淺析黃泥凼小山塘的地質成庫條件

[摘要]貴州喀斯特地貌發育廣泛，熔巖經以溶蝕為先導的喀斯特作用，形成典型的高山低谷巖溶地貌，懸托型巖溶蓄水工程隨處可見。通過對黃泥凼小山塘地質成庫條件的分析，提出針對性的治理建議。

[關鍵詞]懸托型巖溶蓄水工程 地質成庫條件 相關分析

中圖分類號：P5 文獻標識碼：A 文章編號：1671－7597（2009）0120089－01

一、前言

黃泥凼小山塘位于貴州省甕安縣縣城東南面永和鎮悅來村境內，距縣城11km。屬長江流域烏江水系。山塘集水面積為0.29km2，多年平均流量為1L/s。該山塘原是一個天然的落水洞，因多年泥沙淤積，地下通道部分堵塞，洪水來時就在地表形成了天然的山塘。是典型的懸托型巖溶蓄水工程。

二、地形地貌

黃泥凼小山塘地處甕安西門河與其支流洗馬河分水嶺區，為一蝌蚪形巖溶洼地，底部高程1303.1m，地表積雨面積0.29km2。測區地形陡峻，最高峰周家大坡位于小山塘南緣，部分在小山塘積雨面積內。測區為峰叢洼地巖溶地貌，受地層及構造控制，巖溶以順層發育為主，洼地沿可熔巖展布。

三、地層巖性

測區出露的地層有寒武系婁山關群白云巖，下二迭系梁山組砂頁巖、棲霞和茅口組燧石灰巖，上二迭系吳家坪組燧石灰巖、硅質巖、砂頁巖和煤層，長興組燧石條帶灰巖，下三迭系夜郎組沙堡灣頁巖、玉龍山灰巖。

四、地質構造

測區在大地構造上屬貴陽復雜構造變形區。在區域構造上位于營定街背斜和魚寨井向斜之間，巖層NNE向展布，傾向SEE。斷層不發育。

五、巖溶水文地質

（一）含（透）水層與相對隔水層

測區為典型互層水文地質結構，可熔熔巖與非可熔巖相間分布，但以可熔巖出露面積較大。裂隙溶隙型巖溶含（透）水層有寒武系婁山關群、吳家坪組的燧石灰巖層，溶隙管道型巖溶含（透）水層有二迭系棲霞組、茅口組、長興組、三迭系夜郎組玉龍山段。相對隔水層有二迭系梁山組、吳家坪組的硅質巖、砂頁巖和煤層、三迭系夜郎組沙堡灣段。其中含（透）水層僅有棲霞組、茅口組，隔水層僅有梁山組與小山塘成庫條件有關，現分述于下：

1．棲霞組（P1q）溶隙管道強含（透）水層，分布于庫盆及小山塘下游，巖溶強烈。洼地落水洞串珠狀發育，在小山塘以南順層發育為主，以北則順層切層發育并存。洼地發育密度很高，在小山塘附近0.235km2范圍內，發育了19個洼地，密度達80個/km2。由于位于地表地下分水嶺帶，洼地落水洞均向深發育，巖溶管道具有分層發育特點，地下水位遠低于洼地底部。

2．茅口組（P1m）溶隙管道強含（透）水層，分布于小山塘下游，巖溶發育情況與P1q地層類似，尤其是頂部與P2w地層接觸部位，洼地發育規模大密度高，由于P2w部分巖層具有良好的隔水作用，加之地形高程的降低，因此，茅口組頂部洼地中地下水位埋深不大，估計在20－50m之間。

3．梁山組（P1L）相對隔水層，條帶狀分布于小山塘尾部及兩側，地面出露寬度約45m。在擬建小山塘洼地，梁山組分布區有地下水溢出，并形成一季節泉，但總流量很小，約0.2L/s，且枯季斷流。

（二）小山塘成庫條件

1．小山塘為懸托型巖溶蓄水工程。黃泥凼小山塘庫盆區位于KW01巖溶洼地，由于該洼地位于分水嶺區，除P1L分布區之外，地下水位遠低于洼地底部，尤其是洼地首部的P1q地層，溶隙、管道耦合發育，落水洞達三處之多，導水能力極強。若舍去洼地首部，改在P1L部位筑壩建庫，則在分布區存在順層滲漏問題。因此，該洼地小山塘為懸托型巖溶蓄水工程。需采取適當的防滲工程措施，方能蓄水成庫。

2．小山塘水源條件較差。小山塘地表積雨面積0.29km2。根據庫區的地形植被及水文地質條件，年產水量僅10萬m3 左右。

3．小山塘庫盆小。小山塘位于KW01巖溶洼地的“蝌蚪頭”，為棲霞組（P1q）含燧石灰巖及梁山組（P1L）相對隔水層分布區，水頭高于洼地中梁山組（P1L）相對隔水層的分布高程將增加處理難度。因此小山塘庫容很小，低于1萬m3 ，為小山塘級蓄水工程。抗滲漏能力很弱。

六、結論

黃泥凼小山塘位于甕安西門河與其支流洗馬河分水嶺區，庫盆區及其上游為一蝌蚪形巖溶洼地KW01。底部高程1303.1m，地表積雨面積0.29km2，由于地形和巖溶的影響，積雨面積中僅0.196km2為有效面積，年產水量約10萬m3 。該巖溶洼地的“蝌蚪頭”位于二迭系棲霞組（P1q）含燧石灰巖分布區，管道、溶洞、溶隙強烈發育，地下水位很深，是洼地泄水層位，“蝌蚪尾”位于寒武系婁山關群（ ）白云巖分布區，巖溶作用較弱。

在“蝌蚪頭”后部，梁山組（P1L）相對隔水層，假整合于婁山關群之上，出露有厚約厚約25m，以33度左右傾角傾向小山塘下游。在庫盆部位，特別是梁山組（P1L）分布區，第四紀沉積物厚度在5m以上。小山塘年產水量少，抗滲漏能力極弱，允許滲漏量僅為0.158L/s，而小山塘又主要位于地下水位很深，巖溶發育極其強烈的二迭系棲霞組（P1q）巖溶強透水層，因此，稍有不當處理，該小山塘就可能不能蓄水。由于經費限制，無法使用有效的勘察手段，目前，相對隔水層的準確巖性、厚度、在庫盆中的埋深均僅大致了解。給小山塘建設增加了很大的難度。

七、建議

1．由于原方案滾水壩址處第四紀沉積物巖性雜且較松散，厚度大，因此建壩清基工程量大，造價高、難度大。如不徹底清基，一方面壩會變形破壞，另一方面，壩基會產生滲漏，水從水工膜下漏失。

2．梁山組（P1L）相對隔水層雖然厚度僅25m左右，且僅其中厚約5m的泥質頁巖防滲能力較強，中上部硅質巖夾炭質頁巖防滲能力相對較差（但大大優于棲霞組（P1q）含燧石灰巖和婁山關群（ ）白云巖），對于允許滲漏量僅為0.158L/s的黃泥凼蓄水工程，有效利用此相對隔水層，是保障建好該小山塘的關鍵。

3．為了增加小山塘抗滲漏能力，加大小山塘蓄水量是重要措施之一，因此建議加高原小山塘邊墻1.5～2m，保證小山塘在3個月不下雨仍有一定水量。

4．該小山塘底部面積不大，宜采用水工膜鋪蓋防滲，為使水工膜達到防滲作用，在庫盆中的棲霞組（P1q）含燧石灰巖分布區，應滿鋪；在小山塘上游面，水工膜以嵌入梁山組（P1L）相對隔水層的泥質頁巖上部（小山塘上游側，距庫盆中部堅硬的棲霞組（P1q）含燧石灰巖底部約10m）為好，但該斷面的第四紀沉積物厚度過大（>5m），較松散，開挖嵌膜難度過大，實施困難。因此，可在原擬建壩址處進行開挖嵌膜工程。挖至基巖嵌膜后，用純度較大的紅黏土回填夯筑密實。

作者簡介：

李忠明，男，助理工程師。