Фильтрация жидкости под основанием плотины. Построение гидродинамич сетки

Для гравитационной плотины наибольшее значение из проявлений фильтрации имеет фильтрационное давление на ее подошву, или так называемое фильтрационное противодавление, снижающее сопротивление плотины сдвигу. Уменьшение противодавления достигается устройством противофильтрационной завесы в основании у верховой грани плотины, а также устройством дренажа основания. Величина фильтрационного противодавления зависит от многих факторов: трещиноватости скалы и ее характера, условий выхода фильтрационного потока в нижний бьеф, плотности контакта плотины и скального основания, глубины и качества противофильтрационной завесы, наличия или отсутствия дренажа основания.

Противофильтрационные завесы выполняются, как правило, путем цементации буровых скважин. В неблагоприятных условиях (агрессивные воды) вместо цементного раствора нагнетается битум или асфальт, разогретый или холодный в виде эмульсии. В этих же условиях, но при наличии трещин значительных размеров, каверн (карстовых) или полостей применяют глинизацию скважин. Дренаж основания осуществляется обычно в виде ряда специальных дренажных скважин, закладываемых в нем на небольшом расстоянии от завесы.

Роль дренажа основания очень важна, там как он снижает фильтрационное противодавление, чего одна противофильтрационная завеса, не доходящая по глубине до водоупора, не в состоянии сделать. Выполнять дренажные скважины лучше из специальной галереи (потерны) в плотине, что позволяет контролировать его работу.

Гидродинамическая сетка фильтрации подземных вод представляет собой систему линий равного напора (гидроизогипс) и нормальных к ним линий тока. Построение такой сетки начинается обычно с проведения гидроизогипс грунтового потока в условиях эксплуатации водоза­борного сооружения. Для этого определяется:положение уровня подземных вод в различных точках пласта по всей области фильтрации. Эти точки могут располагаться по некоторой заданной сетке, которая должна сгущаться на участках расположения водозаборных скважин, а также вблизи характерных точек подземного потока (раздельных точек). Уровень подземных вод в фиксированных точках определяется аналитически (в простейших случаях) или с использованием разнообразных моделирующих и цифровых устройств, широко применяемых при гидрогеологических исследованиях. Далее, путем интерполяции известных значений уровня в точках строятся изолинии уровня подземных вод при работе водозабора. Выбирается какая-либо точка на одной из гидроизогипс с большим значением уровня, из этой точки восставляется пер­пендикуляр к ней (рис. 37,а). Далее на перпендикуляре находится точка, располагающаяся на середине расстояния между выбранной гидроизогипсой и соседней с ней с меньшим значением уровня; из этой точки опускается перпендикуляр на сосед­нюю гидроизогипсу, и его пересечение с этой гидроизогипсой дает точку, лежащую примерно на одной линии тока с выбран­ной вначале точкой.

Схемы к построению гидродинамической сетки:а — построение линий тока; б — фрагмент гидродинамической сетки; 1 — линии тока; 2 — гидроизогипсы; 3 — ячейки сетки; 4 — полоса тока

Поиск по сайту: