1、第十四章 水庫的 工程地質問題研究,1水庫蓄水會使庫內一些城區(qū)和居民點、古跡、文物、工礦企業(yè)、鐵路、公路和其他一些重要建筑物以及大片農田、森林等受到“淹沒”。 2水庫蓄水會使兩岸地下水位抬高，使一些地區(qū)發(fā)生“浸沒”，甚至地上建筑物也受到危害，有些地區(qū)甚至發(fā)生沼澤化、鹽漬化，導致農作物無法種植、土地荒蕪、工礦企業(yè)排水困難。在低洼地區(qū)會引起土地充水、沼澤化、鹽漬化或地下水淹沒。 3水庫若存在嚴重“滲漏”，會影響水利樞紐正常運行。,一、水庫的主要工程地質問題概述,4當水庫受到沖刷和侵蝕時會引起“庫岸再造”，有些地段形成滑坡、崩塌和沖蝕。有古滑坡存在的條件下會發(fā)生滑坡“復活”。 5 水庫淤積，庫容體積

2、減小使農業(yè)、航運、漁業(yè)條件惡化，自然環(huán)境條件受到影響。 6泥炭層、垃圾場以及工廠污水廢料排放到水庫使水庫水質變壞，衛(wèi)生條件變差，導致生活用水、灌溉用水受到污染，引發(fā)一些疾病。 7有的水庫會誘發(fā)地震。,庫壩區(qū)滲漏是指庫水沿巖石孔隙、裂隙、斷層、溶洞等向庫盆以外或通過壩基(肩)向下游滲漏水量的現(xiàn)象。水庫的作用是蓄水興利，在一定的地質條件下，水庫蓄水期間及蓄水后會產生滲漏。對任何一座水庫來說，在未采取有效的工程處理措施的情況下，如果存在嚴重的滲漏現(xiàn)象，將會直接影響到該水庫的效益。而壩區(qū)的滲漏，在不少情況下往往導致壩基產生滲透變形，威脅到大壩的安全。 在工程設計中，一般都要求使水庫的滲漏量小于該河流段

3、平水期流量的1-3。,第一節(jié) 庫壩區(qū)滲漏簡介,1.庫區(qū)滲漏的類型 （）暫時性滲漏 水庫蓄水初期，由于庫水位逐漸抬高，因濕潤、飽和庫水位以下巖土層的孔隙、裂隙和空洞，導致庫水量損失。但庫水不漏出庫外，因此，水量損失是暫時的。 （）永久性滲漏 指水庫蓄水后，庫水通過庫岸或庫盆底部的巖土體中的孔隙、裂隙、斷層及溶隙、溶洞等滲漏通道，向庫外鄰谷、低地或遠處低洼排水區(qū)不斷滲水。,庫區(qū)滲漏的地質條件分析,永久性滲漏，大多沿下列部位發(fā)生： （）通過庫岸分水嶺向鄰谷或低地滲漏； （）壩下游河道是彎道，庫水通過庫岸向下游河道滲漏；庫水通過庫底向遠處低洼排泄區(qū)滲漏。,庫區(qū)永久滲漏方式,按滲漏通道的性質，一般可劃分

4、為以下幾種類型： (1)孔隙滲漏型。庫水主要通過第四紀松散土層發(fā)生滲漏，例如黃土、各種粒徑的砂層及礫石等。這一類型的滲漏量主要取決于土層的孔隙率及空隙直徑的大小和土層分布的范圍。 (2)裂隙滲漏型。庫水主要通過巖、土體內的裂隙進行滲漏，包括可透水的各種原生裂隙、次生裂隙以及斷層破碎帶的裂隙。裂隙型滲漏量的大小取決于斷層性質、規(guī)模、充填物及填膠程度及裂隙的張開度和密集程度等。 (3)溶洞滲漏型?？λ固氐貐^(qū)的水庫，庫水通過各種規(guī)模的溶洞發(fā)生滲漏。 除了以上三種基本類型外，尚有孔隙裂隙滲漏型和裂隙溶洞滲漏型等混合型滲漏。,.據(jù)滲漏通道劃分的水庫滲漏的類型,水庫發(fā)生滲漏的條件主要有三個： 一是構成庫盆

5、的巖體是透水的，如果水庫坐落在粘土巖地區(qū)，或庫盆被厚層粘土所覆蓋，這種水庫基本上是不漏水的； 二是庫外存在有比庫水位低的排泄區(qū)； 三是庫水位高于庫岸的地下水位，庫水才能向庫外滲漏。由此可見，水庫滲漏的發(fā)生主要與巖性和地質構造、地形及水文地質條件有關。具備上述三個條件的水庫，就可能發(fā)生滲漏。,3.水庫滲漏條件分析,水庫滲漏與不同的地貌單元密切相關。 如果庫岸山體單薄，又有鄰谷存在且下切較深，庫水外滲的可能性就大。 若水庫修建在基巖山區(qū)河谷急劇拐彎處，河灣之間的山脊有的地方可能會很狹窄，這樣的地形條件，就有可能產生水庫滲漏。 平原地區(qū)河谷一般切割較淺，庫區(qū)與鄰谷常相距很遠，庫水若要穿過河間地塊向鄰

6、谷滲漏，一般是不容易的。但在河曲發(fā)育地段，河間地塊比較單薄，則屬可能產生滲漏的地形。,（）地形地貌條件,強透水層可以導致水庫滲漏，隔水層的存在則可以起到防滲作用。 能夠起防滲作用的是微弱透水或基本不透水的巖層，如粘土類巖中的粘土巖、頁巖和粘土質沉積層，以及完整致密的各種堅硬巖層。如果庫盆或水庫周圍有隔水層存在，就能夠起擋水作用，使庫水不致向庫外滲漏。,（）巖性條件,強透水層可以導致水庫滲漏，隔水層的存在則可以起到防滲作用。 能夠起防滲作用的是微弱透水或基本不透水的巖層，如粘土類巖中的粘土巖、頁巖和粘土質沉積層，以及完整致密的各種堅硬巖層。如果庫盆或水庫周圍有隔水層存在，就能夠起擋水作用，使庫水

7、不致向庫外滲漏。,（）巖性條件,基巖一般比較堅硬致密，孔隙率小。庫水如果要通過基巖發(fā)生滲漏，主要取決于各種裂隙和溶洞的存在情況，以及沉積巖的層面充填情況。 在第四紀的松散沉積層中，對水庫滲漏有重大意義的是未經膠結的砂礫(卵)石層，這些砂礫石、礫石、卵石層空隙大、透水性強，如果庫區(qū)存在這些強透水層并溝通庫區(qū)內外，就可以成為水庫滲漏的通道。,某水庫庫區(qū)滲漏示意圖,與水庫滲漏有密切關系的地質構造，主要有斷層破碎帶或斷層交匯帶、裂隙密集帶、背斜及向斜構造、巖層產狀等。 斷層的存在，特別是未膠結或膠結不完全的斷層破碎帶，都是水庫滲漏的主要通道。 背斜構造和向斜構造與水庫滲漏的關系，主要應從兩個方面來分析

8、。一是背斜和向斜核部伴生的節(jié)理密集帶或層間剪切帶可能成為滲漏的通道；另一方面主要由透水層與隔水層相互配合和產狀情況來決定。,（）地質構造,斷層與水庫滲漏的關系,庫區(qū)的水文地質條件是水庫能否發(fā)生滲漏的重要條件之一，尤其是庫岸有無地下水分水嶺，以及地下水分水嶺的高程，對水庫的滲漏具有決定性的意義。而地下水的某些特征，則可以用來直接判斷庫區(qū)滲漏問題。 根據(jù)地下水分水嶺脊線的高程與水庫正常高水位的關系，可判斷水庫是否有向鄰谷滲漏的可能。此時有四種情況： A.建庫前的地下水分水嶺高于水庫正常高水位，建庫后一般不會產生向鄰谷滲漏，如圖(a)所示。,（）水文地質條件,B.建庫前的地下水分水嶺低于水庫水位，則

9、蓄水后將會向鄰谷滲漏，如圖(b)所示。 C.建庫前地下水就從庫區(qū)河谷流向鄰谷，蓄水后水頭更大，滲漏更嚴重，如圖(c)所示。 D.建庫前鄰谷河水經地下流向庫區(qū)河谷,鄰谷水位低于建庫后的庫水位，建庫后庫水將向鄰谷滲漏如圖(d)所示。 有時，地下水分水嶺雖略低于水庫正常高水位，但由于蓄水后庫水的頂托作用，地下水分水嶺最后可能略高于庫水位，庫水不致外漏。在分水嶺很寬厚、巖土體的透水性較小時，庫水更不會外漏。,地下水分水嶺與滲漏的關系,對于承壓水(或建庫后可能出現(xiàn)的承壓水)。只要透水層穿過了分水嶺，而其兩端分別在庫區(qū)和鄰谷(或低洼地)出露，且其出露高程均低于水庫正常高水位，則庫水就能沿透水層以承壓水形式

10、流向鄰谷。 當建壩前庫區(qū)有承壓水露頭時，只要泉水口高程超過水庫正常高水位且其內部通道沒有與低處泉水串通，則庫水就不會沿該承壓含水層漏走。若泉水口高程低于庫水位，庫水能否沿承壓含水層漏走，則應根據(jù)承壓水含水層的補給區(qū)和排泄區(qū)的具體情況確定。,（）巖溶庫區(qū)滲漏分析 巖溶地區(qū)水庫漏水問題的分析，關鍵是： A.查清該區(qū)地形、地層、巖性、構造和水文地質等情況； B.在以上基礎上進一步查清巖溶發(fā)育程度和巖溶形態(tài)的延伸分布規(guī)律。 這里僅結合水庫滲漏問題，進一步研究和補充。,巖溶滲漏通道按其規(guī)模可分： 大型的，如溶洞、暗河和落水洞等； 中型的，如被溶蝕而加大了空隙的斷層和大型溶隙； 小型的，如溶孔和小型溶隙等

11、。 其中以第類滲漏規(guī)模最大，第類滲漏規(guī)模最小。三者往往互相串通。因此，從實際意義而言，查清巖溶滲漏通道主要是指查清、類通道而言。,水庫巖溶滲漏基本條件判別,水庫巖溶滲漏分級表,建壩河谷是地下水排泄區(qū) 在這種情況下應注意： A.水平循環(huán)帶和谷底循環(huán)帶是最易出現(xiàn)巖溶滲漏的位置。河床兩岸地下水接近垂直方向流人河床的叫橫向徑流地段，平行河水流向的方向流人河床的叫縱向徑流地段?？v向徑流地段容易發(fā)育縱向的巖溶形態(tài)，成為庫水外滲的通道。易出現(xiàn)的地段：a河流縱坡由平緩突變?yōu)檩^陡的地段，在這個轉折點處易發(fā)育谷底的縱向巖溶形態(tài)；b河流的凸岸，特別是河灣間或河曲間地段河岸，易發(fā)育岸邊縱向巖溶形態(tài)。,B.河水面附近有

12、明顯的溶洞層時，回水后庫水將沿溶洞倒灌。若該溶洞底板的高程比庫水位高，則不會成為庫水直接外漏的通道。此時，若溶洞在庫水位高程以內，但最近鄰谷(或鄰谷的溶洞系統(tǒng))間巖體很厚，巖溶不發(fā)育，透水性不大，則雖發(fā)生庫水倒灌，但可能不會形成滲漏；若溶洞與鄰谷(或鄰谷的溶洞系統(tǒng))間的巖體很薄，透水性很強，則可能形成大量滲漏。當然，若溶洞與鄰谷的溶洞系統(tǒng)已經在庫水位高程以下串通，則必將產生大量滲漏。,C.巖溶形態(tài)是地下水從補給區(qū)流向排泄區(qū)，沿巖體內各種結構面溶蝕而成的通道。 因此對穿越分水嶺的斷層破碎帶、節(jié)理密集帶、不整合面、褶皺軸面等，應特別注意查清是否已形成巖溶滲漏通道。 D.多層巖溶地層與非巖溶地層交互

13、地帶的滲漏問題。在查清巖溶地層的透水性以后，可按一般沉積巖地區(qū)隔水層和透水層互層的分析原則，判斷其漏水的可能性。,建庫河谷是地下水補給區(qū)。此最為不利，易產生大量滲漏。當河谷是該區(qū)地下水補給區(qū)時，往往具有下述地形和水文地質特征，應特別注意庫水外漏的問題。 A.盲谷：河谷突然中斷處往往是地表水轉入地下的人口位置，系水庫蓄水后庫水外漏的通道入口。 B.谷底落水洞：若谷底落水洞發(fā)育，修建水庫，落水洞是庫水外漏的通道入口。 C.谷底溶洞：谷底若有溶洞口是入水口，亦屬大型滲漏通道。 當河谷是地下水補給區(qū)時，必須查清外漏通道，采取有效措施，否則水庫漏水是很難避免的。,大壩建成后，壩上游水位抬高，在上、下游水

14、位差的作用下，庫水可能通過壩基或壩肩巖層中的孔隙、裂隙、破碎帶向下游滲漏。前者稱為壩基滲漏，后者稱為繞壩滲漏。 壩區(qū)滲漏形式分為均勻滲漏和集中滲漏兩種。前者，如通過砂礫石層和基巖中較為均布的風化裂隙的滲漏；后者，如通過較大的斷裂破碎帶和各種巖溶通道的滲漏。,壩區(qū)滲漏條件分析,繞壩滲漏示意圖,1.松散巖層的壩區(qū)滲漏條件 在松散巖層地區(qū)建壩，滲漏主要是通過透水性強的砂礫石層發(fā)生的。砂礫石層有的是現(xiàn)代河床沉積，有的是位于階地之上，也有的是古河道沉積。古河道砂礫石沉積可以是埋藏在河岸一側，也可以分布于階地之上。有時砂礫石層與不透水層成互層結構，對此，應給予充分注意。一般在河谷狹窄、谷坡高陡的壩區(qū)，砂礫

15、石層僅分布于谷底，因此，壩區(qū)滲漏主要發(fā)生在壩基。而在寬谷區(qū)當谷坡上分布有多級階地時，庫水除沿壩基滲漏外，還可能發(fā)生繞壩滲漏。,2.裂隙巖層壩區(qū)的滲漏條件 在裂隙巖層分布區(qū)，由于巖層中各種結構面的透水能力的不同，以及河谷地貌和地質構造的差異，使建壩所導致的滲漏在不同地區(qū)或地段內有顯著的不同。 河谷地貌與地質結構條件對壩區(qū)滲漏有顯著影響。,河谷平面形態(tài)與壩區(qū)滲漏的關系,四、巖層滲透性指標,表征巖層滲透性的指標有三個，即滲透系數(shù)(k)、單位吸水量(w)和透水率(q)。這三個指標是評價壩、庫是否滲漏或估算滲漏量時的重要參數(shù)，也是地基防滲處理設計的水文地質依據(jù)。 1滲透系數(shù)(k) 法國水力學家達西曾通過

16、大量的試驗，發(fā)現(xiàn)地下水層流的滲透速度(v)與水力坡度(I)成正比，寫成公式為: v=kI 式中：v為滲透速度（m/d）；I為水力坡度；k為滲透系數(shù)。,在生產實踐中，多采用抽水試驗確定巖體的滲透系數(shù)k值:,單位吸水量是在單位壓力下每米試驗段、每分鐘壓入巖層中的水量，以L/(minm104Pa)表示。它是在巖層中進行壓水試驗所測得的巖層滲透性指標。新的壓水試驗的成果為巖層透水率（，Lu）， Lu（呂榮）單位為：在l MPa的壓力下，每米試驗段的平均壓人流量，以L min計，即：1 Lu等于在1 MPa的壓力下，每米試段壓人的流量為1Lmin。試驗要求試段長為5m左右，每個試段的試驗時間為10min

17、。1Lu一般相當于單位吸水量w值為001L(minm104Pa)時的滲透量。,2.單位吸水量（w）和透水率（）,壓水試驗示意圖,滲透系數(shù)k值是代表整個降水漏斗較大范圍內巖層的平均透水性。而透水率q值或單位吸水量w值，則是代表鉆孔中某個試驗段巖層的透水性。它代表的范圍較小，但可說明巖層不同部位的滲透性和巖層滲透性的不均一程度。 長期以來， w值被當作壩區(qū)防滲處理 帷幕灌漿設計的主要依據(jù)和質量鑒定標準，即 認為w值小于001或005時，就被視為不透 水層，不需進行防滲處理。 據(jù)k值和q值對巖土滲透性的分級見表。,(一)灌漿帷幕 通過鉆孔向地下灌注水泥漿或其他漿液，填塞巖溶巖體中的滲漏通道，形成阻水

18、帷幕，可以達到防滲的目的。 灌漿帷幕用于裂隙性巖溶滲漏具有顯著的防滲效果。對規(guī)模不大的管道性巖溶滲漏采用填充性灌漿也有一定效果。 一般在壩基和壩肩部位都設置有灌漿帷幕，以防止繞壩滲漏。帷幕深度及向兩岸的延伸范圍則根據(jù)防滲處理范圍確定。 壩基灌漿帷幕最好能深入基礎的相對不透水層巖層中構成接地式帷幕，這是截斷滲流比較徹底的辦法。 帷幕灌漿壓力、孔距、排距、排數(shù)等，根據(jù)壅水高度、建筑物特點、巖溶發(fā)育特點和灌漿試驗結果確定。,五、防滲措施,當?shù)鼗旅嫱杆畬由疃炔淮髸r，常用截水墻防滲，這是一種比較可靠的防滲措施。防滲墻有粘土墻、混凝土墻和大口徑鉆孔造孔回填混凝土等形式。 粘土截水墻多用于土壩基礎，將透水

19、層截斷與心墻或斜墻相連接，要求截水墻應有足夠的厚度和嚴格的反濾措施，以保護截水墻不致產生管涌和沖刷。 混凝土截水墻多用于截斷巖石基礎的表部透水帶，如溶蝕帶、岸坡風化帶等。,（二）截水墻,(三)鋪蓋 在壩上游或水庫的某一部分，以粘土層或鋼筋混凝土板做成鋪蓋，覆蓋漏水區(qū)，以防止?jié)B漏。鋪蓋防滲主要適用于大面積的孔隙性或裂隙性滲漏。庫底大面積滲漏，常用粘土鋪蓋，對于庫岸斜坡地段的局部滲漏，用混凝土鋪蓋。為防止壩基、壩肩滲漏而設置的鋪蓋，最好使壩體與上游的隔水巖層相銜接，或將鋪蓋的范圍擴大，把繞過鋪蓋的水流比降和流量控制在允許限度以內。 一般情況下，鋪蓋工程應在蓄水前或水庫放空以后施工，以保證質量。但有

20、些情況下，用水中拋土方法形成鋪蓋，也可起到一定的防滲作用。,隔離就是在庫岸基巖上修筑隔水圍壩。范圍不大的集中滲漏區(qū)，庫水隔離可以減少水量損失。 導排則是將建筑物基礎下及其周圍承壓水或泉水通過反濾設備的減壓井、導管及排水溝(廊道)等將承壓水引導至建筑物范圍以外，以降低滲透壓力。 減壓井或其他排水設施一般在防滲帷幕后面和兩岸山坡。,(四)隔離與導排,選擇集中漏水的洞口用適當?shù)慕ú亩氯欠乐箮r溶通道滲漏的有效方法。對裸露基巖中的漏水洞，只要清除其充填物和洞壁的風化松軟物質，然后用混凝土封堵，即可獲得良好效果。在覆蓋型巖溶河段，由于基巖中巖溶管道埋藏于覆蓋層之下，要消除覆蓋層，應找到基巖中巖溶管道的

21、人口，加以封堵。如因覆蓋層太厚，徹底清除確有困難，也應盡可能深挖擴大，清除其中的松軟物質，然后加以堵塞。一般的堵洞結構是下部做反濾層，上部以混凝土封堵，再以粘土回填。,（五）堵洞（適用于巖溶地去滲漏處理）,巖溶水庫壩址主要防滲措施表（1）,巖溶水庫壩址主要防滲措施表（2）,第二節(jié) 庫岸穩(wěn)定問題 （）水庫建成蓄水后，庫岸自然條件發(fā)生急劇變化，使之處于新的環(huán)境和動力地質作用下表現(xiàn)為： 原來處于干燥狀態(tài)下的巖主體，在庫水位變化范圍內的部分因浸濕而經常處于飽和狀態(tài)，其工程地質性質明顯惡化f、c值下降。 岸邊遭受人工湖泊波浪的沖蝕淘刷作用，較原來河流的侵蝕沖刷作用更為強烈。,庫水位經常變化，當水位快速下

22、降時，原來被頂托而壅高的地下水來不及泄出，因而增加了岸坡巖土體的動水壓力和自重壓力。因之，使得原來處于平衡狀態(tài)下的斜坡，有一部分發(fā)生變形破壞，直至達到新的平衡狀態(tài)為止。 （）危害：庫岸的變形破壞，危及濱庫地帶居民點和建筑物的安全，使濱庫地帶的農田遭到破壞庫岸的破壞物質又成為水庫的淤積物、減小庫容。近壩庫岸大塌滑體的安然滑落激起的涌浪，還能危及大壩安全，并給壩下游帶來災難性后果。,(3)庫岸失穩(wěn)破壞的類型 塌岸 在水庫中庫岸土石體在庫水波浪及其他外動力作用下，失去平衡而產生逐步坍塌，庫岸線不斷后移而進行邊岸再造，以達到新的平衡的現(xiàn)象和結果，稱水庫塌岸(或稱水庫邊岸再造)?？梢?，水庫塌岸是不同于巖

23、土體崩塌和滑坡的一種特殊的破壞形式。這種現(xiàn)象主要發(fā)生于土質岸坡地段。 水庫蓄水最初幾年內塌岸表現(xiàn)最為強烈，隨后漸漸減弱，可以延續(xù)幾年甚至十幾年以上。因而，塌岸是一個長期緩慢的演變過程。最終塌岸破壞帶的寬度可達幾百米，如我國黃河三門峽庫最大塌岸帶寬度284m。,水庫塌岸過程示意圖,滑坡 庫岸滑坡在大部分水庫蓄水后都會發(fā)生，只是規(guī)模不同而已，它往往是岸坡蠕變的發(fā)展結果。按庫岸滑坡發(fā)生的位置，可分為水上滑坡和水下滑坡，以及近壩滑坡和遠壩滑坡。近壩的水上高速滑坡危害尤大。如意大利瓦依昂水庫左岸1963年10月9日發(fā)生的超大型高速滑坡，舉世震驚。我國湖南柘溪水庫，在1959年的蓄水初期，大壩上游15ki

24、n的塘巖光發(fā)生大滑坡，165萬m3土石以25ms的速度滑入庫中，激起高達21米的涌浪，致使庫水漫過尚未完工的壩頂泄向下游，損失巨大。,滑坡是庫岸破壞的主要形式之一，由于危害較大，對山區(qū)水庫來說，需重視研究近壩的庫岸滑坡。我國的幾座大型水壩，如龍羊峽和小浪底水庫均存在此問題。 巖崩 巖崩是峽谷型水庫巖質庫岸常見的破壞形式，它常發(fā)生在由堅硬巖體組成的高陡庫岸地段。水庫蓄水后，由于坡腳巖層軟化或下部庫岸的變形破壞，而引起上部庫岸的巖體崩塌。,（）定義：水庫蓄水后水位抬高，引起水庫周圍地下水壅高。當庫岸比較低平，地面高程與水庫正常高水位相差不大時，地下水位可能接近甚至高出地面，產生種種不良后果，稱為水

25、庫浸沒。 （）危害：浸沒對濱庫地區(qū)的工農業(yè)生產和居民生活危害甚大，它使農田沼澤化或鹽堿化；建筑物的地基強度降低甚至破壞，影響其穩(wěn)定和正常使用；附近城鎮(zhèn)居民無法居住，不得不采取排水措施或遷移他處。浸沒區(qū)還能造成附近礦坑滲水，使采礦條件惡化。因此，浸沒問題常常影響到水庫正常高水位的選擇，甚至影響到壩址的選擇。,第三節(jié) 水庫浸沒問題,（）產生浸沒的條件 浸沒現(xiàn)象的產生，是各種因素綜合作用的結果，包括地形、地質、水文氣象、水庫運行和人類活動等。依地形地質的因素而言，可能產生浸沒的條件是： 受庫水滲漏影響的鄰谷和洼地，平原水庫的壩下游和圍堤外側，特別是地形標高接近或低于原來河床的庫岸地段，容易產生浸沒。

26、 巖土應具有一定的透水性能?；鶐r分布地區(qū)不易發(fā)生浸沒。第四紀松散堆積物中的粘性土和粉砂質土，由于毛細性較強，易發(fā)生沒沒；特別是脹縮性土和黃土類土，浸投的影響更為嚴重。,水庫回水及浸沒,不易發(fā)生浸沒的地段是： 庫岸為相對不透水巖土層組成或研究地段與庫岸之間有相對不透水層阻隔。 研究地段與庫岸間有經常水流的溪溝，其水位等于或高于正常蓄水位時。,水庫岸邊不會發(fā)生浸沒的地質條件,第四節(jié) 水庫淤積問題,()淤積問題 水庫為人工形成的靜水域，河水流入水庫后流速頓減，水流搬運能力下降，所挾帶的泥砂就沉積下來，堆于庫底，形成水庫淤積。淤積的粗粒部分堆于上游，細粒部分堆于下游，隨著時間的推延，淤積物逐漸向壩前推

27、移。修建水庫的河流若含有大量泥砂，則淤積問題將成為該水庫的主要工程地質問題之一。我國黃河干流上的三門峽水庫，若不采取措施，幾十年后將全部淤滿。山陜高原上有一些小水庫，建成一年后庫容竟全部被泥砂淤滿。 有人對我國20座水庫淤積狀況作過統(tǒng)計，根據(jù)統(tǒng)計資料，在不到14年內，20座水庫平均庫容損失率為313，年平均損失率為226。,水庫淤積雖然可起到天然鋪蓋以防止庫水滲漏的良好作用，但是大量淤積物堆于庫底，將減小有效庫容，降低水庫效益；水深變淺，妨礙航運和漁業(yè)，影響水電站運轉。嚴重的淤積，將使水庫在不長的時間內失去有效庫容，縮短使用壽命。例如，美國科羅拉多河上一座大型水庫，建成13年后便有95的庫容被

28、泥砂充填。日本有256座水庫平均使用壽命僅53年；其中56座已淤庫容的50，26座已淤庫容的80。我國黃河干流上的三門峽水庫，若不采取措施，幾十年后將全部淤滿。山陜高原上有一些小水庫，建成一年后庫容竟全部被泥砂淤滿。,淤積不僅縮短水庫使用壽命，而且會給上下游防洪、灌溉、航運、排澇治堿、工程安全和生態(tài)平衡帶來影響。 水庫的興建，極大地改變了原河流的水動力條件和河流地質作用，使其侵蝕、搬運和沉積作用發(fā)生了大幅度的變化，并在自我調整中取得新的動態(tài)平衡。其間，庫內沉積作用加劇，將影響水庫的壽命、航運(包括航道和港口)的通暢、庫尾的洪水位等； 在壩下游，由于清水下泄，沖刷作用增強，底蝕顯著，河道下切，河

29、流變直，可導致部分河段岸坡穩(wěn)定性下降，出現(xiàn)裂縫、坍塌等現(xiàn)象，河道還可能出現(xiàn)負比降，影響汛期行洪等。,（）水庫淤積對環(huán)境的影響,水庫的形成，實際上是改變了水庫上游河流的侵蝕基準面,第五節(jié) 水庫誘發(fā)地震 .水庫誘發(fā)地震的基本特征 從已有地震資料來看，水庫誘發(fā)地震具有下列特征： （1）震中多分布在水庫影響區(qū)域內(包括通過活動斷裂傳遞到庫外幾十公里的地方)，時間分布復雜 根據(jù)統(tǒng)計，水庫地震的震中區(qū)，除少數(shù)在壩址附近以外，主要分布在庫區(qū)中部及尾部。這說明大壩的位置一般選在地質條件較好的地方，故誘震幾率低。另外，震例資料還說明，震中常沿構造線分布。,廣東新豐江水庫,（2）震級小，震源極淺 據(jù)統(tǒng)計，水庫誘發(fā)

30、地震的震源深度，一般不大于5 km，也有超過10 km的，達20km者少見。由于震源淺，故震中區(qū)烈度偏高，即水庫誘發(fā)地震烈度，較同震級的天然地震烈度偏高。 （3）地震形式的特點 誘發(fā)地震形式，常以前震主震余震型(即茂木型)為主，也有群震型，孤立型則罕見。,（4）震波垂直分量作用顯著 水庫誘發(fā)地震震波垂直分量的作用顯著，一般Ms5甚至Ms4級地震，都可造成明顯的破壞作用。 （5）分布特征 水庫誘發(fā)地震，大部分發(fā)生在低烈度區(qū)，強度不大，烈度偏高。,（6） 水庫地震與壩高、庫容關系 A.誘發(fā)地震的水庫占已建水庫總數(shù)的比例很小，但在高壩中比例明顯增加，且壩愈高，比例越大，壩高超過200m，水庫發(fā)震震例

31、占14。 B.從庫容看,庫容愈大，水庫發(fā)震率愈高，當壩高大于100m，庫容大于1 000億m3時，比率高達40。 C.一般來說，震級大的水庫壩高和庫容都較大，震級Ms在6級以上，其壩高大于100m，庫容大于25億。 因此，高壩大庫產生水庫誘發(fā)地震的概率較高。,（7） 水庫地震與蓄水過程的關系 A.水庫水位的影響 統(tǒng)計資料表明，多數(shù)水庫地震強度和頻度與水位相關，按其相關性分成兩大類，一類是有明顯主震，另一類是蓄水后微震頻度明顯增多。 B.水庫地震持續(xù)時間一般較長，由十幾年到幾十年,如新豐江、胡佛等水庫。 C.水庫蓄水對地震活動的抑制作用 對大多數(shù)水庫來說，蓄水導致地震活動加劇。但也有地震活動減少

32、的實例，如美國胡佛壩上游佛萊敏谷(FlamingGorge)和格蘭峽(ClanCanyon)蓄水后，連同胡佛壩地震活動都見減少。,.水庫地震發(fā)生的條件,目前對水庫誘發(fā)地震的機制有不同的觀點，認為水庫誘發(fā)地震的發(fā)生條件，大體上有： （1）地質構造條件 A.易發(fā)震地區(qū)多數(shù)處于性脆，裂隙多，易向深部滲漏的灰?guī)r地區(qū)，以及易發(fā)生膨脹、水化的巖體內。巖溶發(fā)育區(qū)的震型為坍陷坐落的波型，且震級小于4，震源不到一公里，與庫水位關系較小。 B.處于中、新生代褶皺帶，斷陷盆地和新構造活動明顯的特殊部位，容易發(fā)震。,C.易于發(fā)震的活斷層，震中一般分布在斷層弧形拐點、交叉部位及斷陷盆地垂直差異運動較大的部位。 D.易于

33、發(fā)震的活斷層多為正斷層和走向斷層，傾角大于45o，發(fā)震多在正斷層下盤。 F.周圍有溫泉、火山活動或地熱異常區(qū)，建庫后易形成新的異常。,水庫誘發(fā)地震的工程地質類型表（1）,水庫誘發(fā)地震的工程地質類型表（續(xù)表）,(2)水庫蓄水 水的誘發(fā)作用與水庫蓄水有明顯的依賴關系，水位高時，活動性強，水位猛漲時，更常發(fā)生，且滯后現(xiàn)象明顯，近則一月，長則幾年。 A.庫水的靜水壓力使巖體變形。 B.庫水作用在深部剪切面上，促使極限平衡狀態(tài)改變 C.孔隙水壓力增大，有效摩擦力降低。 D.深部巖體軟化作用加劇，巖體強度降低。 E.親水性礦物膨脹。 F.下滲吸熱產生氣化，造成局部地熱異常，熱能積聚。,世界七大水庫誘發(fā)地震與蓄水過程的關系,水庫