水库蓄水之后,水文条件发生变化,水位上升,流速减慢,库区及邻近地带的地质环境发生改变。当库区存在某些不利的地质因素时,就可能产生各种工程地质问题,如水库渗漏、塌岸、浸没、淤积和地震等。
(1)水库渗漏的类型
水库在蓄水过程中及蓄水后会产生水库渗漏。通常水库渗漏形式有两种:暂时性渗漏和永久性渗漏。
1)暂时性渗漏
水库蓄水初期,库水渗入水库水位以下的岩土体孔隙、裂隙和洞穴中,使岩土体饱和。这种渗漏所有水库都存在,因为没有渗出库外,不会对水库蓄水造成威胁,岩土体饱和时停止入渗,库水位降低时,部分水体可以回流入水库。
2)永久性渗漏
库水通过与库外相通的、具有渗漏通道的岩土体长期向库外相邻的低谷、洼地或下游产生渗漏。一般是通过松散土体的孔隙、岩石的节理、裂隙、溶洞等发生。喀斯特渗漏作用表现得最为严重。
工程中所说的水库渗漏指永久渗漏。永久渗漏造成水库漏水损失影响水库效益,严重时可能引起建筑物地基和边坡失稳破坏等,永久性渗漏三种形式见图6.2。在喀斯特典型发育地区,水库渗漏严重时可能导致水库无法蓄水,使工程不能发挥应有的效益。在实际工程中,完全不渗漏的水库是没有的,通常只要渗漏总量小于该河流多年平均流量的5%则是允许的。
图6.2 库区三种永久性渗漏示意图
(2)水库发生渗漏的条件
1)构成库盆的岩体是透水的,如果水库坐落在黏土岩地区或库盆被厚层黏土所覆盖,这种水库基本上是不漏水的。
2)库外存在有比库水位低的排泄区。(www.daowen.com)
3)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。
(3)水库渗漏的影响因素
1)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。
2)岩性条件
强透水层可以导致水库渗漏,隔水层的存在则可以起到防渗作用。能够起防渗作用的是微弱透水或基本不透水的岩层,如黏土类岩中的黏土岩、页岩和黏土质沉积层,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。
基岩一般比较坚硬致密,孔隙率小。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沙砾(卵)石层,这些沙砾石、砾石、卵石层空隙大、透水性强,如果库区存在这些强透水层并沟通库区内外,就可以成为水库渗漏的通道。
3)地质构造
与水库渗漏有密切关系的地质构造,主要有断层破碎带或断层交会带、裂隙密集带、背斜及向斜构造、岩层产状等。
断层的存在,特别是未胶结或胶结不完全的断层破碎带,都是水库渗漏的主要通道。背斜构造和向斜构造与水库渗漏的关系,主要应从两个方面来分析:一方面,背斜和向斜核部伴生的节理密集带或层间剪切带,可能成为渗漏的通道;另一方面,主要由透水层与隔水层相互配合和产状情况来决定。
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