水庫滲漏勘察內(nèi)容及方法

黃玉紅，周澤軍

(云南省水利水電工程有限公司，云南 昆明 650000)

1 工程概況

那榔水庫地處廣南縣蓮城鎮(zhèn)況村上游位置，水庫與那榔河干流之間僅保持了800 m的距離，水庫與昆明市區(qū)相距約468 km。整個水庫所處區(qū)域內(nèi)的交通便捷，流域內(nèi)處于滇南巖溶高原的東北部位置，庫區(qū)呈現(xiàn)出西北高東南低的地勢特征，巖溶發(fā)育明顯。根據(jù)那榔水庫的運行情況，其承擔(dān)著流域內(nèi)17.90 km2的水域控制任務(wù)，主體河流約為5.70 km的長度，寬為3.47 km，在主河兩岸存在著很多的支流分布，部分河谷溝深、坡陡。因為隨著流域內(nèi)生產(chǎn)生活作業(yè)的增多，水庫徑流難以滿足流域內(nèi)人們的用水需求，在相鄰河流和上游通過開鑿隧洞的方式實施了引水工程，新建了一條老龍河取水壩。那榔水庫和老龍河取水壩設(shè)計洪水成果如表1所示。

表1 那榔水庫和老龍河取水壩設(shè)計洪水成果表

2 水庫滲漏水文地質(zhì)勘察內(nèi)容

2.1 地形地貌

相關(guān)人員可以充分了解水庫周邊地形地貌對于庫區(qū)地下水運動的干擾。比如，如果相鄰的河谷被切割的深度非常大，就會使得在河谷內(nèi)的水位要遠遠低于庫區(qū)水位，當(dāng)水庫之間的分水嶺相對單薄的情況下，由于存在滲透途徑短、水力梯度大的特點，使得在該區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)滲漏問題的幾率非常高。那榔水庫處于云貴高原的南部地區(qū)，該水庫周邊地貌呈現(xiàn)出西北高、東南低的特點，海拔高度處于1 230～1 550 m之間，在區(qū)域內(nèi)存在西北部的那六山峰，該山體是水庫庫區(qū)內(nèi)的最高點，海拔達到了1 652 m，整個區(qū)域內(nèi)的地形起伏非常大，部分區(qū)域的坡度較為陡峭，可以達到45°，因為水庫庫區(qū)內(nèi)特殊的地形地貌結(jié)構(gòu)，使得在區(qū)域內(nèi)存在內(nèi)淺～中等切割低中山地形的情況，再加上存在巖溶地貌的分布，使得該水庫庫區(qū)內(nèi)的地形地貌非常復(fù)雜，加劇了滲漏現(xiàn)象的發(fā)生。

2.2 地層巖性及地層的結(jié)構(gòu)

水庫滲漏問題有時是由地層巖性和地層結(jié)構(gòu)所造成的，當(dāng)水庫庫區(qū)內(nèi)存在有強滲透性巖土體的分布時，這些巖土體滲透區(qū)域內(nèi)就可能成為滲漏的通道。如果水庫處于平原地帶的松散類壩基水庫，水流可能會沿著河道堆積物引起水庫的滲漏；而在巖溶分布地帶的水庫，因為在庫區(qū)分布有大量的強巖溶化碳酸鈣鹽底部且沒有隔水層，或者存在隔水層但埋藏深度非常大的情況下，分水嶺會成為滲漏的通道。在那榔水庫庫區(qū)，因為巖溶分布非常突出，使得該水庫地段存在強巖溶化的特點，滲漏威脅相對較大。

2.3 地質(zhì)構(gòu)造

通常情況下，根據(jù)地質(zhì)物理的實際情況來看，在褶皺發(fā)育地帶，勢必伴隨著嚴重的斷層和裂隙發(fā)育。在斷層破碎帶滲漏問題非常常見，尤其是橫切河谷和鄰谷相通的未膠結(jié)斷層破碎帶，由此地質(zhì)構(gòu)造所造成的水庫滲漏問題更為嚴重。當(dāng)然，在寬大密集裂隙巖層區(qū)域，也極易出現(xiàn)滲漏問題。對那榔水庫而言，在庫區(qū)內(nèi)的斷層分布非常多，這些斷層呈現(xiàn)出不規(guī)則的分布狀態(tài)，斷層與斷層之間相互交錯，庫區(qū)內(nèi)還伴有裂隙分布，斷層和裂隙的密集分布增大了水庫庫區(qū)滲漏現(xiàn)象的發(fā)生概率。

2.4 水文地質(zhì)條件

地形地貌、巖性和地質(zhì)結(jié)構(gòu)是加劇滲漏的直接原因，并不是滲漏形成的充分條件，而水文地質(zhì)是最為重要的因素，在勘察時重點是要對含水層與隔水層、含水構(gòu)造、補給類型、徑流情況和地下水類型、地下水水位等基本情況加以全面探明，進而來進行水庫滲漏出現(xiàn)概率的判定。在那榔水庫的地質(zhì)水文等分析基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)在區(qū)域內(nèi)賦存有孔隙水、裂隙水和巖溶水，其中，孔隙水零散分布于山坡山麓、河流溝谷和洼地中，大氣降水是形成孔隙水的直接原因，存在明顯的季節(jié)性變化；裂隙水分布在碎屑巖、硅質(zhì)巖的風(fēng)化裂隙中，表層巖石的風(fēng)化現(xiàn)象明顯，存在著節(jié)理和裂隙發(fā)育，這些地段內(nèi)分布有層狀裂隙水和風(fēng)化裂隙水；巖溶水在該水庫中主要的地下水補給，在不同的含水層之間都存在隔水層分布，這種隔水層分布使得沒有水力聯(lián)系的獨立含水體。

3 水庫滲漏的水文地質(zhì)勘察方法

3.1 地質(zhì)調(diào)查及水文地質(zhì)測繪

在水庫滲漏的水位地質(zhì)勘察過程中，可以選用的勘察方法雖然越來越多，但不同的水文地質(zhì)勘察方法下存在勘察側(cè)重點的不同，在實際的勘察過程中，可以選用一種或者幾種方法相結(jié)合的勘察方式，以獲得完整的水文地質(zhì)勘察結(jié)果和數(shù)據(jù)。地質(zhì)調(diào)查和水文地質(zhì)測繪利用的是調(diào)查和測繪的方式，相關(guān)人員如果要充分了解水庫滲漏威脅和幾率，可以利用測繪的方式來對庫區(qū)開展測繪，比如，通過對庫區(qū)的補充性測繪，重點對滲漏通道和進出口地段來開展測繪，在測繪基礎(chǔ)上獲得庫區(qū)內(nèi)的水文地質(zhì)、巖層結(jié)構(gòu)、地形地貌等基本數(shù)據(jù)，以輔助水庫滲漏問題的分析。對于山區(qū)水庫而言，測繪工作還應(yīng)該包含周圍分水嶺和鄰谷的測繪，而平臺地區(qū)還應(yīng)該包含正常高水位以上的第一級階地。為保障測繪結(jié)果的準確性，在測繪工作進行時，尤其要注重測繪比例尺的選取。因為部分水庫分布在巖溶地段，在此類水庫的地質(zhì)調(diào)查和測繪中，應(yīng)該對所有的巖溶洞穴開展測繪。

3.2 水文地球化學(xué)調(diào)查

水文地球化學(xué)調(diào)查法同樣是水庫滲漏分析中可以采取的水文地質(zhì)勘察方法，這一方法在應(yīng)用時存在多種的途徑，比如，相關(guān)人員可以通過放射性同位素資料來進行地下水年齡的準確估算；而在一些巖溶地段內(nèi)，可以通過飽和指數(shù)的獲取來全面掌握地下水的循環(huán)速率等指標(biāo)，充分利用飽和指數(shù)與地下水循環(huán)速率的分析來掌握水庫庫區(qū)的水文條件，因為對于飽和程度比較小的地下水而言，也意味著其循環(huán)速度偏快，使得其面臨的補給量就相對偏大一些。地下水庫的滲漏分析中，水文地球化學(xué)調(diào)查法的應(yīng)用，可以通過對庫底隔水層地下水水化學(xué)類型、礦化度、電導(dǎo)率等一切水化學(xué)特征的分析來進行庫底隔水層的判定，進而采取有效的方式來抑制庫水向底部的滲漏。以那榔水庫為例，在該水庫上存在巖溶分布，庫區(qū)以西和以東發(fā)育有其它次級支流，庫區(qū)以北發(fā)育有達河支流的次級支流，在該地區(qū)捏巖溶含水層與碎屑巖相對隔水層呈現(xiàn)出相間產(chǎn)出的特點，地表水發(fā)育對水文網(wǎng)產(chǎn)生了一定的切割作用，正是因為這一條件，巖溶地下水沿巖層走向運動。水文地質(zhì)化學(xué)調(diào)查法在那榔水庫的這一區(qū)段內(nèi)使用非常有效，經(jīng)由各種指標(biāo)的獲取，也就詳細掌握了在該水庫區(qū)段內(nèi)的水文條件，對滲漏問題的分析和判定非常有效。根據(jù)這一勘察方法在水庫中的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)地下水分水嶺與地表分水嶺基本保持了一致，巖溶泉水的出露除了與相對隔水層阻隔、地形切割有關(guān)外，還受到斷裂構(gòu)造的影響。根據(jù)周圍水文氣象站點分布及資料情況，擬根據(jù)那榔水文專用站觀測整編的實測徑流資料采用相關(guān)分析法及查圖表法推求水庫設(shè)計徑流。經(jīng)綜合分析比較后，選用相關(guān)分析水文比擬專用站徑流推求的徑流成果。

3.3 鉆探和地球物理勘探

鉆探和地球物理勘探方法對于水庫滲漏的水文地質(zhì)勘察和分析也是十分有效的，通過鉆探和地球物理勘探，就可以更為清晰、準確地掌握庫區(qū)內(nèi)的相關(guān)情況。在勘探剖面線的布置過程中，要嚴格以水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)、地下水分布等來布設(shè)，保障布設(shè)的合理性。水利部門專用站原測流斷面和水庫及老龍河取水口附近選定測流斷面，觀測水位、巡測流量。那榔河及老龍河流量大幅減少，專用站流量與同期實測值相比也大大減小，3月份以后由于河道流量太小，水尺無法讀取水位，基本不能用流速儀施測流量，據(jù)此分析三斷面同期巡測流量不宜用來檢驗修正(枯季)專用站比擬成果，水庫壩址及老龍河取水口枯期及汛期徑流推求仍采用面積比擬那榔專用站成果。在多層含水層結(jié)構(gòu)區(qū)域，在可能存在滲漏巖層區(qū)域，要至少布設(shè)兩個鉆孔，且這些鉆孔應(yīng)該進入隔水層或者枯水期地下水水位以下的一定深度，以滿足鉆探的標(biāo)準，獲得準確的數(shù)據(jù)。對于喀斯特地貌區(qū)域的水庫，鉆探時鉆孔的深度控制非常關(guān)鍵，一般要使得鉆孔深度穿過喀斯特強烈發(fā)育地帶。

4 結(jié)語

滲漏是各個水庫面臨的突出問題，為了有效避免滲漏對水庫結(jié)構(gòu)、功能等造成的不利影響，加強對水庫水文地質(zhì)勘察具有重要的意義，相關(guān)人員要利用有效的方式來獲得水庫完整、準確的水文地質(zhì)勘察結(jié)果，在此基礎(chǔ)上進行滲漏點分析和滲漏預(yù)防，消除水庫的滲漏威脅。