工程地质学水库工程地质问题分析PPT

第16章水水库工工程程地地质质问问题题分分析析E-mail:wenjiexu@徐文文杰清华华大大学学水水利利系系0.概述述三峡水库总库容393亿m3，淹没632km20.概述述金沙江下游第三级水电站溪洛渡（水库长约200km，平均宽度约700m，总库容126.7亿m3，水库淹没涉及四川省的等9个县（区）。）0.概述述小浪底底水水库库蓄蓄水水至至275m时，总总库容容为为126.5亿m3,库水水面面积积272km2，小浪底电站0.概述述雅砻江干流共规划21个梯级水电站0.概述述0.概述述水库工程地质问题渗漏塌岸浸没淤积内容容库区渗漏

库区塌岸

库区淤积

库区浸没1.库区区渗渗漏漏库区渗漏是指库水沿岩石孔隙、裂隙、断层、溶洞等向库盆以外或通过坝基（肩）向下游渗漏水量的现象。危害直接影响水库运行的效益，如北京的天开、苇子水及十三陵水库等坝区渗漏，导致坝基产生渗透变形，威胁大坝安全。类型

☞暂时性渗漏：水库蓄水初期，为饱和库水位以下的岩土孔隙、裂隙和洞穴而出现的水量损失。☞永久久性性渗渗漏漏：库库水水通通过过分分水水岭岭邻邻向向谷谷或或洼洼地地，，以以及及经经库库盆盆底底盘盘向向远远处处低低洼洼排排水水渠渠渗渗漏漏的的，，对对水水库库影影响响很很大大。。*工程程设设计计中应应力力求求使使水水库库的的渗渗漏漏量量小小于于该该河河流流平平水水期期流流量量的的1-3％。1.库区区渗渗漏漏-永久久渗渗漏漏方方式式坝基渗漏邻谷渗漏绕坝渗漏向远处低洼区渗漏1.库区区渗渗漏漏-地质质条条件件水文地质条件地质构造

地层岩性地形形地地貌貌库岸岸山山体体单单薄薄，，又又有有邻邻谷谷存存在在且且下下切切较较深深：：有古古河河床床与与邻邻谷谷沟沟通通：：1.库区区渗渗漏漏-地质质条条件件水文地质条件地质构造

地层岩性地形形地地貌貌强透透水水层层:第四四纪纪卵卵砾砾石石土土、、砂砂土土；；结结构构松松散散的的砂砂砾砾岩岩等等。。1.库区区渗渗漏漏-地质质条条件件水文地质条件地质构造

地层岩性地形形地地貌貌坝基基为为河河床床沉沉积积的砂卵卵石石，，未做做防防渗渗处处理理。。古河河道道1.库区区渗渗漏漏-地质质条条件件水文地质条件地质构造

地层岩性地形形地地貌貌透水水带带：：灰岩岩区区的的岩岩溶溶裂裂隙隙和和通通道道1.库区区渗渗漏漏-地质质条条件件水文地质条件地质构造

地层岩性地形形地地貌貌断层破碎带串通节理密集带褶皱构造岩层产状不整合面风化破碎带地质构造1.库区区渗渗漏漏-地质质条条件件水文地质条件地质构造

地层岩性地形形地地貌貌1.库区区渗渗漏漏-地质质条条件件水文地质条件地质构造

地层岩性地形形地地貌貌1.库区区渗渗漏漏-地质质条条件件水文地质条件地质构造

地层岩性地形形地地貌貌库区区地地层层为为震旦旦亚亚代代白白云云质质石石灰灰岩岩，，岩岩溶溶较较发发育育岩层层和和河谷谷走走向向一一致致（（纵纵谷谷）），，并并发发育育有有岩岩溶溶洞洞隙隙古河河道道，，未未做做任任何何处处理理1.库区区渗渗漏漏-地质质条条件件水文地质条件地质构造

地层岩性地形形地地貌貌1.库区区渗渗漏漏-地质质条条件件水文地质条件地质构造

地层岩性地形形地地貌貌1.库区区渗渗漏漏-地质质条条件件水文地质条件地质构造

地层岩性地形形地地貌貌新安安江江水水库库：库库区区地层层为为二二叠叠纪纪石石灰灰岩岩，，岩岩溶溶发发育育。但邻邻谷谷地地下下水水分分水水岭岭大大大大高高于于水水库设设计计水水位。。故故未未发发生生渗渗漏漏。。1.库区区渗渗漏漏水库库渗渗漏漏的的评评价价，，除除了了要要查查明明一一切切可可能能的的渗渗漏漏通通道道，，还还应应该该把把地层层、岩性性、、地地貌貌、、地地质质构构造造与水水文文地地质质条条件件联联系系起起来来，综综合合分分析析。。内容容库区渗漏

库区塌岸

库区淤积

库区浸没2.库区区塌塌岸岸水库蓄水岩土土体体强强度度降降低低加重重对对库库岸岸侵侵蚀蚀改变变坡坡体体内内部部水水文文地地质质环环境境库岸失稳危及及邻邻近近建建筑筑及及居居民民安安全全增加加水水库库淤淤积积减减少少库库容容产生生涌涌浪浪2.库区区塌塌岸岸-塌岸岸过过程程水库库蓄蓄水水到到一一定定高高程程时时，，库库岸岸上上部部由由于于张张裂裂隙隙发发育育而而因因浸浸水水塌塌落落；；受波浪掏掏蚀作用用，在库库水位附附近出现现浪蚀龛龛，塌落落物在水水下斜坡坡初步形形成浅滩滩雏形；；库水位下下降，水水下浅滩滩在平缓缓斜坡处处形成；；2.库区塌岸岸-塌岸过程程库水位再再次上升升、掏蚀蚀，浅滩滩继续扩扩大；库水位反反复变动动，库岸岸不断再再造，直直到稳定定坡脚；；水文气象2.库区塌岸岸-影响因素素地形地貌地层岩性性岩石岸坡，特特别是坚坚硬和部部分半坚坚硬岩石岸坡坡抗冲蚀能力力强,塌岸问题题较轻。。但泥质岩岩石、凝凝灰岩等等半坚硬硬岩石，，遇水易易软化、、崩解，，破坏较较快，稳稳定坡度度较小，，塌岸问题严重重；第四纪松松软土层(尤其是黄黄土、粉粉细砂土土)岸坡，塌塌岸速度度快，稳稳定坡度度小，塌塌岸宽度度极大。。水文气象2.库区塌岸岸-影响因素素地形地貌地层岩性性岸形弯曲曲，利于于塌岸，，加快塌塌岸速度度；凸岸塌岸岸速度要要比凹岸岸快；岸坡高大大、塌岸岸宽，但但速度小小；陡岸地段段塌岸强强烈，范范围大。。水文气象2.库区塌岸岸-影响因素素地形地貌地层岩性性波浪作用用是造成成水库塌塌岸的主主要营力力；库水位发发生变化化(上升和下下降)时，也容容易引发发塌岸。。2.库区塌岸岸-预测库区周边的工程地质条件和水库运行水位变化范围

速度

进程

宽度塌岸☞在弄清清塌岸影影响因素素及塌岸岸过程的的基础上上，才能能正确分分析水库库塌岸的的发展趋趋势，做做出较为为可靠的的预测。。2.库区塌岸岸-预测S-最终塌岸宽度度（m）;N-与岸坡土质质类型有有关的系数（粘土1.0，亚粘土0.8，黄土0.6，黄土状状土及亚亚砂土0.75，砂土、、砂砾石石及碎石0.5，多种土土质岸坡坡应取加加权平均均；A-最高水位位与最低水水位之差差（m）；hp-波浪影响深度度，为1～2倍波浪高高度；hb-波浪爬升高度度，0.1～0.8倍波浪高高度；hs-最高水位位以上岸高高；α-浅滩冲刷后水水下稳定定坡角；；β-预测岸坡水上上稳定坡坡角；γ-原始岸坡坡角角。卡丘金法法岸坡最最终塌岸岸预测计计算公式式内容容库区渗漏

库区塌岸

库区淤积

库区浸没3.库区浸没没水库水位位提高，引起水水库周围围地下水水位增高高，当库库岸比较较低平时时，地下下水位可可能接近近甚至高高出地面面，从而而会造成成一系列列不良地地质问题题，称水库浸没没。危害：土壤沼泽化，，盐碱化化，建筑筑物地基基条件恶化，造造成周围围矿坑渗渗水等。。3.库区浸没没库区浸没没的产生生是各种种因素综综合作用用的结果果，包括括地形、地地质、水水文气象象、水库库运行及及人类活活动等等。受库水渗渗漏影响响的邻谷谷和洼地地，平原原水库的的坝下游游和围堤堤外侧，，特别是是地形高高程接近近或低于于原来河河床的库库岸地段段；-产生条件件第四纪松松散堆积积物中的的粘性土土和粉砂砂质土，，由于毛毛细作用用较强，，容易发发生浸没没，特别别是胀缩缩性土和和黄土类类土，浸浸没影响响更为严严重；就地形地地质因素素而言，，容易产产生浸没没的条件件为：3.库区浸没没-产生条件件3.库区浸没没-产生条件件不易发生生浸没的的地段:库岸为相相对不透透水的岩岩土层组组成或研研究地段段与库岸岸间有相相对不透透水层阻阻隔；3.库区浸没没-产生条件件不易发生生浸没的的地段:库岸边坡坡在正常常高水位位以上有有泉水，，说明原原地下水水位高于于浸没水位；3.库区浸没没-产生条件件不易发生生浸没的的地段:水库蓄水水前，建建筑物基基础至地地下水位位的距离离(t)大于水库库回水高高度(h)。内容容库区渗漏

库区塌岸

库区淤积

库区浸没4.库区淤积积水库为人人工形成成的静水水域，河河水流入入水库后后流速顿顿减，搬搬运能力力下降，，所携带带的泥沙沙逐渐沉沉积下来来，堆积积于库底底，形成成水库淤积积。危害害：大量的淤淤积会减减小有效效库容，，降低水水库效益益；水深深变浅，，妨碍航航运和渔渔业，影影响水电电站运行行；严重重淤积，，将是水水库在短短时间内内失去有有效库容容，缩短短使用寿寿命。4.库区淤积积（1）蓄水后后第一年年即2000年，水库库入库沙沙量3.61亿t，出库沙沙量0.042亿t，排沙比比仅为1.2%。（2）蓄水后后第二年年即2001年，水库库入库沙沙量2.94亿t，出库沙沙量0.29亿t，排沙比比为9.9%。（3）蓄水后后第三年年即2002年，水库库入库沙沙量2.71亿t，出库沙沙量0.634亿t，排沙比比为23.4%。（4）蓄水后后第四年年即2003年，水库库入库沙沙量7.10亿t，出库沙沙量1.07亿t，排沙比比为15.1%。小浪底水水电站：：-案例4.库区淤积积小浪底调调水调沙景观（通过泄洪洞