楊桂華
摘 要:某水庫是一座以農(nóng)田灌溉為主,兼顧村鎮(zhèn)供水、養(yǎng)殖為一體的綜合性效益的旁引屯蓄的水利工程。根據(jù)庫區(qū)地形地貌、地層巖性分布、地質(zhì)構(gòu)造類型、巖溶發(fā)育特征及水文地質(zhì)條件,將庫壩區(qū)左岸分為3個(gè)區(qū)域、右岸為1個(gè)區(qū)域進(jìn)行滲漏綜合分析評價(jià)。文章結(jié)合研究結(jié)論提出了滲漏處理政策與處理措施。
關(guān)鍵詞:水庫;巖溶;滲漏處理
中圖分類號:TV697.32 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1006-8937(2015)29-0173-02
1 工程概況
該水庫是一座以農(nóng)田灌溉為主,兼顧村鎮(zhèn)供水、養(yǎng)殖為一體的綜合性效益的旁引屯蓄的水利工程。水庫徑流面積27.9 km2,多年平均產(chǎn)水量1451萬 m3,水庫設(shè)計(jì)正常蓄水位1 671 m,總庫容1 400萬 m3,最大壩高80 m,壩頂高程1 674 m,興利庫容1 120.92萬m3,防洪庫容215.65萬m3,死庫容63.43萬 m3。
2 巖溶發(fā)育特征
分布于水庫中的(T3d2)灰?guī)r層兩側(cè)均為相對不透水的(T3nn)頁巖與(T3d1)玄武巖,巖溶水補(bǔ)給區(qū)面積較小,地形高差不大,地下水水量較小,活動(dòng)弱,以順層溶蝕為主,地表揭露的少量溶洞也以順層發(fā)育為主,規(guī)模不大,溶洞表面洞徑約1.5 m,洞深僅2.0~2.5m,即變成溶蝕裂隙,無水流。
分布于右岸廣大地區(qū)及左岸玉明珠山體的(T2h、P1)白云巖、灰?guī)r中的巖溶水,補(bǔ)給區(qū)面積大,地形高差相對也較大,地下水水量較大,活動(dòng)性強(qiáng),地下水類型為孔洞裂隙水,以順層溶蝕為主,巖溶發(fā)育較強(qiáng),地下水多以泉的形式沿與相對不透水巖層接觸帶出露。
3 水庫滲漏條件分析
從水庫地形條件分析,左岸地表分水嶺最低高程約1 750 m,庫尾地表分水嶺高程約1 900 m,右岸地表分水嶺最低高程約1 800 m,均高于水庫設(shè)計(jì)正常蓄水位1 671 m,地形封閉條件良好。
庫區(qū)發(fā)育北東向的斷層F9、f1及北北東向斷層F17,其中F9出露在庫水位以上,f1及F17局部被庫水淹沒。北北東向斷層F17,分布在庫區(qū)中下段,與河床大角度斜交,以F17其為界,F(xiàn)1斷層分布在其上游右岸1 700 m高程以上;f1斷層分布在其左岸下游。
4 水文地質(zhì)條件
在河床及兩岸廣泛分布的(T3nn)頁巖、泥巖夾砂巖為裂隙含水巖組,其上部強(qiáng)風(fēng)化帶厚度9.4~38 m,滲透系數(shù)1.0E-04 cm/s~6.87E-04 cm/s,屬中等透水層;弱風(fēng)化泥頁巖滲透系數(shù)9.41E-05 cm/s~6.82E-06 cm/s,屬弱透水層。該巖組中地下水埋深16.0~26.5 m,隨地形從河床往兩岸逐步抬升,為相對不透水層。
5 水庫滲漏評價(jià)
根據(jù)庫區(qū)地形地貌、地層巖性分布、地質(zhì)構(gòu)造類型、巖溶發(fā)育特征及水文地質(zhì)條件,將庫壩區(qū)左岸分為3個(gè)區(qū)域、右岸為1個(gè)區(qū)域進(jìn)行滲漏綜合分析評價(jià),左岸3個(gè)區(qū)域分別為:Ⅰ區(qū)從庫尾到F17斷層;Ⅱ區(qū)為F17斷層與f1斷層之間組成的三角體;Ⅲ區(qū)為f1斷層以右(南東側(cè))。
5.1 左 岸
①Ⅰ區(qū):Ⅰ區(qū)地下水分水嶺高程高于水庫正常蓄水位。本區(qū)巖層為單斜構(gòu)造,基本平行河流,且傾角達(dá)50~70 °,(T3d1)玄武巖為穩(wěn)定的隔水層,雖然庫水位以下存在(T3d2)灰?guī)r、含燧石結(jié)核灰?guī)r構(gòu)成的巖溶裂隙含水巖組,但其兩側(cè)均分布有連續(xù)完整的隔水層,因此本區(qū)水庫不會(huì)向左岸南碰河產(chǎn)生滲漏問題。
②Ⅱ區(qū): Ⅱ區(qū)為F17斷層與f1斷層之間組成的三角體,分布在左岸壩址上游0.25~1.0 km地段。因?yàn)椋═3d1)玄武巖隔水層與(T3d2)灰?guī)r透水層均被f1斷層切斷,而斷層右側(cè)為(T3nn)隔水層,因此,庫水進(jìn)入(T3d2)灰?guī)r、含燧石結(jié)核灰?guī)r構(gòu)成的巖溶裂隙含水巖組后沿溶蝕裂隙運(yùn)移到f1斷層后,地下水只能沿?cái)鄬訋Ю@過(T3d1)玄武巖帶進(jìn)入左側(cè)的(T2h)白云巖巖溶含水層中,從而在Ⅱ區(qū)造成水庫向左岸產(chǎn)生滲漏,滲漏通道即為f1斷層帶,由于f1為正斷層,張性裂隙較發(fā)育,預(yù)計(jì)滲漏形式以裂隙性滲漏為主,但不排除局部沿f1斷層產(chǎn)生管道性滲漏。
③Ⅲ區(qū):Ⅲ區(qū)為(T3d1)玄武巖被f1斷層切斷處到壩址間約250 m長的庫段。(T3nn)地層位于f1斷層上盤,巖體較破碎,其上部強(qiáng)風(fēng)化帶為中等透水性,厚度14.5~49.7 m,下部弱風(fēng)化帶巖體為弱透水性。本區(qū)地下水埋深17.2~32.2 m,水力坡降為0.27~0.32,正常蓄水位1 671 m處地下水位高程約1 640 m,低于正常蓄水位約31m。由于本區(qū)上部巖層具中等透水性,地下水位低于正常蓄水位,而導(dǎo)水?dāng)鄬蛹捌渥髠?cè)的(T2h)白云巖透水層距庫邊很近,地下水滲徑短,因此Ⅲ區(qū)存在庫水沿上部強(qiáng)風(fēng)化巖體產(chǎn)生裂隙性滲漏問題。
5.2 右岸
水庫正常蓄水位1 671 m處右岸距低鄰谷小勐統(tǒng)河最近距離約12 km,小勐統(tǒng)河河底高程1 200~1 300 m,低于正常蓄水位。庫區(qū)右岸為高山大嶺,分水嶺雄厚,玉明珠河與小勐統(tǒng)河之間無低于水庫正常蓄水位1 671 m的溝谷。由于斷層及褶皺影響,各地層重復(fù)出露,正常蓄水位以下只分布(T3nn)頁巖、泥巖夾砂巖,在右岸山體2 000~2 200 m高程處連續(xù)分布有完整的(T3d1)玄武巖、(T3nn)頁巖、泥巖夾砂巖,二者均為相對不透水層。右岸出露的泉水點(diǎn)高程均在1 700 m以上,高于水庫正常蓄水位1 671 m,且連續(xù)分布有(T3d1)玄武巖相對隔水層,因此,分析右岸地下分水嶺高程高于水庫正常蓄水位,水庫不會(huì)向右岸小勐統(tǒng)河滲漏。
5.3 壩基及繞壩滲漏
壩址處為低中山峽谷地貌,玉明珠河床靠右岸,流向N55°E,河底高程1 579 m,河床寬2~3 m,左側(cè)河漫灘寬30~35 m,地面高程1 580~1 582 m;左岸玉明珠山山頂高程1 930 m,地形坡度25~45 °,村級公路從左岸約1 590 m高程處通過;右岸山頂高程2 021 m,地形坡度35~42 °。
f1斷層在地表出露高程在1 700 m以上,為(T3nn)與(T2h)地層分界線,(T3nn)上部強(qiáng)風(fēng)化帶為中等透水性,厚度14.5~49.7 m,下部弱風(fēng)化帶巖體為弱透水性。壩址兩岸地下水埋深15.8~32.2 m,左岸平均水力坡降為0.30,右岸0.34,正常蓄水位1 671 m處地下水位高程約1 640 m,低于正常蓄水位約31 m。由于本區(qū)上部巖層具中等透水性,地下水位低于正常蓄水位,因此存在壩基滲漏與繞壩滲漏問題,特別是左岸導(dǎo)水?dāng)鄬蛹捌渥髠?cè)的(T2h)白云巖透水層距庫邊很近,地下水滲徑短,繞壩滲漏問題較嚴(yán)重。
6 滲漏處理對策與措施
根據(jù)水庫滲漏分析結(jié)論,庫壩區(qū)不存在巖溶性管道滲漏問題,但存在沿f1斷層產(chǎn)生以裂隙性滲漏為主,局部可能產(chǎn)生管道性水庫滲漏及沿(T3nn)上部強(qiáng)風(fēng)化帶中等透水性巖層產(chǎn)生壩基滲漏及繞壩滲漏問題,此類滲漏采用垂直防滲措施可有效解決,即采用帷幕灌漿的方式處理。
防滲帷幕可沿壩軸線設(shè)置,根據(jù)兩岸地下水位長期觀測成果及水力坡降,帷幕在右岸壩頂處再向右延長60 m即可與地下水位銜接,左岸在壩頂處折向上游平行f1斷層方向約250 m穿過斷層進(jìn)入(T3d1)玄武巖層中可形成封閉帷幕。
參考文獻(xiàn):
[1] 王子忠.礫巖巖溶與水庫滲漏研究[J].四川水力發(fā)電,2003,(2).
[2] 陳笛.湘西南太水庫滲漏分析[J].國土資源導(dǎo)刊,2006,(2).
[3] 賀振陽,蔣忠誠,羅為群,等.水庫滲漏的數(shù)理計(jì)算研究進(jìn)展與展望[J].科技信息,2010,(33).