第３１卷・第６期 １２月 农业与技术 砌ｎｌＩｅ＆］ 。 Ｖ０１．３１ Ｎｏ．６ Ｄｅｃ．２Ｏｌｌ ８５・ ２０ｌ１年大伙房水库大坝渗流监测资料分析 佟晓娜姜伟民于卫东 １１３００＂７） （辽宁省大伙房水库管理局，辽宁抚顺【摘 要】本文运用综合过程线分析、相关分析、位势分析、滞后时间分析及综合分析等：６－法，对大伙房水库大坝安全监测自 动化建成以来的渗流稳定性进行了分析。通过分析表明，大伙房水库主坝整体渗流状况稳定，粘土心墙起到了较好的防渗效果。 大坝运行工况良好。但坝体受绕坝渗流及输水洞放水的影响较大，说明外水压力有增大趋势。２１０１＃溺４压管由于观测井防护措施 不当，造成观测数据异常，在进行渗流综合分析过程中应剔除，保证资料分析的准确性及可靠性。 【关键词】大坝；渗流；分析 中图分类号：１、，１３９ 文献标识码：Ａ 监测自动化工程，工程主要由大坝内部渗流监测 １大坝安全监测概况 和外部表面变形监测两部分组成。工程建成后， 水库大坝安全监测水平进一步提高，积累了完整、 大伙房水库观测设备于上世纪５０年代陆续安 装。以变形监测、渗流观测为主，辅以水文观测 齐备的观测资料，为分析大坝的安全性奠定了坚 实的基础。 和现场检查。２００６年建成了大伙房水库大坝安全 图１大伙房水库主坝测点分布图 线具有清晰的趋势过程，表现出良好的稳定过程。 ２综合过程线分析 结合观测数据，３１２７＃、３１２８＃、３１２９＃、３１９４＃ 测压管平均管水位分别为９１．６３ｍ、９０．９３ｍ、 以主坝Ｏ＋５５０为例，对各测压管进行监测成 ９０．７６ｍ、９０．３０ｍ，最低和最高管水位分别为 果数据综合过程线分析。如图２。 从图中可以分析出上下游坝体渗透压力过程 ９１．１９ｍ和９２．７１ｍ、９０．７２ｍ和９２．１３ｍ、９０．４９ｍ和 ９２．１ｌｍ、８９．２８ｍ和９１．９７ｍ，与均值的最大水位差 农业与技术 ２０１１年１２月 ・８６・ 分别为１．０８ｍ、１．２ｍ、１．３５ｍ、１．６７ｍ，测压管的 位，说明心墙防渗效果良好，断面渗透压力分布 高水位主要集中在水库高水位运行一段时间之后， 整体处于稳定状态。 体现出较好的滞后效应，数据整体趋势稳定，说 对２１０１＃心墙测压管的观测资料进行过程线 明测管监测数据有效，而且管水位明显低于库水 分析如图３。 ２００８．２．４ ２口Ｏ６．７．３ ２００７．１．５ ２００７．６－２４ ２∞７．１２－２７ ２ＯＯ８－７．１ ２０∞．１２－２８ ２ＯＯ０－８－２９ ２０１０－１—５ ２０１０－６－２１ 一库区降水 一库水位 ：： ｌ ｊ 一 ｌ ０ 眦 唧 ｝ｌ 咀 旧 畦 硎Ｉ 嘲 啊 啊 瓢 Ｉ 一管３１２７水位 一苗３１２８水位 一管３＇２９水位 … 一臂３１９‘水位 －●● ● ｒ ‘ —— 、～ ＼ Ｌ，。。 —、、～ ～一 ， 乙 ， ｌ・＾ Ｉ ● ＿＿＿～ 鼻●日ｒ’ ２ＯＯ６－４－１１＆００＝００ ２００７－１．１＆ ｏ０ ２００７－１１・１ ８＝０旺∞ ２００８－８－３０ ８＝吣∞ ２ＯＯ９－８－３０＆ ∞ ２０１０－４・２９自 ∞ 图２ ０＋５５０断面渗透压力水位过程线（２００６—２０１０） ：；￣０８－２－５ ２００８－５－２ ２００８—８．１ ２００８－１１．１２ ２００９．３－５ ２００９－８－３ ２ＯＯ９－９－４ ２００９—１２．２４ ２０１０＿４．８ ２０１０－７・８ ２０１Ｏ－’０－２３ 一库区降水 一Ｉ ｌ 引。’ ：畦 ｌ 』 ］－ ｌ● 棚。。 ‘・ ・－Ｉ ’ Ｉ】Ｉｌ ｌ ＿Ｉ 摊 Ｉ射 Ｉｊ 硼 ｌ 堋 ｜ｌ ｌ 库水位 一苗２１０１水位 － ● －－ ａ÷ ｉ 啦ｌ－ Ｉ ● ● － ＿● 二 。… 。｝ｌｃ ｌ／１、一 …。 。 ， ：：： 。 －－ ，－ 、Ｉ：Ｊ ： ， 、 ． … Ｉ ：ｕ — ： ・ ０…一 ～ ｌ ：：：ｆ 】 ：： ：ｏ’。。 ．．／ Ｉ －●● ． ． ‘ ‘‘‘。’’ ’’’。‘‘ — ． ’ ：： ●－● ●●● ’【： ：－Ｌ 一—一 丁 Ｐ｝— Ｌ ｖ ． ●＿● ’、 ●●， 图３ ２１０１测压管渗透压力水位过程线（２００８—２０１０） 从图可以看出，渗透压力过程线在２００９年和 除了，由于春季坝顶积雪融化及汛期降雨，客水 ２０１０年３月左右及２００９年汛期出现跳变现象。测 流进观测井顺着管壁进入管内，无法排除，造成 压管平均水位由近５年的１１８．４６ｍ上升至 管水位升高。因此，在测压管管口处采取有效的 １２２．５４ｍ，最高管水位达１３２．９７ｍ，高出多年平均 防护措施，避免客水灌入是有必要的。在进行坝 管水位１４．５１ｍ，比最高库水位１３１．４９ｍ还高 体渗流综合稳定分析时对上述的异常数据进行了 １．４８ｍ，数据明显异常。经现场查勘发现，原观 剔除处理。 测井盖周围修建的防护措施，由于某种原因被拆 通过对主坝其它断面进行分析，各断面的测 ・８７・２０１１年１２月 农业与技术 压管水位过程线都表现出稳定的趋势过程，在水 库高水位运行一段时间后，各测管水位都有不同 续 表 编号 断面 测点 滞后时间 （天） ｌ３ Ｏ－Ｉ－７３０ ３１６３ ２８ １０８ １７ 说明 程度的抬高，库水位峰值与下游测管水位峰值滞 后效应比较清晰，说明坝体渗流稳定，心墙防渗 效果较好。 １４ ０＋７３０ ３１６２ １５ Ｏ＋９ｏｏ ３１３０ 心墙后第二排 心墙后第三排 心墙后第一排 １６ ０＋９０Ｏ ３１３９ ２８ ４５ ６２ ｌ１ １５ １４ 心墙后第二排 心墙后第三排 坝下水位 心墙后第一排 心墙后第二排 心墙后第三排 ３滞后时间分析 １７ ０＋９００ ３１３８ １８ Ｏ＋９０ｏ ３１９５ 对主坝各测点进行滞后时问分析，分析成果 如表１。 表ｌ主坝滞后时间分析成果表 ｌ９ ０＋１２００ ３１４０ ２０ ０＋１２０ｏ ３１４８ ２１ ０＋ｌ２００ ３１４９ 编号 断面 测点 滞后时间 （天） 说明 从上表中可以分析出，大伙房水库主坝测管 渗透滞后时间整体上基本呈现出坝体两端滞后时 ｌ ０＋２３０ ３ｌ１５ ９ 心墙后第一排 ２ ０＋２３Ｏ ３ｌｌ７ ３ ０＋２３０ ３１１３ ４ Ｏ＋２３０ ３１９３ １７ ３１ ２９ 心墙后第二排 心墙后第三排 坝下水位 间短、中部滞后时间长，上游滞后时间短、下游 滞后时间长的特点，坝体渗透时间的整体趋势正 常，平均滞后时间为３２．２天，相当于弱滞后效 应，说明心墙防渗效果较好。主坝右侧滞后时间 短主要是受坝体的绕坝效应影响所致，主坝左侧 ５ Ｏ＋３５５ ３１５１ ６ ０－Ｉ－３５５ ３１５３ １０ ２８ 心墙后第一排 心墙后第二排 ７ Ｏ＋３５５ ３１５２ ８ ０＋５５０ ３１２７ ９ ０＋５５０ ３１２８ １０ ０＋５５０ ３１２９ １ｌ Ｏ＋５５Ｏ ３１９４ １２ Ｏ＋７３０ ３１６４ ４５ １５ ２０ ５７ ７０ １７ 心墙后第三排 心墙后第一排 心墙后第二排 心墙后第三排 坝下水位 心墙后第一排 滞后时间短是由于同时受绕坝效应、输水洞外水 压力及输水洞放水的影响。 ４相关分析 主坝测管相关性分析成果如表２所示。 表２主坝其它测管相关性分析成果表 编号 断面 测点 相关系数 Ｆ检验成果 说明 ｌ ２ ３ ４ Ｏ＋２３Ｏ ０＋２３０ Ｏ＋２３Ｏ ０＋２３Ｏ ３１１５ ３ｌ１７ ３ｌ１３ ３１９３ Ｏ．８７ Ｏ．５５ Ｏ．６ ０．７２ 显著 显著 显著 显著 心墙后第一排 心墙后第二排 心墙后第三排 坝下水位 农业与技术 ２０１１年１２月 ・８８・ 续 表 编号 断面 测点 相关系数 Ｆ检验成果 说明 ５ ６ ０＋３５５ Ｏ＋３５５ ３１５１ ３１５３ ０．０２ Ｏ．８２ 不显著 显著 心墙后第一排 心墙后第二排 ７ ８ ９ １０ １ｌ １２ １３ ０＋３５５ Ｏ＋５５０ ０＋５５０ Ｏ＋５５０ ０＋５５０ Ｏ＋５５０ ０＋７３０ ３１５２ ２１０１ ３１２７ ３１２８ ３ｌ２９ ３１９４ ３ｌ６４ Ｏ．６６ Ｏ．２７ ０．１ｌ ０．４７ ０．２８ ０．１６ ０．０４ 显著 显著 显著 显著 显著 显著 不显著 心墙后第三排 心墙管 心墙后第一排 心墙后第二排 心墙后第三排 坝下水位 心墙后第一排 １４ ０＋７３０ ３１６３ ０．２４ 显著 心墙后第二排 １５ １６ １７ １８ ０＋７３０ Ｏ＋９ｏｏ Ｏ＋９０ｏ Ｏ＋９０ｏ ３１６２ ３１３０ ３１３９ ３１３８ Ｏ．ｃｒ７ Ｏ．０６ ０．３３ Ｏ．０３ 显著 显著 显著 不显著 心墙后第三排 心墙后第一排 心墙后第二排 心墙后第三排 １９ ２０ ２１ ２２ ２３ Ｏ＋９ｏｏ Ｏ＋ｌ２０ｏ Ｏ＋ｌ２０ｏ Ｏ＋１２０ｏ Ｏ＋１２００ ３１９５ ２１０３ ３ｌ４０ ３１４８ ３１４９ ０．０６ ０．１５ ０．ｃｒ７ Ｏ．６ ０．Ｏ１ 显著 显著 显著 显著 不显著 坝下水位 心墙管 心墙后第一排 心墙后第二排 心墙后第三排 通过分析可知水库坝体右侧断面０＋２３０和０ ＋３５５断面相关系数比较大，大多数测点都属于 较强的相关水平，说明该处断面受右侧绕坝渗流 测压管位势指某测压管水头在渗流场中占总渗流水 头的百分数。如果位势随时间发生了变化，就意味 着流场介质发生了相对变化。位势的计算公式： （ｐ： —Ｈ 影响比较大。０＋１２００断面３１４８＃测点相关系数 比较大，经分析，是由于该测点距离输水洞比较 近，受外水压力的影响比较大。其它测点的相关 旦 Ｈ２ —（１）ｌ 位势； １－式中： ｈ——渗透压力水位，单位：ｍ； Ｈ１——上游水位，单位：ｍ； Ｈ２——下游水位，单位：ｍ。 系数都比较小，均属于弱相关水平，说明坝体心 墙的防渗效果显著。 ５位势分析 根据上述分析以０＋５５０断面测点３１２７＃为例 进行分析，分析成果如图４。可以看出，各测点 渗流分析中常采用的一种方法是位势分析法。 位势随时间基本没有变化，说明渗流状态稳定。 ・８９・２０１１年１２月 一农业与技术 库水位 一管３１２７水位位势 ｒ， ’、 ’，、 ， －－＼ 一 厂 Ｖ ｛ ｉ 、、 ， 、． √ ＼ 、Ｊ ， Ｗ ， 、 ， ２ＯＯ６－４．＂８：００：００ ２００６－１２．１矗００：００ ２００７．８－１＆∞：ｏ０ ２００８－３．３ｔ ８００：００ ２００８－１２Ｉｇ８：００：００ ２００￣８－９ ８：００：∞ ２０１Ｏ－４．１ ８：００：∞２们ｏ．１ ２．１ ８：００：∞ 图４ ３１２７测点位势过程线分析 利用上述位势分析方法，对大伙房水库主坝 其它断面测点位势进行综合分析，坝体各测点位 势同样随时间基本不变，因此可综合反映坝体渗 流状态稳定。 大伙房水库主坝整体渗流状况稳定，粘土心墙起 到了较好的防渗效果，大坝运行工况良好。 （２）主坝坝体右岸绕坝渗流现象明显，左岸 受输水洞放水影响较大，说明外水压力有增大趋 势，应注意加强绕坝渗流及输水洞外水压力的监 ６渗流综合分析 测，并对输水洞进行定期检测，保证工程安全运 行。 根据坝体及渗流量观测实时数据及以上分析 成果，结合坝体外部巡视及监测成果对坝体渗流 状态进行综合分析。目前，大伙房水库主坝下游 无渗透明流出现，结合水库坝体外部变形观测与 巡查，未发现异常变形情况。但通过上述分析可 （３）主坝０＋５５０断面的２１０１＃测压管由于受 降雨及冰雪融化的影响，管水位曾在２ＯＯ９年３、４ 月份和汛期以及２０１０年的３、４月份发生跳变现 象，应在观测井上部采取相应的防护措施，避免 客水的侵入，保证观测数据的准确性及可靠性。 以发现，主坝坝体右岸绕坝渗流现象明显，左岸 受输水洞放水影响比较大，说明外水压力有增大 趋势。 参考文献 ［１］娄一青，丁丽，等．浙江某水库大坝渗流安全综合分析［Ｊ］．灾害 学，２ＯＯ８，２３（１）：３２—３６ ７结论 ［２］张我华，方仲江，等．九江大堤溃坝渗流的可靠性分析［Ｊ］．浙江 大学学报，２ＯＯ５，３９（７）：９７６—９８２，１０８１ ［３］柴军瑞．大坝及其周围地质体中渗流场与应力场耦合分析研究 （１）利用综合过程线分析、滞后时间分析和 相关分析等五种方法对大伙房水库主坝和一副坝 的观测数据进行了全面的分析。分析结果显示， 综述［Ｊ］．水利水电科技进展，２０Ｏ２，２２（２）：５３—５５ ［４］吴中如，顾冲石．大坝安全综合分析和评价的理论方法及其应 用［Ｊ］．水利水电科技进展，１９９８，１８（３）：２—６ 作者简介：佟晓娜（１９８０一），女，辽宁省大伙房水库管理局。