黄前水库特征库水位相应测压管水位的推求

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摘要：通过测压管位势过程线，预报水库在特征洪水位时的测压管水位，以便在管理中掌握，为提高水库运用指标，发挥更大效益，提高科学依据。同时可通过各管位势过程线随时间的变化，反映渗流条件改善情况。

关键词：水库特征水位；位势过程线；测压管水位

中图分类号：TV62文献标识码： A

一、工程简介

黄前水库位于黄河流域大汶河支流石汶河上游，是一座以防洪为主，兼城市供水、农业灌溉、水产养殖等综合利用的重点中型水库。坝址以上控制流域面积292km2，总库容8248×104m3。水库枢纽工程包括大坝，溢洪道（闸），放水洞三部分。

水库大坝全长1530 m，坝顶宽6.5 m，由河槽心墙坝段和阶地均质坝段两部分组成。其中桩号0+000―1+214河槽坝段为粘土心墙砂壳坝，坝顶高程213.30 m，心墙顶高程212.30 m，最大坝高33.3 m；桩号1+214―1+530阶地坝段为均质坝，最大坝高7.8 m。

水库防洪标准为：正常运用（设计）洪水标准为百年一遇，洪水位211.33 m；非常运用（校核）洪水标准为两千年一遇，洪水位212.17 m；兴利水位209.00 m。

二、水库大坝坝体浸润线测压管安设情况

水库除险加固工程于2003年4月1日开工，现已完建。其中观测设施分部工程于2005年3月10日开工， 2007年1月26日完工，并通过分部工程验收，工程质量等级评定为优良。2007年3月开始实测。根据大坝实际情况，共设7个观测断面，27支测压管。其中0+110断面2支，0+350、0+550、0+750、0+950断面各5支，1+100断面2支，1+300断面3支【1】。手动观测采用电测水位器。

三、估算水库特征水位时测压管水位

1、估算方法

测压管的水位，根据渗流理论，流动场各点在边界条件一定时，各点的位势是一个常数。对于土坝库水位的变化，表示了边界条件的变化，对位势的改变影响很小，仍认为是一个常数【2】。据此理论和测压管实测资料，估算特征库水位时可能达到的测压管水位高程。

2、测压管位势的定义及计算公式

测压管位势是指某测压管水头在渗流场中占总渗流水头的百分数。具体计算式采用【3】：

Фi=【（hi－H２）/（H１－H２）】×100%

式中： hi―为第i根测压管的水位

H１―相应的上游水位

H２―相应的下游水位

3、测压管位势过程线的绘制

根据文献《土坝裂缝及其观测分析》（李均纯等，1979.132-133）中库水位及测压管水位选用方法，选取不受降雨影响（或影响很小）、前期稳定的较高的库水位时测压管的实测资料，点绘各测压管位势过程线。资料选取及计算见表一，测压管位势过程线见图一。

时间 07年3月12日 07年12月10日 08年1月30日 08年3月3日 08年12月31日 09年3月2日

库水位（m） 205.15 206.55 205.72 205.12 206.86 205.64

Ⅱ-1水位 200.88 201.07 200.78 200.78 201.88 201.28

Ⅱ-2水位 190.69 190.58 190.61 190.50 190.56 190.56

Ⅱ-4水位 179.87 179.95 179.82 179.85 179.84 179.82

Ⅱ-5水位 178.68 179.00 179.75 180.05 179.87 179.86

ФⅡ-1 97.9 97.3 97.6 97.9 97.6 97.9

ФⅡ-2 93.0 92.3 92.7 92.9 92.1 92.7

ФⅡ-4 87.7 87.1 87.4 87.7 86.9 87.4

ФⅡ-5 87.1 86.7 87.4 87.8 87.0 87.5

表一 资料选取及计算表（0+350断面）

注：0+350断面共安设5支测压管，2008年12月31日实测时发现Ⅱ-3管淤堵，故此次分析弃用。

4、估算兴利水位、设计洪水位、校核洪水位下的测压管水位

最高库水位下测压管水位高程按下式计算：

hmax=Фi（Hmax－H２）+ H２

式中： hmax―当最高库水位时测压管高程（m）

Hmax―最高库水位（m）

此次估算选取2008年3月3日实测值，根据Ⅱ-1、Ⅱ-2、Ⅱ-4、Ⅱ-5管的位势推算。推算成果见表二

表二特征库水位下测压管管位推算成果表

测压管序号 位势Фi 特征库水位（m） 测压管管位（m）

Ⅱ-1 ФⅡ-1=97.9% 兴利水位（209.00） 204.61

设计洪水位（211.33） 206.89

校核洪水位（212.17） 207.71

Ⅱ-2 ФⅡ-2=92.9% 兴利水位（209.00） 194.16

设计洪水位（211.33） 196.33

校核洪水位（212.17） 197.11

Ⅱ-4 ФⅡ-4=87.7% 兴利水位（209.00） 183.29

设计洪水位（211.33） 185.34

校核洪水位（212.17） 186.07

Ⅱ-5 ФⅡ-5=87.8% 兴利水位（209.00） 183.50

设计洪水位（211.33） 185.55

校核洪水位（212.17） 186.29

四、结语

黄前水库有泄洪闸控制，闸顶高程209.50 m，高出兴利水位0.5 m，一般情况不存在设计洪水位、校核洪水位长时间蓄水。通过各测压管位势过程线，可以看出各测压管位势随时间变化很小，说明渗流条件有所改善，工程是安全的。但要结合其他项目观测资料综合分析，加以论证。

参考文献

【1】山东省泰安市岱岳区黄前水库除险加固工程施工图设计说明书，2002。

【2】土坝工程观测资料分析参考材料之二，土坝渗流观测资料分析方法，1982。

【3】者建伦、赵建东．水力学．北京：中国水利水电出版社，2007。

【4】李均纯．土坝裂缝及其观测分析［M］．北京：水利电力出版社，1979．

作者简介

高伟（1980―），男，山东泰安人，工程师，本科学历，主要从事水利工程管理工作。

杨翠利（1980―），女，山东泰安人，助理工程师，本科学历，主要从事水利工程管理工作。

宋彪（1979―），男，山东泰安人，助理工程师，本科学历，主要从事水利工程管理工作。