Движение воды через фильтрующие дамбы

Фильтрующие дамбы служат для сброса излишков воды через тело дамбы, выполненное в своей водопропускной части из каменной наброски. При движении воды через каменную наброску возникает турбулентная фильтрация, которая может быть напорной и безнапорной (рис.9.9). Основной закон турбулентной фильтрации может быть представлен в виде

 

 

Или

 

 

Для камней d _ш со средним диаметром приведенного шара и при пористости n=0,4 коэффициент фильтрации может приниматься по следующим данным

 

d _ш, см 10 15 20 25 30 40 50

k, см/с 0,23 0,3 0,35 0,39 0,43 0,5 0,56.

 

Рисунок 9.9 – Напорная и безнапорная фильтрации

 

Напорная фильтрация (рис.9.9,а) при постоянном сечении наброски является равномерной.

Необходимая площадь сечения

 

,

 

гидравлический уклон J определяется по формуле

 

 

Н – напор перед фильтрующей дамбой;

S – длина каменной наброски;

i – уклон ее дна.

 

Ширина сечения b фильтрующей дамбы принимается такой, при которой удельный расход

 

находится в пределах от 0,25-1м²/с.

Затем определяется высота сечения

 

 

Безнапорная турбулентная фильтрация (рис.9.9,б) обычно бывает неравномерной с понижением глубины по направлению движения воды. При уклоне дна горизонтальной наброски i=0 можно записать в виде

 

 

C учетом того, что (q – удельный расход), и, разделив переменные, получим

 

 

а после интегрирования

 

.

 

Это уравнение турбулентного неравномерного движения в каменной наброске при i=0.

 

Фильтрующие дамбы применяются как водопропускные сооружения в насыпях автомобильных и железных дорог.