Способ моделирования фильтрационного потока гидротехнического сооружения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 4(51) Е 02 В 1/02 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(46) 07,07,85. Бюл. Мф 25 (72) А.М.Петров и Н,В,Лисенкова (71) Ленинградский государственный институт по проектированию водо- хозяйственного и мелиоративного строительства(56) 1. Аравии В.И. и др, Фильтрационные расчеты гидротехнических сооружений. Л., Стройиздат, 1955, с. 552. Там же с, 95 (прототип), (54)(57) СПОСОБ МОДЕЛИРОВАНИЯ ФИЛЬ-. ТРАЦИОННОГО ПОТОКА ГИДРОТЕХНИЧЕСКОГО СООРУЖЕНИЯ, включающий изготовление модели сооружения, элементы которой выполняют из материалов,ЯО 1165727 А 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 щ и й с я 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:11 б 572 1Изобретение относится к гидротехнике, мелиорации и другим смежным отраслям и может быть использо. вано 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 ружения Щ .Недостатки этого способа - большие затраты на изготовление модели и несоответствие модели натуре в отношении геологии основания. 20Известен также способ моделирования фильтрационного потока гидротехнического сооружения, включающий изготовление модели сооружения, элементы которой выполняют из материалов, имеющих электропроводность, соответствующую водопроницаемости натурных материалов, подключение ее к источнику постоянного тока и построение гидродинамической сетки путем З 0 нахождения точек модели.с равными потенциалами Г 21Недостатком известного способа является несоответствие лаборатор-. ной модели натуре, которое проявля- З 5 ется после исследования модели на стадии эксплуатации построенного сооружения и выражается в возникновении, росте и стабилизации газовой кольматации верховых граней элемен тов сооружения вследствие выделения воздуха, растворенного в фильтрующей воде.Цель изобретения - повышение точности моделирования за счет учета 45 изменения водопроницаемости верховых граней сооруженияс течением времени,Поставленная цель достигается тем, что согласно способу моделиро-вания фильтрационного потока гидро 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 мате- риац 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 водопроницаемости 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 моделиПредлагаемый 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.Составитель А,СергеевТехред 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, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 плотины от,уреза воды до подошвы плотины,Проницаемость слоя газовой кольматации К задавалась отношением кпроницаемости плотины К как 1:1,0,1;100, 1;1000. В итоге получены соответствующие этим отношениям снижения кривой депрессии на 6, 18 и457 и снижение фильтрационного расхода на 13,40 и 777. Полученные ре. зультаты подтверждены как опытамипо определению проницаемости слоягазовой кольматации для крупнозернистого песчаного материала, показав.шими соотношение исходной проницаемости к проницаемости слоя 1:1600,так и провбдившимися обследованиямипесчаных плотин Верхневолжских ГЭС,показавшими существование снижениякривых депрессий, имеющих место присоотношениях проницаемостей слоякольматации к проницаемости плотин 1 О в соотношениях между 1: 100 и 1; 1000.Таким образом, предлагаемое осуществление способа позволяет повысить точность моделирования.