本文是一篇土木工程论文，本研究通过对柳州市水库的地质、水文地质条件及渗漏现状等进行定性分析，采用广义线性模型（GLM）回归分析法，主因子分析法进行定量分析，识别出对岩溶渗漏突出的主要影响因子，并对影响岩溶渗漏的主要因素进行综合评价。
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
水资源是人类生活和社会发展的重要基础，水库作为调蓄水资源的重要工程，在现代社会发挥着不可替代的作用[1]。然而，在岩溶地区建设水库工程时，常常面临岩溶渗漏问题，影响水库安全运行[2]。广西壮族自治区柳州市地处岩溶典型地区[3]，柳州市现有水库的岩溶渗漏问题较为严重，对水库渗漏调查分析和渗漏影响因素评价的研究，对当地的水资源保护和社会经济发展具有重要意义[4]。
水库蓄水抬高了水头，库内水可能会绕过坝基、坝体或通过其他地下通道流向下游或者邻区，导致库水渗漏，影响水库正常蓄水，造成工程安全隐患[5]。分布于岩溶地区的水库，受岩溶地质条件的影响，这些水库渗漏问题尤为突出，且防渗处理相对困难。柳州市位于广西桂西北、桂中的中间地带，是全区岩溶集中分布和发育地区之一[6]，岩溶地区地质条件较为复杂。柳州市现有的300余座水库中，超过40%修建在岩溶区，由于各种历史原因，建库以来大多存在岩溶渗漏问题，饱受渗漏困扰。历年来水库防渗处理、除险加固成为水库运行维护中的一项重要工作。部分水库岩溶渗漏问题尤为突出，虽然多次进行了防渗处理，但渗漏问题仍然存在，这不仅增加了后续定期的防渗处理投入和渗漏监测的管护成本，还增加了岩溶地区水库的运行维护成本。同时，由于岩溶渗漏减少了蓄水效益，导致整体效益损耗增大[7]，给国家的水利建设及当地的水库管理带来了巨大的损失和潜在的风险隐患[8]。
柳州市现有的水库的岩溶渗漏问题长期存在，岩溶区水库数量多，但多属于小型水库，前期投入不足，防渗处理不到位，反复加固费用高，运行管护过程中面临维修养护需求大、管护经费不能满足实际需求等突出问题[9]。因此，迫切需要对柳州地区水库岩溶的影响因素进行评价，判断潜在渗漏发生的可能性及其对水库安全运行的影响程度，为运行管护的科学决策提供依据。深入调查、统计、分析影响柳州岩溶地区水库渗漏的主要因素及受影响程度，进而评估岩溶区既有水库岩溶渗漏的隐患程度及对水库安全运行的影响程度非常必要。
1.2 国内外研究现状
在岩溶地区开展水利水电工程的实践，国外较早开始[10]。到二十世纪中期，国外已建设了大规模的水库和水电站。然而，这一时期的工程实践未能全面结合地质学进行分析研究，岩溶渗漏问题直到后期才受到重视，相关的深入调查和补救研究也在此时展开[11]。
国内在岩溶地区的早期水库建设同样未充分考虑岩溶地质的影响，主要集中在地质条件的勘察，如地质运动背景、地层岩性和构造运动等。然而，对岩溶水文地质的重视不足，忽视了岩溶发育和岩溶地下水活动对水库渗漏的重要影响，导致许多水库建成后出现不同程度的渗漏问题。
随着防渗处理和地质勘察在实践中的逐步改进，国内对岩溶地区水库渗漏的研究取得了显著进展。研究内容主要包括岩溶渗漏分析、渗漏影响因素及评价等。
1.2.1 水库岩溶渗漏分析研究现状
岩溶地区的复杂地质特性导致了渗漏问题的多样性和复杂性。Mohammadi[12]通过对伊朗Kowsar大坝岩溶渗漏问题的分析，揭示了渗漏的成因和过程，并提出了一种基于水文地质参数的渗漏预测模型。Mozafari[13]则研究了塞尔维亚和波斯尼亚的多座大坝，探讨了岩溶地区大坝渗漏的预防和处理方法，提出了有效的工程措施和管理策略。这些研究强调了在大坝设计和运营中充分考虑岩溶地质特性的必要性，以防止渗漏和相关灾害的发生。Yu等人[14]研究了岩溶陷落洞区水库的空气压力规律，而Gutiérrez等人[15]则综述了岩溶地区的自然和人为地质灾害及其影响。这些研究为理解岩溶地质环境中的水库管理和地质灾害预防提供了重要信息。Milanović、Maksimovich和Meshcheriakova[16]详细分析了在喀斯特地区建设大坝和水库的经验，考虑了地质特征、建设技术和环境影响等方面，为类似地区的工程提供了重要参考。Gupta和Tripathi[17]研究了在不良地质条件下设计和建造深基础的Punatsangchhu-I大坝所面临的挑战，分析了地基处理、施工技术和安全管理等方面的问题，并提出了相应的解决策略。
第二章 柳州市地质条件及水库岩溶渗漏概况
2.1 柳州市工程地质概况
2.1.1 地形地貌
柳州市地处广西盆地中部，四周高中间低，地势总体上是北部、东部高，中部、南部低，地貌类型以山地、丘陵和平原、孤峰、峰林为主，其中：
柳州北部主要以山地和丘陵等常态地貌为主，由碎屑岩、变质岩、岩浆岩组成，其中：山地地貌受地表水侵蚀切割等外营力影响，山高势陡，基岩裸露；丘陵地貌主要受风化剥蚀和地表水侵蚀切割，山体多级剥蚀面，沟壑纵横、第四系覆盖层较厚，如融安中北部、融水北部为低山丘陵地貌；中部和南部为各类岩溶地貌、丘陵和河谷平原，多为古生代至中生代的碳酸盐岩和碎屑岩，其中孤峰平原、峰林平原广泛分布在柳州市主城区四周地貌，峰丛洼地（谷地）、峰林谷地主要分布在西南柳江区、柳城县太平镇以西以及中部融安、鹿寨交界一带，平原主要分布在融江、柳江、洛清江中下游河谷两岸。经过漫长的地质演化过程，不同地质时期的沉积作用和构造运动交替进行，在地质构造、气候和水文条件的共同作用下，柳州市形成了上述的地貌形态。特别是多次海侵和海退作用，使得碳酸盐岩广泛分布，成为岩溶地貌发育的主要岩石类型，并对岩溶分布区水库岩溶渗漏产生显著影响。为深入分析水库岩溶渗漏的影响，须进一步了解柳州市的地层单位分布及岩石性质。
2.2 柳州市岩溶地质概况
2.2.1 岩溶地理分布
为明确柳州市岩溶区的分布范围，使用ArcGIS软件绘制出碳酸盐岩分布图，如图2-4所示，柳州市碳酸盐岩主要分布于中部、南部，包括柳江区、柳南区、鱼峰区、柳城县大部分地区，以及融安县、融水县南部，鹿寨县西北部等地。碳酸盐岩主要类型包括灰岩、白云岩及其过渡岩石，其中绝大部分区域以灰岩为主，白云岩主要分布于鱼峰区的里雍、白沙南部一带，灰岩与白云岩过渡岩则分布于鹿寨平山、中渡-里雍一带。
调查资料显示，灰岩分布区地下水以碳酸盐岩裂隙溶洞水为主，富水性较丰富，岩溶中等发育且部分地域发育强烈，白云岩分布区地下水以碳酸盐岩夹碎屑岩裂隙溶洞水为主，岩溶中等发育为主，富水性中等；过渡岩石分布区则同时具备两者特点，说明由于白云岩和灰岩的岩性差异，不同地域在岩溶发育程度和分布类型（覆盖型和埋藏型）方面存在差异。这对地下水的补排及含水岩组富水性产生了明显影响，这些影响可以从岩溶发育的特征和控制因素上得到体现。
第三章 水库岩溶渗漏模式及影响因素分析 ................... 36
3.1 水库岩溶渗漏模式及特征 ............................. 36
3.2 水库岩溶渗漏影响因素对比分析 ............................ 40
第四章 水库岩溶渗漏影响因素实证分析 ......................... 50
4.1 岩溶渗漏定量分析的理论基础 ........................ 50
4.2 实证分析 ................................. 51
第五章 水库岩溶渗漏影响因素评价 ...................... 65
5.1 主成分分析及因子分析理论基础 ........................... 65
5.1.1 主成分分析 ............................. 65
5.1.2 因子分析 ............................... 66
第五章 水库岩溶渗漏影响因素评价
5.1 主成分分析及因子分析理论基础
5.1.1 主成分分析
主成分分析（Principal Component Analysis，PCA）是一项重要的降维、转换方法，旨在通过正交变换将原始的高维数据集，转换为一组称为主成分的新数据集。这些主成分是原始变量的线性组合，被设计为尽可能地保留原始数据的信息，同时减少变量的数量。这种转换过程是通过线性变换来实现的，将原始数据的协方差矩阵转换为对角矩阵，使得新的主成分之间相互无关。
在主成分分析中，第一个主成分被选择为具有最大方差的线性组合，随后的主成分在与之前主成分正交的条件下，也被设计为具有最大的方差。这种方法的目标是尽可能地保留原始数据的方差，从而最大程度地保留原始信息[65]。
5.1.2 因子分析
（1）基本原理
因子分析（Factor Analysis，简称FA）是对主成分分析的扩展，同样也是采用降维的思想，其基本思想是根据相关性的大小将变量分组，使得同组内变量间的相关性较高，不同组的变量间的相关性较低[66]。每组变量代表一个基本结构，并用一个不可观测的综合变量表示，这个基本结构称为公共因子。此时原始变量就可以分解成两部分之和的形式，一部分是少数几个不可观测的所谓公共因子的线性函数，另一部分是与公共因子无关的特殊因子。通常因子分析的目的在于从一些有错综复杂关系的问题中找出少数几个主要因子，每个主要因子代表原始变量间相互依赖的一种作用。抓住这些主要因子可以帮助我们对复杂的问题进行分析和解释。
第六章 结论与展望
6.1 结论
本研究通过对柳州市水库的地质、水文地质条件及渗漏现状等进行定性分析，采用广义线性模型（GLM）回归分析法，主因子分析法进行定量分析，识别出对岩溶渗漏突出的主要影响因子，并对影响岩溶渗漏的主要因素进行综合评价，研究结论如下：
（1）调查统
