李雪會(huì)

（寶雞市馮家山水庫管理局 陜西 寶雞 721300）

1 工程概況

亭口水庫工程位于長武縣亭口鎮(zhèn)以北涇河一級(jí)支流黑河之上，壩址距離涇河干流與黑河交匯處上游2.0km，距長武縣城18km，距咸陽市160km。水庫建設(shè)的主要任務(wù)是給彬長礦區(qū)企業(yè)工業(yè)供水及彬縣、長武兩縣縣城生活供水，同時(shí)兼有減淤、發(fā)電等作用。水庫控制流域面積4235km2，總庫容2.427億m3，電站裝機(jī)1.8MW，屬綜合利用的大（二）型Ⅱ等工程。攔河大壩壩型為壓坡式均質(zhì)土壩，正常蓄水位高程893.00m，最大壩高48.6m[1]。

2 水庫區(qū)地質(zhì)條件

亭口水庫位于華北地區(qū)陜甘寧臺(tái)坳，屬陜北黃土高原南緣殘塬溝壑區(qū)。燕山期后期，由于新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，本區(qū)受渭河斷陷盆地的影響，涇河、黑河先后形成，后期河流間歇性下切，形成了由黃土覆蓋的多級(jí)基座階地。水庫區(qū)地貌形態(tài)以黃土梁（塬）為主，次為河流一、二、三、四級(jí)階地，地貌單元相對(duì)簡單。水庫周邊長武塬、巨家塬、棗園。

塬等黃土塬分布高程為1100m～1400m，涇河四級(jí)階地階面高程約1000m左右。水庫工程區(qū)出露地層主要為中生界三迭系、侏羅系、白堊系淺海相、河湖相沉積砂泥巖及砂礫巖和新生界第三系經(jīng)粘土及第四系松散堆積層，巖相較穩(wěn)定，地層較單一。據(jù)鴨兒溝出露剖面觀測(cè)，上覆黃土厚度100m左右，下伏地層為第三系紅粘土和白堊系砂礫巖。

亭口水庫工程區(qū)水系主要有涇河、黑河及黑河支流南河，水系分布如圖1。水庫區(qū)地下水按含水層性質(zhì)地下水可分上層滯水，潛水和承壓水三個(gè)類型。其中上層滯水分布于黃土地層或沙礫石層，受大氣降水補(bǔ)給，以下部的紅粘土或較致密的砂頁巖為相對(duì)隔水層，而形成上層滯水，在河谷兩岸及沖溝內(nèi)以下降泉的形式出露。潛水分為第四系孔隙潛水及基巖裂隙潛水，第四系孔隙潛水分布于河床沙礫石層中，以河流補(bǔ)給，潛水位隨河水位變化，基巖裂隙水分布于砂頁巖巖層中，受大氣降水及上層滯水入滲補(bǔ)給。承壓水分布于河床以下的侏羅紀(jì)砂頁巖地層中，為大氣降水，河水或潛水補(bǔ)給。

3 水庫滲漏問題分析

3.1 地下水位

水庫區(qū)河谷兩岸沖溝內(nèi)地下水以泉或徑流形式補(bǔ)給河水，出水點(diǎn)均高于水庫正常設(shè)計(jì)水位，不具備產(chǎn)生水庫滲漏的水文條件。

3.2 水庫區(qū)各巖土層透水性

（1）基巖：水庫區(qū)砂（礫）泥巖產(chǎn)狀平緩，裂隙不發(fā)育，一般透水性很小。其中868.0m高程以下砂礫巖透水率為2Lu～3Lu，為弱透水巖層；以上砂泥巖互層透水率為30Lu～35Lu，為中等透水巖層?；鶐r頂部由于風(fēng)化卸荷作用，節(jié)理裂隙較為發(fā)育，具一定透水性，但其厚度有限。

（2）黃土：據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)，黃土層滲透系數(shù)K=5.0×10-5cm/s～7.26×10-5cm/s，屬弱透水性。

（3）沙礫石層：根據(jù)壩區(qū)河床（卵）礫石層抽水試驗(yàn)及同類工程資料類比，階地下部的（卵）礫石層滲透系數(shù)k=34.5 m/d～40.5m/d，屬強(qiáng)透水層。

3.3 階地卵石層的連通性

水庫區(qū)河床、漫灘及一級(jí)階地沙礫石層與高階地沙礫石層不連通，與基巖直接接觸，而基巖為相對(duì)不透水層，裂隙不發(fā)育，故不能構(gòu)成滲漏通道。二、三級(jí)階地又為侵蝕性基座階地，階地底部砂礫石也不連續(xù)，順河向大多處被Q3、Q2黃土所覆蓋，無滲漏條件。故認(rèn)為沿各級(jí)階地底部的砂卵石層不能形成集中滲漏通道。水庫區(qū)河谷階地岸坡結(jié)構(gòu)如圖2所示。

3.4 水庫滲漏的可能性分析

根據(jù)亭口水庫庫區(qū)不同地貌單元地層結(jié)構(gòu)的差異及產(chǎn)生滲漏的地質(zhì)條件，將庫區(qū)自上而下分為三段進(jìn)行滲漏的可能性分析如下：

（1）河川口以上段

該段為南河與黑河干流匯合處上游庫岸，基巖出露標(biāo)高900m～950m，兩岸地下水位高程高于水庫正常設(shè)計(jì)水位893.00m，故不會(huì)產(chǎn)生水庫滲漏。

（2）河川口至碾子坡下游段

左岸基巖出露高程888m～900m，正常庫水位高出基巖頂板5.0m，基巖頂面分布有厚度約1.5m～2.0m的（卵）礫石分布。該段一、二級(jí)階地普遍發(fā)育，基巖及（卵）礫石層大部分被表層黃土覆蓋，僅在兩岸一些沖溝兩側(cè)可見（卵）礫石分布。該段河谷與涇河的分水嶺最小寬度約為5000m，滲徑較長，故認(rèn)為該段左岸不會(huì)產(chǎn)生大的滲漏。右岸為黃土塬，基巖出露高程為888.0m～921.0m，最近鄰谷塬面寬度大于10.0km。基巖上覆第三系（卵）礫石層多為半膠結(jié)狀，透水率較低，卵石層沿河谷出露范圍大部分被階級(jí)表層黃土覆蓋，基本無滲漏途徑，故不會(huì)產(chǎn)生滲漏。

表3 庫（壩）區(qū)鄰谷滲漏計(jì)算評(píng)價(jià)表

（3）碾子坡下游至壩址段

左岸楊家場村為涇河與黑河的河間地塊，山梁寬550.0m～801.0m，較為單薄，基巖出露高程為890.0m，稍低于正常蓄水位893.0m，其上覆蓋有厚度約2.0m～3.5m的卵（礫）石層，故存在滲漏問題。右岸宇家山山梁寬1440m，在姚家灣上游～壩址段長500m范圍內(nèi)，基巖出露高程861m～881m，頂面有0.8m～1.5m卵（礫）石層分布，泉水出露高程865.0m，中原溝溝底高程為861.2m，因此，存在鄰谷滲漏問題。

綜上所述，亭口水庫庫區(qū)滲漏主要集中在龔坡寺下游至壩址段，庫區(qū)滲漏途徑有兩處：一是通過左岸楊家場單薄山梁經(jīng)互層砂泥巖及基巖頂部（卵）礫石層向涇河滲漏；二是通過右岸宇家山經(jīng)卵（礫）石層及強(qiáng)風(fēng)化互層砂泥巖向中原溝滲漏。

4 滲漏量計(jì)算

4.1 左岸楊家場單薄山梁滲漏量計(jì)算

楊家場單薄山梁地層由下白堊系（K1）砂（礫）泥巖、第三系(N22)紅粘土及第四系中更新統(tǒng)(Q2eol+pl)卵（礫）石、黃土狀壤土組成，各層均為假整合接觸，基巖分布高程890.0m，分水嶺過水部分平均距離為505.0～802.0m，分水嶺可能產(chǎn)生滲漏段總長度為700.0m～1300.0m。根據(jù)勘察資料：第四系黃土狀壤土的水平kh=5.0×10-5cm/s，為弱透水層；第四系弱膠結(jié)卵（礫）石層，滲透系數(shù)kh=5.0×10-2cm/s，為強(qiáng)透水層；白堊系互層砂泥巖滲透系數(shù)kh=5.0×10-4cm/s，為中等透水層，砂礫巖透水率q=2Lu～3Lu，為弱透水層；第三系紅粘土小于1.0×10-6cm/s，為相對(duì)隔水層。以第三系紅粘土為計(jì)算下限，采用《水利水電工程地質(zhì)手冊(cè)》[2]鄰谷滲漏量計(jì)算公式：

式中，q——分水嶺單寬剖面的滲漏量，m2/d；

Kcp——分水嶺巖土的綜合滲透系數(shù)，m/d；

H1——水庫水位，m；

H2——鄰谷水位，m；

L——分水嶺過水部分的平均距離，m；

Q——分水嶺滲漏量，m3/d；

B——分水嶺漏水段總長，m。；

式中，T1——下層透水層的厚度，m；

T2——上層透水層過水部分平均厚度，m；

計(jì)算簡圖如圖3。經(jīng)計(jì)算，該段滲漏總量為4115m3/d。

4.2 右岸宇家山單薄山梁滲漏量計(jì)算

右岸姚宇家山單薄山梁滲徑長1440m，地層為下白堊統(tǒng)（K1）砂（礫）泥巖、第四系更新統(tǒng)卵（礫）石、黃土狀壤土(Q2eol+pl)、黃土組成。砂礫巖透水率q=2Lu～3Lu，為弱透水層，屬相對(duì)隔水層。以砂礫巖透為計(jì)算下限，基巖分布高程861.0m，分水嶺過水部分平均距離為1440m，分水嶺可能產(chǎn)生滲漏段總長度為500m。經(jīng)計(jì)算，該段滲漏總量為316.9m3/d。庫區(qū)鄰谷滲漏量計(jì)算結(jié)果如表3。

由庫區(qū)滲漏計(jì)算結(jié)果可見：兩岸總滲漏量為4431.9m3/d，黑河多年平均徑流量8.21m3/s，約占日來水量70.93萬m3的0.62%，滲漏量較小。如果能在滲漏段采取相應(yīng)的防滲措施，水庫的經(jīng)濟(jì)效益會(huì)更加顯著。

5 結(jié)語

水庫區(qū)滲漏問題是水庫工程重要地質(zhì)問題之一，合理、科學(xué)的工作方案是庫區(qū)滲漏問題勘察工作的先決條件。實(shí)際工作中，應(yīng)該遵循科學(xué)的工作流程，首先從庫區(qū)周邊的地形、地貌及地層分布特征著手，分析可能存在的滲漏段位置，然后根據(jù)地質(zhì)測(cè)繪確定計(jì)算長度及寬度，并配合室內(nèi)及原位試驗(yàn)確定滲漏段巖土的水文參數(shù)，最后計(jì)算滲漏量，并對(duì)庫區(qū)滲漏的危害程度及防治措施做出評(píng)價(jià)及處理建議。陜西水利

[1]陜西省水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院《咸陽市亭口水庫地質(zhì)勘察報(bào)告》[R].

[2]工程地質(zhì)手冊(cè)編委會(huì)常士驃等.工程地質(zhì)手冊(cè)(第四版)[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2007.