Die hidrouliese erodeerbaarheid van rotsmassas in ombelynde oorlope met spesiale verwysing na die rol van naatvulmateriaal

Abstract

Erosie in onbelynde oorloopkanale van damme veroorsaak skade aan die omgewing en bedreig die veiligheid van strukture. Huidige metodes om die potensiaal van erosieskade in oorloopkanale te bepaal is onbevradigend. Onnodige onkoste word dil<wels aangegaan deur goeie rots to baklee of deur regmakende aksies waar die rots te swak was om onbelyn te taat. Dit is derhalwe noodsaaklik dat praktiese metodes ontwikkel word om die erodeerbaarheid van rots te kan voorspel voor konstruksie plaasvind. 'n Uitgebreide literatuurstudie is aangepak oar aspekte van erosie, uitskuring, rotsmassaklassifikasiestelsels, vloede by damoorlope en hidrouliese parameters wat betrekking het op erodeerbaa.rheid. Nege en twintig damme in die R.S.A. is besoek in 'n paging om die invloed van verskillende geologiese, geotegniese en hidrouliese parameters op erosie te bepaal. Die omvang van die erosieskade is by elk van 43 erosiepunte bepaal en die erosiemeganisme is bestudeer. Waterspuittoetse is uitgevoer om 'n aanduiding te kry van die erosiepotensiaal en erosietempo vir spesifieke erodeerbare sones. Nate verswak die rotsmassa en hoe meer nate met vulmateriaal teenwoordig is, hoe grater is die erosiepotensiaal van die rotsmassa. Die naattoestande in verskillende tipes rotsmassas by verskillende oorloopkanale is bestudeer en aangeteken. Kohesiewe naatvulmateriaal speel 'n belangrike rol by die erodeerbaarheid van rotsmassas. Dit het daartoe gelei dat indekstoetse en vloeikanaaltoetse op gesimuleerde naatvulmateriaal uitgevoer word. Met behulp van indekstoetse is die mees geskikte materiaal en mengsel, wat so ver moontlik natuurlike vulmateriaal naboots, verkry. Toetsmonsters is van hierdie materiaal gemaak en in 'n vloeikanaal vir erosiepotensiaal en erosiemeganisme getoets. Die vloeikanaal is so aangepas dat watersnelhede van tot 10 meter per sekonde bereik kon word. Snelhede waarby die monsters begin erodeer is bepaal en die eenheids stroomdrywing (kW /m2 ) vir hierdie drumpelsnelhede is bepaal. Daar is deurgaans gepoog om met 'n skaal van 1 :1 te werk, maar aangesien dit nie altyd prakties moontlik was nie, kon die rol van skaal op die betroubaarheid van die toetsdata nie bepaal word nie. Die hidrouliese erodeerbaarheid van 'n rotsmassa is 'n funksie van die eienskappe van die rotsmassa en die versteurende effek van die water wat daaroor vloei. Deur vergelyking van die Kirsten uitgraafbaarheidsklas en die eenheids stroomdrywing met die omvang van erosie by 43 geselekteerde punte in 'n aantal oorloopkanale, is 'n tegniek ontwikkel waarmee die hidrouliese erodeerbaarheid van verskillende rotsmassas bepaal kan word. Aanbevelings aangaande die evaluering van 'n terrein vir erosiepotensiaal word gemaak. Metodes vir die voorkoming van erosieskade in 'n onbelynde oorloop word bespreek. Sekere aanbevelings omtrent terreine waar erosie reeds plaasgevind het en terreine waar moontlike erosie kan voorkom, word gemaak. Aanbevelings vir maatreels teen erosie en herstel van die skade word ook gemaak.