水库渗漏浸没及其防治措施

图2-12　水库岸边地带浸没示意图

水库蓄水后，由于库水对地下水起顶托作用，使库区周围地下水水位上升（即壅水），壅水后的地下水位可能接近或高出地面，长期浸泡就会使地表产生沼泽化或盐渍化，并使建筑物地基软化，以及矿坑充水等（见图2-12），这种现象称为壅水浸没。库水向外渗漏而引起的浸没多发生在水库邻近低洼地带和坝址下游地区，这种现象称为渗漏浸没。

一、浸没发生条件

水库周边地区是否会浸没，决定于水库正常水位上下范围的地貌、岩性及水文地质条件。对于山区水库，浸没问题一般不大，因为水库边岸地势陡峻，且多为不透水岩石组成，因此不易产生浸没。但对山间谷地和平原区水库，因周围地势较为平坦，浸没问题就比较突出，影响范围也较大，容易造成工矿企业的地下建筑物破坏，公路、铁路的翻浆和冻胀，房屋倒塌及农田土壤盐碱化，因此分析研究水库浸没的影响对能否建库和水库正常高水位的选择都有着决定的意义。

一般情况下，当水库两岸地下水位较高，又符合下列情况的地段，最易发生浸没：

（1）地形过渡带：如下一阶地与上一个阶地接触的后缘。

（2）强透水层向弱透水层过渡的接触带，如冲积层或山麓堆积层与黄士接触带。

（3）地形平缓和地表排水条件不畅，特别是那些地面高程低于或略高于水库正常高水位的洼地或封闭、半封闭的盆地。

（4）库岸地带原有的常年或季节性积水洼地或沼泽地边缘。

（5）库岸地层上部透水性小，但下部透水性大的地段。

（6）土壤毛细管作用强，地下水含盐量较多，蒸发量较大的地区。

（7）地下水补给来源充沛、补给量大于排泄量的地区。

（8）与水库向外渗漏通道相连的邻谷或下游地区。

总之浸没现象的发生是与库岸地形、岩性结构、水文地质、水库运用及人类活动影响等因素有关，因此评价水库是否会产生浸没，不能只考虑某个单一因素而必须全面收集有关资料，综合分析考虑，才能得出正确的结论。

二、可能浸没地区的工程地质详查

（一）详细勘查的内容

（1）查明该地段第四纪沉积物的成因类型、岩层厚度、成层条件以及岩性和岩相特征，并结合地貌条件研究岩层分布情况和接触关系。

（2）查明基岩或相对隔水底板的埋藏深度，提供含水层的渗透系数和水文地质计算数据（包括毛细管常年上升高度）。

（3）研究该地段潜水含水层的性质和地下水的补给来源、排泄条件以及地下水动态规律。

（4）研究表层即地表下5m深度范围内的土层含盐量、盐份种类与组成百分数以及在土层剖面上的分布规律；地下水与土壤返盐的关系，确定土壤次生盐碱化的地下水临界深度。

（5）对城镇和大型建筑物地段，要了解土的物理力学性质以及壅水对地基土壤承载能力的影响程度，预测由于浸没引起该地段房屋等建筑物的坍损情况。对于黄土类土壤，还应注意研究其湿陷性。

（6）根据上述资料，预测和估算不同正常高水位情况下，该地段的浸没类型和影响范围。

（二）可能浸没地段工程地质勘察方法

（1）做好地质测绘（浸没地段地质测绘的比例尺一般为五千分之一），在发生浸没重点地段，还要进行地形地质剖面图的实测工作。

（2）在浸没地段布置勘探剖面，这是一种比较重要的勘探手段。剖面位置一般是沿地下水流向或垂直河岸布置，如图2-13所示。

勘探剖面间距，可根据研究地段的重要性和地质复杂程度，参照表2-2决定勘探剖面上的坑孔布置，并结合剖面通过的地貌单元和进行地下回水计算的需要考虑。靠近河岸地段可密些，远离库岸可渐稀。但在水库正常高水位处必须有钻孔控制。勘探坑孔深度可采用深浅孔相间的办法，深孔（少数）打到含水层下的第一个隔水底板；浅孔（多数）要打到稳定地下水位以下1～3m；试坑挖深到地下水位以下就可以。

表2-2　勘探试坑剖面间距表(www.xing528.com)

（3）野外的渗透试验，可利用已有的勘探坑孔进行。当含水层非常不均匀时，可分层进行抽水试验，以求得不同岩层的渗透系数。

（4）浸没地段取土样进行室内土工试验，取土范围是在表层5m深以内，除测定一般物理性质指标外，还须测定土的水溶盐含量和最大分子吸水量以及毛细管常年上升高度等；同时还要取水样进行地下水化学成分的测定。

图2-13　可能浸没地区勘探坑孔平面布置示意图

（5）地下水动态的长期观测工作，一般可结合勘探剖面上的孔位进行，但必须在水库蓄水以前就进行观测。观测时间不少于一个水文年，然后通过观测资料分析，找出浸没地段内地下水动态规律，作为浸没计算的基本依据，此外还应收集地质条件类似的已成水库的浸没资料，以便进行类比研究。

如果通过收集已有井、泉等水文地质和少量坑孔工作的资料经初步分析，认为没有浸没可能，就不必再做其他勘察工作。如认为有可能浸没，才需按上述方法全面收集有关资料，并进行浸没分析。

（三）浸没分析

在浸没分析之前，应和有关部门共同研究确定浸没标准。所谓浸没标准，是指地下水对城市、工矿企业、道路和农作物等的安全埋藏深度，如图2-14所示。建筑物的浸没标准为基础埋设深度加基础下土的毛细管上升高度，见表2-3；农作物的浸没标准是农作物根系伸展深度（一般不超过0.5m）加上根系下土的毛细管上升高度。

如果壅高后的实际地下水位线，达不到浸没标准S1范围以内，则不会产生浸没，否则即会产生浸没。对实际地下水壅高线的预测计算比较复杂，且很不容易准确，一般只能做定性的分析。在下列情况下一般不会发生浸没：

（1）如图2-14所示在初步掌握天然地下水位线的情况下，假设地下水壅高值Z1是按库水位升高值Z1上升的（即假设地下水壅高线是与天然地下水位相平行），在这种情况下壅水后的地下水位线还没达到浸没标准范围以内，则可肯定这种地段不会产生侵没，故不必计算。因为实际上Z1总是要随着离库岸越远而越来越比Z1值小，直到趋近于零。因此为计算而需要进行的那些勘察工作就可省略。

图2-14　浸没标准示意图

表2-3　土的毛细管上升高度近似值

（2）水库正常高水位以上，当有厚度大于浸没标准而且横向分布均匀，岩相稳定的不透水岩层时，壅水后最多沿不透水层底面形成承压水，也不会产生浸没，如图2-15所示。

图2-15　不会浸没示意图之一

M＞S（M：不透水层厚度；S：浸没标准）

图2-16　不会浸没示意图之二

（不透水层阻隔渗漏）

（3）水库与低于水库正常高水位的邻近盆地间，有相对不透水层阻隔时，即不会产生浸没，如图2-16所示。在这里关键是要注意分析相对不透水层的产状和分布高程以及构造破坏情况等，尤其是在岩溶地区更应注意。如果不透水层起不了阻水作用，则仍然会产生浸没。

（4）当库岸坡在正常高水位以上出现水源（如小河沟水或泉眼等）时（见图2-17），则水源以远地段不会出现浸没（即地下水位与建库前天然状态一样）。但地下水补给量大于小河沟的排泄能力时，则地下水位还可能壅高。必须进一步分析或进行回水预测计算，看其有无浸没可能。

图2-17　不会浸没示意图之三

（河沟阻隔地下水壅高）