Способ моделирования фильтрационного потока гидротехнического сооружения

 

СПОСОБ МОДЕЛИРОВАНИЯ ФИЛЬ-. ТРАЦИОННОГО ПОТОКА ГИДРОТЕХНИЧЕСКОГО СООРУЖЕНИЯ, включающий изготовление модели сооружения, элементы Которой выполняют из материалов. имеющих электропроводность, соответствующую водопроницаемости натурных материалов сооружения, подключение ее к источнику постоянного тока и построение гидродинамической сетки путем нахождения точек модели с равными потенциалами, отличающийся тем, что, с целью повышения точности моделирования за счет учета изменения водопроницаемости верховых граней сооружения с течением времени, на верховые грани элементов модели наносят материал с меньшей электропроводностью,, чем у материала элементов сооружения , соответствующей уменьшению водопроницаемости натурного материала (Л за счет его газовой кольматации с течением времени.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

4(51) Е 0 В 1/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3358403/29-15 (22) 21.09.81 (46) 07,07.85. Бюл. N - 25 (72) А.М.Петров и Н.В.Лисенкова (71) Ленинградский государственный институт по проектированию водохозяйственного и мелиоративного строительства (53) 627.8.001.57(088.8) (56) 1. Аравии В.И. и др. Фильтрационные расчеты гидротехнических сооружений. Л., Стройиздат, 1955, с. 55 °

2. Там же с. 95 (прототип), (54)(57) СПОСОБ МОДЕЛИРОВАНИЯ ФИЛЬ-.

ТРАЦИОННОГО ПОТОКА ГИДРОТЕХНИЧЕСКОГО СООРУЖЕНИЯ, включающий изготовление модели сооружения, элементы которой выполняют из материалов, „„Я0„„1165727 Д имеющих электропроводность, соответствующую водопроницаемости натурных материалов сооружения, подключение ее к источнику постоянного тока и построение гидродинамической сетки путем нахождения точек модели с равными потенциалами, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности моделирования за счет учета изменения водопроницаемости верховых граней сооружения с течением времени, на верховые грани элементов модели наносят материал с меньшей электропроводностью чем у материала элементов сооружения, соответствующей уменьшению водо- Б проницаемости натурного материала за счет его газовой кольматации с течением времени. С:

11á5727

Изобретение относится к гидротехнике, мелиорации и другим смежным отраслям и может быть использовано для моделирования фильтрационных потоков как подземного контура 5 гидротехнического сооружения, так и самого сооружения.

Известен способ крупномасштабного моделирования гидротехнических сооружений, заключающийся в созда-. 10 нии и исследовании натурной модели, например грунтовой плотины, представляющей уменьшенную копию сооруже- ния. Размеры модели обычно приближаются к размерам проектируемого соо- 15 ружения (1).

Недостатки этого способа — большие затраты на изготовление модели и несоответствие модели натуре в отношении геологии основания. 20

Известен также способ моделирования фильтрационного потока гидротехнического сооружения, включающий изготовление модели сооружения, эле— менты которой выполняют из материалов, имеющих электропроводность, соответствующую водопроницаемости натурных материалов, подключение ее к источнику постоянного тока и построение гидродинамической сетки путем нахождения точек модели.с равными потенциалами 2).

Недостатком известного способа является несоответствие лаборатор-. ной модели натуре, которое проявля- З5 ется после исследования модели на стадии эксплуатации построенного сооружения и выражается в возникновении, росте и стабилизации газовой кольматации верховых граней элемен- 40 тов сооружения вследствие выделения воздуха, растворенного в фильтрующей воде.

Цель изобретения — повышение точности моделирования за счет учета 45 изменения водопроницаемости верховых граней сооружения с течением времени.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу моделиро- вания фильтрационного потока гидро- 50 технического сооружения, включающему изготовление модели сооружения, элементы которой выполняют из материалов, имеющих электропроводность, соответствующую водопроницаемости на-55 турных материалов сооружения, .подключение ее к источнику постоянного тока и построение гидродинамической сетки путем нахождения точек модели с равными потенциалами, на верховые грани элементов модели наносят материал с меньшей электропроводностью, чем у материала элементов сооружения, соответствующей уменьшению водопроницаемости натурного материала за счет его газовой кольматации с течением времени.

Способ осуществляют следующим образом.

Изготовляют модеЛЬ сооружения, элементы которой выполняют из материалов, имеющих электропроводность, соответствующую водопроницаемости натурных материалов, подключают ее к источнику постоянного тока и строят гидродинамическую сетку путем нахождения на модели точек с равными потенциалами. Затем аналогично исследуют модель повторно, предварительно приведя ее в соответствие с натурой на стадии эксплуатации построенного сооружения, при этом на верховые поверхности элементов модели наносят материал с Меньшей электропроводностью, чем у материала элементов сооружения, соответствующей уменьшению водопроницае1 мости натурного материала за счет газовой кольматации натурного материала.

К элементам модели сооружения относятся слои различной проницаемости в теле плотины и в ее основании, а также всевозможные противофильтрационные элементы — экран, понур, зуб, ядро, завеса. Проницаемость натурного материала элемента сооружения, соответствующая максимальной газовой кольматации, определяется лабораторными опытами, в которых одновременно определяется и толщина

-слоя такой кольматации. Нанесение на верхние поверхности элементов модели материала с меньшей электропроводностью включает изготовление фрагментов требующейся конфигурации и замену фрагментами материала модели.

Предлагаемый способ проверен на модели однородной песчаной плотины с напором Н=100 м и откосами 1:2, на однородном основании при соотношении проницаемости плотины К„ к про- . ницаемости основания К, равном 10:1.

Слой газовой кольматации толщиной 20 см располагался на верховой грани

1165727

Составитель А.Сергеев

Техред М.Кузьма Корректор И.Эрдейи

Редактор Н.Тупица

Заказ 4288/25 Тираж 649 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 плотины от,уреза воды до подошвы плотины.

Проницаемость слоя газовой кольматации К задавалась отношением к проницаемости плотины Кд как 1:1,0, 1:100, 1:1000. В итоге получены соответствующие этим отношениям снижения кривой депрессии на 6, 18 и

457 и снижение фильтрационного расхода на 13,40 и 777 . Полученные ре. зультаты подтверждены как опытами по определению проницаемости слоя газовой кольматации для крупнозер-! нистого песчаного материала, показав. шими соотношение исходной проницаемости к проницаемости слоя 1:1600, так и проводившимися обследованиями песчаных плотин Верхневолжских ГЭС, показавшими существование снижения кривых депрессий, имеющих место при соотношениях проницаемостей слоя кольматации к проницаемости плотин

10 в соотношениях между 1: 100 и 1: 1000, Таким образом, предлагаемое осуществление способа позволяет повысить точность моделирования.