第9章 水库工程地质问题 工程地质.pptVIP

第9章 水库工程地质问题 第一节 库区渗漏 一、水库渗漏的类型 (一)水库渗漏的种类 水库渗漏可分为暂时性渗漏和永久性渗漏两种。 1．暂时性渗漏 水库蓄水初期，由于库水位逐渐抬高，因湿润、饱和库水位以下岩土层的孔隙、裂隙和空洞，导致库水量损失，这种方式的渗漏损失称为暂时性渗漏。一般情况下，这部分漏失的水量，不会渗到库外，而且经过一段时间后就会停止，并不构成对水库蓄水的威胁，更不致于影响水库的效益。暂时性渗漏量的大小，取决于被饱和岩层的体积及其空隙串，以及库区的地质条件和水文地质条件。例如，库盆若由空隙率高的岩层构成，地下水位又很深，或者是在干旱地区，暂时性渗漏损失的水量就会相对较大。 2．永久性渗漏 永久性渗漏是指水库蓄水后，库水通过库岸或库盆底部的岩土体中的孔隙、裂隙、断层及溶隙、溶洞等渗漏通道，向库外邻谷、低地或远处低洼排水区持续不断的渗水现象。这种向库区以外的渗漏，必将直接影响水库蓄水，还可能造成浸没、沼泽化、盐渍化等不良现象。 永久性渗漏，大多沿下列部位发生： (1)通过库岸分水岭向邻谷或低地渗漏(见图6-1(a)) (2)坝下游河道是弯道，库水通过库岸向下游河道渗漏(见图6-1(b)); (3)库水通过库底向远处低洼排泄区渗漏(见图6-1(c))。 图6-1 库区三种永久性渗漏示意图 （a）邻谷渗漏 (b)河弯处绕坝渗漏 (c)向远处低地渗滑 (二)水库渗漏的类型 水库发生渗漏的条件主要有三个：一是构成库盆的岩体是透水的，如果水库坐落在粘土岩地区，或库盆被厚层粘土所覆盖，这种水库基本上是不漏水的；二是库外存在有比库水位低的排泄区；三是库水位高于库岸的地下水位，库水才能向库外渗漏。由此可见，水库渗漏的发生主要与岩性和地质构造、地形及水文地质条件有关。具备上述三个条件的水库，就可能发生渗漏。 水库渗漏的类型，按渗漏通道的性质，一般可划分为以下几种类型。 (1)孔隙渗漏型。库水主要通过第四纪松散土层发生渗漏，例如黄土、各种粒径的砂层及砾石等。这一类型的渗漏量主要取决于土层的孔隙率及空隙直径的大小和土层分布的范围。 (2)裂隙渗漏型。库水主要通过岩、土体内的裂隙进行渗漏，包括可透水的各种原生裂隙、次生裂隙以及断层破碎带的裂隙。裂隙型渗漏量的大小取决于断层性质、规模、充填物及填胶程度及裂隙的张开度和密集程度等。 (3)溶洞渗漏型。喀斯特地区的水库，库水通过各种规模的溶洞发生渗漏。 除了以上三种基本类型外，尚有孔隙—裂隙渗漏型和裂隙—溶洞渗漏型等混合型渗漏。各个水库区的地质条件不同，其渗漏的类型，既可以是单一的，也可以是多样的。例如，一个库段既可能存在孔隙渗漏，又可能发生溶洞型渗漏。因此，水库区的渗漏问题，要在工程地质勘察的基础上按不同库段作具体分析。 二、发生水库渗漏的地质条件 水库渗漏的情况基本上有两种：一种是集中渗漏；另一种是面状渗漏，其范围比较宽广。不同的地质地貌条件可能形成不同种类的渗漏，应对库区的地质地貌等条件进行全面的调查研究，才能正确地评价水库渗漏问题。 (一)地形地貌条件 水库渗漏与不同的地貌单元密切相关。 如果库区周围的地形是山峦重叠、峰岭连绵的，那么，这类地形产生渗漏的可能性就很小。相反，库岸山体单薄，又有邻谷存在且下切较深，库水外渗的可能性就大。 若水库修建在基岩山区河谷急剧拐弯处，河湾之间的山脊有的地方可能会很狭窄，这样的地形条件，就有可能产生水库渗漏。 平原地区河谷一般切割较浅，库区与邻谷常相距很远，库水若要穿过河间地块向邻谷渗漏，一般是不容易的。但在河曲发育地段，河间地块比较单薄，则属可能产生渗漏的地形。 地形地貌虽然不是水库渗漏的通道，但在许多情况下，地质方面大的集中渗漏通道，在地形地貌上总有一定的反映。因此，找出地形对渗漏的不利地段，就可以提供一些相关现象和应该注意的环节，使之能够进一步从地质和水文地质方面去调查产生水库渗漏的可能性。 (二)岩性条件 能够起防渗作用的是微弱透水或基本不透水的岩层，如粘土类岩中的粘土岩、页岩和粘土质沉积层，以及完整致密的各种坚硬岩层。如果库盆或水库周围有隔水层存在，就能够起挡水作用，使库水不致向库外渗漏。因此，凡是可以起隔水层作用的岩层，都要查明其厚度、分布范围、产状、裂隙发育程度等，以确定其是否能起防渗作用以及防渗程度和效果。 基岩一般比较坚硬致密，孔隙串小。库水如果要通过基岩发生渗漏，主要取决于各种裂隙和溶洞的存在情况，以及沉积岩的层面充填情况。 在第四纪的松散沉积层中，对水库渗漏有重大意义的是未经胶结的砂砾(卵)石层，这些砂砾石、砾石、卵石层空隙大、透水性强，如果库区存在这些强透水层井沟通库区内外，就可以成为水库渗漏的通道。例如，北京市郊十三陵水库，由于水库右岸大宫门