Fanti6

wydatek filtracyjny przez samą zaporę q_z obliczamy zgodnie ze wzorami luhlicy 2-4, po czym dodajemy wydatek filtracji przez podłoże q_p obliczany zgodnie z zasadami podanymi w 2.1.4.

Całkowity wydatek filtracyjny wyniesie zatem

ą=q_v+qz    [2-25]

W przypadku zapory z ekranem i ponurem (fartuchem) poziomym (rys. 2-13) przyjmujemy, że oba te elementy uszczelniające są praktycznie nieprzepuszczalne. Rozpatrując przepływy filtracyjne na dwóch odcinkach —- pod fartuchem oraz od ekranu do dolnej wody — i pamiętając, ze przepływy te są sobie równe, otrzymamy równanie

[2-26]

L. T.    _ hd-hs L, , h_a + h_z \

^nF+m_eh_a- S-mjiĄ¹ *    ²    7

gdzie:

k_p — współczynnik filtracji podłoża,

k_z — współczynnik filtracji korpusu zapory,

T — miąższość przepuszczalnej warstwy podłoża,

n

współczynnik wg tablicy 2-5 zależny od stosunku

T

S -KF ’

h_ci — niewiadoma wysokość położenia krzywej depresji bezpośrednio poniżej ekranu,

F — długość ponuru (fartucha),.

iii, ctg a_e — współczynnik nachylenia dolnej powierzchni ekranu,

S — odległość dolnej krawędzi ekranu od drenażu odpowietrz-nego zapory.

.leżeli miąższość przepuszczalnej warstwy podłoża jest bardzo duża, nj;r;iniczamy się do głębokości półtora do dwukrotnie większej od F + S, pnmijając filtrację na większych głębokościach (por. 2.1.4).

!’<> rozwiązaniu równania [2-26], co dokonuje się na ogół metodą kolejnych prób, otrzymujemy szukaną wartość h_d. Równanie krzywej depresji na edt-inku poniżej ekranu będzie miało postać

[2-26a]

S—m_ehd

u

'2 1

Rys. 2-13. Schemat obliczeniowy zapory z ekranem i ponurem (przyjęto, że ekran i ponur są praktycznie nieprzepuszczalne)

2 — ekran, 2 — ponur (fartuch) , 3 — przepuszczalne warstwy podłoża, 4 — warstwa nieprzepuszczalna

Należy zauważyć, że po podstawieniu wartości h_d każda ze stron równa-2-21) | równa się wydatkowi filtracji przez podłoże zapory. Nie mający

praktycznie wpływu na położenie krzywej depresji wydatek filtracji przez ekran obliczyć można ze wzoru [2-24] w tabl. 2-4, podstawiając h₂ = hd, zaś wydatek przez ponur (fartuch) ze wzoru

g_f=k,K

28

[2-26b]

i

gdzie: k_f — współczynnik filtracji ponuru, 5_f — średnia grubość ponuru,

\—hg

25/

- średni gradient hydrauliczny.

Przebieg krzywej depresji w elementach uszczelniających omówiono w p. 2.1.5.

2.1.3.2. Filtracja nieustalona. Filtracja nieustalona występuje przy szybkim obniżaniu zwierciadła wody (opróżnienie zbiornika). Zagadnienie to rozwiązywane jest na ogół przy następujących założeniach upraszczających :

—    nie uwzględnia się zmian objętościowych szkieletu gruntowego (konsolidacji gruntu),

—    przyjmuje się chwilowe „zamrożenie” obszaru filtracji, który interpretujemy w danej chwili tak, jak przy filtracji ustalonej, to jest zgodnie z równaniem Laplace’a,

—    pomija się wpływ kapilarności gruntu.

Powyższe założenia pozwalają na określenie interesujących nas elementów filtracji (gradienty, ciśnienie wody w porach itp.) na podstawie siatki filtracyjnej wykreślonej dla danej chwili.

Najniekorzystniejsze położenie krzywej depresji (która nie jest już, tak jak przy filtracji ustalonej, graniczną linią prądu) wyznaczyć można w sposób orientacyjny na podstawie wykresu Reiniusa (rys. 2-14a), w zależności od

[2-27]

k .

■n= —-

n_ev

gdzie: k — współczynnik filtracji,

n_e — efektywna porowatość gruntu części odwodnej zapory (objętość wody, która może wypłynąć z jednostki objętości grun-

H ^tu)>

v = — — prędkość obniżenia się poziomu piętrzenia,

H — różnica poziomów piętrzenia, t — czas opróżniania zbiornika.

Jednostki k i v dobieramy tak, aby otrzymać r\ bezwymiarowe.

Należy zaznaczyć, że wykres sporządzony został dla nachylenia skarpy odwodnej 1 : 2, przy założeniu istnienia pionowego szczelnego rdzenia po-

70