豐樂(lè)水庫(kù)大壩繞壩滲流觀測(cè)資料的分析

汪劍強(qiáng)

(黃山市豐樂(lè)水庫(kù)工程管理處，安徽 黃山 245900)

豐樂(lè)水庫(kù)大壩繞壩滲流觀測(cè)資料的分析

汪劍強(qiáng)

(黃山市豐樂(lè)水庫(kù)工程管理處，安徽 黃山 245900)

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

豐樂(lè)水庫(kù)；繞壩滲流；資料；分析

為觀測(cè)大壩兩岸地下水位變化情況,豐樂(lè)水庫(kù)大壩在左右兩岸共布置了19個(gè)繞壩滲流觀測(cè)點(diǎn),觀測(cè)地下水位變化,其中左岸11個(gè)測(cè)孔,編號(hào)為2#～12#,右岸8個(gè)測(cè)孔,編號(hào)為15#～22#.

1 繞壩滲流觀測(cè)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(kù)水位、降雨等)對(duì)繞壩滲流測(cè)孔水位的影響及繞壩滲流各測(cè)孔之間的相關(guān)程度,利用式(1)計(jì)算測(cè)孔之間以及各測(cè)孔與環(huán)境量之間的簡(jiǎn)單相應(yīng)系數(shù):

(1)

(1) 測(cè)孔之間的相關(guān)性分析。根據(jù)計(jì)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(cè)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(cè)孔水位與庫(kù)水位、降雨之間的相關(guān)性。通過(guò)計(jì)算并分析其結(jié)果可知水位與左右岸大部分測(cè)孔水位相關(guān)性相對(duì)較大,相關(guān)系數(shù)處于0.5～0.7之間,說(shuō)明庫(kù)水位變化對(duì)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(kù)水位升高,孔水位升高;反之亦然。從過(guò)程線看,庫(kù)水位對(duì)兩岸繞壩滲流有滯后作用,滯后時(shí)間與測(cè)孔位置有關(guān),一般為半個(gè)月以內(nèi)。而各測(cè)孔水位與當(dāng)天降雨量的相關(guān)性較小,最大簡(jiǎn)單相關(guān)系數(shù)為0.3,其原因主要是降雨對(duì)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(guò)程線看,降雨對(duì)繞壩滲流有一定影響,且有滯后作用。

1.2 繞壩滲流觀測(cè)資料的時(shí)空分析

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

表1 左右岸繞壩滲流典型測(cè)孔水位特征值統(tǒng)計(jì) m

分析其水位過(guò)程線的變化規(guī)律,發(fā)現(xiàn)其測(cè)孔水位與庫(kù)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(jì)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(huì)產(chǎn)生時(shí)效影響等,分析時(shí)采用的統(tǒng)計(jì)模型如式(2)

(2)

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

(1)水壓分量。水壓分量計(jì)算如式(3)

(3)

其中,h1-6分別為觀測(cè)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(kù)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(jì)算如式(4)

(4)

其中,p1-6分別為觀測(cè)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(wú)地下水溫實(shí)測(cè)資料,結(jié)合大壩實(shí)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(cè)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(shí)效分量。時(shí)效分量的影響因素較為復(fù)雜,參照文獻(xiàn)[1],時(shí)效分量計(jì)算如式(6)

(6)

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

綜上所述,繞壩滲流測(cè)孔水位的統(tǒng)計(jì)模型如式(7):

(7)

其中,a0為常數(shù)項(xiàng),其余符號(hào)意義同前。

2.2 回歸模型

(1)資料系列。由于1994年前各測(cè)孔水位資料卻測(cè)較多,因此本次只對(duì)1994-01-01至2000-12-31實(shí)測(cè)資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)模型分析。

(2)回歸模型。采用逐步回歸法,由式(7)對(duì)左右岸共19個(gè)測(cè)孔水位資料建立回歸模型,求得各測(cè)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(jì)算結(jié)果知,19個(gè)測(cè)孔中,復(fù)相關(guān)系數(shù)在0.7～0.9之間的有13個(gè)測(cè)孔,占68.4%,復(fù)相關(guān)系數(shù)在0.6～0.7之間的有3個(gè)測(cè)孔,因此,大部分測(cè)孔回歸模型精度較高,可用于分析個(gè)影響因數(shù)對(duì)繞壩滲流測(cè)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(jì)算了典型測(cè)孔2000年年變幅的分離結(jié)果如表2所列。

表2 典型測(cè)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(cè)孔水位的因素中,庫(kù)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(shí)效分量則分別占測(cè)孔水位年變幅的10%～20%和5%以下。

3 結(jié)束語(yǔ)

由繞壩滲流測(cè)孔水位的定性和定量分析可知,兩岸繞壩滲流測(cè)孔水位主要受庫(kù)水位、降雨、環(huán)境溫度等因素影響;與庫(kù)水位變化相似,并且孔水位變化滯后于庫(kù)水位變化時(shí)間較短,兩者變化有較大的同步性,說(shuō)明兩岸巖體透水性較強(qiáng)。兩岸地下水位較高,以及透水性相對(duì)較強(qiáng)同步問(wèn)題對(duì)大壩的穩(wěn)定產(chǎn)生不利的影響因此應(yīng)加強(qiáng)對(duì)兩岸繞壩滲流的觀測(cè),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(cè)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(kù)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(bào)，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(qiáng)(1967-)，男，安徽黃山人，工程師。主要從事水庫(kù)大壩運(yùn)行管理。

10.3969/j.issn.1671-6221.2015.03.004

TV697.2

A

1671-6221(2015)03-0010-03