十六道崗水庫下壩址壩基滲漏分析計算

劉文東

(黑龍江省水利水電勘測設計研究院，哈爾濱150080)

1 地質概況

壩址區歐根河自東北方向流經本區，河流蛇曲發育，河流寬度20m 左右。左岸壩肩為丘陵，坡度較緩;右岸壩肩為丘陵，坡度較緩，5°～10°。現代河床彎曲迂回，在右岸坡腳處穿過壩址區。漫灘區有積水洼地分布。壩址區地貌可劃分剝蝕堆積臺地、沖積堆積河流高漫灘、沖積堆積河床及低漫灘。

剝蝕堆積臺地:分布于河流兩岸，測繪區左岸，地勢稍起伏，坡度較緩，坡角＜5°，前緣與河流高漫灘相接，界線不明顯，地表巖性為低液限黏土，下部為第三系弱膠結砂礫巖、泥巖。測繪區右岸山體坡度20°左右，前緣與河漫灘呈陡坎狀相接，山體巖性為第三系弱膠結巨礫巖［1］。

堆積河流高漫灘:沿歐根河河床及低漫灘左側發育，寬約0.9 km，地勢平坦，地表巖性由第四系全新統低液限黏土、級配不良中礫等組成。

堆積沖積河床及低漫灘:沿歐根河河床及兩側發育，寬約0.7 km，地表巖性為級配不良粗砂，局部為有機質土，下部為級配良好中礫，河床蛇曲發育。

2 壩基滲漏計算分析

2.1 壩基巖(土)的滲透性

壩基第四系松散層低液限黏土、高液限黏土和高液限粉土為微透水層，參考經驗值，滲透系數取K=0.0009 m/d;級配不良粗砂為強透水層，滲透系數取值K=34 m/d;級配良好中礫和級配不良中礫為強透水層，滲透系數取值K=85 m/d。壩基低液限黏土和高液限黏土在高漫灘處沿壩線方向厚度變化較小，且在壩線上下游均有分布，為較好的天然鋪蓋。

壩基巖體共做注水試驗24 段，滲透系數1.79×10－2cm/s ～1.31×10－4cm/s，屬中等～強透水;做壓水試驗42 段，其中29 段壓水試驗透水率范圍值3.1～9.7 Lu，巖體為弱透水層，13 段壓水試驗值11.60～23.90 Lu，巖體為中等透水層。

2.2 天然無防滲條件下壩基松散層的滲漏量計算

公式(源于《水利水電工程地質手冊》P444):

單層公式:

雙層結構公式:

式中:q 為壩基每天滲漏量，m3;Q年為壩基年滲漏量，m3;K 為土層滲透系數平均值，m/d;M 為計算透水層平均厚度近似值，m;H 為上、下游水頭差，235.0－214.5=20.5m;b 為防滲體寬度，m，2b=10m;B為滲漏段長度，m。 計算參數及計算示意圖見圖1 和表1。

表1 壩址壩基滲漏量計算表

壩基松散層年滲漏量:Q年=28751.9×104m3。占壩址上游多年河流平均徑流量的61.2%，占水庫正常蓄水位以下庫容的117.5%。

圖1 壩址壩基滲漏計算示意圖

2.3 第四系松散采取防滲處理措施后，基巖滲漏量計算

本次只對中等透水層進行滲漏量計算，計算邊界取中等透水層下限或至孔底。

計算公式同上，分段情況見圖1。基巖滲漏計算深度取厚度的平均值。

采用巴布什金公式為:

式中:K 為滲透系數;q 為巖石透水率算術平均值;L為壓水試驗試段長度，取試驗段長度的平均值，取L=5m;r 為鉆孔半徑，取0.03m;壩基基巖年滲漏量:Q年=904.8×104m3。占壩址上游多年河流平均徑流量的1.9%，占水庫正常蓄水位以下庫容的3.7%。

2.4 繞壩滲漏

選用公式如下:公式(源于《中小型水利水電工程地質》(第二版)P142):

式中:Q 為繞壩滲漏量，m3/d;K 為滲透系數，m/d，取大值平均值;H 為上下游水位差，m;h1為正常蓄水位至相對不透水層距離，m;h2為壩下游透水層厚度，m;B 為庫岸可能滲漏段長度，m，從壩軸線算起;L 為地下水位與正常蓄水位高度相等點距河岸的距離，m。

左、右壩肩滲漏量計算示意剖面見圖2 和表2。

圖2 壩肩繞壩滲漏量計算示意圖

表2 繞壩滲漏計算參數取值及成果表

經計算得:壩肩滲漏量:Q年=Q左+Q右=49.0×104m3

壩址上游河流多年平均徑流量47000×104m3，繞壩滲漏量占水庫上游河流多年平均徑流量的0.1%。占水庫正常蓄水位以下庫容的0.2%。

在壩基松散層全部截滲的條件下，計算的壩基基巖滲漏量和壩肩滲漏量之和達到每年953.8×104m3，占壩址上游河流多年均徑流量的2.0%。占水庫正常蓄水位以下庫容的3.9%［2］。

［1］張友成.慶安縣十六道崗水庫工程工程地質勘察報告［R］.哈爾濱:黑龍江省水利水電勘測設計研究院，2014.

［2］水利電力部水利水電規劃設計院.水利水電工程地質手冊［S］.北京:水利水電出版社，1982.