郭浩

【摘 要】滲漏量是重力壩滲流安全評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)之一，也是重力壩安全監(jiān)測(cè)的主要項(xiàng)目之一。本文在分析重力壩滲漏量關(guān)鍵影響因素的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了重力壩滲漏量監(jiān)測(cè)值的數(shù)學(xué)分析模型，并結(jié)合某重力壩的滲漏量監(jiān)測(cè)資料，對(duì)該重力壩滲漏量的變化規(guī)律進(jìn)行了分析。監(jiān)測(cè)資料分析表明，該重力壩滲漏問題不突出，大壩總滲漏量最大值不超過20L/min，多年平均滲漏量為5.8L/min。壩體歷經(jīng)蓄水初期的滲漏量降低后，后期已趨于收斂，滲漏量無明顯的增大趨勢(shì)。僅在0+000m～0+041m和0+160m～0+218m兩段，即壩的兩端還有一定的滲漏量，量值較小，不致影響大壩安全。

【關(guān)鍵詞】重力壩；滲漏量；監(jiān)測(cè)模型

中圖分類號(hào)： TV698.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2018）05-0141-002

【Abstract】Leakage is one of the important indicators for the evaluation of seepage safety of gravity dams，and it is also one of the major safety monitoring projects for gravity dams.Based on the analysis of the key influencing factors of the seepage of gravity dams，this paper constructs a mathematical analysis model of the monitoring value of the seepage of gravity dams.Combined with the monitoring data of the leakage of a gravity dam，the change of the leakage of gravity dams is analyzed.The law was analyzed.Monitoring data analysis shows that the gravity dam seepage problem is not prominent， the maximum total dam leakage does not exceed 20L/min，and the average annual leakage is 5.8L/min. After the dam has experienced a reduction in the amount of leakage at the initial stage of impoundment，it has converged in the later period and there is no obvious increase in the leakage.Only in 0+000m～0+041m and 0+160m～0+218m two sections，that is，there is a certain amount of leakage at both ends of the dam，and the magnitude is small， which will not affect the safety of the dam.

【Key words】Gravity dam；Leakage；Monitoring model

0 引言

滲漏量是重力壩滲流安全評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)之一，也是重力壩安全監(jiān)測(cè)的主要項(xiàng)目之一。影響重力壩滲漏量的主要因素包括上下游水位、壩體裂縫、止水破損、壩基節(jié)理裂隙、防滲帷幕、壩體排水、壩基排水、岸坡地下水位等[1-2]。本文在分析重力壩滲漏量關(guān)鍵影響因素的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了重力壩滲漏量監(jiān)測(cè)值的數(shù)學(xué)分析模型，并應(yīng)用于某重力壩的滲漏量監(jiān)測(cè)資料分析，得出了該重力壩滲漏量的變化規(guī)律。

1 重力壩滲漏量監(jiān)測(cè)分析模型

重力壩滲漏量的大小主要受庫水入滲及時(shí)效因素的影響，故構(gòu)建考慮水位、時(shí)效因子的重力壩滲漏量分析數(shù)學(xué)模型如下：

式中，L（t）為滲漏量監(jiān)測(cè)值在時(shí)間t的統(tǒng)計(jì)估計(jì)值；L1[H（t）]為不同時(shí)段庫水位引起的滲漏量變化分量；L2[？茲（t）]為滲漏量變化時(shí)效分量；C為待定常數(shù)項(xiàng)。

（1）水位分量

庫水位變化對(duì)重力壩滲漏量的影響除了考慮計(jì)算時(shí)刻庫水位外，尚應(yīng)計(jì)及壩體、壩基滲流滯后于庫水位變化的情況，即考慮超前水位的影響，故將水位分量模型構(gòu)造為如下函數(shù)形式：

式中，ai為待定回歸系數(shù)，i為超前的月份；Hi（t）為觀測(cè)日及前續(xù)若干日的平均水位；H（t0）為基準(zhǔn)水位，通常選第一次觀測(cè)時(shí)的水位，亦可選壩底高程或其它特征水位，本文基準(zhǔn)水位取268.10m。

本文模型采用觀測(cè)當(dāng)日庫水位和超前6個(gè)月的庫水位，共7個(gè)水位影響因子。

（2）時(shí)效分量

考慮重力壩滲漏量隨時(shí)間非線性變化，即運(yùn)行初期較大，后期逐漸減小并收斂至一個(gè)穩(wěn)定值，故構(gòu)造滲漏量的時(shí)效分量模型如下：

式中：ti為觀測(cè)時(shí)刻距初始時(shí)刻的天數(shù)；c1和c2為待定回歸系數(shù)。

綜上所述，重力壩滲漏量監(jiān)測(cè)分析數(shù)學(xué)模型采用如下形式：

根據(jù)大壩滲漏量實(shí)際測(cè)值數(shù)據(jù)序列進(jìn)行回歸分析，即可獲得其相應(yīng)的模型參數(shù)。

2 工程應(yīng)用分析

某重力壩最大壩高為30m，壩底寬度為40m。壩基巖體為微風(fēng)化～新鮮的砂巖，巖性堅(jiān)硬完整。水庫正常蓄水位為413m，死水位為385m，設(shè)計(jì)洪水位為413.55m，校核洪水位為415.03m，水庫總庫容983萬m3。

該重力壩在廊道內(nèi)的兩個(gè)集水井旁設(shè)了四個(gè)漏水觀測(cè)點(diǎn)，編號(hào)為RQl、RQ2、LQ1、LQ2，其中RQl監(jiān)測(cè)0+160m～0+218m壩段的漏水情況，RQ2監(jiān)測(cè)0+99m～0+160m壩段的漏水情況，LQ1監(jiān)測(cè)0+041m～0+99m壩段的漏水情況，LQ2監(jiān)測(cè)0+000m～0+041m壩段的漏水情況。采用容積法測(cè)量，觀測(cè)頻次為每月一次。

RQ1、RQ2、LQ1、和LQ2測(cè)點(diǎn)的測(cè)值序列分析和采用重力壩滲漏量監(jiān)測(cè)分析模型進(jìn)行定量分析的結(jié)果如下：

（1）LQ1長期無水，說明0+041m～0+99m段防滲效果很好。

（2）LQ2的測(cè)值自1970年以后多在0～3L/min范圍內(nèi)波動(dòng)，但有若干突變，如1991年曾達(dá)到12.54L/min，2003年曾達(dá)15.8L/min，突變多出現(xiàn)在庫水位超過377.00m高程時(shí)，2004年至今測(cè)值多在0～2L/min范圍內(nèi)變動(dòng)，未見大的改變。

經(jīng)對(duì)LQ2測(cè)值進(jìn)行回歸分析，復(fù)相關(guān)系數(shù)為0.86，表明回歸模型的擬合效果良好。從入選因子來看，滲漏量受水位因子影響主要表現(xiàn)為觀測(cè)當(dāng)日的水位對(duì)滲漏量的影響最大，而觀測(cè)日前一段時(shí)間的水位值對(duì)也滲漏量有一定影響。時(shí)效分量的系數(shù)為正值，表明滲漏量會(huì)隨時(shí)間增加，但增幅呈現(xiàn)逐年減小的趨勢(shì)，且目前已基本趨于穩(wěn)定，但后期仍需要加強(qiáng)監(jiān)測(cè)。

（3）RQ1的測(cè)值自1970年以后基本上在0～3.5L/min范圍內(nèi)波動(dòng)，2003年以后，連續(xù)3年內(nèi)無水。其間測(cè)值出現(xiàn)過幾次突變，1975和1980年曾出現(xiàn)過13L/min左右的滲漏量，1989年曾達(dá)15.68L/min，滲漏量突變多出現(xiàn)在水庫水位超過377.00m高程時(shí)，推測(cè)可能是在該段壩體高處有滲流通道存在，也可能有其它水源匯入，雖然滲漏量不大，仍需要加強(qiáng)監(jiān)測(cè)并分析原因。

對(duì)RQ1的測(cè)值系列進(jìn)行回歸分析，復(fù)相關(guān)系數(shù)為0.830，回歸模型的擬合效果良好。從入選因子來看，滲漏量的變化滯后于庫水位的變化，時(shí)效分量的系數(shù)為負(fù)值，說明滲漏量呈隨時(shí)間逐漸減小的趨勢(shì)。

（4）RQ2的測(cè)值基本上在0～1L/min范圍內(nèi)變化。從1988年以后，測(cè)值基本為零，說明已經(jīng)沒有滲漏水通過，故不再對(duì)其進(jìn)行回歸分析。

綜上所述可以看出，該重力壩滲漏問題不突出，僅在0+000m～0+041m和0+160m～0+218m兩段，即壩的兩端還有一定的滲漏量，但量值較小，不致影響大壩安全。

3 結(jié)論

在分析重力壩滲漏量關(guān)鍵影響因素的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了重力壩滲漏量監(jiān)測(cè)值的數(shù)學(xué)分析模型，并應(yīng)用于某重力壩的滲漏量監(jiān)測(cè)資料分析，得出了該重力壩滲漏量的變化規(guī)律。分析表明該重力壩滲漏問題不突出，大壩總滲漏量最大值不超過20L/min，多年平均滲漏量為5.8L/min。壩體歷經(jīng)蓄水初期的滲漏量降低后，后期已趨于收斂，滲漏量無明顯的增大趨勢(shì)。僅在0+000m～0+041m和0+160m～0+218m兩段，即壩的兩端還有一定的滲漏量，量值較小，不致影響大壩安全。LQ2和RQ1的滲漏量測(cè)值在水庫水位超過377.00m高程時(shí)都曾出現(xiàn)過突變，推測(cè)可能是在該段壩體高處有滲流通道存在，也可能有其它水源匯入，雖然滲漏量突變的量值不大，但建議仍需要加強(qiáng)監(jiān)測(cè)并分析原因。

【參考文獻(xiàn)】

[1]吳中如，陳繼禹.大壩原型觀測(cè)資料分析方法和模型[J].河海大學(xué)科技情報(bào)，1989，9（2）：48-64.

[2]任慧麗.某水庫大壩滲流觀測(cè)資料對(duì)比分析及成果[J].內(nèi)蒙古水利，2009，5：12-13.