本发明涉及渗透系数反演方法，尤其涉及一种土石坝心墙土层渗透系数逐层叠加反演方法。
背景技术：
据统计，我国95％的水库大坝为土石坝，大部分兴建于20世纪50～70年代，受限于建设历史原因，大坝施工普遍存在坝体填筑不密实，其中心墙体土石坝由于防渗主体为心墙，该土体渗透系数对大坝渗流安全至关重要，但心墙体填筑密实度往往表现出在纵向埋深的极大不均匀性，底部心墙土体较密实渗透系数小，心墙逐渐向上土体欠密实且渗透系数变大，致使大坝运行多年后，出现渗漏问题，可见对病险土石坝防渗心墙渗透系数精准获悉十分重要。工程实践勘察中往往采用现场试验或室内土工试验来获取防渗心墙渗透系数，但受限于钻孔数量、取样数量、土样扰动等因素，防渗心墙渗透系数往往难以精准捕获，更难以分层精确获取，不利于后续有针对性的防渗加固处理设计。
总而言之，如何精确捕获土石坝防渗心墙渗透系数，精准阐述土石坝防渗心墙渗透系数在纵向埋深的分布规律，是病险土石坝防渗加固勘察设计重中之重。
技术实现要素：
本发明目的是提供一种土石坝心墙土层渗透系数逐层叠加反演方法，利用不同库水位工况下坝体测压管和量水堰监测数据，实现土石坝防渗心墙渗透系数逐层叠加精确捕获，为后续病害土石坝防渗加固处理提供可靠的科学依据。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种土石坝心墙土层渗透系数逐层叠加反演方法，包括以下步骤：
s1、开展土石坝渗流安全日常监测，获取低库水位条件下坝体测压管和量水堰的日常监测数据；
s2、利用上述低库水位条件下的测压管监测数据，绘制成大坝断面实际浸润线；
其中利用迎水坡坝壳层处测压管水位与库水位直接线性连接并延展到防渗心墙处，形成交点①，再利用防渗心墙处测压管水位与交点①直接线性连接并延展到背水坡坝壳层处，形成交点②，最终利用背水坡坝壳层处测压管水位与交点②直接线性连接并延展到排水棱体底部，形成大坝断面实际浸润线；
s3、根据上述库水位高程确定防渗心墙i层范围，把低于该库水位以下的防渗心墙体划分为防渗心墙i层，计算同等低库水位条件下土石坝理论浸润线和坝体渗流量；
具体为在计算软件中单独建立计算单元，再利用已知的迎水坡和背水坡坝壳层渗透系数和计算软件，计算同等低库水位条件下土石坝理论浸润线和坝体渗流量；
s4、调整防渗心墙i层计算单元渗透系数，使上述库水位工况下实际浸润线和理论浸润线基本重合、实际渗流量和理论渗流量近似相等，此时防渗心墙i层计算单元的渗透系数为该库水位条件下反演精确值；
s5、开展土石坝渗流安全日常监测，获取更高库水位条件下坝体测压管和量水堰的日常监测数据；
s6、利用上述高库水位条件下的测压管监测数据，绘制成大坝断面实际浸润线；
其中利用迎水坡坝壳层处测压管水位与库水位直接线性连接并延展到防渗心墙处，形成交点③，再利用防渗心墙处测压管水位与交点③直接线性连接并延展到背水坡坝壳层，形成交点④，最终利用背水坡坝壳层处测压管水位与交点④直接线性连接并延展到排水棱体底部，形成大坝断面实际浸润线；
s7、根据上述高库水位高程确定防渗心墙ii层范围，把鉴于上述库水位与上次计算时的库水位之间的防渗心墙划分为防渗心墙ii层，计算同等高库水位条件下土石坝理论浸润线和坝体渗流量；
具体为在计算软件中单独建立计算单元，再利用已知的迎水坡和背水坡坝壳层渗透系数和计算软件，并输入调整后的防渗心墙i层反演渗透系数，叠加计算同等高库水位条件下土石坝理论浸润线和坝体渗流量；
s8、调整防渗心墙ii层计算单元渗透系数，使上述水库工况下实际浸润线和理论浸润线基本重合、实际渗流量和理论渗流量近似相等，此时防渗心墙ii层计算单元渗透系数为该库水位条件下反演精确值；
s9、依次重复步骤s5～s8，即可获取土石坝防渗心墙在不同库水位高程下分层渗透系数。
本发明有益效果：
本发明根据实际土石坝渗流安全监测数据，由低库水位向高库水位逐层叠加反演防渗心墙体渗透系数，精准分层捕获防渗心墙渗透系数和纵向分布规律，为后续病害土石坝防渗加固设计提供了可靠依据。
附图说明
图1是本发明工作原理示意图。
图中：1-土石坝；11-坝壳层；12-迎水坡；13-背水坡；14-排水棱体；2-防渗心墙；21-防渗心墙i层；22-防渗心墙ii层；3-实际浸润线；4-理论浸润线；5-测压管；6-量水堰。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
本发明一种土石坝心墙土层渗透系数逐层叠加反演方法，包括以下步骤：
s1、开展土石坝1渗流安全日常监测，获取低库水位条件下坝体测压管5和量水堰6的日常监测数据；
s2、利用上述低库水位条件下的测压管5监测数据，绘制成大坝断面实际浸润线3，其中利用迎水坡12坝壳层11处测压管5水位与库水位直接线性连接并延展到防渗心墙2处，形成交点①，再利用防渗心墙2处测压管5水位与交点①直接线性连接并延展到背水坡13坝壳层11处，形成交点②，最终利用背水坡13坝壳层11处测压管5水位与交点②直接线性连接并延展到排水棱体14底部，形成大坝断面实际浸润线3；
s3、根据上述库水位高程确定防渗心墙i层21范围，把低于该库水位以下的防渗心墙2划分为防渗心墙i层21，并在计算软件中单独建立计算单元，再利用已知的迎水坡12和背水坡13坝壳层11渗透系数和计算软件，计算同等低库水位条件下土石坝理论浸润线4和坝体渗流量；
s4、调整防渗心墙i层21计算单元渗透系数，使上述库水位工况下实际浸润线3和理论浸润线4基本重合、实际渗流量和理论渗流量的近似相等，此时防渗心墙i层21计算单元的渗透系数为该库水位条件下反演精确值；
s5、开展土石坝1渗流安全日常监测，获取更高库水位条件下坝体测压管5和量水堰6的日常监测数据；
s6、利用上述高库水位条件下的测压管5监测数据，绘制成大坝断面实际浸润线3，其中利用迎水坡12坝壳层11处测压管5水位与库水位直接线性连接并延展到防渗心墙2处，形成交点③，再利用防渗心墙2处测压管5水位与交点③直接线性连接并延展到背水坡13坝壳层11，形成交点④，最终利用背水坡13坝壳层11处测压管5水位与交点④直接线性连接并延展到排水棱体14底部，形成大坝断面实际浸润线3；
s7、根据该高库水位高程确定防渗心墙ii层22范围，把鉴于该库水位与上次计算时的低库水位之间的防渗心墙2划分为防渗心墙ii层22，并在计算软件中单独建立计算单元，再利用已知的迎水坡12和背水坡13坝壳层11渗透系数和计算软件，并输入调整后的防渗心墙i层21反演渗透系数，叠加计算同等高库水位条件下土石坝理论浸润线4和坝体渗流量；
s8、适时调整防渗心墙ii层22计算单元渗透系数，使该水库工况下实际浸润线3和理论浸润线4基本重合、实际渗流量和理论渗流量的近似相等，此时防渗心墙ii层22计算单元渗透系数为该库水位条件下反演精确值；
s9、依次重复步骤s5～s8，即可获取土石坝1防渗心墙2在不同库水位高程下分层渗透系数。
上述实施例结合附图对本发明进行了说明，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制，应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。
1.一种土石坝心墙土层渗透系数逐层叠加反演方法，其特征在于：它包括以下步骤：
s1、开展土石坝渗流安全日常监测，获取低库水位条件下坝体测压管和量水堰的日常监测数据；
s2、利用上述低库水位条件下的测压管监测数据，绘制成大坝断面实际浸润线；
s3、根据上述库水位高程确定防渗心墙i层范围，把低于该库水位以下的防渗心墙体划分为防渗心墙i层，计算同等低库水位条件下土石坝理论浸润线和坝体渗流量；
s4、调整防渗心墙i层计算单元渗透系数，使上述库水位工况下实际浸润线和理论浸润线基本重合、实际渗流量和理论渗流量近似相等，此时防渗心墙i层计算单元的渗透系数为该库水位条件下反演精确值；
s5、开展土石坝渗流安全日常监测，获取更高库水位条件下坝体测压管和量水堰的日常监测数据；
s6、利用上述高库水位条件下的测压管监测数据，绘制成大坝断面实际浸润线；
s7、根据上述高库水位高程确定防渗心墙ii层范围，把鉴于上述库水位与上次计算时的库水位之间的防渗心墙划分为防渗心墙ii层，计算同等高库水位条件下土石坝理论浸润线和坝体渗流量；
s8、调整防渗心墙ii层计算单元渗透系数，使上述水库工况下实际浸润线和理论浸润线基本重合、实际渗流量和理论渗流量近似相等，此时防渗心墙ii层计算单元渗透系数为该库水位条件下反演精确值；
s9、依次重复步骤s5～s8，即可获取土石坝防渗心墙在不同库水位高程下分层渗透系数。
2.根据权利要求1所述的土石坝心墙土层渗透系数逐层叠加反演方法，其特征在于：所述步骤s2中，利用迎水坡坝壳层处测压管水位与库水位直接线性连接并延展到防渗心墙处，形成交点①，再利用防渗心墙处测压管水位与交点①直接线性连接并延展到背水坡坝壳层处，形成交点②，最终利用背水坡坝壳层处测压管水位与交点②直接线性连接并延展到排水棱体底部，形成大坝断面实际浸润线。
3.根据权利要求1所述的土石坝心墙土层渗透系数逐层叠加反演方法，其特征在于：所述步骤s3中，在计算软件中单独建立计算单元，再利用已知的迎水坡和背水坡坝壳层土层渗透系数和计算软件，计算出同等低库水位条件下土石坝理论浸润线和坝体渗流量。
4.根据权利要求1所述的土石坝心墙土层渗透系数逐层叠加反演方法，其特征在于：所述步骤s6中，利用迎水坡坝壳层处测压管水位与库水位直接线性连接并延展到防渗心墙处，形成交点③，再利用防渗心墙处测压管水位与交点③直接线性连接并延展到背水坡坝壳层，形成交点④，最终利用背水坡坝壳层处测压管水位与交点④直接线性连接并延展到排水棱体底部，形成大坝断面实际浸润线。
5.根据权利要求1所述的土石坝心墙土层渗透系数逐层叠加反演方法，其特征在于：所述步骤s7中，在计算软件中单独建立计算单元，再利用已知的迎水坡和背水坡坝壳层渗透系数和计算软件，并输入调整后的防渗心墙i层反演渗透系数，叠加计算出同等高库水位条件下土石坝理论浸润线和坝体渗流量。
技术总结