转角楼水库大坝渗流监测资料分析

转角楼水库大坝渗流监测资料分析

江超1，刘岩松2，范磊然1，孙欢乐1

（1.水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院，江苏南京，210029；

2.庄河市转角楼水库灌区管理局，辽宁庄河，1113）

摘要：利用转角楼水库大坝安全监测信息管理平台，通过绘制过程线、浸润线、相关图等图件，结合日常巡视检查与运行管理情况，对渗流监测数据进行了综合整编分析。分析结果表明，主坝0+150断面防渗墙防渗效果不及况，0+050建议继续加强大坝安全监测工作，和0+100断面；溢洪道右侧可能存在接触渗流。鉴于当前积累观测资料较少，定期对大坝安全监测数据进行整编分析。不足以全面反映大坝安全状

关键词：大坝；安全监测；渗流；监测资料分析

Title:AnalysisonseepagemonitoringdataofZhuanjiaoloureservoirdam//byJIANGChao,LIUYan-song,FANLei-ranandSUNHuan-le//NanjingHydraulicResearchInstitute

Abstract:voir,UsingthemanagementplatformforprehensivelycombingshowedcompiledwithdailyandpatrolanalyzedinspectionbydrawingandoperationdamsafetymonitoringinformationofZhuanjiaoloureser⁃graph,management,saturationlineseepagemonitoringdatawerecom⁃sectionsufficientatthatmainthedam.concreteAswell,cutoffthewallseepageon0+150sectionworkedlesseffectivelyandcorrelogram.thanon0+050Analysisandresults0+100eningareperambulationmonitoringdata,inspection,thesafetyandstatusaroundcompilingofdamdamandcanmayanalyzingnotbeoccurreflectedonthethedamcomprehensively.rightsideofspillway.safetymonitoringThus,Duedatastrength⁃toin⁃regularlyKeysuggested.

words:dam;safetymonitoring;seepage;analysisonmonitoringdata

中图分类号：TV698.1

文献标志码：B

文章编号：1671-1092（2018）01-0043-06

1工程概况

21.423000年洪水校核。校核洪水位转角楼水库位于庄河市青堆镇胡沟村湖里河1.3239×104×108m3；设计洪水位43.1443.71mm，，相相应库容

应库容8m3；正常高水位（汛限水位）41.79m，相西支流上，集雨面积146km2，是一座城市防洪、灌

应库容溉、供水、养鱼、发电等综合利用的大（2）型水库。187×101.1033×108m3；死水位26.50m，相应库容4水库始建于1958年10月，按重现期20年洪水设水库枢纽由主坝、m3。

副坝、溢洪道、输水洞和发电

计站等工程组成。主坝为混凝土心墙土坝，坝长197m，1968，重现期100年洪水校核，1960年最大坝高24.9m，坝顶高程44.90m，坝顶宽6m。1972副坝为均质土坝，位于溢洪道右侧，坝长55m，最大到重现期年又进行了局部续建工程，年秋续建，1969年10月完工蓄水。因故1970停建～。50年洪水设计，重现期使水库防洪标准达300年洪水校核。

坝高10.7m，坝顶高程44.90m。溢洪道为开敞式经过多年运行，水库存在严重病险隐患。2000宽顶堰，年6月，经大连市水利局组织有关专家进行大坝安全鉴定，为三类坝。2001年11月~2006年7月，对8m，高5净宽m，最大泄量24m，设有3孔弧形钢闸门，每孔宽流消能。输水洞为钢659.66筋混凝m3土/s压，消能方式为挑转角楼水库进行了除险加固，工程主要内容包括：大坝防渗处理、上下游护坡翻建、溢洪道改建、输水93.3洞改造、新建防汛路和管理房等。除险加固后，水35m3m/s，。电站设有洞径2.0m，力隧洞，洞长4设有平板铸铁闸门，台机组，总装机容量1最大泄量设计年发电量340万kW·h。

660kW，

库防洪标准提高到重现期300年洪水设计，重现期

水库担负着下游0.307万ha耕地、6.5万人口、

http://magtech.dam.com.cn2018·1大坝与安全

43ByJIANGChao:AnalysisonseepagemonitoringdataofZhuanjiaoloureservoirdam大庄高速、201国道、3个厂矿企业及高压输电线路压管清洗与灵敏度测试、新增左右岸绕渗监测测压等的防洪任务[1-2]。

管、新增溢洪道与坝体间接触渗流监测测压管、新2大坝渗流监测系统升级改造

老测压管内安装水压力计、自动化集成、开发大坝安全监测信息管理平台。

改造后的大坝渗流监测设施平面布置见图1，

主坝典型断面渗流监测设施布置见图2。

观测设施，2005年除险加固期间，分别位于桩号0+050水库设置了主坝浸润线

、0+100、0+150断面，每个断面布设了4根测压管，测压管内安装渗3渗流监测资料分析

压计并通过自动测控单元自动采集渗流监测数据。但经过几年运行，渗压计与自动测控单元已全更新改造后的转角楼水库大坝渗流监测系统部损坏，测压管水位只能通过人工观测读取。

于2017年4月30日投入使用，至2017年9月已积为改善大坝渗流安全监测现状，提高大坝安全累近20124月数据，以此期间数据为基础，按照SL551-管理水平，2016年11月～2017年4月，大连市河库管理局组织对转角楼水库大坝渗流安全监测设施要求，《土石坝安全监测技术规范》以横断面和绕渗监测断面为单元，中资料整编分析对监测数进行了升级改造，　改造主要内容包括：主坝原有测

据进行整编分析，评估大坝渗流安全状态[3-4]。

输水洞5050.5002.5150:2.10210+1:0+0+01:0+00+1500+1000+050.5k1R1k92k52.51:1:楼R4办公Y1R2Y45R5k105k62.7.7k2副 坝Y21::21R6k11k7k3R3Y5k12k8k4Y3Y6溢洪道电站养鱼池图例：坝体坝基渗流压力监测点绕坝渗流压力监测点MCU电缆走向图1转角楼水库大坝渗流监测设施平面布置图

Fig.1Layoutofseepagemonitoringfacilities

　46.0568244.9043.14设计洪水位43.71校核洪水位41.79正常蓄水位12.5:21:.5混凝土防渗墙33.0033.00心墙1:2.51:3.024.0020.00坝基砂砾石16.00坝基砂砾石基岩15.50帷幕图2转角楼水库主坝典型断面渗流监测设施布置图

Fig.2Layoutofseepagemonitoringfacilitiesonthetypicalsectioninmaindam

44DamandSafety2018·1http://magtech.dam.com.cn

江超，等：转角楼水库大坝渗流监测资料分析

3.1主坝0+050断面

主坝0+050断面自上游侧向下游侧布置的渗20170822监测日期上游39.08水位19.73K05

19.44K0619.41

K0719.33

K08流测点依次为K1、K2、K3、K4，均位于坝体混凝土高程/m

5046防渗墙下游侧。采用开发的大坝安全监测信息平42383439.08K05

K06

台自动绘制生成的主坝3026K07

K20+050断面渗流测点K12218K08

14

横断面浸润线见图、K3、K4的渗流压力水位过程线见图、4。由图可见，4个测点渗流压3，绘制的图60+100断面实测浸润线图

力水位均远低于上游水位，防渗墙后浸润线较低，Fig.6Measuredsaturationlineonthesection0+100

表明该断面防渗墙效果较好。

由图可见，4个测点渗流压力水位均远低于上44水位/m

降水量/mm

游水位，防渗墙后浸润线较低，表明该断面防渗墙410

效果较好。

38H1

30603590120

3.3主坝0+150断面

322926K01K02主坝0+150断面自上游侧向下游侧布置的渗23K03K04

流测点依次为K9、K10、K11、K12，均位于坝体混凝20土防渗墙下游侧。绘制的主坝0+150断面测点渗17H2

14

20170410

20170510

20170610

20170710

20170810

流压力水位过程线、坝体浸润线如图7和图8所示。

时间

图30+050断面测点渗流压力水位过程线图

由图可见，K9、K10测压管水位远高于0+050Fig.3Graphofseepagelevelonthesection0+050

和0+100断面相同位置的K1、K2和K5、K6测点的监测日期上游渗流压力水位，坝体断面浸润线也明显偏高，表明高程/m

2017082239.08水位22.14

K0119.49

K0219.37

K0319.28

K04该断面防渗墙防渗效果不及0+050和0+100断面[5]。

5044

水位/m

46降水量/mm

42038303439.08

K01

K02

603026K03

41H1

9022120

18K04

383514

32图40+050断面实测浸润线图

2926K09K10K11Fig.4Measuredsaturationlineonthesection0+050

23K12

3.2主坝0+100断面

2017H2

14

同主坝0+050断面，主坝0+100断面自上游侧2017041020170510201706102017071020170810

时间

图70+150断面测点渗流压力水位过程线图

向下游侧布置的渗流测点依次为K5、K6、K7、K8，Fig.7Graphofseepagelevelonthesection0+150

均位于坝体混凝土防渗墙下游侧。绘制的主坝100断面测点渗流压力水位过程线、坝体浸润线如

0+监测日期20170822上39.08游水位28.67

K0923.69

K1019.48

K1119.39

K12图5和图6所示。

高程/m

5046降水量/mm

4244水位/m

410

3839.08

K09

K10

30343038H1

609026K11

35120

22K12

1814

322926K05图80+150断面实测浸润线图

K0623K07K08

Fig.8Measuredsaturationlineonthesection0+150

203.4左岸绕渗断面

17H2

14

2017041020170510201706102017071020170810时间

R1主坝左岸绕渗测点自上游向下游方向依次为

图50+100断面测点渗流压力水位过程线图

Fig.5Graphofseepagelevelonthesection0+100

位与库水位相关图见图、R2、R3，3个测点测压管水位过程线、9~12。由图可见：

测压管水http://magtech.dam.com.cn2018·1大坝与安全

45ByJIANGChao:AnalysisonseepagemonitoringdataofZhuanjiaoloureservoirdam

44水位/m降水量/mm

410为0.42、0.2和0.19[6-7]，表明R1管水位与库水位相38H1

30609035120

关性不明显，R2和R3管水位与库水位几乎没有相32关性。综合可见，当前监测资料分析表明，主坝左29R01

R02R03

岸无明显绕坝渗流。2623203.5右岸绕渗断面

17H2

14

R4主坝右岸绕渗测点自上游向下游方向依次为

2017041020170510201706102017071020170810时间

图9主坝左岸绕渗测点渗流压力水位过程线图

Fig.9Graphofseepagelevelontheleftbank

位与库水位相关图见图、R5、R6，3个测点测压管水位过程线、13~16。由图可见：

测压管水渗流压力水位/m

44水位/m降水量/mm

33

测点编号：R1，回归方程：Y=30.57+0.045*X，相关系数：0.42，标准差：0.0126

0413032.938H1

609032.835120

32.73232.62926R0432.5R05R06

32.432.32332.22032.117H2

3214

38

38.2

38.4

38.6

38.8

392017041020170510201706102017071020170810

时间

上游水位/m

39.2

39.4

39.6

39.8

40

图10R1测点与库水位相关图

图13主坝右岸绕渗测点渗流压力水位过程线图

Fig.10CorrelationbetweenR1andreservoirwaterlevel

Fig.13Graphofseepagelevelontherightbank

渗流压力水位/m29.830

测点编号：R2，回归方程：Y=30.56-0.04*X，相关系数：0.20，标准差：0.0768

41测点编号：R4，回归方程：Y=7.359+0.821*X，相关系数：0.48，标准差：0.5612

40.529.6

39.0渗

流29.438.539压

力29.2水

位/m28.8

2937.53828.636.5

3728.428.236

37

37.3

37.6

37.9

38.2

28

上游水位38.5

/m

38.8

39.1

39.4

39.7

40

37

37.3

37.6

37.9

38.2

上游水位38.5/m

38.839.1

39.4

39.7

图14R4测点与库水位相关图

图11R2测点与库水位相关图

Fig.14CorrelationbetweenR4andreservoirwaterlevel

Fig.11CorrelationbetweenR2andreservoirwaterlevel

渗流压力水位/m

测点编号：R5，回归方程：Y=23.09+0.117*X，相关系数：0.51，标准差：0.0790

渗流压力水位/m29

测点编号：R3，回归方程：Y=19.55+0.050*X，相关系数：0.19，标准差：0.1010

21.922

28.828.621.828.421.728.227.828

21.621.527.621.427.421.327.221.22737

37.3

37.6

37.9

38.2

38.521.1上游水位/m

38.8

39.1

39.4

39.7

40

21

图15R5测点与库水位相关图

37

37.3

37.6

37.9

38.2

上游水位38.5/m

38.839.1

39.4

39.7

Fig.15CorrelationbetweenR5andreservoirwaterlevel

图12R3测点与库水位相关图

（1）R4管水位前期一直略高于库水位，为查明Fig.12CorrelationbetweenR3andreservoirwaterlevel

原因，安装单位于2017年6月14日采用人工提水3根测压管水位变幅较小。

（1）3个测点的过程线为近似水平的直线，表明方式将测压管水位降低约2m，不久后测压管水位又逐渐上升至提水前高程（如图中过程线所示），8（2）R1、R2、R3管水位与库水位相关系数分别

月4～5日库区连续强降雨后，R4管水位升高明显，

46DamandSafety2018·1http://magtech.dam.com.cn

江超，等：转角楼水库大坝渗流监测资料分析

并于8月6日上升至峰值后逐渐回落。当前随着库渗流压力水位/m

测点编号：Y2，回归方程：Y=35.72-0.01*X，相关系数：0.03，标准差：0.1330

水位的逐渐升高，R4管水位已低于库水位。

35.936

（2）R4、R5、R6管水位与库水位相关系数分别35.8为0.48、0.51和0.67，表明R4、R5管水位与库水位35.735.6相关性不明显，R6管水位与库水位相关性一般。35.535.4日常巡视检查过程中未发现主坝右坝头相应位置35.3存在散浸、渗水等安全隐患，综合分析表明，右岸绕35.235.1坝渗流不明显。

35

37

37.3

37.6

37.9

38.2

上游水位38.5/m

38.839.1

39.4

39.7

40

渗流压力水位/m

23.824

测点编号：R6，回归方程：Y=3.134+0.519*X，相关系数：0.67，标准差：0.2528

图19Y2测点与库水位相关图

Fig.19CorrelationbetweenY2andreservoirwaterlevel

23.6渗流压力水位/m

测点编号：Y3，回归方程：Y=7.533+0.658*X，相关系数：0.44，标准差：0.41

23.423.235

22.822

34.634.222.633.822.433.422.22232.633

37

37.3

37.6

37.9

38.2

32.2上游水位38.5/m

38.8

39.1

39.4

39.7

40

31.8图16R6测点与库水位相关图

31.4Fig.16CorrelationbetweenR6andreservoirwaterlevel

31

37

37.3

37.6

37.9

38.2

上游水位38.5/m

38.8

39.1

39.4

39.7

40

3.6溢洪道左侧接触渗流监测断面

图20Y3测点与库水位相关图

Fig.20CorrelationbetweenY3andreservoirwaterlevel

溢洪道左侧接触渗流测点自上游向下游方向（1）Y1测压管水位运行初期始终与库水位接依次为Y1、Y2、Y3，3个测点测压管水位过程线、测近，压管水位与库水位相关图见图17~20。由图可见：

44

水位/m降水量/mm

14为验证测压管水位的真实性，安装单位于6月410

30不久后测压管水位又逐渐上升至提水前高程日采用人工提水方式将测压管水位降低（1.6如图m，38H1

6090中过程线所示）。Y1管水位过程线几乎和库水位

35120

过程线重合，且与库水位相关系数为0.99，表明Y13229Y11管水位与库水位相关性极好，主要因Y1测压管位26Y12Y13

于防渗系统上游侧，而上游侧填土渗透性较强。232017H2

14

2017041020170510201706102017071020170810

0.03（性，Y3和2）管水位与库水位相关性不明显。当前资料

0.44Y2、，Y3表明管水位与库水位相关系数分别为Y2管水位与库水位不存在相关

时间

图17溢洪道左侧接触渗流测点渗流压力水位过程线图

分析表明，溢洪道左侧不存在接触渗流。Fig.17Graphofseepagelevelontheleftofspillway

渗流压力水位/m

3.7溢洪道右侧接触渗流监测断面

39.740

测点编号：Y1，回归方程：Y=2.83+1.075*X，相关系数：0.99，标准差：0.0937

溢洪道右侧接触渗流测点自上游向下游方向39.439.1依次为Y4、Y5、Y6，3个测点测压管水位过程线、测38.8压管水位与库水位相关图见图21~24。由图可见：

38.538.2（1）Y4测压管水位情形与Y1相同，同样因Y437.937.6测压管位于防渗系统上游侧，而上游侧填土渗透性37.3较强。

3737

37.3

37.6

37.9

38.2

上游水位38.5/m

38.8

39.1

39.4

39.7

40

（2）Y5、Y6管水位与库水位相关系数分别为

图18Y1测点与库水位相关图

Fig.18CorrelationbetweenY1andreservoirwaterlevel

0.93Y6管水位与库水位存在一定相关性。当前资料分

和0.67，表明Y5管水位与库水位相关性极好，http://magtech.dam.com.cn

2018·1大坝与安全

47ByJIANGChao:AnalysisonseepagemonitoringdataofZhuanjiaoloureservoirdam析表明溢洪道右侧可能存在接触渗流。

列较短，建议继续加强该部位的巡视检查，延长观

水位44/m降水量/mm

410

测序列后继续整编分析。

3038H1

609035120

324结语

2926Y4Y5Y6

23（1）升级改造后的转角楼水库大坝安全监测数20据信息管理平台可根据SL551-2012《土石坝安全17H2

14

监测技术规范》要求自动生成过程线、浸润线、相关

2017041020170510201706102017071020170810时间

图等图件，为资料整编分析工作带来极大的便利，图21溢洪道右侧接触渗流测点渗流压力水位过程线图

Fig.21Graphofseepagelevelontherightofspillway

对提升大坝安全管理水平具有重要意义。渗流压力水位/m，回归方程：Y=-0.35+1.009*X，相关系数：0.99，标准差：0.0346

39.7150断面防渗墙防渗效果不及（2）当前积累的监测资料分析表明：0+050和①0+100主坝0+

测点编号：Y440

断

39.4面。②溢洪道右侧可能存在接触渗流。鉴于当前39.1积累的观测资料数据较少，不足以全面反映大坝安38.838.5全状况，建议继续加强大坝安全监测工作，定期对38.237.9大坝安全监测数据进行整编分析。

37.6（3）监测资料分析应同时结合日常巡视检查、37.337

运行管理等情况进行综合分析，因此，在现有仪器37

37.3

37.6

37.9

38.2

上游水位38.5/m

38.8

39.1

39.4

39.7

40

监测基础上，人工巡视检查同样不可忽视。

■

图22Y4测点与库水位相关图

Fig.22CorrelationbetweenY4andreservoirwaterlevel

渗流压力水位/m参考文献：

测点编号：Y5，回归方程：Y=19.22+0.426*X，相关系数：0.93，标准差：0.0638

36.837

[1]36.6评价报告彭雪辉,厉丹丹[R].南京,龙智飞:水利部交通运输部国家能源局南京

,等.庄河市转角楼水库大坝安全

36.4水利科学研究院,2016.

36.235.836

[2]项目初步设计朱卫.庄河市转角楼水库大坝安全监测设施建设与完善

[R].天津:中水北方勘测设计研究有限责任35.635.4公司,2016.

35.235

[3]37

37.3

37.6

37.9

38.2

利水电出版社SL551-2012,土石坝安全监测技术规范,2012.

[S].北京:中国水

上游水位38.5/m

38.8

39.1

39.4

39.7

40

图23Y5测点与库水位相关图

[4]军,刘成栋,向衍,等.大坝安全监测与自动化[M].北Fig.23CorrelationbetweenY5andreservoirwaterlevel

京:中国水利水电出版社,2008.渗流压力水位/m，标准差：0.0652

[5]周干武资料分析,熊国文[J].水利与建筑工程学报,张建宁.合溪水库心墙坝防渗墙施工期观测,2010,8(4):143-145.33.934

测点编号：Y6，回归方程：Y=27.83+0.145*X，相关系数：0.6733.833.7[6]江超析[J].,吉小燕水利与建筑工程学报,张国栋,等.松涛水库大坝渗流观测资料分,2013,11(1):170-174.33.633.533.4[7]徐伙明料分析,[J].江超大坝与安全,张国栋,等,2012(6):52-55.

.大隆水利枢纽大坝渗流观测资

33.333.233.133

收稿日期：2017-09-13

37

37.3

37.6

37.9

38.2

上游水位38.5/m

38.839.1

39.4

39.7

40

基金项目：水利部公益性行业科研专项“土石坝长效安全运图24Y6测点与库水位相关图

行重大关键技术研究”（201501033）

Fig.24CorrelationbetweenY6andreservoirwaterlevel

作者简介：江超（1984-），男，湖北天门人，工程师，主要从日常巡视检查过程中未发现溢洪道右侧坝体事水利水电工程安全监测与评估研究。存在散浸、渗水等安全隐患，鉴于当前获取资料系作者邮箱：290280772@qq.com

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