Аннотация

Цель: исследование распределения порового давления под подземной плотиной, расположенной в горной долине для аккумулирования атмосферных осадков, при анализе влияния уровней воды в верхнем и нижнем бьефах. При этом факторы влияния изменялись в диапазоне: уровень воды в верхнем бьефе от минус 8,2 до минус 1,2; уровень воды в нижнем бьефе от минус 7,9 до минус 6,7.

Материалы и методы. Исследование сложной системы осуществлено в два этапа. На первом этапе посредством метода конечных элементов на базе программного комплекса Midas GTX NX, имеющего возможность учитывать комплексно совместную работу подземной плотины и грунтового массива, рассчитывалось поровое давление под подземной плотиной, ответственное за фильтрацию под ней. На втором этапе полученный массив цифр, отражающий физические процессы, происходящие при влиянии на функцию отклика, за которую принято поровое давление под подземной плотиной, возмущающих воздействий, за которые взяты уровни воды в верхнем и нижнем бьефах плотины, был подвергнут цифровому анализу.

Результаты. Размах значений порового давления при максимальных уровнях верхнего бьефа составляет 31,72 % во всем диапазоне изменения уровней нижнего бьефа. Для средних уровней верхнего бьефа размах значений порового давления составляет 32,70 %, а для минимальных уровней верхнего бьефа размах значений порового давления составляет 39,41 % также во всем диапазоне изменения уровней нижнего бьефа. Таким образом, чем меньше уровень верхнего бьефа, тем существеннее влияние на поровое давление уровня нижнего бьефа.

Выводы: при изменении в исследованном диапазоне уровней воды в верхнем или нижнем бьефе в плотине, т. е. факторов влияния, с уменьшением значений факторов влияния степень их влияния на поровое давление под подземной плотиной уменьшается, а с ростом – увеличивается, и происходит это практически линейно.

doi: 10.31774/2712-9357-2023-13-4-396-412

Для цитирования

Дегтярев В. Г., Дегтярева О. Г., Дегтярев Г. В. Исследование распределения порового давления под подземной плотиной в горной долине при аккумулировании атмосферных осадков // Мелиорация и гидротехника. 2023. Т. 13, № 4. С. 396–412. https://doi.org/10.31774/2712-9357-2023-13-4-396-412.

Список литературы

1. Факторы и условия обеспечения экономической устойчивости сельскохозяйственных организаций региона / Н. К. Васильева, С. М. Резниченко, В. П. Васильев, Н. П. Агафонова // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета [Электронный ресурс]. 2016. № 121(07). С. 1633–1646. URL: http:ej.kubagro.ru/2016/07/pdf/100.pdf (дата обращения: 11.07.2023).

2. Дегтярева О. Г., Васильев С. М. Применение котлованов глубокого заложения при использовании стока осадков для орошения в горно-предгорной зоне // Мелиорация и гидротехника [Электронный ресурс]. 2021. Т. 11, № 3. С. 78–94. URL: http:www.ros-niipm-sm.ru/article?n=1215 (дата обращения: 11.07.2023). DOI: 10.31774/2712-9357-2021-11-3-78-94.

3. Васильев С. М. Водосберегающие технологии орошения и рациональное использование водных ресурсов в АПК России // Современные проблемы развития мелиорации и пути их решения (Костяковские чтения): материалы междунар. науч.-практ. конф. М., 2020. Т. 2. С. 6–11. DOI: 10.37738/VNIIGiM.2020.46.89.002.

4. Усенко В. С., Альтшуль А. Х. Сохранение подземных вод от истощения методом искусственного восполнения. Минск: ЦНИИКИВР, 1984. 124 с.

5. Экстремальные гидрологические ситуации / отв. ред. Н. И. Коронкевич, Е. А. Барабанова, И. С. Зайцева. М.: Медиа Пресс, 2010. 464 с. 

6. Дегтярева О. Г., Васильев С. М. Численное моделирование и исследование напряженно-деформированного состояния основания плотины сезонного регулирования // Мелиорация и гидротехника [Электронный ресурс]. 2021. Т. 11, № 2. С. 92–110. URL: http:www.rosniipm-sm.ru/article?n=1198 (дата обращения: 11.07.2023). DOI: 10.31774/2222-1816-2021-11-2-92-110.

7. Degtyarev G. V., Abdrazakov F. K., Lavrov N. P. Assessment of the hydraulic structures’ technical condition by means of the amplitude-frequency characteristics’ analysis // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 913, № 2. 022056. DOI: 10.1088/1757-899X/913/2/022056.

8. Modeling methods to assess technical condition of low-pressure earthen dams / M. A. Bandurin, V. V. Vanzha, A. S. Shishkin, F. S. Litovko, A. A. Sidakov // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2020. Vol. 488, № 1. 012006. DOI: 10.1088/1755-1315/488/1/012006.

9. Абдразаков Ф. К., Дегтярев В. Г., Дегтярев Г. В. Цифровое моделирование и анализ перемещения основания гидромелиоративной плотины в перспективной технологии формирования ресурсов воды // Аграрный научный журнал. 2022. № 6. С. 82–87. https:doi.org/10.28983/asj.y2022i6pp82-87.

10. Resource-saving technologies and some proposals for the creation of automated reclamation systems / Z. Lamerdonov, T. Khashirova, S. Zhaboev, L. Nastueva, A. Shogenov, K. Lamerdonov // Ecology and Industry of Russia. 2021. Vol. 25, № 7. P. 8–12. https:doi.org/10.18412/1816-0395-2021-7-8-12.

11. Дегтярев Г. В., Свистунов Ю. А. Низконапорные гидроциклоны-осветлители вод поверхностного стока. Краснодар: Изд-во КГАУ, 2005. 176 с.

12. Solodunov A. A., Bandurin M. A. Finite element modelling of the technical condition of a low-pressure earthen dam of rice systems under increasing operational loads // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2021. Vol. 720, № 1. 012081. DOI: 10.1088/1755-1315/720/1/012081.

13. Волосухин Я. В., Бандурин М. А. Применение численных методов моделирования для определения остаточного ресурса длительно эксплуатируемых водопроводящих сооружений // Образованието и науката на ХХI век – 2012: материали за VIII Междунар. науч. практ. конф., г. София, 17–25 окт. 2012 г. София: Бял ГРАД-БГ, 2012. Т. 41. С. 24–32.

14. Абдразаков Ф. К., Панкова Т. А., Щербаков В. А. Факторы, влияющие на эксплуатационное состояние гидротехнических сооружений // Аграрный научный журнал. 2016. № 10. С. 56–61.

15. Абдразаков Ф. К., Дегтярев В. Г., Коженко Н. В. Анализ основания мелиоративной плотины при работе в напорно-переменном режиме // Аграрный научный журнал. 2021. № 8. С. 82–86. https:doi.org/10.28983/asj.y2021i8pp82-86.

16. Каменский Г. Н. Гидродинамические принципы изучения режима грунтовых вод // Вопросы гидрогеологии и инженерной геологии. 1963. № 10. С. 28.

17. Альтшуль А. Х., Усенко В. С., Чабан М. О. Регулирование запасов подземных вод. М.: Колос, 1977. 239 с.

18. Экспериментальное исследование механических свойств низового клина низконапорной дамбы в условиях повышения уровня паводковых вод / М. А. Бандурин, В. А. Волосухин, И. А. Приходько, А. Ю. Вербицкий // Construction and Geotechnics. 2023. Т. 14, № 1. С. 111–122.

19. Географо-гидрологическая оценка наводнений в Российском Причерноморье / И. А. Вишневская, Л. В. Десинов, С. В. Долгов, Н. И. Коронкевич, С. И. Шапоренко, М. Б. Киреева, Н. Л. Фролова, Е. П. Рец, С. Н. Голубчиков // Известия Российской академии наук. Серия географическая. 2016. № 1. С. 131–146. DOI: 10.15356/0373-2444-2016-1-131-146.

20. Базелюк А. А. Опасные гидрометеорологические явления на юге европейской территории России // Природные и социальные риски в береговой зоне Черного и Азовского морей. М.: Триумф, 2012. С. 33–41.