土壤水分監測系統在堤防安全監測中的應用實例
來源： http://www.youping.net 更新時間：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,歷史上曾發生過50多次潰口,管涌及沙眼群不計其數,為歷年防汛的重中之重,自古有“萬里長江,險在荊江”之說。2000年開始對荊南干堤進行全面整治,主要采取垂直截滲措施。為檢驗水泥土防滲墻的截滲效果,采用孔隙壓力計及土壤水分監測系統對堤身滲流情況進行監測。荊南長江干堤1～6標段(公安斗湖堤-荊州彌市)長達70余km,堤段上布置有34個中子水分儀監測孔,最大孔深7 m,測孔均位于堤肩的人工填土層內,主要采用?50 mm鍍鋅鋼管作觀測導管,儀器選用L520型智能中子土壤水分儀。測管埋設及儀器標定工作隨防滲工程同時展開,于同年5月全部完成,轉入永久性觀測階段。
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,地表以下1 m左右的范圍內主要受氣候的影響,孔底主要受地下水位的影響。
(2)一般情況下,當容積含水量>30%時,可以認為土已經飽和,對應的高程相當于地下水位的高程。
(3)人工填土層(主要為黃色、粉質粘土)由于滲透系數小,在汛期高水位情況下含水量變化不大。以布置于670+398斷面的兩個測孔為例,2000年7月實測空間分布曲線如圖2所示。曲線上的數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,浸潤線距孔底1 m左右,表現為水分含量迅速增大。該部位的深度與附近的滲壓計測值換算水位高程基本一致,浸潤線表現出較好的規律性。以布置于687+794斷面的測孔W3-7為例,2000年6,7月實測含水量-深度分布曲線如圖3所示。可以看出,降雨對堤身含水量變化的影響范圍在地表以下1 m以內,而在長江高水位的情況下,1 m深處至孔底在兩個月內平均變化幅度<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間變化規律,多點土壤水分監測系統部署并結合長江水位、降雨進行綜合分析,可以看出:在人工填土層內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現散浸現象。
由于中子水分儀的探頭不能浸泡在水中,而地下埋設的導管難以避免水分(包括凝結水分)進入,對此可以采用幾種方法:
(1)將導管底端及接頭部位完全密封,頂端設密封蓋,僅在觀測時打開,此法可以保證短期內導管內無積水;
(2)將導管完全按照測壓管的方法進行加工及埋設,并配置一套電測水位計,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行防水處理。中子水分儀是一種全新的用于堤防滲流監測的儀器,其采用的技術手段完全有別于常規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簡單的數據。因此,不論是對其測試方法、標定手段,還是資料的處理分析,都需要進行深入研究。
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,地表以下1 m左右的范圍內主要受氣候的影響,孔底主要受地下水位的影響。
(2)一般情況下,當容積含水量>30%時,可以認為土已經飽和,對應的高程相當于地下水位的高程。
(3)人工填土層(主要為黃色、粉質粘土)由于滲透系數小,在汛期高水位情況下含水量變化不大。以布置于670+398斷面的兩個測孔為例,2000年7月實測空間分布曲線如圖2所示。曲線上的數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,浸潤線距孔底1 m左右,表現為水分含量迅速增大。該部位的深度與附近的滲壓計測值換算水位高程基本一致,浸潤線表現出較好的規律性。以布置于687+794斷面的測孔W3-7為例,2000年6,7月實測含水量-深度分布曲線如圖3所示。可以看出,降雨對堤身含水量變化的影響范圍在地表以下1 m以內,而在長江高水位的情況下,1 m深處至孔底在兩個月內平均變化幅度<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間變化規律,多點土壤水分監測系統部署并結合長江水位、降雨進行綜合分析,可以看出:在人工填土層內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現散浸現象。
由于中子水分儀的探頭不能浸泡在水中,而地下埋設的導管難以避免水分(包括凝結水分)進入,對此可以采用幾種方法:
(1)將導管底端及接頭部位完全密封,頂端設密封蓋,僅在觀測時打開,此法可以保證短期內導管內無積水;
(2)將導管完全按照測壓管的方法進行加工及埋設,并配置一套電測水位計,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行防水處理。中子水分儀是一種全新的用于堤防滲流監測的儀器,其采用的技術手段完全有別于常規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簡單的數據。因此,不論是對其測試方法、標定手段,還是資料的處理分析,都需要進行深入研究。
搜索
產品目錄