水利水电工程活动，一方面由于基础开挖以及施加于基础之上的工程荷载，改变了岩体内应力场的分布，从而影响岩体的结构，并引起岩体中地下水性态的改变；另一方面，随着坝前水库的蓄水，坝址区原有的地下水补给、径流、排泄条件发生了很大的变化而形成运行期特有的坝址渗流场。在场内，无时不发生着液相与固相之间的相互作用。地下水对于岩体的物理作用，主要反映为力学改造作用，并体现在静水压力作用和动水压力作用这两个方面。一定条件下其综合效应可引起岩体发生水力劈裂、剪切变形和位移，从而增加岩体中结构面的空隙度及连通性，并改善岩体的渗透性能。

蓄水条件下，坝前库水成为坝基地下水的一个主要补给源，而坝肩岸坡地下水亦是坝基、尤其是左右坝肩部分坝段地下水的另一个补给源。不同的补给源具有不同的径流条件，因而有着不同的水动力作用效应。

坝前库水在上、下游间较大的视水力梯度的驱使下，通过坝基向下游运移过程中，经历了坝基帷幕体前受阻、幕后通过排水幕的工作而减小渗压这一历程。因此，幕前地下水承受了较大的静水压力，而幕后地下水则具有较大的实际水力梯度。

在坝肩岸坡部位，由于坝肩帷幕体的阻水作用，在其上、下游处具有不同的水动力作用效应。在其上游侧，岸坡地下水的水力梯度由于库水的壅水作用而变得平缓，以致幕前地下水也承受了较大的水压力。而在其下游侧，地下水的水力梯度明显变大了，此标志着一方面产生了较大的渗透压力，另一方面亦产生了随时间推移的渗流集中效应。即坝肩帷幕体后由于较大水力梯度的存在，在渗流过程中易形成“相对强渗流通道”。在这样的通道部位，具有正交于实际水流流向的断面面积小、但渗流强度大等特点。由此产生的效应可归纳为：可能导致相邻坝段基础排水量比较大，且久排不衰。如新安江水电站右坝肩2～3 号坝段在1969～1983 年于相似的库水位条件下，历年排水量保持在52.20～53.40m3/d之间，而同一时期内由于坝基总排水量的减少，其所占百分比则由1969 年的27.59%升至1983 年的44.28%。而只是在近年来实施了对右岸高程142m缆机平台的混凝土铺盖并辅以地表排水系统之后，上述坝段的排水量才有明显的减少。岸坡地下水侧向径流产生的另一效应，就是在上游库水位的升降以及大气降水入渗补给量变化的共同作用下，岸坡区地下水位呈非稳定态，从而导致其水力梯度亦具有依时性变化，并由此产生了向坝基传递的动水压力。在其影响范围内，扰乱了坝基扬压力的分布特征，并可能使其在局部地段上出现异常，即扬压力实测值大于其设计值（宋汉周等，1992）。

在探讨蓄水条件下坝址渗流场内水动力作用效应时，有两种力是必须考虑的。其一为空隙水压力，由地下水的水头作用而产生。对于多孔介质而言，为孔隙水压力；而对于裂隙介质而言，则为裂隙水压力。其二为渗透压力（或为动水压力），是由水流的水力梯度而致。

从概念上讲，所谓空隙水压力，指岩土空隙被重力水饱和时，水对固体骨架产生的一种正应力。其矢量指向空隙壁面，其大小是由水头值决定的。渗流场中某点的空隙水压力Pw为

式中：ρw为水的密度；g 为重力加速度；h 为水头值。

空隙水压力Pw对岩土体骨架具有浮托作用，因而对构成作用于坝基面的扬压力有着直接的贡献。它可减少上伏坝体自重产生的有效荷载，与有效应力之间的关系为

式中：σ为总应力；σ′为有效应力。

显然，当总应力一定时，空隙水压力的增大，相应地减小有效应力；反之，则使有效应力增大，从而影响岩土体的变形与强度。

在多孔介质中，孔隙水压力呈连续变化、均匀分布；而在裂隙介质中，裂隙水压力分布的连续性和均匀性均较差。在坝基裂隙岩体中往往出现这样的情形，即在相邻的扬压力孔位或排水孔位之间，相应的物理量（如水头或水位）测值相差可能很大，其原因在于作为传递水压力主要路径的结构面的分布呈非均匀性。

渗透压力是岩土体中地下水流过程中产生的作用于固相骨架的一种力，由此可导致岩土体的渗透变形（seepagedeformation）问题。(www.daowen.com)

坝基渗流场内渗透压力的作用方向随部位不同而异：在坝踵帷幕体的上游侧，其作用方向与重力作用相一致；在帷幕体部位，明显存在一个作用于渗流方向的分量；而在帷幕体下游侧，则存在一个与重力作用方向相反的即向上作用的分量。对于各向同性介质而言，渗流场内任意点处渗透压力的作用方向总是正交于总水头的等势面；但对于各向异性介质而言，则并非如此。

实际上，渗透压力就是渗流过程中所遇阻力f1的反力，这里以f 表示。显然，有

对于低矿化水ρw≈1g/cm3，所以渗透压力的大小主要依赖于水力梯度的大小，是由空隙水压力转化而来，即由渗透水流的外力转化为均匀分布的内力或体积力。

在坝址渗流场内地下水的排泄区或排泄点（如排水孔）位，一定条件下由渗透压力的作用可导致管涌（piping）或流土（quicksand）类渗透破坏现象。若坝基地质体为多孔介质时，分析坝趾附近的渗透稳定与否十分重要。

根据渗流力学，渗流出口处单位体积岩土体的渗透稳定条件是由以下4个力决定的：①向上作用的渗透压力；②岩土体的浮重；③岩土颗粒的摩擦力；④岩土体所受的黏聚力c。由此可求得渗流临界水力梯度的表达式（孙广忠等，2004）

式中：ρ′为岩土体的浮密度；ξ为岩土体的侧压力系数；φ为岩土体的内摩擦角。

依据式（2.2.4），可建立如下判据。

（1）当Ire＜Icr，表明区内渗透处于稳定状态（Ire为实际水力梯度）。

（2）当Ire＝Icr，表明区内渗透稳定处于临界状态。

（3）当Ire＞Icr，表明区内渗透处于非稳定状态。

需要指出的是，当坝基地质体为裂隙介质时，虽然由于其岩相、岩性的特征，不大可能在地下水的排泄区较大范围内发生渗透破坏现象，但一定条件下局部的渗透变形仍可能存在。如一方面岩体中存在软弱夹层、且顺河向发育，而夹层中又含较多的未胶结的细小颗粒；另一方面由于坝踵帷幕体后设有排水孔而在其一定范围内形成较大的水力梯度，从而使局部的渗透变形成为可能。作为其迹象，如造成排水孔内一定深处孔壁坍塌，又如来自渗径中的细小颗粒在排水孔底富集，从而导致排水孔的有效深度减小而降低其排水效率。此类实例并非个例。