土壤水分監(jiān)測系統(tǒng)在堤防安全監(jiān)測中的應(yīng)用實(shí)例
來源： http://m.youping.net 更新時(shí)間：2012-11-13 17:28:51 閱讀次
荊南長江干堤位于長江中游荊江河段南岸,長189.32 km,為長江二級堤防,歷史上曾發(fā)生過50多次潰口,管涌及沙眼群不計(jì)其數(shù),為歷年防汛的重中之重,自古有“萬里長江,險(xiǎn)在荊江”之說。2000年開始對荊南干堤進(jìn)行全面整治,主要采取垂直截滲措施。為檢驗(yàn)水泥土防滲墻的截滲效果,采用孔隙壓力計(jì)及土壤水分監(jiān)測系統(tǒng)對堤身滲流情況進(jìn)行監(jiān)測。荊南長江干堤1～6標(biāo)段(公安斗湖堤-荊州彌市)長達(dá)70余km,堤段上布置有34個(gè)中子水分儀監(jiān)測孔,最大孔深7 m,測孔均位于堤肩的人工填土層內(nèi),主要采用?50 mm鍍鋅鋼管作觀測導(dǎo)管,儀器選用L520型智能中子土壤水分儀。測管埋設(shè)及儀器標(biāo)定工作隨防滲工程同時(shí)展開,于同年5月全部完成,轉(zhuǎn)入永久性觀測階段。
從大量的資料分析中可以看出:
(1)曲線在空間上多呈“S”形態(tài),地表以下1 m左右的范圍內(nèi)主要受氣候的影響,孔底主要受地下水位的影響。
(2)一般情況下,當(dāng)容積含水量>30%時(shí),可以認(rèn)為土已經(jīng)飽和,對應(yīng)的高程相當(dāng)于地下水位的高程。
(3)人工填土層(主要為黃色、粉質(zhì)粘土)由于滲透系數(shù)小,在汛期高水位情況下含水量變化不大。以布置于670+398斷面的兩個(gè)測孔為例,2000年7月實(shí)測空間分布曲線如圖2所示。曲線上的數(shù)字為該部位的容積含水量。從圖中可以看出,水分含量沿垂直方向分布不均勻,從地表到孔底呈S形態(tài),浸潤線距孔底1 m左右,表現(xiàn)為水分含量迅速增大。該部位的深度與附近的滲壓計(jì)測值換算水位高程基本一致,浸潤線表現(xiàn)出較好的規(guī)律性。以布置于687+794斷面的測孔W3-7為例,2000年6,7月實(shí)測含水量-深度分布曲線如圖3所示�？梢钥闯�,降雨對堤身含水量變化的影響范圍在地表以下1 m以內(nèi),而在長江高水位的情況下,1 m深處至孔底在兩個(gè)月內(nèi)平均變化幅度<2%,說明堤身和防滲墻的隔滲效果比較顯著。
從空間分布曲線及時(shí)間變化規(guī)律,多點(diǎn)土壤水分監(jiān)測系統(tǒng)部署并結(jié)合長江水位、降雨進(jìn)行綜合分析,可以看出:在人工填土層內(nèi)水分含量沿深度變化不顯著;含水量受江水位的變化較小;含水量的變化及空間分布特性主要受地下水位及大氣降雨的影響。綜合分析認(rèn)為,防滲墻的隔滲效果比較顯著,該部位巡視檢查中也沒有發(fā)現(xiàn)散浸現(xiàn)象。
由于中子水分儀的探頭不能浸泡在水中,而地下埋設(shè)的導(dǎo)管難以避免水分(包括凝結(jié)水分)進(jìn)入,對此可以采用幾種方法:
(1)將導(dǎo)管底端及接頭部位完全密封,頂端設(shè)密封蓋,僅在觀測時(shí)打開,此法可以保證短期內(nèi)導(dǎo)管內(nèi)無積水;
(2)將導(dǎo)管完全按照測壓管的方法進(jìn)行加工及埋設(shè),并配置一套電測水位計(jì),這樣既可以精確地測得地下水位資料,又可以獲得地下水位以上至孔口的堤身含水量,做到一孔多用;
(3)對中子水分儀探頭進(jìn)行防水處理。中子水分儀是一種全新的用于堤防滲流監(jiān)測的儀器,其采用的技術(shù)手段完全有別于常規(guī)的滲流滲壓測量方法,所獲取的也不僅僅是地下水位這樣一個(gè)簡單的數(shù)據(jù)。因此,不論是對其測試方法、標(biāo)定手段,還是資料的處理分析,都需要進(jìn)行深入研究。
從大量的資料分析中可以看出:
(1)曲線在空間上多呈“S”形態(tài),地表以下1 m左右的范圍內(nèi)主要受氣候的影響,孔底主要受地下水位的影響。
(2)一般情況下,當(dāng)容積含水量>30%時(shí),可以認(rèn)為土已經(jīng)飽和,對應(yīng)的高程相當(dāng)于地下水位的高程。
(3)人工填土層(主要為黃色、粉質(zhì)粘土)由于滲透系數(shù)小,在汛期高水位情況下含水量變化不大。以布置于670+398斷面的兩個(gè)測孔為例,2000年7月實(shí)測空間分布曲線如圖2所示。曲線上的數(shù)字為該部位的容積含水量。從圖中可以看出,水分含量沿垂直方向分布不均勻,從地表到孔底呈S形態(tài),浸潤線距孔底1 m左右,表現(xiàn)為水分含量迅速增大。該部位的深度與附近的滲壓計(jì)測值換算水位高程基本一致,浸潤線表現(xiàn)出較好的規(guī)律性。以布置于687+794斷面的測孔W3-7為例,2000年6,7月實(shí)測含水量-深度分布曲線如圖3所示�？梢钥闯�,降雨對堤身含水量變化的影響范圍在地表以下1 m以內(nèi),而在長江高水位的情況下,1 m深處至孔底在兩個(gè)月內(nèi)平均變化幅度<2%,說明堤身和防滲墻的隔滲效果比較顯著。
從空間分布曲線及時(shí)間變化規(guī)律,多點(diǎn)土壤水分監(jiān)測系統(tǒng)部署并結(jié)合長江水位、降雨進(jìn)行綜合分析,可以看出:在人工填土層內(nèi)水分含量沿深度變化不顯著;含水量受江水位的變化較小;含水量的變化及空間分布特性主要受地下水位及大氣降雨的影響。綜合分析認(rèn)為,防滲墻的隔滲效果比較顯著,該部位巡視檢查中也沒有發(fā)現(xiàn)散浸現(xiàn)象。
由于中子水分儀的探頭不能浸泡在水中,而地下埋設(shè)的導(dǎo)管難以避免水分(包括凝結(jié)水分)進(jìn)入,對此可以采用幾種方法:
(1)將導(dǎo)管底端及接頭部位完全密封,頂端設(shè)密封蓋,僅在觀測時(shí)打開,此法可以保證短期內(nèi)導(dǎo)管內(nèi)無積水;
(2)將導(dǎo)管完全按照測壓管的方法進(jìn)行加工及埋設(shè),并配置一套電測水位計(jì),這樣既可以精確地測得地下水位資料,又可以獲得地下水位以上至孔口的堤身含水量,做到一孔多用;
(3)對中子水分儀探頭進(jìn)行防水處理。中子水分儀是一種全新的用于堤防滲流監(jiān)測的儀器,其采用的技術(shù)手段完全有別于常規(guī)的滲流滲壓測量方法,所獲取的也不僅僅是地下水位這樣一個(gè)簡單的數(shù)據(jù)。因此,不論是對其測試方法、標(biāo)定手段,還是資料的處理分析,都需要進(jìn)行深入研究。
搜索
產(chǎn)品目錄