水库边岸再造

科技工作者之家 2020-11-17

水库蓄水后库区水文条件急剧变化,在库岸斜坡与库水相互作用过程中因库岸失稳坍落和岸边淤积而引起的岸坡形态的改变称为水库边岸再造)水库建成蓄水后,抬升的水位没没自然条件下的水上斜坡,使斜坡岩王体因饱水而强度降低;库水涨落引起地下水位波动变化还对斜坡岩土体产生动水压力;水库水体波浪拍打库岸增强了波浪的冲刷作用。1

水库边岸再造的过程水库蓄水后,库岸的岩、土体经水的浸湿、饱和改变了工程力学性质,边岸的粘性黄土的这种变化尤其显著。风浪的冲击和掏蚀使边岸破坏,岸线后退,形成新的浅滩。水库运营过程中,由于水位升降变化,加之风浪的共同作用,水上岸坡及水下浅滩反复不断地演变和再造,直到形成相对稳定的岸坡。

水库塌岸因素水库塌岸及边岸再造过程受多种因素影响,其中地质地貌和水文气象因素往往起着决定性作用。

①地质地貌因素。岸边地形坡度、岩土性质及地质构造是影响塌岸的基本因素。坚硬和部分半坚硬岩石抗冲蚀性强,一般不易形成水库塌岸,若其中存在软弱夹层或软弱结构面,则在有利于滑坍的条件下也有可能形成塌岸。半坚硬岩石中抗冲蚀性差的粘土岩、页岩、泥灰岩、千枚岩、凝灰岩等,位于水上部分易风化,位于水下部分易软化,甚至具崩解性。由这类岩石组成的库岸,在水库运行期间塌岸往往比较普遍。第四系松散(软)土层,特别是黄土及黄土类土分布区,水库塌岸问题尤为突出和严重。库岸地貌形态对塌岸范围也有一定影响,如陡峭的高坡库岸易形成宽而深的塌岸带。此外,冲沟发育、库岸弯曲的地带,因临空面增多,一般比地形完整、库岸平直地带的塌岸活动强烈。

②水文气象因素。库水波浪、库岸环流、库水位的变化幅度和频度,大气降水,以及冻融和浮冰作用,对塌岸的形成和再造均有一定影响。其中以风浪的冲蚀作用对库岸破坏最为显著。风浪的大小取决于风向、风速及吹程(某风向上的水库两岸的直线距离)的长短。

③其他因素。水文地质条件、岸坡植被、自然地质现象(岩石的风化、冲沟、滑坡、崩塌、泥石流及地震)等都与塌岸带的形成和发展密切相关。

研究方法先在库区进行工程地质测绘,对城镇、工矿企业、重要交通线、文物古迹、大片农田等重点地段做塌岸预测剖面,查明库岸地质结构,搜集、调查附近地貌地质条件相似的水库、湖泊的天然稳定边坡和水下地形。然后选定各土层的稳定坡角等参数,用图解法、类比法或公式计算水库运用初期和最终塌岸范围、塌岸量及达到最终塌岸范围的时间,据以考虑征地、移民迁建和防护工程。在水库运用期间还要进行库水位、地下水位、风浪、沿岸流、淤积和库岸变形过程观测,以修正计算成果,并按次年水库运用计划提出塌岸预报,便于分期分批迁建和及时采取措施。

危害和影响主要有:①大量土体坍塌入库产生淤积,减少库容,对库容较小的山区水库影响很大。②塌落物可淤塞、填堵引水建筑物的进水口。③岸线后移,使库边农田、建筑物、道路遭受毁坏。④如预测塌岸严重,将影响开发方案、坝址或设计蓄水位的选择等。⑤坝前库岸如发生塌岸,将影响大坝安全。

水库塌岸带的预测根据水库周边的工程地质条件和库水水位的变化,预测塌岸带的宽度、发展速度及破坏范围和时间。常用的方法有半理论半经验性质的计算法、图解法,利用已建成水库的预测观测资料的工程地质类比法,以及模拟试验法等。对于基岩库岸还可根据航空遥感技术,地面地质勘测以及定点长期观测工作,确定可能塌岸带的地点和范围。2

本词条内容贡献者为:

杨刚 - 教授 - 西南大学

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