[发明专利]土石坝渗流量监测及计算的流场分析法

权利要求书

1.土石坝渗流量监测及计算的流场分析法，其特征在于，首先测量渗流场中的地下水位分布情况，然后对地下水位进行二维流场分析计算，从而获得流场的总渗流量。

2.根据权利要求1所述的土石坝渗流量监测及计算的流场分析法，其特征在于，地下水位分布情况由测压管测得，测压管的布点方式为矩形点阵。

3.根据权利要求2所述的土石坝渗流量监测及计算的流场分析法，其特征在于，测压管的布点原则为：①、顺主要的水流方向布设不少于三排测点，排间距设计合理，保证相邻两排之间能够形成水力坡降；②、每排宽度的确定以能够基本覆盖过流断面为原则，应在左右两岸坝基开挖轮廓线处布置测点，以便能反映绕坝渗流的影响；③、每排内点间距的确定以相邻两点间的水力坡降合理为原则；④、矩形点阵布置在坝基下游侧接近坝趾部位。

4.根据权利要求1-3任一项所述的土石坝渗流量监测及计算的流场分析法，其特征在于，对地下水位进行二维流场分析计算的具体步骤如下：

(1)、根据各测压管测得的地下水位，得到地下透水层内的渗流场，即两组互相正交的曲线：等水位线和流线；

(2)、取两根相邻的等水位线，将它们中间的区域划分成若干小矩形，计算渗流水在小矩形区域内沿流线方向的水力坡降：矩形区域的一对等水位线上水位分别为h_高和h_低，沿流线方向的边长为L_流，则通过该矩形区域的水力坡降为J＝(h_高-h_低)/L_流；

(3)、根据达西定律，渗流流速V与水力坡降J呈正比，比例系数k为渗透介质材料的固有特性，据此计算流速：V＝k·J；

(4)、根据测压管钻孔时获知的矩形区域处透水层的深度H，结合等水位线的边长L_水，求得过流断面面积：A＝H·L_水；

(5)、流场中通过矩形区域范围的流量为：Q＝A·V；

(6)、重复以上步骤(1)～(5)，将相邻的两个等水位线之间所有小矩形的流量叠加之后即可获得总流量。

5.根据权利要求4所述的土石坝渗流量监测及计算的流场分析法，其特征在于，还包括步骤(7)：等水位线有n根，则重复上述步骤(1)～(6)即可计算出n-1个结果，最终流量监测和计算结果取n-1个结果的平均值。

6.根据权利要求5所述的土石坝渗流量监测及计算的流场分析法，其特征在于，还包括一可视化的电子计算机。