崇新水庫成庫條件論證分析

【摘要】巖溶地區庫區滲漏問題是興建水庫成庫條件的主要工程地質問題之一。崇新水庫整個庫區均為可溶巖分布，且存在低鄰谷分布，根據大量的水文地質調查，結合鉆探、EH-4物探等工作手段，對水庫區巖溶水文地質條件進行論證分析。論證結果表明：水庫蓄水向鄰谷產生滲漏的可能性很小，水庫基本具備成庫條件。

【關鍵詞】巖溶地區；低鄰谷；EH-4物探；成庫條件

1、工程概況

崇新水庫位于永安鎮崇新村境內，屬于長江流域烏江水系，豐樂河右岸一級支流官田河上游。正常蓄水位904m，總庫容296萬m3，為小（1）型水利工程。主要任務為鄉鎮供水及灌溉。由于該水庫地處碳酸鹽巖巖溶區，因此，成庫條件論證成為了前期勘察工作主要任務之一。

2、水庫區地質環境

2.1 基本地質條件

水庫區地處大婁山脈南東側，地貌特征表現為侵蝕～溶蝕中低山槽谷地貌。庫區左岸及庫尾地下水補給區山體雄厚，地形封閉較好。庫區地表分水嶺外側均有槽谷或河谷展布，西側分布有永安河低鄰谷，南東側有鄭家溝低鄰谷分布。

庫區庫盆內及兩岸出露地層均為寒武系中統高臺組（∈2g）極薄至薄層白云質粉砂巖、泥質白云巖夾中厚層白云巖為主。在庫區外側左岸遠端分布有寒武系下統清虛洞組（∈1q）灰巖，右岸岸坡分布有寒武系中上統婁山關群（∈2-3ls）白云巖及泥質白云巖為主。

大地構造處于揚子準地臺黔北臺隆遵義斷拱鳳岡北北東向構造變形區。庫區位于謝壩復背斜之德隆背斜的南東側，緊靠軸部附近，受其影響，縱張裂隙發育，順庫區方向主要發育一條區域性張性斷層（F2）該斷裂從庫尾左岸穿過庫區中段切割至大壩右壩肩后順河向延伸至下游，沿斷層線巖溶發育程度較高，沿線小型落水洞、短道巖溶通道及出水泉點均有分布，為導水正斷層。

圖1 庫區環境地質圖

2.2 巖溶水文地質條件

庫區主要為可溶性碳酸鹽巖類地層分布，由于巖層層厚主要以極薄層和薄層泥質、粉砂質白云巖為主，且巖性中多含泥質和粉砂質，就巖層結構和巖性而言，巖溶化程度并不高，但受庫壩區斷層構造和縱張裂隙發育，且地形上相對較緩，特別是庫尾段，故庫岸臨河段、地形相對平緩的臺面和構造切割及影響區，巖溶相對較發育。從地表地質調查和鉆孔、EH4物探揭露，庫區巖溶形態主要有溶溝溶槽、層間溶蝕、小型巖溶洼地套落水洞、短道的巖溶管道、巖溶泉等為主，如在左支溝（小溪溝）庫尾正常高水位附近出露的S21、K4、主庫庫尾的S19、S20，壩址區右岸的S1及LD1與 K5之間的短道巖溶管道等。同時在庫尾及左岸岸坡山盆期一期有小規模巖溶洼地、落水洞發育，與之配套的是在山盆期第二亞期期夷平面的邊緣及山盆期第一亞期剝夷面過渡期區間高程上發育的小型巖溶管道和巖溶泉水等，如壩址及庫區左岸發育的WD1、WD2、WD3、WD5和庫區兩岔河下游左岸溶隙型出水泉點S11、S12及庫尾左岸庫尾小溪溝末端的K4和S21等。庫區主要泉水點及巖溶形態分別見表1。

2.3 地下水的補、徑、排特征

地下水靠大氣降雨補給，其補給方式主要有兩種。①分散補給形式：大氣降雨通過溶縫、裂隙、落水洞、洼地、層面等入滲補給地下水，此種入滲補給形式主要集中在分水嶺及斜坡地帶，本庫區主要屬此類型，如庫尾大量分散出露的S19、S20、S21、K4等；②集中注入補給形式：地表徑流通過巖溶洼地、落水洞等直接集中注入補給地下水，沿斷層面或裂隙面運移。如庫區小溪溝左岸K3和庫首下游右岸溶隙型泉S1均是斷裂構造和縱張裂隙影響帶為補排面。巖溶地下水的徑流形式主要有隙流、脈流及管道流三種。隙流主要發育于分水嶺地區，脈流是隙流與管道流之間的過渡形式，是庫區最為常見的徑流形式，從分水嶺到河谷地帶均有分布，庫區尾部以上河段也以此類徑流形式為主。以溶隙型出水溶洞為集中出溢口，如K5等。庫壩區及鄰谷水文地質鉆孔地下水位匯總統計表見表1。

圖2 EH4物探成果

根據庫區巖溶水文地質調查，并結合鉆探實際揭露穩定地下水位、右岸臺地內的EH4物探等資料綜合分析，庫區兩岸均存在高于河谷的地下水位和弱巖溶層，地下水在庫尾段由岸坡向河床縱向補給，而左右岸則以橫向補給為主，河谷及兩岸谷坡帶由上游至下游地下水位也由高到低存在水力坡降，庫區段河流為補給型河谷，地表分水嶺與地下分水嶺基本一致。

3、成庫條件綜合分析

根據前述可知，水庫兩岸地形封閉條件較好，庫尾山體寬厚。但水庫西側分布有永安河低鄰谷，右岸及庫首有鄭家溝低鄰谷，各溝谷與庫區全為可溶巖相通，存在可疑滲漏的地質條件。

3.1 左岸鄰谷永安河滲漏分析

永安河與庫區平行段河床高程890～912m，河床與庫區之間河間地塊寬約1.5～2.4Km，山頂高程一般在930m以上，遠高于正常蓄水位904m高程。地塊內出露地層以寒武系中統高臺組（∈2g）泥質、粉砂質白云巖為主，通過現場調查和資料收集，在庫區一側河床岸邊及鄰谷永安河一側均有穩定地下水出露，如小溪溝上游左岸的S20（出露高程903m左右，枯季流量0.2L/s左右）、兩岔河下游左岸S12（出露高程897m左右，枯季流量0.5L/s左右）、K4出水溶洞（出露高程895m左右，枯季流量1.2L/s左右），以上泉點和出水溶洞動態流量穩定。另通過對S22泉點上游的取水機井ZKC2反映，孔口高程約911m，孔口以下5m（高程約906m）見穩定地下水位，暴雨季節，該機井孔口涌水高出孔口達2m之高；另在黃金樹槽谷內的取水機井ZKC1反映，孔口高程約908m，孔深約20m，孔口以下5m（高程約903m）見穩定地下水位。通過庫區與永安河鄰谷之間地形地質條件綜合分析，該河間地塊內地形寬厚，地面高程遠高于擬建的正常蓄水位高程904m，無向鄰谷滲漏的地形條件，地質上河間地塊內出露高臺組泥質、粉砂質白云巖為主，且層厚多為薄層、極薄層狀，屬中至弱巖溶巖組，未見斷裂構造切割河間地塊與鄰谷相連，且在河間地塊左右兩側河谷岸坡均有穩定的地下水出露河穩定水位分布，且在鄰谷一側地下水出露點和機井內地下水位高程均高于水庫正常蓄水位，說明在河間地塊內存在高于庫水位的地下分水嶺，故水庫蓄水后庫水向鄰谷永安河滲漏的可能性小。

3.2 水庫向右岸鄰谷滲漏分析

右岸鄭家溝低鄰谷溝底高程875～920m，與壩址平行段溝底高程在897m高程以上，溝內多為第四系堆積物覆蓋。鄭家溝與庫區之間山體為一溶蝕寬緩臺地，臺地一般高程922～936m，寬約400～600m。該臺地較寬緩，頂部高程遠高于水庫正常蓄水位高程904m，故無向右岸鄰谷鄭家溝滲漏的地形條件。庫區與鄰谷見臺地內出露全為寒武系中統高臺組（∈2g）泥質、粉砂質白云巖為主，屬弱巖溶發育巖組，巖層總體傾向右岸，未見斷裂構造切割庫區。據現場調查，該臺地內未見洼地、落水洞等發育，另據EH4物探資料反映，該臺地1～11m內為表層覆蓋層和強風化巖體，地表11m（約911～925高程）以下巖體較完整，未見大的巖溶管道發育，地下水位多在900m高程以上（除庫首段），同時據右岸臺地內的水文鉆孔ZK6證實，孔口高程922.5m，孔深40m，提水后的孔內穩定水位高程為904.5m，且該鉆孔在900m高程以下巖體的透水率均小于5Lu。說明右岸臺地內弱風化以下巖體總體較完整，存在高于正常蓄水904m高程的地下水位。故通過綜合分析，水庫蓄水后，庫水向鄭家溝鄰谷滲漏的可能性小。

綜上所述，水庫兩岸山體寬厚，兩岸均有高于正常高水位的地下分水嶺或弱巖溶層存在，水庫蓄水后庫水向外滲漏的可能性小，且不存在河谷深層滲漏問題，水庫區成庫條件較好。

4、結論

崇新水庫工程庫區大面積分布可溶巖地層，存在低鄰谷分布，地質條件較為復雜。庫區巖溶水文地質條件的調查與分析及庫區滲漏問題的研究成為該工程建設的關鍵之一。

4.1 對于可巖溶分布區的水庫成庫條件，應重點對其巖溶水文地質進行調查。查清地下水的補、徑、排特征，地下分水嶺的分布情況，分析巖溶發育規律等為水庫滲漏分析研究提供有力的論證依據。

4.2 根據大量的地表水文地質調查，結合鉆探、EH4物探等勘察手段綜合論證分析，水庫蓄水后向鄰谷滲漏的可能性小，具備成庫條件。

參考文獻：

[1] 遵義水利水電勘測設計研究院.鳳岡縣崇新水庫工程可行性研究報告[R]，2014.

[2] 綠塘水庫成庫地質條件論證分析[R].人民珠江，1001-9325（2015）S1-0065-03.