水库工程地质课件清楚明了

第四章水库工程地质

【考试大纲】熟练掌握水库渗漏的类型、形成条件及渗漏量计算方法。掌握水库浸没的地形地质条件、判别标准与方法。熟练掌握库岸稳定性的评价方法和内容。掌握滑坡的分类及稳定性评价。了解水库诱发地震的基本特征、类型、产生的地震地质背景和主要研究内容。第四章水库工程地质--水库渗漏水库渗漏的类型暂时性渗漏是指水库蓄水初期，库水渗入库水位以下岩土体中未被饱和的孔隙、裂隙和洞穴等，使之饱和而出现的库水渗漏损失。永久性渗漏是指库水沿具透水性的岩（土）体或构造、岩溶渗漏通道等流向库外的邻谷、洼地或坝下游产生渗漏的现象。是水库渗漏问题研究的重点。第四章水库工程地质--水库渗漏永久性渗漏的地质条件1、岩性条件：库底和水库周边有透水岩层2、地形地貌条件：水库与相邻河谷间分水岭的宽窄和邻谷的切割深度对水库渗漏影响很大。3、地质构造条件：水库所处的构造环境、连通库内外的构造破碎带4、水文地质条件：地下分水岭的有无、高程及其与水库正常蓄水位的关系第四章水库工程地质--水库渗漏水库渗漏估算原则根据渗漏地段的水文地质结构、渗流特性和边界条件，选择适宜的水文地质计算公式估算渗漏量。存在多个透水层时，可分别估算渗漏量。应根据水文地质测试成果，经统计分析后给定各透水层（组、带）的渗透系数。要注意透水层（组、带）的不均匀性，具有多个透水层或明显渗透分带的透水层，难以单独估算渗漏量的，可取各透水层（组、带）渗透系数的加权平均值，用以估算渗漏量。水库渗漏估算

（下部有水平隔水层，潜水透水层均一的渗漏量计算）式中：q——单宽渗漏量（m3/d.m）K——岩土体的渗透系数（m/d）H1——相对隔水层以上的水库水头（m）H2——相对隔水层以上的邻谷水头（m）L——渗漏距离（m）Q——渗漏总量（m3/s）B——渗漏总宽度（m）水库渗漏估算

（不同透水性的水平岩层的渗漏量计算）T1——下层透水层的厚度（m）；T2——上层透水层的过水部分的平均厚度（m）Kcp——两层岩土体的加权平均渗透系数（m/d）水库渗漏估算

（承压含水层渗漏量计算）式中：m1——水库附近承压含水层厚度（m）；m2——同一承压含水层在排水区的厚度（m）。其它符号意义同前。第四章水库工程地质--水库渗漏水库渗漏的处理混凝土防渗墙防渗面板水平铺盖灌浆帷幕其它措施——除以上措施外，在岩溶地区还常用围、隔、堵等措施解决水库渗漏问题。

在水利水电工程中，究竟选用什么防渗措施，常常要结合工程区具体地质条件综合考虑确定。第四章水库工程地质--水库浸没水库浸没的地形地质条件地形地貌条件：地面高程低于或略高于水库正常蓄水位的盆地型水库边缘与山前洪积扇直接相接的地段、喀斯特地区暗河出口位于水库水位以下且暗河系统有大片的溶蚀洼地地区、平原型水库的坝下游、顺河坝或围堤或引水渠道的外侧地段均易产生浸没。地面越是宽阔低平，则浸没范围越大。第四章水库工程地质--水库浸没水库浸没的地形地质条件岩性条件：库岸带为透水岩层，易产生浸没。水文地质条件：蓄水前地下水埋藏较浅，地下水排泄不畅，蓄水后地下水壅高，地下水补给量大于排泄量的库岸地段、闭封或半封闭的洼地、沼泽的边缘地带，易产生浸没。第四章水水库工程程地质--水库浸没浸没判别分分初判和复复判两个阶阶段。初判--不易产生浸浸没地区的的标志1、库岸或渠渠道由相对对不透水岩岩土层组成成，或调查查地区与库库水间有相相对不透水水层阻隔；；且该不透透水层的顶顶部高程高高于水库设设计正常蓄蓄水位。2、调查地区区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水库设设计正常蓄蓄水位。第四章水水库工程程地质--水库浸没初判--易产生浸没没地区的标标志1、平原型水水库的周边边和坝下游游，顺河坝坝或围堤的的外侧，地地面高程低低于库水位位地区。2、盆地型水水库边缘与与山前洪积积扇、洪积积裙相连的的地区。3、潜水位埋埋藏较浅，，地表水或或潜水排泄泄不畅，补补给量大于于排出量的的库岸地区区，封闭或或半封闭的的洼地，或或沼泽的边边缘地区。。第四章水水库工程程地质--水库浸没复判--在初判的基基础上进行行。主要是三个个方面的内内容：1、核实和查查明初判圈圈定的浸没没地区的水水文地质条条件，获得得比较详细细的水文地地质参数及及潜水动态态观测资料料；2、建立潜水水渗流数学学模型，进进行非稳定定态潜水回回水预测计计算，绘出出设计正常常蓄水位情情况下，库库区周边的的潜水等水水位线预测测图，预测测不同库水水位时的浸浸没范围；；3、除复核水库设设计正常蓄水位位条件下的浸没没范围外，还要要根据需要计算算水库运用规划划中的其它代表表性运用水位下下的浸没情况。。潜水回水计算隔水底板水平、、陡直河岸、无无渗入均质介质质的稳定态潜水水回水计算模型型与公式如下。。其他不同水文文地质条件的稳稳定态潜水回水水计算模型与公公式见手册P686~688表4-3-1。对于非稳定态的的潜水回水计算算，需要采用数数值法进行计算算。第四章水库库工程地质--水库浸没地下水临界埋深深的确定方法一是根据浸没地地段所在地区的的具体水文地质质条件、农业科科研单位的田间间实验观测资料料和当地生产实实践经验确定。。二是计算（根据据上述方法确定定浸没的临界地地下水位埋深有有困难时）：HCr＝Hk＋△H式中HCr——浸没的的临界界地下下水位位埋深深（m）；Hk——地下水水位以以上，，土壤壤毛管管水上上升带带的高高度（m）；△H———安全超超高值值（m）。对农业业区，，该值值即根根系层层的厚厚度；；城镇镇和居居民区区，该该值取取决于于建筑筑物荷荷载，，基础础型式式和砌砌置深深度。。第四章章水水库库工程程地质质--水库浸浸没水库浸浸没的的判别别标准准浸没评评价根根据当当地浸浸没监监界值值与潜潜水回回水位位埋深深之间间的关关系确确定，，当预测的潜水回水水位埋深值小于浸浸没的临界地下水水位埋深时，该地区即应判定为为浸没区。水库库岸稳定水库回水使水库沿沿岸的自然条件发发生显著变化，使使原本自然稳定的的边坡，稳定条件件恶化，形成各种种破坏现象。重点勘察研究范围围是近坝地段第四章水库工工程地质--库岸稳定水库岸坡稳定性研研究的主要内容地形地貌条件，河河谷结构类型，冲冲沟发育情况；库岸岩土体性质，，完整程度，风化化状态，岩体应力力状况；岩体中各种结构面面（层面、断层、、节理裂隙、软弱弱夹层等）与库岸岸坡向的组合关系系；库岸地下水特征及及动态变化，泉水水分布及特征；库岸稳定现状，变变形破坏的发育阶阶段，变形破坏迹迹象和位移监测资资料；第四章水库工工程地质--库岸稳定水库岸坡稳定性研研究的主要内容库水位的变化情况况，特别是抽水蓄蓄能电站库水位剧剧烈变化情况；降水、地震、地下下矿藏开采以及其其它天然和人为活活动情况等。在对以上内容分析析的基础上，对库库岸进行工程地质质分段研究和评价价，评价库岸、潜潜在不稳定库岸和和现行破坏体的稳稳定现状；预测它它们在水库蓄水过过程中和运行期（（库水位骤降或频频繁升降）的发展展趋势；边坡失稳稳的可能性和变形形破坏机制、规模模；提出处理措施施等。水库滑坡关于滑坡的特征、、分类、稳定影响响因素和评价方法法等将在“边坡工工程地质”中介绍绍关于水库滑坡引起起的涌浪问题，重重大工程采用模型型试验或数值分析析方法可以进行估估计和评价。滑坡体入水后所造造成的水体反应非非常复杂，计算边边界条件不得不进进行充分简化，采采用计算方法获得得的浪高常具有局局限性。水库滑坡部分的重重点垂直滑坡体的滑速速计算式中m——滑体单宽质量，kg；g——重力加速度，m/s2；L——滑体水上部分滑面面长度，m；H——滑坡体水上部分重重心至水面高度，，m；θ——滑面倾角；f——滑面摩擦系数；c——滑面的粘聚力，Mpa。关于涌浪高度计算算建议大家了解第四章水库工工程地质--库岸稳定水库塌岸塌岸的过程见下图图勘察的目的是预测测塌岸的宽度（图图e）第四章水库工工程地质--库岸稳定水库塌岸预测的常常用方法卡丘金法P692卓洛塔廖夫图解法法P693我国黄土地区水库库塌岸长期预测P694~695要求孰悉公式中各各符号的含义，会会利用已有资料计计算坍岸宽度。一一般会说明用什么么公式计算。第四章水库工工程地质—其它问题水库其它环境问题题泥石流——是一种含有大量泥泥砂、石块等固体体物质、突然爆发发、历时短暂、来来势凶猛，具有强强大破坏力的洪流流过程，是山区特特有的一种自然地地质现象。移动沙丘丘（风沙沙）——干旱、半半干旱地地区。矿产资源源——水库淹没没、塌岸岸、浸没没范围内内的矿产产资源都都应进行行调查，，由矿产资资源管理理部门出出具文件件给予确确认，作作为水库库淹没设设计的依依据。文物——水库诱发发地震因蓄水而而引起库库盆及其其邻近地地区原有有地震活活动性发发生明显显变化的的现象，，简称水水库地震震。水库诱发地震震的基本特征征发震概率：国国内外统计资资料表明，出出现水库地震震的工程占水水利水电工程程总数的比例例不足0.1％，但随着坝坝高（蓄水深深度）和库容容的增大，其其所占比例明明显增高。空间分布：平面上，震中的主体体部分集中在在库盆和距库库岸3～5km以内的地方，，特殊情况下下（例如区域域性大断裂带带横穿库区或或水库沿喀斯斯特暗河形成成地下支汊）），也不至超超过10km。垂向上，一般都属于于极浅震，震震源深度在3～5km以内；水库诱发地震震的基本特征征——时间分布：初震：出现在开始蓄蓄水后几天至至一、两年。。更细致的分析析则表明，同同一水库的几几个震中密集集区出现初震震的时间是不不同的，但大大都是在库水水位刚刚上涨涨到该震中区区并超过当地地天然最高洪洪水位的时刻刻，几乎没有有滞后。主震：大部分分发生在蓄水水初期、库水水位持续上升升至水库开始始正常运行的的时段中，与与初震之间的的滞后从不到到1个月至2～4年不等，它主主要取决于首首次蓄至设计计水位所需时时间。衰减和平息：：大部分水水库在主震后后的衰减过程程延续数年至至十余年，水库诱发地震震的类型与发发震条件构造型：区域域性或地区性性断裂通过库库坝区；断层层有晚更新世世以来活动的的直接地质证证据；断裂带带和破碎带有有一定的规模模和导水能力力，与库水沟沟通并可能渗渗往深部。喀斯特型：库库区有较大面面积的碳酸盐盐岩分布，特特别是质纯、、层厚、块状状的石灰岩；；现代喀斯特特作用强烈；；一定的气候候和水文条件件（如暴雨中中心、陡涨陡陡落型洪峰等等）。卸荷型：水库诱发地震震的主要研究究内容