Су сүзілуін есептеу тәсілдері.

Бөгет денесі арқылы су сүзілуін есептеу мақсаты: бөгеттің су сүзілуге тұрақтылығын, өзен жағасының және табанының топырағының беріктігін анықтау, бөгет салынатын тұс- тың ыңғайлы да тиімді түрін негіздеу, бөгет өлшемін және су өткізбейтін элементтердің конструкциясының: біртекті, қалқанды, не өзекті екенін және дренажды - құрғатқышты негіздеу үшін жүргізіледі.

Есептеу барысында депрессиялық қисықтың (иректің) деңгейі, сүзілме судың бөгет денесі және табаны арқылы өтетін мөлшері, сүзілме судың жылдамдығы анықталады. Өте маңызды құрылымдар үшін сүзіліп ағатын су мөлшерінің жағаны айналып сүзіліп өтетін шамасын анықтауды да қамтиды. Жағаны айналып сүзіліп ағатын су мөлшерін теориялық жолмен анықтау қиын болғандақтан, бұл шама негізінде лабораторияда эксперименталдық жолмен анықталады.

Бөгет денесі арқылы сүзіліп ағатын су мөлшерін есептеу тәсілі табаны су өткізгіш қабаттан тұратын бөгетерге үлкен сенімділікпен дайындалған. Есептеу екі жолмен жүргізіледі: бірінші вариантта бөгет денесі арқылы су сүзіліп өтеді де, табаны арқылы су өтпейді. Осы схемаға байланысты бөгет денесі арқылы сүзіліп өтетін су ағымын анықтап, депрессиялық қисықтың деңгейін анықтайды. Осыдан кейін, бөгет денесі су өткізбейді деп қабылданып, ал су бөгет табаны арқылы сүзіліп өтеді деп, бөгет табаны арқылы сүзіліп өтетін су ағымын мына формуламен анықтайды:

, (5.1.)

Мұнда: Т- су өткігіш қабаттың қалыңдығы, тереңдігі,

В_бөг- бөгет табанының ені, м.

n- коэффициент, мына төмендегі кестеде келтірілген қатынас шамасына байланысты қабылданады:

 

Вбөг /Т
n	1,15	1,18	1,23	1,3	1,44	1,87

 

Бөгет табаны бірнеше топырақ құрамынан тұратын болса, онда сүзілу коэффициентінің орташа шамасы қабылданады:

(5.2.)

Сүзіліп ағатын судың толық ағымы бөгет денесі және табаны арқылы сүзіліп ағатын судың ағымының қосындысына тең:

(5.3.)

Дренажы бар бөгеттердің табанының ені В_бөг жоғарғы құлама беткейдің бөгет табаны мен қиылысқан нүктеден дренаждың жоғарғы құлама беткейінің бөгет табанымен қиылыс қан нүктесіне дейінгі аралығы алынады.

Бөгет арқылы сүзіліп ағатын судың ағымын есептеу тәсілі бөгет конструкцияларының негізгі пайдаланылатын түрлеріне эквиваленттік қима үшін келтірілген. Бұл тәсілде бөгет тің нағыз қимасы эквиваленттік сүзілме қимаға ауыстырылады, бұз кезде жоғарғы құлама беткей тік жар деп қабылданады.

 

5 .2. Біртекті дренажсыз бөгет, немесе жапсырмалы дренажбен, табаны су өткізбейтін топырақтан тұратын бөгеттер.

Төменгі бьефте, бөгеттің төменгі құлама беткейіне депрессиялық қисықтың шығатын биіктігін мына формула арқылы табады:

(5.4.)

Мұнда Н₁, Н₂ – жоғарғы және төменгі бьефтегі судың тереңдігі, м.

L_p –бөгеттің эквиваленттік қимасының табанының ені, м.

(5.5.)

(5.6.)

(5.7.)

Мұнда β- жоғарғы құлама беткейдің еңістігіне байланысты қабылданатын коэффициент, Г.К. Михайловтың формуласымен табылады:

(5.8.)

Егер m₁≥ 2 болса, β ≈ 0,4 ге тең болады деп қабылдайды.

Бөгет денесі арқылы сүзіліп ағатын судың шасасын мына формуламен табады:

, (5.9.)

Мұнда k_бог – бөгет денесінің топырағының сүзілу коэффициенті.

Депрессиялық қисықтың биіктігін (ординатасын) мына теңдеу арқылы табады:

, (5.10.)

Х- ты 6-ты реттен кем емес қабылдайды, Х =∆L – ден Х= L_p- m₂h₁ – ге дейінгі аралықта қабылдайды.

Сүзілме судың төменгі құлама беткейге, немесе дренажға шығатын жылдамдығы мына формуламен табылады:

, (5.11.)

 

- депрессиялық қисықтың төменгі құлама беткейге шығардағы еңістігі,

, (5. 12.)

Мұнда ∆У депрессиялық қисықтың ∆Х аралығындығы еңістігі.

Егер төменгі бьефте су болмаса, сүзілме судың төменгі құлама беткейге шығатын биікті гін табу үшін (7.4.) формуласын пайдалана береді, тек Н₂=0 деп қабылдайды.

 

5 .3. Табанымен су сүзілетін, дренажы бар біртекті бөгет.

 

Бұл жағдайда бөгет денесі арқылы сүзіліп ағатын су мөлшері мына теңдеуі арқылы табылады:

, (5.13.)

Мұнда: L_р= ∆L+L=βH₁+m₁d+В_бог+m₂(H₁+d-h_д)-m₃h_д, (5.14.)

Депрессиялық қисық сызықтың дренаж бойындағы ұзындығын мына формула арқылы табады:

, (5.15.) немесе , (5.16.)

Депрессиялық қисық сызықтың дренаж призмасына кірер жердегі биіктігі мынаған тең:

, (5.17.)

Депрессиялық қисық сызықтың биіктігін мына теңдеу арқылы табады:

, (5.18.)

Біртекті бөгетті есептеу схемасы 5.1. сызбада келтірілген.

 

 

 

5.1. сызба. Біртекті бөгетті есептеу схемасы

а) дренажсыз бөгет, б) жапсырмалы дренажбен, в) дренажды банкетпен, г) құбырлы дренажбен.

Мұнда Х мәнін Х= ∆L -ден Х =L_р-ге дейін бере отырып, депрессиялық қисықтың биікті гін анықтайды, сызбада пайда болған нүктелерді қосып, қисық сызықты қолмен дұрыстап жөндейді.

 

5 .4. Табаны су өткізбейтін өзекті бөгет

Мұндай өзекті бөгет арқылы сүзіліп аққан судың мөлшерін анықтау үшін виртуалдық тәсіл қолданады. Бұл кезде, өзек келтірілген призма тәріздес сұлбаға ауыстырылып, өзектің сүзілу коэффициенті k_оз бөгет денесінің сүзілу коэффициентіне k_бог тең сұлбаға ауыстырылады. Осылай, өзекті бөгет су сүзілу қасиеті біртекті бөгетке сай бөгетке ауыстырылады.

Есептеу реті мынандай:

1) Өзектің орташа қалыңдығын есептеп табады:

, (5.19.)

Мұнда: - өзектің бас жағының және төменгі жағының қалыңдығы.

2) Өзектің келтірілген біртекті қалыңдығын анықтаймыз:

, (5.20.)

3) Бөгеттің төбесінің келтірілген енін табамыз:

В_{бог.келтір} = В_бог + L_{кел.озек}- δ_ор, (5.21.)

4) Әрі қарай бөгет денесі арқылы судың сүзілуін есептеу, біртекті бөгеттерді есептеу тәсілімен жүргізіледі, тек қана дренажы бар не жоқ деп, қабылданған бөгет конструкция сына байланысты және (14) формулада келтірілген В_бог -ті В_{бог.келтір.}-ке ауыстыру қажет.

Депрессиялық қисық сызықты бөгеттің өзегіне дейін және өзектен кейінгісін сызады. Ол үшін Х тың мәнін Х= ∆L -ден Х = ∆L +Х_в дейін және Х = ∆L +Х_в + L_{келт.озек} –ге дейінгі аралықта қабылдайды. Х = L_р.

Мұнда Х_в- судың ▼ҚТД дің жоғарғы құлама беткеймен қиылысқан жерінен, өзектің жоғарғы бетіне дейінгі ара қашықтық.

Өзекті бөгетті есептеу схемасы 7.2. сызбада келтірілген

 

5.2. сызба. Өзекті бөгетті есептеу схемасы.