Кандидат технических наук, доцент
Адрес для переписки: Богославчик Петр Михайлович – Белорусский национальный технический университет, просп. Независимости, 65, 220013, , Республика Беларусь. Тел.: +375 17 292-06-79
pmih@tut.by
Address for correspondence: Bohaslauchyk Petr М. – Belаrusian National Technical University, 65, Nezavisimosty Ave., 220013, Minsk, Republic of Belarus. Tel.: +375 17 292-06-79
pmih@tut.by
г. Минск
Minsk
На основании накопленного к настоящему времени опыта применения резервных водосбросов с размываемыми грунтовыми вставками и проведенных ранее исследований даны рекомендации по проектированию и расчетам таких сооружений. Представлены четыре варианта конструктивных и компоновочных решений. Первый вариант – размываемая вставка располагается в теле грунтовой плотины. Ограничивающая размыв одежда – бетонная. Второй вариант – то же, но ограничивающая размыв одежда выполнена из мягкого полимерного материала, например из геотекстиля или полимерной пленки. По третьему варианту размываемая вставка располагается в одном или нескольких пролетах поверхностного водосброса и работает по типу затвора «Гидроплюс». Четвертый вариант применим при соответствующих топографических условиях. Здесь размываемая вставка располагается вне напорного фронта в обход плотины и представляет собой небольшую размываемую дамбу. Предложен порядок гидравлических расчетов, которые выполняются в два этапа. На первом этапе определяют размеры водосбросного отверстия резервного водосброса на пропуск расчетного расхода. Затем выполняют расчет размыва грунтовой вставки, располагаемой в этом отверстии, который происходит при переливе воды через ее гребень при аварийной ситуации. Этот расчет дает возможность определить время размыва, а также построить гидрограф расхода воды через размываемый водосброс, графики изменений уровня верхнего бьефа и отметки гребня вставки в процессе размыва. Дифференциальные уравнения, описывающие процесс размыва, удобно решать численным методом. Предложен алгоритм расчета.
Based on the experience accumulated to date in the use of backup spillways with eroded soil inserts and previously conducted studies, recommendations for the design and calculations of such structures are given. Four options for design and layout solutions are presented. The first option is that the eroded insert is located in the body of the earth dam. The erosion-limiting clothing is concrete. The second option is the same, but the erosion-limiting clothing is made of soft polymer material, for example, from geotextile or polymer film. According to the third option, the eroded insert is located in one or several spans of the surface spillway and operates like a “Hydroplus” gate. The fourth option is applicable under appropriate topographic conditions. Here, the eroded insert is located outside the pressure front, bypassing the dam and is a small eroded dam. A procedure for hydraulic calculations is proposed, which are performed in two stages. At the first stage, the dimensions of the spillway opening of the reserve spillway are determined to allow the design flow to pass through. Then, a calculation is made of the erosion of the soil insert located in this hole, which occurs when water overflows over its crest in an emergency. This calculation makes it possible to determine the time of erosion, as well as to construct a hydrograph of water flow through the eroded spillway, graphs of changes in the level of the headwaters and the marks of the crest of the insert during the erosion process. It is convenient to solve differential equations that describe the erosion process using a numerical method. A calculation algorithm is proposed.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.