经验交流：堤防稳定渗流形成条件初探（一）

稳定渗流计算是堤防工程设计的重要组成部分。根据《堤防工程设计规范》8.1.2、8.1.3，“大江、大湖的堤防在汛期有较长的蓄水时间，可形成稳定的浸润线；海堤和一些江河、湖泊的堤防蓄水时间短，在汛期往往不能形成稳定渗流。因此，浸润线和渗透稳定性应根据实际情况按稳定渗流或不稳定渗流计算”。如何判断堤防能否形成稳定渗流，笔者就此问题提出一些初步想法，以供讨论。
1。稳定渗流形成的影响因素分析
1.1我国设计洪水过程中河流众多，地理气候条件差异很大，每次洪水的成因和特点也各不相同。暴雨引发的洪水过程往往具有峰高、量大、涨水快、跌水慢的特点。而冰雪融化造成的洪水，流量波动缓慢。此外，洪水过程线的形状与流域产汇流条件密切相关。由于坡陡流急，洪峰高、流量小、涨跌急的洪水较多，而大江大河中波动平缓、历时长的洪水较多。
往往需要一定的历时(T=L/V，T为堤段某一特征水位形成稳定渗流所需的时间，V为渗流速度，L为渗流直径)才能在堤段形成稳定的渗流洪水。因此，在堤段形成稳定的渗流洪水需要一个持续时间较长、水位较高的洪水过程，相应的设计洪水过程线应选择一个峰值略胖、峰值较高的过程。一般来说，大江大河的堤防容易形成稳定渗流，山区河流的堤防相对难以形成稳定渗流。此外，蓄滞洪区堤防在汛期长时间蓄水，也容易形成稳定渗流。
另外，对于设计洪水过程，水位-历时是反函数关系，水位越大，历时越短。对于能够形成稳定渗流的堤防，由于设计水位是历时较短的洪峰水位，不容易形成稳定渗流，只有持续时间足够长及以下的某一腰水位才会在堤段形成稳定渗流。设计时应考虑最不利的情况。能形成稳定渗流的水位为最大计算水位，进行稳定渗流分析。当然，《堤防设计规范》另有规定的大江大河、湖泊的堤防或中小河流、湖泊的重要堤防段，应按设计洪水位稳定渗流计算。
1.2堤基和堤填料一般来说，稳定渗流的形成主要与堤基和堤填料的渗透系数ks有关。此外，这些因素直接决定了堤坝的渗透速度。根据达西定律(V=ks×J，KS-渗透系数，J-水力梯度)，渗透系数越大，越容易形成稳定渗流。因此，砂土、砂壤土等渗透系数大的材料筑堤比粘土、壤土更容易形成稳定渗流，渗透性强的筑堤比渗透性弱的更容易形成稳定渗流。
1.3堤段形式直接影响稳定渗流的形成。
①坝顶宽度越宽，坡度越缓，渗流直径越长，越不容易形成稳定渗流；堤高越高，地面越低，相应堤脚以上水位越长，形成稳定渗流的可能性越大。
②堤防上游边坡的防渗也在很大程度上决定了稳定渗流的形成。如果上游坡面有良好的防渗措施，如铺设防渗土工布、粘土斜墙、基础防渗墙等。，降低水头会降低平均流量，使稳定渗流难以形成。