汪劍強

(黃山市豐樂水庫工程管理處，安徽 黃山 245900)

豐樂水庫大壩繞壩滲流觀測資料的分析

汪劍強

(黃山市豐樂水庫工程管理處，安徽 黃山 245900)

文章結(jié)合影響豐樂水庫大壩繞壩滲流地下水位的因素，對觀測資料進(jìn)行了定性和定量分析。

豐樂水庫；繞壩滲流；資料；分析

為觀測大壩兩岸地下水位變化情況,豐樂水庫大壩在左右兩岸共布置了19個繞壩滲流觀測點,觀測地下水位變化,其中左岸11個測孔,編號為2#～12#,右岸8個測孔,編號為15#～22#.

1 繞壩滲流觀測資料的定性分析

1.1 相關(guān)性分析

為分析繞壩滲流的變化規(guī)律,環(huán)境量(庫水位、降雨等)對繞壩滲流測孔水位的影響及繞壩滲流各測孔之間的相關(guān)程度,利用式(1)計算測孔之間以及各測孔與環(huán)境量之間的簡單相應(yīng)系數(shù):

(1)

(1) 測孔之間的相關(guān)性分析。根據(jù)計算結(jié)果可知,左岸地下水位2#孔與4#、6#孔的相關(guān)性最大,相關(guān)系數(shù)為0.77和0.68,其次為2#孔與9#孔,相關(guān)系數(shù)為0.64,且上述孔水位之間呈正相關(guān),其它孔水位之間關(guān)系類似,總體而言,各測孔水位之間具有一定相關(guān)性,其變化規(guī)律有一定的同步性。

(2)各測孔水位與庫水位、降雨之間的相關(guān)性。通過計算并分析其結(jié)果可知水位與左右岸大部分測孔水位相關(guān)性相對較大,相關(guān)系數(shù)處于0.5～0.7之間,說明庫水位變化對兩岸繞壩滲流的影響較大,且?guī)焖慌c兩岸地下水位變化呈正相關(guān),即庫水位升高,孔水位升高;反之亦然。從過程線看,庫水位對兩岸繞壩滲流有滯后作用,滯后時間與測孔位置有關(guān),一般為半個月以內(nèi)。而各測孔水位與當(dāng)天降雨量的相關(guān)性較小,最大簡單相關(guān)系數(shù)為0.3,其原因主要是降雨對繞壩滲流的影響,與降雨類型及岸坡入滲條件有關(guān),從降雨和繞壩滲流的過程線看,降雨對繞壩滲流有一定影響,且有滯后作用。

1.2 繞壩滲流觀測資料的時空分析

為進(jìn)一步分析庫水位、降雨以及溫度等環(huán)境量對繞壩滲流的影響,依據(jù)各年份人工觀測資料繪制了庫水位、降雨量、氣溫與繞壩滲流孔水位過程線,并統(tǒng)計出各典型測孔水位特征值如表1所列。

表1 左右岸繞壩滲流典型測孔水位特征值統(tǒng)計 m

分析其水位過程線的變化規(guī)律,發(fā)現(xiàn)其測孔水位與庫水位、降雨以及溫度等環(huán)境量均有關(guān)聯(lián)性。

2 繞壩滲流的統(tǒng)計模型分析

2.1 建模原理

由文獻(xiàn)[1],影響繞壩滲流的主要因素有水位、降雨、溫度等,此外考慮壩前淤積和壩基防滲體的防滲效應(yīng)的變化,會產(chǎn)生時效影響等,分析時采用的統(tǒng)計模型如式(2)

(2)

其中,H為繞壩滲流測孔水位擬合值,Hw、Hp、Ht、Hθ分別為測孔水壓、降雨、溫度及時效分量。

(1)水壓分量。水壓分量計算如式(3)

(3)

其中,h1-6分別為觀測日當(dāng)天、前1天、前2-3天、前4-7天、前8-14天、前15-30天平均庫水位;ai(i=1-6)為水壓因子回歸系數(shù)。

(2)降雨分量。降雨分量計算如式(4)

(4)

其中,p1-6分別為觀測日當(dāng)天、前1天、前2-3天、前4-7天、前8-14天、前15-30天降雨量平均值;bi(i=1-6)為降雨分量因子回歸系數(shù)。

(3)溫度分量。大壩左右岸坡溫度的變化主要受地下水溫度和氣溫變化的影響,由于無地下水溫實測資料,結(jié)合大壩實際情況,采用同期壩上氣溫平均值,模擬岸坡溫度變化,即溫度分量如式(5)

(5)

其中,t1-6分別為觀測日當(dāng)天、前1天、前2-4天、前5-10天、前11-20、前21-30天壩上氣溫平均值;ci(i=1-6)為溫度分量因子回歸系數(shù)。

(4)時效分量。時效分量的影響因素較為復(fù)雜,參照文獻(xiàn)[1],時效分量計算如式(6)

(6)

其中,d1、d2為時效因子回歸系數(shù),θ=始測日至觀測日累計天數(shù)/100,Hθ為時效分量。

綜上所述,繞壩滲流測孔水位的統(tǒng)計模型如式(7):

(7)

其中,a0為常數(shù)項,其余符號意義同前。

2.2 回歸模型

(1)資料系列。由于1994年前各測孔水位資料卻測較多,因此本次只對1994-01-01至2000-12-31實測資料進(jìn)行統(tǒng)計模型分析。

(2)回歸模型。采用逐步回歸法,由式(7)對左右岸共19個測孔水位資料建立回歸模型,求得各測孔回歸模型的回歸系數(shù)及復(fù)相關(guān)系數(shù)(R)和標(biāo)準(zhǔn)差(S)。

(3)精度分析。由計算結(jié)果知,19個測孔中,復(fù)相關(guān)系數(shù)在0.7～0.9之間的有13個測孔,占68.4%,復(fù)相關(guān)系數(shù)在0.6～0.7之間的有3個測孔,因此,大部分測孔回歸模型精度較高,可用于分析個影響因數(shù)對繞壩滲流測孔水位的影響。

2.3 影響因素分析

根據(jù)建立的回歸模型,計算了典型測孔2000年年變幅的分離結(jié)果如表2所列。

表2 典型測孔水位2000年年變幅的分離結(jié)果

由表2知,在所有影響繞壩滲流測孔水位的因素中,庫水位的變化影響最明顯,其水壓分量約占年變幅總量的55%～65%;其次是降雨,降雨分量約占年變幅總量的20%～30%;而溫度分量和時效分量則分別占測孔水位年變幅的10%～20%和5%以下。

3 結(jié)束語

由繞壩滲流測孔水位的定性和定量分析可知,兩岸繞壩滲流測孔水位主要受庫水位、降雨、環(huán)境溫度等因素影響;與庫水位變化相似,并且孔水位變化滯后于庫水位變化時間較短,兩者變化有較大的同步性,說明兩岸巖體透水性較強。兩岸地下水位較高,以及透水性相對較強同步問題對大壩的穩(wěn)定產(chǎn)生不利的影響因此應(yīng)加強對兩岸繞壩滲流的觀測,建議采取適當(dāng)?shù)墓こ檀胧?改善兩岸繞壩滲流的狀態(tài)。

[1] 吳中如．水工建筑物安全監(jiān)控理論及其應(yīng)用[M]．南京：河海大學(xué)出版社，1990．

[2] 王士軍．大壩安全監(jiān)測資料整編與分析[R]．南京水利科學(xué)研究院，2010．

[3] 李棣生.馬衙水庫壩體防滲處理[J].安徽省水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2013，(1)：4-7.

(責(zé)任編輯 陳化鋼)

Analysis of observation data about seepage bypass dam of Fengle Reservoir Dam

WANG Jian-qiang

( Fengle Reservoir Project Management Office of Huangshan, Huangshan 245000，China)

Combining the factors affecting the underground water level of seepage bypass dam of Fengle reservoir dam, This paper carries out the qualitative and quantitative analysis on the observation data.

Fengle reservoir；seepage bypass dam； observation data；analysis

2015-04-20；

2015-04-22

汪劍強(1967-)，男，安徽黃山人，工程師。主要從事水庫大壩運行管理。

10.3969/j.issn.1671-6221.2015.03.004

TV697.2

A

1671-6221(2015)03-0010-03