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水库渗漏探测技术分析摘要：过大的水库渗漏会直接影响水库的效益，水库地质勘探中应很好的研究渗漏问题。文章通过理论和工程实例，分析了高密度电阻率法、温度场法和地下水示踪技术三种常见水库渗漏探测技术。关键词：水库渗漏 探测 高密度电阻率法 温度场法 地下水示踪1高密度电阻率法 1.1工作原理和方法 高密度电法属于电阻率法，与常规的电阻率法不同的是一次设置较多的测试电极，一次勘探过程完成纵横2维的勘探测试。高密度电阻率法乃剖面法和电测深法的组合，对地电结构具有一定的成像功能。因此，堤防裂缝、洞穴、不均匀体、软弱层、透水体等在探测成果图上均有所反映。不同介质或同一介质或由于成分和结构等不同，具有不同的电阻率。 高密度电法是将直流电通过接地电极输入地下，建立稳定的人工电场，在地表观测某点的垂直方向和某剖面水平方向的电阻率变化，从而了解地下介质结构特点。通过布设垂直(或斜交)被测介质异常体物探削面，根据异常体尺寸、规模、埋深设置电极距和测试层数。消除电极过大接地电阻，选择适当的显示调色板，打开高压供电开关，采集测量电极电压和供电电流，计算电阻率数据。数据采集完毕后，存入硬盘。 1.2工程实例 基于上述原理与方法对日照水库主、副坝进行了高密度电法勘探，本次勘探工作布置5条剖面。5条剖面分别在主坝坝顶下游坝肩、主坝下游戗台、主坝下游坝脚、副坝下游坝脚和副坝下游坝脚南30m处。分别在5条剖面上布置测线，进行探测。通过高密度电法探测，对现场采集的数据进行数据处理并成图，经过资料分析，得出如下结论：主坝部分坝段，存在断层破碎带，是库水渗漏主要通道；副坝部分坝段，存在断层破碎带，为该段库水渗漏的主要通道。 2温度场法 2.1工作原理 温度场法又称热源法，热源是造成地层中温度分布的原因，而根据导热微分方程和定解条件，可以确定地层中的相应温度分布。反之，对于地层中一定的温度分布，也必定有与之相对应的热源。 堤坝在没有集中渗漏的状态下，孔隙水只发生渗流，流动速度缓慢而稳定，土水间有充足的时间和充分的接触空间进行热交换。而其温度和土体(土体受地温影响)一致，此时形成的温度场称为背景温度场，所以渗流补给源水温往往和背景场中的水温有着截然不同的温度。当有渗漏发生时，渗漏通道中的水流速度很快，远大于背景渗流场中水的渗流速度，渗漏水和土体间热量来不及充分交换，仅仅在通道边缘与周围土体进行部分热量交换，然后热量交换依次向周围推进。背景温度场就会在通道和周围改变很大，越远离渗漏通道温度改变越小。以上这就是温度场探测的基本原理。 2.2工程实例 某水库从2007年6月初开始蓄水，随着库水位逐步上升，近坝区地下水位也随之逐步上升。2007年10月初，蓄水位从131m 上升到1332m左右。随着地下水位的上升，大坝左岸坝体背面桩号DO+ 157m、DO+ 159m、DO+ 200m 处， 在1267m高程出现明显的渗水点。为了查明渗水通道的位置，分析渗漏产生的原因，并在大坝坝轴线上进行了温度场测试， 通过探测，该坝渗漏主要集中在桩号DO+1OODO+110之间，渗漏类型为库区水通过防渗墙向周围渗漏，推断结论基本上与开挖情况相符 3地下水示踪技术 一般情况下，单元示踪多应用于结构单一或条件简单情况下的两点连通性试验，对于复杂的地下水系统应选择多元示踪方法，传统的水化学与环境同位素技术可为示踪试验提供背景情况。 3.1工作原理 地下水物理特性和化学组成分析是利用水的温度、电导率、环境同位 素、水化学分析等研究地下水的补给、径流特征。人工示踪是选择适宜的示踪剂进行地下水示踪试验，常用的有化学示踪方法与放射性同位素示踪方法。在水库渗漏勘察中采用多种方法相互印证，可为水库防渗加固提供直接证据。岩溶库区及卵砾石坝基渗漏是水库常发生的渗漏问题，由于岩溶发育及河道带卵砾石堆积的复杂性，用传统方法勘察渗漏难度很大，采用人工示踪技术相对简单。对示踪技术试验设计应建立在对研究区地质、水文地质条件分析基础上，其工程布置应密切结合水利工程的运转条件，示踪过程中样品采集、测试分析应规范，试验期问对野外和室内工作进行全程质量监控是保证示踪试验成功的关键。 3.2工程实例 岳城水库位于河北省磁县、漳河干流在太行山前的山区至平原过渡带上，水库建成后多次加固但仍存安全隐患。2006年末至2007年初对岳城水库主坝右段渗漏进行勘察与示踪试验，其结果为水库防渗加固治理提供科学依据。 龙口水利枢纽位于黄河北干流托克托一龙口的末端，其上游265 km处为万家寨水利枢纽，下游66 km处为天桥水电站。万家寨水利枢纽蓄水后，龙口库区地下水位普遍升高。为进一步了解库区地下岩溶、裂隙的连通性与影响范围，2004年12月至2005年2月在库区进行了化学组分示踪、地下水流速测定与数值模拟计算。 4结束语 对于某一地区水库渗漏问题的探测，应根据当地地形地貌、地层岩性、地质构造、岩溶发育程度及水文地质条件等，充分将点、面资料结合分析。主要岩溶发育的部位、形态明确、醒目，所探测资料有很好的实用性，物探与钻探相结合是水利工程地质勘探主要的发展方向。 参考文献： 【1】赫健、孙从炎、陈夷，自然电场法和高密度电阻率法在天子岗水库副坝渗漏隐患探测中的应用，浙江水利科技，2007.9 【2】李智毅、杨裕云，工程地质学概论，中国地质大学出版社，1994.10 【3】于贺海、孔繁友，高密度电阻率法在青松水库大坝渗漏隐患探测中的应用，中国科技信息，2009.12 【4】 陆学村、余娟、程陈，综合地球物理勘探在古台水库大坝渗漏探测中的应用，采矿技术，2009.1 【5】王新建、曾长女、许保田、陈建生，基于温度场反分析的堤坝多个集中渗漏通道探测方法，水利学报，2009.4