第二节 水库工程地质
一、单项选择题（每题的备选项中，只有1项最符合题意）
1库水通过与库外相通的、具渗漏性的岩（土）体长期向库外相邻的低谷、洼地或坝下游产生渗漏，称为（ ）。
A．暂时性渗漏
B．长期性渗漏
C．半永久性渗漏
D．永久性渗漏
【答案】D
【解析】在一定地质条件下，水库蓄水过程中及蓄水后会产生水库渗漏。水库渗漏形式可分为暂时性渗漏和永久性渗漏。其中，永久性渗漏是指库水通过与库外相通的、具渗漏性的岩（土）体长期向库外相邻的低谷、洼地或坝下游产生渗漏。这种渗漏一般是通过松散土体孔隙性透水层、坚硬岩层的强裂隙性透水带（特别是断层破碎带）和可溶岩类的岩溶洞穴管道系统产生。
2关于水库渗漏通道的地质条件，下列说法错误的是（ ）。
A．水库通过地下渗漏通道渗向库外的首要条件是库底和水库周边有透水岩层存在
B．分水岭越单薄、邻谷或洼地下切越深，则库水向外漏失的可能性就越大
C．当库区位于背斜部位，岩层倾角较大且未在邻谷中出露，即使库区没有隔水层，也不会导致库水向邻谷的渗漏
D．水库蓄水前，河间地块分水岭略低于水库正常高水位，蓄水后，库水不致产生渗漏
【答案】C
【解析】C项，在纵向河谷地段，当库区位于背斜部位时，若存在透水层，且其产状平缓，又被邻谷切割出露，则有沿透水层向两侧渗漏的可能性；若岩层倾角较大，又未在邻谷中出露，则不会导致库水向邻谷的渗漏。如果库区没有隔水层，或隔水层较薄，隔水性能差，或隔水层被未胶结的横向断层切断，则水库仍可能漏水。
3在纵向河谷地段，当库区位于向斜部位时，若有（ ）阻水，即使库区内为强溶岩层，水库也不会发生渗漏。
A．隔水层
B．强隔水层
C．弱透水层
D．透水层
【答案】A
【解析】在纵向河谷地段，当库区位于向斜部位时，若有隔水层阻水，即使库区内为强溶岩层，水库也不会发生渗漏；在没有隔水层阻水，且与邻谷相通的情况下，则会导致渗漏。当库区位于单斜构造时，库水会顺倾向渗向低邻谷。但是当单斜谷岩层倾角较大时，水库渗漏的可能性就会减小。
4在潜水分布区，水库与邻谷间河间地块的潜水地下水位、水库正常高水位和邻谷水位三者之间的关系，是判断水库是否渗漏的重要条件，下列说法错误的是（ ）。
A．水库蓄水前，河间地块的地下水分水岭高于水库正常高水位，蓄水后，会产生库水向邻谷的渗漏
B．水库蓄水前，河间地块存在地下水分水岭，河间地块高程远远低于水库正常高水位，蓄水后，产生库水向邻谷的渗漏
C．水库蓄水前，河间地块无地下水分水岭，水库河段河水向邻谷渗漏，蓄水后，库水大量流失
D．建库前邻谷地下水流向库区河谷，河间地区无地下水分水岭，但邻谷水位低于水库正常蓄水位，则建库后水库可向邻谷渗漏
【答案】A
【解析】A项，水库蓄水前，河间地块的地下水分水岭高于水库正常高水位。水库蓄水后，地下水分水岭基本不变，不会产生库水向邻谷的渗漏。
5适用于大面积的孔隙性或裂隙性渗漏的防渗措施是（ ）。
A．铺盖
B．隔离
C．帷幕灌浆
D．截水墙
【答案】A
【解析】A项，铺盖是指在坝上游或水库的某一部分，以黏土、土工布、混凝土板或利用天然淤积物组成铺盖，覆盖漏水区以防止渗漏。铺盖防渗主要适用于大面积的孔隙性或裂隙性渗漏。B项，若库内个别地段落水洞集中分布，或溶洞较多，分布范围较大，采用铺、堵、围的方法处理均较困难，则可采用隔离法。C项，帷幕灌浆适用于很厚的砂砾石地基、裂隙发育的岩基以及岩溶透水层，对裂隙性岩溶渗漏具有显著的防渗效果。D项，截水墙适用于坝基下面松散岩层透水性强，抗管涌能力差，而又分布深度不大的情况，以及坝基岩溶不很发育，相对隔水层埋藏较浅的情形。墙体必须设置到不透水岩层。
6关于水库塌岸，下列说法错误的是（ ）。
A．水库回水，易发生塌岸
B．库岸越高陡、库岸线曲率越小、切割愈破碎，愈容易产生塌岸
C．库岸带良好的植被，可减弱水库塌岸
D．坚硬岩石和部分半坚硬岩石抗冲蚀性强，一般不易形成水库塌岸
【答案】B
【解析】A项，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，易发生塌岸。
B项，库岸形态是指岸高、岸的坡度、库岸沟谷切割及岸线弯曲情况等。它们对塌岸也有很大影响。库岸越高陡、库岸线曲率越大、切割愈破碎，愈容易产生塌岸。水下岸形陡直，岸前水深的库岸，波浪对库岸的作用强烈，塌落物质被搬运得快，因此加快了塌岸过程。
C项，岸坡植被覆盖程度与塌岸带的形成和发展密切相关。库岸带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。
D项，库水作用于性质松软的第四纪松散（软）土层，尤其是对水反应敏感的特殊土（例如黄土类土等）时，往往容易产生严重的塌岸。坚硬岩石和部分半坚硬岩石抗冲蚀性强，一般不易形成水库塌岸。半坚硬岩石中抗冲蚀性差的岩石，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，往往塌岸比较严重。
7风浪塌岸主要发生在水库哪个地段？（ ）
A．库面较窄、库水较深
B．库面宽阔、库水较深
C．库面宽阔、库水较浅
D．库面较窄、库水较浅
【答案】B
【解析】土质岸坡多见于平原和山间盆地水库，主要由各种成因的土层、砂砾石层等松散堆积物组成。其破坏形式主要以塌岸为主，可分为：①风浪塌岸，主要发生在水库库面宽阔、库水较深的地段。②冲刷塌岸，多发生在水库库尾地段，特别是上游有梯级水电站的情况。
8岩质岸坡多出现在峡谷和丘陵水库，其破坏形式以下列哪项为主？（ ）
A．塌岸
B．滑坡和崩塌
C．滑坡
D．崩塌
【答案】B
【解析】水库岸坡可划分为土质岸坡和岩质岸坡两大类。土质岸坡多见于平原和山间盆地水库，其破坏形式主要以塌岸为主，可分为风浪塌岸和冲刷塌岸。岩质岸坡多出现在峡谷和丘陵水库，其破坏形式以滑坡和崩塌为主。
9近坝库岸的高速滑坡，是库岸稳定性研究的重点。近坝库岸一般认为大致在距坝（ ）范围内。
A．3km
B．5km
C．7km
D．10km
【答案】B
【解析】岩质岸坡多出现在峡谷和丘陵水库，其破坏形式以滑坡和崩塌为主。近坝库岸（一般认为大致在距坝5km范围内）的高速滑坡可能激起翻坝涌浪，是库岸稳定性研究的重点。
10下列水库浸没问题的研究步骤中，其正确顺序为（ ）。
①做出与水库正常蓄水位、持续时间较长的水位相对应的浸没范围和浸没程度预测图；
②会同有关单位调查并确定农田和工业建筑物的地下水临界深度；
③通过计算、类比或模型试验提出地下水壅高值；
④在水库区工程地质测绘基础上，针对可能浸没地段，选择代表性剖面进行勘探和试验，了解地质结构；
⑤选择典型地段，从水库蓄水时起即进行浸没范围地下水水位的长期观测。
A．③→④→①→②→⑤
B．④→③→①→②→⑤
C．④→③→②→①→⑤
D．③→④→②→①→⑤
【答案】C
【解析】对水库浸没问题的研究，大体遵循以下步骤：①在水库区工程地质测绘基础上，针对可能浸没地段，选择代表性剖面进行勘探和试验，了解地质结构，各岩（土）层的性质、厚度、渗透系数、含盐量、给水度、毛管水饱和带高度，地下水类型、水位、水质及补给量等。②通过计算、类比或模型试验提出地下水壅高值。③会同有关单位调查并确定农田和工业建筑物的地下水临界深度。④做出与水库正常蓄水位、持续时间较长的水位相对应的浸没范围和浸没程度预测图。由于地质条件的复杂性，地下水壅高值的计算结果与实际情况往往有出入，在确定浸没范围时，要留有安全裕度。⑤选择典型地段，从水库蓄水时起即进行浸没范围地下水水位的长期观测，蓄水后，按已发生的浸没情况，根据当年最高蓄水位和持续时间，预测第二年浸没变化，以便及时采取措施，尽量减少浸没损失。
11水库浸没的防治措施不包括（ ）。
A．采取工程措施
B．降低浸没库岸段的地下水位
C．考虑被浸没对象
D．植树造林
【答案】D
【解析】对可能产生浸没的地段，根据分析计算及长期观测成果，视被浸没对象的重要性，采取必要的防护措施。浸没防治应从三方面予以考虑：①降低浸没库岸段的地下水位，这是防治浸没的有效措施，对重要建筑物区，可以采用设置防渗体或布设排渗和疏干工程等措施降低地下水位。②采取工程措施，可以考虑适当降低正常高水位。③考虑被浸没对象，例如可否调整农作物种类、改进耕作方式和改变建筑设计等农业措施。D项属于水库淤积的防护措施。
12我国北方河流含沙量则较高，尤其是黄河、泾河、渭河、无定河等流经黄土地区的河流，含沙量极高，多年平均含沙量均在（ ）以上。
A．30kg/m3
B．35kg/m3
C．40kg/m3
D．45kg/m3
【答案】B
【解析】固体径流是指河水挟带的固体物质，包括悬移质和推移质。其中，悬移质泥沙用水流的平均含沙量表示。我国北方河流含沙量则较高，尤其是黄河、泾河、渭河、无定河等流经黄土地区的河流，含沙量极高，多年平均含沙量均在35kg/m3以上，南方河流的含沙量较小，为0.1～0.2kg/m3。
二、多项选择题（每题的备选项中，有2个或2个以上符合题意，至少有1个错项）
1关于渗漏总量与渗漏量的说法，下列可以作为正常使用的水库有（ ）。
A．渗漏总量小于该河流段平水期流量的5%的水库
B．渗漏总量小于该河流多年平均流量的5%的水库
C．渗漏总量小于该河流段平水期流量的1%～3%的水库
D．渗漏量小于该河流多年平均流量的1%～3%的水库
E．渗漏量小于该河流段平水期流量的1%～3%的水库
【答案】BE
【解析】完全不漏水的水库是没有的。一般情况下，只要是渗漏总量（包括坝区的渗漏量）小于该河流多年平均流量的5%，或渗漏量小于该河流段平水期流量的1%～3%，则是可以允许的。对于渗漏规模更大或集中的渗漏通道，则需进行工程处理。
2当有强渗透性岩（土）体分布，在研究水库渗漏问题时，其位于水库的哪些部位应引起注意？（ ）
A．河湾地段
B．大坝位于与深切沟谷汇口处较远的水库
C．地表分水岭单薄的水库
D．悬河水库
E．与相邻河谷（沟谷）谷底高差悬殊的水库
【答案】ACDE
【解析】根据大量的实践经验，对位于下列地形地貌部位的水库，当有强渗透性岩（土）体分布时，应特别注意研究水库渗漏问题：①河湾地段；②地表分水岭单薄的水库；③大坝位于与支流（或干流）或深切沟谷汇口处不远的水库；④兴建于岩溶化高原、坡立谷和岩溶洼地上的水库；⑤悬河水库；⑥与相邻河谷（沟谷）谷底高差悬殊的水库。
3对可能影响水库正常运用或带来危害的渗漏地段，应进行防渗处理。常见的防渗措施包括（ ）。
A．堵洞
B．围井或隔离
C．铺盖
D．挡土墙
E．帷幕灌浆
【答案】ABCE
【解析】对可能影响水库正常运用或带来危害的渗漏地段，应进行防渗处理。防渗措施通常在水库蓄水前进行，也可在水库蓄水后观测一段时间，再有针对性地进行。常见的防渗措施包括：①堵洞；②围井或隔离；③铺盖；④截水墙；⑤帷幕灌浆；⑥排水。
4影响水库塌岸的因素包括（ ）。
A．水文气象条件
B．库岸岩性和构造条件
C．库岸的修建时间
D．库岸形态特征
E．岸坡植被覆盖程度
【答案】ABDE
【解析】水库塌岸是不同于岩土体崩塌和滑坡的一种特殊的破坏形式，这种现象主要发生于土质岸坡地段。影响水库塌岸的因素包括：①库岸岩性和构造条件。库岸坡的地层岩性及地质构造条件是影响坍滑的内因，决定着岩土边坡的抗剪强度和抗冲刷能力，也决定着最终坍滑的范围、作用强度和坍塌类型。②库岸形态特征。库岸形态是指岸高、岸的坡度、库岸沟谷切割及岸线弯曲情况等。它们对塌岸也有很大影响。③水文气象条件。库面波浪、库岸环流、库水位变化、降雨以及浮冰作用等，对塌岸均有一定影响。④其他因素。岸坡植被覆盖程度、自然地质现象、水文地质条件等都与塌岸带的形成和发展密切相关。
5水库塌岸的防治通常可以采用下列哪些措施？（ ）
A．抛石
B．防波堤
C．草皮护坡
D．护岸墙
E．堵洞
【答案】ABCD
【解析】水库塌岸的防治是通过在塌岸段修造防护体，以减缓或阻止库水对岸坡的浪蚀作用。通常可以采用抛石、草皮护坡、砌石护坡、护岸墙、防波堤等措施。E项，堵洞属于水库渗漏的处理措施。
6产生水库浸没问题的条件及其主要影响因素包括（ ）。
A．地形地貌
B．水文气象
C．岩土性质
D．水文地质条件
E．某些人为活动
【答案】ACD
【解析】产生水库浸没问题的条件及其主要影响因素包括：①地形地貌。库区周边地区的地面高程和起伏变化是决定是否产生浸没及其范围的主要因素。②岩土性质。库岸带为透水岩层，易产生浸没。若库岸由相对不透水岩土体组成，或研究地段与库岸之间有连续完整的相对不透水层阻隔，则不致产生浸没。③水文地质条件。BE两项为次要因素。
7关于水库诱发地震的特点，下列说法错误的有（ ）。
A．地震震级小，震源浅
B．空间分布上震中大部分集中在库盆和距库岸2～5km以内的地方
C．地震高潮和大多数主震发生在蓄水初期1～3年内
D．发生诱发地震的水库在水库工程总数（坝高大于15m）中所占比例不足1%
E．震型通常为前震～主震～余震型
【答案】BCD
【解析】水库地震是诱发地震中震例最多、震害最重的一种类型，水库诱发地震的特点有：①地震震级小，震源浅，但震中强度偏高；②空间分布上震中大部分集中在库盆和距库岸3～5km以内的地方，少数主震发生在大坝附近，大部分是在水库中段甚至在库尾；③时间分布上存在着十分复杂的现象，初震往往出现在水库开始蓄水后不久，地震高潮和大多数主震发生在蓄水初期1～4年内；④震型通常为前震～主震～余震型，与构造地震相比，余震衰减率缓慢得多；⑤强和中强的水库诱发地震多数情况下都超过了当地历史记载的最大地震；⑥发生诱发地震的水库在水库工程总数（坝高大于15m）中所占比例不足0.1%，但随着坝高和库容的增大，比例明显增高。