林有超
摘要:該建筑場地位于欽州市北部灣國際建材商貿(mào)城斜對面,金海灣大道南側(cè),整個景觀園林工程繞湖而建。本文結(jié)合勘察報告,進(jìn)行滲漏分析,并進(jìn)行了相關(guān)計算,為滲漏治理提供依據(jù)。
關(guān)鍵詞:人工湖;滲漏量;計算
一、 引 言
該建筑場地位于欽州市北部灣國際建材商貿(mào)城斜對面,金海灣大道南側(cè),整個景觀園林工程繞湖而建。工程總占地面積546052.34m2,其中水面面積414791m2,此外還有道路13792m2,廣場24416m2,停車場5268m2。低矮的建筑物,包括碼頭管理房、餐廳、管理服務(wù)用房、茶室和咖啡廳等僅是1~2層,建筑占地面積3007.4m2。
勘察報告顯示,場地中滲透性較強(qiáng)的土層有填土層與粉砂層等。人工湖能否保持穩(wěn)定的水位,是該景觀工程成功建設(shè)的重要保證,因此,查清白石湖場地各巖土層的滲透特性,并對場地進(jìn)行滲透性評價尤為重要。因此,進(jìn)行本工程的滲漏評價略顯缺乏依據(jù)和針對性。因此本論文進(jìn)行相關(guān)滲漏計算研究。
二、滲漏評價
結(jié)合“勘察報告”和現(xiàn)場滲透試驗對現(xiàn)場各巖土層的評價如下:
(1)素填土①滲透系數(shù)在1.22×10-6 cm/s~2.08×10-3cm/s之間,為中等透水性。
現(xiàn)場素填土主要分布在湖區(qū)西北面,沿湖岸分布較少,由于其滲透系數(shù)較大,對人工湖的滲漏有一定的影響。
(2)淤泥質(zhì)土②滲透系數(shù)在1.24×10-5 cm/s~2.48×10-4cm/s之間,為弱~中等透水性。現(xiàn)場淤泥質(zhì)土局部分布,對人工湖的滲漏影響較小。
(3)粉砂③滲透系數(shù)在7.51×10-5cm/s~5.81×10-3cm/s之間,為中等透水性?,F(xiàn)場粉砂主要分布在湖區(qū)東北面,由于其滲透系數(shù)較大,對人工湖的滲漏影響較大。
(4)粘土④滲透系數(shù)在2.62×10-5cm/s~2.91×10-5cm/s之間,為弱透水性,可以視為良好的不透水層?,F(xiàn)場粘土分布很少,對人工湖的滲漏影響很小。
(5)全風(fēng)化泥巖⑤的滲透系數(shù)在1.76×10-5cm/s~2.74×10-5cm/s之間,為弱透水性,可以視為良好的不透水層?,F(xiàn)場全風(fēng)化泥巖分布不連續(xù),對人工湖的滲漏影響很小。
(6)強(qiáng)風(fēng)化泥巖⑥滲透系數(shù)在1.38×10-5cm/s~2.24×10-4cm/s之間,為弱~中等透水性?,F(xiàn)場強(qiáng)風(fēng)化泥巖分布不連續(xù),對人工湖的滲漏影響較小。
(7)中風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖⑦滲透系數(shù)為4.94×10-5cm/s,為弱透水性,為良好的隔水層。該巖層全場分布,對人工湖的滲漏影響很小。
從土層滲透性來看,粉砂和素填土滲透性最強(qiáng),對白石湖的滲漏影響比較大。
湖岸大部分為回填區(qū)域,最大回填厚度達(dá)1.50m,回填過程,若不注意防滲將對白石湖的蓄水能力造成很大的影響。
三、滲漏區(qū)域分析
人工湖滲漏是指人工湖蓄水后,湖水沿巖石的孔隙、裂隙、斷層、溶洞等向湖岸分水嶺外的溝谷低地滲漏,分為岸區(qū)滲漏和湖區(qū)滲漏。
“勘察報告”顯示,地下穩(wěn)定水位較高,埋深在0.40~3.40m,水量較大,而白石湖底設(shè)計最低高程為0.5m?;鶐r即中風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖埋深較淺,所以湖水不會向湖底滲漏,只是當(dāng)人工湖蓄水時,先要飽和基巖上覆的松散沉積物,這部分損失的水不會漏失到人工湖以外,對人工湖的蓄水能力也是沒有多少影響,只是在一定程度上延緩了人工湖蓄滿水的時間。蓄水后湖水滲漏通道主要通過湖底透水層側(cè)向滲漏,所以,本研究只考慮湖岸滲漏而不考慮湖區(qū)滲漏。
四、滲漏量估算
白石湖設(shè)計常水位為4.5m,湖底最低高程為0.5m,地下穩(wěn)定水位埋深在0.40~3.40m。根據(jù)“勘察報告”,不透水層即中風(fēng)化砂質(zhì)泥巖層的平均埋深取-3.0m,地下穩(wěn)定水位高程取0.5m計算,即白石湖的設(shè)計常水位與地下水位的水頭差為4.0m。在滲漏量計算中,認(rèn)為湖岸回填區(qū)域防滲效果良好,不影響湖水滲漏,只考慮湖岸-3.0m~4.5m高程范圍內(nèi)巖土層的側(cè)向滲透情況。
依據(jù)本場地水文地質(zhì)條件,白石湖滲漏量采用《流體力學(xué)》推薦的達(dá)西滲透定律進(jìn)行計算。
Q滲透= K×A×(ΔH/L)
根據(jù)現(xiàn)場滲透試驗,按較不利情況進(jìn)行計算。各巖土層滲透系數(shù)K取值如下:K素填土=2.08×10-3cm/s,K粉砂=5.81×10-3cm/s,K淤泥質(zhì)土=2.48×10-4cm/s,K強(qiáng)風(fēng)化泥巖=2.24×10-4cm/s;各土層過水面積A按表4統(tǒng)計取值,水頭損失ΔH計算時,湖內(nèi)水位高程取設(shè)計常水位高程即4.5m,地下水位高程取0.5m,故ΔH=4.0m;現(xiàn)場地勢較為平坦且地下水位起伏不大,參照《基坑降水手冊》中滲透的影響半徑經(jīng)驗值,根據(jù)巖性和顆粒直徑確定影響半徑,顆粒越小,影響半徑越小,粉砂的影響半徑為25~50m,而湖岸過水界面多為強(qiáng)風(fēng)化泥巖,組成粒徑比粉砂小,綜合考慮滲透路徑L取10 m則滲漏計算偏于安全且取值合理。
五、結(jié)論
通過以上計算得出,在不防滲情況下湖區(qū)總滲漏量為Q總=1617.35m3/d,雖然強(qiáng)風(fēng)化泥巖為弱~中等透水性,但其過水面積很大,因此湖水透過強(qiáng)風(fēng)化泥巖滲漏量為Q強(qiáng)風(fēng)化泥巖=880.96m3/d,占總滲漏量的54.47%,湖水透過粉砂層滲漏量為Q粉砂=628.50m3/d,占總滲漏量的38.86%。若不進(jìn)行防滲治理,湖面水位的下降量約為0.005m/d。經(jīng)計算,防滲治理后湖面水位下降量約為0.003m/d左右。一般地,人工湖的防滲驗收標(biāo)準(zhǔn)為小于或等于0.015m/d,因此,采取防滲處理后能達(dá)到人工湖的蓄水要求。
參考文獻(xiàn)
[1] 張彬,李亞玲,崔亦浩,畢明宇. 基于MODFLOW滲流分析的景觀湖防滲方案優(yōu)化研究[A]. 第三屆全國巖土與工程學(xué)術(shù)大會論文集[C]. 2009
[2] 于衛(wèi),王曉娟. 水利設(shè)計與園林設(shè)計結(jié)合的實例——記北京植物園水系工程[A]. 2003年全國城市水利學(xué)術(shù)研討會論文集[C]. 2003