巖角塘水庫庫區巖溶水文地質條件對水庫滲漏的影響分析

李勇軍，陳亞林

(遵義水利水電勘測設計研究院，貴州 遵義 563002)

巖角塘水庫庫區巖溶水文地質條件對水庫滲漏的影響分析

李勇軍，陳亞林

(遵義水利水電勘測設計研究院，貴州 遵義 563002)

在可溶巖地區建壩成庫，巖溶水文地質條件對水庫是否能成庫蓄水起著極其關鍵的作用，在前期勘察時，結合鉆探、物探以及連通實驗等勘察手段，認真細致的查清對庫區及鄰谷間等可能影響水庫蓄水的溶巖層巖溶形態、規模、補給排泄、地下水位等水文地質條件，是合理正確進行水庫成庫蓄水評價的關鍵。文章針對巖角塘水庫庫區分布的可溶巖層以及其可能產生的兩岸鄰谷的滲漏問題，對兩岸河間地塊可溶巖層的巖溶發育性狀、規模、特征等進行詳細調查和勘察，分析評價其對水庫滲漏的影響。

巖溶水文地質；水庫滲漏；庫區工程；滲漏評價

1 工程概況

巖角塘水庫位于貴州省仁懷市九倉鎮小灣村境內，水庫正常蓄水位778.00m，總庫容1118萬m3，大壩為碾壓混凝土重力壩，最大壩高81.0m；該工程庫壩區外業勘察工作于2015年12月進行，結合鉆孔勘探(水文孔)以及地表地質工作等，對庫區的巖溶水文地質條件進行了詳細調查，基本查清了庫區范圍內分布可溶巖層的巖溶發育情況，對水庫的蓄水滲漏問題進行了詳細評價。

2 庫區工程地質條件

擬建水庫位于青菜河的下游河段，水庫正常蓄水位778.00m，迥水長約3.28km。水庫四周無低矮埡口分布，兩岸山體寬厚，山頂高程一般在950.00m以上，河谷切割較深。組成山體巖層以碳酸鹽巖為主，多形成峰叢洼地、溶蝕溝谷地貌；碎屑巖分布段庫岸侵蝕作用強烈，形成橫切河谷的橫向山脊或沖溝；庫區正常蓄水位以下河谷寬窄不一，水庫屬典型的峽谷型水庫。庫區內出露地層主要有二迭系中統棲霞茅口組(P2q+m)、上統龍潭長興組(P3l+c)，三迭系下統夜郎組 (T1y)、茅草鋪組(T1m)、中統松子坎組(T2s)、獅子山組(T2sh)、上統沙溪鎮組(T3s)及第四系(Q)，庫區范圍內無區域性斷層發育[1]。

3 庫區巖溶水文地質條件

3.1 庫區巖溶及分布

水庫區內可溶巖與非可溶巖相間分布，其中P2q+m、T1m、T2sh等可溶巖層分布較廣，巖性以灰巖、白云巖、泥灰巖等為主。巖溶主要發育于棲霞茅口組(P2q+m)、茅草鋪組(T1m)、獅子山組(T2sh)等地層出露區。庫尾以及庫區中段P2q+m、T1m廣泛分布于庫區河谷、兩岸及鄰谷，兩岸沖溝、山間谷壩、岸坡平緩的灰巖出露地帶為巖溶集中發育區，匯水較豐富，巖溶發育強烈，各種巖溶形態發育較全，漏斗、洼地、落水洞、溶洞等均有分布，在兩岸如庫區尾段P2q+m層內的kWD7-kWD9、K8(大龍洞)、K9，中段T1m層內的KLD1-KLD3、K6(紅巖洞)，庫首段T2sh層內的kWD1-kWD5、K4等；在洼地、落水洞等底部多有大量的地下水分布；而在河谷及近河岸由于地形切割劇烈，下切速度快，巖溶發育程度相對較低，大型巖溶發育差。P3c、T1y2、T2s2等可溶巖層在庫內橫切河谷呈帶狀分布，出露面積較小，受上下游碎屑巖分布制約，巖溶相對弱發育。

通過大量的水文地質測繪，鉆探、連通試驗及洞探等，初步查明庫區及鄰谷谷間地塊間存在2條小型的巖溶管道：①庫區左岸曾家屋基附近發育的落水洞KLD1、洼地kWD6與紅巖溝右岸紅巖洞連通，該巖溶管道長約1km；②在庫區中前段分水嶺外側水葬壩一帶發育的洼地kWD3、kWD4，其地下水排泄方向為K4出水溶洞，該帶地表水經由洼地匯入后，于田溝出水溶洞K4流出。

3.2 地下水補、徑、排特征

區內水系主要有青菜河以及左岸鄰谷紅巖溝、右岸鄰谷麻沙河，三河近平行分布均由南向北徑流，最后匯入九倉河，三河均為補給型河谷，三河之間在河間地塊內均存在地下分水嶺，各自為系統，互相之間無水力聯系。

水庫區兩岸山體寬厚，庫區主要受大氣降水補給，青菜河為本區地表水和地下水最低排泄基準面。同時受相對隔水層T2s、T1y3、T1y1、P3l的控制，庫盆范圍內主要存在P2q+m、T1m以及T2sh等幾個不同的水文地質單元，其中T1m主要分布于庫區中部河谷、兩岸谷間地塊及鄰谷，巖溶發育，地下水豐富；T2sh主要分布于庫首河谷、兩岸及鄰谷，含豐富的地下水，巖溶也較為發育，其中：T1m、T2sh分別出露于庫區中部、庫首河谷、兩岸及鄰谷，地表分水嶺高程920m以上，在兩岸谷間地塊內巖溶發育，地下水接受大氣降水補給，主要沿溶蝕裂隙、巖溶管道及層面順層徑流，地下水徑流方向受巖層走向和地形的控制，分別沿地表分水嶺向兩側的河谷或溝谷等以巖溶泉或出水洞的方式排泄，在T1m、T2sh層內庫區與鄰谷之間存在地下分水嶺，綜合各穩定地下水出露高程以及布置于左岸田溝處T1m層內的水文孔ZK10(孔口高程881.50m，孔深148.10m，穩定水位801.50m)等，庫區與鄰谷間地下分水嶺高程遠高于水庫正常水位778.00m；地下水總體以地下水分水嶺為界，各自向庫區或外側排泄。

4 庫區滲漏分析評價

擬建水庫設計正常蓄水位高程為778.00m，庫區河谷兩岸地形封閉較好，山頂高程多在950m高程以上，在左岸有紅巖溝、右岸有麻沙河鄰谷與庫區河段呈近平行分布；庫區為橫向河谷，未見大的斷層構造等發育，谷間地塊內分布P2q+m、P3l+c、T1y1-T1y3、T1m、T2s、T2sh、T3s等地層，碎屑巖與碳酸鹽巖相間分布，橫向連通庫區河谷及兩岸鄰谷，其中P3l、T1y1、T1y3、T2s1、T3s等為相對隔水層，無沿上述幾層產生的滲漏的地質條件；P3c、T1y2、T2s2等可溶巖層巖溶發育程度也不高，谷間地塊較為高大寬厚，庫水沿上述層位產生滲漏的可能性小。P2q+m主要分布于庫尾，該層內在庫區及鄰谷均分布較多高于庫水位的井泉點，其地下分水嶺遠高于正常水位(778.00m)，故庫尾也不存在沿P2q+m層向兩岸鄰谷滲漏問題。

T1m、T2sh分布于庫區中部及庫首河谷、兩岸并連通庫區與紅巖溝、麻沙河鄰谷，巖溶發育，上述兩巖溶層分布帶為本工程庫區與鄰谷谷間地塊內的可疑滲漏帶，下面分別對庫區兩岸可疑滲漏帶進行評價：

4.1 庫區左岸及鄰谷滲漏評價

紅巖溝位于庫區左岸與庫區河流近平行展布，與庫區正常蓄水位778.00m高程之間河間地塊寬約2-2.3Km，河間地塊地表分水嶺高程一般在921-1302m，地塊內分布T1y1-T1y3、T1m、T2s、T2sh、T3s等地層，前述T1m、T2sh巖性以灰巖、白云巖等為主，巖溶發育，在地表分水嶺兩側的河谷或溝谷等均有穩定巖溶泉水出露，如紅巖溝一側T1m層內出水溶洞K6(紅巖洞，高程790m，流量2L/s)、K7(黃泥洞，高程1120m，流量1-2L/s)、T2sh層內的S3(高程703m，流量2L/s)、S4(高程715m，流量1-2L/s)等，而在庫區河谷左岸也有穩定地下水出露，如T1m內的K1(出水溶洞，高程745m，流量4L/s)、K3(季節性出水溶洞，高程760m，流量0.5-5L/s)，庫首T2sh內的S1(高程724.91m，流量1-3L/s)等；故在上述T1m、T2sh層內庫區與鄰谷之間存在地下分水嶺，而布置于左岸田溝處T1m層內的水文孔ZK10(孔口高程881.50m，孔深148.10m)揭露，孔內穩定水位為801.50m，綜合各穩定地下水出露高程以及勘探孔揭露情況，庫區與鄰谷間地下分水嶺高程高于水庫正常水位778.00m；水庫蓄水后沿左岸及鄰谷產生滲漏的可能性小。

4.2 庫區右岸及鄰谷滲漏評價

庫區右岸有麻沙河鄰谷與庫區河段近平行分布，與庫區正常蓄水位778.00m高程之間河間地塊寬約2.2-3Km，谷間地塊內有常流溪溝哈啰溝、仲家溝等地表水系分布，地表分水嶺高程在1020m以上；河間地塊內分布的T1m、T2sh層，巖性以灰巖、白云巖等為主，為強巖溶層，巖溶發育，上述兩層內，在河谷、谷間地塊內哈啰溝、仲家溝兩側以及麻沙河鄰谷等均有穩定巖溶泉水出露，如T1m層內庫區青菜河谷一側出水溶洞K2(高程750m，流量1.5L/s)、哈啰溝兩側的S10(高程895m，流量3-4L/s)、仲家溝上源S13(漲水窩，高程907m，流量1-2L/s)、鄰谷麻沙河左岸的S14(墳灣，高程805m，流量4L/s)等，綜合各巖溶泉點出露高程，在庫區右岸T1m層內庫區與鄰谷之間存在高于正常水位的地下分水嶺，水庫蓄水后沿右岸T1m層產生滲漏的可能性小；而在T2sh層內庫區及谷間地塊內也有穩定巖溶泉水出露，如庫區一側的S2(高程720.87m，流量0.5-2L/s)，且T2sh層在右岸徐家坳一帶因黃泥田斷層(F1)、袁家寨斷層(F2)切割，兩斷層之間分布J2z泥巖、砂巖，受J2z阻隔T2sh層并未連通庫區及右岸鄰谷，故右岸無沿T2sh層向麻沙河產生滲漏的可能；而谷間地塊內T2sh層地下水出露高程較高，在斷層沿線多分布碎屑巖，庫水沿T2sh層經斷層帶向下游滲漏的可能性也小。

綜上所述，水庫兩岸地形總體高大寬厚，地形封閉條件較好，不存在向外滲漏的地形缺口，左右岸雖分別有紅巖溝、麻沙河鄰谷分布，但在庫區及鄰谷兩側均有高于正常水位的地下水出露，在兩岸谷間地塊內均存在高于水庫正常蓄水位778.00m的地下分水嶺，且無斷裂構造切割連通，水庫蓄水后向左、右岸鄰谷滲漏的可能性小，也不存在深層巖溶滲漏問題，本水庫庫區蓄水條件較好。

5 結 語

在可溶巖地區建壩成庫，巖溶水文地質條件對水庫是否能成庫蓄水起著極其關鍵的作用，在前期勘察時，結合鉆探、物探以及連通實驗等勘察手段，認真細致的查清對庫區及鄰谷間等可能影響水庫蓄水的溶巖層巖溶形態、規模、補給排泄、地下水位等水文地質條件，是合理正確進行水庫成庫蓄水評價的關鍵。

[1]遵義水利水電勘測設計研究院.仁懷市巖角塘水工程可行性研究報告[R].遵義：遵義水利水電勘測設計研究院，2016.

1007-7596(2017)06-0102-02

2017-05-23

李勇軍(1981-)，男，貴州遵義人，工程師，從事水利水電工程地質勘察工作；陳亞林(1990-)，男，貴州遵義人，助理工程師，從事水利水電工程地質勘察工作。

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