某人工湖渗漏评价研究

林有超

摘要：该建筑场地位于钦州市北部湾国际建材商贸城斜对面，金海湾大道南侧，整个景观园林工程绕湖而建。本文结合勘察报告，进行渗漏分析，并进行了相关计算，为渗漏治理提供依据。

关键词：人工湖；渗漏量；计算

一、 引 言

该建筑场地位于钦州市北部湾国际建材商贸城斜对面，金海湾大道南侧，整个景观园林工程绕湖而建。工程总占地面积546052.34m2，其中水面面积414791m2，此外还有道路13792m2，广场24416m2，停车场5268m2。低矮的建筑物，包括码头管理房、餐厅、管理服务用房、茶室和咖啡厅等仅是1～2层，建筑占地面积3007.4m2。

勘察报告显示，场地中渗透性较强的土层有填土层与粉砂层等。人工湖能否保持稳定的水位，是该景观工程成功建设的重要保证，因此，查清白石湖场地各岩土层的渗透特性，并对场地进行渗透性评价尤为重要。因此，进行本工程的渗漏评价略显缺乏依据和针对性。因此本论文进行相关渗漏计算研究。

二、渗漏评价

结合“勘察报告”和现场渗透试验对现场各岩土层的评价如下：

（1）素填土①渗透系数在1.22×10-6 cm/s～2.08×10-3cm/s之间，为中等透水性。

现场素填土主要分布在湖区西北面，沿湖岸分布较少，由于其渗透系数较大，对人工湖的渗漏有一定的影响。

（2）淤泥质土②渗透系数在1.24×10-5 cm/s～2.48×10-4cm/s之间，为弱～中等透水性。现场淤泥质土局部分布，对人工湖的渗漏影响较小。

（3）粉砂③渗透系数在7.51×10-5cm/s～5.81×10-3cm/s之间，为中等透水性。现场粉砂主要分布在湖区东北面，由于其渗透系数较大，对人工湖的渗漏影響较大。

（4）粘土④渗透系数在2.62×10-5cm/s～2.91×10-5cm/s之间，为弱透水性，可以视为良好的不透水层。现场粘土分布很少，对人工湖的渗漏影响很小。

（5）全风化泥岩⑤的渗透系数在1.76×10-5cm/s～2.74×10-5cm/s之间，为弱透水性，可以视为良好的不透水层。现场全风化泥岩分布不连续，对人工湖的渗漏影响很小。

（6）强风化泥岩⑥渗透系数在1.38×10-5cm/s～2.24×10-4cm/s之间，为弱～中等透水性。现场强风化泥岩分布不连续，对人工湖的渗漏影响较小。

（7）中风化粉砂质泥岩⑦渗透系数为4.94×10-5cm/s，为弱透水性，为良好的隔水层。该岩层全场分布，对人工湖的渗漏影响很小。

从土层渗透性来看，粉砂和素填土渗透性最强，对白石湖的渗漏影响比较大。

湖岸大部分为回填区域，最大回填厚度达1.50m，回填过程，若不注意防渗将对白石湖的蓄水能力造成很大的影响。

三、渗漏区域分析

人工湖渗漏是指人工湖蓄水后，湖水沿岩石的孔隙、裂隙、断层、溶洞等向湖岸分水岭外的沟谷低地渗漏，分为岸区渗漏和湖区渗漏。

“勘察报告”显示，地下稳定水位较高，埋深在0.40～3.40m，水量较大，而白石湖底设计最低高程为0.5m。基岩即中风化粉砂质泥岩埋深较浅，所以湖水不会向湖底渗漏，只是当人工湖蓄水时，先要饱和基岩上覆的松散沉积物，这部分损失的水不会漏失到人工湖以外，对人工湖的蓄水能力也是没有多少影响，只是在一定程度上延缓了人工湖蓄满水的时间。蓄水后湖水渗漏通道主要通过湖底透水层侧向渗漏，所以，本研究只考虑湖岸渗漏而不考虑湖区渗漏。

四、渗漏量估算

白石湖设计常水位为4.5m，湖底最低高程为0.5m，地下稳定水位埋深在0.40～3.40m。根据“勘察报告”，不透水层即中风化砂质泥岩层的平均埋深取-3.0m，地下稳定水位高程取0.5m计算，即白石湖的设计常水位与地下水位的水头差为4.0m。在渗漏量计算中，认为湖岸回填区域防渗效果良好，不影响湖水渗漏，只考虑湖岸-3.0m～4.5m高程范围内岩土层的侧向渗透情况。

依据本场地水文地质条件，白石湖渗漏量采用《流体力学》推荐的达西渗透定律进行计算。

Q渗透= K×A×（ΔH/L）

根据现场渗透试验，按较不利情况进行计算。各岩土层渗透系数K取值如下：K素填土=2.08×10-3cm/s，K粉砂=5.81×10-3cm/s，K淤泥质土=2.48×10-4cm/s，K强风化泥岩=2.24×10-4cm/s；各土层过水面积A按表4统计取值，水头损失ΔH计算时，湖内水位高程取设计常水位高程即4.5m，地下水位高程取0.5m，故ΔH=4.0m；现场地势较为平坦且地下水位起伏不大，参照《基坑降水手册》中渗透的影响半径经验值，根据岩性和颗粒直径确定影响半径，颗粒越小，影响半径越小，粉砂的影响半径为25～50m，而湖岸过水界面多为强风化泥岩，组成粒径比粉砂小，综合考虑渗透路径L取10 m则渗漏计算偏于安全且取值合理。

五、结论

通过以上计算得出，在不防渗情况下湖区总渗漏量为Q总=1617.35m3/d，虽然强风化泥岩为弱～中等透水性，但其过水面积很大，因此湖水透过强风化泥岩渗漏量为Q强风化泥岩=880.96m3/d，占总渗漏量的54.47%，湖水透过粉砂层渗漏量为Q粉砂=628.50m3/d，占总渗漏量的38.86%。若不进行防渗治理，湖面水位的下降量约为0.005m/d。经计算，防渗治理后湖面水位下降量约为0.003m/d左右。一般地，人工湖的防渗验收标准为小于或等于0.015m/d，因此，采取防渗处理后能达到人工湖的蓄水要求。

参考文献

[1] 张彬，李亚玲，崔亦浩，毕明宇. 基于MODFLOW渗流分析的景观湖防渗方案优化研究[A]. 第三届全国岩土与工程学术大会论文集[C]. 2009

[2] 于卫，王晓娟. 水利设计与园林设计结合的实例——记北京植物园水系工程[A]. 2003年全国城市水利学术研讨会论文集[C]. 2003