大坝变形与渗流监测南京课件

目录一、前言二、大坝变形监测三、大坝渗流监测目录一、前言11前言水资源：基础性的自然资源和战略性的经济资源水库工程：调控水时空分布，优化配置，防洪减灾主要功能：防洪、供水、灌溉、发电、航运、环境突出贡献：巨大的经济社会、环境安全等综合效益工程地位：水利与防洪工程体系的组成，基础设施

工程地位1前言水资源：基础性的自然资源和战略性的经济资源2水库数量：全国现有水库86353座，其中大型529座，中型3181座，小型82643座（09年鉴）建设年代：1950年ICOLD统计15m以上大坝中国仅22座，上世纪50-70年代建坝约占93%

地区分布：湘、赣、粤、川、鲁、鄂、滇7省水库数过5000座，占全国61%，湖南11815座为最多坝型坝高：土石坝占大坝总数的93%，坝高30m以上的水库9191座，15m以上2.63万

水库数量1前言水库数量：全国现有水库86353座，其中大型529座，中型33老化病害严重工程标准低、质量差（先天不足）维护不够、老化失修（后天失调）病险水库较多3万多座病险水库，占总数40%老化、水毁、地震等不时新增大坝风险居高经济社会发展，水库影响增大极端气候条件，突发事件影响

突出问题1前言老化病害严重突出问题1前言4历年溃坝：1954～2009年56年间全国共发生水库溃坝3504座，年均62.6座，其中小型3375座（占96%）过程分布：溃坝高峰在大跃进、文革期间，最多1973年溃556座，改革开放后快速减少，近年低位稳定重大灾害：1975年河南板桥、石漫滩溃坝，1993年青海沟后溃坝等，极大改变了大坝安全管理发展进程近期情况：2000-2009年共47座，年均4.7座，近几年是,07年7座，08年1座，09年没有，10年已有8座

水库溃坝1前言历年溃坝：1954～2009年56年间全国共发生水库溃坝35

业务流程1前言组织管理水库建设责任主体：责任、机构、制度注册登记调度运用检查监测维修养护安全鉴定除险加固应急预案降等报废水库大坝生命过程管理法治地位：程序、审批、发证规范运用：规程、方案、防汛掌握情况：巡视、监测、整理工程保养：大坝、设施、自然查明状况：资料、评估、鉴定消除隐患：前期、建设、验收以防万一：预案、演练、启动妥善处置：论证、审批、处置业务流程1前言组织管理水库建设责任主体：责任、机构、6土石坝变形安全监测水利部大坝安全管理中心2010年10月-南京杨正华土石坝变形安全监测水利部大坝安全管理中心杨正华7目录1土石坝变形监测2土石坝变形监测资料分析（第2部分另有专题介绍）目录1土石坝变形监测（第2部分另有专题介绍）8

土石坝变形监测（目的：监测质点位移，分析结构安全）项目主要指标部分习惯名称观测方法常见设备表面变形坝面水平位移（横向、纵向），坝面竖直位移水平位移，坝面沉降光学等视准仪，引张线；水准仪，水管式沉降仪；全站仪；等内部变形坝内水平位移（横向、纵向），坝内竖直位移内部水平位移，内部沉降机电等测斜仪；沉降管，水管式沉降仪；等相对位移界面位移，裂缝开度开裂，裂缝机电等位移计，测缝计；等概览（环境量有关）土石坝变形监测（目的：监测质点位移，分析结构安全）项目主91.1巡视检查1.2表面变形监测1.3内部变形监测1.4界面位移与深层应变1.5混凝土面板变形监测1.6边坡位移监测1土石坝变形监测1.1巡视检查1土石坝变形监测10依据的主要技术标准：《土石坝安全监测技术规范》（SL60-94）《土石坝安全监测资料整编规程》（SL169-96）《混凝土大坝安全监测技术规范(试行)》(SDJ336-89)《混凝土坝安全监测技术规范》(DL/T5178-2003)1土石坝变形监测依据的主要技术标准：1土石坝变形监测111）检查部位：坝顶、上游坡、下游坡、建筑物结合部、及其他建筑物的沉陷、隆起、开裂等变形现象。2）检查方法：一般目测和经验判断，特殊情况采用一定器材设备。3）裂缝探查：开挖检查，判明裂缝表面宽度、长度、走向及深度，一般附带取样。1土石坝变形监测

1.1巡视检查1）检查部位：坝顶、上游坡、下游坡、建筑物结合部、及其他建筑12做好检查记录和处理：1）检查人员要具备一定的工程知识和经验，要相对固定人员，要做好检查记录。2）发现问题要及时报告，必要时请专家进一步进行检查，或采取必要的分析研究工作，问题查清判明后及时进行处理。3）检查一般结合渗流、机电等等方面进行统一检查，要制度化。1土石坝变形监测

1.1巡视检查做好检查记录和处理：1土石坝变形监测

1.1巡视检查131）项目：垂直位移（沉降），水平位移（横向水平位移、纵向水平位移）。2）基点：区分工作基点和校验基点，基点要牢固。沉降基点应尽量与国家水准网连接，基点要定期校验。3）观测标点和观测基点应进行必要保护，避免人为和自然的破坏。1土石坝变形监测

1.2表面变形监测1）项目：垂直位移（沉降），水平位移（横向水平位移、纵向水平14观测布置：重点部位有最大坝高、地形坝高突变、合龙段等；横断面一般不少于3个，随着坝长增加；纵断面一般不少于4个。观测仪器：沉降用水准测量（工作三等，校验二等）；水平位移视准线（也有引张线、正倒垂等）；综合测量近年也有用全站仪，也有尝试GPS系统的。1土石坝变形监测

1.2表面变形监测观测布置：重点部位有最大坝高、地形坝高突变、合龙段等；横断面15全站仪（主机）全站仪（主机）16项目：分层竖向位移，分层水平位移。布置：与表面变形对应，观测同步，布置在最大坝高、合龙段、地形坝高突变等部位。特点：一般用于工程规模较大、坝高较大、坝型特殊、新建工程条件好要求高的工程。1土石坝变形监测

1.3内部变形监测项目：分层竖向位移，分层水平位移。1土石坝变形监测

1.317仪器：沉降一般有电磁式沉降仪、水管式沉降仪等；水平位移有测斜仪、引张线式位移计、正倒垂线等。条件：除电磁式沉降仪、测斜仪等少数仪器可以钻孔（或开挖）埋设外，一般多需要在施工期进行埋设安装。1土石坝变形监测

1.3内部变形监测仪器：沉降一般有电磁式沉降仪、水管式沉降仪等；水平位移有测斜18沉降管坑式埋设过程非坑式埋设法沉降管坑式埋设过程非坑式埋设法191）项目：界面位移是对结合面的监测，主要监测开裂（裂缝）及变化。2）布置：重要部位，结构特殊和设计关注部位，与表面和内部观测结合。3）仪器：振弦式位移计、电位器式位移计。1土石坝变形监测

1.4界面位移与深层应变1）项目：界面位移是对结合面的监测，主要监测开裂（裂缝）及变20位移计结构示意图位移计结构示意图211）项目：表面位移、面板接缝、周边缝、挠度、应变等。2）仪器：斜坡测斜仪、水管式沉降仪、振弦式位移计、电位器式位移计、三向位移计、引张线位移计等。3）面板堆石坝：重点监测周边缝、面板接缝、面板挠度等，当然沉降和水平位移。1土石坝变形监测

1.5混凝土面板监测1）项目：表面位移、面板接缝、周边缝、挠度、应变等。1土石22三向测缝计

三向测缝计231）对象：危及大坝、输泄水建筑物及附属设施安全和运行的开挖高边坡、新老滑坡体、高危边坡等。2）项目：表面位移、裂缝（含位移）、深层位移、地下水位等。3）仪器：变位计、测缝计（位移计）、测斜仪，水准仪和经纬仪，全站仪，（GPS）。1土石坝变形监测

1.6边坡位移监测1）对象：危及大坝、输泄水建筑物及附属设施安全和运行的开挖高24监测项目设置：巡视检查和表面变形是基本监测项目，其他监测项目根据工程等级和具体情况设置。规范适用大中型水库1、2、3级建筑物，坝高或危害较大的工程相应提高要求。监测设施建设应当与工程建设同步进行，也可进行后期建设和更新改造。1土石坝变形监测

监测项目设置：1土石坝变形监测

25监测项目测次：结合工程等级和具体情况确定和调整测次，除施工期监测非常重要外，将工程建成后分为初蓄期（首次蓄水及其后的头3年，首次蓄水为蓄水到正常蓄水位一个周期）和运行期两个阶段，以初蓄期要相对多测，在运行期中又遇特殊情况（如高洪水位、暴雨、地震、工程异常等）增加测次。其中各阶段对一些特殊项目也增加测次（如裂缝、异常等）。1土石坝变形监测

监测项目测次：1土石坝变形监测

262.1一般方法2.2沉降资料分析2.3水平位移资料分析2.4变形观测综合分析2土石坝变形监测资料分析2.1一般方法2土石坝变形监测资料分析271）原理：土作为一种复杂材料，压缩变形是基本特性，因受力压缩、排水固结、湿陷侵蚀等，沉降是土石坝基本反应。2）沉降：填土的总沉降量由瞬时沉降、主固结沉降和次固结沉降组成。2土石坝变形监测资料分析

2.1一般方法1）原理：土作为一种复杂材料，压缩变形是基本特性，因受力压缩283）变形：沉降变形，结构应力和不均匀沉降影响产生水平位移和裂缝。4）方法：资料考证，数值统计、过程分析，分布分析，总量推求和预报。2土石坝变形监测资料分析

2.1一般方法3）变形：沉降变形，结构应力和不均匀沉降影响产生水平位移和裂291）统计：沉降特征（大小、速率、累计）。2）过程：沉降量过程线，施工期、初期、漏测。3）分布：沉降量平面分布，断面分布。2土石坝变形监测资料分析

2.2沉降资料分析1）统计：沉降特征（大小、速率、累计）。2土石坝变形监测资302土石坝变形监测资料分析

2.2沉降资料分析坝体断面内部沉降分布图例2土石坝变形监测资料分析

2.2沉降资料分析坝体断面内部312土石坝变形监测资料分析

坝体内部沉降过程线图例2土石坝变形监测资料分析

坝体内部沉降过程线图例32裂缝的分析：利用沉降观测资料，采用倾度法、等价梁法等分析，用临界倾度、破坏应变等破裂指标判别。2土石坝变形监测资料分析

2.2沉降资料分析裂缝的分析：2土石坝变形监测资料分析

2.2沉降资料分析331）统计：水平位移特征（大小、速率、累计）统计。2）过程：水平位移过程线，与库水位、时间等关系分析。3）分布：水平位移平面分布、断面分布。2土石坝变形监测资料分析

2.3水平位移资料分析1）统计：水平位移特征（大小、速率、累计）统计。2土石坝变341）监测资料：特征、总量、过程。2）分析结论：规律、质量与问题。3）运行表现：结合工程特性、运行表现分析。4）分析重点：基本特性，填筑质量，关注危害性裂缝可能及其发展趋势。2土石坝变形监测资料分析

2.4变形观测综合分析1）监测资料：特征、总量、过程。2土石坝变形监测资料分析

35土石坝渗流安全监测杨正华水利部大坝安全管理中心2010年10月-南京土石坝渗流安全监测杨正华水利部大坝安全管理中心36目录1大坝渗流安全概要2土石坝渗流安全监测3渗流监测资料整编分析（第3部分另有专题介绍）目录1大坝渗流安全概要（第3部分另有专题介绍）37

土石坝渗流监测（目的：监测流场参数，分析渗流安全）项目主要指标部分习惯名称常见设备渗流压力渗流压力渗流压力，渗流水头，测压管水位测压管，孔隙水压力计；等渗流量渗流量渗漏量量水堰，体积计时，渠道测流；等渗流水质透明度，含沙量，水化学指标，水温量筒觇标，水化学分析计，烘焙蒸发，温度计；等概览（环境量密切相关）土石坝渗流监测（目的：监测流场参数，分析渗流安全）项目主381.1渗流概念1.2介质渗流性质1.3渗流破坏1.4渗流分析1.5渗流安全评判1.6大坝渗流安全与控制1大坝渗流安全概要1.1渗流概念1大坝渗流安全概要39

定义：水在孔隙介质中的运动介质：渗透系数K渗流：水压力P、速度V、坡降J、渗流量Q基本规律：达西定律V=KJ=k*（△P/L）运动规律：运动方程、连续性方程渗流场：空间区域的渗流运动的状态1大坝渗流安全概要

1.1渗流概念定义：水在孔隙介质中的运动1大坝渗流安全概要

1.140渗流问题的重要性在工程事故统计中，渗流原因所占份额仅次于洪水漫顶，高达30～40%。因工程质量认识、运用条件变化、技术要求提高，以及保障大坝运行安全和安全管理的需要，对已建坝进行渗流安全评价非常重要。1大坝渗流安全概要

1.1渗流概念渗流问题的重要性1大坝渗流安全概要

1.1渗流概念41新疆兵团八一水库青海英德尔水库甘肃小海子水库内蒙古岗岗水库新疆兵团八一水库青海英德尔水库甘肃小海子水库内蒙古岗岗水库42大坝渗流危害

1）土石坝：破坏防渗与排水设施，造成坝基坝体和结构渗流破坏，降低坝坡稳定性。

2）混凝土坝：扬压力降低坝体稳定性，两岸地下水影响坝座和岩体稳定，对坝基和结构造成水化学侵害。

3）此外：过大的渗漏损失减低工程效益。1大坝渗流安全概要

1.1渗流概念大坝渗流危害1大坝渗流安全概要

1.1渗流概念43

介质渗流性质主要反映为渗透系数K，K具有空间不均匀性和各向异性的特点，分析时简化处理。（cm/s）

K的确定方法：现场试验（环坑注水、钻孔注水与压水等），室内试验，经验分析。1大坝渗流安全概要

1.2介质渗流性质介质渗流性质主要反映为渗透系数K，K具有空间44

渗流分析是认识渗流场的方法，在介质与边界确定以后，渗流分析是渗流安全评价的重点。渗流场表达方式：渗流压力分布；函数与图表；流网、等势线与流线（浸润线）。渗流分析方法：原型监测、模型试验、数值计算等。1大坝渗流安全概要

1.3渗流分析渗流分析是认识渗流场的方法，在介质与边界确定以45统计模型分析建议渗流压力、渗流量与其相关因子的数理统计模型，可以统计性分析渗流压力、渗流量与主要影响因素的量值关系，一定条件下可以预报高水位情况下的渗流反映。是渗流观测资料分析的重要方法。1大坝渗流安全概要

1.3渗流分析统计模型分析1大坝渗流安全概要

1.3渗流分析46混合模型分析通常把数值计算模型称为确定性模型，把数理统计称为统计性模型，将两者结合的分析方法称为混合性模型分析。用实测资料统计模型分析工程运用条件下的渗流情况，用其成果校验数值计算参数模型（反演分析），通过反复校验，使两者最为接近，则认为数值分析模型符合实际，进而利用数值模型进行分析，推演高水位渗流场状况。1大坝渗流安全概要

1.3渗流分析混合模型分析1大坝渗流安全概要

1.3渗流分析47

渗流破坏：渗流作用下的孔隙介质结构的改变，又称渗透变形破坏形式：管涌、流土、冲刷土的分类：管涌、流土、过渡型，Cu判断破坏指标：渗透坡降J，J破坏、J允许破坏判断：直观判断、分析比对1大坝渗流安全概要

1.4渗流破坏渗流破坏：渗流作用下的孔隙介质结构的改变，又称渗透变48

在渗流场认识清楚以后，渗流的安全判断成为比较容易的问题。评判方法：破坏指标、设计条件、工程类比等。1大坝渗流安全概要

1.5渗流安全评判在渗流场认识清楚以后，渗流的安全判断成为比较容易49

安全：在设计条件下基础和结构不发生渗流破坏，渗流对结构影响是有限和可接受的，并将渗流量控制在可接受的范围内。控制：“上堵下排”原则，上堵措施有防渗体和防渗结构，下排措施有排水体和反滤保护措施，通过这些措施将大坝渗流控制安全范围。1大坝渗流安全概要

1.6大坝渗流安全与控制安全：在设计条件下基础和结构不发生渗流破坏，渗流502.1概述2.2巡视检查2.3坝体渗流压力观测2.4坝基渗流压力观测2.5绕坝渗流观测2.6渗流量观测2.7监测的自动化问题2大坝渗流安全监测2.1概述2大坝渗流安全监测512大坝渗流安全监测相关技术标准：

《土石坝安全监测技术规范》（SL60-94）

《土石坝安全监测资料整编规程》（SL169-96）

《混凝土坝安全监测技术规范》（DL/T5178-2003）《混凝土大坝安全监测技术规范(试行)》(SDJ336-89)2大坝渗流安全监测相关技术标准：522.1.1渗流安全监测的目的和意义

1）监控工程安全运行

2）改进工程建设技术2土坝渗流安全监测

2.1概述2.1.1渗流安全监测的目的和意义2土坝渗流安全监测

2532.1.2渗流安全监测项目及要求必设项目：1）巡视检查

2）渗流量观测选设项目：①坝体渗流压力②坝基渗流压力③绕坝渗流观测2土坝渗流安全监测

2.1概述2.1.2渗流安全监测项目及要求2土坝渗流安全监测

2542.1.3监测设备设置阶段

1）施工期设置：有利于初次蓄水监测，有利于设置此后无法安装的设备（如铺盖和斜墙底部，截水墙后、观测廊道等），设备布置和安装位置准确。

2）运行期增设：因监测设施缺损，更新改造需要，可以在运行期设置，安装时不能危害性影响大坝渗流控制措施。2土坝渗流安全监测

2.1概述2.1.3监测设备设置阶段2土坝渗流安全监测

2.1概552.1.4观测项目与观测频次2土坝渗流安全监测

2.1概述观测项目建筑物级别观测频次（次数/月）ⅠⅡⅢ施工期初蓄期运行期巡视检查*必设必设必设10～430～84～2渗流量必设必设必设10～430～106～3坝基渗流压力必设必设选坝体渗流压力必设必设选绕坝渗流必设选选*注：巡视检查不受上述限制，有条件可多做一些巡视检查，尤其是汛期、高水位期、水位升降期应加密频次，加强巡视检查。2.1.4观测项目与观测频次2土坝渗流安全监测

2.1562.2.1巡视检查的重要性巡视检查是对设备监测在空间和时间不足上的补充，实践表明：很多渗流险情首先是巡视检查发现的，国外经验：大坝安全管理中巡视检查工作非常重要。2土坝渗流安全监测

2.2巡视检查2.2.1巡视检查的重要性2土坝渗流安全监测

2.2巡572.2.2巡视检查的重点

1）坝体：裂缝、兽洞、蚁穴等影响渗流安全的隐患。

2）下游：散浸、出水点、集中渗水、塌陷隆起等，翻砂冒水、混水等。

3）上游：凹陷、塌坑等，水面漩涡、漏水声等，必要时做水下检查。

4）建筑物接触部位的渗流进出口。2土坝渗流安全监测

2.2巡视检查2.2.2巡视检查的重点2土坝渗流安全监测

2.2巡视582.3.1观测目的及内容

1）监控观测断面坝体的渗流安全变化。

2）了解防渗排水措施的工作效能。

3）掌握观测断面的坝体压力分布。

4）确定断面上浸润线位置。

5）监控穿坝建筑物渗流安全。2土坝渗流安全监测

2.3坝体渗流压力观测2.3.1观测目的及内容2土坝渗流安全监测

2.3坝592.3.2观测布置

1）横断面布置：最大坝高处、地形或地质条件复杂坝段，一般不少于三个，尽量与变形等断面结合。

2）观测孔布置：根据坝型结构及渗流场特征设3~4个，不少于上游、中游、下游三个。

3）观测点布置：根据坝高、地层和渗流场特征，在不同高程上布置1~3个。如下示意。2土坝渗流安全监测

2.3坝体渗流压力观测2.3.2观测布置2土坝渗流安全监测

2.3坝体渗流60

均质坝斜墙坝

宽心墙坝窄心墙坝

坝体渗流压力观测布置示意图

612.3.3观测设备

1）设备有测压管、孔隙水压力计两类。

2）高坝、渗透系数小和压力变幅小的土层不宜测压管，测压管管径不宜大，渗流急变区的花管段不宜长、测点不宜少。

3）观测设备的考证资料要准确，孔口要防雨水，数据采集设备要定期校验。

4）造孔要干钻，反滤和分段止水要可靠。2土坝渗流安全监测

2.3坝体渗流压力观测2.3.3观测设备2土坝渗流安全监测

2.3坝体渗流62钢弦式孔隙水压力计结构示意图钢弦式孔隙水压力计结构示意图632.4.1观测目的及内容：

1）监控观测断面坝基的渗流安全变化。

2）了解防渗排水措施的工作效能。

3）掌握透水地基的渗压力大小及其分布。

4）监控穿坝建筑物渗流安全。

5）坝基范围包括天然岩土层，深入坝基的防渗排水设施等。2土坝渗流安全监测

2.4坝基渗流压力观测2.4.1观测目的及内容：2土坝渗流安全监测

2.4642.4.2观测布置

1）横断面布置：取决于地层结构、地质构造，断面数一般不少于3个，应顺流线方向布置，或与坝体渗流压力观测断面相重合。

2）观测孔布置：根据建基面轮廓、坝基地质条件、防渗和排水型式，一般不少于3个。

3）观测点布置：一般在不同高程布置1~2个。如下示意。2土坝渗流安全监测

2.4坝基渗流压力观测2.4.2观测布置2土坝渗流安全监测

2.4坝基渗流65

坝基渗流压力观测布置示意图2土坝渗流安全监测

2.4坝基渗流压力观测坝基渗流压力观测布置示意图2土坝渗流安全监测

2.4坝基662.4.3观测设备

1）与坝体观测一样，设备有测压管、孔隙水压力计两类，设备选用原则也同。

2）一般选用与坝体观测一样设备，便于观测。一般坝基观测对测压管的限制放宽。2土坝渗流安全监测

2.4坝基渗流压力观测2.4.3观测设备2土坝渗流安全监测

2.4坝基渗流671）目的：监控结合面渗流安全，了解绕渗对大坝渗流的影响，掌握坝肩地层渗流安全。

2）布置：一般在结合面和外围布置1~3断面，沿结合面和流线方向布置。

3）设备：一样的渗流压力观测设备。2土坝渗流安全监测

2.5绕坝渗流观测1）目的：监控结合面渗流安全，了解绕渗对大682.6.1重要性渗流量是反映渗流场状态的另一大基本要素，是反映渗流安全问题最直观、灵敏和综合的因素，对防渗体工作状况反映最全面及时，很多工程变化在渗流压力观测判断还不够明确时，渗流量反映已相当明显。2土坝渗流安全监测

2.6渗流量观测2.6.1重要性2土坝渗流安全监测

2.6渗流量观测692.6.2观测项目有流量和水质两个方面观测指标，前者是任何工程等级的工程都应该观测的项目，土石坝更是必不可少。水质观测又可包括透明度、温度和化学成分观测。2土坝渗流安全监测

2.6渗流量观测2.6.2观测项目2土坝渗流安全监测

2.6渗流量观测702.6.3观测设备根据渗流量大小和汇集条件选用方法设备：

1）容积法：流量小于1L/s时宜采用容积法。

2）量水堰法：流量在1～300L/s之间时宜采用量水堰法。

3）测流速法：当流量大于300L/s或受落差限制不能设量水堰时，可用测流速或典型断面水位的方法。2土坝渗流安全监测

2.6渗流量观测2.6.3观测设备2土坝渗流安全监测

2.6渗流量观测712.6.4渗流量观测布置原则

1）根据坝型和坝基地质条件、渗漏水出流和汇集条件，及所采用的测量方法等确定。

2）对坝体、坝基、绕渗及导渗（含减压井和减压沟）的渗流量，应分区、分段进行测量。

3）对明流和潜流尽可能完全测量，有条件的工程宜建截水墙或观测廊道。透水层深厚不能观测是应在下游顺水流方向做地下水位观测。

4）所有集水和量水设施应避免客水干扰。2土坝渗流安全监测

2.6渗流量观测2.6.4渗流量观测布置原则2土坝渗流安全监测

2.6722.6.5量水堰的设置注意问题

1）量水堰应设在矩形断面排水沟的直线段，槽底和侧墙不漏水；

2）堰板与侧墙和水流方向垂直，堰板平正，堰口水平；

3）堰上水流为自由出流形式，不受其它（杂物）干扰；

4）量水堰考证资料准确，存档备查。2土坝渗流安全监测

2.6渗流量观测2.6.5量水堰的设置注意问题2土坝渗流安全监测

2.6731）传统监测方式：测压管、量水堰，人工

2）电测遥测方式：传感器，集中遥测

3）自动化监测系统：传感器，测控单元（MCU），计算机，数据采集与处理系统

4）监测自动化问题：工程情况，管理需求，新建和改造2土坝渗流安全监测

2.7监测的自动化问题1）传统监测方式：测压管、量水堰，人工2土坝渗743.1简述3.2原始资料及考证资料3.3观测资料整编3.4渗流观测资料分析3.5渗流观测综合分析3渗流监测资料整编分析3.1简述3渗流监测资料整编分析751）渗流监测是监控大坝安全运行的重要内容，通过资料分析才能充分发挥监测作用。

2）通过监测资料分析，及时掌握工程安全状况，进行一定的预测预报。

3）监测资料整编分析是工程管理工作的重要内容，应当制度化。

4）主要内容包括：考证资料，定期整编分析与刊印，遇工程问题或大坝安全鉴定等应全面整理分析监测资料。3渗流监测资料整编分析

3.1简述1）渗流监测是监控大坝安全运行的重要内容，通过761）观测设施考证资料：观测设施布置（平剖面图、数据表格），埋设安装的位置与初始的读数，新的校验测试修正。

2）监测记录考证整理：参数的转换，温度修正，系列化。3渗流监测资料整编分析

3.2原始资料及考证资料1）观测设施考证资料：观测设施布置（平剖面图、数77主坝部分测压管考证表（举例）测压管编号平面位置竖直位置（m）埋设时间(年.月)备注桩号坝轴距管底高程沉淀管长度透水段长度管口高程管长0+375T1坝体+41.50-8.0028.530.504.0042.7314.2087.8坝轴距“-”表示上游，“+”表示下游0+375T2+17.5027.460.503.0039.6612.2087.80+375T3+41.5022.740.501.5033.9411.2087.80+375J1坝基-8.0018.370.500.5042.5724.2087.80+375J218.670.500.5039.8721.2087.887.80+375J318.740.500.5033.9415.2087.887.8主坝部分测压管考证表（举例）测压管编号平面位置竖直位置（m）781）考证资料：观测设施布置（平剖面图），埋设安装位置与初始的读数，新的校验测试修正，观测设施考证表。

2）整理编印：原始数据转换，温度等参数修正。观测数据、过程线关系图等图表编制，刊印成册。3渗流监测资料整编分析

3.3观测资料整编1）考证资料：观测设施布置（平剖面图），埋793.4.1渗流压力资料分析按坝体、坝基、绕渗分别整理分析。

1）过程线分析：各测点渗流压力过程线，含上下游水位和降雨。确定并消除迟后时间，剔除差错数据。

2）特定过程线：特定库水位下渗流压力过程线，测点位势过程线。φi＝(P-H2)/(H1-H2)×100%3）相关线：渗流压力与库水位(或上下游水位差)相关线。

4）渗流压力分布：坝体横断面渗流压力（含浸润线位置）分布，坝基渗流压力等势线分布，对比设计浸润线位置。3渗流监测资料整编分析

3.4观测资料分析3.4.1渗流压力资料分析3渗流监测资料整编分析

3.480测压管水位过程线、与库水位相关线图（举例）测压管水位过程线、与库水位相关线图（举例）813.4.2渗流量资料分析渗流量受温度影响，统一折算成10℃水温渗流量；潜流占有较大比重且有观测的，推求潜流量。

1）过程线分析：各测点渗流量过程线，含上、下游水位和降雨。确定并消除迟后时间，剔除差错数据。

2）特定过程线：特定库水位下渗流量过程线，化引流量过程线。q＝Q/(H1-H2)3）相关线：渗流量与库水位（或上下游水位差）相关线。

4）渗流压力分布：坝体横断面渗流压力（含浸润线位置）分布，坝基渗流压力等势线分布，对比设计浸润线位置。3渗流监测资料整编分析

3.4观测资料分析3.4.2渗流量资料分析3渗流监测资料整编分析

3.482此外，渗流量分析还有：

1）水质（透明度）变化分析等。

2）渗漏损失分析，渗漏损失是一个相对的问题，主要考量绝对值大小、相对于来水和兴利的关系、总体水资源状况等。3渗流监测资料整编分析

3.4观测资料分析此外，渗流量分析还有：3渗流监测资料整编分析

3.4观测833.4.3渗流观测资料统计分析对渗流压力p、渗流量q等因子可以通过数理统计方法建立与相关因子（如水位h、降雨i、时间t等）之间的统计学关系（统计模型），进而推求两者之间的定量关系，用于对资料的分析解读和预测预报，也是目前大坝监测资料分析中常用的一种方法。p,q＝f(h)+f(i)+f(t)+c3渗流监测资料整编分析

3.4观测资料分析3.4.3渗流观测资料统计分析3渗流监测资料整编分析

384渗流压力统计模型（举例）

渗流压力水位的多因子统计模型很多，这里主要考虑上游水位、降水量、时间等因子。统计模型为：h=a0+a1x1+a2x2+a3x3+a4x4+a5x5+a6x6+a7x7+a8x8+a9x9+a10x10式中：1）h为渗流压力水位；2）x1为当日上游水位；3）x2为前1至10日上游水位平均值；4）x3为前11至30日上游水位平均值；5）x4为前31至60日上游水位平均值；6）x5为当日降水量；7）x6为前1日降水量；8）x7为前2日降水量；9）x8为前3日降水量；10）x9为（当日-开始蓄水日期）/365；11）x10为lnx9。渗流压力统计模型（举例）渗流压力水位的多因子统计模型很多853.4.4渗流异常分析

1）渗流异常现象（如集中渗水点、散浸范围、渗水透明度）过程分析。

2）异常现象与库水位关系分析。

3）异常现象与渗流压力、渗流量结果对比分析。

4）异常现象发生原因分析，结合设计、施工情况，工程结构情况等。3渗流监测资料整编分析

3.4观测资料分析3.4.4渗流异常分析3渗流监测资料整编分析

3.4观861）区别坝体、坝基、绕渗，或分区段局部2）针对渗流压力、渗流量资料，及相关资料3）通过过程线与相关关系等的整理分析4）了解渗流在时间、空间上的情况和变化5）重视运行中工程反映出的渗流现象及异常6）对观测结果特别是问题查找分析原因和影响7）综合分析观测反映的大坝渗流状况及存在问题3渗流监测资料整编分析

3.5渗流观测综合分析1）区别坝体、坝基、绕渗，或分区段局部3渗流监测资料整编分87渗流压力平面分布图（举例）渗流压力平面分布图（举例）88谢谢！谢谢！89目录一、前言二、大坝变形监测三、大坝渗流监测目录一、前言901前言水资源：基础性的自然资源和战略性的经济资源水库工程：调控水时空分布，优化配置，防洪减灾主要功能：防洪、供水、灌溉、发电、航运、环境突出贡献：巨大的经济社会、环境安全等综合效益工程地位：水利与防洪工程体系的组成，基础设施

工程地位1前言水资源：基础性的自然资源和战略性的经济资源91水库数量：全国现有水库86353座，其中大型529座，中型3181座，小型82643座（09年鉴）建设年代：1950年ICOLD统计15m以上大坝中国仅22座，上世纪50-70年代建坝约占93%

地区分布：湘、赣、粤、川、鲁、鄂、滇7省水库数过5000座，占全国61%，湖南11815座为最多坝型坝高：土石坝占大坝总数的93%，坝高30m以上的水库9191座，15m以上2.63万

水库数量1前言水库数量：全国现有水库86353座，其中大型529座，中型392老化病害严重工程标准低、质量差（先天不足）维护不够、老化失修（后天失调）病险水库较多3万多座病险水库，占总数40%老化、水毁、地震等不时新增大坝风险居高经济社会发展，水库影响增大极端气候条件，突发事件影响

突出问题1前言老化病害严重突出问题1前言93历年溃坝：1954～2009年56年间全国共发生水库溃坝3504座，年均62.6座，其中小型3375座（占96%）过程分布：溃坝高峰在大跃进、文革期间，最多1973年溃556座，改革开放后快速减少，近年低位稳定重大灾害：1975年河南板桥、石漫滩溃坝，1993年青海沟后溃坝等，极大改变了大坝安全管理发展进程近期情况：2000-2009年共47座，年均4.7座，近几年是,07年7座，08年1座，09年没有，10年已有8座

水库溃坝1前言历年溃坝：1954～2009年56年间全国共发生水库溃坝394

业务流程1前言组织管理水库建设责任主体：责任、机构、制度注册登记调度运用检查监测维修养护安全鉴定除险加固应急预案降等报废水库大坝生命过程管理法治地位：程序、审批、发证规范运用：规程、方案、防汛掌握情况：巡视、监测、整理工程保养：大坝、设施、自然查明状况：资料、评估、鉴定消除隐患：前期、建设、验收以防万一：预案、演练、启动妥善处置：论证、审批、处置业务流程1前言组织管理水库建设责任主体：责任、机构、95土石坝变形安全监测水利部大坝安全管理中心2010年10月-南京杨正华土石坝变形安全监测水利部大坝安全管理中心杨正华96目录1土石坝变形监测2土石坝变形监测资料分析（第2部分另有专题介绍）目录1土石坝变形监测（第2部分另有专题介绍）97

土石坝变形监测（目的：监测质点位移，分析结构安全）项目主要指标部分习惯名称观测方法常见设备表面变形坝面水平位移（横向、纵向），坝面竖直位移水平位移，坝面沉降光学等视准仪，引张线；水准仪，水管式沉降仪；全站仪；等内部变形坝内水平位移（横向、纵向），坝内竖直位移内部水平位移，内部沉降机电等测斜仪；沉降管，水管式沉降仪；等相对位移界面位移，裂缝开度开裂，裂缝机电等位移计，测缝计；等概览（环境量有关）土石坝变形监测（目的：监测质点位移，分析结构安全）项目主981.1巡视检查1.2表面变形监测1.3内部变形监测1.4界面位移与深层应变1.5混凝土面板变形监测1.6边坡位移监测1土石坝变形监测1.1巡视检查1土石坝变形监测99依据的主要技术标准：《土石坝安全监测技术规范》（SL60-94）《土石坝安全监测资料整编规程》（SL169-96）《混凝土大坝安全监测技术规范(试行)》(SDJ336-89)《混凝土坝安全监测技术规范》(DL/T5178-2003)1土石坝变形监测依据的主要技术标准：1土石坝变形监测1001）检查部位：坝顶、上游坡、下游坡、建筑物结合部、及其他建筑物的沉陷、隆起、开裂等变形现象。2）检查方法：一般目测和经验判断，特殊情况采用一定器材设备。3）裂缝探查：开挖检查，判明裂缝表面宽度、长度、走向及深度，一般附带取样。1土石坝变形监测

1.1巡视检查1）检查部位：坝顶、上游坡、下游坡、建筑物结合部、及其他建筑101做好检查记录和处理：1）检查人员要具备一定的工程知识和经验，要相对固定人员，要做好检查记录。2）发现问题要及时报告，必要时请专家进一步进行检查，或采取必要的分析研究工作，问题查清判明后及时进行处理。3）检查一般结合渗流、机电等等方面进行统一检查，要制度化。1土石坝变形监测

1.1巡视检查做好检查记录和处理：1土石坝变形监测

1.1巡视检查1021）项目：垂直位移（沉降），水平位移（横向水平位移、纵向水平位移）。2）基点：区分工作基点和校验基点，基点要牢固。沉降基点应尽量与国家水准网连接，基点要定期校验。3）观测标点和观测基点应进行必要保护，避免人为和自然的破坏。1土石坝变形监测

1.2表面变形监测1）项目：垂直位移（沉降），水平位移（横向水平位移、纵向水平103观测布置：重点部位有最大坝高、地形坝高突变、合龙段等；横断面一般不少于3个，随着坝长增加；纵断面一般不少于4个。观测仪器：沉降用水准测量（工作三等，校验二等）；水平位移视准线（也有引张线、正倒垂等）；综合测量近年也有用全站仪，也有尝试GPS系统的。1土石坝变形监测

1.2表面变形监测观测布置：重点部位有最大坝高、地形坝高突变、合龙段等；横断面104全站仪（主机）全站仪（主机）105项目：分层竖向位移，分层水平位移。布置：与表面变形对应，观测同步，布置在最大坝高、合龙段、地形坝高突变等部位。特点：一般用于工程规模较大、坝高较大、坝型特殊、新建工程条件好要求高的工程。1土石坝变形监测

1.3内部变形监测项目：分层竖向位移，分层水平位移。1土石坝变形监测

1.3106仪器：沉降一般有电磁式沉降仪、水管式沉降仪等；水平位移有测斜仪、引张线式位移计、正倒垂线等。条件：除电磁式沉降仪、测斜仪等少数仪器可以钻孔（或开挖）埋设外，一般多需要在施工期进行埋设安装。1土石坝变形监测

1.3内部变形监测仪器：沉降一般有电磁式沉降仪、水管式沉降仪等；水平位移有测斜107沉降管坑式埋设过程非坑式埋设法沉降管坑式埋设过程非坑式埋设法1081）项目：界面位移是对结合面的监测，主要监测开裂（裂缝）及变化。2）布置：重要部位，结构特殊和设计关注部位，与表面和内部观测结合。3）仪器：振弦式位移计、电位器式位移计。1土石坝变形监测

1.4界面位移与深层应变1）项目：界面位移是对结合面的监测，主要监测开裂（裂缝）及变109位移计结构示意图位移计结构示意图1101）项目：表面位移、面板接缝、周边缝、挠度、应变等。2）仪器：斜坡测斜仪、水管式沉降仪、振弦式位移计、电位器式位移计、三向位移计、引张线位移计等。3）面板堆石坝：重点监测周边缝、面板接缝、面板挠度等，当然沉降和水平位移。1土石坝变形监测

1.5混凝土面板监测1）项目：表面位移、面板接缝、周边缝、挠度、应变等。1土石111三向测缝计

三向测缝计1121）对象：危及大坝、输泄水建筑物及附属设施安全和运行的开挖高边坡、新老滑坡体、高危边坡等。2）项目：表面位移、裂缝（含位移）、深层位移、地下水位等。3）仪器：变位计、测缝计（位移计）、测斜仪，水准仪和经纬仪，全站仪，（GPS）。1土石坝变形监测

1.6边坡位移监测1）对象：危及大坝、输泄水建筑物及附属设施安全和运行的开挖高113监测项目设置：巡视检查和表面变形是基本监测项目，其他监测项目根据工程等级和具体情况设置。规范适用大中型水库1、2、3级建筑物，坝高或危害较大的工程相应提高要求。监测设施建设应当与工程建设同步进行，也可进行后期建设和更新改造。1土石坝变形监测

监测项目设置：1土石坝变形监测

114监测项目测次：结合工程等级和具体情况确定和调整测次，除施工期监测非常重要外，将工程建成后分为初蓄期（首次蓄水及其后的头3年，首次蓄水为蓄水到正常蓄水位一个周期）和运行期两个阶段，以初蓄期要相对多测，在运行期中又遇特殊情况（如高洪水位、暴雨、地震、工程异常等）增加测次。其中各阶段对一些特殊项目也增加测次（如裂缝、异常等）。1土石坝变形监测

监测项目测次：1土石坝变形监测

1152.1一般方法2.2沉降资料分析2.3水平位移资料分析2.4变形观测综合分析2土石坝变形监测资料分析2.1一般方法2土石坝变形监测资料分析1161）原理：土作为一种复杂材料，压缩变形是基本特性，因受力压缩、排水固结、湿陷侵蚀等，沉降是土石坝基本反应。2）沉降：填土的总沉降量由瞬时沉降、主固结沉降和次固结沉降组成。2土石坝变形监测资料分析

2.1一般方法1）原理：土作为一种复杂材料，压缩变形是基本特性，因受力压缩1173）变形：沉降变形，结构应力和不均匀沉降影响产生水平位移和裂缝。4）方法：资料考证，数值统计、过程分析，分布分析，总量推求和预报。2土石坝变形监测资料分析

2.1一般方法3）变形：沉降变形，结构应力和不均匀沉降影响产生水平位移和裂1181）统计：沉降特征（大小、速率、累计）。2）过程：沉降量过程线，施工期、初期、漏测。3）分布：沉降量平面分布，断面分布。2土石坝变形监测资料分析

2.2沉降资料分析1）统计：沉降特征（大小、速率、累计）。2土石坝变形监测资1192土石坝变形监测资料分析

2.2沉降资料分析坝体断面内部沉降分布图例2土石坝变形监测资料分析

2.2沉降资料分析坝体断面内部1202土石坝变形监测资料分析

坝体内部沉降过程线图例2土石坝变形监测资料分析

坝体内部沉降过程线图例121裂缝的分析：利用沉降观测资料，采用倾度法、等价梁法等分析，用临界倾度、破坏应变等破裂指标判别。2土石坝变形监测资料分析

2.2沉降资料分析裂缝的分析：2土石坝变形监测资料分析

2.2沉降资料分析1221）统计：水平位移特征（大小、速率、累计）统计。2）过程：水平位移过程线，与库水位、时间等关系分析。3）分布：水平位移平面分布、断面分布。2土石坝变形监测资料分析

2.3水平位移资料分析1）统计：水平位移特征（大小、速率、累计）统计。2土石坝变1231）监测资料：特征、总量、过程。2）分析结论：规律、质量与问题。3）运行表现：结合工程特性、运行表现分析。4）分析重点：基本特性，填筑质量，关注危害性裂缝可能及其发展趋势。2土石坝变形监测资料分析

2.4变形观测综合分析1）监测资料：特征、总量、过程。2土石坝变形监测资料分析

124土石坝渗流安全监测杨正华水利部大坝安全管理中心2010年10月-南京土石坝渗流安全监测杨正华水利部大坝安全管理中心125目录1大坝渗流安全概要2土石坝渗流安全监测3渗流监测资料整编分析（第3部分另有专题介绍）目录1大坝渗流安全概要（第3部分另有专题介绍）126

土石坝渗流监测（目的：监测流场参数，分析渗流安全）项目主要指标部分习惯名称常见设备渗流压力渗流压力渗流压力，渗流水头，测压管水位测压管，孔隙水压力计；等渗流量渗流量渗漏量量水堰，体积计时，渠道测流；等渗流水质透明度，含沙量，水化学指标，水温量筒觇标，水化学分析计，烘焙蒸发，温度计；等概览（环境量密切相关）土石坝渗流监测（目的：监测流场参数，分析渗流安全）项目主1271.1渗流概念1.2介质渗流性质1.3渗流破坏1.4渗流分析1.5渗流安全评判1.6大坝渗流安全与控制1大坝渗流安全概要1.1渗流概念1大坝渗流安全概要128

定义：水在孔隙介质中的运动介质：渗透系数K渗流：水压力P、速度V、坡降J、渗流量Q基本规律：达西定律V=KJ=k*（△P/L）运动规律：运动方程、连续性方程渗流场：空间区域的渗流运动的状态1大坝渗流安全概要

1.1渗流概念定义：水在孔隙介质中的运动1大坝渗流安全概要

1.1129渗流问题的重要性在工程事故统计中，渗流原因所占份额仅次于洪水漫顶，高达30～40%。因工程质量认识、运用条件变化、技术要求提高，以及保障大坝运行安全和安全管理的需要，对已建坝进行渗流安全评价非常重要。1大坝渗流安全概要

1.1渗流概念渗流问题的重要性1大坝渗流安全概要

1.1渗流概念130新疆兵团八一水库青海英德尔水库甘肃小海子水库内蒙古岗岗水库新疆兵团八一水库青海英德尔水库甘肃小海子水库内蒙古岗岗水库131大坝渗流危害

1）土石坝：破坏防渗与排水设施，造成坝基坝体和结构渗流破坏，降低坝坡稳定性。

2）混凝土坝：扬压力降低坝体稳定性，两岸地下水影响坝座和岩体稳定，对坝基和结构造成水化学侵害。

3）此外：过大的渗漏损失减低工程效益。1大坝渗流安全概要

1.1渗流概念大坝渗流危害1大坝渗流安全概要

1.1渗流概念132

介质渗流性质主要反映为渗透系数K，K具有空间不均匀性和各向异性的特点，分析时简化处理。（cm/s）

K的确定方法：现场试验（环坑注水、钻孔注水与压水等），室内试验，经验分析。1大坝渗流安全概要

1.2介质渗流性质介质渗流性质主要反映为渗透系数K，K具有空间133

渗流分析是认识渗流场的方法，在介质与边界确定以后，渗流分析是渗流安全评价的重点。渗流场表达方式：渗流压力分布；函数与图表；流网、等势线与流线（浸润线）。渗流分析方法：原型监测、模型试验、数值计算等。1大坝渗流安全概要

1.3渗流分析渗流分析是认识渗流场的方法，在介质与边界确定以134统计模型分析建议渗流压力、渗流量与其相关因子的数理统计模型，可以统计性分析渗流压力、渗流量与主要影响因素的量值关系，一定条件下可以预报高水位情况下的渗流反映。是渗流观测资料分析的重要方法。1大坝渗流安全概要

1.3渗流分析统计模型分析1大坝渗流安全概要

1.3渗流分析135混合模型分析通常把数值计算模型称为确定性模型，把数理统计称为统计性模型，将两者结合的分析方法称为混合性模型分析。用实测资料统计模型分析工程运用条件下的渗流情况，用其成果校验数值计算参数模型（反演分析），通过反复校验，使两者最为接近，则认为数值分析模型符合实际，进而利用数值模型进行分析，推演高水位渗流场状况。1大坝渗流安全概要

1.3渗流分析混合模型分析1大坝渗流安全概要

1.3渗流分析136

渗流破坏：渗流作用下的孔隙介质结构的改变，又称渗透变形破坏形式：管涌、流土、冲刷土的分类：管涌、流土、过渡型，Cu判断破坏指标：渗透坡降J，J破坏、J允许破坏判断：直观判断、分析比对1大坝渗流安全概要

1.4渗流破坏渗流破坏：渗流作用下的孔隙介质结构的改变，又称渗透变137

在渗流场认识清楚以后，渗流的安全判断成为比较容易的问题。评判方法：破坏指标、设计条件、工程类比等。1大坝渗流安全概要

1.5渗流安全评判在渗流场认识清楚以后，渗流的安全判断成为比较容易138

安全：在设计条件下基础和结构不发生渗流破坏，渗流对结构影响是有限和可接受的，并将渗流量控制在可接受的范围内。控制：“上堵下排”原则，上堵措施有防渗体和防渗结构，下排措施有排水体和反滤保护措施，通过这些措施将大坝渗流控制安全范围。1大坝渗流安全概要

1.6大坝渗流安全与控制安全：在设计条件下基础和结构不发生渗流破坏，渗流1392.1概述2.2巡视检查2.3坝体渗流压力观测2.4坝基渗流压力观测2.5绕坝渗流观测2.6渗流量观测2.7监测的自动化问题2大坝渗流安全监测2.1概述2大坝渗流安全监测1402大坝渗流安全监测相关技术标准：

《土石坝安全监测技术规范》（SL60-94）

《土石坝安全监测资料整编规程》（SL169-96）

《混凝土坝安全监测技术规范》（DL/T5178-2003）《混凝土大坝安全监测技术规范(试行)》(SDJ336-89)2大坝渗流安全监测相关技术标准：1412.1.1渗流安全监测的目的和意义

1）监控工程安全运行

2）改进工程建设技术2土坝渗流安全监测

2.1概述2.1.1渗流安全监测的目的和意义2土坝渗流安全监测

21422.1.2渗流安全监测项目及要求必设项目：1）巡视检查

2）渗流量观测选设项目：①坝体渗流压力②坝基渗流压力③绕坝渗流观测2土坝渗流安全监测

2.1概述2.1.2渗流安全监测项目及要求2土坝渗流安全监测

21432.1.3监测设备设置阶段

1）施工期设置：有利于初次蓄水监测，有利于设置此后无法安装的设备（如铺盖和斜墙底部，截水墙后、观测廊道等），设备布置和安装位置准确。

2）运行期增设：因监测设施缺损，更新改造需要，可以在运行期设置，安装时不能危害性影响大坝渗流控制措施。2土坝渗流安全监测

2.1概述2.1.3监测设备设置阶段2土坝渗流安全监测

2.1概1442.1.4观测项目与观测频次2土坝渗流安全监测

2.1概述观测项目建筑物级别观测频次（次数/月）ⅠⅡⅢ施工期初蓄期运行期巡视检查*必设必设必设10～430～84～2渗流量必设必设必设10～430～106～3坝基渗流压力必设必设选坝体渗流压力必设必设选绕坝渗流必设选选*注：巡视检查不受上述限制，有条件可多做一些巡视检查，尤其是汛期、高水位期、水位升降期应加密频次，加强巡视检查。2.1.4观测项目与观测频次2土坝渗流安全监测

2.11452.2.1巡视检查的重要性巡视检查是对设备监测在空间和时间不足上的补充，实践表明：很多渗流险情首先是巡视检查发现的，国外经验：大坝安全管理中巡视检查工作非常重要。2土坝渗流安全监测

2.2巡视检查2.2.1巡视检查的重要性2土坝渗流安全监测

2.2巡1462.2.2巡视检查的重点

1）坝体：裂缝、兽洞、蚁穴等影响渗流安全的隐患。

2）下游：散浸、出水点、集中渗水、塌陷隆起等，翻砂冒水、混水等。

3）上游：凹陷、塌坑等，水面漩涡、漏水声等，必要时做水下检查。

4）建筑物接触部位的渗流进出口。2土坝渗流安全监测

2.2巡视检查2.2.2巡视检查的重点2土坝渗流安全监测

2.2巡视1472.3.1观测目的及内容

1）监控观测断面坝体的渗流安全变化。

2）了解防渗排水措施的工作效能。

3）掌握观测断面的坝体压力分布。

4）确定断面上浸润线位置。

5）监控穿坝建筑物渗流安全。2土坝渗流安全监测

2.3坝体渗流压力观测2.3.1观测目的及内容2土坝渗流安全监测

2.3坝1482.3.2观测布置

1）横断面布置：最大坝高处、地形或地质条件复杂坝段，一般不少于三个，尽量与变形等断面结合。

2）观测孔布置：根据坝型结构及渗流场特征设3~4个，不少于上游、中游、下游三个。

3）观测点布置：根据坝高、地层和渗流场特征，在不同高程上布置1~3个。如下示意。2土坝渗流安全监测

2.3坝体渗流压力观测2.3.2观测布置2土坝渗流安全监测

2.3坝体渗流149

均质坝斜墙坝

宽心墙坝窄心墙坝

坝体渗流压力观测布置示意图

1502.3.3观测设备

1）设备有测压管、孔隙水压力计两类。

2）高坝、渗透系数小和压力变幅小的土层不宜测压管，测压管管径不宜大，渗流急变区的花管段不宜长、测点不宜少。

3）观测设备的考证资料要准确，孔口要防雨水，数据采集设备要定期校验。

4）造孔要干钻，反滤和分段止水要可靠。2土坝渗流安全监测

2.3坝体渗流压力观测2.3.3观测设备2土坝渗流安全监测

2.3坝体渗流151钢弦式孔隙水压力计结构示意图钢弦式孔隙水压力计结构示意图1522.4.1观测目的及内容：

1）监控观测断面坝基的渗流安全变化。

2）了解防渗排水措施的工作效能。

3）掌握透水地基的渗压力大小及其分布。

4）监控穿坝建筑物渗流安全。

5）坝基范围包括天然岩土层，深入坝基的防渗排水设施等。2土坝渗流安全监测

2.4坝基渗流压力观测2.4.1观测目的及内容：2土坝渗流安全监测

2.41532.4.2观测布置

1）横断面布置：取决于地层结构、地质构造，断面数一般不少于3个，应顺流线方向布置，或与坝体渗流压力观测断面相重合。

2）观测孔布置：根据建基面轮廓、坝基地质条件、防渗和排水型式，一般不少于3个。

3）观测点布置：一般在不同高程布置1~2个。如下示意。2土坝渗流安全监测

2.4坝基渗流压力观测2.4.2观测布置2土坝渗流安全监测

2.4坝基渗流154

坝基渗流压力观测布置示意图2土坝渗流安全监测

2.4坝基渗流压力观测坝基渗流压力观测布置示意图2土坝渗流安全监测

2.4坝基1552.4.3观测设备

1）与坝体观测一样，设备有测压管、孔隙水压力计两类，设备选用原则也同。

2）一般选用与坝体观测一样设备，便于观测。一般坝基观测对测压管的限制放宽。2土坝渗流安全监测

2.4坝基渗流压力观测2.4.3观测设备2土坝渗流安全监测

2.4坝基渗流1561）目的：监控结合面渗流安全，了解绕渗对大坝渗流的影响，掌握坝肩地层渗流安全。

2）布置：一般在结合面和外围布置1~3断面，沿结合面和流线方向布置。

3）设备：一样的渗流压力观测设备。2土坝渗流安全监测

2.5绕坝渗流观测1）目的：监控结合面渗流安全，了解绕渗对大1572.6.1重要性渗流量是反映渗流场状态的另一大基本要素，是反映渗流安全问题最直观、灵敏和综合的因素，对防渗体工作状况反映最全面及时，很多工程变化在渗流压力观测判断还不够明确时，渗流量反映已相当明显。2土坝渗流安全监测

2.6渗流量观测2.6.1重要性2土坝渗流安全监测

2.6渗流量观测1582.6.2观测项目有流量和水质两个方面观测指标，前者是任何工程等级的工程都应该观测的项目，土石坝更是必不可少。水质观测又可包括透明度、温度和化学成分观测。2土坝渗流安全监测

2.6渗流量观测2.6.2观测项目2土坝渗流安全监测

2.6渗流量观测1592.6.3观测设备根据渗流量大小和汇集条件选用方法设备：

1）容积法：流量小于1L/s时宜采用容积法。

2）量水堰法：流量在1～300L/s之间时宜采用量水堰法。

3）测流速法：当流量大于300L/s或受落差限制不能设量水堰时，可用测流速或典型断面水位的方法。2土坝渗流安全监测

2.6渗流量观测2.6.3观测设备2土坝渗流安全监测

2.6渗流量观测1602.6.4渗流量观测布置原则

1）根据坝型和坝基地质条件、渗漏水出流和汇集条件，及所采用的测量方法等确定。

2）对坝体、坝基、绕渗及导渗（含减压井和减压沟）的渗流量，应分区、分段进行测量。

3）对明流和潜流尽可能完全测量，有条件的工程宜建截水墙或观测廊道。透水层深厚不能观测是应在下游顺水流方向做地下水位观测。

4）所有集水和量水设施应避免客水干扰。2土坝渗流安全监测

2.6渗流量观测2.6.4渗流量观测布置原则2土坝渗流安全监测

2.61612.6.5量水堰的设置注意问题

1）量水堰应设在矩形断面排水沟的直线段，槽底和侧墙不漏水；

2）堰板与侧墙和水流方向垂直，堰板平正，堰口水平；

3）堰上水流为自由出流形式，不受其它（杂物）干扰；

4）量水堰考证资料准确，存档备查。2土坝渗流安全监测

2.6渗流量观测2.6.5量水堰的设置注意问题2土坝渗流安全监测

2.61621）传统监测方式：测压管、量水堰，人工

2）电测遥测方式：传感器，集中遥测

3）自动化监测系统：传感器，测控单元（MCU），计算机，数据采集与处理系统

4）监测自动化问题：工程情况，管理需求，新建和改造2土坝渗流安全监测

2.7监测的自动化问题1）传统监测方式：测压管、量水堰，人工2土坝渗1633.1简述3.2原始资料及考证资料3.3观测资料整编3.4渗流观测资料分析3.5渗流观测综合分析3渗流监测资料整编分析3.1简述3渗流监测资料整编分析1641）渗流监测是监控大坝安全运行的重要