,78 |
8 |
15,63 |
16,25 |
16,80 |
17,16 |
17,21 |
17,11 |
16,77 |
16,11 |
15,25 |
14,45 |
13,45 |
Варіант 4 , 16
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
1 |
16,17 |
16,78 |
17 |
16,65 |
15,65 |
15,5 |
15 |
15,68 |
16,13 |
15,48 |
14,75 |
2 |
16,91 |
17,7 |
19 |
17,84 |
16,77 |
16,27 |
16,2 |
16,98 |
17,04 |
16,5 |
15,54 |
3 |
17,52 |
19,04 |
19,48 |
19,02 |
17,22 |
17,14 |
17,48 |
18,23 |
18,1 |
17,47 |
16,48 |
4 |
17,93 |
19,52 |
20 |
18,8 |
17,53 |
17 |
17,77 |
19,18 |
19 |
18,24 |
17,21 |
5 |
17,8 |
19,27 |
20 |
18,83 |
17,54 |
17 |
17,79 |
19,4 |
20 |
18,78 |
17,56 |
6 |
17,41 |
18,46 |
18,96 |
18,48 |
17,3 |
17 |
17,75 |
18,81 |
20 |
18,92 |
17,7 |
7 |
17 |
17,78 |
18,25 |
18,1 |
17 |
17 |
17,3 |
18,47 |
19,27 |
18,75 |
17,54 |
8 |
16,44 |
17,22 |
17,57 |
17,26 |
16,48 |
16 |
16,8 |
17,78 |
18,52 |
18,26 |
17,28 |
Варіант 5 , 17
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
1 |
22,47 |
23,71 |
25,38 |
26,5 |
27,31 |
28 |
28,76 |
28,38 |
27,5 |
26,51 |
25,48 |
2 |
23 |
24,48 |
26,12 |
27,12 |
28,18 |
29,21 |
30 |
29,07 |
27,8 |
26,72 |
25,57 |
3 |
23,72 |
25,21 |
26,47 |
27,53 |
28,64 |
29,82 |
30 |
29,21 |
27,91 |
26,75 |
25,61 |
4 |
24,2 |
25,6 |
26,77 |
27,85 |
29,05 |
30 |
30 |
28,8 |
27,72 |
26,53 |
25,48 |
5 |
24,61 |
25,82 |
27 |
28,2 |
29,33 |
30 |
29,74 |
28,48 |
27,26 |
26,24 |
25,25 |
6 |
24,77 |
26 |
27,11 |
28,25 |
29,5 |
30 |
28,94 |
27,81 |
26,78 |
25,86 |
25 |
7 |
24,89 |
25,8 |
27 |
28,19 |
29,22 |
29,23 |
28,65 |
27,25 |
26,31 |
25,47 |
24,58 |
8 |
25 |
25,76 |
26,72 |
27,74 |
28,53 |
28,45 |
27,33 |
26,44 |
25,79 |
24,94 |
24 |
Варіант 6 , 18
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
1 |
36,82 |
37,29 |
37,17 |
36,6 |
35,96 |
35,27 |
34,59 |
33,73 |
33 |
32,27 |
31,6 |
2 |
37,71 |
38,21 |
38,23 |
37,36 |
36,48 |
35,76 |
35,12 |
34,26 |
33,53 |
32,78 |
32,17 |
3 |
37,84 |
39,08 |
39,24 |
38,23 |
37,16 |
36,27 |
35,5 |
34,75 |
34,12 |
33,24 |
32,38 |
4 |
37,68 |
39,25 |
39,8 |
38,92 |
37,82 |
36,5 |
35,85 |
35,1 |
34,28 |
33,67 |
32,73 |
5 |
37,23 |
38,95 |
39,42 |
39,48 |
38,4 |
37,22 |
36,26 |
35,35 |
34,7 |
33,83 |
33,04 |
6 |
36,57 |
38,28 |
39 |
39,8 |
38,88 |
37,78 |
36,73 |
35,75 |
34,8 |
34,12 |
33,24 |
7 |
35,86 |
37,04 |
38,03 |
38,85 |
39,22 |
38,26 |
37,2 |
36 |
35,19 |
34,22 |
33,38 |
8 |
35 |
36,14 |
37,1 |
37,78 |
38,25 |
38,22 |
37,31 |
36,22 |
35,25 |
34,34 |
33,5 |
Варіант 7 , 19
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
1 |
24,77 |
24,5 |
24,27 |
24,2 |
24 |
23,84 |
23,78 |
23,93 |
24,22 |
24,53 |
25 |
2 |
23,86 |
23,64 |
23,3 |
23,21 |
23 |
23 |
23,1 |
23,27 |
23,74 |
24,22 |
24,77 |
3 |
22,92 |
22,68 |
22,43 |
22,26 |
22,23 |
22,24 |
22,5 |
22,92 |
23,5 |
24,07 |
24,73 |
4 |
21,88 |
21,73 |
21,5 |
21,38 |
21,28 |
21,72 |
22,22 |
22,93 |
23,64 |
24,22 |
24,82 |
5 |
20,9 |
20,7 |
20,42 |
20,4 |
20,77 |
21,47 |
22,27 |
23,22 |
23,9 |
24,58 |
25,2 |
6 |
19,98 |
19,63 |
19,35 |
19,27 |
20,7 |
21,77 |
22,75 |
23,7 |
24,32 |
25 |
25,7 |
7 |
19 |
18,71 |
19,39 |
20 |
21,25 |
22,4 |
23,25 |
24,08 |
24,76 |
25,45 |
26,22 |
8 |
18 |
18,82 |
19,84 |
20,95 |
22,06 |
22,82 |
23,6 |
24,25 |
24,9 |
25,62 |
26,4 |
Варіант 8 , 20
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
1 |
8,25 |
8,77 |
9,32 |
9,8 |
10,27 |
10,48 |
10,28 |
10,22 |
9,76 |
9,23 |
8,71 |
2 |
8,78 |
9,43 |
10 |
10,5 |
10,87 |
11,13 |
11,06 |
10,76 |
10,27 |
9,77 |
9,2 |
3 |
9,27 |
10 |
10,67 |
11,12 |
11,52 |
11,8 |
11,78 |
11,27 |
10,78 |
10,24 |
9,58 |
4 |
9,66 |
10,48 |
11,13 |
11,74 |
12,23 |
12,55 |
12,44 |
11,79 |
11,21 |
10,68 |
9,82 |
5 |
10,19 |
10,87 |
11,68 |
12,25 |
12,79 |
13,26 |
13,07 |
12,22 |
11,5 |
10,8 |
10,18 |
6 |
10,53 |
11,26 |
12,03 |
12,71 |
13,48 |
14,12 |
13,41 |
12,45 |
11,72 |
11 |
10,22 |
7 |
10,78 |
11,71 |
12,4 |
13,1 |
13,95 |
14,56 |
13,52 |
12,5 |
11,75 |
11,03 |
10,24 |
8 |
11,13 |
12,03 |
12,73 |
13,48 |
14,5 |
15 |
13,53 |
12,5 |
11,71 |
10,8 |
10 |
Варіант 9 , 21
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
1 |
27,28 |
27,71 |
28,10 |
28,53 |
28,92 |
29,28 |
29,50 |
29,27 |
28,98 |
28,72 |
28,27 |
2 |
26,70 |
27,27 |
27,54 |
27,95 |
28,26 |
28,52 |
28,52 |
28,30 |
28,08 |
27,76 |
27,48 |
3 |
26,12 |
26,58 |
26,97 |
27,26 |
27,57 |
27,72 |
27,60 |
27,40 |
27,15 |
26,82 |
26,50 |
4 |
25,72 |
26,00 |
26,34 |
26,68 |
26,79 |
26,81 |
26,75 |
26,53 |
26,28 |
26,00 |
25,72 |
5 |
25,14 |
25,42 |
25,74 |
25,93 |
26,07 |
26,07 |
25,97 |
25,77 |
25,50 |
25,21 |
24,92 |
6 |
24,42 |
24,74 |
24,96 |
25,12 |
25,23 |
25,21 |
25,11 |
24,95 |
24,74 |
24,39 |
24,10 |
7 |
23,74 |
23,94 |
24,14 |
24,27 |
24,39 |
24,30 |
24,25 |
24,09 |
23,80 |
23,51 |
23,12 |
8 |
22,83 |
23,13 |
23,27 |
23,46 |
23,50 |
23,45 |
23,27 |
23,16 |
22,95 |
22,64 |
22,20 |
Варіант 10 , 22
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
1 |
40 |
39,4 |
38,76 |
38,04 |
37,26 |
36,62 |
35,89 |
35,25 |
34,48 |
33,72 |
32,89 |
2 |
39,18 |
38,61 |
38 |
37,33 |
36,73 |
36,07 |
35,42 |
34,74 |
33,84 |
33,03 |
32,5 |
3 |
38,28 |
37,79 |
37,25 |
36,7 |
36,09 |
35,46 |
34,78 |
34,04 |
33,14 |
32,54 |
32 |
4 |
37,46 |
37 |
36,55 |
36,06 |
35,38 |
34,78 |
34,08 |
33,24 |
32,61 |
32,04 |
31,49 |
5 |
36,54 |
36,23 |
35,79 |
35,27 |
34,71 |
34 |
33,23 |
32,6 |
32,03 |
31,4 |
30,88 |
6 |
35,72 |
35,38 |
34,97 |
34,41 |
33,75 |
33,09 |
32,46 |
31,86 |
31,3 |
30,8 |
30,28 |
7 |
34,75 |
34,37 |
33,88 |
33,25 |
32,73 |
32,08 |
31,55 |
31,05 |
30,53 |
30,1 |
29,73 |
8 |
33,74 |
33,24 |
32,7 |
32,13 |
31,63 |
31,14 |
30,6 |
30,08 |
29,71 |
29,29 |
29 |
Варіант 11, 23
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
1 |
11,25 |
11,63 |
12,25 |
13,00 |
13,63 |
14,38 |
15,22 |
16,00 |
16,72 |
17,51 |
18,21 |
2 |
11,56 |
12,30 |
13,16 |
13,87 |
14,58 |
15,27 |
16,00 |
16,61 |
17,29 |
17,94 |
18,50 |
3 |
11,78 |
12,83 |
13,74 |
14,42 |
15,12 |
15,82 |
16,37 |
17,04 |
17,62 |
18,24 |
18,84 |
4 |
11,86 |
13,03 |
13,82 |
14,60 |
15,29 |
16,06 |
16,62 |
17,22 |
17,78 |
18,36 |
19,12 |
5 |
11,50 |
12,52 |
13,57 |
14,40 |
15,27 |
16,00 |
16,60 |
17,22 |
17,77 |
18,38 |
19,16 |
6 |
11,00 |
12,05 |
13,00 |
14,04 |
14,79 |
15,66 |
16,29 |
17,00 |
17,58 |
18,22 |
18,88 |
7 |
10,46 |
11,50 |
12,47 |
13,42 |
14,28 |
15,03 |
15,81 |
16,52 |
17,23 |
17,86 |
18,49 |
8 |
9,76 |
10,83 |
11,86 |
12,81 |
13,74 |
14,48 |
15,20 |
15,87 |
16,52 |
17,21 |
17,88 |
Варіант 12, 24
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
1 |
14 |
14,7 |
14,94 |
14,86 |
14,61 |
13,98 |
13,48 |
12,7 |
11,96 |
11,18 |
10,21 |
2 |
14,86 |
15,76 |
16,18 |
15,83 |
15,26 |
14,69 |
14 |
13,26 |
12,55 |
11,69 |
10,72 |
3 |
15,32 |
16,63 |
16,7 |
16,63 |
15,98 |
15,21 |
14,48 |
13,71 |
12,88 |
12,04 |
11,08 |
4 |
15,3 |
16,56 |
16,93 |
16,63 |
16,56 |
15,62 |
14,72 |
14 |
13,2 |
12,25 |
11,42 |
5 |
14,99 |
15,96 |
16,71 |
16,78 |
16,45 |
15,7 |
14,9 |
14,2 |
13,24 |
12,31 |
11,55 |
6 |
14,48 |
15,25 |
15,75 |
16 |
15,86 |
15,48 |
14,86 |
14,21 |
13,23 |
12,28 |
11,48 |
7 |
13,83 |
14,54 |
15,06 |
15,24 |
15,25 |
15,1 |
14,7 |
13,93 |
13,01 |
12,21 |
11,26 |
8 |
13,11 |
13,73 |
14,28 |
14,64 |
14,69 |
14,59 |
14,25 |
13,59 |
12,73 |
11,93 |
10,93 |