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文档简介
第十四章水库的工程地质问题研究1.水库蓄水会使库内一些城区和居民点、古迹、文物、工矿企业、铁路、公路和其他一些重要建筑物以及大片农田、森林等受到“淹没”。
2.水库蓄水会使两岸地下水位抬高,使一些地区发生“浸没”,甚至地上建筑物也受到危害,有些地区甚至发生沼泽化、盐渍化,导致农作物无法种植、土地荒芜、工矿企业排水困难。在低洼地区会引起土地充水、沼泽化、盐渍化或地下水淹没。
3.水库若存在严重“渗漏”,会影响水利枢纽正常运行。一、水库的主要工程地质问题概述
4.当水库受到冲刷和侵蚀时会引起“库岸再造”,有些地段形成滑坡、崩塌和冲蚀。有古滑坡存在的条件下会发生滑坡“复活”。
5.水库淤积,库容体积减小.使农业、航运、渔业条件恶化,自然环境条件受到影响。
6.泥炭层、垃圾场以及工厂污水废料排放到水库使水库水质变坏,卫生条件变差,导致生活用水、灌溉用水受到污染,引发一些疾病。
7.有的水库会诱发地震。库坝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。水库的作用是蓄水兴利,在一定的地质条件下,水库蓄水期间及蓄水后会产生渗漏。对任何一座水库来说,在未采取有效的工程处理措施的情况下,如果存在严重的渗漏现象,将会直接影响到该水库的效益。而坝区的渗漏,在不少情况下往往导致坝基产生渗透变形,威胁到大坝的安全。在工程设计中,一般都要求使水库的渗漏量小于该河流段平水期流量的1%-3%。第一节库坝区渗漏简介1.库区渗漏的类型(1)暂时性渗漏水库蓄水初期,由于库水位逐渐抬高,因湿润、饱和库水位以下岩土层的孔隙、裂隙和空洞,导致库水量损失。但库水不漏出库外,因此,水量损失是暂时的。(2)永久性渗漏指水库蓄水后,库水通过库岸或库盆底部的岩土体中的孔隙、裂隙、断层及溶隙、溶洞等渗漏通道,向库外邻谷、低地或远处低洼排水区不断渗水。库区渗漏的地质条件分析永久性渗漏,大多沿下列部位发生:(1)通过库岸分水岭向邻谷或低地渗漏;(2)坝下游河道是弯道,库水通过库岸向下游河道渗漏;库水通过库底向远处低洼排泄区渗漏。库区永久渗漏方式按渗漏通道的性质,一般可划分为以下几种类型:(1)孔隙渗漏型。库水主要通过第四纪松散土层发生渗漏,例如黄土、各种粒径的砂层及砾石等。这一类型的渗漏量主要取决于土层的孔隙率及空隙直径的大小和土层分布的范围。(2)裂隙渗漏型。库水主要通过岩、土体内的裂隙进行渗漏,包括可透水的各种原生裂隙、次生裂隙以及断层破碎带的裂隙。裂隙型渗漏量的大小取决于断层性质、规模、充填物及填胶程度及裂隙的张开度和密集程度等。(3)溶洞渗漏型。喀斯特地区的水库,库水通过各种规模的溶洞发生渗漏。除了以上三种基本类型外,尚有孔隙—裂隙渗漏型和裂隙—溶洞渗漏型等混合型渗漏。2.据渗漏通道划分的水库渗漏的类型水库发生渗漏的条件主要有三个:一是构成库盆的岩体是透水的,如果水库坐落在粘土岩地区,或库盆被厚层粘土所覆盖,这种水库基本上是不漏水的;二是库外存在有比库水位低的排泄区;三是库水位高于库岸的地下水位,库水才能向库外渗漏。由此可见,水库渗漏的发生主要与岩性和地质构造、地形及水文地质条件有关。具备上述三个条件的水库,就可能发生渗漏。3.水库渗漏条件分析水库渗漏与不同同的地貌单元密密切相关。如果库岸山体单单薄,又有邻谷谷存在且下切较较深,库水外渗渗的可能性就大大。若水库修建在基基岩山区河谷急急剧拐弯处,河河湾之间的山脊脊有的地方可能能会很狭窄,这这样的地形条件件,就有可能产产生水库渗漏。。平原地区河谷一一般切割较浅,,库区与邻谷常常相距很远,库库水若要穿过河河间地块向邻谷谷渗漏,一般是是不容易的。但但在河曲发育地地段,河间地块块比较单薄,则则属可能产生渗渗漏的地形。(1)地形地貌貌条件强透水层可以导导致水库渗漏,,隔水层的存在在则可以起到防防渗作用。能够起防渗作用的是微弱透水或基本本不透水的岩层层,如粘土类岩中中的粘土岩、页页岩和粘土质沉沉积层,以及完完整致密的各种种坚硬岩层。如如果库盆或水库库周围有隔水层层存在,就能够够起挡水作用,,使库水不致向向库外渗漏。(2)岩性条件件强透水层可以导导致水库渗漏,,隔水层的存在在则可以起到防防渗作用。能够起防渗作用的是微弱透水或基本本不透水的岩层层,如粘土类岩中中的粘土岩、页页岩和粘土质沉沉积层,以及完完整致密的各种种坚硬岩层。如如果库盆或水库库周围有隔水层层存在,就能够够起挡水作用,,使库水不致向向库外渗漏。(2)岩性条件件基岩一般比较坚硬致致密,孔隙率小小。库水如果要要通过基岩发生生渗漏,主要取决于各种种裂隙和溶洞的存在情况,以以及沉积岩的层层面充填情况。。在第四纪的松散散沉积层中,对对水库渗漏有重大意义的是是未经胶结的砂砂砾(卵)石层,这些砂砾石、砾砾石、卵石层空空隙大、透水性性强,如果库区存在在这些强透水层层并沟通库区内内外,就可以成成为水库渗漏的的通道。某水库库区渗漏漏示意图与水库渗漏有密密切关系的地质质构造,主要有有断层破碎带或断断层交汇带、裂裂隙密集带、背背斜及向斜构造造、岩层产状等。断层的存在,特特别是未胶结或或胶结不完全的的断层破碎带,,都是水库渗漏漏的主要通道。。背斜构造和向斜斜构造与水库渗渗漏的关系,主主要应从两个方方面来分析。一是背斜和向斜核部部伴生的节理密密集带或层间剪剪切带可能成为为渗漏的通道;;另一方面主要由透水层与与隔水层相互配配合和产状情况况来决定。(3)地质构造造断层与水库渗漏漏的关系库区的水文地质质条件是水库能能否发生渗漏的的重要条件之一一,尤其是库岸岸有无地下水分分水岭,以及地地下水分水岭的的高程,对水库库的渗漏具有决决定性的意义。。而地下水的某某些特征,则可可以用来直接判判断库区渗漏问问题。根据地下水分水水岭脊线的高程程与水库正常高高水位的关系,,可判断水库是是否有向邻谷渗渗漏的可能。此此时有四种情况况:A.建库前的地下水水分水岭高于水水库正常高水位位,建库后一般般不会产生向邻邻谷渗漏,如图图(a)所示。(4)水文地质质条件B.建库前的地下水水分水岭低于水水库水位,则蓄蓄水后将会向邻邻谷渗漏,如图图(b)所示。C.建库前地下水就就从库区河谷流流向邻谷,蓄水水后水头更大,,渗漏更严重,,如图(c)所示。D.建库前邻谷河水水经地下流向库库区河谷,邻谷水位低于建建库后的库水位位,建库后库水水将向邻谷渗漏漏如图(d)所示。有时,地下水分分水岭虽略低于于水库正常高水水位,但由于蓄蓄水后库水的顶顶托作用,地下下水分水岭最后后可能略高于库库水位,库水不不致外漏。在分分水岭很宽厚、、岩土体的透水水性较小时,库库水更不会外漏漏。地下水分水岭与与渗漏的关系对于承压水(或建库后可能出出现的承压水)。只要透水层穿穿过了分水岭,,而其两端分别别在库区和邻谷谷(或低洼地)出露,且其出露露高程均低于水水库正常高水位位,则库水就能能沿透水层以承承压水形式流向向邻谷。当建坝前库区有有承压水露头时时,只要泉水口口高程超过水库库正常高水位且且其内部通道没没有与低处泉水水串通,则库水水就不会沿该承承压含水层漏走走。若泉水口高程低低于库水位,库库水能否沿承压压含水层漏走,,则应根据承压压水含水层的补补给区和排泄区区的具体情况确确定。(6)岩溶库区区渗漏分析岩溶地区水库漏漏水问题的分析析,关键是:A.查清该区地形、、地层、岩性、、构造和水文地地质等情况;B.在以上基础上进进一步查清岩溶溶发育程度和岩岩溶形态的延伸伸分布规律。这里仅结合水库库渗漏问题,进进一步研究和补补充。岩溶渗漏通道按按其规模可分::①大型的,如溶溶洞、暗河和落落水洞等;②中型的,如被被溶蚀而加大了了空隙的断层和和大型溶隙;③小型的,如溶溶孔和小型溶隙隙等。其中以第①类渗渗漏规模最大,,第③类渗漏规规模最小。三者者往往互相串通通。因此,从实实际意义而言,,查清岩溶渗漏漏通道主要是指指查清①、②类类通道而言。水库岩溶渗漏基基本条件判别水库岩溶渗漏分分级表①建坝河谷是地地下水排泄区在这种情况下应应注意:A.水平循环带和谷谷底循环带是最最易出现岩溶渗渗漏的位置。河床两岸地下水水接近垂直方向向流人河床的叫叫横向径流地段段,平行河水流流向的方向流人人河床的叫纵向向径流地段。纵向径流地段容容易发育纵向的的岩溶形态,成成为库水外渗的的通道。易出现的地段段:a.河流纵坡由平平缓突变为较陡陡的地段,在这这个转折点处易易发育谷底的纵纵向岩溶形态;;b.河流的凸岸,,特别是河湾间间或河曲间地段段河岸,易发育育岸边纵向岩溶溶形态。B.河水面附近有明明显的溶洞层时时,回水后库水水将沿溶洞倒灌灌。若该溶洞底底板的高程比库库水位高,则不不会成为库水直直接外漏的通道道。此时,若溶溶洞在库水位高高程以内,但最最近邻谷(或邻谷的溶洞系系统)间岩体很厚,岩岩溶不发育,透透水性不大,则则虽发生库水倒倒灌,但可能不不会形成渗漏;;若溶洞与邻谷谷(或邻谷的溶洞系系统)间的岩体很薄,,透水性很强,,则可能形成大大量渗漏。当然然,若溶洞与邻邻谷的溶洞系统统已经在库水位位高程以下串通通,则必将产生生大量渗漏。C.岩溶形态是地下下水从补给区流流向排泄区,沿沿岩体内各种结结构面溶蚀而成成的通道。因此对穿越分水水岭的断层破碎碎带、节理密集集带、不整合面面、褶皱轴面等等,应特别注意意查清是否已形形成岩溶渗漏通通道。D.多层岩溶地层与与非岩溶地层交交互地带的渗漏漏问题。在查清清岩溶地层的透透水性以后,可可按一般沉积岩岩地区隔水层和和透水层互层的的分析原则,判判断其漏水的可可能性。②建库河谷是地地下水补给区。。此最为不利,,易产生大量渗渗漏。当河谷是是该区地下水补补给区时,往往往具有下述地形形和水文地质特特征,应特别注注意库水外漏的的问题。A.盲谷:河谷突然然中断处往往是是地表水转入地地下的人口位置置,系水库蓄水水后库水外漏的的通道入口。B.谷底落水洞:若若谷底落水洞发发育,修建水库库,落水洞是库库水外漏的通道道入口。C.谷底溶洞:谷底底若有溶洞口是是入水口,亦属属大型渗漏通道道。当河谷是地下水水补给区时,必必须查清外漏通通道,采取有效效措施,否则水水库漏水是很难难避免的。大坝建成后,坝坝上游水位抬高高,在上、下游游水位差的作用用下,库水可能能通过坝基或坝坝肩岩层中的孔孔隙、裂隙、破破碎带向下游渗渗漏。前者称为为坝基渗漏,后者称为绕坝渗漏。坝区渗漏形式分分为均匀渗漏和集中渗漏两种。前者,如如通过砂砾石层层和基岩中较为为均布的风化裂裂隙的渗漏;后后者,如通过较较大的断裂破碎碎带和各种岩溶溶通道的渗漏。。坝区渗漏漏条件分分析绕坝渗漏漏示意图图1.松散岩层层的坝区区渗漏条条件在松散岩岩层地区区建坝,,渗漏主主要是通通过透水水性强的的砂砾石层层发生的。。砂砾石石层有的的是现代代河床沉沉积,有有的是位位于阶地地之上,,也有的的是古河河道沉积积。古河河道砂砾砾石沉积积可以是是埋藏在在河岸一一侧,也也可以分分布于阶阶地之上上。有时时砂砾石石层与不不透水层层成互层层结构,,对此,,应给予予充分注注意。一般在河河谷狭窄窄、谷坡坡高陡的的坝区,,砂砾石石层仅分分布于谷谷底,因因此,坝坝区渗漏漏主要发发生在坝坝基。而在宽谷谷区当谷谷坡上分分布有多多级阶地地时,库库水除沿沿坝基渗渗漏外,,还可能能发生绕绕坝渗漏漏。2.裂隙岩层层坝区的的渗漏条条件在裂隙岩岩层分布布区,由由于岩层层中各种种结构面面的透水水能力的的不同,,以及河河谷地貌貌和地质质构造的的差异,,使建坝坝所导致致的渗漏漏在不同同地区或或地段内内有显著著的不同同。河谷地貌貌与地质质结构条条件对坝坝区渗漏漏有显著著影响。。河谷平面面形态与与坝区渗渗漏的关关系四、岩层层渗透性性指标表征岩层层渗透性性的指标标有三个个,即渗透系数数(k)、单位吸吸水量(w)和透水率率(q)。这三个个指标是是评价坝坝、库是是否渗漏漏或估算算渗漏量量时的重重要参数数,也是是地基防防渗处理理设计的的水文地地质依据据。1.渗透系系数(k)法国水力力学家达达西曾通通过大量量的试验验,发现现地下水水层流的的渗透速速度(v)与水力坡坡度(I)成正比,,写成公公式为:v=kI式中:v为渗透速速度(m/d);I为水力坡坡度;k为渗透系系数。在生产实实践中,,多采用用抽水试试验确定定岩体的的渗透系系数k值:单位吸水水量是在单位位压力下下每米试试验段、、每分钟钟压入岩岩层中的的水量,,以L/(min··m·104Pa)表示。它是在岩岩层中进进行压水试验验所测得的的岩层渗渗透性指指标。新新的压水水试验的的成果为为岩层透水水率(qq,Lu),1Lu(吕荣))单位为为:在lMPa的压力下下,每米米试验段段的平均均压人流流量,以以L/min计,即::1Lu等于在1MPa的压力下下,每米米试段压压人的流流量为1L/min。试验要要求试段段长为5m左右,每每个试段段的试验验时间为为10min。1Lu一般相当当于单位位吸水量量w值为0.01L/(min·m··104Pa)时的渗透透量。2.单位吸水水量(w)和透水水率(qq)压水试验验示意图图渗透系数数k值是代表表整个降水水漏斗较大范围围内岩层层的平均均透水性性。而透水率率q值或单位位吸水量量w值,则是是代表钻钻孔中某某个试验验段岩层层的透水水性。它它代表的范范围较小小,但可说说明岩层层不同部部位的渗渗透性和和岩层渗渗透性的的不均一一程度。。长期以来来,w值被当作作坝区防渗渗处理——帷幕灌浆浆设计的主要依依据和质质量鉴定定标准,,即认为w值小于0.01或0.05时,就被被视为不不透水层,不不需进行行防渗处处理。据k值和q值对岩土土渗透性性的分级级见表。。(一)灌浆帷幕幕通过钻孔孔向地下下灌注水水泥浆或或其他浆浆液,填填塞岩溶溶岩体中中的渗漏漏通道,,形成阻阻水帷幕幕,可以以达到防防渗的目目的。灌浆帷幕幕用于裂隙隙性岩溶溶渗漏具具有显著著的防渗渗效果。。对规模不不大的管管道性岩岩溶渗漏漏采用填填充性灌灌浆也有有一定效效果。一般在坝基和坝肩部位都设设置有灌灌浆帷幕幕,以防防止绕坝坝渗漏。。帷幕深深度及向向两岸的的延伸范范围则根根据防渗渗处理范范围确定定。坝基灌浆浆帷幕最好能深深入基础础的相对对不透水水层岩层层中构成成接地式式帷幕,,这是截截断渗流流比较彻彻底的办办法。帷幕灌浆浆压力、、孔距、、排距、、排数等等,根据据壅水高高度、建建筑物特特点、岩岩溶发育育特点和和灌浆试试验结果果确定。。五、防渗渗措施当地基下下面透水水层深度度不大时时,常用用截水墙墙防渗,,这是一一种比较较可靠的的防渗措措施。防渗墙有有粘土墙墙、混凝凝土墙和和大口径径钻孔造造孔回填填混凝土土等形式式。粘土截水水墙多用于土土坝基础础,将透透水层截截断与心心墙或斜斜墙相连连接,要要求截水水墙应有有足够的的厚度和和严格的的反滤措措施,以以保护截截水墙不不致产生生管涌和和冲刷。。混凝土截截水墙多用于截截断岩石石基础的的表部透透水带,,如溶蚀蚀带、岸岸坡风化化带等。。(二)截截水墙(三)铺盖在坝上游游或水库库的某一一部分,,以粘土土层或钢钢筋混凝凝土板做做成铺盖盖,覆盖盖漏水区区,以防防止渗漏漏。铺盖防渗渗主要适用用于大面面积的孔孔隙性或或裂隙性性渗漏。。库底大面面积渗漏漏,常用用粘土铺盖盖,对于库岸岸斜坡地地段的局局部渗漏漏,用混凝土铺铺盖。为防止止坝基、、坝肩渗渗漏而设设置的铺铺盖,最最好使坝坝体与上上游的隔隔水岩层层相衔接接,或将将铺盖的的范围扩扩大,把把绕过铺铺盖的水水流比降降和流量量控制在在允许限限度以内内。一般情况况下,铺铺盖工程程应在蓄蓄水前或或水库放放空以后后施工,,以保证证质量。。但有些些情况下下,用水水中抛土土方法形形成铺盖盖,也可可起到一一定的防防渗作用用。隔离就是在库库岸基岩岩上修筑筑隔水围围坝。范围不大大的集中中渗漏区区,库水水隔离可可以减少少水量损损失。导排则是将建建筑物基基础下及及其周围围承压水水或泉水水通过反反滤设备备的减压压井、导导管及排排水沟(廊道)等将承压压水引导导至建筑筑物范围围以外,,以降低低渗透压压力。减压井或或其他排排水设施施一般在在防渗帷帷幕后面面和两岸岸山坡。。(四)隔离与导导排选择集中中漏水的的洞口用用适当的的建材堵堵塞,是是防止岩岩溶通道道渗漏的的有效方方法。对裸露露基岩中中的漏水水洞,只只要清除除其充填填物和洞洞壁的风风化松软软物质,,然后用用混凝土土封堵,,即可获获得良好好效果。。在覆盖盖型岩溶溶河段,,由于基基岩中岩岩溶管道道埋藏于于覆盖层层之下,,要消除除覆盖层层,应找找到基岩岩中岩溶溶管道的的人口,,加以封封堵。如如因覆盖盖层太厚厚,彻底底清除确确有困难难,也应应尽可能能深挖扩扩大,清清除其中中的松软软物质,,然后加加以堵塞塞。一般般的堵洞洞结构是是下部做做反滤层层,上部部以混凝凝土封堵堵,再以以粘土回回填。(五)堵堵洞(适适用于岩岩溶地去去渗漏处处理)岩溶水库库坝址主主要防渗渗措施表表(1)岩溶水库库坝址主主要防渗渗措施表表(2)第二节节库库岸岸稳定定问题题(1))水库建建成蓄蓄水后后,库库岸自自然条条件发发生急急剧变变化,使之之处于于新的的环境境和动动力地地质作作用下下表现现为::①原来处处于干干燥状状态下下的岩岩主体体,在在库水水位变变化范范围内内的部部分因因浸湿湿而经经常处处于饱饱和状状态,,其工工程地地质性性质明明显恶恶化f、c值下降降。②岸边遭遭受人人工湖湖泊波波浪的的冲蚀蚀淘刷刷作用用,较较原来来河流流的侵侵蚀冲冲刷作作用更更为强强烈。。③库水位位经常常变化化,当当水位位快速速下降降时,,原来来被顶顶托而而壅高高的地地下水水来不不及泄泄出,,因而而增加加了岸岸坡岩岩土体体的动动水压压力和和自重重压力力。因因之,,使得得原来来处于于平衡衡状态态下的的斜坡坡,有有一部部分发发生变变形破破坏,,直至至达到到新的的平衡衡状态态为止止。(2))危害:库岸的的变形形破坏坏,危危及滨滨库地地带居居民点点和建建筑物物的安安全,使滨库库地带带的农农田遭遭到破破坏库库岸的的破坏坏物质质又成成为水水库的的淤积积物、、减小小库容容。近坝库库岸大大塌滑滑体的的安然然滑落落激起起的涌涌浪,,还能能危及及大坝坝安全全,并并给坝坝下游游带来来灾难难性后后果。。(3)库岸失失稳破破坏的的类型型①塌岸岸在水库库中库库岸土土石体体在库库水波波浪及及其他他外动动力作作用下下,失失去平平衡而而产生生逐步步坍塌塌,库库岸线线不断断后移移而进进行边边岸再再造,,以达达到新新的平平衡的的现象象和结结果,,称水库塌塌岸(或称水水库边边岸再再造)。可见见,水水库塌塌岸是是不同同于岩岩土体体崩塌塌和滑滑坡的的一种种特殊殊的破破坏形形式。。这种种现象象主要要发生生于土土质岸岸坡地地段。。水库蓄蓄水最最初几几年内内塌岸岸表现现最为为强烈烈,随随后渐渐渐减减弱,,可以以延续续几年年甚至至十几几年以以上。。因而而,塌塌岸是是一个个长期期缓慢慢的演演变过过程。。最终塌塌岸破破坏带带的宽宽度可可达几几百米米,如如我国国黄河河三门门峡库库最大大塌岸岸带宽宽度284m。水库塌塌岸过过程示示意图图②滑坡坡库岸滑滑坡在在大部部分水水库蓄蓄水后后都会会发生生,只只是规规模不不同而而已,,它往往往是是岸坡坡蠕变变的发发展结结果。。按库库岸滑滑坡发发生的的位置置,可可分为为水上滑坡和和水下滑坡坡,以及近坝滑坡和和远坝滑坡坡。近坝的水水上高速滑滑坡危害尤尤大。如意意大利瓦依依昂水库左左岸1963年10月9日发生的超超大型高速速滑坡,举举世震惊。。我国湖南南柘溪水库库,在1959年的蓄水初初期,大坝坝上游1.5kin的塘岩光发发生大滑坡坡,165万m3土石以25m/s的速度滑入入库中,激激起高达21米的涌浪,,致使库水水漫过尚未未完工的坝坝顶泄向下下游,损失失巨大。滑坡是库岸岸破坏的主主要形式之之一,由于于危害较大大,对山区区水库来说说,需重视视研究近坝坝的库岸滑滑坡。我国国的几座大大型水坝,,如龙羊峡峡和小浪底底水库均存存在此问题题。③岩崩岩崩是峡谷型水水库岩质库库岸常见的的破坏形式式,它常发发生在由坚坚硬岩体组组成的高陡陡库岸地段段。水库蓄水后后,由于坡坡脚岩层软软化或下部部库岸的变变形破坏,,而引起上上部库岸的的岩体崩塌塌。(1)定义义:水库蓄水后后水位抬高高,引起水水库周围地地下水壅高高。当库岸岸比较低平平,地面高高程与水库库正常高水水位相差不不大时,地地下水位可可能接近甚甚至高出地地面,产生生种种不良良后果,称为水库浸没。(2)危害:浸没对滨库库地区的工工农业生产产和居民生生活危害甚甚大,它使使农田沼泽泽化或盐碱碱化;建筑物的地地基强度降降低甚至破破坏,影响响其稳定和和正常使用用;附近城镇居居民无法居居住,不得得不采取排排水措施或或迁移他处处。浸没区还能能造成附近近矿坑渗水水,使采矿矿条件恶化化。因此,浸没没问题常常常影响到水水库正常高高水位的选选择,甚至至影响到坝坝址的选择择。第三节水水库浸没问问题(3)产生生浸没的条条件浸没现象的的产生,是是各种因素素综合作用用的结果,,包括地形形、地质、、水文气象象、水库运运行和人类类活动等。。依地形地地质的因素素而言,可能产生浸浸没的条件件是:①受库水渗漏漏影响的邻邻谷和洼地地,平原水水库的坝下下游和围堤堤外侧,特特别是地形形标高接近近或低于原原来河床的的库岸地段段,容易产产生浸没。。②岩土应具有有一定的透透水性能。。基岩分布布地区不易易发生浸没没。第四纪纪松散堆积积物中的粘粘性土和粉粉砂质土,,由于毛细细性较强,,易发生没没没;特别别是胀缩性性土和黄土土类土,浸浸投的影响响更为严重重。水库回水及及浸没不易发生浸浸没的地段段是:①库岸为相相对不透水水岩土层组组成或研究究地段与库库岸之间有有相对不透透水层阻隔隔。②研究地段段与库岸间间有经常水水流的溪沟沟,其水位位等于或高高于正常蓄蓄水位时。。水库岸边不不会发生浸浸没的地质质条件第四节水水库淤积问问题(1)淤积问题水库为人工工形成的静静水域,河河水流入水水库后流速速顿减,水水流搬运能能力下降,,所挟带的的泥砂就沉沉积下来,,堆于库底底,形成水库淤积。淤积的粗粒粒部分堆于于上游,细细粒部分堆堆于下游,,随着时间间的推延,,淤积物逐逐渐向坝前前推移。修建水库库的河流若若含有大量泥砂,则淤积问问题将成为为该水库的的主要工程程地质问题题之一。我我国黄河干干流上的三三门峡水库库,若不采采取措施,,几十年后后将全部淤淤满。山陕陕高原上有有一些小水水库,建成成一年后库库容竟全部部被泥砂淤淤满。有人对我国国20座水库淤积积状况作过过统计,根根据统计资资料,在不不到14年内,20座水库平均均库容损失失率为31.3%,年平均均损失率为为2.26%。水库淤积虽虽然可起到到天然铺盖以以防止库水水渗漏的良好作用用,但是大量淤积物物堆于库底底,将减小小有效库容容,降低水水库效益;水深变浅,,妨碍航运运和渔业,,影响水电电站运转。。严重的淤积积,将使水水库在不长长的时间内内失去有效效库容,缩缩短使用寿寿命。例如,美国国科罗拉多多河上一座座大型水库库,建成13年后便有95%的库容被被泥砂充填填。日本有有256座水库平均均使用寿命命仅53年;其中56座已淤库容容的50%,26座已淤库容容的80%。我国黄黄河干流上上的三门峡峡水库,若若不采取措措施,几十十年后将全全部淤满。。山陕高原原上有一些些小水库,,建成一年年后库容竟竟全部被泥泥砂淤满。。淤积不仅缩缩短水库使使用寿命,,而且会给给上下游防防洪、灌溉溉、航运、、排涝治碱碱、工程安安全和生态态平衡带来来影响。水库的兴建建,极大地地改变了原原河流的水水动力条件件和河流地地质作用,,使其侵蚀蚀、搬运和和沉积作用用发生了大大幅度的变变化,并在在自我调整整中取得新新的动态平平衡。其间间,库内沉积积作用加剧剧,将影响响水库的寿寿命、航运运(包括航道和和港口)的通畅、库库尾的洪水水位等;在坝下游,,由于清水水下泄,冲冲刷作用增增强,底蚀蚀显著,河河道下切,,河流变直直,可导致致部分河段段岸坡稳定定性下降,,出现裂缝缝、坍塌等等现象,河河道还可能能出现负比比降,影响响汛期行洪洪等。(2)水库库淤积对环环境的影响响水库的形成成,实际上上是改变了了水库上游游河流的侵蚀基准面面第五节水水库诱发地地震1.水库诱发地地震的基本本特征从已有地震震资料来看看,水库诱诱发地震具具有下列特特征:(1)震中多分分布在水库库影响区域域内(包括通过活活动断裂传传递到库外外几十公里里的地方),时间分布布复杂根据统计,,水库地震震的震中区区,除少数数在坝址附附近以外,,主要分布布在库区中中部及尾部部。这说明明大坝的位位置一般选选在地质条条件较好的的地方,故故诱震几率率低。另外外,震例资资料还说明明,震中常常沿构造线线分布。广东新丰江江水库(2)震级小,,震源极浅浅据统计,水水库诱发地地震的震源源深度,一一般不大于于5km,也有超过过10km的,达20km者少见。由由于震源浅浅,故震中中区烈度偏偏高,即水水库诱发地地震烈度,,较同震级级的天然地地震烈度偏偏高。(3)地震形式式的特点诱发地震形形式,常以前震—主震—余震型(即茂木Ⅱ型)为主,也有群震型型,孤立型型则罕见。。(4)震波垂直直分量作用用显著水库诱发地地震震波垂垂直分量的的作用显著著,一般Ms=5甚至Ms=4级地震,都都可造成明明显的破坏坏作用。(5)分布特征征水库诱发地地震,大部部分发生在在低烈度区区,强度不不大,烈度度偏高。(6)水库地地震与坝高高、库容关关系A.诱发地震的的水库占已已建水库总总数的比例例很小,但但在高坝中比比例明显增增加,且坝坝愈高,比比例越大,坝高超过过200m,水库发震震震例占1/4。B.从库容看,库容愈大,,水库发震震率愈高,当坝高大大于100m,库容大于于1000亿m3时,比率高高达40%。C.一般来说,震级大的水库坝坝高和库容都较较大,震级Ms在6级以上,其坝高高大于100m,库容大于25亿。因此,高坝大库库产生水库诱发发地震的概率较较高。(7)水库地震与与蓄水过程的关关系A.水库水位的影响响统计资料表明,,多数水库地震强强度和频度与水水位相关,按其相关性分成成两大类,一类类是有明显主震震,另一类是蓄蓄水后微震频度度明显增多。B.水库地震持续时时间一般较长,,由十几年到几几十年,如新丰江、胡佛佛等水库。C.水库蓄水对地震震活动的抑制作作用对大多数水库来来说,蓄水导致致地震活动加剧剧。但也有地震震活动减少的实实例,如美国胡胡佛坝上游佛莱莱敏谷(FlamingGorge)和格兰峡(ClanCanyon)蓄水后,连同胡胡佛坝地震活动动都见减少。2.水库地震发生的的条件目前对水库诱发发地震的机制有有不同的观点,,认为水库诱发发地震的发生条条件,大体上有有:(1)地质构造条件件A.易发震地区多数数处于性脆,裂裂隙多,易向深深部渗漏的灰岩岩地区,以及易易发生膨胀、水水化的岩体内。。岩溶发育区的的震型为坍陷坐坐落的波型,且且震级小于4,震源不到一公公里,与库水位位关系较小。B.处于中、新生代代褶皱带,断陷陷盆地和新构造造活动明显的特特殊部位,容易易发震。C.易于发震的活断断层,震中一般般分布在断层弧弧形拐点、交叉叉部位及断陷盆盆地垂直差异运运动较大的部位位。D.易于发震的活断断层多为正断层层和走向断层,,倾角大于45o,发震多在正断断层下盘。F.周围有温泉、火火山活动或地热热异常区,建库库后易形成新的的异常。水库诱发地震的的工程地质类型型表(1)水库诱发地震的的工程地质类型型表(续表)(2)水库蓄水水的诱发作用与与水库蓄水有明明显的依赖关系系,水位高时,,活动性强,水水位猛涨时,更更常发生,且滞滞后现象明显,,近则一月,长长则几年。A.库水的静水压力力使岩体变形。。B.库水作用在深部部剪切面上
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