古田溪四级大坝监测资料分析（可编辑）

古田溪四级大坝监测资料分析（可编辑） 古 田 溪 四 级 大 坝 第三次安全定期检查 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 古田溪四级大坝 监测资料分析报告 武汉大学 2009年6月 项目负责人: 何金平、吴云芳(武汉大学水利水电学院) 审查:李珍照 校核:吴云芳 编写: 第一章 何金平 第二章 何金平 第三章 何金平、文富勇 第四章 何金平、李 强 第五章 何金平 第六章 何金平、张 博 第七章 何金平、张 博 第八章 何金平 项目主要参加人员: 李珍照 何金平 吴云芳 彭 华 施玉群 李 强 文富勇 齐文强 张 博 涂圆圆 吴雯娴 逄智堂 马传彬 内容摘要 本报告为古田溪四级大坝第三次安全定期检查的专 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 报告之一。报告对古田溪四级大坝视准线水平位移、垂线水平位移、引张线水平位移、几何水准垂直位移、静力水准垂直位移、坝基测压孔扬压力、总渗流量、坝前淤积等监测项目自测点始测日起至2008年9月底的全部监测资料进行了分析,重点统计分析了2002年1月至2008年9月的大坝监测资料,着重分析了监测量的变化规律、长期趋势性、时空分布规律,建立了人工测值的统计模型,拟定了监控指标,并对监测系统进行了综合评价。 本次资料分析表明:古田溪四级大坝变形、渗流性态基本正常,各监测效应量基本在合理范围内变化,无明显的与大坝结构或坝基状态有关的异常表现。虽然各监测效应量存在不同程度的突变等异常现象,但并不反映大坝在安全方面存在变异。第二次定检以来的2002年~2008年各监测效应量无明显的对大坝安全不利的异常表现。 因此,本次资料分析认为:古田溪四级大坝坝体结构和地基状态正常,古田溪四级大坝属于正常坝。 目 录 第一章 概述„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ „„„1 1.1 工程概 况 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 1.2 监测概 况 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8 1.3 本次监测资料分析的内容和要 求„„„„„„„„„„„„„„„„„„13 第二章 大坝工作条 件 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„18 2.1 上游水位分 析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„18 2.2 下游水位分 析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„20 2.3 坝址气温分 析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„21 2.4 坝址降雨量分 析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„23 第三章 变形监测资料分 析 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„26 3.1 视准线水平位移监测资料分 析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„26 3.2 垂线水平位移监测资料分 析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„40 3.3 引张线水平位移监测资料分 析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„60 3.4 几何水准垂直位移监测资料分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„63 3.5 静力水准垂直位移监测资料分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„85 3.6 变形性态评 价„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„92 第四章 渗流监测资料分析 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„97 4.1 坝基扬压力监测资料分 析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„97 4.2 坝基测压孔扬压水位统计模 型 „„„„„„„„„„„„„„„„„„118 4.3 测压孔扬压水位异常情况分 析 „„„„„„„„„„„„„„„„„„126 4.4 渗流量监测资料分 析 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„129 4.5 渗流性态评 价 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„133 第五章 其他监测资料分 析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„137 5.1 坝前淤积监测资料分 析 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„137 5.2 7#坝段坝顶气温计监测资料分 析 „„„„„„„„„„„„„„„„„143 第六章 监控指标„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„145 6.1 基本原理和方 法 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„145 6.2 采用监控模型法确定古田溪四级监测效应量监控指标 „„„„„„„„148 6.3 采用典型小概率法确定古田溪四级监测效应量监控指标 „„„„„„„155 第七章 监测系统综合评 价„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„158 7.1 监测布置综合评 价 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„158 7.2 观测过程综合评 价 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„159 7.3 人工观测项目精度综合评 价 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„162 7.4 自动化监测系统综合评 价 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„167 7.5 古田溪四级大坝重点监测项 目 „„„„„„„„„„„„„„„„„„172 7.6 监测系统综合评价结 论 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„172 第八章 结论„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„174 8.1 分析结 论 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„174 8.2 古田溪四级大坝安全评 价 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„176 8.3 存在的问题和建 议 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„176 致 谢„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„174 第一章 概 述 1.1 工程概况 古田溪四级(宝湖)水电站位于福建省古田县境内,坝址以上流域面积为1722.1km2,区间流域面积为25 km2,多年平均流量为60m3/s,总库容为840万m3,属于日调节水库;电站装机2台,总装机容量3.8×104kW,多年平均发电量1.342×108kWh。 水电站枢纽主要建筑物包括拦河大坝、溢洪道、坝后厂房、进水口、引水管道及开关站等。整个坝体由13个坝段组成,从右岸到左岸依次编号为1#~13#,其中位于河床部位的4个坝段(4#~7#)为溢流坝段(有闸门控制的溢洪道),8#、9#坝段为引水坝段,10#坝段为腹孔坝段,其它为挡水坝段,坝段宽10.0~17.5m。 大坝主要建筑物为3级建筑物;设计标准采用50年一遇洪水设计,200年一遇洪水校核。大坝正常高水位为100.00m;设计洪水位为102.20m,相应下游水位75.90m;校核洪水位为104.00m,相应下游水位77.00m。溢洪道长45m,为闸门控制泄流,堰顶高程90.5m,其最大泄洪能力为4420m3/s。 古田溪四级水电站总平面布置图见图1-1,下游立视图见图1-2,宽缝重力坝?水坝段剖面图见图1-3,大坝溢洪道剖面图见图1-4,大坝厂房坝段剖面图(引水管蜗壳中心线剖面图)见图1-5。 古田溪四级大坝于1958年10月开始地质勘察,1959年11月提出初设报告,随即投入施工,1960年7月停建进行补充勘探工作,1965年5月复工,1970年4月 22日首次下闸蓄水,1972年12月24日竣工。 古田溪四级大坝坝址位于急剧深切峡谷中,两岸地形对称,坡度皆在40?左右,河床从西北流向东南。沿河两岸临水段处,基岩出露较多,具体地质情况见图1-6。坝址区出露的岩层单一,均属于中生代白垩系流纹斑岩,呈灰黑至青灰色,矿物成分以长石和石英为主,其极限抗压强度在200MPa以上。 各坝段的工程地质条件为: (1)右岸边坡有顺坡发育的F1断层及派生的F1-1、F1-2断层,还发育一些顺坡节理、缓倾角夹泥节理、破碎带等,使得右岸边坡岩体完整性较差,对边坡稳定及绕坝渗流均有一定影响。 (2)1#坝段基础面高程为91.5~93.5m,基岩一般新鲜完整。 图1-1 古田溪四级水利枢纽总平面布置图 图1-2 古田溪四级大坝下游立视图 图1-3 古田溪四级大坝宽缝重力坝?水坝段剖面图 图1-4 古田溪四级大坝溢洪道剖面图 图1-5 古田溪四级大坝厂房坝段剖面图(引水管蜗壳中心线剖面图) 图1-6 古田溪四级水电站坝址处地质图 (3)2#、3#坝段基岩多为新鲜完整岩体,坝基中发育有N30?~45?W、NE?45?的顺坡节理,在坝址下游侧呈薄片状,对稳定不利。 (4)4#~10#坝块基岩新鲜完整,地质条件优良,有一些细小的缓倾角节理,呈断续状出现,节理面新鲜无充填,对大坝稳定无影响。 (5)11#、12#坝块基岩以新鲜完整的流纹斑岩为主,岩体完整性较好。 (6)13#坝块及左岸接头在90.0m高程以上有顺坡夹泥节理以及两条反坡夹泥节理,岩体完整性较差。 古田溪四级水电站工程位于地震基本烈度?度区。 古田溪四级水电站基础处理情况如下: (1)施工阶段对右岸坝头顺坡发育的F1断层进行布井追索,并未发现断层出露,表明断层已尖灭。1#坝段基础沿F1断层开挖成台阶状,并采取硐挖回填混凝土封堵,再从地表钻设一排帷幕灌浆孔,以增强岸坡稳定性及截断库水位的渗漏通道,结果表明处理效果良好。 (2)对1#坝块的两条破碎带以及11#、12#坝块的节理密集带及破碎带进行刻深槽铺钢筋,回填混凝土,并加强固结灌浆处理。 (3)对2#、3#坝块的顺坡节理采取锚筋处理,同时加强固结灌浆处理。 (4)对4#~10#坝块,局部用高岭土充填,同时加强固结灌浆和帷幕灌浆。 (5)对11#坝块的缓倾角夹泥节理,采取开挖与加强灌浆的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 进行处理,对12#坝块的夹泥节理,修改水工结构,同时作好防渗处理。 (6)13#坝块的两条反坡夹泥节理采取挖除,左岸坝头的夹泥节理采取硐挖回填混凝土封堵,并加强帷幕灌浆处理。 1.2 监测概况 古田溪四级大坝主要布置有水平位移监测、垂直位移监测、坝基扬压力监测以及总渗流量监测等监测项目。 1.2.1 视准线法水平位移观测 大坝坝顶视准线法水平位移监测共布置了2条视准线,11个测点,采用人工观测方式进行观测;视准线工作基点位于两坝肩岩体上,无校核基点。 ?号视准线布置7个测点,分别位于1#、2#、3#、8#、9#、11#、12#坝段坝顶,测点编号分别为1#、2#、3#、8#、10#、11#、12#;?号视准线布置4个测点,分别位于4#、5#、6#、7#坝段坝顶测点编号分别为4#、5#、6#、7#。视准线各测点1979年1月起测,每季度观测1次,每年观测4次。其中,1980年1月4#测墩坏掉,4#测点停测;1991年10月份?号视准线基点被破坏,导致1#、2#、3#、8#、9#、11#坝段各测点停测,1992年1月恢复观测,并以线距为累计。根据电厂提供的资料,恢复观测后,与之前的测值仍为同一系列。此后测点和基点均未发生过损坏或变动。 视准线采用T3精密经纬仪进行观测。为了减少日光照射的影响,上午观测时,将仪器置于左岸基点;下午观测时,将仪器置于右岸基点。每个测点至少观测2个测回,读取8个读数。 表1-1 古田溪四级大坝视准线法水平位移测点一览表 ?视线测点编号 1# 2# 3#8# 10# 11# 12# 所在坝段 1# 2# 3#8# 9# 11# 12# ?视线测点编号4# 5# 6# 7# 所在坝段4# 5# 6# 7# 1.2.2 引张线法水平位移观测 古田溪四级大坝共布置了2条引张线,4个测点。 ?号引张线(EX1)位于1#~4#坝段坝顶,其中1#、4#坝段为基点,2#、3#坝段为测点(EX1-1、EX1-2);在1#坝段设置倒垂线IP1进行引张线右端点的水平位移观测,在4#坝段设置倒垂线IP2和正垂线PL1、PL2联合进行引张线右端点的水平位移观测,利用IP1、IP2、PL1和PL2进行引张线相对位移与绝对位移之间的关联转换。 ?号引张线(EX2)位于5#~8#坝段基础廊道内,其中5#、8#坝段为基点,6#、7#坝段为测点(EX2-1、EX2-2);在5#坝段设置倒垂线IP3进行引张线右端点的水平位移观测,在8#坝段设置倒垂线IP4进行引张线右端点的水平位移观测,利用IP3和IP4进行引张线相对位移与绝对位移之间的关联转换。 引张线自动化观测于2005年3月投入运行,每天观测1次。 表1-2 古田溪四级大坝引张线测点布置情况表 引张线 编 号 所在 坝段 高程(m) 测点 编号 引张线 编 号 所在 坝段 高程(m) 测点编号 EX1 2# 坝顶 EX1-1 EX2 6# 67米廊道 EX2-1 3#EX1-27#EX2-2 1.2.3 垂线法水平位移观测 古田溪四级大坝共布置了7条倒垂线(共8个测点)和9条正垂线(共11个测点)。其中正垂线原设计为11条,施工过程中,根据实际情况,将PL5和PL6正垂线合并为同一条,测点编号仍为PL5-1、PL6-1;将PL7和PL8正垂线合并为同一条,测点编号仍为PL7-1、PL8-1,因此目前正垂线共9条。IP5布置2个测点,其中IP5-1测点引张线仪位于9#坝段,IP5-2垂线测点引张线仪位于10#坝段,详见图1-10。垂线观测系统于2005年3月投入运行,每天观测1次。 表1-3 古田溪四级大坝倒垂线测点布置情况表 倒垂 编号 所在 坝段 高 程(m) 测点 编号 倒垂 编号 所在 坝段 高程 (m) 测点 编号 IP1 1#右侧 坝顶 IP1-1 IP5 10# 坝顶 IP5-19# IP2 4#右侧 75m廊道 IP2-1IP5-210# IP3 5#左侧 67m廊道 IP3-1 IP6 11#左侧 92m廊道 IP6-1 IP4 8#左侧 67m廊道 IP4-1 IP7 12#左侧 92m廊道 IP7-1 表1-4古田溪四级大坝正垂线测点布置情况表 正垂 编号 所在 坝段 高程 (m) 测点 编号 正垂 编号 所在 坝段 高程 (m) 测点 编号 PL1 4#右侧上 95.0m PL1-1 PL7 8#右侧上部 86.2 PL7-1 PL2 4#右侧下 75m廊道 PL2-1 PL8 8#右侧下部 67m廊道 PL8-1 PL3 5#左侧 67m廊道 PL3-1 PL9 11#左侧上部 98.8m PL11-1 PL4 6#左侧 67m廊道 PL4-1 PL11 11#左侧下部 92m廊道 PL9-1 PL5 7#左侧上 86.2m PL5-1 PL10 12#左侧 92m廊道 PL10-1 PL6 7#左侧下 67m廊道 PL6-1 备注 4#~7#坝段为溢流坝段 1.2.4 几何水准法坝顶垂直位移观测 古田溪四级大坝在坝顶105.0m高程,左右岸各设一条水准线路,左岸起测基点高程为105.64724m,控制8#~13#坝段共6个测点;右岸起测基点高程为105.94669m,控制右岸1#~7#坝段共7个测点,右岸备用起测基点高程为106.40548m。该垂直位移观测系统于1979年1月投入运行,每季度观测1次。 几何水准垂直位移观测时,采用Ni004精密水准仪和3m铟钢尺按二等水准测量进行观测。闭合差的限差按小于或等于0.6n1/2mm控制,n为测段站数(单程)。 表1-5 古田溪四级大坝几何水准法垂直位移观测设备布置情况表 测点编号 1# 2# 3# 4# 5# 6# 7# 8# 9# 10# 11# 12# 13# 所在坝段 1# 2# 3# 4# 5# 6# 7# 8# 9# 10# 11# 12# 13# 河床位置 右岸 溢洪道 左岸 所在水准线路 右岸水准线路 左岸水准线路 1.2.5 静力水准法垂直位移观测 古田溪四级大坝共安装3条静力水准垂直位移观测系统,共14个测点(LN2031遥测静力水准仪)。其中左岸静力水准垂直位移观测系统7个测点,右岸静力水准垂直位移观测系统4个测点,溢流坝段静力水准垂直位移观测系统3个测点。 为配合静力水准垂直位移观测,在坝顶左、右岸坝头各布置1套双金属管标, 安装2台双金属标仪。其中SG1作为右岸坝段坝顶静力水准(JL1~JL4)的基准点,SG2作为左岸坝段坝顶静力水准(JL7~JL13)的基准点,溢流坝段静力水准(JL4?~JL6)的基准点由JL4向JL4?传递。 表1-6 古田溪四级大坝静力水准测点布置情况表 静力水准编号 所在 坝段 高程 (m) 测点 编号 静力水准编号 所在 坝段 高程 (m) 测点 编号 左岸 坝段 7# 坝顶 JL7 右岸 坝段 1# 坝顶 JL1 8#JL82#JL2 9#JL93#JL3 10#JL104#JL4 11#JL11 溢流 坝段 4# 工作桥顶 JL4? 12#JL125#JL5 13#JL136#JL6 表1-7 古田溪四级大坝双金属管标测点布置情况表 编号 所在 坝段 高程 (m) 测点 编号 备注 编号 所在 坝段 高程 (m) 测点 编号 备注 左岸 管标 左岸 坝头 105.0 SG2-L 内铝标 右岸 管标 右岸 坝头 105.0 SG1-L 内铝标 SG2-G 外钢标SG1-G 外钢标 1.2.6 坝基扬压力观测 古田溪四级大坝坝基扬压力观测孔共11个,主要布置在3#坝段(3#测孔)、4#坝段(7#测孔)、5#坝段(13#测孔)、6#坝段(渗1孔~渗4孔)、7#坝段(10#测孔)、8#坝段(14#测孔)、9#坝段(16#测孔)以及11#坝段(22#测孔)的基础灌浆廊道内。其中,6#坝段为全断面观测,渗1距帷幕2.5m,渗2距帷幕7.0m,渗3距帷幕16.0m,渗4距帷幕25m。 扬压力观测孔采用人工观测和自动化观测两种方式。人工观测为在孔口安装压力表,当水位超过孔口时,采用压力表观测;当水位低于孔口时,采用电测水位计观测。自动化观测为在孔内安置LN2061扬压力传感器。人工观测始测于1980年2月,每月观测1次;自动化观测于2005年3月投入运行,每天观测1次。 扬压力观测测点布置见表1-8,考证表见表1-9。 1.2.7 总渗漏量观测 古田溪四级大坝坝体及坝基总渗流量由布置在7#~8#宽缝坝段之间的排水沟出口三角堰进行观测,分为人工观测和自动化观测2种方式,自动化观测采用LN2063量水堰计。人工观测始测于1980年2月,每月观测1次;自动化观测于2005年3月投入运行,每天观测1次。 量水堰人工观测时,水位读到mm,两次水位观测值差不超过1mm,堰上水位取为连续2次观测值的算术平均值。 表1-8 四级大坝坝基扬压力及总渗漏量测点布置情况表 自动化观测 测点编号 人工观测 测点编号 所在坝段 自动化观测 测点编号 人工观测 测点编号 所在坝段 UB3 3# 3# UB10 10# 7# UB7 7# 4# UB14 14# 8# UB13 13# 5# UB16 16# 9# UBC1 渗1 6# UB22 22# 11# UBC2 渗2 UBC3 渗3WE17#~8#坝段 之间的宽缝 UBC4 渗4 表1-9 古田溪四级大坝扬压力测孔考证表 孔号 坝段号 位置(m) 基岩标高 (m) 2?压力表 中心高程(m) 4?压力表 中心高程(m) 3# 3# 坝段中心 73.37 79.243 77.953 7# 4#71.79 74.454 72.894 13# 5#63.86 68.666 67.173 渗1 渗1 距坝踵5.0 63.00 68.544 67.414 渗2 渗2 距坝踵9.5 63.00 68.514 67.384 渗3 渗3 距坝踵18.5 63.00 68.534 67.394 渗4 渗4 距坝踵27.5 63.00 68.544 67.424 10# 7# 坝段中心 61.99 68.486 67.146 14# 8#60.70 69.280 67.895 16# 9#67.71 73.745 71.875 22# 11#76.71 80.363 78.873 1.2.8 其他观测 古田溪四级大坝在坝前20m处布置了坝前淤积观测线,不定 期进行观测。 在7#坝段坝顶布置了1个气温观测点,每天观测4次。 古田溪四级大坝自动化观测布置见图1-7~图1-10。监测项目 及测点汇总情况见表1-10。 表1-10 古田溪四级大坝监测测点汇总表 观测物理量 观测方法 测点数 测点编号 备注 水平位移 视准线 (人工观测) 2条 11个测点 1#、2#、3#、8#、10#、11#、12# 4#、5#、6#、7# 测点编号基本与坝段号对应 引张线 (自动化观测) 2条 4个测点 EX1-1、EX1-2 EX2-1、EX2-2 ?号位于坝顶 ?号位于基础廊道 垂线 (自动化观测) 7条倒垂线8个测点 9条正垂线11个测点 IP1-1、IP2-1、IP3-1、IP4-1、IP5-1、 IP5-2、IP6-1、IP7-1 PL1-1、PL2-1、PL3-1、PL4-1、PL5-1、PL6-1、PL7-1、PL8-1、 PL9-1、PL10-1、PL11-1 垂直位移 几何水准法 (人工观测) 2条 13个测点 1#~13# 每坝段坝顶1个测点 静力水准 (自动化观测) 3条 14个测点 JL1~JL4 JL4?~JL6 JL7~JL13 每坝段坝顶1个测点 JL4?为传递点 坝基扬压力 测压孔 (人工观测、自动化观测) 11个测点 3#、4#、5#、 渗1、渗2、渗3、渗4、 7#、8#、9#、11# 6#坝段为全监测断面 总渗漏量 量水堰 (人工观测、自动化观测) 1个测点 WE1 7#~8#坝段之间的宽 缝 坝前淤积 人工观测 坝前20m不定期观测 气温 温度计 1个测点每天4次 1.2.9 效应量符号及单位的规定 四级大坝各监测物理量的坐标定义、正负号规定及测值计量 单位如下: 视准线、引张线水平位移向下游为正,向上游为负。 正、倒垂水平方向的位移为:上、下游方向以X表示,向下游为正,向上游为负;左、右两岸方向以Y表示,向左岸为正,向右岸为负,与《混凝土坝安全监测技术 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 》(DL/T 5178-2003)的规定一致。 垂直位移以Z表示,上抬为正,下沉为负,与《混凝土坝安全监测技术规范》(DL/T 5178-2003)的规定相反。 变形均以mm为单位。 测压孔扬压水位单位为m。 总渗漏量量水堰观测值单位为cm,渗流量单位为l/min(升/分)。 1.3 本次监测资料分析的内容和要求 2008年12月,武汉大学与华电福建发电有限公司古田溪水力发电厂签订“古田溪四级大坝监测资料分析 合同 劳动合同范本免费下载装修合同范本免费下载租赁合同免费下载房屋买卖合同下载劳务合同范本下载 ”。合同规定的工作内容及要求如下: (1)对四级大坝自测点始测日起至2008年9月底的全部监测资料进行分析,重点统计分析2002年1月至2008年9月的大坝观测资料,着重分析监测量的变化规律和长期趋势性、时空分布规律。主要包括:测值可靠性检验、时程变化规律分析、特征值统计分析、分布规律分析、监测统计模型分析等。 (2)大坝结构安全评价。从安全监测资料分析的角度,对古田溪四级水电站大坝结构安全状态作出综合评价,分析大坝可能存在的问题和安全隐患及其危害程度,并提出处理建议。 (3)监测系统的工作状态评价,根据观测资料分析对人工监测系统和自动化监测系统的观测精度进行评价。 (4)提交《古田溪四级大坝监测资料分析报告》,并通过大坝定检专家组审查,满足大坝定检要求。 大坝变形自动化监测系统下游立面布置示意图 大坝变形自动化监测系统平面布置示意图 图1-7 古田溪四级水电站变形自动化监测系统布置图 1#MCU接入仪器示意图 2#MCU接入仪器示意图 图1-8 古田溪四级水电站监测自动化系统MCU接入仪器示意图 右岸坝顶引张线、右岸坝顶与坝中静力水准布置图 廊道引张线布置示意图 图1-9 古田溪四级水电站静力水准布置示意图 图1-10 垂线结构示意图 第二章 大坝工作条件 古田溪四级大坝环境变量监测项目主要包括上游水位和下游水位。古田溪四级大坝没有完整的坝址气温和降雨监测资料,本次分析时,采用与之邻近的古田溪三级大坝的坝址气温和降雨监测资料代替。 2.1 上游水位分析 古田溪四级大坝按50年一遇洪水进行设计,200年一遇洪水进行校核。大坝正常高水位为100.00m;设计洪水位为102.20m,相应 下游水位75.90m;校核洪水位为104.00m,相应下游水位77.00m;溢洪道最大泄洪能力为4420m3/s。 古田溪四级大坝于1970年04月 22日首次下闸蓄水,1972年12月24日竣工。本次收集到的四级大坝上游水位为1978年5月1日~2008年12月31日,均为上午8:00水位。 全系列(指1978~2008,下同)上游水位变化过程线见图2-1,二轮定检以来的2002~2008年上游水位变化过程线见图2-2,各年份、全系列及2002~2008年期间上游水位特征值统计情况见表2-1。 表2-1 上游水位特征值统计表(单位:m) 年份 最大值 最小值 变幅 平均值 数值 出现日期 数值 出现日期 1979 100.20 3月14日 90.97 10月2日 9.23 99.17 1980 100.25 5月5日 89.79 3月27日 10.46 99.22 1981 100.41 10月15日 89.24 1月1日 11.17 99.22 1982 100.45 4月21日 92.56 3月27日 7.89 99.36 1983 100.30 8月5日 93.23 12月14日 7.07 99.34 1984 100.30 5月20日 88.63 6月17日 11.67 98.61 1985 100.15 12月10日 88.30 12月30日 11.85 98.88 1986 99.99 6月10日 91.74 12月31日 8.25 99.16 1987 99.95 1月21日 90.97 12月30日 8.98 98.90 1988 100.27 1月17日 88.36 3月14日 11.91 98.56 1989 100.04 6月30日 88.30 4月12日 11.74 99.08 1990 100.12 3月7日 85.90 3月13日 14.22 99.05 1991 100.09 7月8日 90.00 7月3日 10.09 99.09 1992 100.22 8月31日 90.56 9月18日 9.66 98.89 1993 99.96 11月5日 87.86 12月27日 12.10 99.00 1994 100.07 1月12日 89.20 7月21日 10.87 98.98 1995 99.99 5月4日 88.50 11月16日 11.49 98.60 1996 100.30 8月2日 92.63 1月14日 7.67 99.15 1997 100.07 7月20日 90.08 1月28日 9.99 99.12 1998 100.03 5月9日 85.25 10月7日 14.78 98.97 1999 99.91 5月22日 89.57 6月30日 10.34 98.65 2000 100.00 6月11日 89.71 7月14日 10.29 98.95 2001 100.06 11月8日 77.88 12月13日 22.18 97.89 2002 99.85 5月31日 87.75 11月29日 12.10 97.82 2003 99.91 12月19日 89.88 6月3日 10.03 98.88 2004 99.99 12月20日 87.84 1月17日 12.15 98.54 2005 100.29 9月12日 88.05 1月18日 12.24 98.70 2006 100.32 6月21日 97.77 7月26日 2.55 99.56 2007 100.177 1月8日 97.93 9月20日 2.25 99.68 2008 100.10 4月20日 96.35 7月29日 3.75 99.29 1978~2008 100.45 1982-4-21 77.88 2001-12-13 22.57 98.95 2002~2008 100.32 2006-6-21 87.75 2002-11-29 12.57 98.93 从图2-1、图2-2及表2-1可知: (1)古田溪四级大坝为古田溪梯级大坝的最下游一级,区间流域面积仅25 km2,总库容仅840万m3,属于日调节水库;因降雨形成的径流较小,库水主要通过上游梯级水库补给。因此,从过程线来看,上游水位无明显的年周期性。 (2)全系列中,上游最高水位为100.45m,发生于1982年4月21日;最低水位为77.88m,发生于2001年12月13日,变幅为22.57m,平均水位为98.95m。2002~2008年期间,最高水位为100.32m,发生于2006年6月21日;最低水位为87.75m,发生于2002年11月29日;变幅为12.57m,明显小于全系列变幅,相差10m;平均水位为98.93m,与全系列平均值非常接近,仅相差0.02m。 (3)各年上游水位年际变幅相差较大。年际最大变幅为22.18m,发生于2001年;年际最小变幅为2.25m,发生于2007年。多数年份年际变幅在10m左右,但近三年(2006、2007、2008)的变幅均很小,分别为2.55m、2.25m、3.75m。 (4)水库大多在汛前(3~4月份)出现防汛低水位,或在年底(11~12月)及年初(1~2月)出现运行低水位,其他大部分时段内水库水位大致在99.0m附近变化,变化幅度较小;多数时段变幅不超过2m。 (5)上游水位高于100m(含100m)的有321天,占全系列天数的比例不到3%;水位在99.0~100.0m(不含100m)之间的有7267天,占全系列天数的比例约为65%;水位在98.0~99.0m(不含99.0m)之间的有 2629天,占全系列天数的比例约为23%;水位低于90.0m(含90.0m)的仅有70天,占全系列天数的比例仅为0.6%。从上述统计来看,绝大部分时间上游水位在98.0~100.0m范围内变化。 2.2 下游水位分析 本次收集到的四级大坝下游水位为1999年1月26日~2008年12月31日,均为上午8:00水位。 下游水位变化过程线见图2-3,下游水位各年份、全系列特征值统计情况见表2-2。从图2-3及表2-2可知: (1)全系列中,下游最高水位为71.23m,发生于2000年7月17日;最低水位为62.60m,发生于2002年9月26日,变幅为8.63m,平均水位为66.75m。2002~2008年期间,下游最高水位为69.64m,发生于2005年6月23日;最低水位为62.60m,发生于2002年9月26日;变幅为7.04m,略小于全系列变幅;平均水位为66.54m,与全系列平均值非常接近,仅相差0.10m。 (2)各年下游水位年际变幅差别不大。年际最大变幅为5.54m,发生于2002年;年际最小变幅为2.91m,发生于2004年。 (3)总体看,1999年初~2001年6月的下游水位,略高于2001年7月~2008年底的下游水位。2001年7月前,下游水位大多在67m附近变化;2001年7月后,下游水位大多在66m附近变化。出现下游高水位和下游低水位的时间很少,多数时段下游水位变幅在2m附近。 表2-2 下游水位特征值统计表(单位:m) 年份 最大值 最小值 变幅 平均值 数值 出现日期 数值 出现日期 1999 70.07 12月7日 65.57 2月23日 4.50 66.99 2000 71.23 7月17日 65.70 2月14日 5.53 67.55 2001 69.19 6月4日 65.00 10月29日 4.19 67.18 2002 68.14 10月5日 62.60 9月26日 5.54 66.44 2003 68.04 1月21日 64.89 9月20日 3.15 66.52 2004 67.98 12月28日 65.07 5月8日 2.91 66.00 2005 69.64 6月23日 64.64 1月21日 5.00 66.77 2006 69.48 6月9日 64.84 12月10日 4.64 66.96 2007 68.98 8月21日 64.90 5月10日 4.08 66.47 2008 67.99 7月30日 64.88 7月1日 3.11 66.62 1978~2008 71.23 2000-7-17 62.60 2002-9-26 8.63 66.75 2002~2008 69.64 2005-6-23 62.60 2002-9-26 7.04 66.54 2.3 坝址气温分析 本次收集到的三级大坝坝址日平均气温为1960年1月1日~2008年12月31日。为便于与上游水位对应,本次分析1978年5月1日~2008年12月31日的日平均气温资料。 全系列(1978~2008)坝址气温变化过程线见图2-4,二轮定检以来的2002~2008年坝址气温变化过程线见图2-5,各年份、全系列及2002~2008年期间坝址气温特征值统计情况见表2-3。从图2-4、 图2-5及表2-3可知: (1)全系列中,最高日平均温度为31.3?,发生于2002年6月23日;最低日平均温度为-4.1?,发生于1999年12月23日,变幅为35.36?,平均温度为18.29?。2002~2008年期间,最高日平均温度为31.3?,发生于2002年6月23日;最低日平均温度为-2.4?,发生于2004年1月25日;变幅为33.70?;平均温度为18.51?,平均温度略高于全系列。 (2)气温呈年周期性变化。各年最高气温基本出现在7~9月份,最高气温在31.3~28.0?;各年最低气温大多出现在年初的1月、2月和年底的12月份,最低气温在3.8~-4.1?之间。 (3)年际变幅在33.2~23.7?之间,相差接近10?;年平均气温在19.23~16.71?之间,相差2.52?。 表2-3 坝址气温特征值统计表(?) 年份 最大值 最小值 变幅 平均值 数值 出现日期 数值 出现日期 1979 30.3 7月9日 1.6 2月1日 28.7 18.07 1980 29.7 7月22日 1.0 2月9日 28.7 18.16 1981 29.6 8月23日 1.8 2月27日 27.8 18.13 1982 29.1 7月16日 3.4 12月27日 25.7 18.07 1983 29.8 7月21日 0.5 12月30日 29.3 18.48 1984 29.6 7月29日 1.7 12月24日 27.9 18.00 1985 29.4 8月17日 1.3 12月16日 28.1 18.44 1986 29.6 7月17日 1.3 3月1日 28.3 18.25 1987 30.3 8月24日 3.4 12月7日 26.9 19.23 1988 30.6 7月24日 3.7 2月18日 26.9 18.66 1989 30.1 8月13日 1.8 11月29日 28.3 18.48 1990 28.7 7月17日 3.8 2月1日 24.9 18.60 续表2-3 坝址气温特征值统计表(?) 年份 最大值 最小值 变幅 平均值 数值 出现日期 数值 出现日期 1991 29.5 7月14日 -1.3 12月29日 30.8 18.93 1992 28.0 7月29日 2.5 1月15日 25.5 17.90 1993 29.6 9月24日 0.2 1月18日 29.4 18.55 1994 28.6 7月28日 1.7 1月22日 26.9 18.52 1995 28.9 7月20日 0.5 2月5日 28.4 17.52 1996 28.6 6月20日 2.5 2月21日 26.1 17.31 1997 26.3 6月22日 2.6 1月10日 23.7 16.71 1998 27.2 8月27日 -0.1 1月25日 27.3 18.21 1999 29.1 7月6日 -4.1 12月23日 33.2 17.76 2000 30.0 9月26日 1.8 1月28日 28.2 17.90 2001 29.2 7月7日 -0.5 12月30日 29.7 17.23 2002 31.3 6月23日 0.3 1月3日 31.0 17.81 2003 28.5 8月11日 -0.3 12月20日 28.8 17.26 2004 29.7 6月28日 -2.4 1月25日 32.1 18.77 2005 29.7 8月1日 2.0 1月1日 27.7 19.15 2006 29.7 8月3日 3.3 1月8日 26.4 18.30 2007 28.5 8月11日 2.2 2月3日 26.3 18.92 2008 29.5 7月6日 0.4 1月2日 29.1 19.16 1978~2008 31.3 2002-6-23 -4.1 1999-12-23 35.36 18.29 2002~2008 31.3 2002-6-23 -2.4 2004-1-25 33.70 18.51 2.4 坝址降雨量分析 本次收集到的三级大坝日降雨量为1964年1月1日~2008年12月31日。为便于与上游水位对应,本次分析1978年5月1日~2008年12月31日的日降雨量资料。 全系列(1978~2008)坝址日降雨量变化过程线见图2-6,二轮定检以来的2002~2008年坝址日降雨量变化过程线见图2-7,各年份、全系列及2002~2008年期间坝址日降雨量特征值统计情况见表2-4。从图2-6、图2-7及表2-4可知: (1)全系列中,最大日降雨量为120.2mm,发生于1992年7月6日;最大年累计最大降雨量为2132.7mm,也发生于1992年。2002~2008年期间,最大日降雨量为114.0mm,发生于2005年9月1日;最大年累计最大降雨量为1637mm,发生于2006年。2002~2008年期间最大日降雨量、日平均降雨量以及最大年累计降雨量均小于前期。 (2)年际最大日降雨量一般出现在每年的5~9月,月累计降雨 量一般也是每年的5~9月较大。 (3)日最大降雨量超过100mm的有12年(12/30),日最大降雨量小于70mm的为7年(7/30);年累计降雨量超过1500mm的有16年(16/30),年累计降雨量小于1200mm的仅有3年(3/30)。总体来看,坝址处雨量较为丰富。 表2-4 日降雨量特征值统计表(单位:mm) 年份 最大值 变幅 日平均值 年累计降雨量 数值 出现日期 1979 60.2 7月19日 60.2 4.07 1485.5 1980 101.3 10月8日 101.3 4.66 1705.7 1981 112.2 6月11日 112.2 4.04 1473.7 1982 66.3 6月13日 66.3 4.10 1498.0 1983 74.5 3月11日 74.5 4.18 1526.7 1984 76.6 5月31日 76.6 4.69 1716.4 1985 72.2 9月22日 72.2 4.51 1647.1 1986 69.5 3月15日 69.5 3.90 1422.3 1987 104.1 9月10日 104.1 4.29 1566.9 1988 100.2 9月24日 100.2 4.36 1594.0 1989 97.1 6月18日 97.1 4.65 1696.1 1990 116.9 8月20日 116.9 4.68 1706.6 1991 61.2 3月21日 61.2 3.29 1201.8 1992 120.2 7月6日 120.2 5.83 2132.7 1993 101.0 5月24日 101.0 4.52 1650.2 1994 87.1 6月19日 87.1 4.78 1745.6 1995 65.1 6月3日 65.1 3.78 1381.0 1996 85.0 4月21日 85.0 3.95 1447.0 1997 74.0 8月10日 74.0 4.40 1607.0 1998 103.0 2月16日 103.0 4.73 1726.0 1999 67.0 5月25日 67.0 3.60 1315.0 2000 80.3 6月18日 80.3 4.73 1729.6 2001 49.0 8月31日 49.0 2.84 1037.0 续表2-4 日降雨量特征值统计表(单位:mm) 年份 最大值 变幅 日平均值 年累计 降雨量 数值 出现日期 2002 107.0 6月14日 107.0 3.52 1283.0 2003 102.0 9月20日 102.0 2.66 972.0 2004 50.0 8月13日 50.0 3.07 1123.0 2005 114.0 9月1日 114.0 4.47 1633.0 2006 93.0 5月31日 93.0 4.48 1637.0 2007 107.0 8月18日 107.0 3.60 1313.0 2008 64.0 5月6日 64.0 3.76 1213.0 1978~2008 120.2 1992-7-6 120.2 4.60 / 2002~2008 114.0 2005-9-1 114.0 3.65 / 第三章 变形监测资料分析 古田溪四级大坝变形监测项目主要包括:视准线水平位移监测(2条视准线、11个测点),引张线水平位移监测(2条引张线、4个测点),垂线水平位移监测(7条倒垂线、8个测点,9条正垂线、11个测点),几何水准法垂直位移观测(2条水准线路、13个测点)和静力水准垂直位移观测(3条静力水准、14个测点)。 3.1 视准线水平位移监测资料分析 共布置2条视准线,采用人工观测。?号视准线布置7个测点,分别位于1#、2#、3#、8#、9#、11#、12#坝段坝顶,测点编号分别为1#、2#、3#、8#、10#、11#、12#;?号视准线布置4个测点,分别位于4#、5#、6#、7#坝段坝顶测点编号分别为4#、5#、6#、7#。视准线各测点1979年1月起测,每季度观测1次,每年观测4次。 由于古田溪电厂提供的视准线监测成果中,第一次测值均不为零,且差别较大,最大相差3.6mm,因此,为便于与第二轮定检监测资料分析报告对比,参照第二轮定检监测资料分