深厚覆蓋層壩基水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)控滲機(jī)理研究*

康小兵 張文發(fā) 許 模 李曉雪 饒麗芳

(①成都理工大學(xué)環(huán)境與土木工程學(xué)院，成都 610059，中國)(②地質(zhì)災(zāi)害防治與地質(zhì)環(huán)境保護(hù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(成都理工大學(xué))，成都610059，中國)

0 序 言

據(jù)統(tǒng)計(jì)，因壩基問題而失事的大壩，約占失事大壩的40%，且超過一半事故是由于壩基滲透破壞、沉陷等因素引起的(鄭達(dá)，2010)，因此研究壩基的滲流場，特別是深厚覆蓋層中壩基滲流場特征，對(duì)于排除水電工程的安全隱患有著至關(guān)重要的作用。深厚覆蓋層是指堆積于河床之中，厚度大于30m的第四紀(jì)松散堆積物(王運(yùn)生等，2007)。深厚覆蓋層具有層次多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、巖相垂直和水平方向上變化明顯等特征(陸海軍等，1996)。

目前，國內(nèi)對(duì)于深厚覆蓋層物質(zhì)組成的研究多集中于巖組特性上。如：水力電力部成都勘查設(shè)計(jì)院(1985)根據(jù)川西河谷覆蓋層的成層規(guī)律，以其物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)、成因類型及滲透性等作為分類標(biāo)準(zhǔn)，將谷底覆蓋層自下而上分為含泥砂卵碎石層，漂卵石、含泥砂碎塊石、粉細(xì)砂互層以及現(xiàn)代河流漂卵石層等3大層；郭見楊等(1995)根據(jù)河床堆積物含隔水層的組合關(guān)系提出單層透水層結(jié)構(gòu)，多層透水層結(jié)構(gòu)，多階地多層透水結(jié)構(gòu)，多階地雙層結(jié)構(gòu)。深厚覆蓋層物質(zhì)組成、物理性質(zhì)等差異性大，層與層之間的工程地質(zhì)特性變化顯著，致使位于該區(qū)域的工程建設(shè)長期存在困擾，對(duì)于此類問題的研究有著深刻的意義。在西南地區(qū)水電水利工程建設(shè)中，深厚覆蓋層壩基較為常見，研究此類壩基下的滲流場變化特征則極為關(guān)鍵。深厚覆蓋層壩基中弱透水層對(duì)壩基滲流場的影響明顯，對(duì)壩基的防滲有著不可忽略的作用，國內(nèi)外學(xué)者也展開了相關(guān)研究。如；黃安邦(2016)按照滲透系數(shù)和滲透率大小將覆蓋層的物質(zhì)分為了幾個(gè)不同的透水性等級(jí)，將壩基覆蓋層分為透水性近均一型、透水性強(qiáng)中夾弱型以及強(qiáng)弱透水互層型等3類主要的滲透結(jié)構(gòu)類型；劉希(2020)根據(jù)覆蓋層的組合和滲透性劃分出均勻型、層狀型和復(fù)合型，3種典型水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)。Wu (2010)和汪斌等(2006)運(yùn)用有限元軟件模擬，結(jié)果表明弱透水層的滲透特性會(huì)對(duì)土體浸潤線分布造成影響；王正成(2017)以比奧固結(jié)理論為基礎(chǔ)，通過ADINA 和GeoStudio 進(jìn)行雙場耦合分析了深厚覆蓋層壩基中弱透水層對(duì)土石壩滲流場和應(yīng)力場的影響。目前對(duì)于深厚覆蓋層壩基的研究多以物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)劃分為主，并未從弱透水層性質(zhì)變化的多種工況下入手，所得到的規(guī)律會(huì)有所缺陷。從水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)角度研究深厚覆蓋層中修建壩基引起的滲流場變化特征研究還較少。

在水文地質(zhì)研究中，地下水結(jié)構(gòu)控制論的聲音愈發(fā)洪亮，中外學(xué)者以不同分類依據(jù)來劃分水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)，各具特色。王思敬(1984)、易立新等(2004)以地質(zhì)構(gòu)造學(xué)為劃分依據(jù)，何宇彬(1997)則是以含水介質(zhì)類型與地質(zhì)構(gòu)造等要素在空間上的組合構(gòu)成了具三維空間關(guān)系的水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)。羅聲(2015)通過統(tǒng)計(jì)分析我國大量發(fā)生涌突水災(zāi)害的隧道特征，提出了越嶺隧道水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)概念，建立了分類體系，并根據(jù)滲透主體介質(zhì)空間結(jié)構(gòu)特征及巖體產(chǎn)出狀態(tài)、空隙類型等將越嶺隧道水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)類型劃分為6大類型，分別為均勻結(jié)構(gòu)、層狀結(jié)構(gòu)、脈狀結(jié)構(gòu)、斷裂型復(fù)合結(jié)構(gòu)、巖溶型復(fù)合結(jié)構(gòu)和混合型復(fù)合結(jié)構(gòu)。隋旺華(2019)、 隋旺華等(2022)在水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)概念的基礎(chǔ)上提出了礦山水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)，基于礦山水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)對(duì)礦山水害類型劃分，將結(jié)構(gòu)水文地質(zhì)學(xué)與礦山水害防護(hù)結(jié)合，以此來指導(dǎo)煤礦高勢能突水潰砂防治，促進(jìn)了礦山防治水理論和方法的發(fā)展。在滑坡、地下水污染防治等領(lǐng)域，水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)控制理論也得到了廣泛應(yīng)用(許模等，2022)。目前國內(nèi)外學(xué)者已將水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)理論應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，且取得一定成就。本文以深厚覆蓋層中廣泛存在的夾層狀水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象，通過地下水?dāng)?shù)值模擬程序 Visual MODFLOW模擬不同工況下壩基滲流場的變化，分析水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)控制下的壩基滲流場規(guī)律，查明其控制因素。

1 研究方法

1.1 概念模型

模型中確定河床方向?yàn)閤軸，水平面上與河流流向垂直的方向?yàn)閥軸，豎直方向?yàn)閦軸。河床以下覆蓋層和基巖設(shè)為水平地層。模型中壩址區(qū)長度為150m，位于x方向上的 150～300m，為了減少邊界的影響，x軸分別向河流上下游延伸1倍壩址區(qū)域長度，即x軸范圍為0～450m。覆蓋層厚度60m，垂向上選取與覆蓋層等厚的基巖進(jìn)行模擬，河床以上斜坡沿z軸方向延伸30m，斜坡坡降 2︰3，故河床兩側(cè)最大高程為 150m，即z軸范圍為0～150m；選取河床寬度為20m，往兩側(cè)分布延伸一倍河床寬度，故y軸范圍為0～60m。模型結(jié)構(gòu)如圖1所示。模型在整個(gè)空間上剖面為5×5×5m3大小的單元網(wǎng)格，共90×12×24=25920個(gè)單元。

1.2 數(shù)學(xué)模型

將水文地質(zhì)模型概化為非均質(zhì)各向異性三維穩(wěn)定流，通過有限差分法進(jìn)行計(jì)算，其數(shù)學(xué)模型為：

(x，y，z)∈Ω

(1)

H(x，y，z)|∑1=H0(x，y，z)

(x，y，z)∈∑1

(2)

q(x，y，z)|∑2=q0(x，y，z)

(x，y，z)∈∑2

(3)

對(duì)上述數(shù)學(xué)模型，采用三維有限差分方法求解，計(jì)算軟件采用地下水模擬通用軟件——Visual MODFLOW 4.6三維滲流模擬系統(tǒng)。

Visual Modflow是目前國際上最流行且被各國一致認(rèn)可的三維地下水流和溶質(zhì)運(yùn)移模擬評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)可視化專業(yè)軟件系統(tǒng)。該系統(tǒng)是由加拿大Waterloo 水文地質(zhì)公司在原MODFLOW 軟件的基礎(chǔ)上應(yīng)用現(xiàn)代可視化技術(shù)開發(fā)研制的(尹芝華等，2021)。該軟件包由Modflow(水流評(píng)價(jià))、Modpath(平面和剖面流線示蹤分析)和MT 3D(溶質(zhì)運(yùn)移評(píng)價(jià))3大部分組成，并且具有強(qiáng)大的圖形可視界面功能。目前已被廣泛應(yīng)用于水利水電工程建設(shè)、評(píng)估地下水修復(fù)系統(tǒng)、污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等多個(gè)領(lǐng)域。

圖1 概念模型示意圖Fig.1 Schematic diagram of conceptual modela.空間三維示意圖；b.典型剖面示意圖

表 1 巖土體滲透性分級(jí)表Table1 Classification table of rock and soil permeability

表 2 覆蓋層強(qiáng)弱滲透性層組厚度及滲透系取值表Table2 Thickness of strong and weak permeable layers and permeability coefficient table

圖2 k1︰k2=10，S2=10模型覆蓋層平面滲流場Fig.2 k1︰k2=10，S2=10 model covering plane seepage field

k1=強(qiáng)透水層的水力傳導(dǎo)系數(shù)，S1=強(qiáng)透水層的厚度；k2=弱透水層的水力傳導(dǎo)系數(shù)，S2=弱透水層的厚度

圖3 弱透水層厚度恒定，k1︰k2不同值下滲流場縱剖面Fig.3 The vertical profile of seepage field with constant thickness of weak permeable layer and different values of k1︰k2a.k1︰k2=10，S2=10；b.k1︰k2=50，S2=10；c.k1︰k2=100，S2=10；d.k1︰k2=500，S2=10； e.k1︰k2=1000，S2=10；f.k1︰k2=5000，S2=10

2 給定覆蓋層厚度下壩基滲流場與弱透水層滲透性的關(guān)系

河谷覆蓋層的滲透性取決于其組成物質(zhì)粒度成分、密實(shí)度、分選性和沉積條件、時(shí)代等。水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》(GB50487-2008)按照滲透系數(shù)大小將巖土體分為了6個(gè)不同的透水性等級(jí)(表 1)。

由于壩體為不透水材料，滲流場表現(xiàn)為壩基區(qū)域等水頭線密集的特性(圖2)。各工況下覆蓋層頂部的平面滲流場形態(tài)相近，表明上覆強(qiáng)透水層的性質(zhì)對(duì)壩基平面滲流場的形態(tài)起著決定性作用。

由圖3可以看出，在S2=10m，k1︰k2不同比值6種工況下的滲流場形態(tài)差異較小，在壩基覆蓋層滲透性發(fā)生變化時(shí)，因受滲流越流量連續(xù)性條件的約束，流線和等水頭線均發(fā)生折射，覆蓋層滲透性差異越大，折射角度越大。6種工況下地下水流線有差異，也有相同點(diǎn)。差異主要體現(xiàn)在入滲的深度，在S2=10m，k1︰k2為10的工況下，地下水入滲通暢，直至受到不透水基巖的阻礙才向下游流動(dòng)，在k1︰k2比值變大的幾種工況下，靠近上游的地下水入滲深度變小。而壩基上游地下水的流動(dòng)受覆蓋層滲透性變化影響較小。k1︰k2為10的工況與其他工況下等水頭線的差異較大，是因?yàn)槿跬杆畬拥目貪B效果不明顯。其他工況之間的滲流場也存在差異，隨著強(qiáng)弱滲透性覆蓋層差異的增大，位于弱透水覆蓋層的等水頭線變得密集，但在強(qiáng)弱滲透性比值為500以后時(shí)，其變化就比較細(xì)微，表明強(qiáng)弱滲透性比值為500時(shí)弱透水層的控滲效果已經(jīng)達(dá)到最佳。

P(ΔH)為P點(diǎn)處弱透水層頂?shù)装宓乃^差，Q(ΔH)為Q點(diǎn)處弱透水層頂?shù)装宓乃^差。兩監(jiān)測斷面統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表 3所示。

表 3 弱透水層頂?shù)装逅^差隨k1︰k2變化表Table3 Table of head difference between roof and floor of weak permeable layer with k1:k2

圖4 弱透水層頂?shù)装逅^差隨k1︰k2變化圖Fig.4 Variation of water head difference between roof and floor of weak permeable layer with k1︰k2

由圖4可知，P、Q兩觀測斷面處弱透水層頂?shù)装宓乃^差隨強(qiáng)弱滲透性k1︰k2比值增大先增大后趨于平穩(wěn)的趨勢是類似的，只是表現(xiàn)為數(shù)值的差異。

除k1︰k2為10的工況外，P斷面的弱透水層頂?shù)装逅^差均是大于Q斷面，因?yàn)榇斯r下，弱透水層的阻礙作用并不明顯，使得上游水位變化微小，而上游壩基的Q斷面處地下水的繞壩滲流使得在此斷面上水頭差的增大，而在k1︰k2大于10的工況下，弱透水層的控滲作用占據(jù)主導(dǎo)。

在k1︰k2為10的工況下，P-P′和Q-Q′兩觀測斷面處弱透水層頂?shù)装宓乃^差較小，表明地下水在強(qiáng)弱透水層的滲透差異小，接近于地下水在均質(zhì)透水層的入滲。k1︰k2為50、100的工況下，地下水經(jīng)過弱透水層的水頭損失較大，說明在k1︰k2大于10后，滲透差異性就已明顯。而在后續(xù)的k1︰k2為500，1000和5000的工況條件下上游、壩基區(qū)域和下游的地下水水位差也存在且相比10的工況也比較明顯，但它們之間的差異則很小。表明當(dāng)強(qiáng)弱透水層滲透性比值大于100，滲透差異性會(huì)明顯得體現(xiàn)，但隨著滲透性比值的不斷增大至500，弱透水層的控滲效果基本達(dá)到最優(yōu)，之后便無顯著變化。

通過對(duì)均衡區(qū)滲流量的統(tǒng)計(jì)(表 4)可以發(fā)現(xiàn)，滲漏量與滲透系數(shù)變化趨勢一致，k1︰k2從10～100，滲漏量減少相對(duì)于k1︰k2從500～5000，變化較為明顯，大致可以得出在層狀水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)中，滲漏量隨著k1︰k2比值的增大而減小，并且減少的梯度越來越小。

表 4 S2=10￣￣m，滲漏量隨k1:k2變化表Table4 S2=10m，leakage with k1:k2 table

圖5 S2=30m，滲漏量隨k1︰k2相關(guān)性圖Fig.5 S2=30m，Leakage with k1︰k2 correlation diagram

3 給定覆蓋層厚度下滲流場與弱透水層厚度的關(guān)系

在夾層型水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)的壩基中，不僅覆蓋層的滲透性會(huì)影響其滲流場形態(tài)，弱透水層厚度也是影響滲流場的關(guān)鍵因素。為了研究深厚覆蓋層中弱透水層厚度變化對(duì)整體壩基滲流場的影響，本節(jié)通過不斷變化弱透水層厚度進(jìn)行模擬分析。模擬的工況如表 5所示，覆蓋層厚度為60m，考慮覆蓋層總厚度恒定，弱透水層的厚度從10m開始逐步變化，每次增厚10m，則相應(yīng)的頂部和底部強(qiáng)透水性的厚度依次隨之變小。模擬的結(jié)果如圖6所示。

表 5 覆蓋層強(qiáng)弱滲透性層組厚度及滲透系取值表Table5 Thickness of strong and weak permeability layers and permeability coefficient table

由圖6可知，k1︰k2為100，S2從10～50m的5種工況下滲流場形態(tài)差異明顯，流線和等水頭線均有明顯變化。隨著弱透水層厚度的增大，流線和等水頭線折射的路徑變長。但隨著弱透水層厚度的逐步增大，強(qiáng)透水層厚度變小，致使整個(gè)覆蓋層接近于不透水覆蓋層，該情況主要體現(xiàn)在弱透水層厚度為30m，40m，50m 3種工況下。

圖6 定覆蓋層厚度條件不同弱透水層厚度工況下的滲流場剖面圖Fig.6 Seepage field profile under different weak permeable layer thickness conditionsa.k1︰k2=100，S2=10；b.k1︰k2=100，S2=20；c.k1︰k2=100，S2=30；d.k1︰k2=100，S2=40；e.k1︰k2=100，S2=50

表 6 定覆蓋層總厚度不同弱透水層厚度下頂?shù)装宓乃^差和水力坡度Table6 Head difference and hydraulic gradient of roof and floor under different total thickness of cover layer and weak permeable layer thickness

通過對(duì)P-P′和Q-Q′兩斷面處的弱透水層頂?shù)装宓乃^差和水力坡度的監(jiān)測，結(jié)果見表 6，其中P(i) 為P點(diǎn)處弱透水層頂?shù)装宓乃ζ露?，Q(i) 為Q點(diǎn)處弱透水層頂?shù)装宓乃ζ露?，兩者與弱透水層厚度的關(guān)系見圖7～圖8。

圖7 定覆蓋層總厚度弱透水層頂?shù)装逅^差隨其厚度變化圖Fig.7 Variation of head difference between top and floor of weak permeable layer with layer thickness

圖8 定覆蓋層總厚度弱透水層頂?shù)装逅ζ露入S其厚度變化圖Fig.8 Variation of hydraulic gradient of roof and floor with total thickness of cover layer and weak permeable layer thickness

由圖7可知，觀測斷面P弱透水層頂?shù)装宓乃^差隨著其厚度的增大表現(xiàn)出先增大后減小的趨勢，轉(zhuǎn)折點(diǎn)出現(xiàn)在弱透水層厚度S2為30m。其原因在于當(dāng)強(qiáng)弱透水層厚度比值大于0.5時(shí)，強(qiáng)弱透水層的滲透差異比較明顯，弱透水層的控滲效果更佳，小于0.5時(shí)則反之。Q斷面的規(guī)律與P斷面的規(guī)律截然不同，Q斷面頂?shù)装宓乃^差隨著弱透水層厚度的增大而增大，Q斷面處地下水受到弱透水層和不透水壩體的雙重影響，強(qiáng)弱透水層厚度比值大于0.5時(shí)，弱透水層對(duì)該斷面的地下水流動(dòng)的控制作用更顯著，小于0.5時(shí)，不透水壩體的控制效果則占主導(dǎo)。弱透水層頂?shù)装逅ζ露入S其厚度變化的趨勢如圖8所示，P和Q兩斷面均呈現(xiàn)出隨著弱透水層厚度變大水力坡度變小的趨勢。弱透水層厚度10m和20m的工況下，P斷面頂?shù)装宓乃ζ露却笥赒斷面，而其余工況下，P斷面頂?shù)装宓乃ζ露刃∮赒斷面，兩者的趨勢線存在交點(diǎn)，表明在此交點(diǎn)處，弱透水層的控滲作用最顯著。

表 7 k1:k2=100滲漏量隨S2變化表Table7 k1:k2=100 Leakage change with S2

圖9 k1︰k2=100、給定覆蓋層厚度條件下滲漏量與弱透水層厚度關(guān)系圖Fig.9 The relationship between the leakage and the thickness of the weak permeable layer with k1︰k2=100 & given the thickness of the cover layer

4 覆蓋層總厚度變化條件下滲流場與弱透水層厚度的關(guān)系

覆蓋層總厚度變化的模型設(shè)定為強(qiáng)透水層厚度S1=S3恒定為50m，弱透水層S2的厚度從10m增大到50m，每次變化10m，直至S1=S2=S3=50。模型中基巖的厚度會(huì)隨著弱透水層厚度的加大而減小。模擬了5種工況下(表 8)壩基滲流場(圖10，圖11)，并分析其變化規(guī)律。

圖10 S1=50，S2=10，k1︰k2=100覆蓋層平面滲流場Fig.10 S1=50，S2=10，k1︰k2=100 cover plane seepage field

表 8 覆蓋層強(qiáng)弱滲透性層組厚度及滲透系取值表Table8 Thickness of strong and weak permeability layers and permeability coefficient table

此模型由于整個(gè)覆蓋層厚度發(fā)生改變，為保證上下游的水位差與定覆蓋層厚度工況下的水頭差一致，上游水位設(shè)置為280m，下游水位設(shè)置為265m。模型中考慮到足夠的基巖厚度，因此變化基巖厚度對(duì)整體覆蓋層滲流場影響細(xì)微。

k1︰k2=100，覆蓋層厚度發(fā)生變化的5種工況下的模擬結(jié)果見圖11，可以發(fā)現(xiàn)，弱透水層的厚度會(huì)影響到滲流場的整體形態(tài)，流線和等水頭線也會(huì)隨之變化，并且其變化規(guī)律和原因基本與總覆蓋層厚度恒定時(shí)一致。

P和Q兩斷面的監(jiān)測結(jié)果如表 9所示，與透水層厚度的關(guān)系見圖12～圖13。

表 9 變覆蓋層總厚度不同弱透水層厚度下頂?shù)装宓乃^差和水力坡度Table9 Water head difference and hydraulic gradient of roof and floor under different total thickness of cover layer and different thickness of weak permeable layer

圖11 變覆蓋層總厚度下不同弱透水層厚度下的滲流場Fig.11 Seepage field under different thickness of weak permeable layer with different total thickness of coating layera.S1=50，k1︰k2=100，S2=10；b.S1=50，k1︰k2=100，S2=20；c.S1=50，k1︰k2=100，S2=30； d.S1=50，k1︰k2=100，S2=40；e.S1=50，k1︰k2=100，S2=50

圖12 變覆蓋層總厚度弱透水層頂?shù)装逅^差隨其厚度變化圖Fig.12 Under variable thickness condition，the diagram of head difference with the thickness of weak permeable layer

圖13 變覆蓋層總厚度弱透水層頂?shù)装逅ζ露入S其厚度變化圖Fig.13 Under variable thickness condition，the diagram of hydraulic gradient with the thickness of weak permeable layer

由圖12可以看出，弱透水層厚度從10m變?yōu)?0m，P點(diǎn)的弱透水層頂?shù)装逅^差發(fā)生比較明顯的變化，而從弱透水層厚度從20m之后向50m變化的過程中，ΔH逐漸成為一個(gè)較為穩(wěn)定的值。在弱透水厚度為10m時(shí)，弱透水層頂?shù)装宓乃^差主要受頂部強(qiáng)透水覆蓋層控制，而弱透水層厚度變?yōu)?0m以上時(shí)，弱透水層頂?shù)装逅^差則主要受弱透水層控制，以上原因致使有如此突變式增長。Q斷面一直受到弱透水層和壩體的雙重控制，增長趨勢較為平緩。

圖13中，Q斷面弱透水層頂?shù)装逅ζ露瘸尸F(xiàn)出隨著弱透水層厚度增大而減小的趨勢，P斷面則有著先增大后減小的趨勢，在弱透水層厚度從10m變化到20m時(shí)，P斷面的弱透水層頂?shù)装逅ζ露仍龃?，弱水透水層的控滲效應(yīng)增強(qiáng)，而隨著弱透水層厚度從20m開始增大時(shí)，水力坡度又開始減小，表明弱透水層厚度為20m時(shí)，對(duì)于P斷面來說，弱透水層的控滲效果最佳，這點(diǎn)與定覆蓋層厚度時(shí)所得結(jié)論一致。

由表 10和圖14可知，隨著弱透水層厚度的增大，滲漏量逐漸減小。變化趨勢與總覆蓋層厚度恒定有明顯差異，在總覆蓋層厚度變化工況下，變化趨勢趨于平緩，兩種類型相比，主要的變化是強(qiáng)透水層厚度的恒定與否，也可得出滲漏量主要與強(qiáng)透水層的厚度有關(guān)的結(jié)論。

表 10 變覆蓋層厚度k1︰k2=100下滲漏量統(tǒng)計(jì)Table10 Leakage statistics under variable overburden thickness k1︰k2=100

圖14 k1︰k2=100、變化覆蓋層厚度條件下滲漏量與弱透水層厚度關(guān)系圖Fig.14 The relationship between leakage and aquitard thickness with the condition of k1︰k2=100 &changing the cover layer thickness

5 結(jié) 論

通過對(duì)強(qiáng)-弱-強(qiáng)夾層型水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)覆蓋層中弱透水層厚度和滲透性對(duì)壩基滲流場的影響研究，得出以下結(jié)論：

(1)壩基為強(qiáng)-弱-強(qiáng)層狀水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)的平面滲流場受頂層強(qiáng)透水覆蓋層性質(zhì)影響強(qiáng)烈，強(qiáng)滲透性覆蓋層決定了整個(gè)場地表層平面滲流場的特征。

(2)覆蓋層厚度恒定，不改變?nèi)跬杆畬雍穸裙r下，弱透水層的滲透性越低，其控滲效應(yīng)越好，但低到一定程度后則變化不大。強(qiáng)弱透水層滲透性比值為10～500的過程中，在模型上游端點(diǎn)P和壩基靠上游端點(diǎn)Q過水?dāng)嗝嫔?，弱透水頂?shù)装宓乃^差都呈現(xiàn)隨之增大的趨勢，比值為500～5000的過程中，水頭差則趨于穩(wěn)定。滲漏量也隨著弱透水層滲透性的變小呈現(xiàn)出先降低厚趨于平緩的特征。

(3)在覆蓋層厚度和滲透性恒定，弱透水層厚度為10m、20m、30m、40m、50m的5種工況下，在相同觀測點(diǎn)上弱透水頂?shù)装宓乃^差呈現(xiàn)出先增大后趨于平穩(wěn)的變化規(guī)律，當(dāng)弱透水層厚度達(dá)到20m以上時(shí)趨于平穩(wěn)，水力坡度則隨著弱透水層厚度增大而變小。滲漏量隨著弱透水層厚度的增大，滲漏量減少的趨勢愈加明顯。

(4)在覆蓋層厚度變化、滲透性和強(qiáng)透水層厚度恒定，弱透水層厚度為10m、20m、30m、40m、50m的5種工況下，滲漏量隨著弱透水層厚度增大逐漸減小，但變化幅度較為平緩，弱透水層厚度接近20m時(shí)，控滲效果達(dá)到最佳，此類工況下弱透水層厚度變化對(duì)壩基滲流場的影響與覆蓋層厚度和滲透性恒定條件時(shí)相似。綜上得出，在強(qiáng)-弱-強(qiáng)滲透性組合的夾層型水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)覆蓋層中，存在一個(gè)對(duì)壩基滲漏量影響較大的弱覆蓋層厚度值，該結(jié)論可為壩基滲透變形及滲漏防治優(yōu)化設(shè)計(jì)提供借鑒。