水庫工程地質(zhì)課件清楚明了

第四章水庫工程地質(zhì)

【考試大綱】熟練掌握水庫滲漏的類型、形成條件及滲漏量計(jì)算方法。掌握水庫浸沒的地形地質(zhì)條件、判別標(biāo)準(zhǔn)與方法。熟練掌握庫岸穩(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。第四章水庫工程地質(zhì)--水庫滲漏水庫滲漏的類型暫時(shí)性滲漏是指水庫蓄水初期，庫水滲入庫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)的庫水滲漏損失。永久性滲漏是指庫水沿具透水性的巖（土）體或構(gòu)造、巖溶滲漏通道等流向庫外的鄰谷、洼地或壩下游產(chǎn)生滲漏的現(xiàn)象。是水庫滲漏問題研究的重點(diǎn)。第四章水庫工程地質(zhì)--水庫滲漏永久性滲漏的地質(zhì)條件1、巖性條件：庫底和水庫周邊有透水巖層2、地形地貌條件：水庫與相鄰河谷間分水嶺的寬窄和鄰谷的切割深度對(duì)水庫滲漏影響很大。3、地質(zhì)構(gòu)造條件：水庫所處的構(gòu)造環(huán)境、連通庫內(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、高程及其與水庫正常蓄水位的關(guān)系第四章水庫工程地質(zhì)--水庫滲漏水庫滲漏估算原則根據(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）水庫滲漏估算

（承壓含水層滲漏量計(jì)算）式中：m1——水庫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。第四章水庫工程地質(zhì)--水庫滲漏水庫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、堵等措施解決水庫滲漏問題。

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。第四章水庫工程地質(zhì)--水庫浸沒水庫浸沒的地形地質(zhì)條件地形地貌條件：地面高程低于或略高于水庫正常蓄水位的盆地型水庫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。第四章水庫工程地質(zhì)--水庫浸沒水庫浸沒的地形地質(zhì)條件巖性條件：庫岸帶為透水巖層，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。第四章水庫工程地質(zhì)--水庫浸沒

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設(shè)計(jì)正常蓄水位。2、調(diào)查地區(qū)與庫岸間有經(jīng)常水流的溪溝，其水位等于或高于水庫設(shè)計(jì)正常蓄水位。第四章水庫工程地質(zhì)--水庫浸沒初判--易產(chǎn)生浸沒地區(qū)的標(biāo)志1、平原型水庫的周邊和壩下游，順河壩或圍堤的外側(cè)，地面高程低于庫水位地區(qū)。2、盆地型水庫邊緣與山前洪積扇、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)。第四章水庫工程地質(zhì)--水庫浸沒復(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，庫區(qū)周邊的潛水等水位線預(yù)測(cè)圖，預(yù)測(cè)不同庫水位時(shí)的浸沒范圍；3、除復(fù)核水庫設(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)算水庫運(yùn)用規(guī)劃中的其它代表性運(yùn)用水位下的浸沒情況。潛水回水計(jì)算隔水底板水平、陡直河岸、無滲入均質(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)P686~688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。第四章水庫工程地質(zhì)--水庫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)）：HCr＝Hk＋△H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；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。第四章水庫工程地質(zhì)--水庫浸沒水庫浸沒的判別標(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)。水庫庫岸穩(wěn)定水庫回水使水庫沿岸的自然條件發(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工程地質(zhì)--庫岸穩(wěn)定水庫岸坡穩(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）與庫岸坡向的組合關(guān)系；庫岸地下水特征及動(dòng)態(tài)變化，泉水分布及特征；庫岸穩(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；第四章水庫工程地質(zhì)--庫岸穩(wěn)定水庫岸坡穩(wěn)定性研究的主要內(nèi)容庫水位的變化情況，特別是抽水蓄能電站庫水位劇烈變化情況；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)庫岸進(jìn)行工程地質(zhì)分段研究和評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)庫岸、潛在不穩(wěn)定庫岸和現(xiàn)行破壞體的穩(wěn)定現(xiàn)狀；預(yù)測(cè)它們?cè)谒畮煨钏^程中和運(yùn)行期（庫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)于水庫滑坡引起的涌浪問題，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)。滑坡體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。水庫嗓滑坡釣部分生的重眾點(diǎn)垂直滑奔坡體的曲滑速計(jì)樓算式中m—隨—滑體單頸寬質(zhì)量虧，kg；g—歇—重力扯加速紐奉度，m/s丙2；L——滑體妻水上姥部分馳滑面括長(zhǎng)度廢，m；H——滑坡喘體水設(shè)上部洞分重叉心至界水面沃高度稱，m；θ——滑面傾秋角；f——滑面摔摩擦繩系數(shù)醋；c——滑面想的粘南聚力應(yīng)，Mp舉a。關(guān)于晶涌浪賭高度哭計(jì)算騰建議誘大家罪了解第四章航水夫庫工程帥地質(zhì)--庫岸帝穩(wěn)定水庫塌笛岸塌岸所的過北程見訪下圖勘察瓣的目觸的是死預(yù)測(cè)伶塌岸肉的寬昌度（超圖e）第四章那水帽庫工程驅(qū)地質(zhì)--庫岸穩(wěn)分定水庫吳塌岸憐預(yù)測(cè)夢(mèng)的常偏用方源法卡丘金構(gòu)法P69庸2卓洛撈塔廖辜夫圖塔解法P69局3我國黃血土地區(qū)獄水庫塌瘋岸長(zhǎng)期挖預(yù)測(cè)P6液94煮~6朽95要求挪孰悉炎公式腸中各串符號(hào)缸的含管義，曾會(huì)利挨用已基有資劍料計(jì)貍算坍吉岸寬申度。面一般柜會(huì)說繼明用繳什么丈公式惱計(jì)算絡(luò)。第四綠章雖水欠庫工們程地影質(zhì)—其它釋問題水庫臣其它班環(huán)境沃問題泥石流——是一種燦含有大需量泥砂螞、石塊健等固體雁物質(zhì)、或突然爆嘴發(fā)、歷載時(shí)短暫忙、來勢(shì)延兇猛，疑具有強(qiáng)裕大破壞夾力的洪湖流過程險(xiǎn)，是山充區(qū)特有浙的一種雹自然地悲質(zhì)現(xiàn)象繁。移動(dòng)買沙丘邁（風(fēng)仍沙）——干旱渴、半黃干旱廚地區(qū)簽。礦產(chǎn)頓資源——水庫雖淹沒先、塌失岸、柳浸沒欲范圍器內(nèi)的鎮(zhèn)礦產(chǎn)所資源童都應(yīng)突進(jìn)行己調(diào)查濕，由礦產(chǎn)猛資源管國理部門衰出具文辰件給予商確認(rèn)，纖作為水漁庫淹沒而設(shè)計(jì)的債依據(jù)。文物——水庫冠誘發(fā)葵地震因蓄朋水而建引起奧庫盆也及其吐鄰近命地區(qū)膨原有辯地震渡活動(dòng)巡壽性發(fā)瓣生明慈顯變僑化的瀉現(xiàn)象生，簡(jiǎn)嘗稱水鈴庫地猾震。水庫誘持發(fā)地震巾的基本病特征發(fā)震庫概率芽：國貸內(nèi)外嶄統(tǒng)計(jì)席資料欲表明返，出舉現(xiàn)水迅庫地和震的搜工程水占水稍利水籮電工基程總碑?dāng)?shù)的覽比例雪不足0.1％，但敲隨著壩己高（蓄怪水深度鼻）和庫命容的增秋大，其餃所占比發(fā)例明顯壘增高。空間者分布圓：平面猾上，震潔中的隙主體揀部分意集中傅在庫單盆和疾距庫壯岸3～5km以內(nèi)恩的地律方，臨特殊車情況丘下（殘例如探區(qū)域墳性大悠斷裂其帶橫早穿庫殃區(qū)或眠水庫晶沿喀抄斯特脆暗河悠形成刺地下喝支汊工），劃也不顏至超躺過10緣瑞km。垂向涂上，一裕般都睡屬于杏極淺仁震，況震源撲深度才在3～5km以內(nèi)；水庫誘陸發(fā)地震晴的基本億特征——時(shí)間分恐布：初震：出現(xiàn)在那開始蓄腸水后幾努天至一院、兩年價(jià)。更細(xì)鐮致的劇分析騙則表落明，聯(lián)同一盞水庫燒的幾尸個(gè)震灣中密朵集區(qū)虛出現(xiàn)丹初震夾的時(shí)日間是矩不同旨的，訪但大我都是托在庫戶水位添剛剛罵上漲慶到該的震中碼區(qū)并店超過冷當(dāng)?shù)馗魈烊粠妥罡咭埠樗辔坏膸煏r(shí)刻態(tài)，幾昂乎沒請(qǐng)有滯碼后。主震笑：大掙部分壯發(fā)生爆在蓄演水初緣瑞期、宿庫水膛位持冬續(xù)上剪升至東水庫頌開始邁正常灑運(yùn)行咸的時(shí)欠段中支，與歐初震山之間媽的滯惠后從狐不到1個(gè)月峽至2～4年不血等，有它主矩要取域決于預(yù)首次靈蓄至炊設(shè)計(jì)小水位冶所需飯時(shí)間刷。衰減和漫平息竭：大部漠分水庫味在主震敗后的衰碗減過程絹延續(xù)數(shù)磚年至十金余年，水庫課誘發(fā)枝地震磚的類正型與贈(zèng)發(fā)震似條件構(gòu)造伸型：微區(qū)域濟(jì)性或頁地區(qū)國性斷丑裂通嚼過庫賣壩區(qū)?。粩嗫蕦佑袀z晚更雞新世垂以來震活動(dòng)定的直橡接地短質(zhì)證蟻據(jù)；咸斷裂理帶和憤破碎糖帶有長(zhǎng)一定嫁的規(guī)騾模和因?qū)δ芰c顏庫水碰溝通瞞并可洪能滲斬往深儉部?？λ固鼗停簬鞛I區(qū)有較項(xiàng)大面積煉的碳酸嘉鹽巖分訪布，特餓別是質(zhì)世純、層訂厚、塊讀狀的石撿灰?guī)r；為現(xiàn)代喀貪斯特作按用強(qiáng)烈薪；一定盛的氣候愿和水文抓條件（襪如暴雨本中心、辟陡漲陡丟落型洪腳峰等）桿。卸荷正型：水庫摩誘發(fā)騰地震雁的主涌要研臣究?jī)?nèi)謝容水庫歐誘發(fā)嘴地震羅的研菌究和邪前期臘預(yù)測(cè)袍已成短為大自型工皇程庫急壩區(qū)烈的主尿要工蓬程地維質(zhì)問筆題之凍一。批大體結(jié)分為膽三個(gè)庸階段陜：第一閣階段姜：進(jìn)鉤行庫鎖壩區(qū)切誘震巾環(huán)境戲分區(qū)送，定