理论教育 水利水电工程地质:渗漏量计算方法

水利水电工程地质:渗漏量计算方法

时间:2023-10-13 理论教育 版权反馈
【摘要】:图8-7下部有强透水层情况下渠道渗漏图8-8C2与B/H0及T/H0的关系曲线8.2.3.2回水渗漏阶段当出现地下水峰后,即可按下式计算:式中:Qh——回水渗漏稳定阶段的渗漏量;Qj——竖向渗漏稳定阶段的渗漏量;β——校正系数,与渠道流量及地下水埋深有关,按表8-2确定。这种情况下必须采取专门的防渗措施,以降低渗漏量。

水利水电工程地质:渗漏量计算方法

渠道渗漏所处的阶段不同,其渗漏边界条件有差别,因此不同渗漏阶段就应采用相应的渗漏量计算公式。

8.2.3.1 竖向渗漏阶段

此阶段多采用半经验半理论计算公式。

(1)当均质透水层厚度很大,透水性较强,且地下水埋深相当大时,自渠道中渗出的水流似一竖直垂线(图8-5),它的水力梯度接近于1。此时稳定渗漏量计算公式为:

式中:q——渠道单位时间单位长度渗漏量(m3/s·m);

K——岩土体渗透系数(m/s);

B——渠道水面宽度(m);

H0——渠水深度(m);

C1——与B/H0比值有关的系数,由图8-6确定或查表8-1获得。

考虑渠道水力要素,稳定渗漏量计算公式为:

图8-5 均质土层中渠道竖向渗漏示意图

图8-6 C1与B/H0关系曲线

表8-1 C1值与水面宽度、水深及渠坡关系表

注:1.表中m为边坡系数,即边坡角的余切值;
2.实用时,中间值可内插。

式中:b——渠底宽度(m);

a——考虑到侧渗所加的修正系数,a=1.1~1.4;

m——渠道边坡系数,即边坡角的余切值;

其他符号意义同前。

(2)当距渠道深为T处有强透水层,且其中有埋藏不深的地下水时,该强透水层成为良好的排水通道(图8-7)。其稳定渗漏量计算公式为:

式中:C2——与B/H0及T/H0有关的系数(图8-8);其他符号意义同前。

以上计算公式适用于无防渗措施或采用渠槽翻松夯实、黏土护面或浆砌石护坡等简单的防渗形式的渠道。

图8-7 下部有强透水层情况下渠道渗漏

图8-8 C2与B/H0及T/H0的关系曲线

8.2.3.2 回水渗漏阶段

当出现地下水峰后,即可按下式计算:

式中:Qh——回水渗漏稳定阶段的渗漏量(m3/s);

Qj——竖向渗漏稳定阶段的渗漏量(m3/s);

β——校正系数,与渠道流量及地下水埋深有关,按表8-2确定。

表8-2 回水渗漏阶段渗漏量校正系数β值

注:实用时中间值可内插。

8.2.3.3 侧向渗漏阶段(www.daowen.com)

此阶段一般采用地下水动力学公式按下面两种情况进行计算:

(1)在斜坡地段,当排水点隔水层顶板低于河水位时[图8-9(a)],渗漏量可按下式计算:

式中:h1、h2——分别为渠道及排水点处潜水含水层厚度(m);

H1、H2——分别为渠道及排水点处潜水位(m);

L——渠道至排水点的水平距离(m)。

(2)在斜坡地段,当排水点隔水层顶板高于河水位时[图8-9(b)],渗漏量可按下式计算:

图8-9 渠道侧向渗漏计算图解

上述各渗漏阶段,除了用公式计算外,还可采用实测流量的方法计算渗漏量。此法即对某一计算长度l的渠道,分别测定流入断面及流出断面的流量,并用渗漏强度这一指标来表征该测段渗漏量的大小。所谓渗漏强度,即是每千米的流量损耗与入流量之比值,用下式表示:

式中:δl——渠道渗漏强度(m-1);

l——渠段长度(m);

Q——流入断面的渠道流量(m3/s);

Q——流出断面的渠道流量(m3/s)。

测定计算工作应在一定时间内不同的季节多次进行,且划分为不同的渠段,计算结果可对比多段的渗漏强度。

为了确切地评价渠道所发挥的效益,引入“渠系有效利用系数”这一指标,其含义即是渠尾流量与渠道设计流量之比值,以百分数表示:

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