缺陷渗漏量的优化策略

施工缺陷包括：膜的接缝缺陷，运输中损坏，施工机具或人工损坏以及沉降不均匀使土工膜撕裂等。此外，若防渗层结构设计不合理，导致土工膜在水压作用下局部刺破，也会发生渗漏，但这是应当预先避免的。施工缺陷有很大的偶然性，不易掌握，据Girord J.P的统计，约每4000m2有一个缺陷。这些缺陷的尺寸，对于接缝，约为2mm，最大5mm左右；对于偶然因素，约为10mm。这样，缺陷的尺寸就大于膜的厚度，因此按水力学原理，可以将其看作孔口自由出流（若膜的两侧介质为无限透水的话）。

应用Beynoull公式可得缺陷引起的单层膜的渗漏量为

式中：μ为流量系数，一般为0.60～0.70；A为缺陷孔的面积总和，m2；Hw为膜上、下的水头差，m；g为重力加速度，m/s2。

以上的讨论是针对单层防渗膜的情况。对于组合防渗系统，其计算情况和计算方法要复杂一些，计算方法有精确的解析法和简化的Giroud近似法两种，这里仅对Giroud法简单述及。J.P.Giroud等人通过理论分析和一些近似处理，导出了适合于i＞1.0，一般情况组合防渗层缺陷渗漏量计算的经验公式（Giroud J.P，1996b）。

（1）一般情况。

1）对土工膜与下层土接触良好的情况：

2）对土工膜与下层土接触不良的情况：

对于圆形孔，有：

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式中：iavg为平均水力比降；Ks为膜下土的渗透系数，m/s；R为土工膜下面土内渗透区域的半径，m；a为土工膜上孔的面积，m2；r1为土工膜圆孔半径，m；Hw为土工膜上的水头，m；Ks为膜下土的渗透系数，m/s；Hs为膜下土层厚度，m。

（2）当Hw≪Hs时，is≈1.0。

1）土工膜与下面土接触良好时：

2）土工膜与下面土接触不良时：

下面为一算例，表3.6中列出了按上述的方法计算的渗漏量值，以资比较（计算过程略）（Koerner，2005）。

设有一水池，水深Hw=10m，采用单层PVC防渗膜和组合的PVC加黏土防渗层防渗。膜的厚度Tg=0.5mm，铺设面积A=40000m2，膜的等效渗透系数，kg=1.0×10-13m/s（试验压力为100kPa），分别估算单层膜与组合防渗层（PVC膜+0.5m厚的低渗透性土）的渗漏量。计算的结果列于表3.6。

表3.6　渗漏量计算结果比较　单位：m3/d

从表3.6可以看出，单层膜的渗漏量远大于组合层的值，膜与土接触好不好，也对渗漏量有较大影响。