1.3.9. Конструкція греблі

Після визначення розмірів всіх елементів необхідно накреслити поперечний розріз греблі в масштабі з необхідними розмірами і відмітками (рис. 1.14).

Рис. 1.14. Поперечний розріз греблі

Рис. 1.13. Види земляних насипних гребель

1 – тіло греблі, 2 – зуб, 3 – ядро, 4 – екран, 5 – понур, 6 – замок, 7 – дренаж, 8 – шпунт, РВВБ – рівень верхнього б’єфу, РВНБ – рівень нижнього б’єфу

1.3.10. Побудова греблі на плані

Для цієї побудови необхідно скористатись рис. 1.14 і виділити на плані гідровузла горизонталі з відмітками гребеню греблі (↓ГрГ), верха дренажу (↓верх. др.). Від осі греблі (створу) в обидві сторони відкласти в масштабі плану напівширину земляного полотна b_гр /2 м (точки А і Б на рис.1.15).

Прямі, проведені через ці точки до перетину з горизонталями, які мають відмітку гребеню греблі, будуть верховою і низовою бровками греблі (лінії АА і ББ). Подальша побудова буде зведена до визначення лінії зовнішнього контуру греблі і дренажу.

Верховий укіс

Визначається перевищення відмітки гребеню греблі (↓ГрГ) над дном річки (↓дна річки) h=↓ГрГ-↓дна річки. Горизонтальне проложення l = m_h·h , м , де m_h – коефіцієнт закладання верхового укосу греблі. Отримане значення l відкладається в масштабі по нормалі від верхової бровки і до перетину з дном річки (точка С, рис. 1.15). Далі аналогічно визначається перевищення гребеню греблі над відміткою горизонталі, що розглядається і за залежністю l = m_h·h визначається її горизонтальне проложення. Відклавши розмір l_і по нормалі до верхньої бровки знаходяться точки зовнішнього контуру на горизонталях річкової долини. Сполучивши отримані точки прямими одержуємо планове креслення греблі у верхньому б'єфі (рис. 1.15).

Низовий укіс

Визначається перевищення відмітки ↓ГрГ над відміткою верху дренажу (↓др.) і знаходиться горизонтальне проложення за залежністю l = m_t·h, де m_t – коефіцієнт закладання низового укосу греблі. Знаходження точок зовнішнього контуру греблі вище лінії FF₁ проводиться як і для верхового укосу. На ділянці, нижче лінії ЕЕ₁ побудова проводиться аналогічно описаному, але враховується, що коефіцієнт закладання зовнішнього укосу дренажу буде m_др, а горизонтальні положення відкладаються від зовнішньої бровки дренажу.

Рис. 1.15. Побудова греблі на плані

1.3.11. Фільтраційні розрахунки земляних гребель

Фільтрація через грунтову греблю відіграє дуже важливу роль.

50 % аварій грунтових гребель виникли внаслідок фільтраційних деформацій в тілі греблі, тому при їх проектуванні необхідно проводити фільтраційний розрахунок, в процесі якого визначаються: а) положення депресійної поверхні фільтраційного потоку в тілі греблі; б) фільтраційна витрата; в) напори (або градієнти фільтраційного напору) у відповідних частинах тіла греблі. Ці параметри необхідні для обгрунтування розмірів і конструкції греблі, визначення коефіцієнтів стійкості укосів, фільтраційної міцності тощо.

Відомі методи розрахунків фільтрації можна розділити на експериментальні, гідромеханічні і гідравлічні. Найбільш поширеними є гідравлічні методи розрахунку, в яких розглядається усталений фільтраційний потік в умовах плоскої задачі.

Рис. 1.16. Поперечні розрізи тіла греблі

1.3.12. Розрахунок фільтрації через однорідну земляну греблю на водонепроникній основі з дренажним банкетом (русловий переріз) (рис. 1.17)

Рис. 1.17

Знаходимо питому фільтраційну витрату за залежністю [3]:

, (1.17)

де q – питома витрата, м²/добу;

k_гр – коефіцієнт фільтрації тіла греблі, м/добу;

Н₁ і Н₂ – глибини води в б'єфах, м;

де - розрахункова довжина, що знаходиться із залежності

; (1.18)

де

; (1.19)

, (1.20)

L – віддаль від початку координат до точки перетину внутрішнього укосу дренажу (знаходиться або графічно, або за допомогою формули );

, (1.21)

де

- коефіцієнт закладання внутрішнього укосу дренажної призми.

Ординати кривої депресії визначаються за формулою

, (1.22)

де (1.23)

- вибирається з табл. 1.12.

Таблиця 1.12. Значення

	1,0	1,3	1,5
	0,35	0,31	0,28

Якщо значення Н₀ приймається Н₀ = 0.

Задаючи значення x, одержуємо значення h_x. Кількість ординат кривої депресії повинна бути не менше 8. Знаходимо початкову і кінцеву ординати (h_п і h_к) кривої депресії за формулами Абсциси цих точок знаходяться за формулою (3.18). Крива депресії виправляється візуально в зонах, де .

Питома фільтраційна витрата визначається за формулою (1.17).

Якщо гребля розташована на водопроникній основі і не має протифільтраційних пристроїв, то необхідно враховувати фільтраційну витрату через основу (див. 1.3.14).

Маючи питому фільтраційну витрату (1.17) через тіло греблі в русловій частині q, м²/добу, визначається повна фільтраційна витрата через руслову частину греблі, що характеризує втрату води із водосховища Q_гр=qb_р , (1.24)

де b_р – довжина руслової частини греблі, м (див. рис. 1.16) по лінії рівня води НБ при Q_max .