万家寨水库右岸岩溶渗漏试验研究

水库岩溶渗漏是水资源持续利用与安全运行的不利因素。由于岩溶发育的空间不均匀性,渗漏调查难度大。通过微量元素多元示踪试验、地下水环境同位素及水化学分析和数值模拟相结合,对万家寨水利枢纽右岸岩溶渗漏进行综合研究,查明渗漏途径和渗漏强度,为水库渗漏治理提供依据,探索北方水库岩溶渗漏调查的有效途径。     

应用泉水均衡法分析四川省兴文县新坝水库岩溶渗漏问题

岩溶地区水库渗漏是碳酸盐岩地区兴建水利枢纽的主要工程地质问题之一,尤其是在可溶岩广布、岩溶发育强烈、地形复杂地区。拟建兴文县新坝水库地处岩溶地区,存在岩溶渗漏的可能性。通过对该水库库区地质概况、岩溶水系统进行分析研究,论证了水库潜在的三条岩溶渗漏途径均不会发生渗漏;并利用库区降雨量与泉流量进行水均衡计算,计算结果进一步论证了该水库不存在岩溶渗漏问题。     

澧水流域皂市水利枢纽工程地质评价

本文对皂市水利枢纽的区域稳定性和水库渗漏、浸没、库岸稳定性,矿产淹没以及坝基岩体性状、软弱夹层、坝下冲刷、下游右岸滑坡等工程地质条件与问题进行了全面的分析与评价,结论是库区地形地质条件优良,存在的地质问题易于解决。     

岩溶水库渗透破坏型渗漏勘察与评价

以重庆市南川区肖家沟水库蓄水多年之后库首右岸发生的岩溶渗漏为例,探讨了岩溶水库长期运行过程中防渗体系因高压渗透破坏产生的岩溶渗漏的勘察与评价方法。通过地质分析、渗漏历史调查、钻孔、水文地质测试、物探及连通试验等方法,查明了水库右岸岩溶渗漏的范围及原因。水库渗漏边界清晰,渗漏范围主要是右岸可溶岩区的630 m高程以上,防渗体渗透破坏是水库产生渗漏主要原因。其渗漏途径一是沿原封堵堵头的薄弱区域或溶洞封堵体周边发生渗透破坏产生新的通道向下游溶洞出口集中的渗出,二是穿过右岸防渗线绕过右岸坝肩后沿岩体溶蚀裂隙或管道汇入下游右岸岸坡溶洞集中的渗出地表。通过此工程实例,提出了岩溶水库防渗体渗透破坏型渗漏的勘察与评价方法,宜以历史资料分析为基础,初判渗漏成因及范围,采用勘探、试验及物探等多种手段进行验证,为防渗处理提供可靠依据。     

岩溶地区主要水利工程地质问题与水库类型及其防渗处理途径

建国以来,在我国广大岩溶地区兴建了许多大、中和小型水利水电工程,取得很大的成绩。本文拟概略总结各地经验,进而作些探讨,以供参考。 一、岩溶地区主要水利工程地质问题 岩溶地区兴建水利水电工程,需调查研究的工程地质问题有:岩溶库区及坝基渗漏;岩溶塌陷(包括库区、坝基、坝下游及邻谷);岩溶坝基稳定性;隧洞     

水中自然电场法探测病态水库岩溶渗漏通道———以金鸡河水库一级水电站为例

在岩溶区修建的水库或矿山尾矿库等建筑物,常因库区岩溶地质条件复杂而出现库水或污水渗漏等问题,岩溶渗漏通道勘察中常用的物探方法多布置在库区的大坝、坝肩等库岸陆地一带,未能对库内的库底岩溶塌陷等岩溶渗漏通道直接进行探测与评价,致使探测与治理效果往往不佳。本文以桂北金鸡河水库一级水电站放水涵管旁岩溶渗漏通道探测为例,研究水上自然电场法探测水库岩溶渗漏通道的原理、现场工作方法及探测效果。研究区出露地层主要由泥盆系榴江组（D3l）石灰岩夹白云岩、白云质灰岩,泥盆系东岗岭阶（D2d）白云岩、石灰岩、泥质灰岩组成,隐伏岩溶中等发育。区内一级水电站放水管入水口放水可引起强烈水上自然电位负心区域场,经采用圆周平均法划分水上自然电位区域场与剩余局部异常计算,分离出6个被强烈区域场淹盖了的次级似等轴状或似椭圆状负心水上自然电位剩余局部异常。经潜水员潜水入库内查看,这6个负心剩余局部异常区在库底均有岩溶塌陷或岩溶开口或库底渗漏天窗一一对应,其中,16线46-48号测点附近出现的似等轴状负心剩余局部异常对应的库底岩溶塌陷规模最大,塌陷坑直径约1.8 m,塌陷坑深约2.5 m,其余异常区对应的库底渗漏天窗或岩溶开口规模次之。经库内外水的简易连通实验及工程地质钻探,物探异常查证效果好。水上自然电场法可用于岩溶病态库区水上应急、快速圈定浅层岩溶渗漏通道范围等岩溶地质问题调查。      

水库岩溶渗漏及防渗研究综述

岩溶地区水库渗漏是可溶岩地区兴建水利枢纽的主要工程地质问题之一,尤其是在可溶岩广布、岩溶发育强烈、地形复杂地区,岩溶渗漏成为了该类地区水利水电工程的一个普遍问题.库区的岩溶渗漏不仅影响建坝后的正常蓄水,还将危及坝体的安全与稳定.因此,有必要对库区渗漏,特别是岩溶地区的库区渗漏进行渗漏机理、渗漏特征、渗漏条件等进行详细分...     

西南某水电站断裂构造和层间溶蚀带组合岩溶渗漏研究

西南某水电站坝址基岩为碳酸盐岩,坝区断层构造和岩溶较发育。水库蓄水后,坝址右岸抗力体1 315 m排水洞出现持续渗漏。随库区水位升高,涌水量逐渐加大至约1.9 m3·s?1,水库无法正常蓄水。为查明库水渗漏途径,有针对性地采取措施减少渗漏量,开展了岩溶渗漏研究。通过工程地质测绘、岩溶水文地质调查、钻探、压水试验、孔内电视、孔内电磁波CT等勘察手段,结合前期平硐、基坑开挖和物探等勘查成果,并利用灌浆孔灌浆过程试验数据,最终查明库水渗漏通道:在水压力作用下,库水沿断裂构造F₁₂下渗,在深部沿层间溶蚀带绕过防渗帷幕,呈30°倾角向下游逐步抬升,最终通过竖向岩溶发育带,从1 315 m排水洞地质薄弱点涌出。通过对灌浆帷幕采取补强措施,封堵了主要渗漏通道,库水渗漏得到有效控制,达到了设计要求。      

库水位变化对库岸路基沉降的影响

以某库区路基边坡为研究对象,建立库区边坡二维饱和-非饱和渗流模型,模拟水库不同工况下边坡渗流场演变规律并进行库岸路基的非饱和沉降计算,分析库水位变化对路基沉降或隆起的影响。分析表明,库岸路基边坡变形与库水位升降及其速率有关。当库水位上升时,库岸路基和边坡发生了隆起变形;当库水位下降时,库岸路基和边坡发生了沉降变形。且近库岸边坡和路基的沉降或隆起受库水位升降影响较大,远离库岸的边坡和路基的沉降或隆起受库水位升降影响较小,库岸路基沉降与库水位下降速率快慢成正相关关系。     

中小型水库坝基岩溶管道渗漏勘察与处理实例

对已建中小型水库坝坝基岩溶管道漏水,一般放空水库查找漏水通道后处理,但存在损失大等问题。通过贵州某中型水库坝基岩溶管道的勘察与堵漏处理,总结了一种在已建中小型水库低水头岩溶管道堵漏处理方法,它的主要特点是损失小、费用低、工期短。     

某水库坝基渗透稳定性研究

某拟建高为22 m的混凝土重力坝坐落于第四系冰水堆积层之上。在大坝上下游水头差的作用下,产生库水渗漏。库水的大量漏失,不但可能使大坝蓄水达不到设计高程而影响工程效益,而且,水流的渗透作用还会导致地基岩（土）体的恶化,产生渗透破坏,影响大坝本身的安全。在现场调查基础上,用数值模拟方法评价了该水库在库内设置175 m长铺盖条件下的渗漏问题,计算了水库的渗流量、大坝基底的水力坡度。因其量值较大,必须在渗流出口处采取反滤层等工程措施,给相关部门提供设计依据和决策参考。     

陆浑水库坝基断层破碎带渗透稳定性评价

陆浑水库位于河南省洛阳市嵩县境内。为了论证大坝在水库投入正常高水位（319．5m,327.5m,331.8m)运行时的安全，经过对30余年的水位观测资料的整理和分析，在厘定水文地质模型的定性分析基础上，运用现代数理统计原理，成功地解决了困扰水库正常运行的坝基渗流问题，获得了善于坝基渗透稳定状况及其变化趋势的认识。结果表明：目前大坝的运行状况是正常的；水库在缓慢蓄水过程中，截水槽的薄弱部位可以得到渗透中固，截水槽中的填土与岩石结合面的抗渗比降可达45以上；上游铺盖与截水槽结合下游排水的防渗体系有效地控制了坝基渗流。同时，预测了高水位时坝基渗流是稳定的，水库完全可以投入高水位运行。这为病险水库的论证提供了一个案例。     

莲花台水电站岩溶发育特征及工程意义

根据地质调查和勘探资料,阐明莲花台水电站坝址区岩溶发育形态、规模及空间展布特征,归纳岩溶发育规律。结果表明:坝址区岩溶发育主要受岩性和地质构造控制,岩溶现象分布范围广,岩溶发育较为密集,具有垂向分带性及空间分布不均匀性的特征;岩溶发育对工程的影响主要表现在岩溶渗漏和岩溶塌陷稳定问题两个方面,岩溶渗漏可能造成电站无法达到设计正常蓄水水位,岩溶空间的存在可能引起坝基抗滑稳定问题。因此,建议设置防渗帷幕,并对坝基开挖揭露的溶洞进行换填加固及固结灌浆等工程处理措施,通过处理,可有效避免岩溶发育对工程的影响。      

Role of geological structures in seepage from Lar dam reservoir

The main objective of this paper is to estimate the water seepage from Lar dam reservoir based on a combination of the geological structure study results and identification of the flow conduits in the right bank of the reservoir. From the beginning of impounding the dam in 1980, heavy seepage was observed at two karstic springs, Haraz and Galugah, located about 9 km downstream of the dam. During the first impounding, the discharge of the Haraz spring abruptly increased from 0.5 m³/s to around 5 m³/s. The results of piezometers and dye tests indicate that seepage occurs mainly through the right abutment of the dam where there is a structural wedge between the north dipping North Tiz Kuh and the south dipping Lar Valley faults. F1, F2, and F3 faults are the most important faults in vicinity of the structural wedge. Based on the dye test results, the North Tiz Kuh and F3 faults along which caves No. 1 and 2 are formed are regarded as two isolated conduits for seepage and conveyance into Lar Valley Fault at downstream of Lar dam. After identifying the conduits, water seepage from the Lar dam reservoir has been calculated using finite element method. According to the results of numerical method, when the reservoir water level is at 2485 m a.s.l, the average of water seepage is around 8.51 m³/s (this amount of water is related to the seepage along the Lar Valley Fault). The average discharge of springs downstream of the dam has been used to verify the numerical method. The results show a very close relation between estimated and observed discharge.     

地质雷达在湖南邵阳金江水库坝体隐患探测中的应用研究

在金江水库坝体隐患探测中,使用地质雷达发现坝体的主要隐患来自坝体基岩的溶洞和因断裂、裂隙等渗漏通道在残坡积土层中所成的土洞。水库水位浸润线标高和残坡积土与基岩接触界面标高较接近,而使此高程的防渗能力更加薄弱,这也是此坝体的隐患之一。同时,根据地质雷达影像特征可探测灌浆工程的灌浆深度和水泥浆扩散半径,提出它可作为水利部门堤坝灌浆工程质量无损检测的一种新的技术手段。     

Optimization design and assessment of the effect of seepage control at reservoir sites under karst conditions: a case study in Anhui Province,China

Seepage analysis and assessment of the effect of seepage control at reservoir sites are essential parts of dam design and operations, and of considerable significance for the safe and economic design of the masses and hydraulic structures associated with reservoir sites. In this study, a systematic process is provided for the optimal design and assessment of seepage control of reservoir dams under karst development conditions. A reservoir dam planned for construction in the middle-upper reaches of the Huayang River in China is selected as a case example for illustration. A three-dimensional equivalent continuum seepage finite-element numerical model is applied to investigate the effectiveness of the proposed and optimized seepage-control schemes, and it is calibrated by an inversion analysis of the initial seepage field based on the flexible tolerance method and field penetration test data. By analyzing the sensitivity of seepage discharge to the length and depth of the grouting curtain, a safe and economic seepage-control optimization scheme is suggested. Additionally, the sensitivity of seepage discharge to the hydraulic conductivity of the limestone layer is analyzed, and the results show that the hydraulic conductivity of the limestone layer has a significant impact on the seepage discharge of the reservoir site. The methodology and results derived from this study can provide technical support and reference for the optimal design and assessment of seepage control for reservoir dam engineering under karst conditions.

     

金沙江溪洛渡水电站环境水文地质综合评价

溪洛渡水电站是我国西南地区的一座大型水电站,其规模仅次于三峡水利枢纽规模,在分析坝区水文地质条件的基础上,从温度场,同位素,水化学场以及岩体地下水动力条件等多角度解释了溪洛渡水电站坝区两岸地下水埋深水,局部温度和局部承压等异常现象,通过分析认为,坝址区水文地质工程条件良好,岩体透水性较弱,无水的控水构造,坝区不存在危害性的渗漏问题,坝基及两岸谷坡均有相对抗水介质存在。     

文山小河尾水库岩溶渗漏水文地质条件与管道位置识别

小河尾水库是云南省文山州重要的集中式饮用水水源地,承担着22万人饮水供应任务,长年受到渗漏病害问题困扰。文章在水文地质调查基础上,提出小河尾水库岩溶渗漏水文地质条件的新认识:泥盆系坡折落组硅质岩和榴江组硅质岩构成南北两侧隔水边界,中间厚约40米的分水岭组灰岩构成渗漏条带,一NE-SW向压扭性逆断层F₁构成西侧隔水边界,库水主要向东北侧渗漏。采用大功率充电法和音频大地电磁法2种物探方法探测岩溶渗漏管道位置和深度,并实施钻孔验证,综合分析水文地质调查、物探和钻探成果,认为在分水岭组灰岩与上部榴江组硅质岩、下部坡折落组硅质岩岩性接触带附近分别存在强岩溶渗漏带,并分析2处强岩溶渗漏带分布特征、规模和充填性质,为小河尾水库渗漏治理提供依据,为以后岩溶地区类似水库渗漏病害问题调查治理提供借鉴。      

An experimentally verified model of the seepage progress due to dissolution of soluble particles in foundations subject to intergranular flow

The foundations of dams containing soluble material, typically gypsum and limestone, undergo a dissolving process as a consequence of reservoir seepage. In due course, such dissolution of soluble material increases the volume of holes through which water may flow, in turn involving an increase in flow rate through the dam foundation. To adapt dam design to the particular conditions of these foundations, especially in foundations containing gypsum, with the main aims of delaying the dissolution process and avoiding damage or loss of functionality during dam lifespan, a procedure that models the dissolution process coupled with seepage phenomena is necessary. The objective of this paper is to provide this procedure and test it under experimental conditions. This entails coupling a conventional code for calculation of seepage networks, by means of the finite-element method, with a code developed by the authors to calculate the solution front advance (the zone where the dissolution is taking place). The procedure is verified by performing permeameter testing using sand and soluble material mixtures, with the tests being numerically modelled.