吴顺鹏
国投甘肃小三峡发电有限公司，甘肃兰州730000
摘要：库水经过渗流通道向坝下游渗漏，在渗漏过程中水对渗漏路径的岩体及混凝土建筑物有一定的破坏作用，且水质在渗漏过程中也会发生变化，及时准确了解大坝水质化学现状及变化情况对大坝安全稳定运行起着至关重要的作用。
关键词：乌金峡水电站；渗流；水质化学分析
中图分类号：TV145+.1
1前言
大坝在运行过程中受到内部和外部的综合作用，坝的整体稳定性及渗流、水质化学性质等可能发生一定程度的变化，本文通过渗流水质联合分析的方法，对库区环境水、大坝坝体渗漏及渗漏过程中的侵蚀作用进行简要分析，了解大坝周围环境水对混凝土的影响及渗漏路径的通透情况，旨在找出不利于大坝长期安全稳定运行的因素，为后续大坝的除险加固及日常检查维护提供依据[1]。
2水质现状分析
近几年乌金峡水电站坝前库水及坝基地下水的主要水质化学特征统计，同一补水源，但坝基水质性状却有所不同，说明库水在渗漏通道中发生了水质变化，可归纳为以下几方面：
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1）地下水PH变化现状
从统计表中可以看出，坝基地下水PH=7.95~11.66，故坝基全部为碱性水，即PH>7.0，局部呈强碱性化，即PH>11.0。按水质对混凝土建筑材料侵蚀性等级分类分析，PH>6.5对混凝土材料无腐蚀性。同一取样点随着时间的推移PH变化较小，但不同取样点间同一时刻的PH却相差较大，可以看出库水在沿渗漏路径向下游渗漏的过程中PH基本上呈变大的趋势。
2）水化学类型现状
坝前库水的水化学类型呈Ca2++K++Na+—HCO3—型水，对普通混凝土无侵蚀作用，而坝基地下水则出现Ca2++K++Na+—SO42-+Cl-+CO32-型水、Ca2++K++Na+—SO42-+ HCO3—型水、K++Na+—CO32-型水等对普通混凝土具有侵蚀性或弱侵蚀性型水，水化学类型多样，就阴离子而言，除HCO—、SO42-以外，坝基地下水中Cl-、CO32-含量丰富，而且对比库水含量有明显的上升趋势。水化学类型的多样性，反映出库水在向坝基渗漏过程中水化学作用强度与条件的不同。
3）水溶液组成形式及含量现状
库水在不同的渗漏路径作用下，水溶液的组成形式及含量有着显著地变化，除PH值的变化外，总硬度也在发生变化，其中阳离子K++Na+基本呈上升趋势，部分出现剧增，Ca2+也呈上升趋势，但上升幅度较小，基本不会超过库水含量的2倍，随着阳离子的增加，为保持正负离子的平衡，阴离子也呈上升趋势，其中含量剧增的为CO32-，当CO32-溶解度达到饱和后，便会出现析出物、结晶等产物，正如我们经常看见的灌浆廊道排水沟及排水孔周边的析出物及结晶。已有研究表明，坝基析出物是伴随着地下径流而迁移的有关组分至排水孔口由于水环境的迅速变化所致。
3渗流水质联合分析
3.1 反映水-岩间的物理化学作用
通过表一可知，库水在渗漏过程中不断与渗漏通道的岩体发生物理化学作用，使得其水质化学性状发生了变化，渗漏过程中水流通过溶解、侵蚀周边岩石及混凝土建筑材料，并不断通过化学、置换反应带走岩石及混凝土中的离子，以碳酸盐为例：CaCO3+H2O==Ca2++OH-+HCO3-，该反应速率极低，但在其他离子的影响下，加之长时间一刻不停的反应，便会积少成多。举个硅酸盐的例子，硅酸盐、铝硅酸盐矿物是自然界中的主要造岩矿物，也是构成岩体强度的重要物质。其水解速度一般是很缓慢的，但酸性水有助于这种物质的水解，及位于矿物晶格表面的阳离子（Na+、Ca2+、K+、Mg2+等）易被水中的H+取代，以钠长石为例：NaAlSi3O8+6/7H++20/7H2O--3/7Na0.33Al2.33Si3.67O10(OH)2+6/7Na++10/7Si(OH)4硅酸盐、铝酸盐矿物的分解过程，SiO2多呈胶体淋出。坝基地下水析出物中硅、铝组分被检测为此提供了证据，显然，以上现象对于坝基岩体强度的长期稳定是不利的[3]。
3.2 反映坝基渗流动态
库水作为一种溶液, 在向坝基运移的过程中会产生水与坝基岩石之间、水与帷幕、混凝土之间的相互作用,坝基水质特征的形成即是这些作用的结果。坝基地下水径流条件制约着作用进行的速度和程度 ,反之 ,坝基地下水质特征又可反映出坝基的径流条件 。更确切地说 ,坝基水化学场也是渗流场的重要成分, 即坝基渗流场是由水物理场(压力 、流量及水温等)和水化学场共同组成的。
3.3 反映坝踵帷幕的防渗效果
作为坝基地下水主要补给源的坝前库水，具有溶出性侵蚀作用，，在其渗流过程中与坝踵帷幕相接处，发生一系列物理化学作用，根据PH值和有关组分（比如CO32-或OH-）随渗流迁移的含量，若防渗效果好，则帷幕后地下水普遍呈碱性或强碱性，渗流较慢；反之，若防身效果差，帷幕后地下水与库水特性基本相近，渗流较快，据此便可判断帷幕防渗效果。
4结语
（1）坝基水质的形成是水与帷幕体，坝基岩体、混凝土之间相互作用的结果，同时又受到径流条件和自然环境的制约，因而坝基地下水是渗流监测的重要项目，应加强其监测和分析力度。
（2）坝基地下水水质状况不仅可以反映渗流过程过程中水的物理化学作用，还能反映坝前帷幕的防渗效果及坝基的渗流路径发育情况，能宏观的了解渗流动态特征和帷幕实时效果，为大坝安全运行提供技术支持。
（3）大坝坝址地下水演变是一个缓慢的过程，其中造成水质变化的原因有很多，所以平时大坝安全监测资料的积累就显得尤为重要，这对日后的观测资料综合分析提供了有力支持。
参 考 文 献：
[1]潘懿.大化水电站大坝环境水质及渗出物特征初步分析[J].企业科技与发展,2014(07):100-101.
[2] 杨保全,杨光中,叶桂萍.大坝坝基水质与渗流特征[J].河海大学学报(自然科学版),2001(02):91-95.
[3]马晓辉,彭汉兴,杨光中,曾开华.大坝环境水质特征与化学潜蚀[J].水利学报,2001(10):44-47.
作者简介：
吴顺鹏 1990年1月16日 男 甘肃白银 工程师 学士学位 大坝安全监测方向