水库蓄水后的主要工程地质问题概述
老白博客工程地质记之水库工程地质问题概述——水库蓄水以后，由于水文条件发生剧烈变化，使得库区及邻近地带的地质环境受到一定影响，从而产生各种工程地质问题，主要有：水库库岸稳定、水库浸没、库区淤积问题、水库诱发地震、水库渗漏。详细陈述如下：
1.水库库岸稳定
水库建成后，水库回水使沿岸地区的自然条件发生显著的变化。水位的升高造成河流局部侵蚀基准面和地下水位的抬高，原来处于干燥状态的岩土体遭受库水的浸湿或浸泡，并引起水文动态和水文地质条件的变化，使原本自然稳定的边坡在库水的作用下，稳定条件恶化，形成各种边坡破坏现象。如雅砻江锦屏一级水文站坝址位于顺向谷，岩层近直立，两岸页岩层向河床倾倒，范围达 400m 以上。锦屏一级普斯罗沟坝址左岸反向坡深部卸荷裂隙达岸坡以内 200m 左右。二滩水电站库区中段滑坡成群发育。
这里与计算边坡稳定性参数中地下水水位变化是相似的。
1.1. 水库滑坡
水库蓄水后，库周岸线长，涉及的天然滑坡很多，是水库岸坡稳定性研究中的重要内容。水库滑坡可造成水库周边的环境条件发生较大改变，不仅对库区人民生命财产带来直接危害，有时还会对枢纽工程造成威胁。近坝库岸的大规模滑坡如快速进入水库，可能造成巨大的涌浪，对工程造成严重的危害。
1.2 水库塌岸
水库塌（坍）岸是指水库蓄水后或蓄水过程中，受水位变化和风浪作用的影响，引起岸坡土体稳定性发生变化，导致岸坡被淘刷、冲蚀，从而产生变形进而遭受破坏的现象。水库塌岸一般包括三部分变形，即水上岸坡在雨水冲刷、大气湿热、冻融破坏及地下水潜蚀等外营力的长期作用下形成的水上稳定边坡；水位变幅带内经拍岸浪流的长期作用形成的磨蚀浅滩；水下岸壁因冲蚀、坍塌物质被搬运和堆积而形成的水下稳定岸坡。由于地貌特征、水文气象条件、地层岩性与构造等的不同，磨蚀浅滩有时缺失或被淤积而不可见。影响水库塌岸的因素如下。
水文因素
水库回水，促使地下水位上升引起库岸岩土体的湿化和物理、力学、水理性质改变，破坏了岩土体的结构，从而大大降低其抗剪强度和承载力，易于塌岸的发生。随着库水上升，地下水壅高，地下水的坡降减缓，动水压力降低，暂时有利于库岸的稳定。当库水再度消落时，却又增加了地下水的动水压力，库岸的稳定性又显著降低。
水库蓄水水面变宽、水深增大，刮风兴起的波浪作用成为水库塌岸的主要动力。波浪对塌岸的影响主要表现为击岸浪对岸壁的淘刷和磨蚀，以及对塌落物的搬运，从而加速塌岸过程。此外，库水位的变化幅度与各种水位持续的时间对水库塌岸也有较大的影响。
地质因素
组成库岸的岩土类型和性质是决定水库塌岸速度及宽度的主要因素。坚硬岩石抗冲蚀能力强，能维持较大的稳定坡角，水库塌岸不严重。半坚硬岩石与水接触后性能显著改变，强度降低很多，塌岸问题比较严重。松散土特别是黄土类土组成的库岸，遇水易于软化、湿化，强度极低，塌岸问题严重。三门峡水库区分布在两岸二、三级阶地上部的黄土状粉质黏土、粉砂土、砂土层或卵石土层与塌岸密切相关，在水库蓄水最初一年内，塌岸宽度一般为 30～90m，最大达 290m，单宽塌岸量一般为 200～2000m3，最大达 7000m3。官厅水库黄土类土岸在蓄水最初两年内，因塌岸库岸平均后退 34m。
地质构造和岩体结构是控制基岩库岸稳定的重要因素。要特别注意各种软弱结构面的产状、组合关系、分布高程，并结合库水位高程和变化幅度进行具体分析。
库岸形态因素
库岸形态因素指的是岸坡高度、坡度、库岸的沟谷切割及岸线弯曲情况等，它们对塌岸也有很大的影响。高而陡的岸坡，塌岸量大；低而陡的岸坡，塌岸速度快、塌岸量小。岸坡平缓，与天然冲刷稳定坡坡度相近时，一般不易塌岸，只受到不大的冲蚀和局部塌毁。水下岸形陡直、岸前水深的库岸，波浪对库岸的作用强烈，塌落物被搬运得快，因此加快了塌岸过程。一般当地形坡度小于 10° 时，不易发生塌岸。在平面形态上，支沟发育，地形切割严重且岸线弯曲的库岸，塌岸严重，特别是突嘴、凸岸三面临水，坍塌严重，平直岸和凹岸则较轻微。
此外，若库岸有良好的植被和库尾的淤积作用，可保护岸壁和减弱水库塌岸。风化作用、滑坡、崩塌、地表水流的冲刷作用等，在一定程度上加速了塌岸的过程。
2.水库浸没
由于水库蓄水使库区周边地区的地下水位抬高，导致地面产生盐渍化、沼泽化及建筑物地基条件恶化等次生地质灾害的现象称为浸没。丘陵地区、山前洪积冲积扇及平原水库，由于周围地势低缓，最易产生浸没。山区水库可能产生宽阶地浸没以及库水向低邻谷洼地渗漏的浸没。严重的水库浸没问题影响到水库正常蓄水位的选择，甚至影响到坝址选择。
水库周边地区是否产生浸没，应通过工程地质勘察进行评价。浸没评价宜分初判和复判两个阶段进行。浸没的初判应在调查水库区的地质与水文地质条件的基础上，排除不会发生浸没的地区，对可能浸没地区，可进行稳定态潜水回水预测计算，初步圈定浸没范围。经初判圈定的浸没地区应进行复判，并应对其危害作出评价。
1）浸没评价应依据当地浸没临界值与潜水回水位埋深之间的关系确定，当预测的潜水回水位埋深值小于浸没的临界地下水位埋深时，该地区即应判定为浸没区。
2.1 不易浸没地区的主要判别标志
① 库岸或渠道由相对不透水岩土层组成，或调查地区与库水间有相对不透水层阻隔，且该不透水层的顶部高程高于水库设计正常蓄水位。② 调查地区与库岸间有经常水流的溪沟，其水位等于或高于水库设计正常蓄水位。
2.2 易浸没地区的主要判别标志
① 平原型水库的周边和坝下游，顺河坝或围堤的外侧，地面高程低于库水位地区。② 盆地型水库边缘与山前洪积扇、洪积裙相连的地区。③ 潜水位埋藏较浅，地表水或潜水排泄不畅，补给量大于排出量的库岸地区，封闭或半封闭的洼地，以及沼泽的边缘地区。
沼泽化的主要判别标志
① 在气温较高地区，当潜水位被壅高至地表，排水条件又不畅时，可判为涝渍、湿地浸没区；对气温较低地区，可判为沼泽地浸没区。② 在干旱、半干旱地区，当潜水位被壅高至土壤盐渍化临界深度时，可判为次生盐渍化浸没区。
3.库区淤积问题
水库为人工形成的静水域，河水流入水库后流速顿减，水流搬运能力下降，所携带的泥沙就沉积下来，堆于库底，形成水库淤积物。淤积的粗粒部分堆于上游，细粒部分堆于下游，随着时间的推延，淤积物逐渐向坝前推移。
当淤积层的渗透系数远小于库盆岩层的渗透系数时，水库淤积虽然可起到天然铺盖以防止库水渗漏的良好作用，但是大量淤积物堆于库底，将减小有效库容，降低水库效益；水深变浅，妨碍航运和渔业，影响水电站运转。严重的淤积，将使水库在不长的时间内失去有效库容，缩短使用寿命。在坝下游，由于清水下泄，冲刷作用增强，底蚀显著；河道下切，河流变直，可导致部分河段岸坡稳定性下降，出现裂缝、坍塌等现象；此外，河道还可能出现负比降，影响汛期行洪等。
影响水库淤积的环境因素很多，主要是上游入库的泥沙量（决定于流域上游的地质构造、地形、地貌以及水土保持、水利设施等），库岸地带的崩塌、滑坡、泥石流发育状况，水库的形状特征以及水库调度特性等。在厚层第四纪松散堆积物地区（主要是黏土地区），特别是黄土地区修建的水库，容易发生水库区的淤积问题。
4.水库诱发地震
因蓄水而引起库盆及其邻近地区原有地震活动性发生明显变化的现象，称为水库诱发地震，简称水库地震。它是诱发地震中震例最多、震害最重的一种类型。
根据前人研究统计，水库诱发地震主要有以下特征：
- 高坝大库发震几率高
- 水库诱发地震与库水位的升降有关
- 震中密集于库坝区附近
- 震源浅、震级低、震中烈度高
- 前震多、余震长
- 水库蓄水后也有少数地震活动减少的实例
