1、第四章 水庫工程地質 【考試大綱】熟練掌握水庫滲漏的類型、形成條件及滲漏量計算方法。 掌握水庫浸沒的地形地質條件、判別標準與方法。熟練掌握庫岸穩定性的評價方法和內容。掌握滑坡的分類及穩定性評價。了解水庫誘發地震的基本特征、類型、產生的地震地質背景和主要研究內容。第四章 水庫工程地質-水庫滲漏水庫滲漏的類型暫時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）體或構造、巖溶滲漏通道等流向庫外的鄰谷、洼地或壩下游產生滲漏的現象。是水庫滲漏問題研究的重點。 第四章 水庫工程地質-水庫滲漏永久性滲漏的地

2、質條件 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水庫滲漏影響很大。 3、地質構造條件：水庫所處的構造環境、連通庫內外的構造破碎帶 4、水文地質條件：地下分水嶺的有無、高程及其與水庫正常蓄水位的關系 第四章 水庫工程地質-水庫滲漏水庫滲漏估算原則根據滲漏地段的水文地質結構、滲流特性和邊界條件，選擇適宜的水文地質計算公式估算滲漏量。存在多個透水層時，可分別估算滲漏量。應根據水文地質測試成果，經統計分析后給定各透水層（組、帶）的滲透系數。要注意透水層（組、帶）的不均勻性，具有多個透水層或明顯滲透分帶的透水層，難以單獨估算滲漏量的，可取各

3、透水層（組、帶）滲透系數的加權平均值，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算）式中：q單寬滲漏量（m3/d.m）K巖土體的滲透系數（m/d）H1相對隔水層以上的水庫水頭（m）H2相對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兩層巖土體的加權平均滲透系數（ m/d ）水庫滲漏估算（承壓含水層滲漏量計算 ）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的厚度（m）。其它符號意義同前

4、。 第四章 水庫工程地質-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，常常要結合工程區具體地質條件綜合考慮確定。第四章 水庫工程地質-水庫浸沒水庫浸沒的地形地質條件地形地貌條件：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、喀斯特地區暗河出口位于水庫水位以下且暗河系統有大片的溶蝕洼地地區、平原型水庫的壩下游、順河壩或圍堤或引水渠道的外側地段均易產生浸沒。地面越是寬闊低平，則浸沒范圍越大。第四章 水庫工程地質-水庫浸沒水庫浸沒的地形地質條

5、件巖性條件：庫岸帶為透水巖層，易產生浸沒。水文地質條件：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，易產生浸沒。第四章 水庫工程地質-水庫浸沒 浸沒判別分初判和復判兩個階段。初判-不易產生浸沒地區的標志 1、庫岸或渠道由相對不透水巖土層組成，或調查地區與庫水間有相對不透水層阻隔；且該不透水層的頂部高程高于水庫設計正常蓄水位。 2、調查地區與庫岸間有經常水流的溪溝，其水位等于或高于水庫設計正常蓄水位。第四章 水庫工程地質-水庫浸沒初判-易產生浸沒地區的標志 1、平原型水庫的周邊和壩下游，順河壩或圍堤的外側，地面高程

6、低于庫水位地區。 2、盆地型水庫邊緣與山前洪積扇、洪積裙相連的地區。 3、潛水位埋藏較淺，地表水或潛水排泄不暢，補給量大于排出量的庫岸地區，封閉或半封閉的洼地，或沼澤的邊緣地區。第四章 水庫工程地質-水庫浸沒復判-在初判的基礎上進行。 主要是三個方面的內容： 1、核實和查明初判圈定的浸沒地區的水文地質條件，獲得比較詳細的水文地質參數及潛水動態觀測資料； 2、建立潛水滲流數學模型，進行非穩定態潛水回水預測計算，繪出設計正常蓄水位情況下，庫區周邊的潛水等水位線預測圖，預測不同庫水位時的浸沒范圍； 3、除復核水庫設計正常蓄水位條件下的浸沒范圍外，還要根據需要計算水庫運用規劃中的其它代表性運用水位下的

7、浸沒情況。潛水回水計算隔水底板水平、陡直河岸、無滲入均質介質的穩定態潛水回水計算模型與公式如下。其他不同水文地質條件的穩定態潛水回水計算模型與公式見手冊P686688表4-3-1。 對于非穩定態的潛水回水計算，需要采用數值法進行計算。第四章 水庫工程地質-水庫浸沒地下水臨界埋深的確定方法一是根據浸沒地段所在地區的具體水文地質條件、農業科研單位的田間實驗觀測資料和當地生產實踐經驗確定。二是計算（根據上述方法確定浸沒的臨界地下水位埋深有困難時）：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）。對農業區，該值即根系層的厚度

8、；城鎮和居民區，該值取決于建筑物荷載，基礎型式和砌置深度。第四章 水庫工程地質-水庫浸沒水庫浸沒的判別標準浸沒評價根據當地浸沒監界值與潛水回水位埋深之間的關系確定，當預測的潛水回水位埋深值小于浸沒的臨界地下水位埋深時，該地區即應判定為浸沒區。水庫庫岸穩定水庫回水使水庫沿岸的自然條件發生顯著變化，使原本自然穩定的邊坡，穩定條件惡化，形成各種破壞現象。重點勘察研究范圍是近壩地段第四章 水庫工程地質-庫岸穩定水庫岸坡穩定性研究的主要內容地形地貌條件，河谷結構類型，沖溝發育情況；庫岸巖土體性質，完整程度，風化狀態，巖體應力狀況；巖體中各種結構面（層面、斷層、節理裂隙、軟弱夾層等）與庫岸坡向的組合關系；

9、庫岸地下水特征及動態變化，泉水分布及特征；庫岸穩定現狀，變形破壞的發育階段，變形破壞跡象和位移監測資料；第四章 水庫工程地質-庫岸穩定水庫岸坡穩定性研究的主要內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情況等。 在對以上內容分析的基礎上，對庫岸進行工程地質分段研究和評價，評價庫岸、潛在不穩定庫岸和現行破壞體的穩定現狀；預測它們在水庫蓄水過程中和運行期（庫水位驟降或頻繁升降）的發展趨勢；邊坡失穩的可能性和變形破壞機制、規模；提出處理措施等。 水庫滑坡關于滑坡的特征、分類、穩定影響因素和評價方法等將在“邊坡工程地質”中介紹關于水庫滑坡引

10、起的涌浪問題，重大工程采用模型試驗或數值分析方法可以進行估計和評價。滑坡體入水后所造成的水體反應非常復雜，計算邊界條件不得不進行充分簡化，采用計算方法獲得的浪高常具有局限性。水庫滑坡部分的重點垂直滑坡體的滑速計算式中 m滑體單寬質量，kg； g重力加速度，m/s2； L滑體水上部分滑面長度，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； c滑面的粘聚力，Mpa。關于涌浪高度計算建議大家了解第四章 水庫工程地質-庫岸穩定水庫塌岸塌岸的過程見下圖勘察的目的是預測塌岸的寬度（圖e）第四章 水庫工程地質-庫岸穩定水庫塌岸預測的常用方法卡丘金法 P692卓洛塔廖夫圖解法 P69

11、3我國黃土地區水庫塌岸長期預測 P694695 要求孰悉公式中各符號的含義，會利用已有資料計算坍岸寬度。一般會說明用什么公式計算。第四章 水庫工程地質其它問題水庫其它環境問題泥石流是一種含有大量泥砂、石塊等固體物質、突然爆發、歷時短暫、來勢兇猛，具有強大破壞力的洪流過程，是山區特有的一種自然地質現象。移動沙丘（風沙）干旱、半干旱地區。礦產資源水庫淹沒、塌岸、浸沒范圍內的礦產資源都應進行調查，由礦產資源管理部門出具文件給予確認，作為水庫淹沒設計的依據。文物 水庫誘發地震因蓄水而引起庫盆及其鄰近地區原有地震活動性發生明顯變化的現象，簡稱水庫地震。 水庫誘發地震的基本特征發震概率：國內外統計資料表明

12、，出現水庫地震的工程占水利水電工程總數的比例不足0.1，但隨著壩高（蓄水深度）和庫容的增大，其所占比例明顯增高。空間分布：平面上，震中的主體部分集中在庫盆和距庫岸35km以內的地方，特殊情況下（例如區域性大斷裂帶橫穿庫區或水庫沿喀斯特暗河形成地下支汊），也不至超過10km。垂向上，一般都屬于極淺震，震源深度在35km以內；水庫誘發地震的基本特征時間分布：初震：出現在開始蓄水后幾天至一、兩年。更細致的分析則表明，同一水庫的幾個震中密集區出現初震的時間是不同的，但大都是在庫水位剛剛上漲到該震中區并超過當地天然最高洪水位的時刻，幾乎沒有滯后。主震：大部分發生在蓄水初期、庫水位持續上升至水庫開始正常運行的時段中，與初震之間的滯后從不到1個月至24年不等，它主要取決于首次蓄至設計水位所需時間。衰減和平息 ：大部分水庫在主震后的衰減過程延續數年至十余年， 水庫誘發地震的類型與發震條件 構造型：區域性或地區性斷裂通過庫壩區；斷層有晚更新世以來活動的直接地質證據；斷裂帶和破碎帶有一定的規模和導水能力，與庫水溝通并可能滲往深部。喀斯特型：庫區有較大面積的碳酸鹽巖分布，特別是質純、層厚、塊狀的石灰巖；現代喀斯特作用強烈；一定的氣候和水文條件（如暴雨中心、陡漲陡落型洪峰