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水庫建立對地下水水位的影響剖析
起源:   宣布時光:2017-11-29   閱讀量:1939  
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水庫建立對地下水水位的影響剖析
王三軍
(台灣省廣豐區水利局,台灣 新莊 334600)

摘要:降雨量、蒸發量和藹候溫度都邑對地下水位發生很大的影響,而水庫建立關於地下水位的影響也不容疏忽。以南水北調續建配套工程新竹窪水庫爲例,聯合區域地下會水位和水文地質情形,構建水庫水滲漏對地下水水位影響猜測模子,經由過程正常狀況下和水庫防滲漏辦法生效狀態下的水滲漏情形比較,終究得出:防滲漏辦法生效狀態下,水庫建立工程會極大的影響地下水水位,特別是在水庫蓄水一年以上,不只會晉升地下水水位,還會形成泥土次生鹽漬化,所以必需增強對水庫周邊地下水水位的不雅測,同時采用需要的工程辦法來下降水庫工程對地下水水位的影響。

癥結詞:水庫建立;地下水位;影響

中圖分類號: P641;TV697.2         文獻標識碼:B
    影響一個地域地下水位更改的身分有許多,例如降雨量、蒸發量和溫度等,降雨量越大,滲透到地下的水就會增多,降雨量較多的處所平日地下水都異常豐碩;關於幹旱地域來講,淺層的地下水會由於地表泥土水份的蒸發而喪失,而地下水位越深,這類影響就會越小;在高寒和高緯度區域,假如氣溫長時光的處于零度以下,那末表層的地下水就會凝結成冰,以上這些都是天然身分對地下水位的影響,工資身分的影響最具代表性的是水庫建立,以平原地域爲例,平原地域水庫建立工程可以有用地蓄積和調解水資本,然則對水庫四周的情況影響也比擬大,假如建立失慎,能夠造化該區域地基液化、滲漏、淹沒等成績,所以關於本課題的研討相當主要1。本文以南水北調續建配套工程新竹窪水庫爲例,經由過程構建地下水庫水位影響猜測模子和對成果的剖析,總結水庫建立庫水滲漏對地下水水位的影響。
1 水庫工程概略
   新竹窪水庫總庫容爲3078萬m3,籌劃蓄水量約爲600萬m3,2017年4月正式開端蓄水,引水流量5m3/s,水流入庫最大的設計流量爲14m3/s,最小爲4.5m3/s,水流出庫的設計流量爲1.6m3/s,年調蓄水量約爲5494萬m3,該水庫屬于南水北調新建調蓄配套工程的主要環節,水庫建立工程包含了圍壩填築、壩坡襯砌、庫底防滲、引溝渠道、從屬修建物等工程,圍壩軸線長度爲7.6千米,圍壩均高10m閣下,蓄水深度爲8m。
2 水庫區域地下水水位情形
水庫工程建成以後,可極大減緩鄒平縣經濟技術開辟區、韓店和魏橋等區域的工業用水,周邊鄉鎮的生涯用水,地下水滲漏面積擴大速度。辛水庫四周設置了18個水位不雅測井,2014年和2015年在豐水期和枯水期分離對區域內的地下水水位停止不雅測,表1顯示的這兩次不雅測成果數據。
表1 枯水期和豐水期新竹窪水庫不雅測點不雅測成果      單元:m
 
時光
 
地下水埋深 地下水位 地下水更改幅度
豐水期 0.8~2.8 9.0~11.41 0.5~1.5
枯水期 1.5~3.80 8.1~10.30 0.5~1.5
水庫區域地下水的走向整體上呈東北—西南,豐水期的時刻地下水補給杏花河,水庫區域的地下水流向比擬顯著,同時水庫場區周邊地下水在豐水期埋深絕對較淺,解釋在豐水期的時刻,水庫周邊部分區域曾經處于淹沒狀況。
3.水庫區域水文地質狀態
新竹窪水庫北邊是比擬顯著的沖積層系,重要是由黃河洪水期沉澱構成的,全體地勢絕對平展,岩性松懈,砂層根本上出現帶狀散布,透水機能異常強。全部區域內散布著大批的第四系堆積物,全體岩性松懈,存有孔隙水,黃河洪水期沉澱構成的沖積層大批存在垂直裂隙,還有大批的大孔隙結構,滲入滲出性較強,區域邊疆下水補給重要以降水爲主,然則在黃河沿岸區域依然有大批黃河側滲水補給,存在的孔隙水受古河流帶的掌握,有大批水砂層發育,透水性也較強,水砂層不發育地帶岩性根本上是粉細砂,補給前提絕對較差,透水性異常弱2
4水庫建立對地下水水位的影響剖析
4.1猜測模子
在水庫正常運轉狀態下睜開,對新竹窪水庫水資本滲漏給區域地下水水位的影響停止響應猜測,猜測模子應用的是地下水水流解析法3,公式以下:

式中,H爲包氣帶初始的厚度,單元m;h爲地下水猜測點包氣帶的厚度,單元m;K爲是包氣帶綜合滲入滲出系數,單元m/d;Qi爲新竹窪水庫圍壩均勻每米的單元滲入滲出量,單元m3/d;W(ui)爲井函數,這個數值可以經由過程查詢《地下水動力學》來獲得;Ri各個水位猜測點和圍壩軸線之間的間隔; 爲包氣帶的均勻厚度,單元m;T爲從猜測開端到停止的時光; 爲水位猜測點地下水水位的更改幅度。
依照以上公式對新竹窪水庫分歧情形下的壩軸線之外地下水水位更改情形停止猜測,成果如圖1、圖2所示:

圖1 正常狀況下的地下水水位更改幅度
   

圖2 水庫防滲漏辦法生效狀態下的地下水水位更改幅度
4.2猜測模子盤算和成果評價
圖1顯示的水庫正常狀況下的壩軸線之外地下水水位更改幅度猜測成果,在這類前提下,水庫的工程設計關於壩基是依照全庫盆鋪膜防滲辦法停止處置,圍壩防滲是經由過程複合土工膜和壩外截滲溝辦法來處置,從圖中可以看出,水庫工程設計處置辦法都可以或許知足設計的請求。
庫每壹年的滲漏量約爲320萬m3,猜測模子公式中Qi爲1.14;表1中豐水期周邊地下水埋深爲0.8~2.8m,均勻值爲1.7m,依照均勻值停止盤算,H表現的包氣帶的初始厚度,H取值爲1.7m;包氣帶土層散布重要爲裂隙黏土,包氣帶綜合滲入滲出系數k爲2.09m/d,給水度0.1; 取值爲1.7m。將這些參數帶入公式,圖1顯示的即爲終究的成果,從圖中可以看出,新竹窪水庫蓄水的時光和地下水位和影響規模呈反比例關系,蓄水時光越長,水庫周邊地下水位晉升就越高,響應的影響規模也會賡續增長,以水庫蓄水時光30h今後這條線爲例,蓄水30h以後,水庫地下水的水位晉升約0.231m,在間隔庫壩中心軸線100m的地位地下水水位根本堅持不變;水庫蓄水時光1年的情形下,地下水水位最高可以晉升0.298m,在間隔庫壩中心軸線200m的地位地下水水位根本不會變更,比擬穩固,正常工況下,新竹窪水庫庫水的滲漏關於地下水水位的影響異常小,地下水水位更改幅度較小,全體比擬穩固4
圖2顯示的水庫防滲漏辦法生效的情形下,水庫壩軸線之外地下水水位的更改幅度,水庫防滲漏辦法生效指的是水庫的防滲漏土工膜湧現部分的破損景象,從而招致全部水庫的滲漏量賡續晉升,這類情形下的新竹窪水庫的滲漏量取值依照正常沒有防滲狀態下的水庫總滲漏量的一半,終究取值爲710.2萬m3,依照猜測模子和響應的盤算參數,終究的地下水水位更改情形如圖2所示:
從圖中可以看出,在水庫防滲漏辦法生效的情形下,水庫庫水的滲漏顯著對地下水的水位形成了很大的影響,從圖2中的每條蓄水時光線的更改情形便可看出,更改幅度比擬大。防滲漏辦法生效的情形下,水庫在蓄水30h以後,周邊地下水水位晉升數值約爲0.38m,蓄水時光100h以後,地下水水位晉升數值約爲0.49m,蓄水時光1年以後,地下水水位晉升數值約爲0.62m,蓄水時光5年以後,地下水水位晉升數值約爲0.91m,蓄水時光10年以後,地下水水位晉升數值約爲1.2m,蓄水時光30年後,水位晉升數值爲1.4m,從猜測盤算成果可以看出,在這類情形下,地下水水位的更改幅度增加比擬慢,水庫水滲漏關於區域地下水水位的影響也根本上1m之內,全體趨于穩固狀況,從全體的更改情形來看,水庫蓄水時光跨越1年以後,受水庫全體滲漏景象的影響,庫壩前方必定規模之內的地下水埋深將會比泥土次生鹽漬化趨于的地下水埋深小,根本上堅持在1.2m以下,所以會形成庫壩前方淹沒景象,水庫部分場區在豐水期的時刻近況地下水埋深比擬淺,均處于淹沒狀況,而水庫防滲漏辦法生效情形下,水庫工程場區內的淹沒區域會賡續擴展,響應的該地域的庫壩前方的泥土次生鹽漬化水平也會賡續減輕5
5.結論
新竹窪水庫在正常狀況下,庫水的滲漏關於該區域地下水水位的影響比擬小,只須要采用簡略的防滲漏辦法就能夠很好的掌握地下水水位的更改;防滲漏辦法生效的情形下,水庫庫水滲漏釀成的地下水水位晉升絕對較大,特別是在蓄水時光一年以上,庫壩前方的泥土次生鹽漬化水平也會賡續減輕,這類情形下,須要采用需要的工程辦法來處置,特別要增強對水庫周邊地下水水位的不雅測,經由過程按期不雅測和實時處置來下降水庫工程對區域地下水水位和水質的影響。
參考文獻
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