坝基集中渗漏通道的温度场反分析与试验研究

渗漏是严重影响堤坝安全的主要形式,确定渗漏通道的位置是进行堤坝渗漏整治的前提和基础。温度场探测堤坝渗漏的研究是其中一种较便捷的方法,但是在理论上还需要进一步完善。在库水和地下水存在着温度差异的基础上,考虑堤坝发生集中渗漏后,渗漏通道中的地下水与周围土体进行热量交换,造成渗流通道附近地层温度发生改变,建立起温度场对渗漏通道的反演模型。在前人研究的基础上,考虑地温梯度的影响,可以建立有集中渗漏通道影响下的二维热传导方程,进而以现场测井的温度数据作为边界条件,对泛定方程进行求解,最终得到渗漏通道的位置。计算结果和实测结果的对比表明,通过温度场反推渗漏通道参数的方法是可行的。     

天然源面波法在堤坝渗漏隐患探测中的应用

正由于土石坝运行时间较长老化,裂缝、洞穴、松散等多种多样的隐患问题突出。在各类大坝隐患中,渗漏隐患危害较大,主要表现为坝体渗漏、坝基渗漏及绕坝渗漏。因此,定期对大坝进行安全鉴定及除险加固非常重要。目前国内在探测堤坝渗漏隐患方面开展了大量的地球物理方法和勘探设备的研究工作,取得了显著成果,形成了较为完备的技术体系。而本次针对山东省某水库堤坝隐患探测,选择采用天然源面波法,对坝体及坝基进行速度分层,进一步查明水库坝体地层结构、     

微动技术在堤坝渗漏探测中的应用

堤坝是重要的水利工程,其安全性至关重要。坝体渗漏是常见的安全隐患之一,对坝体渗漏位置、程度以及坝体结构变化的探测一直是重要的物探课题。微动勘探作为一种新兴的物探手段,应用范围正逐步拓展,通过某水库大坝渗漏检测实例,展示频率-波数法微动线性点阵剖面测量进行大坝渗漏检测的效果,该技术通过提取频散曲线及视S波速度成像,刻画地层速度结构并圈定异常,可实现对大坝渗漏快速精确的无损探测,具有一定的方法优势和广泛的应用前景。     

高密度电阻率法在丹江口水源区尾矿坝监测中的应用

以丹江口水源区某铁矿尾矿库为例,采用高密度电阻率法对尾矿库进行了拟三维探测,针对出现的疑似渗流通道开展了尾矿坝二维精细剖面探测,查明了4处尾矿坝结构薄弱区;同时,鉴于渗漏主要由地下水运移作用导致,在雨季前后对尾矿坝进行了三次监测研究,得到了坝体电性结构的动态响应,确定了1处疑似泄露点,验证了高密度电阻率法在尾矿坝监测应用中的可行性,为尾矿坝稳定性研究提供了一种技术手段。     

单斜地形情况下的磁共振测深方法反演研究

磁共振测深方法是一种基于地磁场中地下水氢核的弛豫特性差异进行探测的地球物理勘查方法,它可以无损探测地下水含量及分布。近年来,随着磁共振测深方法的应用范围不断扩大,该方法常面临地表有较大坡度情况下的探测,使用传统手段反演时,容易导致反演结果不准确。本文对地磁场矢量与线圈所在平面之间的夹角——等效地磁倾角进行介绍,并据此给出了单斜地形情况下的磁共振测深方法的反演方法。依据地质资料或其他物探方法提供的先验信息,可以计算得出磁共振测深方法平行分层核函数或水平分层核函数的分布,从而对倾斜地表情况下的核磁共振信号进行反演。本文构建了倾斜地表情况下的地下一维含水层及二维含水体模型,通过正演计算求得相应的核磁共振信号,并分别采用等效地磁倾角计算得到的核函数及直接计算的核函数进行反演。反演结果显示,在地表倾斜的情况下,传统的磁共振测深反演方法会产生误差,而采用等效地磁倾角构建的核函数进行反演能够压制单斜地形的影响。对白水河滑坡区磁共振测深数据的反演工作验证了该方法的有效性及可行性。因此,本文所提出的基于等效地磁倾角的单斜地形反演能够极大提升磁共振测深方法的适用范围。     

钻杆供电直流电法超前探测快速反演

在传统直流电法超前探测施工中,通过三个不同位置的电极对地供电,测量巷道后方一段距离内电位差,由此得到迎头前方电阻率变化的一维结果。由于一维解释结果具有不确定性,为此提出了一种基于钻杆供电的二维反演方法:即将迎头前方三维空间以柱坐标形式剖分,建立前方特定区域电阻率与测量异常电位差的近似线性关系,根据不同钻进深度测量值构建反演代数方程组,通过解方程快速反演以获取前方电阻率的二维分布。采空区模型与陷落柱超前探测快速反演以及实例表明,钻杆供电直流电法超前探测快速反演方法能比较准确反映异常电阻率在两个方向的方位信息,提高反演结果的准确性。     

灰坝渗漏的地球物理探测方法

探讨了灰坝渗漏的探测方法、效果及其实施过程.在灰坝渗漏治理中,如何准确地测量浸润线和渗流在坝体内的分布及其与溢出点的关系,对分析灰坝的稳定性和确定加固处理方案至关重要.实践证明,自然电位、探地雷达和高密度电阻率方法可以确定坝前入水位置、坝体内的浸润状态和浸润线位置,是灰坝渗漏探测的有效方法.     

复杂条件下地下水磁共振探测与灾害水源探查研究进展

磁共振地下水探测是一种直接非侵害性探测地下水的地球物理新方法,与传统地球物理探测地下水方法相比,具有高分辨力、高效率、信息量丰富和解唯一等优点。近年来地下水磁共振探测技术发展迅速,不仅用于缺水地区的地下水勘查,还在地下灾害水源（由于地下水引起的灾害如堤坝渗漏、隧道/矿井水害、滑坡、海水入侵等）的探测预警中进行了探索性研究。综述了复杂条件下地下水磁共振探测技术的研究现状,包括强电磁干扰环境的自适应噪声压制、地下小水体的2D/3D磁共振探测、复杂条件的数据处理与反演、针对喀斯特地貌等地质环境的地下水磁共振与瞬变电磁联合探测研究成果,简要介绍了磁共振技术用于滑坡、海水入侵和隧道涌水等灾害水源探查的探索性研究示例,展望了地下水磁共振探测技术的未来发展趋势。     

平原病险水库堤坝渗流控制方法研究

根据2000年实测数据绘制了在不同水位下水库堤坝测压管等水位线图,建立垂向二维有限元法渗流数值模型,模拟了尔王庄水库堤坝11个典型断面稳定渗流状态。综合分析测压管实测数据、现场勘查和计算结果,确定水库渗漏严重坝段。计算得出全封闭、悬挂式高压喷射灌浆防渗墙两加固方案下坝体单宽渗流量、浸润线、渗透比降等水力要素,结果表明全封闭设计可降低70.04%~98.32%渗流量,截渗沟或明渠处溢出渗透坡降降至0.001~0.023,控制效果显著。     

基于二维电测深数据作三维反演的基岩探测

在城市基岩面探测时,受到城市交通、电磁等严重干扰的制约,常选用直流电测深作为主要物探方法。二维电测深剖面沿测线排列电极,采集视电阻率数据后进行二维反演,用所获得剖面方向上的二维电阻率断面图像推断地质体的位置及产状。但由于复杂的实际情况并非适合二维反演条件(走向无限延展并与测线正交),二维反演会产生较大误差。为此,可试用测区多剖面二维电测深数据作三维反演,获得测区三维电阻率立体图像,推断地质体分布的空间形态。在山东某市地质调查中,布设点距50 m、线距为100 m电测深测网,采集二维对称四极测深数据。对该测区二维电极排列建立三维反演数据格式后,进行三维电阻率反演,获得测区三维电阻率图像,推断的基岩面与钻探验证基本一致。     

地质雷达方法在水坝渗漏检测中的应用

水坝渗漏的成因较为复杂 ,通过物探方法检测可为分析研究坝体渗漏的原因以及采取相应的加固措施提供依据。渗漏部位因介质含水量的变化产生电性异常 ,为地质雷达方法的应用提供了有利条件。渗漏现象使雷达波幅频特性发生变化 ,对雷达图像的分析可以确定渗漏的部位和埋深。实践证明 ,地质雷达方法在水坝渗漏检测中有较好的应用效果     

文山小河尾水库岩溶渗漏水文地质条件与管道位置识别

小河尾水库是云南省文山州重要的集中式饮用水水源地,承担着22万人饮水供应任务,长年受到渗漏病害问题困扰。文章在水文地质调查基础上,提出小河尾水库岩溶渗漏水文地质条件的新认识:泥盆系坡折落组硅质岩和榴江组硅质岩构成南北两侧隔水边界,中间厚约40米的分水岭组灰岩构成渗漏条带,一NE-SW向压扭性逆断层F₁构成西侧隔水边界,库水主要向东北侧渗漏。采用大功率充电法和音频大地电磁法2种物探方法探测岩溶渗漏管道位置和深度,并实施钻孔验证,综合分析水文地质调查、物探和钻探成果,认为在分水岭组灰岩与上部榴江组硅质岩、下部坡折落组硅质岩岩性接触带附近分别存在强岩溶渗漏带,并分析2处强岩溶渗漏带分布特征、规模和充填性质,为小河尾水库渗漏治理提供依据,为以后岩溶地区类似水库渗漏病害问题调查治理提供借鉴。      

物探在水文地质调查中的应用

结合实例讨论了物探在地质灾害探查和找水方面的应用.在温峡口水库渗漏探查中,采用无线电波透视和充电法,成功地圈定了漏水通道.在乌江彭水坝址野猫洞去向探查中,用无线电波透视法查明了埋深近百米的溶洞通道的去向.葛洲坝二江上游围堰渗漏,用自然电场法准确查明了漏水的部位.在第四系找水方面,介绍了直流电测深法的两个应用实例.最后讨论了物探在地质灾害探测及找水等方面应用中需注意的几个问题.     

清华洞暗河堵洞成库与防渗技术

为解决富宁县城供水及其附近乡村农业灌溉问题,对清华洞暗河进行堵洞成库。水库设计总库容9934万m3,堵洞体高87.5m,最大蓄水深约116m。地质调查发现,库盆及四周均分布有较完整的相对隔水层、隔水层,山体雄厚,泉点出露均高于水库设计蓄水高程,但是,枢纽区地质构造较为复杂,岩溶发育,暗河进口左岸有溶洞和断层溶塌体分布,引起绕坝渗漏的可能性很大。根据枢纽区工程地质条件,选择附近有D3g隔水层分布并能避开溶洞影响,同时距暗河进口较近而利于施工的0+085坝址段对清华洞暗河进行封堵,并采用上下两层悬挂式半封闭帷幕灌浆对溶塌体和其他岩溶裂隙通道进行防渗处理。经多年实践表明,本防渗技术可行,坝址、防渗帷幕灌浆线路以及灌浆设计合理,水库造价低,有效地解决了县城供水和下游2.26万亩农田及21.5万亩热区作物灌溉问题。      

Detection of leakage paths at the Wanyao dam body in Southwest China by hydrochemical analysis and tracer testing

Leakage at the Wanyao dam body was studied using a combined approach of field exploration, hydrochemical analysis and tracer testing. The objective of study was to determine the location of the water leakage paths at the dam. A hydraulic connection was observed between exploration boreholes of dam crest and drain holes at drainage gallery during the period of drilling. This connection shows that there were some defects in the dam. The hydrochemical compositions and characteristics of the water samples involved the main anions and cations, total dissolved solids, electrical conductivity, pH and water temperature which were analyzed and evaluated by correlation and cluster analysis. The results indicated that a close hydraulic connection existed between water from the dam body and reservoir water, particularly reservoir water from Sections III and IX. Tracer testing results demonstrated further existence of leakage paths between reservoir water and Sections III and IX. Also, there were multiple leakage paths in Section IX compared with a single path of Section III. Furthermore, the leakage location of upstream concrete faces in the vertical and horizontal directions was determined accurately with the measured electrical conductivity of receiving points. The experimental data provide a strong foundation and basis for maintaining and reinforcing the dam.     

新疆下坂地水库坝基防渗墙试验研究

新疆下坂地水利枢纽工程地处高寒、高海拔的山区,坝基覆盖层厚度达147.95m,透水性强,易坍塌和漏浆,块石坚硬,坝基防渗处理难度罕见。针对这一工程问题进行了坝基防渗墙试验研究,结果表明,以大深度混凝土防渗墙为主墙,下接帷幕灌浆的墙幕结合方案。本文针对新疆下坂地深厚覆盖层坝基防渗墙进行了试验研究,找出了防渗墙有效的施工深度及合理的施工方法,从而为坝基防渗墙设计施工提供了可靠的依据。     

调查地下水流的1m深地温测量反演问题研究

为河流堤坝渗漏、山体滑坡等各种地质灾害的防治提供一个有效、经济、简单的新方法为研究目的,基于浅层地温测量研究地下水流,开发了1m深地温测量调查地下水流的反演解释系统,进一步研究1m深地温图推断地下水流的定量解释方法,该方法能够推断地下水流的规模及埋深,具有理论简单、解释容易等特点,从理论及应用效果上验证了该方法的有效性,若与地温曲线拟合法联合应用,将提高拟合反演速度及精度。     

某水库坝基渗透稳定性研究

某拟建高为22 m的混凝土重力坝坐落于第四系冰水堆积层之上。在大坝上下游水头差的作用下,产生库水渗漏。库水的大量漏失,不但可能使大坝蓄水达不到设计高程而影响工程效益,而且,水流的渗透作用还会导致地基岩（土）体的恶化,产生渗透破坏,影响大坝本身的安全。在现场调查基础上,用数值模拟方法评价了该水库在库内设置175 m长铺盖条件下的渗漏问题,计算了水库的渗流量、大坝基底的水力坡度。因其量值较大,必须在渗流出口处采取反滤层等工程措施,给相关部门提供设计依据和决策参考。