Введение к работе
Актуальность теш. Проблемам рационального использования поверх-
)стних и подземных вод в африканских странах, в том числе и в Мали,
'водится центральное место в деятельности созданного при ООН специ-
іьного сахельского управляння ( Sdhetiatl Office. ), а так-
! в программах и проектах постоянного Межгосударственного Комитета ) борьбе с засухой в странах, охваченных в последние годы стихийным ідствиєм. Согласно таким проектам в Мали намечается использование' іачительньк запасов гидроэнергоресурсов путем строительства целого зда гидроузлов различного назначения, позволяющих комплексно решать здачи водного хозяйства : производства энергии, орошения, водоснаб-;ния, развития судоходства и рыбоводства.
Одним из основных сооружений в составе гидроузлов является водо-швная плотина, в нижнем бьефе которой осуществляется гашение иэбы-эчной кинетической энергии сбрасываемого потока. Известно, что наи-)яее слабым звеном в гидроузлах являются водосбросные сооружения, а них- крепление в нижних бьефах, включающее водобой и рисберму, ко-эрые часто завершаются концевым устройством в виде призмы, отсыпае->й из крупного камня, или в виде впунтовой стенки. Безаварийная ра->та водосливных плотин может быть достигнута путем исключения воэ->жности подмыва их конструкций турбулентным потоком при образовании ме крепления воронки местного размыва.
В диссертации ставится задача исследовать местный размыв русла несвязных грунтах с целью определения размеров воронки размыва в :ловиях плоской задачи при наличии на горизонтальном водобое гаек-!лей избыточной кинетической энергии и сопряжения бьефов по типу :течения из-под щита.
Концевое крепление предполагается реализовать в виде шпунтовой 'енки. Результаты исследования позволяют разработать методику рас-;та глубины и размеров воронки местного размыва при наличии гасите->.й энергии на водобое, назначить другие мероприятия, обеспечивающие 'сутствие подмва водосбросных сооружений, надежную эксплуатацию [дроузла в целом.
Цель исследования. Необходимо разработать методику расчета мест-іго размыва русла в несвязных грунтах за гидротехническими водо-іросідами сооружениями в плоских условиях при наличии гасителей из-ггочной кинетической энергии на горизонтальном водобое.
Нсхоня из поставленной цели, поиск решения, этой япд.ччи прешю-
лагается осуществить путем выполнения следующих этапов.
-
На основе методов теории подобия и размерностей получить кри териальные уравнения, определяющие местный размыв русла в несвязных грунтах за водосливными плотинами при наличии гасителей энергии на горизонтальном водобое, а также при сопряжении бьефов по типу истечв' ния из-под щита.
-
В соответствии с полученным критериальным уравнением исследо вать влияние определяющих параметров на глубину воронки размыва путеї постановки .физического эксперимента, использовав методы математического планирования эксперимента.
it. Бри наличии гасителей энергии на водобое получить математическую модель зависимости размеров воронки местного размыва в несвязных грунтах от основных определяющих ее факторов.
4. Дать рекомендации по определению оптимальных размеров водобойных устройств водосбросов при условий их надежной эксплуатации.
Научная новизна работы состоит в том, что в ней с позиций методов теории подобия и размерностей получена критериальная зависимость описывающая явление местного размыва русла в несвязных грунтах за водосливной плотиной при наличии гасителей избыточной кинетической энергии на горизонтальном водобое. На основе физического моделирования с привлечением методов математического планирования эксперимента найдена математическая модель, связывающая местный размыв русла с определяющими параметрами явления: числом Фруда в сжатом сечении, от носительной длиной крепления, коэффициентом затопления гидравлическо го прыжка, а также отношением скорости потока к неразмывающей; приче влияние последнего параметра на глубину воронки местного размыва за водосбросами другими исследователями до сих пор изучено не было.
Практическая ценность исследования состоит в возможности исполь зования разработанной методики расчета воронки местного размыва в несвязных грунтах при проектировании водосбросных плотин при наличии гасителей энергии на горизонтальном водобое и концевым креплением в виде шпунтовой стенки с учетом отношения скорости течения к неразмы-вающей. Тем самым обеспечиваются условия надежной эксплуатации соору жекий, исключающие подмыв потоком рисбермы, водобоя и водосливной плотины.
Апробация работы. Результаты работы неоднократно заслушивались на научных семшарах кафздры иккенерных мелиорации,гидрологии и охраны окружающей среды СПбГТУ.
Объем работы. Работа состоит из введения, шести глав, заключе-тя, списка использованной литературы ()/6 наименований) ; она иэло-ієна на [?6 страницах, включающих //у страниц основного матинопис-«го текста, у. страниц с таблицами, J>2, страницы с иллюстра-дионно-графіческим материалом и Zi страницы приложений.