汾河太原城区治理南延伸段渗流特性试验研究
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收稿 日期 :0 卜 O — 7 2 1 9 2
产一 水力坡 降。
因为环 内水深很小 , 渗流路径可以忽略不计 , 相对 此时渗流 水头与渗流路径相 等。渗透系数 k 求 值即可。
2 试 验成 果
21 测 点 布 置 .
运行具有重要的指导意义。 1 试验条件 11 土质条件 .
l I
I I
l
l
● l
图 1 试 验装置示■ 图
保持 内外 环水 面齐平。试 验开始时 , 注入初始水 量 , 内外环针 到 尖所示 高度 , 内外环水位保持一致 。在试验过程 中 , 使 始终保持 内环 内及 内外环之间 2 m水深 , 3c 以保证 内环在测定区域 为垂 直入 渗。每一 时间间隔内 , 水位下 降后 , 立即加水到针尖所示高 度 。记录加水 量 , 降水时长。所测各时间段内 , 同一时长 , 加水数 值彼 此相 差很 小时 , 试验 即可结束 。这 时土层饱 和至一定深度 , 饱 和土层 的水流量控制了进入土层水 的人渗流量 q, 使土层 的人 渗流量 达到一个常量 ,即单 位时间内 ,通过单位面积 的水量不
7 2 7.8 9 .1 25
d 001 d 0.0l =. = ( )
2 . 20 4O .0 3 . 30 418 .8 3 .8 06 2 . 0O 81 . 3 . 35
2 . 41 315 .
8 1 .0 .6 0 02 17 0 0 0 7 .6 .0 4 l.1 2 1 1 8 00 0.7 . 014 00 22 .0 7.7 0 O H 2 8 .0 09 4. 0 0 5 . 013 9.7 0 0 0l 9 .0 6
山西科技
S N I CE C N E H O O Y HA X I N EA D T C N L G S
21 年 01
第 2 6卷
第 6期
●应 用 技 术
= 太原 城 区治 理 南 延 伸 段 渗 琉 特 性 试 验 研 究 分河
高恩 恩
( 太原理工大学水利学院, 山西太原 ,304 00 2 )
生了重要作 用。
一
● ,
/
.
.
吕
0 n
’ 蹦K一
ll Il ll ll
1 m 5e 2 m 6e 1 m 5o 0
^
山西属严 重缺水地 区 , 在二期工 程投资 、 设计 方面 , 防渗 问 题成为影响本蓄水工 程的关键技术 问题之一 。在工程建设 前 , 受 设计单位委托对该河段 内的渗流特性 进行 了试验研究 。通过试 验确定各点 的渗 流系数 k值 , 配合颗粒级 配试验 , 出其对应关 找 系 。为工程设计提供可靠的试 验数 据 , 同时对工程的施工与管 理
中图分类 号 :V 2 T 52 文献标识码 : A 文章编号 :0 4 6 2 (0 10 — 0 7 0 10 — 4 9 2 1 )6 0 9 — 2
汾河太 原城 区段治理美化二期工程南 延伸段 ,在一期 工程 建成的基础上 ,由南 内环桥 向南延伸 3 m,至南 中环桥下游 .k 7 70 0 。工程包括河道整治 、 m处 雍水橡胶 坝 、 蓄水池 防渗 与防冲 、 两岸排污涵管等 。该工程 的建设进一 步改善 了太原 市的生态环 境和人居 环境 , 对净 化空气 、 除水 体污染 、 消 调节 局部小气 候产
变。根据 达西定律 :
本次试验地点在 汾河南 内环桥至南 中环桥 河道段二级 台地 上, 土质 为汾河河 漫滩 冲积物 , 多数为细 沙土及粘 壤土 , 部分 地 方为建筑垃圾等 回填土。土层含水 率较 大 , 符合工程完工后蓄水
时实际情况 。
12 试 验设 备 .
本次试验测量 河道渗流系数使用双套 环法 。双套环 法是测 试原状土饱 和导水率 的一种方法 , 用来确定 土层的入渗能力 。 试验 装置如图 1 所示 。该设备 由内外环及测针组成 , 内环直径 2 m, 6c 高 3 m, 0c 外环直径 5 l, 3 6CI高 0a T m。
8 .5 72
2 . 0.o ) 9 9O 0 (7
验研 究[ ] J. 水利学报 ,0 9 5 :3 — 3 . 2 0 ( )6 0 64
21年 01
第2卷 6
第 6期
本次试验在左右岸的二级 台地上布置 了 9个测点 , 每个点距
离 约 1 m, . k 每点平行 布置 3组试验 , 2 每组之间距离 为3~4r 。 l f
从 试验数 据分 析 ,可得 出汾河本次试验段河道 渗流特性有
如下特点 : () 1 渗透系数 k值在 O0 00 m s 00 2 m s . 2c / 到 . / 之间 , 0 0c 且主 要分 布在 00 01 u s 0 0 m s 问。 . cf 到 . 1 /之 0 0 c () 2 渗透系数 k值受 表层土样颗粒性质的影响较大 。 从颗粒
13 试 验 方 法 .
— —
Q : M生
L
kH I
: :
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 ̄H : 2k 一J
A
式中 :
— —
渗流量 ; 内环垂直断面上的平 均渗透速度 ; 渗透系数 ;
在选择好 的试 验点上 , 除去 表层 浮土及杂草 , 下挖 3 m, 0e 整 平 , 内外环 打入土中。打入时不得扰动 内环 内的土 , 持其原 将 保 状 土。内外环露出地面 5 1 m, 内外环两侧设置一测针 , 0e 在 以
1 . 3 D0 0 1 0 4 .0 1 7 6 0.o .2 o O2
参 考文 献
9 .9 99 9 .5 99 S 9 9 .7 98 9 .7 99 S 7 9 .8 98
9 .4 99 9 .2 99 S 5
[ ] 郭彩 华 . 1 汾河 南 内环桥—— 南 中环桥 河道 土壤稳 定入 渗 率 变化规律 的试验研 究[]太原理 工大学学报 ,0 8 2 : J. 20 ( )
处理 。
1o o 9 .9 98
S 8 9 . 996 9 .6 98
9 .8 99
S 6
9. 9 91 9. 9 91 9 .6 95 9 . 93 9 .5 98 9 .5 96
9 7 9.5 9 2 9.6
9. 942 9 .4 94 9 .7 51 9 -1 52 9 .l 73 9 .8 51
图 2 实验布置简图
土样 中粒径 <0 0 m的百分数越 大, . 1 0 m 土样 渗透 系数越小 。 () 3 试验表 明 , 值 的大小不仅与 土样颗粒级 配有关 ,还 与 k
地表土层的质地 、 结构 、 含水量等有关 , 土层结构越疏松 , 即干 容 重越小 , 经验 入渗 系数 k值越 大。其原 因是 , 疏松 土体单位体积
9 ・ 7
作 者 简介 : 高恩 恩 , ,9 3年 出生,9 4年毕 业 于太原理 男 15 18
工大学, 高级工程师 ,3 0 4 山西省太原市 002 ,
・
山西科技
S A X CE C N E HN L G H N I IN EA DT C O O Y S
23 成 果 分 析 .
1 —1 . 71 73
[ ] 侯 慧敏 , 不 同土壤 结构对渠道输水损 失的影响研 究[ ] 2 等. J.
甘 肃 科技 ,0 9 4 :4 4 . 2 0 ( )4 — 7
[ ] 李红星 , 3 樊贵盛. 影响非饱和土渠床入 渗能力主导 因素的试
9 .9 96
9 736
9 36 7
d =1
9 . 94
S 4
力小 , 因而在单位势梯度下 土层水分通量 大 , 则人渗 率或入渗流
量大 。而对于密实 土层 , 度大空隙小 , 隙尺度小 , 密 空 空隙严重弯
曲, 连通性差 , 位势梯度下水 分通量小 , 单 则入 渗率或入 渗流量
k c /) ( m s
就小 。
6.2 0 0 2 2 4 . 0 9. 0 o 07 9 .o 9
() 4 因为试验场地受到人 为的破坏 , 部分试验点上有较厚 的 建筑垃圾 , 对本次试验数据影响较大 。
3 结 论
10 0 S 2
S 3
9 9 9.9 10 o 9 .4 99 9 .9 99
本次试验所受 的影响因素 比较多 ,特别是 对试验点表层物 的性质十分敏感 。但只要试验点选择得 当、 典型 , 试验数据经过
S0 l
分析后 , 作为工程设计 、 施工的依据具有 足够 的准确度和精度。 从本次试验研究的数据上看 , 汾河河道的渗透系数过 大 , 蓄 水时渗透损失是本工程主要投资控制 因素之一 ,必须对此进行
d 05 = .
9 . 54 9 . 97 9 .l 99 9 .9 97 9 . 92 9 .2 99 9 .9 97 9 .5 95
9 .7 96 9 .6 94
d 0. = 1
7 0 7. 3 2 5- 9 3 9. 9. 878 8 9 4.9 9. 151 6 .8 61 9 O 4.3
密度小 , 隙率大 , 孔 空隙尺度大 , 连通性好 , 对其 中运 动流体的阻
2 2 试 验 成 果 .
在试验 的同时对 各试 验点取样 ,所取土样按 国家水 利部土 工试验标准规 范进行 了颗粒分析试验 。经 过计算 的渗透系数 k 值 与颗粒级配之间的对应关系见表 l 。
表 1 土样颗粒级配与渗透系数对应关系表 点 号 组 小于粒径 d m 的土质量百分数 ( ( m) %)
分析数据可知 , 所采集土样 的颗粒各粒径含量相差不 大。其 中渗
透系数较大 的有 S 点第一 、二组 和 S , 点第二 组 ,渗透 系数在
0 0 m s . 1 / 以上 ,它们的共 同特点是粒径<01 i 0 c .H m的土样<8%。 5
蠹 o o。 o Q 觋 S S S S h 竺1—— :—4: .\二盛 ——- —+— 竺 {堕墅 — —- — — — :—. : 竺h — —— \ — — — .— ・ — — — 二=
摘 要 : 河 太 原 城 区段 治 理 美化 二 期 南延 伸 段 , 南 内环 桥 向 南延 伸 37k 汾 由 . m。 试 验 时 为 原 始
河道 , 土质 为细沙土 , 分为回填土 。试 验应用双套 环法测试 土层的饱和 导水率 , 部 确定 土层的入渗特 性。并建 立入 渗特性与颗 粒级配之 间的对应 关 系, 为工程设计提供 可靠 的试验数据 . 同时对工程的施 工与管理运行具有 重要 的指导 意义。 关键 词 : 汾河治理美化 ; 双套环 ; 流特性 渗
9 .4 65 8 .2 96
2 . 4O 215 . 3 . 65 319 . 3 . 3O 2 2 9_
2 0 5. 1 0 6.
1 3 0 0 00 0.4 .0 6 86 [0 00 5 .5 1 0 3 1 2 00 03 4- 8 . 0 3 00 03 .0 1 1 O 0. 0 0.2 0 06 H 2 O 4. 0 0 0 1 .0 3
在 汾河 左岸布置 4 , 为 s, ,, 点 , 点 分别 。S, 。 右岸布置 5 , S S 点 分
别为 S, S, S, 图 2所示。 s, S, 如
1 2km 1 2 k . . m 1 2 k f . r l oS4 OS 2 OS 3 OS 0 1
产一 水力坡 降。
因为环 内水深很小 , 渗流路径可以忽略不计 , 相对 此时渗流 水头与渗流路径相 等。渗透系数 k 求 值即可。
2 试 验成 果
21 测 点 布 置 .
运行具有重要的指导意义。 1 试验条件 11 土质条件 .
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图 1 试 验装置示■ 图
保持 内外 环水 面齐平。试 验开始时 , 注入初始水 量 , 内外环针 到 尖所示 高度 , 内外环水位保持一致 。在试验过程 中 , 使 始终保持 内环 内及 内外环之间 2 m水深 , 3c 以保证 内环在测定区域 为垂 直入 渗。每一 时间间隔内 , 水位下 降后 , 立即加水到针尖所示高 度 。记录加水 量 , 降水时长。所测各时间段内 , 同一时长 , 加水数 值彼 此相 差很 小时 , 试验 即可结束 。这 时土层饱 和至一定深度 , 饱 和土层 的水流量控制了进入土层水 的人渗流量 q, 使土层 的人 渗流量 达到一个常量 ,即单 位时间内 ,通过单位面积 的水量不
7 2 7.8 9 .1 25
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21 年 01
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中图分类 号 :V 2 T 52 文献标识码 : A 文章编号 :0 4 6 2 (0 10 — 0 7 0 10 — 4 9 2 1 )6 0 9 — 2
汾河太 原城 区段治理美化二期工程南 延伸段 ,在一期 工程 建成的基础上 ,由南 内环桥 向南延伸 3 m,至南 中环桥下游 .k 7 70 0 。工程包括河道整治 、 m处 雍水橡胶 坝 、 蓄水池 防渗 与防冲 、 两岸排污涵管等 。该工程 的建设进一 步改善 了太原 市的生态环 境和人居 环境 , 对净 化空气 、 除水 体污染 、 消 调节 局部小气 候产
变。根据 达西定律 :
本次试验地点在 汾河南 内环桥至南 中环桥 河道段二级 台地 上, 土质 为汾河河 漫滩 冲积物 , 多数为细 沙土及粘 壤土 , 部分 地 方为建筑垃圾等 回填土。土层含水 率较 大 , 符合工程完工后蓄水
时实际情况 。
12 试 验设 备 .
本次试验测量 河道渗流系数使用双套 环法 。双套环 法是测 试原状土饱 和导水率 的一种方法 , 用来确定 土层的入渗能力 。 试验 装置如图 1 所示 。该设备 由内外环及测针组成 , 内环直径 2 m, 6c 高 3 m, 0c 外环直径 5 l, 3 6CI高 0a T m。
8 .5 72
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第2卷 6
第 6期
本次试验在左右岸的二级 台地上布置 了 9个测点 , 每个点距
离 约 1 m, . k 每点平行 布置 3组试验 , 2 每组之间距离 为3~4r 。 l f
从 试验数 据分 析 ,可得 出汾河本次试验段河道 渗流特性有
如下特点 : () 1 渗透系数 k值在 O0 00 m s 00 2 m s . 2c / 到 . / 之间 , 0 0c 且主 要分 布在 00 01 u s 0 0 m s 问。 . cf 到 . 1 /之 0 0 c () 2 渗透系数 k值受 表层土样颗粒性质的影响较大 。 从颗粒
13 试 验 方 法 .
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渗流量 ; 内环垂直断面上的平 均渗透速度 ; 渗透系数 ;
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1 . 3 D0 0 1 0 4 .0 1 7 6 0.o .2 o O2
参 考文 献
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[ ] 郭彩 华 . 1 汾河 南 内环桥—— 南 中环桥 河道 土壤稳 定入 渗 率 变化规律 的试验研 究[]太原理 工大学学报 ,0 8 2 : J. 20 ( )
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S 8 9 . 996 9 .6 98
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图 2 实验布置简图
土样 中粒径 <0 0 m的百分数越 大, . 1 0 m 土样 渗透 系数越小 。 () 3 试验表 明 , 值 的大小不仅与 土样颗粒级 配有关 ,还 与 k
地表土层的质地 、 结构 、 含水量等有关 , 土层结构越疏松 , 即干 容 重越小 , 经验 入渗 系数 k值越 大。其原 因是 , 疏松 土体单位体积
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作 者 简介 : 高恩 恩 , ,9 3年 出生,9 4年毕 业 于太原理 男 15 18
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[ ] 李红星 , 3 樊贵盛. 影响非饱和土渠床入 渗能力主导 因素的试
9 .9 96
9 736
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力小 , 因而在单位势梯度下 土层水分通量 大 , 则人渗 率或入渗流
量大 。而对于密实 土层 , 度大空隙小 , 隙尺度小 , 密 空 空隙严重弯
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分析后 , 作为工程设计 、 施工的依据具有 足够 的准确度和精度。 从本次试验研究的数据上看 , 汾河河道的渗透系数过 大 , 蓄 水时渗透损失是本工程主要投资控制 因素之一 ,必须对此进行
d 05 = .
9 . 54 9 . 97 9 .l 99 9 .9 97 9 . 92 9 .2 99 9 .9 97 9 .5 95
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d 0. = 1
7 0 7. 3 2 5- 9 3 9. 9. 878 8 9 4.9 9. 151 6 .8 61 9 O 4.3
密度小 , 隙率大 , 孔 空隙尺度大 , 连通性好 , 对其 中运 动流体的阻
2 2 试 验 成 果 .
在试验 的同时对 各试 验点取样 ,所取土样按 国家水 利部土 工试验标准规 范进行 了颗粒分析试验 。经 过计算 的渗透系数 k 值 与颗粒级配之间的对应关系见表 l 。
表 1 土样颗粒级配与渗透系数对应关系表 点 号 组 小于粒径 d m 的土质量百分数 ( ( m) %)
分析数据可知 , 所采集土样 的颗粒各粒径含量相差不 大。其 中渗
透系数较大 的有 S 点第一 、二组 和 S , 点第二 组 ,渗透 系数在
0 0 m s . 1 / 以上 ,它们的共 同特点是粒径<01 i 0 c .H m的土样<8%。 5
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摘 要 : 河 太 原 城 区段 治 理 美化 二 期 南延 伸 段 , 南 内环 桥 向 南延 伸 37k 汾 由 . m。 试 验 时 为 原 始
河道 , 土质 为细沙土 , 分为回填土 。试 验应用双套 环法测试 土层的饱和 导水率 , 部 确定 土层的入渗特 性。并建 立入 渗特性与颗 粒级配之 间的对应 关 系, 为工程设计提供 可靠 的试验数据 . 同时对工程的施 工与管理运行具有 重要 的指导 意义。 关键 词 : 汾河治理美化 ; 双套环 ; 流特性 渗
9 .4 65 8 .2 96
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在 汾河 左岸布置 4 , 为 s, ,, 点 , 点 分别 。S, 。 右岸布置 5 , S S 点 分
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