Расчетная модель размыва грунтовых плотин при переливе

Abstract

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.