第五章 水利工程常见的地质问题演示幻灯片

2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
5.1 水库的工程地质问题
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库区渗漏
库区渗漏 包括库水的渗透损失和渗漏损失。由于饱 和库岸和库底岩、土体而引起的库水损失，称渗透损 失，这种渗漏现象称暂时性渗漏。库水沿透水层、溶 洞、断裂破碎带、裂隙节理带等连贯性通道外渗而引 起的损失，称渗漏损失，这种渗漏现象称经常性渗漏， 或永久性渗漏。通常，库区渗漏指永久性渗漏。 库区渗漏可在邻谷区引起新的滑坡，或使古滑坡 复活，造成农田浸没、盐渍化、沼泽化，危及农业生 产及村舍安全。
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5.1.2 水库浸没问题
水库蓄水使水库周边地带的地下水壅高，引起土地盐 碱化、沼泽化等次生灾害的现象。地下水壅高可使毛 管水抬升，当其上升高度达到建筑物地基或农作物和 树木的根系，且持续时间较长时，将产生浸没问题。
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土地盐碱化
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土地沼泽化
沼泽化土地
治理排渗
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水库浸没的危害
浸没可使农田作物减产，工矿企业和民用建筑物地基 条件恶化而损坏，矿井涌水量增加，铁路、公路发生 翻浆、冻胀，有时还影响水库正常蓄水位或坝址的选 择。水库浸没是不可忽视的一种环境地质问题。
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滑坡塌岸
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塌岸危害和影响
①大量土体坍塌入库产生淤积,减少库容,对库容较小的 山区水库影响很大。
②塌落物可淤塞、填堵引水建筑物的进水口。 ③岸线后移，使库边农田、建筑物、道路遭受毁坏。 ④如预测塌岸严重，将影响开发方案、坝址或设计蓄水
位的选择等。 ⑤坝前库岸如发生塌岸，将影响大坝安全。
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塌岸防治措施
坚硬岩层的巨厚风化壳亦可能形成与之类似的渗漏。 喀斯特洞穴、暗河通道是形成库区集中渗漏的主要危 险。
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库区渗透条件
库区与邻谷间的地下分水岭高于库水位时，即使具备 其他渗漏条件也不会发生渗漏。
邻谷切割深，并且水位低于库水位时，在上述诸条件 配合下会形成大渗漏量的渗漏。渗漏量还与沟谷间分 水岭的厚薄有关，分水岭愈薄，渗漏途径愈短，渗漏 量也就愈大。
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5.1.3 水库塌岸问题
水库蓄水后，土质岸 坡发生的坍塌破坏现 象。又称水库边岸再 造。它是某些水库的 重要环境地质问题。
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塌岸发展过程
库水改变了库岸土质的含水量，使容重加大、抗剪 强度降低，引起土体软化、崩解以至坍滑。又因水面 展宽后，风浪增大，库岸在波浪的侵蚀、冲击和淘刷 作用下，下部土体被淘空，上部土体失去支撑而塌落， 岸线随之后移。塌滑物经水流搬运、分选后形成浅滩。 在水和波浪的不断作用下,库岸破坏继续发生,岸线不断 后移，浅滩逐渐增大，直到水上岸壁与水下浅滩达到 相对平衡时，库岸才趋于稳定。
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1.地形与地质构造条件
库区渗漏量的大小由构成库岸和分水岭的岩层的 渗透性质、地质结构以及地貌条件所决定
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背斜构造的河谷是形成库区渗漏的有利条件。库水 极易沿透水岩层向邻谷渗漏。
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只有当岩层的倾斜较陡，库水位以下的透水岩 层插入邻谷谷底以下时，此种渗漏才可避免
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2.地层岩性条件
未胶结的砂砾石层是透水性极强的渗漏通道。此类岩 层多存在于河湾或平原河谷的河间地段，山前倾斜平 原区的库岸也可能遇到冲积、洪积的砂砾石层。当库 水位超出此类堆积层时，即产生严重的渗漏。
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库区渗漏防治措施
在查明库区和周围地区的地质、水文地质情况的基础 上，因地制宜地采取相应的防渗措施。例如：对古河 道砂砾石透水层采用粘土铺盖，建混凝土截水墙，施 行水泥或水泥粘土灌浆；对大断裂破碎带和溶蚀裂隙， 可喷混凝土或水泥砂浆进行堵塞；对喀斯特管道可用 混凝土或浆砌块石堵塞其咽喉要道；修建围堤、围井， 将岸坡、库内的落水洞与库水隔离起来。
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易于发生浸没的条件
①平原型水库的周边地带和坝下游地区；②盆地型 水库边缘平地与山前洪积扇、洪积裙相接的地带；③ 地下水埋藏较浅、地表水或地下水排泄不畅的库岸地 带，库岸附近的封闭或半封闭的洼地，以及沼泽的边 缘地带；④与水库渗漏通道相连的邻谷洼地等。
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浸没防治措施
应从降低地下水位入手，根据水文地质条件和长期 观测成果，布置排渗和疏干工程。对农田可按水、土、 盐等具体条件，采取工程与农业措施（如改变作物种 类和耕作方法）相结合的综合治理方案。
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浸没实例
中国河北官厅水库1955年8月蓄水后，受库水顶托,使 原妫水河北岸北辛庄的地下水位上升2.7m，甘子堡上 升2.2m，妫水河南岸太平庄上升4m，西榆林村上升 3m，定州营上升1.7m，因而发生盐碱化和沼泽化，造 成沿库地区农作物及果树减产以至部分涝死、 房屋倒 塌、 墙垣开裂等浸沿灾害，个别地段浸没带宽达 3km。 云南水槽子水库蓄水76天后，库水沿灰岩岩溶通道向 库外的那姑盆地渗漏,在距库3km的白雾三村一带涌出 地表；其后不久，库外13km的蒙姑一带，许多农田和 房屋也受到浸没影响。
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5.1.4 水库淤积问题
河流挟带的泥沙在水库区的淤积。河流流入水库回水 区后,由于断面增大,流速减小,水流挟沙能力降低,所挟 带的泥沙将在库区落淤。泥沙在库区的淤积数量、过 程和分布受水库库容大小、平面形态、底部地形、壅 水高度、运行方式和来水来沙量、过程及泥沙组成等 多种因素的影响。
库边大面积土质岸坡的塌岸防治工程量大、代价高， 难以采用工程措施，只能根据气象、水文、工程地质 勘察成果,计算一年、三年和最终塌岸宽度,据以考虑移 民迁建和弃耕范围。对难以迁移的重要建筑物(厂矿、 文物古迹)所在河岸，可修建防护堤等工程，予以保护。 根据塌岸量和上游泥沙来源等情况，设计足够的淤积 库容和排沙工程，以避免减少水库有效库容和淤塞引 水建筑物的进水口。
第五章 水利工程常见 的地质问题
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水工建筑物
控制和调节水流、防治水害、开发利用水资源的建筑物。 水工建筑物是实现除害兴利的各项水利工程的重要组成部
分。水利工程与国计民生息息相关，而水工建筑物又决定 着水利工程能否安全有效地运行。大型或重要的水工建筑 物失事，常会造成重大灾害。 通用性水工建筑物 主要有：①挡水建筑物，如各种坝、 水闸、堤和海塘；②泄水建筑物，如各种溢流坝、岸边溢 洪道、泄水隧洞、分洪闸；③进水建筑物，也称取水建筑 物，如进水闸、深式进水口、泵站；④输水建筑物，如引 （供）水隧洞、渡槽、输水管道、渠道；⑤河道整治建筑 物，如丁坝、顺坝、潜坝、护岸、导流堤。