GAA第七章水利水电工程渗漏问题.ppt
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1、第七章:水利水电工程水文地质研究水利水电工程水文地质研究的意义岩溶河谷区的水文地质勘察深厚覆盖层河谷区的水文地质勘察水库区的水文地质勘察坝址区的水文地质勘察1水利水电工程水文地质研究的意义水利水电工程中经常遇到的主要水文地质问题:()渗漏问题,包括坝段(坝下和绕坝)渗漏和水库渗漏;()浸没问题,即由于水库蓄水,水位抬高,周围库岸岩石随之受浸润,逐渐饱和,使地下水位上升,形成地下水壅水而引起的种种不良后果;()地下水对建筑物和基坑的水动力作用;()地下水对坝区建筑物引起的水化学稳定问题。不仅关系到建筑物未来的稳定性,而且也关系到工程的经济效益和使用年限。 2岩溶河谷区的水文地质勘察 一、勘察目的
2、与任务 岩溶地区蕴藏着丰富的水力资源。岩溶发育又对工程建筑带来不利条件和威胁。 查明水库及建筑物区的岩溶水文地质条件,对岩溶渗漏、岩溶性涌水及外水压力、岩溶水变化导致的环境恶化等岩溶水文地质问题进行分析、评价。二、勘察内容(一)、查明岩溶水文地质条件1 地形地貌条件:可能出现渗漏的低邻谷高程、距离,河弯捷径长度,裂点及远方排泄基准面高程、距离等;2 地层岩性:应按碳酸盐纯度(纯、次纯、不纯)及岩层组合形式(连续型、夹层型、互层型)分类,并按岩溶化岩组分类。3地质构造条件:主要是褶皱、断裂性质及空间展布情况;隔水层、相对隔水层厚度、可靠性、空间分布的连续性,即封闭条件;同层位或不同层位可溶岩沟通
3、库内、外或坝址上、下游,组成统一的岩溶含水系统情况;4岩溶发育程度:地下水位线以上及以下的岩溶洞穴类型、规模、充填物及其空间分布规律,延伸性及贯通性;5岩溶水文地质结构,对单斜构造坝址河谷岩溶水文地质结构类型;6岩溶水补给条件,包括补给面积、方式,对集中补给者应区分外源水还是内源水; 7可溶岩透水性介质划分 8岩溶水径流条件与形式,即平面上的水动力场类型:有管道流 (汇集型)与扩散流(弥散型)两大类; 9岩溶水流动系统(泉、大泉、管道水、暗河、地下河)的边界、水文特征,应按排泄条件划分为基控型还是层控型; 10地下水的流向、流速、管道水的比流速,水力比降及流态,据河水与地下水之间的关系,确定河
4、谷岩溶水水动力条件基本类型; 11 地下水位分布特征及水位、流量、水质的动态变化规律;12 渗漏范围:包括宽度、深度的确定渗漏量的估算及评价和处理建议.(二)、确定河谷类型岩溶地区河谷类型基本可划分宽谷和峡谷两大类型。不同的河谷类型其水文地质条件不同,尤其是水动力条件不同,因而也造成岩溶发育特征的不同。 (三)、河谷深部岩溶研究水利部门习惯上将河水位以下发育的岩溶现象称之为河谷深部岩溶。深部岩溶不受当地河流侵蚀基准面控制,而是受溶蚀基面的控制。 河谷深部岩溶的形成与岩溶水运动特征密切相关,尤其在峡谷区,岩溶地下水存在裂隙流和管道流两种类型。 管道水流是一种快速流,流速一般大于米昼夜。动态属剧变
5、型,主要依靠降水地表水,从落水洞灌入式补给,其排泄口流量动态不稳定系数达以上。裂隙水又分为快速流和慢速流两类。快速流出现在裂隙发育,地下径流速度快的部位,又称为强径流带,地下水位动态明显受到降水影响,年幅度达米,此带内的钻孔水位与河水位几乎是同步涨落。慢速流出现的部位称为缓径流带,地下水动态类型属于平稳型,水位变幅甚小,仅米,甚至不受当年气候变化的影响。 河谷深部岩溶成因 1、岩溶洞穴管道水流的动力条件是形成河谷深部洞穴的主因,峡谷区内岩溶管道水流的补给区和排泄区间的高差愈大,由溶洼落水洞等灌入式补给条件愈好,洞穴管道内愈易产生高压水流,在气水压力作用下,地下水易沿断裂带或裂隙带向下运动,形成
6、深部洞穴。 河谷深部岩溶成因 2、混合溶蚀作用 雨季中,富含有机质的地表水流进入地下,与原有水体混合,形成的混合溶蚀,更促进深部洞穴的形成与发育。有的河谷地区,存在含盐量高的温泉,称盐温泉,由于盐温泉与岩溶水的混合而引起的混合溶蚀,盐效应以及水温增高加速溶蚀作用的进行等原因,也是促使河谷深部岩溶形成的原因之一。地下热水中比冷水含有更多的、-,而且水温愈高含量愈多,这是与埋藏的古有机质分解有关。据此有人推测热水造成的深岩溶其发育深度可达数千米,一些千米以上石油钻井中发现的岩溶现象提供了旁证。河谷深部岩溶成因 3、洪水季节河水位迅速上升,淹没地下河系的出洞口,所引起的水击波作用,也是在地下河谷河口
7、段,洞穴管道水向下部运动的主要原因。 河谷深部岩溶成因 4、在含有硫化物(如黄铁矿)岩层或矿床区,由于硫化物水解,形成酸性水,加速溶蚀作用的进行。故在硫化物矿床区或含黄铁矿的煤系地层附近常出现深部岩溶。 (四)洞穴碎屑堆积物的调查 岩溶洞穴的形成与发育是受多种因素制约的,但溶蚀(包括侵蚀)和堆积是洞穴形成和发育过程中的两个重要方面,洞穴堆积物本身包含了自身形成条件和环境的信息。对它的研究,可以恢复洞穴形成的古环境和古水动力条件,以及了解洞穴的展布特征。 洞穴堆积物中砾石的排列,能反映出堆积物形成环境的重要信息。洞穴砂砾成分的研究也是探索洞穴展布及推测古气候古地理环境的重要手段。 1 当邻谷河水
8、位(不是悬托河)高于水库正常蓄水位,不存在水库渗漏; 2 当河间(河弯)地块有连续、稳定可靠的隔水层或相对隔水层封闭阻隔,不存在水库渗漏;当可溶岩直接沟通库内外,或构造切割使库内外可溶岩组成有水力联系的统一岩溶含水系统时,可能出现渗漏。 三、岩溶区水库渗漏判别 3 当河间(河弯)地块为一个岩溶含水系统时,若上、下游或库内、外均有稳定可靠的岩溶水流动系统(岩溶泉),则表明地块存在地下水分水岭。当地下水分水岭高于正常蓄水位时,则不存在渗漏。当上游或库内不出现岩溶水流动系统,受下游或远方排泄基准面控制,仅库外出现区域性岩溶水流系统,则为河水补给地下水的水动力类型河谷,将出现水库渗漏,多为严重性的渗漏
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