Разработка методики оценки параметров процесса формирования проранов при прорывах грунтовых плотин

• Автор: Пономарчук, Карина Рюриковна
• Шифр специальности: 05.23.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 120 с. : ил

Введение

Глава 1. Обзор аварий на грунтовых плотинах, сопровождавшихся

прорывом напорного фронта

1.1. Статистический анализ случаев разрушения плотин.И

1.2. Сведения о параметрах проранов при прорыве плотин

1.3. Известные данные о наблюдениях за авариями на

грунтовых плотинах.

1.4. Выводы по главе

Глава 2. Анализ предыдущих исследований и существующих

математических моделей развития прорана

2.1. Физическое моделирование аварийных ситуаций на

грунтовых плотинах.
2.1.1. Моделирование прорыва плотин в лабораторных
условиях.
2.1.2. Крупномасштабные испытания в полевых условиях.
2.1.3. Исследования плавких вставок в лабораторных и
полевых условиях.
2.1.4. Испытания на устойчивость при переливе через
гребень плотин разных видов, типов и материалов
2.1.5. Испытания с воспроизведением явления суффозии.
2.1.6. Требования к исследовательской работе при
физическом моделировании.
2.2. Краткий анализ существующих математических
моделей развития прорана.
2.3. Выводы по главе
Глава 3. Постановка исследований, экспериментальная установка и
методика проведения опытов.
3.1. Цель постановки экспериментов
3.2. Определение структуры зависимости интенсивности
развития прорана от основных влияющих величин
3.3. Планирование эксперимента
3.4. Описание экспериментальной установки.
3.4.1. Конструкция лотка.
3.4.2. Конструкция модели насыпной дамбы.
3.4.3. Измерительные приборы.
3.5. Методика проведения эксперимента.
3.6. Оценка точности измерений
3.6.1. Погрешности при измерении глубины.
3.6.2. Погрешности измерения напора на мерном
водосливе
3.6.3. Погрешности при определении расхода.
3.6.3. Погрешности определения ширины прорана
Глава 4. Результаты экспериментов и методика расчета развития
прорана
4.1. Качественное описание процесса развития прорана.
4.2. Обработка результатов экспериментов
4.3. Сравнительная оценка влияния различных факторов
на характер явления
4.4. Математическая модель развития прорана.
Глава 5. Использование результатов работы при оценке параметров
волны прорыва реальной плотины.
5.1. Сопоставление экспериментальных зависимостей
с натурными данными
5.2. Пример расчета по программе для Истринского водохран и л ища
5.3. Выводы по главе
Заключение.
Литература


Гидрограф волны прорыва при аварии зависит от изменения во времени параметров прорана (его размеров и формы, скорости расширения) при заданных внешних факторах (параметрах водохранилища, приточности, конструкции плотины, геологическом строении основания, топографии района створа и т. Эта характеристика входит в условия однозначности математической модели волны излива, обычно представленной уравнениями Сен-Венана. От точности предсказания параметров гидрографа зависит надежность прогноза характеристик катастрофического паводка в различных областях затопления, сведения о которых необходимы для выбора размещения хозяйственных объектов, разработки противопаводковых мероприятий, составления плана действий в случаях аварии, оценки последствий прохождения волны излива, страхования подпорных сооружений и т. Наиболее часто происходит разрушение грунтовых плотин - до % всех аварий [1,2,]. При расчетах параметров волн излива, выполненных в последние годы, вводилось предположение о мгновенном достижении конечных размеров прорана не только в бетонных и железобетонных, но и в грунтовых плотинах []. Однако такое предположение заведомо неверно. Результаты анализа произошедших аварий свидетельствуют о том, что, даже при относительно небольших размерах водохранилищ, время развития прорана измеряется часами (табл. Для достоверного расчета параметров прорывного паводка необходимо оценить развитие прорана во времени. Существующие методы расчета в большинстве случаев основываются на зависимостях для транспортирующей способности водного потока [], что не соответствует реальному механизму процесса выноса материала из тела плотины, происходящего главным образом с бортов прорана при квантованном обрушении его откосов. Несмотря на необходимость достаточно точного прогнозирования параметров данного процесса, надежных методов расчета в настоящее время не существует. Важность решения данной задачи возрастает в связи со все более часто встречающейся тенденцией использования в конструкциях плотин речных гидроузлов так называемых “плавких вставок”, т. НПУ). Следует отметить, что процесс смыва тела “плавкой вставки” принципиально не отличается от процесса формирования прорана в грунтовой плотине. Цель работы заключалась в . Достоверность основных результатов данного научного исследования подтверждается использованием современных приборов и средств измерений, а также хорошей сходимостью результатов расчетов по полученным зависимостям с имеющимися натурными данными. Научная новизна. БОР», разработанную в Научно-исследовательском институте энергетических сооружений, с помощью которой осуществлено численное моделирование прорыва реальной грунтовой плотины. Практическая ценность работы состоит в возможности непосредственного применения разработанной методики для расчета параметров развития прорана при прорывах напорного фронта в грунтовых плотинах и построения гидрографа излива воды через него, сведения о котором необходимы для оценки параметров волны излива. Предлагаемая методика основана на результатах систематических экспериментов и проверена по сведениям о реально произошедших прорывах грунтовых плотин. Апробация работы. МГУП (, , , и гг. Ассоциации “Гидропроект” ( г. Материалы исследований и их результаты вошли в отчет о научно-исследовательской работе: «Усовершенствование методики оценки параметров волн прорыва в бьефах гидроузлов, в том числе с использованием стандартизированных компьютерных ГИС-технологий представления топографических данных», том 1 - «Теоретические основы методики оценки параметров волн прорыва в бьефах гидроузлов», выполненной АО “НИИЭС” в соответствии с научно-технической программой “Безопасность энергетических сооружений”. Доклад, содержащий основные результаты диссергационной работы, принят для представления на Международном симпозиуме “Гидравлические и гидрологические аспекты надежности и безопасности гидравлических сооружений”, С-Пб. Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав и выводов. Объем работы составляет 0 страниц машинописного текста, включая рисунка, 4 фотографии и 7 таблиц. Список литературы насчитывает 2 наименования, текст дополняют приложения.