3.2. Определение величины фильтрационного расхода

Величина удельного фильтрационного расхода q, а также величина промежутка высачивания ∆ может быть определена по способу Шаффернака, в результате решения системы уравнений:

Эту систему уравнений удобно решать графически, выполняя построение двух графиков q = f (∆) для первого и второго уравнений решаемой системы, задаваясь величиной промежутка высачивания в диапазоне значений от 0 до ( ). Точка пересечения этих графиков позволит определить искомые значения ∆ и q.

Для построения указанных графиков заполняется таблица 1.

Таблица 1

Значения q = f (∆)

Δ
0	…	0
…	…	…
…	…	…
	…	…

Рис. 4. Решение системы уравнений Шаффернака графическим способом

3.3. Построение кривой депрессии

После определения величин q и ∆ для виртуального профиля плотины выполняется построение кривой депрессии. Для этого от точки, соответствующей урезу воды в низовом бьефе виртуального профиля (точки У на рис. 5), вверх откладывается величина промежутка высачивания ∆ и определяется местоположение точки M выхода кривой депрессии на поверхность низового откоса.

После определения положения точки M вычисляется расстояние L, соответствующее длине проекции кривой депрессии на горизонтальную поверхность.

Для вычисления координат точек кривой депрессии рассматриваются два вертикальных живых сечения 1-1 и 2-2. Сечение 2-2 располагается в точке M выхода кривой депрессии на поверхность низового откоса, глубина потока в этом сечении известна и равна . Сечение 1-1 располагается на произвольном расстоянии x от сечения 2-2 в сторону верхнего бьефа.

Рис. 5. Построение кривой депрессии для виртуального профиля

Для определения глубины в этом сечении используется уравнение Дюпюи, составленное для сечений 1-1 и 2-2:

Откуда, глубина фильтрационного потока в сечении 2-2:

Так, постепенно увеличивая расстояние x между рассматриваемыми сечениями, определяют координаты точек кривой депрессии, при этом заполняется таблица 2.

Таблица 2

Координаты точек кривой депрессии

№	x	h
1
2
3
…	…	…
…	…	…
n

Построение кривой депрессии по данным таблицы 2 выполняется на чертеже виртуального профиля плотины.

Полученная таким образом кривая депрессии для расчётного виртуального профиля (обозначенная на рис. 6 abcd) переносится на действительный профиль плотины. Для этого выполняются следующие действия:

1. Участки кривой депрессии ab и cd переносятся с виртуального профиля на условный профиль плотины с вертикальным верховым откосом (см. рис.6, а).

2. Для построения кривой депрессии внутри ядра, кривая депрессии продолжается (экстраполируется) из точек b и с до действительного трапецеидального профиля ядра. Внутри ядра положение кривой депрессии определяется условно. Для этого точки пересечения продолжения участков ab и cd и действительного трапецеидального профиля ядра соединяются прямой линией. Результаты этих построений показаны на рис. 6.

Рис. 6. Построение кривой депрессии для действительного профиля плотины

3. Выполняется сопряжение участка кривой депрессии abcd с урезом воды в верховом откосе действительного профиля дугой ks. Дуга ks строится так, чтобы она была ортогональна к линии верхового откоса действительного профиля и являлась касательной к кривой депрессии в точке s. Построение сопрягающей дуги ks показано на рис. 6, в.

Полученная кривая ksbcd и является кривой депрессии для действительного профиля рассматриваемой плотины.