花園水庫上、下壩址滲漏量計算分析

王曉初，賀中潤

(黑龍江省水利水電勘測設(shè)計研究院，哈爾濱150080)

1 概況

龍江縣花園水庫位于雅魯河支流濟沁河下游，龍江縣濟沁河鄉(xiāng)境內(nèi)，地理座標為E122°40'，N47°25';是1座為龍江縣城鎮(zhèn)供水、防洪、灌溉并發(fā)電的綜合性大(2)型水庫。工程主要由攔河壩、溢洪道、電站廠房、輸水洞等組成。

2 上壩址巖體滲透性及滲漏量計算

2.1 壩址巖(土)體滲透性

壩基第四系松散層上部為低液限黏土，屬于微透水;之下為級配良好中礫，K=50 m/d(經(jīng)驗值)，屬于強透水;最底部為粉土質(zhì)礫，K=0.76m/d，屬于中等透水。

壩基巖體為凝灰?guī)r。壩基20.00～31.00 m為中等透水，滲透系數(shù)為1.26×10－3cm/s，透水率為13.4～18.9 Lu。

左壩肩巖體為凝灰?guī)r。SHY1孔0～24.00 m為中等透水巖體(厚度為24.0 m)，滲透系數(shù)為 1.86×10－4～5.38×10－4cm/s，透水率約為18 Lu。其余部分為弱透水。

右壩肩巖體為砂巖和泥巖。根據(jù)經(jīng)驗推算，20 m以內(nèi)為中等透水巖體，滲透系數(shù)為1.5×10－4cm/s(經(jīng)驗值)。其余部分為弱透水。

2.2 滲漏量計算

考慮天然無防滲條件下計算壩基的滲漏量，依據(jù)巖性分布特征將壩段分3段計算。A、C段為低山區(qū)、B段為河床及漫灘區(qū)。見圖1。

圖1 壩基滲漏計算示意圖

2.1.1 邊界條件

計算上限，取天然地表;計算下限，A、C段取中等透水下限，B段松散層取其底部，基巖取中等透水下限。

2.1.2 滲透系數(shù)選取

松散層的滲透系數(shù)為:級配良好中礫為K=50 m/d(經(jīng)驗值);粉土質(zhì)礫K=0.76 m/d。基巖的滲透系數(shù)均為試驗值。

A段滲透系數(shù)平均值為K=0.23 m/d;B段滲透系數(shù)平均值為K=0.63 m/d;C段滲透系數(shù)為1.5 m/d(經(jīng)驗值)。

2.1.3 滲漏計算公式

滲漏壩基滲漏計算公式為:

繞壩滲漏計算公式為:

式中:Q基為壩基滲漏量，m3/d;Q繞為繞壩滲漏量，m3/d;K為滲透系數(shù)，m/d;M為含水層厚度，m;H為壩上、下游水頭差，m;2b為壩底防滲體寬度，取2b=20 m;H1為正常蓄水位到透水層底板高度;h1為壩下游河水位到透水底板高度;B為滲漏段長度，m。壩基滲漏量計算結(jié)果見表1。

3 下壩址巖體滲透性及滲漏量計算

3.1 壩址巖(土)體滲透性

壩基第四系松散層上部為級配不良粗砂、級配不良細礫，K=50 m/d(經(jīng)驗值)，粉土質(zhì)礫，K=1.14 m/d，屬于強透水。

河谷區(qū)壩基巖體為凝灰?guī)r，滲透系數(shù)為1.1×10－4～3.87×10－3cm/s，透水率 11.3 ～26.9 Lu。其余部分為弱透水和微透水。

左壩肩巖體為凝灰?guī)r，透水率為13.3～39.7 Lu。其余部分為弱透水。

右壩肩巖體為凝灰?guī)r。中等透水厚度約為20.00 m，滲透系數(shù)約為0.25 m/d。

3.2 滲漏量計算

考慮天然無防滲條件下計算壩基的滲漏量，依據(jù)巖性分布特征將壩段分3段計算。A段、C段為低山區(qū)，B段為河床及漫灘區(qū)。見圖2。

圖2 壩基滲漏計算示意圖

3.2.1 邊界條件

計算上限，取天然地表;計算下限，A、C段取中等透水下限，B段松散層取其底部，基巖取中等透水下限。

3.2.2 滲透系數(shù)選取

松散層的滲透系數(shù)為:級配良好中礫:K=50 m/d(經(jīng)驗值);粉土質(zhì)礫K=1.14 m/d。基巖的滲透系數(shù)均為試驗值。

A段共1個鉆孔，中等透水段共做4段壓水試驗，滲透系數(shù)平均值為K=0.23 m/d;B段共8個鉆孔，做6段注水試驗，平均值為K=18.1 m/d;13段壓水試驗，轉(zhuǎn)化成滲透系數(shù)平均值為 K=0.20 m/d，B段滲透系數(shù)平均值為 K=9.15 m/d;C段滲透系數(shù)為0.25 m/d(參考左壩肩基巖中等透水段)。下壩基滲漏量計算結(jié)果見表2。

表1 壩基滲漏量計算成果一覽表

表2 下壩基滲漏量計算成果一覽表

4 上下壩址滲漏量比較分析

從上面計算可以看出，在天然無防滲措施條件下，上、下壩址年滲漏量占正常蓄水位以下庫容分別為43.0%和64.5%，上、下壩址年滲漏量占河流多年平均徑流量分別為329.692%和489.236%，主要滲漏部位為第四系松散層，即河床段。下壩址滲漏總量大于上壩址，主要原因是下壩址第四系松散層厚度遠大于上壩址，建議對此段采取防滲處理措施。

［1］水利電力部水利水電規(guī)劃設(shè)計院.水利水電工程地質(zhì)手冊［R］.北京:水利水電出版社，1985:441－453.

［2］王曉初.黑龍江省龍江縣花園水庫工程地質(zhì)勘察報告［R］.哈爾濱:黑龍江省水利水電勘察設(shè)計研究院，2011.

［3］中華人民共和國水利部.GB50487－2008水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范［S］.北京:中國計劃出版社，2009.