水库水文地质条件对水库渗漏的影响研究

发表时间:2020/9/9   来源:《基层建设》2020年第13期   作者:张耀
[导读] 摘要:近年来,随着我国水库建设数量不断增加,水库渗漏问题日益凸显出来,尤其在贵州地区,水库渗漏问题尤为严重,究其原因发现出现水库渗漏问题,多是由于当地水文地质条件导致的。
        普安县水务局  贵州黔西南州  561500
        摘要:近年来,随着我国水库建设数量不断增加,水库渗漏问题日益凸显出来,尤其在贵州地区,水库渗漏问题尤为严重,究其原因发现出现水库渗漏问题,多是由于当地水文地质条件导致的。因此,文章以贵州某水库为例展开分析,以提高水库的建设质量。
        关键词:水库;水文;地质;条件;渗漏
        1.某水库工程概况
        某水库坐落于贵州省某小镇村庄附近。一般情况下,水库蓄水量为778.00m,总存储量为1118万In。该坝的类型为碾压混凝土重力坝,高度为81.0m;通过对坝区进行了一系列实地调查,以了解水库区的水文地质条件,并详细评价了水库的蓄水渗漏问题。
        2.水库区水文地质条件
        水库初步拟建于青菜河下游,水库蓄水位为778.00m左右,迥水长为3.28km左右。水库周围没有分布低矮垭口,两侧的山脉宽阔而厚实,山顶高度约950.00m左右,河谷具备较深的切割。山体岩层多为碳酸盐岩,山体由峰丛洼地和溶蚀沟谷组成;碎屑岩多位于库岸,长期受严重侵蚀,形成横向山脊或沟壑;库区除正常蓄水位外,其他河谷的宽度各不相同,该库属于峡谷型水库。
        3.库区岩溶水文地质条件
        3.1库区岩溶及分布
        溶质岩和非溶质岩相间分布在库区。其中,可溶岩层分布较广;石灰岩、白云岩、泥灰岩等是岩性主要组成物质。岩溶主要分布在栖霞茅口组(P:q + ITI)、狮子山组(Tsh)、茅草铺组(TIn)等裸露地层。水库的尾部和中段P:q + In和T1TI分别位于水库区域的河谷、河岸和相邻谷地。而两岸的沟壑、丘陵、山谷、岸坡缓和石灰岩露出地带主要为岩溶聚集发育区,此地带聚水情况丰富,利用各种形态的岩溶发育,岩溶形态不尽相同,例如库区尾部P2q + In层内分布着kWD-kWD9、K8(即大龙洞)等;TITI层中的KLD-KLD、K(即红色岩洞)位于中段位置;水库第一段的T2sh层中由kWD-kWD、K等组成;水多分布在洼地、落水洞等底部位置;在河谷和河岸附近,因地形切割较为剧烈,切割速度非常快,岩溶发育缓慢。可溶岩层(PC、TY、TS等)呈带状均匀分布在库内横切河谷中,暴露区域相对较少,由于上游和下游分布的碎屑岩较多,岩溶发育速度较慢。通过对水文地质条件进行钻探、测绘等,发现在水库区与邻近山谷之间有两条小型岩溶管道:(1)曾家屋基附近形成的落水洞KLD、洼地kWD位于库区左岸与红岩沟右岸的红岩洞相连,此管道长大约为1km左右;(2)在库区中前段分水岭外侧水葬坝地带形成的洼地kWD,地下水径流方向是K出水溶洞,该区域的地表水经凹陷处聚集汇入,从天沟出水溶洞(K4)流出。
        3.2地下水补、径、排特征
        在该地区主要有三条水系,即青菜河、左岸邻谷红岩沟、右岸邻谷麻沙河,他们从南到北相互平行分布着,最后流入九苍河,这三条水系都是补给河谷,在这三条河流中的河间地块位置都分布着独立的地下分水岭系统,它们之间没有水系连接。库区两侧的山地又宽又厚,补给的主要方式为大气降水,而在该地区青菜河为地表水和地下水排放的最低基准面。同时,它受到相对水屏障Ts、TY ,TY、P3l的影响,库盆范围中有几个不同的水文地质单元,例如P2q + in,Tnl和T2sh。其中,在库区中部谷地、两岸、相邻谷地之间的地块主要分布TIll,地下水相对丰富,利于岩溶发育;而在库首河谷、河岸和邻近谷地主要分布着Tsh,它富含着丰富的地下水,非常利于岩溶发育。另外,在库区河谷中部、库首河谷、河岸和邻近河谷均露出Tm和Tsh,地表分水岭高达920m以上,两岸之间的地块发育着岩溶,大气降水主要是沿着侵蚀裂缝、岩溶管道和地表径流向补充地下水,以岩溶泉或排水口的形式向两侧河谷或沟壑排放。在Tm和T:sh层中,库区与相邻谷之间有一个地下分水岭,Tm层中的水文洞ZK(孔口高度为881.50m,深为148.10m,水位稳定在801.50m)。库区与相邻谷之间的地下流域标高比水库正常水位(778.00m)高出许多。地下分水岭为地下水的分界线,他们都排到水库区域或外部。


        4.库区渗漏分析评价
        水库的正常蓄水位拟建高程为778.00m,库区河谷两侧地形都具备较好的封闭性,山顶高度大多在950m以上。左岸、右岸分别为红岩沟、麻沙河,他们与水库几乎呈平行状态;库区设置为横向河谷,没有发育大型断层构造。;P2q + 113、P31 + c、T,Y-T1Y、T,m、T:s、T2sh、T,s等地层分布在谷间地块中,且夹杂分布着碎屑岩和碳酸盐岩,横向连接库区河谷和相邻谷。其中,相对隔水层有P,l、Ty、T1y、Tzs、T3s等,上述各层无渗漏的地质条件;可溶岩层 P,c、T,Y、T2s等岩溶发育水平不高,谷间地块相对高而宽,且水库沿着上述地层流动几乎没有泄漏的可能性;水库尾部主要分布着Pzq + m,在水库区及邻近谷地有大量井泉点高于水库水位,地下分水岭比正常水位(778.00m)高得多,因此库尾不会出现沿着P2q+m层泄漏到堤岸两侧相邻谷底的问题。在库区中部、库首河谷、两岸分布着Trfl和Tsh,将库区与邻近的麻沙河、红岩沟连接在一起,以上两个岩溶层均分布在库区与相邻谷之间区块内的可疑渗漏区,对可疑渗漏区的评价如下:
        4.1库区左岸及邻谷渗漏评价
        在库区左岸分布着红岩沟,与库区河流几乎平行。位于水库正常蓄水位之间河间地块宽大约在2-3km。一般,河段地表分水岭高程在921-1302m,其中T1Y-T1Y、T1m、T2s、T2sh、T3s等分布在地层中。石灰岩和白云岩为Tm和Tsh的主要岩性,发育有岩溶,流域两侧的河谷或山谷地带都发育有稳定岩溶泉,例如出水溶洞K(红岩溶洞,海拔790m ,流量2L / s)位于红岩沟一侧的Tm层,K(黄泥洞,海拔1120m,流量1-2L / s)位于红羊沟一侧的Tm层,T2sh层内的S3(高程703m,流量2L/s)等,另外,在库区河谷左岸同样存在着稳定的地下水露头,例如Tm内的K(出水溶洞,高程745m,海拔745m,流量4L / s),水库首部T2sh内的s(高程724.91m,流量1-3L / s)等;因此,从以上描述可以看出在T,m,Tzsh层中,水库区与邻近谷之间有一个地下分水岭,水文孔ZK布置在沟左岸的田沟处Tin层内,(孔高度为881.50m,深度为148.10m),孔中水位一般稳定在801.50m。通过对地下水高度与勘探孔的实际情况进行分析研究,发现库区与相邻谷之间的地下分水岭高度远超过水库的储水水位,不易出现渗漏问题。
        4.2库区右岸及邻谷渗漏评价
        麻沙河邻谷分布在水库区右岸,与水库区河段基本平行,位于水库正常蓄水位之间河间地块宽大约在2-3km,谷间地块均匀分布着流溪沟、钟家沟等地表水系统,地表分水岭高度大约在1020m以上;河间区块由Tm和Tsh层组成,石灰岩和白云岩为主要岩性,岩溶层属性为强岩,有岩溶发育。在上述两层内,河谷、谷间区块内哈哕沟、仲家沟和邻近的玛莎河谷之间均分布着稳定性高的岩溶泉水出露,例如,位于Tm层库区青菜谷一边的水岩溶洞K (高度750m,流量1.5L / s),位于玛莎河左岸的S(坟湾,高度805m,流量4L),位于哈哕沟的S(高度895m,流量3-4L / s),位于钟家沟上游水源S(涨水窝,高度907m,流量1-2L / s)等,根据每个岩溶泉点的高度,在水库区与右岸Tm层的相邻谷之间,在正常水位以上均分布着地下分水岭,不易发生渗漏问题;且在谷间地块和T2 sh层内库区也暴露出稳定岩溶泉,例如位于库区侧面的S(高度720.87m,流速0.5-2L / s),且位于右岸徐家坳一带的Tsh层因黄泥田断层(F)和位于袁家寨断层的(F)将其切割。J2z泥岩和砂岩分布在两个断层之间,被J2Z阻塞的Tsh层无法与库区、右岸附近的山谷连接。因此,右岸sh层不可能渗漏到麻沙河。在谷间区块,T:sh层的地下水暴露高度较高,沿断层分布的碎屑岩较多,库区水经Tsh层穿过断层,向下游流动过程中也不易出现泄漏。
        结束语
        现阶段,水库建设工程日益增加,水库渗漏问题越来越多,成为社会各界关注的重点。因此,文章通过对贵州某水库的水文地质条件进行分析,阐述了水文地质条件对水库渗漏问题的影响,并经多方评价对比,找到了不易渗漏的方法,所以,在日后水库的建设中,相关部门可以因地制宜,合理选择水库建设位置和防渗漏措施,以规避水库渗漏问题。
        参考文献:
        [1]赵敏,复杂岩溶储层形成条件与岩溶渗漏分析[D],成都理工大学,2017
        [2]张雄云,米健,德兹水库库区渗漏分析[J],资源环境与工程,2017,31(5):581-584
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