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水利工程论文-堤防稳定渗流形成条件初探.doc

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水利工程论文-堤防稳定渗流形成条件初探.doc

水利工程论文-堤防稳定渗流形成条件初探堤防稳定渗流计算是堤防工程设计的重要组成部分,依据《堤防工程设计规范》条文说明8.1.2、8.1.3“大江大湖堤防,汛期挡水时间长,能形成稳定渗流浸润线,海堤及有些江湖堤防挡水时间短,在汛期往往未能形成稳定渗流,因此,应根据实际情况按稳定渗流或不稳定渗流计算浸润线及渗流稳定性”。如何判断堤防能否形成稳定渗流,笔者就这一问题提出初步思路,以供探讨。1.影响稳定渗流形成因素分析1.1设计洪水过程我国河流众多,其所处地理、气候条件差异很大,各次洪水成因及特性亦不相同。暴雨形成的洪水过程常为峰高、量大、涨水急剧、落水缓慢。而冰雪融化所造成的洪水,流量涨落较缓慢。此外,洪水过程线形状与流域产汇流条件密切相关,山区河流因坡陡流急,多出现峰高、量小、暴涨暴落的洪水,而大江大河多出现涨落平缓、历时很长的洪水。在堤防断面形成稳定渗流的洪水,往往需要一定的历时(T=L/V,T为堤防断面某一特征水位形成稳定渗流所需时间,V为渗流速度,L为渗径),因此,能够在堤防断面形成稳定渗流的洪水,需要长历时、高水位的洪水过程,相应设计洪水过程线要选取相对峰型稍胖、峰值较高的过程。一般来说,大江大河的堤防工程易形成稳定渗流,山区河流堤防相对不易形成稳定渗流,另外蓄滞洪区堤防在大洪水期挡水时间较长,也容易形成稳定渗流。另外,对于设计洪水过程,其水位—历时呈反比函数关系,水位越大,历时越短,对于能够形成稳定渗流的堤防,由于所采用设计水位为峰值水位,持续时间很短,不易形成稳定渗流,而只有持续时间足够长的某一腰值水位及其以下水位,才会在堤防断面形成稳定渗流,设计时应考虑最不利情况,以能形成稳定渗流的最高水位最为计算水位,进行稳定渗流分析,当然,对《堤防工程设计规范》中另有规定的大江大湖的堤防或中小河湖重要堤段应按设计洪水位稳定渗流计算。1.2堤基及堤防填筑料一般来说,形成稳定渗流主要与堤基及堤防填筑材料的渗透系数ks有关,此外受孔隙率等条件影响,这些因素直接决定堤防渗流速度,依据达西定律(V=ksJ,计算假想平均流速,则其所需相应渗流历时T=L/V,得到一组渗流水位—历时关系。2.3计算水位的确定将设计洪水过程所确定的洪水水位—历时关系及稳定渗流水位—历时关系绘制于同一张坐标纸上,其交点对应水位即为所求计算水位,如果有几组洪水过程的水位—历时曲线都与渗流水位—历时关系曲线

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