库区浸没的发生受多方面条件制约，其中主要的因素有库区地形地貌、地质条件、水文地质结构、气候条件、水库运行方式等，而关键控制性因素为水文地质结构地下水流动系统、水-岩土体-水电工程三相耦合以及外部环境因素等多方面条件的综合影响，但外部因素主要是因水库蓄水改变的，故不作详细赘述。

4.3.2.1　水文地质结构

在丘陵地区、山前洪积冲积扇及平原水库，由于周围地势低缓，最易产生浸没，且其影响范围往往很大。山区水库可能产生矿山和宽阶地浸没以及库水向低邻谷洼地渗漏的浸没，严重的水库浸没问题影响到水库正常蓄水位的选择，甚至影响到坝址选择。在发生浸没情况下，不仅水状况发生变化，而且土壤水状况，土壤形成过程和土壤性质发生变化，植物界和动物界、小气候都发生了变化。此处从历史上发生的和可能发生的水库浸没事件中总结出三种水文地质结构控制的库区浸没结构，分别为平原残坡积型浸没，盆地洪积型浸没、峡谷冲积型浸没，下面将详细介绍关于这三种浸没类型的地质条件及作用机制。

1.平原残坡积型浸没

平原残坡积型浸没的地质条件与作用机制分述如下：

（1）地质条件。平原式水库主要出现在山前冲洪积平原，山间盆地，河流下游平原区等。平原中上部沉积物颗粒较大，期间夹少量黏土或细粒沉积物，该带既是地下水径流区，也是地下水的重要补给区，地下水埋藏深、含水层厚度大；洪积扇的前缘地带，沉积物颗粒明显变细，地下水埋深变浅，含水层厚度变薄，层次也趋于多元化，构成地下水的主要径流区；局部低洼地带地下水溢出地表，构成地下水的天然排泄区。此类水文地质结构总体地形平坦宽阔，从结构上部到前缘呈现一种以粗颗粒沉积物为主变化到以细颗粒变化为主，地下水水位埋深由深变浅，毛细力水带由窄到宽。

（2）作用机制。结构上部沉积物颗粒大，地下水埋深大，不易形成浸没。结构前缘沉积物颗粒小，地下水埋深浅更易发生浸没。水库蓄水前，库区周边地带地下水水位位于临界深度以下，随着水库水位的升高（反复升高），高于库区原始地下水水位，库水开始进行反补，库区地下水水位逐渐升高达到稳定状态，由于该结构下库区沉积物颗粒小，在毛细力作用下，毛细管水逐渐上升直至稳定，另一方面库区河床不断淤积淤泥，泥层变厚且渗透性极低，地下水难以对水库进行排泄，最终导致水位壅高。对于气候干燥的地区，浸没会带来盐渍化等次生灾害，对于气候潮湿地区，浸没容易导致库区沼泽化。库区浸没机制如图4.12所示。

如陕西省斗门水库工程为陕西省引汉济渭工程的调蓄水库，距西安市中心约20km，为典型的平原型水库。根据勘探钻孔终孔水位及长期观测孔监测数据可发现它的水位地质结构有如下特点：①单层水文地质结构，由单一的土层构成，岸边一定范围基岩面近水平、双层水文地质结构；②由上部弱透水层与下部强透水层组成，覆盖层近水平分布；③库区的地下水埋藏深、含水层厚度较大，总体地形平坦宽阔；④从结构上部到前缘呈现一种以粗颗粒沉积物为主变化到以细颗粒变化为主，地下水水位埋深由深变浅，毛细力水带由窄到宽。

2.盆地洪积型浸没

盆地洪积型浸没的地质条件与作用机制分述如下：

（1）地质条件。总体上河谷宽缓，部分河段分布有河流一级或者二级阶地宽缓平台，局部平台上有房屋或者城镇分布。岩土层位典型的二元结构，上部以低液限黏土为主，下部以砂卵石层为主。局部地带为单一水文地质结构，基岩表层覆盖一层渗透性低的黏土，大部分河段为双层水文地质结构，上部为弱透水层、下部为强透水层，所有覆盖层均处于近水平状态。地下水埋深较浅。

（2）作用机制。河谷阶地由于特殊的二元结构，同时傍河地下水埋深较浅，该模式沿河阶地容易形成长条带状浸没区。水库蓄水前，库区阶地带地下水埋深低于临界水位，库区处于安全状态，随着水库投入使用，库区水位达到正常蓄水位左右并且长时间处于一个高水位状态时，库水从开始蓄水补给库岸地下水，由于阶地下部覆盖一层渗透性大的砂卵砾石层，水库周边地下水水位抬升相对较快直至稳定，最终高于临界水位发生浸没。由于该层渗透性极小，在毛细力作用下，毛细管水逐渐上升直至稳定，同时黏土承载力随着含水性的增大而变弱、而变形随之逐渐变大，对坐落于阶地的居民建筑、农作物造成一定损害。对于气候干燥的地区，浸没会带来盐渍化等次生灾害，对于气候潮湿地区，浸没容易导致库区沼泽化。库区浸没机制如图4.13所示。

图4.12　平原式库区浸没机制图

小南海水电站位于长江干流重庆河段，是三峡水电站和向家坝水电站之间的重要衔接梯级，水电站为低水头径流式。小南海水电站库区位于重庆市主城江津区内，属长江河谷平坝阶地，沿江主城集镇众多，涉及人口房屋较多，水库蓄水后，沿江建筑区浸没影响问题突出，属于典型的盆地洪积型浸没。(www.daowen.com)

3.峡谷冲积型浸没

峡谷冲积型浸没的地质条件与作用机制分述如下：

（1）地质条件。此类水库主要分布于地山丘陵区，库区两侧发育顶部平缓的山或丘陵，河谷切割相对较深、较窄。地层岩性主要为砂泥岩互层式，且山顶发育风化泥岩、土壤，由于山顶平缓，可见大片农作物和房屋。

图4.13　低山宽谷式库区浸没机制图

（2）作用机制。该模式水库蓄水后容易造成库区两侧平顶山地带发生浸没现象。水库蓄水前，库区主要接受大气降雨补给地下水，最终排泄于河槽中，此时地下水水位低于临界水位；随着水库蓄水后，库区水位开始抬升。此时，河水面高于水库两岸地下水水位，库水进行反补。随着库水位的稳定，地下水也逐渐趋于稳定状态。此时地下水水位漫过砂岩含水层，达到风化泥岩、土壤等细粒带中，在毛细管力作用下，形成毛细水带，此时水位高于临界水位，库区发生浸没。由于此种模式存在地表分水岭，如果当地气候常年干燥（蒸发量大于补给量），该地容易发生土壤沼泽化。隔槽式库区浸没机制如图4.14所示。

如黄登水电站水库位于云南省怒江州境内的澜沧江上，河谷狭窄，岸坡陡峻，地质灾害较发育，属典型的高山峡谷区，水库蓄水后，库区水位开始抬升，此时，库水位高于水库两岸地下水水位，库水发生回流，随着库水位的稳定，地下水也逐渐趋于稳定状态，此时水位高于临界水位，库区发生浸没。

图4.14　隔槽式库区浸没机制图

4.3.2.2　地下水流动系统

（1）平原式水库。

平原中上部沉积物颗粒较大，期间夹少量黏土或细粒沉积物，该带既是地下水径流区，也是地下水的重要补给区，地下水埋藏深、含水层厚度大；洪积扇的前缘地带，沉积物颗粒明显变细，地下水埋深变浅，含水层厚度变薄，层次也趋于多元化，构成地下水的主要径流区；局部低洼地带地下水溢出地表，构成地下水的天然排泄区。

（2）峡谷冲积型水库。

该模式水库蓄水后容易造成库区两侧平顶山地带发生浸没现象。水库蓄水前，库区主要接受大气降雨补给地下水，最终排泄于河槽中。