户主水库2020 年大坝渗流监测分析

位海洪

（滕州市户主水库管理服务中心，山东 滕州 277533）

户主水库位于山东省滕州市城区东北17 km，控制流域面积44 km2，总库容2 019 万m3，兴利库容998 万m3。大坝全长1 087 m，土质防渗体分区坝型。2020 年户主水库区域降雨量1 068 mm，较历年多56%；特别是主汛期，降雨量较历年同期多20%，受降雨影响，水库来水量较历年同期多20%；8 月7 日出现历史最高水位123.88 m。用这个典型年分析水库大坝渗流安全状况具有现实意义。

1 渗流监测设施情况

2009 年，水库除险加固工程建设时在大坝、溢洪闸闸墩上设置了渗流监测设施。大坝共设5排测压管，分别布置于主坝桩号0+160、0+400、0+600、0+800、1+030 处，每个断面分别于坝上游坡、坝顶、坝下游坡设置3～4 个测压管；溢洪闸闸墩设4 排测压管，分别布置于4 个闸墩上，每个闸墩设置3 个，中墩安设底流测压管，边墩安设绕流测压管。测压管监测方式原采用的是人工观测。2016 年进行了自动化升级改造，安设了振弦式压力渗压计28 套；数据采集MCU2 个；振弦式仪器采集模块4 个；监测主机、电台、中控仪各1 台；8 芯单模室外光缆 1 200 m；4 芯水工电缆3 807 m；数据采集、整编、分析软件各1 套。

根据全年运行情况，2020 年除一次数据采集MCU 模块损坏及时修复外，大坝及溢洪闸渗流监测设备运行正常。

2 监测资料整编分析

2.1 库水位

根据 2020 年 1 月 1 日至 2020 年 12 月 31 日户主水库大坝降雨及库水位资料，绘制水库降雨量与上游水位过程线，见图1。从图1 可以看出：

图1 2020 年度降雨量与上游水位过程线

1）库水位在2020 年7 月20 日之前处于下降状态，一直降低到低水位118.18 m。之后随着降雨量增大，库水位上升速度较快，于8 月7 日抬升至最高123.88 m 峰值；水库以30 m3/s 流量开闸调洪，8 月9 日水位大幅回落。自此，水位逐步降、升幅度较为平稳。

2）2020 年库水位均值为120.04 m，最大变幅为5.7 m。总体水库水位运行平稳，调度正常。

2.2 渗流监测资料分析

大坝渗流监测方式为在大坝各断面测压管内置渗压计，每天采集监测数值2 次。用最小二乘法计算分析各测点测值与库水位相关关系，见表 1。由表 1 知：P0160-3、P0400-2、P0800-3、P1030-1、P1030-2、ZD2-3 测点数值低于 0.3，测点水位受库水位影响非常小。

表1 各测点测值与库水位相关关系统计表

选用2020 年8 月7 日相对较高库水位（8 月7 日库水位123.88 m 为历史最高水位）进行分析评价，绘制典型断面。

1）0+160 断面坝体测压管从上游到下游呈现水位逐步下降现象，符合土石坝一般变化规律。3 支测压管测值稳定，第2 排测压管P0160-2水位维持在115～117 m 之间，消减水头最大8 m左右，P0160-1 位势较低。P0160-3 水位变化平稳，除在8 月7 日最大降雨期突涨外，变幅一般在1 m 范围内，测值维持在115～117 m 之间，与库水位相关系数为负值，为反向相关性。

2）0+400 断面坝体测压管从上游到下游呈现水位逐步下降现象，符合土石坝一般变化规律。2 支测压管测值稳定，第2 排测压管P0400-2水位维持在116 m 附近，消减水头9 m 左右，剩余位势较低。坝基测压管水位变化平稳，变幅一般在1 m 范围内，测值维持在108～110.2 m 之间，与库水位相关性较强。

3）0+600 断面坝体测压管从上游到下游呈现水位逐步下降现象，符合土石坝一般变化规律。2 支测压管测值稳定，第2 排测压管P0600-2水位维持在117 m 附近，消减水头6.9 m 左右，剩余位势较低。坝基测压管水位变化平稳，变幅一般在2.66 m 范围内，测值维持在109～113 m 之间，与库水位相关性较强。

4）0+800 断面坝体测压管从上游到下游呈现水位逐步下降现象，符合土石坝一般变化规律。3支测压管测值稳定，第3 排测压管P0+800-3 除在8 月7 日最大降雨期突涨到121.21 外，水位基本维持在117.5 m 附近，相比其他断面，该断面坝体水位稍高，但P0+800-3 与库水位相关性较小。

5）0+1030 断面坝体测压管2 支测压管测值稳定，单测压管水位略低于库水位，相比其他断面，该断面坝体水位稍高，估计是受岸坡地下水位影响，与库水位相关系数较小。

6）泄洪闸闸墩各测压管水位变化平稳，除个别由于大雨管口进水数值不准外，均在118~123 m附近。非降大雨期，ZD1-1、ZD2-1、ZD3-1、ZD3-1水位略低于库水位，其余均高于库水位在0.5～1 m之间；降大雨期，ZD2-1、ZD2-2、ZD2-3、ZD3-1、ZD4-3 超常规上升，怀疑管口进水。ZD2-3 与库水位相关关系较小，其他测点与库水位相关性较强。

3 结 语

由以上分析可知，监测大坝各断面坝体测压管从上游到下游呈现水位逐步下降现象，符合土石坝一般变化规律。坝顶下游测压管水位较低，除 P0160-3、P0400-2、P0800-3、P1030-2 与库水位相关性较小，其余测压管水位与库水位值相关性较强，但心墙后剩余位势较低，各测值随库水位升高无趋势性变化。0+800 断面坝体下游和0+1030 断面坝体测压管水位相比其他断面，该断面坝体水位稍高，估计是受岸坡地下水位影响，与库水位相关系数较小。各断面坝基渗流基本稳定，无异常现象。坝体、坝基渗流性态总体正常。

溢洪闸闸墩各测压管水位变化平稳，除个别由于降大雨管口进水数值不准外（降大雨期，ZD2-1、ZD2-2、ZD2-3、ZD3-1、ZD4-3 超常规上升，怀疑管口进水，）均在118~123 m 附近。ZD2-3 与库水位相关关系较小，其他测点与库水位相关性较强，溢洪闸闸墩渗流性态总体正常。