Кандидат технических наук, доцент
Адрес для переписки: Богославчик Петр Михайлович – Белорусский национальный технический университет, просп. Независимости, 150, 220014, г. Минск, Республика Беларусь. Тел.: +375 17 267-98-08 fes@bntu.by
Address for correspondence: Bohaslauchyk Petr М. – Belаrusian National Technical University, 150 Nezavisimosty Ave., 220014, Minsk, Republic of Belarus. Tel.: +375 17 267-98-08 fes@bntu.by
Перелив воды через гребень грунтовой плотины приводит к ее быстрому разрушению. Образующаяся в нижнем бьефе волна прорыва ведет к тяжелым экономическим и социальным последствиям. Точность расчета параметров волны прорыва зависит от точности построения гидрографа расхода в створе размываемой плотины. На основании экспериментальных данных разработана расчетная схема размыва грунтовой плотины при переливе. В соответствии с этой схемой размыв разделен на две стадии. На первой стадии происходит размыв низовой упорной призмы. Отметка гребня со стороны верховой бровки остается постоянной. На второй стадии наблюдается интенсивное снижение гребня. При этом размываемый массив имеет форму водослива практического профиля. На основании этой схемы разработана математическая модель, в соответствии с которой рассматриваются совместно уравнения деформации и движения потока. Данная модель хорошо согласуется с физической картиной размыва при быстром нарастании паводка и известной ширине размыва, например, при расчете размываемых вставок резервных водосбросов. В общем случае и при отсутствии ограничений по ширине (пространственная задача) в расчетных формулах появляется еще одна неизвестная величина – ширина потока в створе размыва. Описаны особенности физической картины размыва для такого случая, приведен и проанализирован ряд известных формул по определению ширины размыва. Выбрано уравнение, которое хорошо вписывается в предложенную математическую модель, что дает возможность адаптировать ее для пространственных условий размыва. Расчеты по данной методике позволяют построить гидрограф расхода в створе размываемой плотины.
Water flow over soil dam crest causes its fast failure. Break-through wave being formed in dam ebb side leads to drastic economic and social consequences. Accuracy in calculation of the break-through wave parameters depends on the accuracy of discharge hydrograph construction in the dam erosion site. A calculation scheme for soil dam wash-away due to overflow has been devised on the basis of the experimental data. Wash-away process is divided in two stages in accordance with the devised scheme. Wash-away of the downstream toe occurs at the first stage. The crest level from the side of upstream edge remains constant. Intensive crest lowering is observed at the second stage. The eroding body is considered to have a shape of a round-crested weir. In such a case the washed-away massif has a form of nappe-shaped crest profile. A mathematical model has been developed on the basis of this scheme and according to this model equations of deformation and flow motion are considered simultaneously. The model is consistent in a good way with physical erosion pattern during fast flood rise and when the erosion width is known; the model is recommended for calculation of breaching sections in reserve water outlets. In general case and when the width is unlimited (three-dimensional problem) calculation formulae have one more unknown variable that is flow width within the erosion site. The paper describes peculiar features in physiccal erosion pattern for such case and a number of the known formulae for determination of the erosion have been given and analyzed in the paper. The equation which fits in a good way in the proposed mathematical model has been chosen, and it provides the possibility to adapt the model for three-dimensional erosion conditions. Calculations made in accordance with the proposed methodology make it possible to construct discharge hydrograph in the dam erosion site.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.