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淺淡水庫庫岸地下水位壅高值的非穩定流計算方法

文檔作者：張啟兵文檔來源：安徽省水利水電勘測設計院勘測分院		更新日期： 2026年07月16日	點擊數：
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低碳技術 LoW CARBoN WoRLD 20l6f4
淺淡水庫庫岸地下水位壅高值的非穩定流計算方法
張啟兵(安徽省水利水電勘測設計院勘測分院，安徽蚌埠233000)
【摘 要】水庫浸沒評價是水庫設計的一項重要內容。浸沒評價主要是通過比較水庫蓄水后的地下水回水深度與當地浸沒地下水埋深臨界值
的大小來確定是否存在浸沒問題。水庫庫岸地下水位壅高值是水庫浸沒評價的重要參數，其計算方法有多種，其中解析法分為穩定流計算方法
和非穩定流計算方法。本文主要結合某水庫的浸沒評價實例采用非穩定流計算方法來計算庫岸地下水位的壅高值，從而得出地下水回水深度。
【關鍵詞】水庫；浸沒；地下水位壅高；解析法；非穩定流
【中圖分類號】P641．2 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095—2066(2016)12—0086—02
1 刖舌
某水庫工程位于江淮分水嶺北部．其建設的主要任務是
供水和灌溉，兼顧防洪等綜合利用。水庫總庫容為1．3O億m3，
水庫正常蓄水位43．0m，常水位42．5m。工程規模為大(2)型，
工程等別為Ⅱ等，主要建筑物等級為2級。洪水標準為100年
一遇設計，2000年一遇校核。設計、校核洪水位分別為44．42m
和45．50m。該水庫為典型的平原水庫．庫區地層主要為粉質
黏土，庫周地地勢較為低緩，易產生浸沒問題，需進行浸沒評
價，判定水庫蓄水后是否會產生浸沒問題。并確定浸沒范圍和
程度。
水庫浸沒評價主要是通過比較水庫蓄水后的地下水回水
水位深度與當地浸沒地下水埋深臨界值的大小來確定是否存
在浸沒問題。如果水庫蓄水后的地下水回水深度小于當地浸
沒地下水埋深臨界值，就會發生浸沒，反之則不發生浸沒?？?
以通過地下水滲流計算出地下水位霍高值， 目前地下水滲流
計算的主要方法有解析法、數值法和電擬法等。本文主要通過
解析法中的非穩定流計算方法來計算庫岸地下水位壅高值。
從而得出庫岸地下水回水水位深度
2地下水位壅高值的非穩定流計算方法
2．1計算公式
當水庫蓄水后，庫水位在較長一段時間可能保持某一定
值不變，此時庫周的地下水位在不同時間和不同位置都會發
生變化。水庫蓄水后，潛水位升高，并向外擴展，經一定時間。
在低凹地區，潛水位可能接近，甚至高出地面，形成一定范圍
的浸沒(圖1)。其地下水位的變化可以表示為：
2 2 2
h
．
=h
．。
+△(h。
． )F( ) (1)
式中：h 為任意時刻任意位置水位；h棚為初始時刻任意
位置水位．其中
△(h2o， )=h ,tBh20，。 (2)
F( )為河渠水位函數。其中
： — 一 a： ．
Kh f31
2、／at
式中：h 為時段始末潛水流厚度的平均值；K為含水層滲
透系數； 為給水度。據式(1)可計算出任意時刻任意斷面的
水位，將水位連接起來就是該時刻的浸潤曲線。
^
／——————、I
一一
、＼
{ 一 ÷u^ 一
＼ ．
— — — — — — —
圖1水庫回水引起的地下水變化示意圖
2．2河渠水位函數F(入)與入的關系確定
從式(1)中可以看出，地下水位壅高值的計算主要是計算
F(x)，而河渠水位函數v(x)與入的值參見《地下水動力學》
(表1)。
表1 與F( )的關系表
F(X) F( ) F( )
O．0316 O．9643 0．2000 0．7731 1．0000 0．1573
0．O40o 0．9549 0．2449 0．729l 1．1400 0．1O69
0．0500 0．9436 0．2828 0．6892 1．2650 0．0736
0．0633 0．9287 O_3162 0．6548 1．3780 0．O513
0．0775 O．9l28 0．40o0 0．5716 1．4830 0．0359
0．0894 0．8994 O．5000 0．4795 1．581O 0．0254
O．1 o()o 0．8875 0．6325 0．37ll 1．643O 0．0202
O．1265 0．8580 0．7716 0．2733 1．7320 0．0143
O．1581 0．8231 0．8944 0．2059 1．7890 0．0l14
從表中可以看出，F( )值隨 的增加而減小，F(k)與 的
值是點對點的關系，在實際過程中所得到的 值不一定在表
中能查到，因此需要通過插值來確定F( )值。為了應用方便，
把F(k)與 擬合函數關系曲線(圖2)，只要確定了 值，就可
以通過它們之間的函數關系計算F( )。圖2中擬合的函數關
系式為：
F(入)=一0．0942X +O．289lh +0．1268 —1．1676k+1．O0 (4)
擬合相關系數為1，表明可以用式(4)計算F(k)的值。
含水層水文地質參數取值：
給水度取值參考表2，考慮到庫區地層主要為粉質黏土。
給水度取值為5％ 。
表2 常見松散者土的給水度(Fetter。1980】
苦毛 給水度 (％) 鼉五 給水度 (％)
名稱 最大 最小 平均 名稱 最大 最小 平均
粘土 5 0 2 粗砂 35 20 27
亞粘土 12 3 7 礫砂 35 20 25
粉砂 19 3 18 細礫 35 2l 25
細砂 28 l0 2l 中礫 26 13 23
申砂 32 15 26 粗礫 26 12 21
滲透系數取值參考浸沒勘察期間的注水和提水試驗結
果，含水層厚度參考地質勘察剖面取值(袁3)。

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