徐 濤

(湖南省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究總院，湖南 長(zhǎng)沙 410007)

東波水庫(kù)設(shè)計(jì)正常蓄水位為520 m，最大壩高為70.0 m，總庫(kù)容約為948.5萬(wàn) m3，樞紐由大壩、左岸導(dǎo)流洞、發(fā)電引水隧洞及電站等主要建筑物組成。水庫(kù)為強(qiáng)巖溶發(fā)育區(qū)，巖溶水文、工程地質(zhì)條件極其復(fù)雜，興建水建庫(kù)具備很大的危險(xiǎn)，故，對(duì)其進(jìn)行巖溶滲漏評(píng)價(jià)是必須的。通過(guò)對(duì)庫(kù)區(qū)水文、工程地質(zhì)條件的剖析，水庫(kù)庫(kù)尾、庫(kù)中都沒(méi)有滲漏通道，但庫(kù)首具備滲漏條件，水庫(kù)的滲漏問(wèn)題主要取決于庫(kù)首的巖溶水文地質(zhì)條件。

1 基本工程地質(zhì)條件

東波水庫(kù)位于郴州市東江湖景區(qū)內(nèi)，湘江一級(jí)支流東江支流東河上游，近幾十年來(lái)，由于東河的水患災(zāi)害頻發(fā)，同時(shí)為滿足柿竹園公司產(chǎn)業(yè)規(guī)模擴(kuò)展對(duì)生產(chǎn)生活用水需求，實(shí)現(xiàn)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展，故擬建東波水庫(kù)。東河平均地形坡降10%，河床地形較起伏，下游龍?zhí)度?W1)處河床高程約492 m，龍?zhí)度雎陡叱?95.2 m。

圖1 壩區(qū)下游工程地質(zhì)簡(jiǎn)圖

擬建水庫(kù)位于南嶺東西復(fù)雜構(gòu)造帶中段北部，構(gòu)造形跡復(fù)雜，主要有五蓋山背斜、西山向斜、橋口至東波向斜等，巖層傾角比較陡，總體傾向以北西為主，傾角為40°～50°，庫(kù)首兩側(cè)為40°～50°的山坡。

庫(kù)首巖性包括：(1)泥盆系棋子橋組(D2q)：深灰色灰?guī)r夾灰白色白云質(zhì)灰?guī)r，厚度大于300 m，主要分布于庫(kù)首右岸；(2)泥盆系佘田橋組(D3s)：灰白色微粒灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r及泥質(zhì)灰?guī)r，厚度大于200 m，主要分布于庫(kù)首左岸。

庫(kù)首主要斷層構(gòu)造有F1、F2、F3、F4等4條，多呈NNE～NE向展布，斷層破碎帶寬度為1～9 m，沿?cái)鄬悠扑閹r溶極其發(fā)育，為庫(kù)水向下游滲漏創(chuàng)造了良好的條件。庫(kù)首左岸的F1斷層，為逆斷層，規(guī)模大，破碎帶寬5～9 m，充填碎裂巖、斷層泥等，結(jié)構(gòu)較松散，膠結(jié)較差，局部位置因溶蝕形成溶洞，為巖溶向水平向發(fā)育、或地下暗河的形成提供了非常好的條件。

2 巖溶水文地質(zhì)條件

2.1 巖溶特征

東波水庫(kù)庫(kù)首的地層為泥盆系上統(tǒng)～中統(tǒng)可溶巖，巖性為厚層狀灰色灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r，壩址兩岸山坡無(wú)非可溶巖進(jìn)行隔水。庫(kù)區(qū)內(nèi)分布的灰?guī)r與豐富的大氣降水，為巖溶發(fā)育創(chuàng)造了非常好的條件，庫(kù)區(qū)河床坡降較陡，地下水活動(dòng)非常劇烈，從而加速了其發(fā)展速度。根據(jù)郴縣幅水文地質(zhì)圖，庫(kù)首附近有龍?zhí)逗拥叵掳岛铀蛋l(fā)育，其影響面積較大，支流非常多，沿線多處發(fā)育溶蝕洼地及落水洞等。因此，庫(kù)首范圍內(nèi)的巖溶極其發(fā)育，巖溶形態(tài)分布廣泛。

2.2 地下水動(dòng)力條件

通過(guò)巖溶泉井點(diǎn)調(diào)查、地下水示蹤實(shí)驗(yàn)、流量監(jiān)測(cè)、地質(zhì)勘察、地球物理勘探及水化學(xué)分析等多種辦法，基本查清了庫(kù)首的巖溶地下水運(yùn)動(dòng)規(guī)律，河水與壩址下游河流及周邊附近的巖溶泉點(diǎn)之間的水力關(guān)系。

1)泉井調(diào)查及地下水示蹤實(shí)驗(yàn)，庫(kù)首下游周邊附近出露的巖溶泉有W1、W2、W3、W4等，其特征見(jiàn)表1，東河上游河水主要流向了W1巖溶泉，部分流向了W2、W3、W4巖溶泉，東河上游河水是它們的主要補(bǔ)給源，表明庫(kù)首下游方向巖溶通道發(fā)育較好，壩址庫(kù)首下游滲漏劇烈。

表1 庫(kù)首下游巖溶泉統(tǒng)計(jì)

2)流量監(jiān)測(cè)，勘察期間對(duì)庫(kù)首上游河水流量、下游河水流量、下游W1、W2、W3、W4等的流量進(jìn)行了多次估算，并對(duì)上、下游河水流量進(jìn)行了流量平衡觀測(cè)，結(jié)果見(jiàn)表2。在流量估算時(shí)，出、入庫(kù)流量等價(jià)于水量，計(jì)算結(jié)果為：(1)東河上游河水流量明顯大于下游河水流量，其差值為目前庫(kù)首的漏水量，通過(guò)計(jì)算，漏水量在1.2～1.5 m3/s之間。(2)將東河下游河水流量與上述4處巖溶泉的流量累加起來(lái)，結(jié)果結(jié)果表明壩址下游流出的總水量顯著大于東河上游入庫(kù)水量，其差值在0.58～1.62 m3/s之間，這說(shuō)明W1巖溶泉的補(bǔ)給源除了東河外，應(yīng)該還有其他補(bǔ)給源，其差值大致為其他補(bǔ)給源的水量。

表2 東波水庫(kù)水量平衡計(jì)算結(jié)果

3)鉆孔地下水位觀測(cè)，勘察期間在壩址兩岸山坡布置了大量的鉆探工作，從鉆孔地下水位可知，庫(kù)首兩岸山坡在正常蓄水位520 m附近的鉆孔，地下水位均在477～478 m之間，而河床水面高程475～476 m，基本上與河水位持平，說(shuō)明庫(kù)首向周邊漏水嚴(yán)重。

3 巖溶形態(tài)及滲漏問(wèn)題分析

3.1 巖溶形態(tài)

庫(kù)首河床中共布置了5個(gè)鉆孔，均揭露到了溶洞，河床部位ZK43鉆孔，孔深16.0～29.0 m段發(fā)育有大溶洞，一般全-半充填砂礫石及砂質(zhì)粘土，最大線巖溶率為50.5%。據(jù)鉆孔壓水試驗(yàn)，在各溶洞部位，壓水試驗(yàn)部分能略起壓，溶洞處的巖石透水率在6.3～116.8 Lu之間，局部溶洞段不能起壓，呈極強(qiáng)-強(qiáng)透水性，說(shuō)明各溶洞與下游周邊巖溶通道的連通性較好。電磁波CT剖面成果表明(見(jiàn)圖2)，大型溶洞主要分布在ZK43-ZK42-ZK29透視剖面之間，ZK29-ZK30-ZK31透視剖面發(fā)育的溶洞規(guī)模次之，多沿順層方向發(fā)育。

圖2 庫(kù)首河床CT透視剖面圖

3.2 巖溶滲漏問(wèn)題分析

巖溶滲漏一般有兩種，即管道滲漏與溶隙滲漏，管道滲漏往往是指沿直徑大于0.2 m的巖溶管道、巖溶洞穴或地下暗河滲漏；溶隙滲漏一般是指沿被溶蝕擴(kuò)大的裂隙或斷層構(gòu)造破碎帶、影響帶等呈網(wǎng)格狀滲漏。根據(jù)東波水庫(kù)庫(kù)首的地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、落水洞、巖溶泉井的發(fā)育情況進(jìn)行綜合分析可知，擬建東波水庫(kù)庫(kù)首滲漏途徑以管道滲漏為主，溶隙為輔，其滲漏途徑有以下幾條(見(jiàn)圖3)：

圖3 庫(kù)首巖溶滲漏途徑示意圖

1)庫(kù)首至龍?zhí)度?W1)之間地下暗河為管道滲漏。根據(jù)地表沿線表現(xiàn)出的巖溶形態(tài)特征等基本可以推測(cè)出龍?zhí)度叵掳岛拥淖呦颍旱叵掳岛訌膸?kù)首上游開(kāi)始，沿右岸F6斷層(鯉魚江至觀音座性斷裂)方向向右岸下游向延伸，流向龍?zhí)度?，暗河長(zhǎng)度約2.2 km。該地下暗河滲漏特點(diǎn)：入口滲水面積大，縱向深度較大，連通性較好，滲漏量大，為東波水庫(kù)的主要滲漏途徑。自庫(kù)盆漏入地下的水呈網(wǎng)格狀巖溶通道發(fā)生滲漏，絕大部分庫(kù)水流向了沿F4斷層破碎帶發(fā)育的龍?zhí)度叵掳岛印?/p>

2)東波水庫(kù)庫(kù)首至W2巖溶泉方向的管道狀巖溶滲漏，庫(kù)首節(jié)理裂隙及巖溶發(fā)育，W2沿F1斷層(東波至月敏壓扭性斷裂)方向發(fā)育，斷層使得附近巖體更為破碎，同時(shí)據(jù)庫(kù)首河床地質(zhì)剖面可知，河床部位溶洞發(fā)育，且溶洞與下游周邊巖溶通道的連通性較好，因此，庫(kù)首至W2之間形成了網(wǎng)格狀的巖溶通道。W2巖溶泉至庫(kù)首距離較近，水力坡降達(dá)8%，較陡，地下水在巖溶通道中運(yùn)動(dòng)較為活躍，部分溶隙慢慢被溶蝕成管道狀。W2是由多個(gè)巖溶泉組成的泉群，出水點(diǎn)比較多，單個(gè)流量較小，但總的流量不小。

3)庫(kù)首至W3、W4兩處巖溶泉方向的滲漏為溶隙式滲漏，一部分河水通過(guò)較長(zhǎng)距離的溶隙滲流，從W3、W4兩處流出，這兩處巖溶泉的特征為：入滲面相對(duì)不集中，且點(diǎn)多面廣，流量相對(duì)較小，為目前東波水庫(kù)的巖溶滲漏的次要通道。

4 結(jié)語(yǔ)

(1)庫(kù)首分布的地層有：泥盆系棋子橋組(D2q)、泥盆系佘田橋組(D3s)的灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r等，庫(kù)首下游巖溶強(qiáng)發(fā)育，水文地質(zhì)條件極其復(fù)雜，無(wú)相對(duì)隔水層分布，庫(kù)水補(bǔ)給壩址下游地下水，水庫(kù)滲漏強(qiáng)烈。

(2)W1與W2巖溶泉以管道滲漏為主，W3與W4巖溶泉以溶隙滲漏為主。

(3)庫(kù)首可溶巖地層巖溶極其發(fā)育，縱向溶蝕發(fā)育深度大，連通性好，呈強(qiáng)透水性，滲漏非常嚴(yán)重，地下暗河發(fā)育，成庫(kù)條件差，處理成本高，因此，水庫(kù)不適合建壩。