水力坡降法在大坝渗流监测中的应用

甘肃神树水电站首部枢纽工程大坝为混凝土面板堆石坝,最大坝高88.8 m,坝顶长217.39 m。坝址位于深覆盖层河床上。大坝为2级建筑物,按照规范要求必须对其渗流量进行监测,但由于大坝基础坐落在深厚覆盖层基础上,河床宽度相对较宽,如按常规设置量水堰,需在量水堰上游设置截渗墙进行坝体渗流量监测,其工程量及投资较高。为了节省工程投资,同时还能够合理地对坝体渗流量进行安全监测,确保工程运行安全,根据相关规范要求提出了用水力坡降法替代量水堰法对坝体进行渗流量监测,以达到工程渗流监测的目的。此举为深厚覆盖层修建的土石坝的渗流监测开辟了新的方法,可以优化工程投资,提高工程效益。目前,相关设计方案已经实施,待水库蓄水时即可投入运行。     

基于Fluent的混凝土面板堆石坝渗流的数值模拟

针对修建在深覆盖层地基上的大坝的渗流控制问题,利用Fluent中的User-Defined Function(UDF)模块进行二次开发,通过C语言编写,加载到Fluent以及多孔介质模型的应用中,采用有限体积法进行基于Fluent的大坝渗流的数值模拟。通过对不透水地基上的均质坝渗流和有压地基渗流的模拟,验证了渗流模拟与试验相比具有相当高的吻合度,其中均质坝渗流模拟中浸润线求解的相对误差最大不超过1.19%;有压地基渗流模拟中流速相对误差在5%之内;渗流量和渗透压力相对误差均在1%上下。相较而言,UDF法模拟结果更加精确,说明UDF法具有更高的理论精度。应用UDF法对某水库混凝土面板堆石坝进行渗流模拟,得出了浸润面与流线图、水头分布等值线图,得到了很好的模拟结果。     

南水大坝渗流基流下包线的确定

大坝渗流基流是反映大坝渗流性态的重要指标之一 ,文章结合南水大坝渗流实测资料 ,采用多种模型和方法对大坝的渗流基流进行了分析 ,并根据模型分离结果推求了坝体、坝基和两岸绕坝渗漏基流下包线的表达式 ,进而分析和评价南水大坝的渗流状态。     

均质土坝非恒定渗流模型试验

该文对不透水地基上的均质土坝模型,在线性变化水位边界条件下的渗流流态和特性进行了实验研究。测定了非恒定渗流过程中坝体内浸润面的变化过程和压力水头的变化,通过对实验数据的分析,得出了非恒定渗流在水位变化过程中的物理力学特性。该实验对江河堤坝在洪水涨落期间的坝体内渗流场变化的研究有较高的借鉴价值,同时为渗流数学模型的可靠性和准确性提供了最直接的检验数据。     

七一水库大坝渗流安全分析评价

对江西省玉山县七一水库自1996年1月至2003年12月的大坝渗流观测资料进行了分析,并建立了用来预报、检验测点水位和能反映大坝实际渗流性态的多因子统计模型．在此基础上结合观测资料采用有限元法反演了大坝各填筑区的渗透系数,并预测了未来高水位时大坝的渗流安全性。     

Monitoring models for base flow effect and daily variation of dam seepage elements considering time lag effect

Affected by external environmental factors and evolution of dam performance, dam seepage behavior shows nonlinear time-varying characteristics. In this study, to predict and evaluate the long-term development trend and short-term fluctuation of the dam seepage behavior, two monitoring models were developed, one for the base flow effect and one for daily variation of dam seepage elements. In the first model, to avoid the influence of the time lag effect on the evaluation of seepage variation with the time effect component of seepage elements, the base values of the seepage element and the reservoir water level were extracted using the wavelet multi-resolution analysis method, and the time effect component was separated by the established base flow effect monitoring model. For the development of the daily variation monitoring model for dam seepage elements, all the previous factors, of which the measured time series prior to the dam seepage element monitoring time may have certain influence on the monitored results, were considered. Those factors that were positively correlated with the analyzed seepage element were initially considered to be the support vector machine (SVM) model input factors, and then the SVM kernel function-based sensitivity analysis was performed to optimize the input factor set and establish the optimized daily variation SVM model. The efficiency and rationality of the two models were verified by case studies of the water level of two piezometric tubes buried under the slope of a concrete gravity dam. Sensitivity analysis of the optimized SVM model shows that the influences of the daily variation of the upstream reservoir water level and rainfall on the daily variation of piezometric tube water level are processes subject to normal distribution.     

青海省桥头电厂河子沟灰场拦洪坝粘滞流模型试验分析

本文采用粘滞流模型试验对青海桥头电厂河子沟灰场拦洪坝设计方案进行了论证，分析了多种防渗条件下的渗流场特点，提出了满足工程运作的既经济又合理的建议。     

基于ANSYS的友谊水库大坝渗流分析

将ANSYS软件的温度场分析功能应用于渗流场的分析,并采用死活单元技术,通过迭代算法计算自由水面位置（浸润线）,解决了土坝渗流稳定问题的求解。     

ANSYS软件在土坝渗流稳定计算中的应用

根据基本方程及定解条件的比较分析，将ANSYS软件的温度场分析功能应用于渗流场的分析，并采用死活单元技术，通过迭代算法计算自由水面位置(浸润线)，解决了土坝渗流稳定问题的求解。该方法可以解决复杂边界、多种介质的渗流问题，为工程应用提供极大的便利。     

关村水库大坝渗流计算及稳定分析

土石坝渗流计算与坝体稳定分析是土石坝设计中的关键环节,文中通过对关村水库大坝进行渗流计算和坝坡抗滑稳定计算,为水库的除险加固工程处理提供了科学依据。     

定向爆破坝坝体结构与渗透特性的研究

本文提供了已衣定向爆破坝观测研究结果，主要是：(1)研究了坝体结构特性与渗透稳定机理；(2)进行两年直接挡水试验；(3)初步查明坝内渗流的水面分布、流态及水头损失；(4)给出了单宽坝体渗流量计算方法与经验表达式。     

透水地基上填土成层土坝的渗流特性及加固措施的研究

本文以黄泥埠土坝断面为研究代表,对填土成层土坝进行了无防渗设施、垂直防渗、水平防渗、坝下游挖排水沟及防排结合的十多组方案的渗流电拟试验,并且分析了不同防渗措施的渗流状态,基本摸清了透水地基上填土成层土坝的渗流特性,提出了这类土坝分别采用以防为主、挖排水沟及防排结合加固方案,其适用条件及采用相应的渗流控制措施时应注意的问题,为治理这种特殊类型土坝的险情提供了科学的依据。     

东谷水库大坝渗流监测资料分析

根据东谷水库大坝渗流监测资料,定性分析了测压管水位变化过程、位势过程、渗漏量过程等.建立了测压管水位、渗漏量回归统计模型,定量分析了测压管水位的影响因素.结果表明,回归拟合效果较好,大坝浸润线趋于升高,渗漏量趋于减小,坝体整体渗透性降低,大坝渗流运行正常,分析结论可为东谷水库大坝渗流安全评价提供技术支持.     

Seepage simulation of high concrete-faced rockfill dams based on generalized equivalent continuum model

This research focused on the three-dimensional (3D) seepage field simulation of a high concrete-faced rockfill dam (CFRD) under complex hydraulic conditions. A generalized equivalent continuum model of fractured rock mass was used for equivalent continuous seepage field analysis based on the improved node virtual flow method. Using a high CFRD as an example, the generalized equivalent continuum range was determined, and a finite element model was established based on the terrain and geological conditions, as well as structural face characteristics of the dam area. The equivalent seepage coefficients of different material zones or positions in the dam foundation were calculated with the Snow model or inverse analysis. Then, the 3D seepage field in the dam area was calculated under the normal water storage conditions, and the corresponding water head distribution, seepage flow, seepage gradient, and seepage characteristics in the dam area were analyzed. The results show that the generalized equivalent continuum model can effectively simulate overall seepage patterns of the CFRD under complex hydraulic conditions and provide a reference for seepage analysis of similar CFRDs.     

基于PSO-SVM的大坝渗流监测时间序列非线性预报模型

大坝渗流监测分析是大坝安全监控的重要内容，预测分析的难点之一在于渗流监测数据往往具有复杂的非线性特点。本文充分利用支持向量机的结构风险最小化与粒子群算法快速全局优化的特点，采用粒子群算法快速优化支持向量机的模型参数，通过该模型对非线性监测数据进行拟合，建立了基于PSO_SVM的大坝渗流监测的时间序列非线性预报模型。本模型应用于隔河岩水电站的坝基渗流量的预测，计算结果与实际监测值吻合良好。     

粘土心墙坝渗流场分析

通过渗流场和温度场的基本微分方程及边界条件的比较分析,将ANSYS软件的热分析模块应用于渗流场的分析,并采用生死单元技术,通过迭代算法计算自由水面位置（浸润线）,解决了某实际工程粘土心墙土石坝渗流稳定问题的求解。该方法可以解决复杂边界、多种介质的渗流问题,同时为其他实际工程设计应用提供了强有力的手段。     

透镜体特征参数对均质土坝浸润线及渗透流量的影响

透镜体的存在对坝体内原有的渗流场具有显著的影响。研究透镜体对坝体渗流场浸润线及渗透流量的影响规律,旨在为库坝设计及其工程建设中进行提高坝体安全性等工作提供理论依据。以不透水地基均质土坝作为研究对象,通过改变透镜体的4种特征参数（渗透系数、相对位置、面积、形状）,采用土石坝二向稳定及非稳定渗流计算程序《DQB》分别计算坝体的浸润线及渗透流量。研究结果表明：透镜体的渗透系数、相对位置及其面积对坝体的浸润线及渗透流量的影响显著,而透镜体的形状对渗流场的影响较小。因此,在库坝实际建设工程中,可通过设置适当特征参数的透镜体来改变坝体的渗流场,提高坝体的安全性或蓄水能力。     

基于原型监测的黏土心墙堆石坝渗流分析

某黏土心墙坝在蓄水期间,出现渗流量较大、坝体渗流、绕坝渗流增大等现象。为了寻找原因,通过对某黏土心墙坝的环境量、坝体渗流、绕坝渗流、渗流量等原型监测数据进行分析,得到渗流量、坝体坝基渗压、绕坝渗流等监测成果。为进一步分析渗流来源,对渗流量进行模型分析。结果表明各监测成果互为印证,受库水位影响显著;库水位是影响渗流量大小及变化的主要因素,降雨量是次要因素,其中,库水位对渗流量的影响主要是通过两岸绕坝渗流,其次是通过坝体坝基渗流。库水位对渗流量的影响既是即时的又是持续的。     

江垭水库坝基渗水来源物探分析

在对江垭水库大坝物探勘查工作中，除运用了自然电场法等常规查漏方法外，还采用了流场法DB-3普及型堤坝渗漏检测仪进行勘查。通过三次自然电场法勘查成果分析，大坝存在的几处渗漏点（区）主要分布在库内3线、2线。流场法连通实验结果分析表明，渗漏点（区）渗水与120、114及左岸3条排水廊道的渗水有一定关系，廊道内渗水主要来自库水．另外，160廊道内几处微渗水是库水通过大坝坝体渗漏的。     

基于GAMLSS-GLO及随机森林算法的土石坝渗流监测模型

根据土石坝渗流原型观测,厘清水位、降水等因素的影响,模拟大坝渗流的真实状态,合理评估其渗流监测结果,是土石坝安全监控亟待解决的关键问题。基于此,根据数理统计原理,采用随机森林算法构建无降水条件下渗流量与上下游水位的回归模型;考虑渗流量受前期累积降水的综合影响,引入广义可加模型（GAMLSS-GLO）,模拟降水影响下土石坝渗流监测值的波动区间,并将其与渗流-水位回归模型叠加,预测土石坝渗流监测的可靠区间;最后,将该方法应用于糯扎渡心墙堆石坝的渗流监测。结果表明：所提模型方法对渗流的水位、降水响应表现出良好的适用性,显著提高了渗流模拟预测质量。同时求解了渗流量置信区间,有利于土石坝的运行工况判断及安全监控。