水庫工程地質課件（30清楚明了）

第四章水水庫工程地質質【考試大綱】熟練掌握水庫庫滲漏的類型型、形成條件件及滲漏量計計算方法。掌握水庫浸沒沒的地形地質質條件、判別別標準與方法法。熟練掌握庫岸岸穩(wěn)定性的評評價方法和內內容。掌握滑坡的分分類及穩(wěn)定性性評價。了解水庫誘發(fā)發(fā)地震的基本本特征、類型型、產生的地地震地質背景景和主要研究究內容。第四章水水庫工程地質質--水庫滲漏水庫滲漏的類類型暫時性滲漏是是指水庫蓄水水初期，庫水水滲入庫水位位以下巖土體體中未被飽和和的孔隙、裂裂隙和洞穴等等，使之飽和和而出現(xiàn)的庫庫水滲漏損失失。永久性性滲漏漏是指指庫水水沿具具透水水性的的巖（（土））體或或構造造、巖巖溶滲滲漏通通道等等流向向庫外外的鄰鄰谷、、洼地地或壩壩下游游產生生滲漏漏的現(xiàn)現(xiàn)象。。是水水庫滲滲漏問問題研研究的的重點點。第四章章水水庫庫工程程地質質--水庫滲滲漏永久性性滲漏漏的地地質條條件1、巖性性條件件：庫庫底和和水庫庫周邊邊有透透水巖巖層2、地形形地貌貌條件件：水水庫與與相鄰鄰河谷谷間分分水嶺嶺的寬寬窄和和鄰谷谷的切切割深深度對對水庫庫滲漏漏影響響很大大。3、地質質構造造條件件：水水庫所所處的的構造造環(huán)境境、連連通庫庫內外外的構構造破破碎帶帶4、水文文地質質條件件：地地下分分水嶺嶺的有有無、、高程程及其其與水水庫正正常蓄蓄水位位的關關系第四章章水水庫庫工程程地質質--水庫滲滲漏水庫滲滲漏估估算原原則根據(jù)滲滲漏地地段的的水文文地質質結構構、滲滲流特特性和和邊界界條件件，選選擇適適宜的的水文文地質質計算算公式式估算算滲漏漏量。。存在在多個個透水水層時時，可可分別別估算算滲漏漏量。。應根據(jù)據(jù)水文文地質質測試試成果果，經經統(tǒng)計計分析析后給給定各各透水水層（（組、、帶））的滲滲透系系數(shù)。。要注注意透透水層層（組組、帶帶）的的不均均勻性性，具具有多多個透透水層層或明明顯滲滲透分分帶的的透水水層，，難以以單獨獨估算算滲漏漏量的的，可可取各各透水水層（（組、、帶））滲透透系數(shù)數(shù)的加加權平平均值值，用用以估估算滲滲漏量量。水庫滲滲漏估估算（下部部有水水平隔隔水層層，潛潛水透透水層層均一一的滲滲漏量量計算算）式中：：q———單寬滲滲漏量量（m3/d.m）K———巖土體體的滲滲透系系數(shù)（（m/d）H1———相對隔隔水層層以上上的水水庫水水頭（（m）H2———相對隔隔水層層以上上的鄰鄰谷水水頭（（m）L———滲漏距距離（（m）Q———滲漏總總量（（m3/s）B———滲漏總總寬度度（m）水庫滲滲漏估估算（不同同透水水性的的水平平巖層層的滲滲漏量量計算算））T1———下層透透水層層的厚厚度（（m）；T2———上層透透水層層的過過水部部分的的平均均厚度度（m）Kcp——兩層巖巖土體體的加加權平平均滲滲透系系數(shù)（（m/d）水庫滲滲漏估估算（承壓壓含水水層滲滲漏量量計算算））式中：：m1——水庫附附近承承壓含含水層層厚度度（m）；m2——同一承承壓含含水層層在排排水區(qū)區(qū)的厚厚度（（m）。其它符符號意意義同同前。。第四章章水水庫庫工程程地質質--水庫滲滲漏水庫滲滲漏的的處理理混凝土土防滲滲墻防滲面面板水平鋪鋪蓋灌漿帷帷幕其它措措施——除以上上措施施外，，在巖巖溶地地區(qū)還還常用用圍、、隔、、堵等等措施施解決決水庫庫滲漏漏問題題。在水利利水電電工程程中，，究竟竟選用用什么么防滲滲措施施，常常常要要結合合工程程區(qū)具具體地地質條條件綜綜合考考慮確確定。。第四章章水水庫庫工程程地質質--水庫浸浸沒水庫浸浸沒的的地形形地質質條件件地形地地貌條條件：：地面面高程程低于于或略略高于于水庫庫正常常蓄水水位的的盆地地型水水庫邊邊緣與與山前前洪積積扇直直接相相接的的地段段、喀喀斯特特地區(qū)區(qū)暗河河出口口位于于水庫庫水位位以下下且暗暗河系系統(tǒng)有有大片片的溶溶蝕洼洼地地地區(qū)、、平原原型水水庫的的壩下下游、、順河河壩或或圍堤堤或引引水渠渠道的的外側側地段段均易易產生生浸沒沒。地地面越越是寬寬闊低低平，，則浸浸沒范范圍越越大。。第四章章水水庫庫工程程地質質--水庫浸浸沒水庫浸浸沒的的地形形地質質條件件巖性條條件：：庫岸岸帶為為透水水巖層層，易易產生生浸沒沒。水文地地質條條件：：蓄水水前地地下水水埋藏藏較淺淺，地地下水水排泄泄不暢暢，蓄蓄水后后地下下水壅壅高，，地下下水補補給量量大于于排泄泄量的的庫岸岸地段段、閉閉封或或半封封閉的的洼地地、沼沼澤的的邊緣緣地帶帶，易易產生生浸沒沒。第四章章水水庫庫工程程地質質--水庫浸浸沒浸沒判判別分分初判判和復復判兩兩個階階段。初判--不易產產生浸浸沒地地區(qū)的的標志志1、庫岸岸或渠渠道由由相對對不透透水巖巖土層層組成成，或或調查查地區(qū)區(qū)與庫庫水間間有相相對不不透水水層阻阻隔；；且該該不透透水層層的頂頂部高高程高高于水水庫設設計正正常蓄蓄水位位。2、調查查地區(qū)區(qū)與庫庫岸間間有經經常水水流的的溪溝溝，其其水位位等于于或高高于水水庫設設計正正常蓄蓄水位位。第四章章水水庫庫工程程地質質--水庫浸浸沒初判--易產生生浸沒沒地區(qū)區(qū)的標標志1、平原原型水水庫的的周邊邊和壩壩下游游，順順河壩壩或圍圍堤的的外側側，地地面高高程低低于庫庫水位位地區(qū)區(qū)。2、盆地地型水水庫邊邊緣與與山前前洪積積扇、、洪積積裙相相連的的地區(qū)區(qū)。3、潛水水位埋埋藏較較淺，，地表表水或或潛水水排泄泄不暢暢，補補給量量大于于排出出量的的庫岸岸地區(qū)區(qū)，封封閉或或半封封閉的的洼地地，或或沼澤澤的邊邊緣地地區(qū)。。第四章章水水庫庫工程程地質質--水庫浸浸沒復判--在初判判的基基礎上上進行行。主要是是三個個方面面的內內容：：1、核實實和查查明初初判圈圈定的的浸沒沒地區(qū)區(qū)的水水文地地質條條件，，獲得得比較較詳細細的水水文地地質參參數(shù)及及潛水水動態(tài)態(tài)觀測測資料料；2、建立立潛水水滲流流數(shù)學學模型型，進進行非非穩(wěn)定定態(tài)潛潛水回回水預預測計計算，，繪出出設計計正常常蓄水水位情情況下下，庫庫區(qū)周周邊的的潛水水等水水位線線預測測圖，，預測測不同同庫水水位時時的浸浸沒范范圍；；3、除復復核水水庫設設計正正常蓄蓄水位位條件件下的的浸沒沒范圍圍外，，還要要根據(jù)據(jù)需要要計算算水庫庫運用用規(guī)劃劃中的的其它它代表表性運運用水水位下下的浸浸沒情情況。。潛水回回水計計算隔水底底板水水平、、陡直直河岸岸、無無滲入入均質質介質質的穩(wěn)穩(wěn)定態(tài)態(tài)潛水水回水水計算算模型型與公公式如如下。。其他他不同同水文文地質質條件件的穩(wěn)穩(wěn)定態(tài)態(tài)潛水水回水水計算算模型型與公公式見見手冊冊P686~688表4-3-1。對于非非穩(wěn)定定態(tài)的的潛水水回水水計算算，需需要采采用數(shù)數(shù)值法法進行行計算算。第四章水水庫工程程地質--水庫浸沒地下水臨界界埋深的確確定方法一是根據(jù)浸浸沒地段所所在地區(qū)的的具體水文文地質條件件、農業(yè)科科研單位的的田間實驗驗觀測資料料和當?shù)厣a實踐經經驗確定。。二是計算（（根據(jù)上述述方法確定定浸沒的臨臨界地下水水位埋深有有困難時））：HCr＝Hk＋△H式中HCr——浸沒的臨界界地下水位位埋深（m）；Hk——地下水位以以上，土壤壤毛管水上上升帶的高高度（m）；△H——安全超高值值（m）。對農業(yè)區(qū)，，該值即根根系層的厚厚度；城鎮(zhèn)鎮(zhèn)和居民區(qū)區(qū)，該值取取決于建筑筑物荷載，，基礎型式式和砌置深深度。第四章水水庫工程程地質--水庫浸沒水庫浸沒的的判別標準準浸沒評價根根據(jù)當?shù)亟]監(jiān)界值值與潛水回回水位埋深深之間的關關系確定，，當預測的潛潛水回水位位埋深值小小于浸沒的的臨界地下下水位埋深深時，該地區(qū)即應應判定為浸浸沒區(qū)。水庫庫岸穩(wěn)穩(wěn)定水庫回水使使水庫沿岸岸的自然條條件發(fā)生顯顯著變化，，使原本自自然穩(wěn)定的的邊坡，穩(wěn)穩(wěn)定條件惡惡化，形成成各種破壞壞現(xiàn)象。重點勘察研研究范圍是是近壩地段段第四章水水庫工程程地質--庫岸穩(wěn)定水庫岸坡穩(wěn)穩(wěn)定性研究究的主要內內容地形地貌條條件，河谷谷結構類型型，沖溝發(fā)發(fā)育情況；；庫岸巖土體體性質，完完整程度，，風化狀態(tài)態(tài)，巖體應應力狀況；；巖體中各種種結構面（（層面、斷斷層、節(jié)理理裂隙、軟軟弱夾層等等）與庫岸岸坡向的組組合關系；；庫岸地下水水特征及動動態(tài)變化，，泉水分布布及特征；；庫岸穩(wěn)定現(xiàn)現(xiàn)狀，變形形破壞的發(fā)發(fā)育階段，，變形破壞壞跡象和位位移監(jiān)測資資料；第四章水水庫工程程地質--庫岸穩(wěn)定水庫岸坡穩(wěn)穩(wěn)定性研究究的主要內內容庫水位的變變化情況，，特別是抽抽水蓄能電電站庫水位位劇烈變化化情況；降水、地震震、地下礦礦藏開采以以及其它天天然和人為為活動情況況等。在對以上內內容分析的的基礎上，，對庫岸進進行工程地地質分段研研究和評價價，評價庫庫岸、潛在在不穩(wěn)定庫庫岸和現(xiàn)行行破壞體的的穩(wěn)定現(xiàn)狀狀；預測它它們在水庫庫蓄水過程程中和運行行期（庫水水位驟降或或頻繁升降降）的發(fā)展展趨勢；邊邊坡失穩(wěn)的的可能性和和變形破壞壞機制、規(guī)規(guī)模；提出出處理措施施等。水庫滑坡關于滑坡的的特征、分分類、穩(wěn)定定影響因素素和評價方方法等將在在“邊坡工工程地質””中介紹關于水庫滑滑坡引起的的涌浪問題題，重大工工程采用模模型試驗或或數(shù)值分析析方法可以以進行估計計和評價。。滑坡體入水水后所造成成的水體反反應非常復復雜，計算算邊界條件件不得不進進行充分簡簡化，采用用計算方法法獲得的浪浪高常具有有局限性。。水庫滑坡部部分的重點點垂直滑坡體體的滑速計計算式中m——滑體單寬質質量，kg；g——重力加速度度，m/s2；L——滑體水上部部分滑面長長度，m；H——滑坡體水上上部分重心心至水面高高度，m；θ——滑面傾角；；f——滑面摩擦系系數(shù)；c——滑面的粘聚聚力，Mpa。關于涌浪高高度計算建建議大家了了解第四章水水庫工程程地質--庫岸穩(wěn)定水庫塌岸塌岸的過程程見下圖勘察的目的的是預測塌塌岸的寬度度（圖e）第四章水水庫工程程地質--庫岸穩(wěn)定水庫塌岸預預測的常用用方法卡丘金法P692卓洛塔廖夫夫圖解法P693我國黃土地地區(qū)水庫塌塌岸長期預預測P694~695要求孰悉公公式中各符符號的含義義，會利用用已有資料料計算坍岸岸寬度。一一般會說明明用什么公公式計算。。第四章水水庫工程程地質—其它問題水庫其它環(huán)環(huán)境問題泥石流——是一種含有有大量泥砂砂、石塊等等固體物質質、突然爆爆發(fā)、歷時時短暫、來來勢兇猛，，具有強大大破壞力的的洪流過程程，是山區(qū)區(qū)特有的一一種自然地地質現(xiàn)象。。移動沙丘（（風沙）——干旱、半干干旱地區(qū)。。礦產資源——水庫淹沒、、塌岸、浸浸沒范圍內內的礦產資資源都應進進行調查，，由礦產資源源管理部門門出具文件件給予確認認，作為水水庫淹沒設設計的依據(jù)據(jù)。文物——水庫誘發(fā)地地震因蓄水而引引起庫盆及及其鄰近地地區(qū)原有地地震活動性性發(fā)生明顯顯變化的現(xiàn)現(xiàn)象，簡稱稱水庫地震震。水庫誘發(fā)地地震的基本本特征發(fā)震概率：：國內外統(tǒng)統(tǒng)計資料表表明，出現(xiàn)現(xiàn)水庫地震震的工程占占水利水電電工程總數(shù)數(shù)的比例不不足0.1％，但隨著著壩高（蓄蓄水深度））和庫容的的增大，其其所占比例例明顯增高高?？臻g分布：：平面上，震中的主主體部分集集中在庫盆盆和距庫岸岸3～5km以內的地方方，特殊情情況下（例例如區(qū)域性性大斷裂帶帶橫穿庫區(qū)區(qū)或水庫沿沿喀斯特暗暗河形成地地下支汊）），也不至至超過10km。垂向上，一般都屬屬于極淺震震，震源深深度在3～5km以內；水庫誘發(fā)地地震的基本本特征——時間分布：：初震：出現(xiàn)在開始始蓄水后幾幾天至一、、兩年。更細致的分分析則表明明，同一水水庫的幾個個震中密集集區(qū)出現(xiàn)初初震的時間間是不同的的，但大都都是在庫水水位剛剛上上漲到該震震中區(qū)并超超過當?shù)靥焯烊蛔罡吆楹樗坏臅r時刻，幾乎乎沒有滯后后。