水庫(kù)工程地質(zhì)課件（30頁(yè)清楚明了）

1、第四章 水庫(kù)工程地質(zhì) 【考試大綱】熟練掌握水庫(kù)滲漏的類型、形成條件及滲漏量計(jì)算方法。 掌握水庫(kù)浸沒的地形地質(zhì)條件、判別標(biāo)準(zhǔn)與方法。熟練掌握庫(kù)岸穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)方法和內(nèi)容。掌握滑坡的分類及穩(wěn)定性評(píng)價(jià)。了解水庫(kù)誘發(fā)地震的基本特征、類型、產(chǎn)生的地震地質(zhì)背景和主要研究?jī)?nèi)容。第四章 水庫(kù)工程地質(zhì)-水庫(kù)滲漏水庫(kù)滲漏的類型暫時(shí)性滲漏是指水庫(kù)蓄水初期，庫(kù)水滲入庫(kù)水位以下巖土體中未被飽和的孔隙、裂隙和洞穴等，使之飽和而出現(xiàn)的庫(kù)水滲漏損失。 永久性滲漏是指庫(kù)水沿具透水性的巖（土）體或構(gòu)造、巖溶滲漏通道等流向庫(kù)外的鄰谷、洼地或壩下游產(chǎn)生滲漏的現(xiàn)象。是水庫(kù)滲漏問(wèn)題研究的重點(diǎn)。 第四章 水庫(kù)工程地質(zhì)-水庫(kù)滲漏永久性滲漏的地

2、質(zhì)條件 1、巖性條件：庫(kù)底和水庫(kù)周邊有透水巖層 2、地形地貌條件：水庫(kù)與相鄰河谷間分水嶺的寬窄和鄰谷的切割深度對(duì)水庫(kù)滲漏影響很大。 3、地質(zhì)構(gòu)造條件：水庫(kù)所處的構(gòu)造環(huán)境、連通庫(kù)內(nèi)外的構(gòu)造破碎帶 4、水文地質(zhì)條件：地下分水嶺的有無(wú)、高程及其與水庫(kù)正常蓄水位的關(guān)系 第四章 水庫(kù)工程地質(zhì)-水庫(kù)滲漏水庫(kù)滲漏估算原則根據(jù)滲漏地段的水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)、滲流特性和邊界條件，選擇適宜的水文地質(zhì)計(jì)算公式估算滲漏量。存在多個(gè)透水層時(shí)，可分別估算滲漏量。應(yīng)根據(jù)水文地質(zhì)測(cè)試成果，經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析后給定各透水層（組、帶）的滲透系數(shù)。要注意透水層（組、帶）的不均勻性，具有多個(gè)透水層或明顯滲透分帶的透水層，難以單獨(dú)估算滲漏量的，可取各

3、透水層（組、帶）滲透系數(shù)的加權(quán)平均值，用以估算滲漏量。水庫(kù)滲漏估算（下部有水平隔水層，潛水透水層均一的滲漏量計(jì)算）式中：q單寬滲漏量（m3/d.m）K巖土體的滲透系數(shù)（m/d）H1相對(duì)隔水層以上的水庫(kù)水頭（m）H2相對(duì)隔水層以上的鄰谷水頭（m）L滲漏距離（m）Q滲漏總量（m3/s）B滲漏總寬度（m）水庫(kù)滲漏估算（不同透水性的水平巖層的滲漏量計(jì)算 ）T1下層透水層的厚度（m）；T2上層透水層的過(guò)水部分的平均厚度（m）Kcp兩層巖土體的加權(quán)平均滲透系數(shù)（ m/d ）水庫(kù)滲漏估算（承壓含水層滲漏量計(jì)算 ）式中：m1水庫(kù)附近承壓含水層厚度（m）；m2同一承壓含水層在排水區(qū)的厚度（m）。其它符號(hào)意義同前

4、。 第四章 水庫(kù)工程地質(zhì)-水庫(kù)滲漏水庫(kù)滲漏的處理混凝土防滲墻防滲面板水平鋪蓋灌漿帷幕其它措施除以上措施外，在巖溶地區(qū)還常用圍、隔、堵等措施解決水庫(kù)滲漏問(wèn)題。 在水利水電工程中，究竟選用什么防滲措施，常常要結(jié)合工程區(qū)具體地質(zhì)條件綜合考慮確定。第四章 水庫(kù)工程地質(zhì)-水庫(kù)浸沒水庫(kù)浸沒的地形地質(zhì)條件地形地貌條件：地面高程低于或略高于水庫(kù)正常蓄水位的盆地型水庫(kù)邊緣與山前洪積扇直接相接的地段、喀斯特地區(qū)暗河出口位于水庫(kù)水位以下且暗河系統(tǒng)有大片的溶蝕洼地地區(qū)、平原型水庫(kù)的壩下游、順河壩或圍堤或引水渠道的外側(cè)地段均易產(chǎn)生浸沒。地面越是寬闊低平，則浸沒范圍越大。第四章 水庫(kù)工程地質(zhì)-水庫(kù)浸沒水庫(kù)浸沒的地形地質(zhì)條

5、件巖性條件：庫(kù)岸帶為透水巖層，易產(chǎn)生浸沒。水文地質(zhì)條件：蓄水前地下水埋藏較淺，地下水排泄不暢，蓄水后地下水壅高，地下水補(bǔ)給量大于排泄量的庫(kù)岸地段、閉封或半封閉的洼地、沼澤的邊緣地帶，易產(chǎn)生浸沒。第四章 水庫(kù)工程地質(zhì)-水庫(kù)浸沒 浸沒判別分初判和復(fù)判兩個(gè)階段。初判-不易產(chǎn)生浸沒地區(qū)的標(biāo)志 1、庫(kù)岸或渠道由相對(duì)不透水巖土層組成，或調(diào)查地區(qū)與庫(kù)水間有相對(duì)不透水層阻隔；且該不透水層的頂部高程高于水庫(kù)設(shè)計(jì)正常蓄水位。 2、調(diào)查地區(qū)與庫(kù)岸間有經(jīng)常水流的溪溝，其水位等于或高于水庫(kù)設(shè)計(jì)正常蓄水位。第四章 水庫(kù)工程地質(zhì)-水庫(kù)浸沒初判-易產(chǎn)生浸沒地區(qū)的標(biāo)志 1、平原型水庫(kù)的周邊和壩下游，順河壩或圍堤的外側(cè)，地面高程

6、低于庫(kù)水位地區(qū)。 2、盆地型水庫(kù)邊緣與山前洪積扇、洪積裙相連的地區(qū)。 3、潛水位埋藏較淺，地表水或潛水排泄不暢，補(bǔ)給量大于排出量的庫(kù)岸地區(qū)，封閉或半封閉的洼地，或沼澤的邊緣地區(qū)。第四章 水庫(kù)工程地質(zhì)-水庫(kù)浸沒復(fù)判-在初判的基礎(chǔ)上進(jìn)行。 主要是三個(gè)方面的內(nèi)容： 1、核實(shí)和查明初判圈定的浸沒地區(qū)的水文地質(zhì)條件，獲得比較詳細(xì)的水文地質(zhì)參數(shù)及潛水動(dòng)態(tài)觀測(cè)資料； 2、建立潛水滲流數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行非穩(wěn)定態(tài)潛水回水預(yù)測(cè)計(jì)算，繪出設(shè)計(jì)正常蓄水位情況下，庫(kù)區(qū)周邊的潛水等水位線預(yù)測(cè)圖，預(yù)測(cè)不同庫(kù)水位時(shí)的浸沒范圍； 3、除復(fù)核水庫(kù)設(shè)計(jì)正常蓄水位條件下的浸沒范圍外，還要根據(jù)需要計(jì)算水庫(kù)運(yùn)用規(guī)劃中的其它代表性運(yùn)用水位下的

7、浸沒情況。潛水回水計(jì)算隔水底板水平、陡直河岸、無(wú)滲入均質(zhì)介質(zhì)的穩(wěn)定態(tài)潛水回水計(jì)算模型與公式如下。其他不同水文地質(zhì)條件的穩(wěn)定態(tài)潛水回水計(jì)算模型與公式見手冊(cè)P686688表4-3-1。 對(duì)于非穩(wěn)定態(tài)的潛水回水計(jì)算，需要采用數(shù)值法進(jìn)行計(jì)算。第四章 水庫(kù)工程地質(zhì)-水庫(kù)浸沒地下水臨界埋深的確定方法一是根據(jù)浸沒地段所在地區(qū)的具體水文地質(zhì)條件、農(nóng)業(yè)科研單位的田間實(shí)驗(yàn)觀測(cè)資料和當(dāng)?shù)厣a(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定。二是計(jì)算（根據(jù)上述方法確定浸沒的臨界地下水位埋深有困難時(shí)）：HCrHkH 式中HCr浸沒的臨界地下水位埋深（m）； Hk地下水位以上，土壤毛管水上升帶的高度（m）； H安全超高值（m）。對(duì)農(nóng)業(yè)區(qū)，該值即根系層的厚度

8、；城鎮(zhèn)和居民區(qū)，該值取決于建筑物荷載，基礎(chǔ)型式和砌置深度。第四章 水庫(kù)工程地質(zhì)-水庫(kù)浸沒水庫(kù)浸沒的判別標(biāo)準(zhǔn)浸沒評(píng)價(jià)根據(jù)當(dāng)?shù)亟]監(jiān)界值與潛水回水位埋深之間的關(guān)系確定，當(dāng)預(yù)測(cè)的潛水回水位埋深值小于浸沒的臨界地下水位埋深時(shí)，該地區(qū)即應(yīng)判定為浸沒區(qū)。水庫(kù)庫(kù)岸穩(wěn)定水庫(kù)回水使水庫(kù)沿岸的自然條件發(fā)生顯著變化，使原本自然穩(wěn)定的邊坡，穩(wěn)定條件惡化，形成各種破壞現(xiàn)象。重點(diǎn)勘察研究范圍是近壩地段第四章 水庫(kù)工程地質(zhì)-庫(kù)岸穩(wěn)定水庫(kù)岸坡穩(wěn)定性研究的主要內(nèi)容地形地貌條件，河谷結(jié)構(gòu)類型，沖溝發(fā)育情況；庫(kù)岸巖土體性質(zhì)，完整程度，風(fēng)化狀態(tài)，巖體應(yīng)力狀況；巖體中各種結(jié)構(gòu)面（層面、斷層、節(jié)理裂隙、軟弱夾層等）與庫(kù)岸坡向的組合關(guān)系；

9、庫(kù)岸地下水特征及動(dòng)態(tài)變化，泉水分布及特征；庫(kù)岸穩(wěn)定現(xiàn)狀，變形破壞的發(fā)育階段，變形破壞跡象和位移監(jiān)測(cè)資料；第四章 水庫(kù)工程地質(zhì)-庫(kù)岸穩(wěn)定水庫(kù)岸坡穩(wěn)定性研究的主要內(nèi)容庫(kù)水位的變化情況，特別是抽水蓄能電站庫(kù)水位劇烈變化情況；降水、地震、地下礦藏開采以及其它天然和人為活動(dòng)情況等。 在對(duì)以上內(nèi)容分析的基礎(chǔ)上，對(duì)庫(kù)岸進(jìn)行工程地質(zhì)分段研究和評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)庫(kù)岸、潛在不穩(wěn)定庫(kù)岸和現(xiàn)行破壞體的穩(wěn)定現(xiàn)狀；預(yù)測(cè)它們?cè)谒畮?kù)蓄水過(guò)程中和運(yùn)行期（庫(kù)水位驟降或頻繁升降）的發(fā)展趨勢(shì)；邊坡失穩(wěn)的可能性和變形破壞機(jī)制、規(guī)模；提出處理措施等。 水庫(kù)滑坡關(guān)于滑坡的特征、分類、穩(wěn)定影響因素和評(píng)價(jià)方法等將在“邊坡工程地質(zhì)”中介紹關(guān)于水庫(kù)滑坡引

10、起的涌浪問(wèn)題，重大工程采用模型試驗(yàn)或數(shù)值分析方法可以進(jìn)行估計(jì)和評(píng)價(jià)?；麦w入水后所造成的水體反應(yīng)非常復(fù)雜，計(jì)算邊界條件不得不進(jìn)行充分簡(jiǎn)化，采用計(jì)算方法獲得的浪高常具有局限性。水庫(kù)滑坡部分的重點(diǎn)垂直滑坡體的滑速計(jì)算式中 m滑體單寬質(zhì)量，kg； g重力加速度，m/s2； L滑體水上部分滑面長(zhǎng)度，m； H滑坡體水上部分重心至水面高度，m； 滑面傾角； f滑面摩擦系數(shù)； c滑面的粘聚力，Mpa。關(guān)于涌浪高度計(jì)算建議大家了解第四章 水庫(kù)工程地質(zhì)-庫(kù)岸穩(wěn)定水庫(kù)塌岸塌岸的過(guò)程見下圖勘察的目的是預(yù)測(cè)塌岸的寬度（圖e）第四章 水庫(kù)工程地質(zhì)-庫(kù)岸穩(wěn)定水庫(kù)塌岸預(yù)測(cè)的常用方法卡丘金法 P692卓洛塔廖夫圖解法 P69

11、3我國(guó)黃土地區(qū)水庫(kù)塌岸長(zhǎng)期預(yù)測(cè) P694695 要求孰悉公式中各符號(hào)的含義，會(huì)利用已有資料計(jì)算坍岸寬度。一般會(huì)說(shuō)明用什么公式計(jì)算。第四章 水庫(kù)工程地質(zhì)其它問(wèn)題水庫(kù)其它環(huán)境問(wèn)題泥石流是一種含有大量泥砂、石塊等固體物質(zhì)、突然爆發(fā)、歷時(shí)短暫、來(lái)勢(shì)兇猛，具有強(qiáng)大破壞力的洪流過(guò)程，是山區(qū)特有的一種自然地質(zhì)現(xiàn)象。移動(dòng)沙丘（風(fēng)沙）干旱、半干旱地區(qū)。礦產(chǎn)資源水庫(kù)淹沒、塌岸、浸沒范圍內(nèi)的礦產(chǎn)資源都應(yīng)進(jìn)行調(diào)查，由礦產(chǎn)資源管理部門出具文件給予確認(rèn)，作為水庫(kù)淹沒設(shè)計(jì)的依據(jù)。文物 水庫(kù)誘發(fā)地震因蓄水而引起庫(kù)盆及其鄰近地區(qū)原有地震活動(dòng)性發(fā)生明顯變化的現(xiàn)象，簡(jiǎn)稱水庫(kù)地震。 水庫(kù)誘發(fā)地震的基本特征發(fā)震概率：國(guó)內(nèi)外統(tǒng)計(jì)資料表明

12、，出現(xiàn)水庫(kù)地震的工程占水利水電工程總數(shù)的比例不足0.1，但隨著壩高（蓄水深度）和庫(kù)容的增大，其所占比例明顯增高?？臻g分布：平面上，震中的主體部分集中在庫(kù)盆和距庫(kù)岸35km以內(nèi)的地方，特殊情況下（例如區(qū)域性大斷裂帶橫穿庫(kù)區(qū)或水庫(kù)沿喀斯特暗河形成地下支汊），也不至超過(guò)10km。垂向上，一般都屬于極淺震，震源深度在35km以內(nèi)；水庫(kù)誘發(fā)地震的基本特征時(shí)間分布：初震：出現(xiàn)在開始蓄水后幾天至一、兩年。更細(xì)致的分析則表明，同一水庫(kù)的幾個(gè)震中密集區(qū)出現(xiàn)初震的時(shí)間是不同的，但大都是在庫(kù)水位剛剛上漲到該震中區(qū)并超過(guò)當(dāng)?shù)靥烊蛔罡吆樗坏臅r(shí)刻，幾乎沒有滯后。主震：大部分發(fā)生在蓄水初期、庫(kù)水位持續(xù)上升至水庫(kù)開始正常運(yùn)行的時(shí)段中，與初震之間的滯后從不到1個(gè)月至24年不等，它主要取決于首次蓄至設(shè)計(jì)水位所需時(shí)間。衰減和平息 ：大部分水庫(kù)在主震后的衰減過(guò)程延續(xù)數(shù)年至十余年， 水庫(kù)誘發(fā)地震的類型與發(fā)震條件 構(gòu)造型：區(qū)域性或地區(qū)性斷裂通過(guò)庫(kù)壩區(qū)；斷層有晚更新世以來(lái)活動(dòng)的直接地質(zhì)證據(jù)；斷裂帶和破碎帶有一定的規(guī)模和導(dǎo)水能力，與庫(kù)水溝通并可能滲往深部?？λ固匦停簬?kù)區(qū)有較大面積的碳酸鹽巖分布，特別是質(zhì)純、層厚、塊狀的石灰?guī)r；現(xiàn)代喀斯特作用強(qiáng)烈；一定的氣候和水文條件（如暴雨中心、陡漲陡落型洪峰