流场法探测土石坝渗流矢量分布的有效性分析

戴前伟，崔永生，韩行进，雷 轶，李杰鹏，朱泽龙

流场法探测土石坝渗流矢量分布的有效性分析

戴前伟1,2，崔永生1，韩行进3，雷 轶1，李杰鹏1，朱泽龙1

(1. 中南大学 地球科学与信息物理学院，湖南 长沙 410083；2. 有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室，湖南 长沙 410083；3. 五凌电力有限公司，湖南 长沙 410004)

利用电流场的电势微分控制方程与渗流场的流速势微分控制方程的相似性原理，流场法通过检测电流场的分布来确定渗流场，并能快速查明堤坝的管涌渗漏入口。为了更精确地描述土坝管涌的渗流分布及渗流方向，可以测试迎水面和背水面的水平方向与垂直方向的电位差，模拟渗流的矢量分布。从电流密度、电位微分及电位微分绝对值等方面，阐述了矢量流场法模拟渗流矢量分布的基本原理，并以某土石坝渗漏探测为例开展了验证工作。结果显示，矢量流场法可以有效揭示土石坝的渗流等级及渗流方向，结合流场法和矢量流场法探测成果，可为查明土石坝渗漏入口、渗流等级及渗流方向提供新的思路。

流场法；矢量流场法；土石坝；矢量分布；渗流方向

堤坝渗漏隐患是危害堤防安全运行的重要因素之一，堤坝渗漏隐患探测具有十分重要的意义，也是亟待解决的问题[1]。准确探测堤坝前的渗漏入口及堤坝内的渗漏路径，并及时进行堤坝防渗治理，是行之有效的方法。

20世纪90年代，何继善院士提出了汛期快速探测堤坝渗漏险情和渗漏、管涌入口的流场法[2]，并研制出能在汛期快速准确探测堤坝管涌渗漏入口的仪器设备，因其快速、高灵敏度、高分辨率等特点在国内推广应用，成为堤坝渗漏隐患无损探测的首选方法[3]。……