【摘要】水庫(kù)成庫(kù)條件論證,尤其是巖溶地區(qū)庫(kù)區(qū)滲漏問(wèn)題分析是控制水庫(kù)工程成敗的重要工程地質(zhì)問(wèn)題。結(jié)合楊柳溪水庫(kù)區(qū)巖溶水文地質(zhì)測(cè)繪資料,對(duì)水庫(kù)區(qū)巖溶發(fā)育規(guī)律,地下水的補(bǔ)、徑、排等水文地質(zhì)條件進(jìn)行論證評(píng)價(jià),以證明水庫(kù)是否具備成庫(kù)條件。
【關(guān)鍵詞】水庫(kù);地下水;巖溶;成庫(kù)條件
1、工程概況
楊柳溪水庫(kù)位于正安縣中觀鎮(zhèn)晏溪村境內(nèi),地處中觀河左岸支流楊柳溪下游河段,正常蓄水位862m,總庫(kù)容767萬(wàn)m3,水庫(kù)規(guī)模為小(1)型,迴水長(zhǎng)度約3km,平均水力比降15‰。
2、庫(kù)區(qū)巖溶及水文地質(zhì)條件
一、巖溶
庫(kù)區(qū)兩岸廣泛分布O2b、O1t+h、∈2-3ls灰?guī)r、白云巖等可巖溶巖層,并順走向向兩岸鄰谷延伸。受北面涪洋斷層(F1)及西面晏溪背斜構(gòu)造影響,區(qū)內(nèi)裂隙發(fā)育,受巖性等控制,庫(kù)區(qū)巖溶分布差異較大。經(jīng)地表地質(zhì)調(diào)查,庫(kù)內(nèi)可溶巖地層發(fā)育的巖溶形態(tài)主要有溶溝溶槽、層間溶蝕、落水洞、小型巖溶裂隙型溶洞、巖溶泉等為主。在O2b層內(nèi)主要分布有庫(kù)區(qū)右岸坡K4出水溶洞及左岸鄰谷KLD9、KLD10落水洞等;O1t+h層內(nèi)主要有庫(kù)區(qū)側(cè)岸坡分布的S1、S2、K2、K3泉點(diǎn)及出水溶洞,與右岸鄰谷呈串珠狀分布的KLD1、KLD2、KLD3巖溶洼地及落水洞沿地下巖溶管道連通至坡腳公路邊K7出水溶洞;在∈2-3ls地層內(nèi),其發(fā)育的巖溶形態(tài)主要有庫(kù)尾右岸牛屎壩閉流區(qū)內(nèi)的KLD13、KLD14、KLD15巖溶洼地,庫(kù)區(qū)主河道上游亂出水、老龍洞出露的K10、K11出水溶洞。庫(kù)區(qū)主要泉水點(diǎn)及巖溶形態(tài)見(jiàn)庫(kù)區(qū)地質(zhì)圖(圖1)。
上述情況說(shuō)明庫(kù)區(qū)兩岸及河谷巖溶發(fā)育具有明顯不均一性特征和局限性,巖溶主要受構(gòu)造、裂隙切割帶及上下相對(duì)隔水層分布的影響,形成就近補(bǔ)給的小型巖溶系統(tǒng),庫(kù)內(nèi)外巖溶明顯不同,各成系統(tǒng)且具成層性,兩岸及庫(kù)尾均有巖溶層和地下分水嶺存在。
二、庫(kù)區(qū)河谷及兩岸地表水、地下水補(bǔ)、徑、排特征
庫(kù)區(qū)兩岸山體雄厚,河谷多為寬“V”谷。其河流基流主要為前述的地下巖溶管道補(bǔ)給河流,其余在兩岸有多處流量穩(wěn)定的和季節(jié)性巖溶泉水出露。O1t+h層內(nèi)左岸庫(kù)內(nèi)主要沿S4巖溶泉補(bǔ)給庫(kù)區(qū),庫(kù)外主要由K14巖溶出水溶洞及S11巖溶泉補(bǔ)給晏溪河,右岸庫(kù)內(nèi)主要由S1、S2、K1、K2等井泉點(diǎn)集中補(bǔ)給庫(kù)區(qū),而庫(kù)外地下水則主要沿大洞溝下游側(cè)的K7出水溶洞溢出,∈2-3ls層內(nèi)庫(kù)區(qū)主河道兩岸均有大量地下水出露,補(bǔ)給庫(kù)區(qū)河水,如左岸K12,右岸K10、K11。地表水以支流水系的形式橫向補(bǔ)給河水,庫(kù)區(qū)河段為當(dāng)?shù)刈畹团判够鶞?zhǔn)面。
根據(jù)庫(kù)區(qū)巖溶水文地質(zhì)調(diào)查綜合分析,庫(kù)區(qū)兩岸均存在高于河谷的地下水位和弱巖溶層,地下水在庫(kù)尾段由岸坡向河床縱向補(bǔ)給,而左右岸則以橫向補(bǔ)給為主,河谷及兩岸谷坡帶由上游至下游地下水位也由高到低存在水力坡降,庫(kù)區(qū)段河流為補(bǔ)給型河谷。地下水靠大氣降水補(bǔ)給并沿構(gòu)造線或巖溶通道以泉水或潛水型式補(bǔ)給河谷,庫(kù)區(qū)河谷區(qū)為當(dāng)?shù)刈畹团判箙^(qū)。
3、水庫(kù)滲漏分析
楊柳溪水庫(kù)壩址以上河流地表徑流條件較好,河床內(nèi)常年水面寬2~5m,本次設(shè)計(jì)水庫(kù)正常蓄水位高程862.00m,壩前水頭抬高約50m。水庫(kù)左岸有晏溪河鄰谷,右岸為中觀河鄰谷及各溝谷與庫(kù)區(qū)間均有可溶巖相通,存在可疑滲漏的地質(zhì)條件。下面對(duì)此分別作出評(píng)價(jià)。
3.1 庫(kù)區(qū)左岸滲漏評(píng)價(jià)
晏溪河位于水庫(kù)左側(cè),庫(kù)區(qū)南西面,其走向與庫(kù)區(qū)河段近于平行,河床高程775~956m,晏溪河與庫(kù)區(qū)之間河間地塊寬約2.0~2.3Km,地形上以斜坡為主,山頂高程一般在995m以上。
據(jù)調(diào)查,庫(kù)區(qū)出露的O1m、O1t+h及∈2-3ls地層在地表均延伸至鄰谷上游水溝以上河段,河床高于正常蓄水位862.00m,該段雖有f3斷層切割庫(kù)區(qū)并與鄰谷相連,但由于鄰谷河床高于正常水位,且在O1t+h和∈2-3ls層內(nèi)庫(kù)區(qū)及鄰谷均有穩(wěn)定的地下水出露,如庫(kù)區(qū)側(cè)的S4、K12,鄰谷側(cè)的S11、K14等穩(wěn)定泉點(diǎn),根據(jù)調(diào)查及水文地質(zhì)剖面分析推測(cè)該段地下分水嶺高于900m,庫(kù)水不存在沿該段可溶巖及斷層向鄰谷滲漏的地質(zhì)條件。在水溝及下游河段為庫(kù)區(qū)低鄰谷,沿線出露地層為O1m~S2sh地層,壩區(qū)出露的O1m地層延伸至鄰谷正常水位高程以上,區(qū)內(nèi)地層產(chǎn)狀穩(wěn)定,無(wú)大型斷層構(gòu)造切割,雖O1m層內(nèi)夾有一層厚約15m的灰?guī)r,該層延伸至庫(kù)區(qū),受上、下層穩(wěn)定隔水巖組分布影響,巖溶弱發(fā)育,且水庫(kù)下游地形延續(xù)性較好,無(wú)大的跌坎分布,該層在壩址下游未見(jiàn)出露,故庫(kù)水不存在沿O1m層及斷層向下游及鄰谷滲漏的問(wèn)題。O2sh~S2sh地層分布于O1m地層之上(即高于正常水位),對(duì)蓄水無(wú)影響。
3.2 庫(kù)區(qū)右岸滲漏評(píng)價(jià)
中觀河上游河段位于水庫(kù)右岸,其走向與庫(kù)區(qū)河段近于“八”字展布,河床高程790~842m,為庫(kù)區(qū)右岸低鄰谷,中觀河與庫(kù)區(qū)之間為一寬厚山體,山體寬約2.5~2.9Km,地形以斜坡為主,局部為溶蝕寬緩臺(tái)地,山頂高程一般在937m以上。
庫(kù)區(qū)與鄰谷出露地層從庫(kù)首至庫(kù)尾依次為奧陶系下統(tǒng)湄潭組(O1m)粉砂質(zhì)頁(yè)巖,桐梓紅花園組(O1t+h)薄至中厚層灰?guī)r,寒武系中上統(tǒng)婁山關(guān)組(∈2-3ls)厚層至中厚層鈣質(zhì)白云巖。庫(kù)身前段O1m碎屑巖地層內(nèi)未見(jiàn)斷層構(gòu)造切割,雖在O1m層內(nèi)夾有一層厚約15m左右的灰?guī)r,但受上、下層穩(wěn)定隔水巖組分布影響,巖溶弱發(fā)育,且水庫(kù)下游地形延續(xù)性較好,無(wú)大的跌坎分布,該層在壩址下游未見(jiàn)出露,庫(kù)水不存在沿O1m層向下游及鄰谷滲漏的可能。庫(kù)身中段O1t+h屬?gòu)?qiáng)巖溶發(fā)育巖組,連通庫(kù)區(qū)與右岸鄰谷,巖層總體傾向左岸,未見(jiàn)構(gòu)造切割,據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查及資料收集,在O1t+h內(nèi)庫(kù)區(qū)一側(cè)河床岸坡有穩(wěn)定的泉點(diǎn)及出水溶洞分布,如右岸龍洞溝出露的S1(出露高程895m,枯季流量1L/s左右)、
S2(出露高程940m,枯季流量0.5L/s左右)、K2(出露高程975m,枯季流量0.5L/s左右)、K3(出露高程1020m,枯季流量0.5L/s左右),以上泉點(diǎn)為干旱后的最枯季流量,豐水期和暴雨季節(jié)流量遠(yuǎn)在此之上,且動(dòng)態(tài)和流量穩(wěn)定,在地表未見(jiàn)大型洼地、落水洞及深大巖溶管道分布;鄰谷側(cè)岸坡大火石臺(tái)一帶發(fā)育有KLD1、KLD2、KLD3等洼地及落水洞呈串珠狀分布,順串珠狀落水洞下部發(fā)育有巖溶管道,其出口為大洞溝下游公路下方K7(出露高程851.8m,枯季流量5L/s左右)出水溶洞,通過(guò)對(duì)洞內(nèi)實(shí)地勘察,該洞發(fā)育方向N20°E,為溶隙型出水溶洞,洞內(nèi)局部有跌坎,洞口往內(nèi)約400m水位抬高8m,以此推測(cè)該層內(nèi)岸坡的水力坡降為2%左右。結(jié)合地表地質(zhì)工作調(diào)查綜合分析,地表分水嶺與地下分水嶺基本一致,沿該洞走向與右岸分水嶺距離約為1.7Km,至分水嶺處地下水高程在880m高程以上,高于正常蓄水位862m,故庫(kù)水沿O1t+h向右岸鄰谷滲漏的可能性?。粠?kù)尾∈2-3ls與鄰谷連通段鄰谷河床高程在921m以上,遠(yuǎn)高于庫(kù)水位高層862m,且在∈2-3ls層內(nèi)庫(kù)區(qū)一側(cè)有大量的地下水出露,如K10、K11,其地下水補(bǔ)給河水,故不存在庫(kù)水沿∈2-3ls向鄰谷中觀河上游河段滲漏的可能。
3.3 庫(kù)首及近壩段滲漏評(píng)價(jià)
庫(kù)首左岸下游為一沖溝切割,沖溝發(fā)育方向斜向庫(kù)區(qū)下游,溝口寬緩,切割深10~50m。左岸845m高程以上為O2sh、O2b地層,表層巖體溶蝕裂隙較發(fā)育,巖體風(fēng)化破碎,透水性強(qiáng),經(jīng)左岸公路邊ZK1鉆孔揭露,其弱風(fēng)化以下巖體完整性較好,巖體透水性較差,且其下部至河床以下為O1m碎屑巖隔水巖組;右岸為一寬緩斜坡,858m高程以上為O2sh、O2b地層,其下至河床以下均為O1m地層,表層巖體溶蝕裂隙較發(fā)育,巖體風(fēng)化破碎,透水性強(qiáng),但經(jīng)右岸臺(tái)地上ZK4鉆孔勘探揭露,其中深部巖體則完整性總體較好,巖體透水性總體較差,故水庫(kù)蓄水后除存在沿淺表層風(fēng)化破碎及裂隙帶繞壩肩向下游滲漏外,庫(kù)首存在大范圍的、繞壩肩深部向下游滲漏可能小。
4、結(jié)論
綜上所述,水庫(kù)兩岸山體寬厚,兩岸均有高于正常蓄水位的地下分水嶺存在,水庫(kù)蓄水后庫(kù)水向外滲漏的可能性小,且河床水流量大,長(zhǎng)期處于穩(wěn)定狀態(tài),不存在河谷深層滲漏問(wèn)題,主要的滲漏問(wèn)題是庫(kù)首沿淺表部強(qiáng)風(fēng)化破碎巖體以及繞壩肩裂隙型滲漏,可結(jié)合水工建筑物作適當(dāng)防滲,左右兩岸以相對(duì)隔水層為依托,即可滿(mǎn)足成庫(kù)要求,總體而言本水庫(kù)庫(kù)區(qū)成庫(kù)條件較好,具備成庫(kù)條件。
參考文獻(xiàn):
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[3]彭土標(biāo)主編,水利發(fā)電工程地質(zhì)手冊(cè),中國(guó)水利水電出版社.