浅谈莎车县伯什坎特平原水库的渗漏计算要点

　　摘要：新疆平原水库众多，多数渗漏问题严重，如何准确计算坝基渗漏量对水库出险加固设计工作具有很重要的指导作用，通过对莎车县多座平原水库除险加固渗漏计算中的经验总结提出粗略看法,供参考
　　关键词：平原水库，坝基，渗透系数，渗漏量
　　引言
　　截止2010年底，新疆已建水库约500座，其中以平原水库居多。平原水库主要特点是：占地广、坝体长、坝高低、集水面积大和基础透水性较强等。平原区水库大多修建于上世纪六十至七十年代，受当时技术水平、施工设备、财力、物力等历史客观条件的限制，坝基未处理或处理不彻底，坝体填筑质量差，造成水库渗漏问题严重，严重的成为不能蓄水的空库。
　　自上世纪90年代期以来，我区针对包括平原水库在内的病险水库进行了除险加固，水库的渗漏评价成为平原水库主要工程地质问题之一。
　　1．工程概况
　　土层名称 渗透系数（cm/s）
　　 0+000～1+800 3+970～6+330
　　含细粒土砂 7.51×10-4 7.21×10-4
　　不良级配砂 7.15×10-3 6.02×10-3
　　伯什坎特水库是新疆喀什地区莎车县伯什坎特镇一座引水式平原水库，水库主要引蓄叶尔羌河河水。水库库盘位于叶尔羌河右岸边缘古河床冲蚀低洼处，库区周围多为耕地和渠道，水库形态呈半圆形，南北长3.3km，东西宽1.5km。水库大坝全长6.33km，为均质土坝，坝高1.6～4.2m，坝顶宽2.0～9.5m。
　　水库目前渗漏损失严重，严重制约了下游农田的水库坝基渗漏估算主要考虑渗漏计算公式的选择、土层渗透系数、透水层厚度、坝基渗漏计算长度和水库蓄水时间等几方面因素。
　　2．渗流计算公式的选取
　　根据地质钻孔成果，水库坝基为双层结构，上部为含细粒土砂，下部为不良级配砂，坝基渗漏计算典型断面见图1。
　　图1坝基渗漏计算典型断面
　　根据坝基地层岩性的特性，坝基渗漏量的估算采用双层计算公式：
　　3.渗透系数的确定
　　坝基地层渗透系数的确定通过现场及室内试验确定，根据试验成果（见表1），含细粒土砂及不良级配砂渗透性等级属中等透水。
　　坝基地层渗透系数指标表1
　　4．透水层厚度的确定
　　根据区域物探资料，库坝区范围内松散覆盖层厚度大于500m，可初步确定坝基为无限透水地层，如何确定渗漏有效计算深度至关重要，本次采取试算方法来计算，成果见表2。
　　坝基渗漏有效计算深度试算表表2
　　 渗漏计算深度（m）
　　 5 6 7 8 9 10 11 12 13
　　渗漏量
　　（m3/d）
　　 0.47 0.83 1.15 1.44 1.71 1.96 2.2 2.43 2.65
　　渗漏量差
　　（m3/d）
　　 0.36 0.32 0.29 0.27 0.25 0.24 0.23 0.22 
　　渗漏增长值（m3/d）
　　 0.04 0.03 0.02 0.02 0.01 0.01 0.01  
　　从表2分析可知当计算深度大于8m时，随着深度的增加，单宽渗漏量的增加值趋于稳定，此外工程区地下水位埋深0.5~1.0，地下径流较强，因此可确定坝基有效渗漏深度为8m，8m以下可视为地下径流，不计入库区渗漏量。
　　5．坝基渗漏计算长度的确定
　　平原水库坝体较长，确定计算渗漏的坝基长度主要考虑地下水流向、坝体迎水面及库区地形等条件。
　　根据水文地质资料及水文地质调查，库区地下水流向西南→东北（见图2），根据现场地质调查，0+000~1+800及5+000～6+330段为水库主坝段主要迎水面，库水位明显高于库外，且地下水流向为库内→库外，因此该段坝基为水库渗漏的主要地段；1+800～2+650段库外地势较高，根据探坑揭露，该段库外地下水位高于库内地下水位，可不计算该段坝基渗漏；2+650~5+000段库外地势高于库内且该段地下水位流向为库外→库内，因此该段不计算坝基渗漏。
　　综上分析，0+000~1+800及5+000～6+330段为计算坝基渗漏的主要地段。
　　6．水库蓄水时间的确定
　　平原水库多为农业灌溉，蓄水期主要集中在春秋两个季节，水库高水位运行期间是发生渗漏的主要时间段和主要渗漏量产生时期，因此确定高水位运行时间对估算水库年渗漏量有很重要的意义。
　　根据本次调查，伯什坎特水库每年8月~9月、12月~次年2月底两次蓄水，水库高水位运行期约为150天，因此坝基年渗漏计算天数为150天。
　　图2库区地下水流向示意图
　　7．结论
　　从上文的分析探讨中可得出如下结论
　　1.准确的估算伯什坎特水库坝基渗漏量，应当重点注意渗漏计算公式的选择、土层渗透系数、透水层厚度、坝基渗漏计算长度和水库蓄水时间等几方面因素。
　　2.坝基渗漏计算公式应当根据坝基地层情况选取。
　　3.土的渗透系数、水库蓄水时间可以准确的定量确定。
　　4.透水层厚度可通过试算确定。
　　5.坝基渗漏计算长度可通过现场水文地质勘察结合相关水文地质资料确定，该项参数对水工设计确定防渗具有指导意义。
　　参考文献
　　1.新疆水利水电岩土工程论文集（新疆科技卫生出版社1995年）
　　2.《浅析新疆平原水库的渗漏问题》田文旭，毛海涛，王晓菊（2010.2）

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