ИНДИКАТОРЫ НАЛИЧИЯ В ТЕЛЕ НАСЫПНОГО ГИДРОТЕХНИЧЕСКОГО СООРУЖЕНИЯ ЛОКАЛЬНЫХ НАРУШЕНИЙ ФИЛЬТРАЦИОННОЙ УСТОЙЧИВОСТИ
Authors: Дмитрий Анатольевич Максимов 
Published: December 2024

Статья посвящена разработке системы индикаторов наличия локальных фильтрационных нарушений в теле насыпного гидротехнического сооружения (ГТС). Актуальность темы статьи обусловливается тем, что протечки, вызванные подобными нарушениями, являются причиной 31 % аварий на ГТС в мире. Показан механизм формирования следов суффозионного выноса на поверхности полок и у основания сооружения. Обнаружение следов суффозионного выноса осложняется тем, что в большинстве случаев вынос происходит в основании сооружения и сопровождается перераспределением вынесенных частиц на значительной площади, оседании их на дне водоемов в нижнем бьефе или маскировке выносов скальными банкетами или пригрузами. В связи с этим обнаружение суффозионного выноса более вероятно на поверхности полок, на которых вынос происходит периодично в связи с сезонным изменением уровня и гидростатического давления вод. Рассмотрен механизм формирования локальных оседаний поверхности сооружения, происходящих в результате суффозионного выноса частиц сооружения на участках локальных нарушений фильтрационной устойчивости. Описаны сконцентрированные выходы фильтрующихся вод в основании сооружений или отдельных уступов, которые формируются в результате перераспределения фильтрующихся в теле ГТС вод, происходящего из-за локальных нарушений фильтрационной устойчивости. Приведено описание механизма возникновения и примеры фонтанирования воды у основания ГТС. Фонтанирование воды является проявлением гидростатического давления ограждаемого водного объекта, передаваемого к основанию ГТС через фильтрационные ходы. Описан механизм возникновения локальных поднятий поверхности насыпного ГТС. Приведены примеры таких поднятий. Описаны сложности при обнаружении данного индикатора, например, связанные с тем, что на участке локального поднятия часто наблюдается последующее оседание поверхности полки, которое происходит в результате суффозионного выноса частиц сооружения или падения гидростатического и порового давления. Полученные индикаторы позволяют разработать алгоритм обследования насыпного ГТС, направленного на поиск и обнаружение локальных нарушений фильтрационной устойчивости и фильтрационных ходов.

The article is devoted to the development of an indicator system for local filtration disturbances presence in a made ground hydrotechnical facility body. The relevance of the theme is determined by a fact that leakages caused by such disturbances result in 31% of accidents at ground hydrotechnical facilities in the world. The formation mechanism of suffusion removal traces on the shelves’ surface and at the foundation of a facility is shown. Detection of the suffusion removal traces is complicated by the fact that in most cases the removal occurs at the facility basis and is accompanied by redistribution of the removed particles over a considerable area, sedimentation on the basin buttom and tail-water or masking of the removals with rocky banquets or cantledges. In this regard, the detection of suffusion removal is more likely on the shelves’ surface, where the removal occurs periodically because of seasonal changes in the level and hydraulic pressure waters. The study consider formation mechanism of local subsidence of a facility’s surface resulting from suffusion removal of the facility’s particles at sites of local disturbances of filtration stability. The paper describes concentrated filtered water outflows at the facilities foundation or separate benches that are formed as a result of filtered water redistribution in a ground hydrotechnical facility body, resulting from local disturbances in filtration stability. The paper illustrates an origin mechanism and examples of water flowing at the hydrotechnical facility foundation. The water flowing is a sign of the hydraulic pressure of an enclosed water reservoir, which is transmitted to the facility foundation through filtration paths. The authors describe a mechanism of local uplifts of a ground hydrotechnical facility’s surface and present examples of such uplifts. Difficulties in the detection of this indicator are described, which can be connected with the fact that in the area of a local uplift specialists often observe the subsequent subsidence of the shelf’s surface, which occurs as a result of suffusion removal of facility’s particles or the fall of hydraulic and pore pressure. The received indicators allow to develope an inspection algorithm for a made ground hydrotechnical facility, intended on search and detection of local filtration stability disturbances and filtration paths.