水利水電畢業(yè)設(shè)計英文文獻(xiàn)翻譯

PAGE1PAGE5大型面板堆石壩的水文特征:滲漏的含義摘要：擁有粘土心墻和反濾層還有碎石護(hù)坡的Unmun大壩，位于韓國清道郡附近的洛東江流域。在壩區(qū)，白堊紀(jì)超群安山石擱置在侵入花崗巖中。這些形式的侵入接觸在主壩和圍堰附近，在上升序列的地層單元包括白堊紀(jì)花崗巖和安山巖，風(fēng)化軟巖，粉質(zhì)粘土土層與礫石層。水庫在1994年8月開始施工在1998年4月全面完成。在竣工之后，壩頂位置附近發(fā)現(xiàn)三個陷坑，當(dāng)時水庫水位在150米左右。泄漏量增加，主要是由于降雨引起水庫水位的上升。作為異常泄漏和大壩復(fù)原的對策，在大壩上進(jìn)行的全面調(diào)查包括鉆孔觀測，灌漿，地質(zhì)調(diào)查，還有韓國水資源公司的示蹤試驗。也有進(jìn)一步的調(diào)查，確定漏水的大壩的水文特征。壩頂和壩趾上安裝的26個觀測井的地下水位測量，以評估水庫水位和地下水位之間的關(guān)系，和堤壩滲漏的影響。路堤左側(cè)的地下水位高于正常的潛水位，它只有4米，比水庫水位較低，而在其右側(cè)低6.65m以上。頂井的地下水位波動的同時與水庫水位沒有明顯的滯后時間，這反映了水庫和大壩內(nèi)部之間良好的水力聯(lián)系。水力傳導(dǎo)系數(shù)估計在建在大壩核心的9個監(jiān)測井，從149液壓試驗表明：廣泛介于1.42十4和4.35十8厘米/秒幾何平均的3.13十6厘米/秒。此外，監(jiān)測井的水質(zhì)明顯不同水庫。在監(jiān)測井左側(cè)的銀行觀察到高水平的濁度、電導(dǎo)率。所有這些水文特性反映可能發(fā)生水壩泄漏，尤其是在左堤壩。本文提出了一些調(diào)查研究的總結(jié)上的面板堆石壩的水文特征，這意味著滲漏異常。關(guān)鍵詞：面板堆石壩;泄漏;粘土心墻;水力傳導(dǎo);巖溶塌陷;水位1.引言一些世界著名的水庫已經(jīng)遭受了持續(xù)的失水漏水，這是由于被之前的一些沉積物填滿所造成的。許多滲漏問題，河壩倒塌問題的發(fā)生是由于滲漏量的控制以及核心，地基還有交界處的準(zhǔn)備不充分造成的，還有不完備的清理措施引起的，這些都能引起河壩的倒塌。因此，河水的滲漏量應(yīng)該予以控制來保證河壩的完整性和穩(wěn)定性。Unmun河壩，是一個由碎石堆成的河壩，它的中心是粘土砌成的，有一塊過濾區(qū)，還有沙礫石貝殼。坐落于洛東江流域靠近朝鮮清道郡。此河壩是朝鮮最大的河壩之一，是專門用來供水的，長407米，高55米。河壩周圍的山谷相對來說都很陡峭，左側(cè)45-50度，右側(cè)40-45度。最低的水庫有122米，最高的差不多150米。蓄水池的面積為7.83平方千米，能容1.35M噸水，排水區(qū)的面積為301.34平方千米。河壩邊上裝了一個大門結(jié)果導(dǎo)致時不時的泄洪，現(xiàn)在排水得從海拔140米高的蓄水池處排水。河壩是從1992年6月開工的，到1993年6月完工。蓄水池第一次裝水是在1994年8月份，1998年4月是第一次裝滿水。河壩的正后方第一次被填滿是在98年4月22日，第一個排水口是在南2米處發(fā)現(xiàn)的，當(dāng)時是1998年6月26日，第二個排水口是在差不多蓄水池南12米處發(fā)現(xiàn)的，當(dāng)時蓄水池的水位高為150.29米，第三個排水口是在98年10月15日發(fā)現(xiàn)的，然而當(dāng)時的水位高只有150.03米。這三個排水口后來都被碎石填滿，但是表面仍然凹凸不平。滲水量的多少能夠看出蓄水池功能的好壞。之前的凝結(jié)的水泥灌漿，滲水量每天從1900立方米到2100立方米不等，正常情況下或是雨天是每天4000立方米到5000立方米不等。然而最初設(shè)想的滲水量僅為每天400立方米。根據(jù)韓國水資源公司綜合的調(diào)查研究，包括鉆孔，水平滲透實驗，追蹤測試，實驗河壩的材料強度測試，電阻測探，地面滲透雷達(dá)調(diào)查，震波折射調(diào)查，X線斷層，可控資源等，這些測試為如何避免河壩里的破壞提供了寶貴的信息。根據(jù)調(diào)查結(jié)果，在2000年7月到8月期間凝結(jié)灌漿主要集中與排水口區(qū)域，包括河壩中間一些潛在的不牢固區(qū)域。這些泥漿的材料成分主要是帶有混凝土的水泥，而這些水泥是由每天平均30%滲漏量的減少得來的。圖1.大壩（a）地理位置；（b）壩和地下水監(jiān)測井位置的布局不考慮2000年混凝土的壓縮，河壩中水的滲漏量在2002年雨水多的季節(jié)比如78月份已經(jīng)大大增多。跟之前相比，現(xiàn)在的滲水量不易輕易的降低。這項研究的主要目標(biāo)是通過河壩路堤的滲水量來評估水文條件。制作這樣具體的目標(biāo)旨在檢查蓄水池水位與滲水量之間的關(guān)系。還要評估水利條件，包括水壩中心的材料和河壩水位側(cè)面和垂直面滲透系數(shù)的分析，來決定通過路堤滲水的質(zhì)量。這項研究包括此次調(diào)查的結(jié)果，可以深入到河壩水利特點來判定水的滲漏量或者其它的滲水渠道。3.水文特性3.1庫水位和漏水到1995年7月底，庫水位升到136米，而在12月底降到了129米（數(shù)據(jù)沒有顯示）。1996年臨近6月底的時候，庫水位在15天（HECI,2000）的時間漲到了142米，并且在6月到8月期間達(dá)到了峰值，而在12月底時又降到了147米。1998年1月，庫水位又開始上漲，到3月底達(dá)到了正常狀態(tài)下的最大值150米（Fig.4）.圖4.1998年3月到2003年一月的系列水位，滲漏量，站點降水1999年10月到2000年7月，庫水位發(fā)生了明顯的下降，從150米降到124.5米。2000年9月，庫水位升到了147.3米以上，但到了2001年6月逐漸降到了132.9米。2001年6月后期，水位又升到144.8米并且在133.3米到140米之間波動，直到2002年才停止。2002年8月，由于大暴雨，庫水位驟然升到了150米（LeeandLee，2000）。1994年水庫填充開始后，大壩就發(fā)生了滲漏和排水問題。為了在雨季到來之前恢復(fù)水庫擋水性的完整，韓國水資源集團竭盡全力實施并且完成適當(dāng)?shù)难a救措施。為了防止水滲漏，該集團還施行了一個密集灌漿計劃。大壩一竣工，韓國水資源集團就將大壩下游的滲漏測量系統(tǒng)投入使用。即使第一次水庫填充后流失的水量很少，但隨著時間的推移，流失的水越來越多。由于頻繁打開原本用細(xì)泥沙填充的通道，水量流失嚴(yán)重，水庫也因此損失慘重（Romanovetal.，2003）。即使在1997年6月至8月水位上升到正常水平，但是在1997年12月之前，除了排水口之外并沒有發(fā)生其他明顯的滲漏現(xiàn)象。據(jù)報道，1997年12月安裝滲漏測量水流計時在下流發(fā)現(xiàn)了大量的水。1998年3月開始記錄的第一批滲漏數(shù)據(jù)表明，當(dāng)水位升到正常最大值150米時滲漏量大約是每天2000立方米。1998年中期，當(dāng)水位達(dá)到150米時，大壩以及周邊地區(qū)總的滲漏量超過每天5200立方米。近期有關(guān)滲漏量的研究表明，到2000年夏天滲漏量將會下降到每天200立方米，并在非雨季保持相對不變。大壩是由灌漿的火成巖建造而成，因此只能承受最少的滲漏量。然而，2002年6月的大暴雨之后，滲漏量又有增加的趨勢。不出所料，滲漏量與庫水位有著非常密切的關(guān)系。（Fig.5）。庫水位和滲漏量之間的關(guān)系可以用二次多項式來解釋。圖5.水庫水位和滲漏流量之間的關(guān)系在雨季，大雨導(dǎo)致了水位的快速上升，并進(jìn)一步導(dǎo)致了滲漏量的增加。在韓國，百分之六十的降雨一般都發(fā)生在短期內(nèi)（6月到8月），這是東亞季風(fēng)氣候的特點（LeeandLee，2000）。韓國水資源集團把每天400立方米作為大壩的滲漏標(biāo)準(zhǔn)，但是盡管2001年到2002年進(jìn)行了灌漿工程，從2002年6月開始滲漏量仍然超過700-800立方米/天。根據(jù)1998年到2003年得庫水位與滲漏關(guān)系圖可以看出，當(dāng)水位大約在145米時滲漏量保持在1500立方米/天。然而，當(dāng)水位高于145米時，滲漏量也會相應(yīng)增加。由于截水墻并不能完全延伸到左壩，所以人們擔(dān)心一部分滲漏的水可能會繞開滲漏測量系統(tǒng)，該測量系統(tǒng)修建在大壩下游壩址，是由一個帶有V型缺口的截水墻組成。(見圖1b)。然而，截水墻的底部降到了基巖下方一米，地平面以及巖石面向左升高。大部分從截水墻左方滲漏的水都會沿著巖石并朝著截水墻的方向流走。這就意味著，繞過截水墻滲漏的水將會少于總滲漏量的百分之十。大壩的底部也用一些常規(guī)方法進(jìn)行了處理，這些方法包括挖掘，清理，定期加固，帷幕灌漿，灌漿，用混凝土處理剪碎帶和裂縫（韓國水資源集團，1997）。因此，人們認(rèn)為大部分的水都是從堤岸滲漏但是底部沒有大量的滲水現(xiàn)象。3.2滲透系數(shù)大壩材料尤其是粘土心墻的滲透系數(shù)是影響堤岸滲漏以及大壩穩(wěn)定性的重要參數(shù)。最初大家就知道，大壩內(nèi)部的滲透系數(shù)顯示出寬范圍內(nèi)的縱向和橫向的地理位置以及粘土心墻和過濾地帶的位置，分別為10ˉ7到10ˉ5厘米/秒，10ˉ5到10ˉ3厘米/秒（韓國水資源集團;韓國嶺南大學(xué)和Daebon工程有限公司，2001）。在這次研究中，研究人員在壩頂?shù)?個鉆井上進(jìn)行149次滲漏系數(shù)測試以便重新評估大壩材料的原始滲透系數(shù)，這些測驗包括S6+00,S1+13.6,S1+17.0,S11+19.0,S17+3.5,S9+10,S10+10,S11+10和S12+10（見圖表1b）。研究人員根據(jù)檢測結(jié)果推斷出滲透系數(shù)在4.35×10ˉ8到1.42×10ˉ4厘米/秒。從幾何學(xué)的角度來看是3.13×10ˉ6厘米/秒（表格2），此次得到的數(shù)據(jù)顯示出的分布比較分散。在S6+00和S1+13.6測試中，當(dāng)深度分別為22.5到24米和15到16.5米時，滲透系數(shù)分別高達(dá)1.02×10ˉ4和1.01×10ˉ4厘米/秒。（圖表6）但是，在S1+17.0和S11+19.0測試中，滲透系數(shù)相對較低，為1.50×10ˉ5厘米/秒。除此之外，在這些地方并沒有發(fā)現(xiàn)明顯的垂直變化。在S17+3.5測試中，滲透系數(shù)高達(dá)1.42×10ˉ4厘米/秒（幾何數(shù)據(jù)位1.34×10ˉ5厘米/秒）并且發(fā)現(xiàn)了嚴(yán)重的垂直非均質(zhì)性。離測試點最近的地區(qū)成為了最有可能發(fā)生明顯滲透的區(qū)域。表2.水力傳導(dǎo)性評價總結(jié)在S9+10,S11+10和S12+10中，滲透系數(shù)非常低，按幾何方法計算為4.9×10ˉ6厘米/秒，并且這些地方的垂直變化也非常小。2000年6月到8月，為了補救第三個排水口，這些區(qū)域曾經(jīng)被大量灌漿。但是效果卻不怎么明顯，因為在S10+10附近滲透系數(shù)仍然很高，這就意味著載大壩中部很可能會發(fā)生嚴(yán)重的滲透現(xiàn)象。總的來說，滲透系數(shù)和大壩核心材質(zhì)的深度并無直接聯(lián)系。然而，對于不透水的壩心墻來說預(yù)計的滲透系數(shù)要比在滲透系數(shù)常數(shù)大很多，該系數(shù)為2.45×10ˉ9厘米/秒到8.10×10ˉ8厘米/秒.高的滲透系數(shù)可能與站點附近粘土心墻中通道的腐蝕有關(guān)，該地方與排水溝擴大的地方重合。最近，研究人員將S17+3.5附近高滲透系數(shù)的地帶也列入考察范圍。因此，為了降低大壩核心材料的滲透系數(shù)和滲漏量，研究人員最好用膠質(zhì)水泥注射心板。以達(dá)到加固的效果。3.3水位大壩內(nèi)部以及周邊的水位分布是判定大壩穩(wěn)定性以及滲漏問題的關(guān)鍵因素，因為非正常的水頭可能會引導(dǎo)水流流向狹窄的通道或斷裂面，并且這種現(xiàn)象會因為腐蝕而嚴(yán)重。通常，如果壩堤內(nèi)水位上升那么滲漏就是增多，因此，人們通常根據(jù)高水位來預(yù)測滲漏問題，防止問題的進(jìn)一步嚴(yán)重。高速的水流會導(dǎo)致壩堤逐漸腐蝕并變尖。因此，最好在壩頂和趾堤安裝壓力計或者地下水監(jiān)測井，這樣就可以評估淺層地下水面的出現(xiàn)并且比較大壩的壓力分布。表6.某些鉆井位置的滲透率垂直分布水位數(shù)據(jù)是由日常測量數(shù)據(jù)組成，這些數(shù)據(jù)是從2002年8月30日到2003年1月31，11個被選觀察點收集的。有些只進(jìn)行了短期的觀察。所有的水位都在107.53到142.78米的范圍內(nèi)。2002年8月31日暴雨期間，庫水位增到了4.94米，這導(dǎo)致了壩頂和壩趾水井內(nèi)的水位不同比例升高。壩頂水井內(nèi)的水位，#21-24表明暴雨在一定程度上導(dǎo)致了水位的升高。正如人們所預(yù)料的，壩趾水井內(nèi)的地下水位#19-20表明水位增加并不明顯。除了暴雨期間，所有地下水位以及庫水位都同時下降。為了估算河堤內(nèi)外的水位的整體分布情況，2003年1月11日到2月6日期間，所有可使用的水井都進(jìn)行了兩次水位測量。當(dāng)時，水庫的水位分別達(dá)到了144.99米和142.37米。1月11號，地下水水位變化范圍為7號井的最低水位106.55米到22號井的最高水位141.41米。在21、22、24號井的堤壩左側(cè)，水位位于139.77到141.41之間，比水庫的水位（144.99米）只低4.58米。這一微小差異很可能意味著井中水庫水和地下水得到了很好的相互疏流，甚至還可能有井周圍的地方的水。壓頭損失的減少可能主要是由于地里核心材料出現(xiàn)了裂縫和漏失層。一項調(diào)查結(jié)果得出了這些地點的疑似滲漏，并進(jìn)行了多項追蹤測試。圖6.續(xù)然而，S14+15和S11+15的水位分別為111.33米和115.97米，這個數(shù)字要比水庫里的水位平均低31.34米之多。所以，在低水位電導(dǎo)率核心的合理應(yīng)用下，這些數(shù)字看起來還算正常。S16+10的中間水位為125.24米。在壩腳的左右兩側(cè)，水庫水和地下水的壓頭差異在29米到36米之間，這種水壩情況很樂觀。7號井的水來自于圍墻的下游水，水位達(dá)到了106.55米。這和上游水的壓頭只有3米的區(qū)別。二月六日，在2003年一月修好六個地下水井(S17+3.5,S13+0.5,S11+19,S6+0,S1+13.6,S1+17)后，水位處于106.27m#7和141.77m，S1+13.6。在壩基左側(cè)，現(xiàn)存的水位和新井的水位仍然很高，并處于非正常狀態(tài)(134.04–141.77m)，這也再次說明在這些地方有泄漏的可能。另外，壩基右側(cè)新建水井的水位是137.52matS17+3.5和141.31matS13+0.5，這與(110.24–124.13m)atS14+15,S11+15,S11+19andS16+10相比，也高出很多。多數(shù)情況下，高水位是與高水壓傳導(dǎo)度地區(qū)一致的。同時，水庫水位降低2.62m來適應(yīng)水位措施的時間間隔，水壩水位也從壩井處降低1.09–2.00m，下游水井水位降低0.03–0.73m。圖7.大壩壩頂和腳趾的測井的水位測量圖因此，根據(jù)水位可以推測出壩中水壓相對平穩(wěn)，物質(zhì)侵蝕和沖刷是不會在這些地方出現(xiàn)的。但是，壩基左側(cè)（舌翼）是最有可能出現(xiàn)巨大泄漏的地方。在原高水壓的陡坡處變位的管道可能是由于注水引起的。大量遍布于土洞間以及洞中的水頭損失可能是由摩擦引起的，由于低水壓傳導(dǎo)度的泥洞當(dāng)它反應(yīng)正常時或者它沒有損壞或者破裂時(Kakueetal.,2004)。但是對于壩體，正常水頭損失是不會在井中發(fā)現(xiàn)