堤壩滲漏的綜合示蹤方法理論研究與工程應(yīng)用.pdf

1、堤壩滲漏探測(cè)是一個(gè)復(fù)雜重要的研究課題。傳統(tǒng)的基于地球物理勘探手段的滲漏探測(cè)的各種方法，由于都有其條件性、局限性和多解性，特別在埋深大而空間尺寸相對(duì)小的滲漏通道探查方面顯得無能為力。基于地下水流場(chǎng)、溫度場(chǎng)、化學(xué)場(chǎng)等的示蹤法可以彌補(bǔ)地球物理勘探的不足。本文在分析總結(jié)前人的堤壩滲漏探測(cè)的示蹤法的基礎(chǔ)上，對(duì)示蹤方法做了一些理論和工程應(yīng)用上的進(jìn)一步探討，研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下： 1.討論了測(cè)溫儀器的種類和精度，及鉆孔溫度的影響因素和除地下水活

2、動(dòng)外的其它因素的消除校正方法。介紹了線熱源作用對(duì)地層溫度的熱源函數(shù)。將堤壩集中滲漏通道中的滲漏水流概化為持續(xù)線熱源，基于熱傳導(dǎo)的熱源法，建立集中滲漏通道的持續(xù)線熱源模型，并結(jié)合一定的邊界條件，推導(dǎo)出計(jì)算水平滲速公式。在工程實(shí)例中，應(yīng)用鉆孔測(cè)溫資料，用推導(dǎo)的公式計(jì)算出的滲透流速與放射性同位素示蹤方法測(cè)出的滲速基本一致。 2.由于單孔中計(jì)算水平滲透流速的傳統(tǒng)的點(diǎn)稀釋公式和前人推導(dǎo)的廣義示蹤稀釋公式存在著問題和不足，在鉆孔中存在垂向流

3、的情況下，在合理的物理模型的基礎(chǔ)上，考慮了滲透流速是示蹤劑稀釋時(shí)間的函數(shù)，重新推導(dǎo)了示蹤方法測(cè)流速的稀釋公式。通過3個(gè)公式的實(shí)例計(jì)算比較和誤差分析，在鉆孔中存在垂向流干擾時(shí)，含水層上下垂向流速差的越大，新推導(dǎo)的公式與傳統(tǒng)點(diǎn)稀釋公式計(jì)算出的滲透流速的相對(duì)誤差也越大，這一點(diǎn)與實(shí)際情況相吻合，因此新公式的計(jì)算結(jié)果更加可信。并對(duì)國(guó)內(nèi)外同位素測(cè)流速示蹤儀進(jìn)行了論述和討論。 3.利用穩(wěn)定同位素、水化學(xué)的方法研究堤防滲漏，是一種十分有效的方法

4、。但是人們大多只是定性的分析判斷。本文嘗試將穩(wěn)定同位素和水化學(xué)值作為特征指標(biāo)值，并根據(jù)在實(shí)際判斷中的參數(shù)重要程度的不同賦予不同的權(quán)重，應(yīng)用模糊聚類的方法進(jìn)行聚類分析，在北江大堤石角段的滲漏探測(cè)和高水河堤防滲漏探測(cè)的兩個(gè)工程實(shí)例中，其聚類結(jié)果與穩(wěn)定同位素和水化學(xué)的定性分析結(jié)論一致。 4.將綜合示蹤方法應(yīng)用到小浪底左壩肩滲漏調(diào)查中，通過在不同季節(jié)多次測(cè)量左壩肩的排水洞各排水孔中的排水的溫度電導(dǎo)率，測(cè)定繞壩觀測(cè)孔中的地下水的流速流向、