济宁截污导流工程库区渗漏计算分析
1、省院计算方法:根据《初步设计》(修订)P77页计算方法:渗漏损失水量采用渗流分析计算成果,为当月平均容积乘以渗漏系数,整个蓄水区期间,计算调水期河道及蓄水区渗漏量为53.5m3。
2、基本数据:蓄水区始水位31.9m,蓄水区最高蓄水位为33.4m,地下水位
32.26m,地下水位水头差为0.36m,库区周边长11.28km。
①根据《初步设计》(修订)P36页,渗透系数建议为0.69m/d,根据可研、初设地质勘探报告,库区31.9m区段多②层粘土③粘土及壤土。
②可研地质报告建议②层粘土③粘土渗透系数为0.7m/d。
③初步设计地质勘探报告建议②层粘土③粘土渗透系数为2.43m/d;
④两次地质勘探报告资料一样,抽水试验成果一样,渗透系数K值不一致。
⑤抽水试验公式一样。
K=0.366Q/MS*lgR/r 影响半径: L=2S*(HK)-0.5
⑥抽水试验计算公式勘探报告P10。
3、关于运用达西定律问题Darcy’s Law
反映水在岩土孔隙中渗流规律的实验定律。
由法国水力学家 H.-P.-G.达西在1852~1855年通过大量实验得出。
其表达式为:Q=KFh/L
式中Q为单位时间渗流量,F为过水断面,h为总水头损失,L为渗流路径长度,I=h/L为水力坡度,K为渗流系数。
关系式表明,水在单位时间内通过多孔介质的渗流量与渗流路径长度成反比,与过水断面面积和总水头损失成正比。
从水力学已知,通过某一断面的流量Q等于流速v与过水断面F的乘积,即Q=FV,据此,达西定律也可以用另一种形式表达:V=KI V为渗流速度。
上式表明,渗流速度与水力坡度一次方成正比。
说明水力坡度与渗流速度呈线性关系,故又称线性渗流定律。
达西定律适用的上限有两种看法:一种认为达西定律适用于地下水的层流运动;另一种认为并非所有地下水层流运动都能用达西定律来表述,有些地下水层流运动的情况偏离达西定律,达西定律的适应范围比层流范围小。
这个定律说明水通过多孔介质的速度同水力梯度的大小及介质的渗透性能成正比。
这种关系可用下列方程式表示:V=K[(h2-h1)÷L]。
其中V 代表水的流速,K 代表渗透力的量度(单位与流速相同, 即长度/时间),(h2-h1)÷L 代表地下水水位的坡度(即水力梯度)。
因为摩擦的关系,地下水的运动比地表水缓慢得多。
可以利用在井中投放盐或染料,测定渗流系数和到达另一井内所需的时间。
4、济宁市截污导流工程蓄水区的特点:
蓄水区水位31.9m, 面积572.9万m2,库容0万m3;
蓄水区水位32.2m, ,面积574.7万m2,库容173.3万m3;
蓄水区水位为33.4m,面积581.8万m2,库容866.3万m3。
5、库区基本数据:最高蓄水位33.4m,地下水位32.26m,蓄水始水位为31.90m,
库区周长11.28km。
几个水头差: 32.26-31.90=0.36m,
33.40-31.90=1.5m,
33.40-32.26=1.14m,
根据地质报告:B26孔(0+000)~A4孔(2+470 )为壤土 K=1.51m/d
A4孔(2+470)~A15孔(8+300)为粘土 K=0.7m/d
A15孔(8+300)~B26孔(11+280)为壤土 K=1.45m/d
根据公式: L(影响距离)=2S*(HK)-0.5
L
1
=2*0.36*(0.36*1.51)-0.5=0.53m
L
2
=2*0.36*(0.36*0.70)-0.5=0.36m
L
3
=2*0.36*(0.36*1.45)-0.5=0.52m
6、每段过水断面流量:Q(达西公式)=KFh/L
Q
1
=2470*1.51*0.36*1*0.36/0.53=912.02m3/d
Q
2
=5830*0.7*0.36*1*0.36/0.36=1469.16m3/d
Q
3
=2980*1.45*0.36*1*0.36/0.52=1076.93m3/d
每天渗漏量:Q
总=Q
2
+Q
2
+Q
3
=3458.11 m3/d
每月渗漏量: Q
月
=103743.3 m3/月
地下水位为32.26m,库容为173.3万m3。