工程地質(zhì)學(xué)水庫(kù)工程地質(zhì)問(wèn)題分析T

第16章水庫(kù)工程地質(zhì)問(wèn)題分析E-mail:wenjiexu@徐文杰清華大學(xué)水利系0.概述三峽水庫(kù)總庫(kù)容393億m3，淹沒(méi)632km20.概述金沙江下游第三級(jí)水電站溪洛渡（水庫(kù)長(zhǎng)約200km，平均寬度約700m，總庫(kù)容126.7億m3，水庫(kù)淹沒(méi)涉及四川省的等9個(gè)縣（區(qū)）。）0.概述小浪底水庫(kù)蓄水至275m時(shí)，總庫(kù)容為126.5億m3,庫(kù)水面積272km2，小浪底電站0.概述雅礱江干流共規(guī)劃21個(gè)梯級(jí)水電站0.概述0.概述水庫(kù)工程地質(zhì)問(wèn)題滲漏塌岸浸沒(méi)淤積內(nèi)容庫(kù)區(qū)滲漏

庫(kù)區(qū)塌岸

庫(kù)區(qū)淤積

庫(kù)區(qū)浸沒(méi)1.庫(kù)區(qū)滲漏庫(kù)區(qū)滲漏是指庫(kù)水沿巖石孔隙、裂隙、斷層、溶洞等向庫(kù)盆以外或通過(guò)壩基（肩）向下游滲漏水量的現(xiàn)象。危害直接影響水庫(kù)運(yùn)行的效益，如北京的天開(kāi)、葦子水及十三陵水庫(kù)等壩區(qū)滲漏，導(dǎo)致壩基產(chǎn)生滲透變形，威脅大壩安全。類型

?暫時(shí)性滲漏：水庫(kù)蓄水初期，為飽和庫(kù)水位以下的巖土孔隙、裂隙和洞穴而出現(xiàn)的水量損失。?永久性滲漏：庫(kù)水通過(guò)分水嶺鄰向谷或洼地，以及經(jīng)庫(kù)盆底盤向遠(yuǎn)處低洼排水渠滲漏的，對(duì)水庫(kù)影響很大。*工程設(shè)計(jì)中應(yīng)力求使水庫(kù)的滲漏量小于該河流平水期流量的1-3％。1.庫(kù)區(qū)滲漏-永久滲漏方式壩基滲漏鄰谷滲漏繞壩滲漏向遠(yuǎn)處低洼區(qū)滲漏1.庫(kù)區(qū)滲滲漏-地質(zhì)條條件水文地質(zhì)條件地質(zhì)構(gòu)造

地層巖性地形地地貌庫(kù)岸山山體單單薄，，又有有鄰谷谷存在在且下下切較較深：：有古河河床與與鄰谷谷溝通通：1.庫(kù)區(qū)滲滲漏-地質(zhì)條條件水文地質(zhì)條件地質(zhì)構(gòu)造

地層巖性地形地地貌強(qiáng)透水水層:第四紀(jì)紀(jì)卵礫礫石土土、砂砂土；；結(jié)構(gòu)構(gòu)松散散的砂砂礫巖巖等。。1.庫(kù)區(qū)滲滲漏-地質(zhì)條條件水文地質(zhì)條件地質(zhì)構(gòu)造

地層巖性地形地地貌壩基為河河床沉積積的砂卵石，，未做防滲滲處理。。古河道1.庫(kù)區(qū)滲漏漏-地質(zhì)條件件水文地質(zhì)條件地質(zhì)構(gòu)造

地層巖性地形地貌貌透水帶：：灰?guī)r區(qū)的的巖溶裂裂隙和通通道1.庫(kù)區(qū)滲漏漏-地質(zhì)條件件水文地質(zhì)條件地質(zhì)構(gòu)造

地層巖性地形地貌貌斷層破碎帶串通節(jié)理密集帶褶皺構(gòu)造巖層產(chǎn)狀不整合面風(fēng)化破碎帶地質(zhì)構(gòu)造1.庫(kù)區(qū)滲漏漏-地質(zhì)條件件水文地質(zhì)條件地質(zhì)構(gòu)造

地層巖性地形地貌貌1.庫(kù)區(qū)滲漏漏-地質(zhì)條件件水文地質(zhì)條件地質(zhì)構(gòu)造

地層巖性地形地貌貌1.庫(kù)區(qū)滲漏漏-地質(zhì)條件件水文地質(zhì)條件地質(zhì)構(gòu)造

地層巖性地形地貌庫(kù)區(qū)地層為震旦亞代白云云質(zhì)石灰?guī)r，，巖溶較發(fā)育育巖層和河谷走向一致致（縱谷），，并發(fā)育有巖巖溶洞隙古河道，未做做任何處理1.庫(kù)區(qū)滲漏-地質(zhì)條件水文地質(zhì)條件地質(zhì)構(gòu)造

地層巖性地形地貌1.庫(kù)區(qū)滲漏-地質(zhì)條件水文地質(zhì)條件地質(zhì)構(gòu)造

地層巖性地形地貌1.庫(kù)區(qū)滲漏-地質(zhì)條件水文地質(zhì)條件地質(zhì)構(gòu)造

地層巖性地形地貌新安江水庫(kù)：庫(kù)區(qū)地層為二疊紀(jì)紀(jì)石灰?guī)r，巖巖溶發(fā)育。但鄰谷地下水水分水嶺大大大高于水庫(kù)設(shè)計(jì)水位。故未發(fā)生生滲漏。1.庫(kù)區(qū)滲漏水庫(kù)滲漏的評(píng)評(píng)價(jià)，除了要要查明一切可可能的滲漏通通道，還應(yīng)該該把地層、巖性、地貌、、地質(zhì)構(gòu)造與水文地質(zhì)條條件聯(lián)系起來(lái)來(lái)，綜合分析。。內(nèi)容庫(kù)區(qū)滲漏

庫(kù)區(qū)塌岸

庫(kù)區(qū)淤積

庫(kù)區(qū)浸沒(méi)2.庫(kù)區(qū)塌岸水庫(kù)蓄水巖土體強(qiáng)度降降低加重對(duì)庫(kù)岸侵侵蝕改變坡體內(nèi)部部水文地質(zhì)環(huán)環(huán)境庫(kù)岸失穩(wěn)危及鄰近建筑筑及居民安全全增加水庫(kù)淤積積減少庫(kù)容產(chǎn)生涌浪2.庫(kù)區(qū)塌岸-塌岸過(guò)程水庫(kù)蓄水到一一定高程時(shí)，，庫(kù)岸上部由由于張裂隙發(fā)發(fā)育而因浸水水塌落；受波浪掏蝕作作用，在庫(kù)水水位附近出現(xiàn)現(xiàn)浪蝕龕，塌塌落物在水下下斜坡初步形形成淺灘雛形形；庫(kù)水位下降，，水下淺灘在在平緩斜坡處處形成；2.庫(kù)區(qū)塌岸-塌岸過(guò)程庫(kù)水位再次上上升、掏蝕，，淺灘繼續(xù)擴(kuò)擴(kuò)大；庫(kù)水位反復(fù)變變動(dòng)，庫(kù)岸不不斷再造，直直到穩(wěn)定坡腳腳；水文氣象2.庫(kù)區(qū)塌岸-影響因素地形地貌地層巖性巖石岸坡，特別是是堅(jiān)硬和部分分半堅(jiān)硬巖石岸坡抗沖蝕能力強(qiáng),塌岸問(wèn)題較輕輕。但泥質(zhì)巖石、、凝灰?guī)r等半半堅(jiān)硬巖石，，遇水易軟化化、崩解，破破壞較快，穩(wěn)穩(wěn)定坡度較小小，塌岸問(wèn)題題嚴(yán)嚴(yán)重重；；第四四紀(jì)紀(jì)松松軟軟土層層(尤其其是是黃黃土土、、粉粉細(xì)細(xì)砂砂土土)岸坡坡，，塌塌岸岸速速度度快快，，穩(wěn)穩(wěn)定定坡坡度度小小，，塌塌岸岸寬寬度度極極大大。。水文氣象2.庫(kù)區(qū)區(qū)塌塌岸岸-影響響因因素素地形地貌地層層巖巖性性岸形形彎彎曲曲，，利利于于塌塌岸岸，，加加快快塌塌岸岸速速度度；；凸岸岸塌塌岸岸速速度度要要比比凹凹岸岸快快；；岸坡坡高高大大、、塌塌岸岸寬寬，，但但速速度度小?。?；陡岸岸地地段段塌塌岸岸強(qiáng)強(qiáng)烈烈，，范范圍圍大大。。水文氣象2.庫(kù)區(qū)區(qū)塌塌岸岸-影響響因因素素地形地貌地層層巖巖性性波浪浪作作用用是是造造成成水水庫(kù)庫(kù)塌塌岸岸的的主主要要營(yíng)營(yíng)力力；；庫(kù)水水位位發(fā)發(fā)生生變變化化(上升升和和下下降降)時(shí)，，也也容容易易引引發(fā)發(fā)塌塌岸岸。。2.庫(kù)區(qū)區(qū)塌塌岸岸-預(yù)測(cè)測(cè)庫(kù)區(qū)周邊的工程地質(zhì)條件和水庫(kù)運(yùn)行水位變化范圍

速度

進(jìn)程

寬度塌岸?在弄弄清塌塌岸影影響因因素及及塌岸岸過(guò)程程的基基礎(chǔ)上上，才才能正正確分分析水水庫(kù)塌塌岸的的發(fā)展展趨勢(shì)勢(shì)，做做出較較為可可靠的的預(yù)測(cè)測(cè)。2.庫(kù)區(qū)塌塌岸-預(yù)測(cè)S-最終塌岸寬寬度（（m）;N-與岸坡土土質(zhì)類類型有有關(guān)的的系數(shù)（粘土1.0，亞粘土0.8，黃土0.6，黃土土狀土土及亞亞砂土0.75，砂土土、砂砂礫石石及碎石0.5，多種種土質(zhì)質(zhì)岸坡坡應(yīng)取取加權(quán)權(quán)平均均；A-最高水水位與最低低水位位之差差（m）；hp-波浪影響深深度，，為1～2倍波浪浪高度度；hb-波浪爬升高高度，，0.1～0.8倍波浪浪高度度；hs-最高水水位以上岸岸高；；α-淺灘沖刷后后水下下穩(wěn)定定坡角角；β-預(yù)測(cè)岸坡水水上穩(wěn)穩(wěn)定坡坡角；；γ-原始岸坡坡坡角。?？ㄇ鸾鸾鸱ò栋镀伦钭罱K塌塌岸預(yù)預(yù)測(cè)計(jì)計(jì)算公公式內(nèi)容容庫(kù)區(qū)滲漏

庫(kù)區(qū)塌岸

庫(kù)區(qū)淤積

庫(kù)區(qū)浸沒(méi)3.庫(kù)區(qū)浸浸沒(méi)水庫(kù)水水位提提高，引起起水庫(kù)庫(kù)周圍圍地下下水位位增高高，當(dāng)當(dāng)庫(kù)岸岸比較較低平平時(shí)，，地下下水位位可能能接近近甚至至高出出地面面，從從而會(huì)會(huì)造成成一系系列不不良地地質(zhì)問(wèn)問(wèn)題，，稱水庫(kù)浸浸沒(méi)。危害：土壤壤沼澤化化，鹽鹽堿化化，建建筑物物地基基條件件惡化，，造成成周圍圍礦坑坑滲水水等。。3.庫(kù)區(qū)浸浸沒(méi)庫(kù)區(qū)浸浸沒(méi)的的產(chǎn)生生是各各種因因素綜綜合作作用的的結(jié)果果，包包括地形、、地質(zhì)質(zhì)、水水文氣氣象、、水庫(kù)庫(kù)運(yùn)行行及人人類活活動(dòng)等等。。受庫(kù)水水滲漏漏影響響的鄰鄰谷和和洼地地，平平原水水庫(kù)的的壩下下游和和圍堤堤外側(cè)側(cè)，特特別是是地形形高程程接近近或低低于原原來(lái)河河床的的庫(kù)岸岸地段段；-產(chǎn)生條條件第四紀(jì)紀(jì)松散散堆積積物中中的粘粘性土土和粉粉砂質(zhì)質(zhì)土，，由于于毛細(xì)細(xì)作用用較強(qiáng)強(qiáng)，容容易發(fā)發(fā)生浸浸沒(méi)，，特別別是脹脹縮性性土和和黃土土類土土，浸浸沒(méi)影影響更更為嚴(yán)嚴(yán)重；；就地形形地質(zhì)質(zhì)因素素而言言，容容易產(chǎn)產(chǎn)生浸浸沒(méi)的的條件件為：：3.庫(kù)區(qū)浸浸沒(méi)-產(chǎn)生條條件3.庫(kù)區(qū)浸浸沒(méi)-產(chǎn)生條條件不易發(fā)發(fā)生浸浸沒(méi)的的地段段:庫(kù)岸為為相對(duì)對(duì)不透透水的的巖土土層組組成或或研究究地段段與庫(kù)庫(kù)岸間間有相相對(duì)不不透水水層阻阻隔；；3.庫(kù)區(qū)浸浸沒(méi)-產(chǎn)生條條件不易發(fā)發(fā)生浸浸沒(méi)的的地段段:庫(kù)岸邊邊坡在在正常常高水水位以以上有有泉水水，說(shuō)說(shuō)明原原地下下水位位高于于浸沒(méi)沒(méi)水位；；3.庫(kù)區(qū)浸浸沒(méi)-產(chǎn)生條條件不易發(fā)發(fā)生浸浸沒(méi)的的地段段:水庫(kù)蓄蓄水前前，建建筑物物基礎(chǔ)礎(chǔ)至地地下水水位的的距離離(t)大于水水庫(kù)回回水高高度(h)。內(nèi)容容庫(kù)區(qū)滲漏

庫(kù)區(qū)塌岸

庫(kù)區(qū)淤積

庫(kù)區(qū)浸沒(méi)4.庫(kù)區(qū)淤淤積水庫(kù)為為人工工形成成的靜靜水域域，河河水流流入水水庫(kù)后后流速速頓減減，搬搬運(yùn)能能力下下降，，所攜攜帶的的泥沙沙逐漸漸沉積積下來(lái)來(lái)，堆堆積于于庫(kù)底底，形形成水庫(kù)淤淤積。危害害：大量的的淤積積會(huì)減減小有有效庫(kù)庫(kù)容，，降低低水庫(kù)庫(kù)效益益；水水深變變淺，，妨礙礙航運(yùn)運(yùn)和漁漁業(yè)，，影響響水電電站運(yùn)運(yùn)行；；嚴(yán)重重淤積積，將將是水水庫(kù)在在短時(shí)時(shí)間內(nèi)內(nèi)失去去有效效庫(kù)容容，縮縮短使使用壽壽命。。4.庫(kù)區(qū)淤淤積（1）蓄水水后第第一年年即2000年，水水庫(kù)入入庫(kù)沙沙量3.61億t，出庫(kù)庫(kù)沙量量0.042億t，排沙沙比僅僅為1.2%。（2）蓄水水后第第二年年即2001年，水水庫(kù)入入庫(kù)沙沙量2.94億t，出庫(kù)庫(kù)沙量量0.29億t，排沙沙比為為9.9%。（3）蓄水水后第第三年年即2002年，水水庫(kù)入入庫(kù)沙沙量2.71億t，出庫(kù)庫(kù)沙量量0.634億t，排沙沙比為為23.4%。（4）蓄水水后第第四年年即2003年，水水庫(kù)入入庫(kù)沙沙量7.10億t，出庫(kù)庫(kù)沙量量1.07億t，排沙沙比為為15.1%。小浪底底水電電站：：-案例4.庫(kù)區(qū)淤淤積小浪底底調(diào)水水調(diào)沙景觀觀（通過(guò)泄洪洞洞排放放清水來(lái)來(lái)沖刷河道；；開(kāi)啟啟排沙洞洞排沙）