四川某河道型水库浸没预测及探讨-论文.pdf

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1、第13卷第8期中国水运Vo1．13No．82013笠8月OhinaWaterTransportAugus+．2013四川某河道型水库浸没预测及探讨陈波，闫洪文(1上海勘测设计研究院，上海200434；2天津市勘察院，天津300191)摘要：以某河道型水库为例，对两种浸没预测方法进行比较，推荐采用有限元分析法计算地下水位雍高，并通过含水量法确定毛细管上升高度，预测浸没影响区。关键词：河道型水库；浸没预测；卡明斯基法；有限单元法；毛细管上升高度中图分类号：TV221文献标识码：A文章编号：1006—7973(201

2、3)08—0182—02一、工程概况四川某水库设计正常蓄水位为68m，库区河床宽阔且平坦，河谷呈宽底“u”型谷。两岸I级阶地广泛分布，台面高程65m-70m，宽度200m~1，000m不等。I级阶地地层具双层结构，地层上部主要为粘土，厚度3．0m~8．0m，下部为砂、砂卵(砾)石，厚度3．0m~10m，下伏基岩为泥质粉砂岩、泥岩等。地下水类型主要为孔隙水，赋存于砂、砂卵(砾)石层5自水底板I中，水位为61m~65m。M『图1卡明斯基预测雍高地下水位示意图二、浸没成因及类型式中K：下层含水层渗透系数；K：上层含水

3、层渗透系该水库属平原河道型水库，I级堆积阶地阶面高程多在hf数；y：水库正常蓄水位；Yx：地下水雍高后，计算断面上的64m~7lm，地下水主要受大气降水补给为主，水位高于地表水水位，向河床排泄。水库蓄水后，地下水位雍高，地面含水层厚度；M：下层含水层厚度；h：水库蓄水前河床水位；h：水库蓄水前计算断面上含水层厚度。高程较高区域补排关系不变，按浸没成因属顶托型浸没；高考虑库区地层具二元结构，上部粘性土渗透系数小于程低于正常蓄水位和略高正常蓄水位区域，补排关系发生变K1X10cm／s，下部砂砾石渗透系数大于lX10

4、～cm／s，因化，江水补给地下水，按浸没成因属渗漏型浸没。I级阶地陋台面上广泛分布农田、园地和居民区，按照浸没影响对象分此公式1中可以将KO，公式1简化为：h—h=Y—Y为农作物浸没和建筑物浸没。，该方法认为在水库蓄水后与水库蓄水前地下水与地表水三、浸没预测补排关系不发生变化，且水力坡降基本相同。根据勘察资料，对平原河道型水库，由于两岸地势平坦，地下水与地表水联系密切，采用不同的预测方法和评判标准，预测的结果对库区某处进行预测，该区地下水补给地表水，在垂直河流差别较大，造成不必要的库区防护投入，对工程经济效益评

5、方向水力坡降为3．7~36．0％o，预测结果表明蓄水后距河槽湿价影响较大。为更合理预测浸没范围，对各种预测方法进行周200m处地下水位高于正常蓄水位1．2lm，400m处地下水位高出正常蓄水位1．65m。比较，综合确定浸没评判标准，而本文仅对两种预测方法进②有限元法行比较并加以分析评价。浸没预测多采用先计算蓄水后库岸雍高地下水位，再根各重点模拟区存在统一的地下水面，地下水流动系统遵从水均衡原理和达西定律。建立地下水流动数学模型如下『3】：据雍高地下水位与浸没临界地下水位埋深判断产生浸没的可能性。1．地下水位雍高

6、计算c警+未c+未c警=警国内预测方法一般有地下水动力学法、有限单元法等。侧边界：掣：v('z'『)本文仅对卡明斯基法和有限元法进行比较，分析库区受蓄水河流：=(x，Y，z't)影响导致地下水位雍高情况。底边界：掣：0①卡明斯基法I。】dn顶边界：H(x，Y，z，t)=卡明斯基计算公式：初始条件：(，Y，z，0)=。(，Y，z)KM(h—h)+0．5K2一h1)=K．M(y—Y)+0．5K：一Y)收稿日期：2O13—04—10作者简介：陈波，男(1981一)江苏丹阳人，上海勘测设计研究院工程师，主要从事水利水电

7、、风力发电、市政工程等勘察方面工作。第8期陈波等：四川某河道型水库浸没预测及探讨183式中H广各含水层水头；K一各层渗透系数；H—第一类根据调查库区种植农作物主要为水稻，根系厚度边界水头值；v一水质点渗流速率；H。一非稳定流模拟时的流0．3—0．5m，对农作物区安全超高值综合取值为0．5m。建筑场初始条件；S一单位储水率；￡一降雨入渗、蒸发等源汇项；物采用条形基础和圈梁基础，基础埋深多为0．3—1．0m，对x，Y，z，t_空间坐标和时间变量；n—边界外法线方向。建筑物区安全超高值综合取值1．0。根据有限单元法结

8、合钻孔地下水位长期观测资料模拟库根据毛细管水上升高度和安全超高值的计算结果，库区区地下水位雍高，模拟结果显示：水库蓄水后，模拟区地下农作物区地下水临界值区取值为1．0m，建筑物区临界值取水位基本呈现自模拟区向河床逐渐降低的趋势，宏观上地下值为1．5m。水由模拟区垂直库岸向库内方向运动，模拟区地下水水力坡3．浸没影响区预测度约为0．05‰一0．3％o，总体上地下水呈现水平运动特征；说根据