水库蓄水后,构成岸坡的松软岩(土)体在库水位涨落和波浪冲蚀作用下,改变了它的物理力学和水理性质,失去了原有的稳定平衡条件,发生边坡变形、岸线后移并形成水下浅滩的工程地质现象。在塌岸地带的房屋、道路和农田因而破坏,当近坝库区发生急骤的大规模塌岸所引起的涌浪,如越过土石坝顶有可能造成溃坝的严重后果,这些塌岸物质的淤积还要减少库容,降低水库效益。
水库蓄水后,构成岸坡的松软岩(土)体在库水位涨落和波浪冲蚀作用下,改变了它的物理力学和水理性质,失去了原有的稳定平衡条件,发生边坡变形、岸线后移并形成水下浅滩的工程地质现象。在塌岸地带的房屋、道路和农田因而破坏,当近坝库区发生急骤的大规模塌岸所引起的涌浪,如越过土石坝顶有可能造成溃坝的严重后果,这些塌岸物质的淤积还要减少库容,降低水库效益。中国从50年代起,开展水库塌岸预测和长期观察工作,积累了很多资料,其中以黄土区塌岸较为严重,如宫厅水库蓄水10年的塌岸宽度一般20~30米,个别地段50~80米,单宽塌岸是300~700立方米;三门峡水库蓄水2年的塌岸宽度一般30~90米,最宽280米,单宽塌岸量200~2000立方米,最大7000立方米。
影响塌岸的因素:①库岸形态,一般岸高坡陡、水下岸形陡直、凸岸或被冲沟割切的凸嘴段,塌岸速度快,塌岸宽度和单宽塌岸量大;②库岸的岩(土)体结构和岩性,一般砂砾石层的抗剪强度大,抗冲刷性强,遇水较稳定,塌岸和形成的浅滩宽度均较小,坡度也较大。粉细砂层的抗冲刷性弱,遇水不稳定,易造成大量坍塌并形成宽而浅的浅滩。黄土的孔隙率高,崩解快,常有垂直节理,浸水后极易坍塌。粘土的内聚力大,抗冲刷性能较强,塌岸宽度不大;③水的作用,库水位涨落可引起地下水动水压力的增加或减少,还使土体物理力学和水理性质发生改变,岸坡稳定性变小;④波浪作用,表现为对库岸的冲刷、磨蚀和对塌落物质的搬运与堆积,影响程度取决于波高、波速及波向,而波高又与风速、风的吹程及水深有关,如波高越大,波浪对岸壁的冲蚀越强,塌落物被搬运的距离越远,形成的浅滩也就越宽;⑤其他因素有沿岸流的冲刷和搬运,冻融使土体发生裂缝或坍塌,浮水的撞击岸坡,通航引起的波浪冲蚀等。
塌岸的发生和发展可分为三个阶段:①库岸土体性质的变化,库水位升高后改变了库岸土体的容重、含水量、孔隙率、塑性、内摩擦角和内聚力,引起土体结构变化并发生软化和崩解现象,这就改变了库岸的稳定条件;②岸壁的破坏和坍塌,由于水面展宽,水深加大,风浪作用增强,拍岸波冲击和磨蚀岸壁,下部土体被掏空和破坏,上部土体失去平衡而塌落;③塌岸物质的搬运和堆积,坍塌物质受波浪的搬运与分选作用而堆积在一定地区,又经沿岸流搬运而顺岸线迁移,逐渐形成浅滩。上述过程反复进行,不断发展,直到水上岸壁和水下浅滩达到相对平衡,波浪掏刷对岸壁的破坏基本不再起作用时,库岸才趋于稳定(见图)。
在库区工程地质勘察基础上,对库岸附近的城镇、工矿企业、重要交通线及文物古迹等重点地段要作塌岸预测剖面,深入研究塌岸因素和塌岸发展过程,搜集或调查附近地质条件相似的河、湖、库岸的天然稳定边坡和水下地形。然后选定有关参数,用图解法或公式法计算水库运用初期和最终塌岸范围,据以考虑征地、移民、迁建和防护工程。水库运用初期还应进行水文、气象和塌岸观测,修正计算成果,提出塌岸预报以便及时采取措施。
坚硬和半坚硬岩石构成的库岸,在水库蓄水后也会发生滑坡、崩塌,所引起的激浪如越过坝顶可造成严重后果。但它的发生发展过程与松软岩(土)体库岸不同,研究方法也不同(见岸坡稳定)。
塌岸的发生和发展示意图
所有评论仅代表网友意见