陳黎

(遵義水利水電勘測設(shè)計研究院，貴州 遵義 563002)

0 引言

水利工程項目一直是中國現(xiàn)代化建設(shè)中的重點內(nèi)容，為社會發(fā)展提供穩(wěn)定的能源支撐，并保護下游水土資源安全。特別是中國喀斯特地貌廣布的廣西、云南、貴州等強巖溶地區(qū)，地形、地質(zhì)條件復(fù)雜，針對庫區(qū)的水文地質(zhì)勘察及評價論證是水庫是否具備成庫條件的重點及難點，關(guān)系到整個工程場址的選擇及影響整個工程的實施與否。為進一步認(rèn)識強巖溶地區(qū)關(guān)于水庫滲漏問題的勘察及評價重點，文章以茅天水庫為例，通過周邊區(qū)域從整體到局部、從普通到重點的分析論證，同時針對性采取相應(yīng)的鉆探、物探、試驗等手段介紹水庫滲漏勘察中勘察及評價重點。

1 工程案例簡介

茅天水庫位于務(wù)川縣茅天鎮(zhèn)東面的周家河左岸支流上河上游。全流域面積29.95 km2，多年平均徑流量2 351萬m3，樞紐建筑物主要由大壩、壩頂表孔溢洪道、取放水建筑物、放空兼沖沙建筑物等組成。水庫總庫容407萬m3，正常蓄水位890.00 m，正常蓄水位庫容340萬m3，最大壩高46.00 m，工程規(guī)模為小(1)型。主要任務(wù)是農(nóng)田灌溉兼農(nóng)村飲水。工程于2014年開工建設(shè)，2017年5月通過下閘蓄水驗收，同月下閘蓄水運行。目前運行情況良好。

2 水庫滲漏勘察重點及評價論證

水庫庫區(qū)兩岸山體雄厚，無≤920 m高程的埡口或地形缺口，地形封閉較好。庫區(qū)河谷為補給型河谷，兩岸有地下水通過巖溶通道以泉水或潛水形式向河谷排泄。但庫區(qū)地表分水嶺外側(cè)四周均有低槽谷或深切溝谷展布，西南側(cè)有黃泥壩溶丘槽谷，東南、東和北東側(cè)有深切的洪渡河及其支流馮家溝和大溪溝等，北面有楠木灣和后坪槽谷，水庫所在河道下游為旋塘河谷裂點和小漁溪狹谷，庫首左右岸均存在較寬較深的強溶蝕區(qū)分布，右岸還有與河道流向相一致的溶蝕槽谷，這些均為本水庫可疑滲漏區(qū)域，下面就針對這幾方面分別予以介紹。

2.1 鄰谷滲漏評價

西南側(cè)(水庫左岸)有與庫區(qū)河谷近于平行展布的黃泥壩溶丘槽谷(見圖1)，與庫區(qū)河谷相距約3.80 km，兩谷間地表分水內(nèi)嶺高程均在1 250 m以上，槽谷谷地高程830～860 m，谷地寬30～50 m，谷地內(nèi)洼地及落水洞密布，呈串珠狀順槽谷發(fā)育，谷地上無地表水系分布。兩谷間地塊間均為強巖溶層寒武系上統(tǒng)耿家店組(∈3g)、毛田組(∈3m)相連，無碎屑巖組等相對隔水層分布，分水嶺兩側(cè)的谷坡地帶除庫內(nèi)一側(cè)較高處(響水巖)奧陶系下新統(tǒng)南津關(guān)組(O1n)中頁巖夾層上覆灰?guī)r層中有一流量動態(tài)穩(wěn)定的溶洞水K11(出露高程1 175.00 m，流量0.80 L/s)出露外，其他均未見大的巖溶泉水出露，多以季節(jié)性的或小流量的溶隙泉為主。經(jīng)巖溶水文地質(zhì)調(diào)查，庫尾左岸支溝(即響水巖出水洞下游側(cè))懸托處的伏流段其下潛水均從庫區(qū)的麻王洞(K1)及下游坡腳的出水溶隙中(W57)出溢，經(jīng)鉆孔揭露左岸坡至河谷存在水力坡降，通過物探測試證實左岸遠(yuǎn)谷坡段地下水位均在890 m高程以上。同時經(jīng)區(qū)域巖溶水文地質(zhì)調(diào)查，黃泥壩槽谷內(nèi)地下水補徑排系統(tǒng)與庫區(qū)所在槽谷為各自相對獨立體系，黃泥壩槽谷內(nèi)地下水順近南北向槽谷北徑流，在龍?zhí)翂涡纬梢粠r溶潭，并經(jīng)巖溶管道在鬧水源K16出水溶洞排泄。由此推斷庫區(qū)左岸一定范圍內(nèi)地下水是向庫內(nèi)排泄，谷間地塊上存在地下分水嶺，水庫蓄水后向黃泥壩鄰谷滲漏的可能性小。

北面(水庫右岸)有楠木灣和后坪槽谷等低鄰谷，楠木灣槽谷呈北西28°方向展布，與庫區(qū)河谷呈犄角狀，相距約3.40 km，兩谷間地表分水內(nèi)嶺高程均在1 150 m以上，槽谷海拔830～900 m，谷地內(nèi)枯季無地表明流，洼地及落水洞發(fā)育；后坪槽谷沿東西向展布，與庫區(qū)河谷相距約6 km，谷地高程800～840 m，谷地內(nèi)落水洞發(fā)育，有伏流河段與下游小漁溪狹谷相通；兩槽谷與水庫庫區(qū)谷間地塊間均為強巖溶層∈3g、∈3m相連，無碎屑巖組等相對隔水層分布，分水嶺兩側(cè)的谷坡地帶除庫內(nèi)一側(cè)較高處(大洞)O1n組中頁巖夾層上覆灰?guī)r層中有一流量動態(tài)穩(wěn)定的溶洞水K13(出露高程1 130.00 m，流量3.00 L/s)出露外，在斜坡中下部有K2溶洞，出露高程955.00 m，枯季流量約0.30 L/s、K14溶洞出露高程975.00 m，枯季流量約0.50 L/s等小規(guī)模溶隙型出水溶洞分布，庫區(qū)中后部中壩谷壩內(nèi)右岸有流量動態(tài)穩(wěn)定的巖溶泉水W2(出露高程887.00 m，流量0.80 L/s)出露，右岸坡一定范圍內(nèi)存在較高的地下位，但在分水嶺外側(cè)則未見大的巖溶泉水出露，多以季節(jié)性的或小流量的溶隙泉為主。同時本次勘察時在右岸經(jīng)鉆孔揭露岸坡至河谷存在水力坡降(平均水力坡降為6%)，且通過物探測試證實左岸遠(yuǎn)谷坡段地下水位均在890 m高程以上。同時經(jīng)區(qū)域巖溶水文地質(zhì)調(diào)查，楠木灣和后坪槽谷內(nèi)地下水補徑排系統(tǒng)與庫區(qū)所在槽谷為各自相對獨立的體系，楠木灣和后坪槽谷內(nèi)地下水順槽谷向北西徑流，在小漁溪峽谷東側(cè)邊緣以K15出水溶洞形式排泄。由此推斷庫區(qū)右岸一定范圍內(nèi)其地下水是向庫內(nèi)排泄，谷間地塊上存在地下分水嶺，水庫蓄水后向右岸低槽谷滲漏的可能性小。

圖1 西南側(cè)(水庫左岸)有與庫區(qū)河谷近于平行展布的黃泥壩溶丘槽谷圖

水庫東南、東和北東側(cè)(庫尾)分水嶺高程均在1 250 m以上，分水嶺外為陡斜坡地形，直下深切的洪渡河，斜坡上分布有支流馮家溝和大溪溝等，洪渡河河谷高程在400 m左右，馮家溝和大溪溝均為長流水系，兩溝谷高程均在750 m以下(見圖2)。水庫一側(cè)雖山高坡陡，但除谷坡較高處(上壩)O1n組中頁巖夾層上覆灰?guī)r層中有一流量動態(tài)穩(wěn)定的巖溶泉水W5(出露高程1 025.00 m，流量1.00 L/s)出露外，其他均未見大的巖溶泉水出露，多以季節(jié)性的或小流量的溶隙泉為主，且中壩上游岔河口(890.00 m高程)以上2支溝常年為干谷，僅暴雨時有短時水洪流。而庫尾分水嶺外側(cè)斜坡上的洪渡河支流馮家溝和大溪溝均以巖溶泉為基流(如W50、K22等)，洪渡河谷深切，與庫區(qū)高差達400 m、平距約11 km?？辈鞎r進行大量水文地調(diào)查工作，并對庫區(qū)巖溶水和鄰谷巖溶水進行了化學(xué)分析比對，兩側(cè)地下水水化學(xué)成分不相一致，為不同的水化學(xué)類型，據(jù)此推斷馮家溝及大溪溝內(nèi)地下水的補給區(qū)域與庫區(qū)河段不相一致，故水庫蓄水后向庫尾低鄰谷滲漏的可能性小。由于外側(cè)低鄰谷分布范圍較長，水庫若高水位蓄水后仍不排除有向該區(qū)域滲漏的可能性，故建議水庫蓄水位以庫區(qū)中壩有常年流水的河道為上限，即以中壩上游岔河口處890 m高程為水庫正常蓄水位。

圖2 馮家溝與大溪溝高程圖

2.2 沿河谷深層向下游滲漏評價

水庫庫首以下河谷常年為干谷，地表水及地下水多在庫盆山龍?zhí)凉葔我粠Ъ耙韵潞佣魏庸认聺撚谙掠紊酵鯊R河床內(nèi)的 K15、W13出溢，經(jīng)勘探孔資料分析壩址上游河床鉆孔穩(wěn)定地下水位為-8 m，壩址下游河床鉆孔穩(wěn)定地下水位為-9 m，庫區(qū)庫

盆山龍?zhí)梁蛪沃泛佣畏€(wěn)定地下水埋深8～9 m左右，即庫盆山龍?zhí)辽嫌魏庸让髁鞫?、壩址至山王廟河床段存在平均約10‰的地下水力坡降，結(jié)合鉆孔揭露和物探EH4測試資料綜合分析表明，壩址區(qū)河床以下巖溶較發(fā)育，強溶蝕帶埋深在20 m左右，故水庫蓄水后存在河谷深層滲漏問題，需進行防滲處理。

2.3 庫首及近壩段滲漏評價

庫首左岸山體雄厚，右岸一級斜坡帶有一順河向發(fā)育的巖溶槽谷(谷地最低高程在925.00 m以上)。經(jīng)地表巖溶水文地質(zhì)調(diào)查和鉆孔揭露，兩岸庫首地表及地下巖溶均較發(fā)育，左岸地表除上游側(cè)有規(guī)模較大呈水平狀的麻王洞溶洞外，還有呈溶隙狀的K6、K7等陡傾斜溶洞，右岸在靠槽谷下游側(cè)有一小型洼地套落水洞發(fā)育，壩址上游側(cè)近河床有呈溶隙狀的K9陡傾斜溶洞發(fā)育。兩岸溶溝溶槽發(fā)育，岸坡的布置的勘探孔內(nèi)均有掉鉆或揭露充填溶蝕黏土等現(xiàn)象，左岸邊孔在鉆進時經(jīng)連通試驗表明直接與河床貫通，物探測試資料也顯示岸邊一定深度和范圍內(nèi)巖溶溶隙強烈發(fā)育，局部還存在深槽狀強溶蝕區(qū)，鉆孔和物探資料均表明岸坡地下水位埋藏深度大，地下水位低平，各勘探孔穩(wěn)定，地下水位均低于正常蓄水位，故水庫蓄水后存在庫水沿兩岸庫首區(qū)向下游滲漏的可能。

通過前述勘察手段的應(yīng)用結(jié)合水庫周邊地形地質(zhì)條件分析論證得出：水庫兩岸山體雄厚，庫區(qū)兩岸地下水位高于河谷地下水位，兩岸均有存在向河谷傾斜的水力坡降，地下水總體補給模式是兩岸向河谷、上游向下游徑流，與鄰谷間存在高于正常高水位的地下分水嶺，庫區(qū)河谷為排泄型河谷，故水庫蓄水后庫水向兩側(cè)鄰谷滲漏的可能性小，庫水位限制在庫尾干谷河段以下，正常高水位附近有動態(tài)穩(wěn)定的地下水出露，故水庫蓄水后庫水向庫尾鄰谷方向滲漏的可能性小。結(jié)合鉆孔揭露和物探EH4測試資料綜合分析表明，壩址區(qū)河床以下巖溶較發(fā)育，存在河谷深層和近壩兩岸向下游滲漏問題，經(jīng)對左右岸及河谷由上游向下游深部地下水排泄的溶蝕區(qū)域進行防滲處理后，水庫具備成庫條件。

3 結(jié)語

文章主要討論了強巖溶地區(qū)水庫成庫條件論證的相關(guān)問題，結(jié)合茅天水庫工程實例，具體采用勘察手段、評價重點作了介紹。工程位于強巖溶發(fā)育區(qū)域，水平及深部巖溶均有分布，地形地質(zhì)條件復(fù)雜，勘察過程中通過針對性勘探手段的應(yīng)用以及結(jié)合對周邊環(huán)境調(diào)查的分析評價，有效論證了其可能滲漏的區(qū)域及范圍，滿足了工程項目滲漏問題的要求，希望該文章對其它項目施工提供一些經(jīng)驗。