木浪河水庫庫首左岸巖溶滲漏研究

任興隆

(貴州省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院，貴陽 550002)

0 前言

木浪河水庫，原有大壩高70.5 m，正常蓄水位1 225 m，相應(yīng)庫容為4 710萬m3。水庫目前以灌溉、供水為主，兼有發(fā)電等綜合效益，設(shè)計(jì)總灌溉面積1 760 hm2，每年向興義市城區(qū)提供工業(yè)、生活用水3 240萬m3，壩后及響革電站多年平均發(fā)電量3833萬 KW·h。

目前，興義市木浪河水庫擴(kuò)建工程，擬將水庫的正常高蓄水位由1 225 m抬高至1 242 m(水位抬高17 m，大壩加高17.7 m)，水庫總庫容由 4710萬m3增加到 9 860萬m3。年新增供水量為1 425萬m3/a;新增灌區(qū)為半畝口良田規(guī)劃，面積2127 hm2。

1 地形地貌

壩區(qū)位于興義市馬嶺區(qū)清水河鎮(zhèn)的木浪河下游長約300 m的生不攏河段，河流走向S 65°E，河谷為走向谷，河面高程1165～1171 m，河寬6～10 m。

壩區(qū)河谷以低中山巖溶峽谷地貌為主，在1200 m高程之下河谷呈峽谷形態(tài)，岸坡近于直立;向上逐漸變緩，左岸為順坡向，地形坡度10°～40°，右岸為逆向坡，地形坡度20°～30°，為典型的漏斗型河谷。

當(dāng)水庫正常高蓄水位加高至1 242 m時(shí)，谷口寬約133 m，寬高比為1.9。

2 地層巖性

庫首左岸至大海子沿線出露地層主要為個(gè)舊組，分為4段:

1)T2g1－2，中厚層細(xì)晶灰?guī)r，為強(qiáng)巖溶層。

2)T2g1－3的薄至中厚層含泥質(zhì)白云巖，為弱巖溶層。

3)T2g3－1的中厚層灰?guī)r、白云巖、泥質(zhì)白云巖的互層，弱巖溶層。

4)T2g3－2，中至厚層白云巖、含泥質(zhì)白云巖，強(qiáng)巖溶層。

5)T2g3－3的中至厚層狀灰?guī)r夾泥質(zhì)灰?guī)r，強(qiáng)巖溶層。

6)T2g4，厚層至塊狀白云巖，強(qiáng)巖溶層。

2.2 GLP-2調(diào)節(jié)糖、脂代謝 Khan等[24]的體外研究發(fā)現(xiàn)，GLP-2R在鼠和人β-細(xì)胞、鼠α細(xì)胞和離體小鼠胰島上均有表達(dá)；GLP-2R能抑制鏈佐霉素引起的人1.14β細(xì)胞的DNA損傷，但對促進(jìn)其增殖的能力較弱。但其體內(nèi)研究[24]發(fā)現(xiàn)，GLP-2對小鼠胰島β細(xì)胞及離體小鼠胰島的胰島素分泌無影響。而Baldassano等[25-26]發(fā)現(xiàn)，GLP-2可促進(jìn)高脂飲食小鼠胰島素分泌，減輕高脂肪飲食小鼠的糖、脂代謝紊亂。因此，GLP-2可能對糖、脂代謝平衡起保護(hù)作用，進(jìn)而調(diào)節(jié)骨質(zhì)疏松；故GLP-2可能適用于骨質(zhì)疏松伴高脂血癥或糖代謝紊亂的患者。

3 地質(zhì)構(gòu)造

在庫首與大海子之間分布有響格大斷裂，距河床約250～300 m，走向與河流近于平行，產(chǎn)狀為S85゜E/NE∠60゜，長1.3 km，垂直斷距4 m，破碎帶寬10～20 cm，重結(jié)晶方解石及部分鐵質(zhì)膠結(jié)，膠結(jié)緊密。斷層下盤(響格斷裂至大海子一帶)巖層產(chǎn)狀為140～180°∠20～30°，斷層上盤(響格斷裂至庫區(qū)一帶)巖層產(chǎn)狀為240～280°∠20 ～40°。

4 巖溶水文地質(zhì)

區(qū)內(nèi)碳酸鹽巖大量分布，由于構(gòu)造裂隙切割，地殼間隙抬升以及濕潤多雨的氣候條件，區(qū)域內(nèi)巖溶強(qiáng)烈發(fā)育。在庫首左岸與大海子之間主要分布強(qiáng)巖溶含水層，沿線巖溶洼地及落水洞的地表分布高程一般為1 210～1 295 m，巖溶發(fā)育率約8個(gè)/km2(其中發(fā)育約35%的巖溶低于加高后的正常高蓄水位1 242 m)，各種巖溶形態(tài)眾多，其中以洼地發(fā)育最甚，落水洞、溶隙均有發(fā)育。

大海子洼地高程為1160 m，距離庫首約1.4 km，大海子泉水出露高程為1 169.4 m。水庫蓄水后，大海子形成一個(gè)巖溶湖，湖面高程1 170 m左右。

區(qū)內(nèi)巖溶發(fā)育具有明顯的方向性。洼地長軸方向、溶洞、地下巖溶管道系統(tǒng)走向與主要構(gòu)造節(jié)理發(fā)育方向基本一致，呈NNE、NNW向。如:沿響格大斷裂、F5、F6斷層兩盤影響帶，次級構(gòu)造裂隙，巖溶洼地、管道、落水洞等沿兩側(cè)順構(gòu)造走向排列。庫區(qū)左岸巖層產(chǎn)狀平緩，巖溶發(fā)育程度高，右岸巖層產(chǎn)狀陡，巖溶發(fā)育較弱。

圖1 興義市木浪河水庫庫首左岸巖溶滲漏地帶水文地質(zhì)圖

巖溶在垂直剖面中具分帶性。新構(gòu)造運(yùn)動上升的間歇期，巖溶的水平作用力加強(qiáng)，與階地相適應(yīng)，形成了以水平溶洞、巖溶洼地和坡立谷為特征的巖溶水平帶。

據(jù)庫區(qū) 1/10 000地質(zhì)測繪統(tǒng)計(jì)，庫區(qū)在1220～1350 m高程區(qū)段巖溶最為發(fā)育，溶洞的數(shù)量最多，規(guī)模較大[1]。

庫水經(jīng)由庫首左岸呈樹枝狀向大海子集中滲漏，具有分散入滲、集中排泄的特點(diǎn)。庫水分別由K25巖溶系統(tǒng)、K15落水洞、K24落水洞、K16落水洞經(jīng)品甸火車站貨場地下巖溶管道裂隙帶向大海子滲漏。興義市木浪河水庫庫首左岸巖溶滲漏地帶水文地質(zhì)圖如圖1所示。

4.1 庫首左岸K25巖溶系統(tǒng)

在K25地下巖溶系統(tǒng)內(nèi)的泉水S10(q=50 L/s)投放熒光素，向大海子S1泉水排泄。K25容洞縱割面圖如圖2所示。

圖2 K25溶洞縱剖面圖(K25 cave profile)

4.2 庫首左岸落水洞K15、K24、K16匯流至大海子巖溶滲漏通道

落水洞K15、K16系沿NE向裂隙溶蝕發(fā)育而成，地表直徑約50～70 cm，深約3～5 m，由上至下逐漸變小。鉆孔揭露和連通試驗(yàn)成果表明，庫水經(jīng)庫首左岸落水洞K15、K24、K16匯流至大海子巖溶滲漏通道[2]。

該水庫勘察設(shè)計(jì)可研－初設(shè)兩個(gè)階段中，庫首左岸布置水文地質(zhì)鉆孔10個(gè)，鉆進(jìn)總深度1 177.6 m。根據(jù)水文孔孔內(nèi)穩(wěn)定水位分析，庫水位1 224.2 m時(shí)，KZK3、KZK 4、KZK5、KZK 6鉆孔地下水位均低于庫水位，存在長約1.2 km的地下水位低槽帶，低槽帶水位為1 182.8 m，比庫水位低41.4 m，比加高后的正常高蓄水位1 242 m低59.2 m，比原河床水位1 166 m高16.8 m。

庫水 位1 214.5 m 時(shí)，ZKC 6、ZKC 7、ZKC 8、ZKC 9鉆孔的地下水位均低于蓄水位1 225 m，ZKC9～ZK 8存在長約1.1 km的地下水位低槽帶，低槽帶水位最低點(diǎn)1 172.8 m(ZKC 7號鉆孔地下水位)低于庫水位41.7 m，比原河床水位1 166 m高6.75 m。

而zk 6、zk 7孔內(nèi)穩(wěn)定水位分別為1244.5 m、1246.3 m，均高出1242 m正常蓄水位[3]。

由此可以推測，庫首左岸K15洼地、K24洼地、K16洼地存在巖溶通道向大海子產(chǎn)生滲漏。而在水庫左岸K15、K16投熒光素作連通試驗(yàn)，經(jīng)過觀測及取水質(zhì)分析發(fā)現(xiàn)向大海子排泄;在KZK5號鉆孔內(nèi)投熒光素，經(jīng)觀測亦向大海子S1泉水排泄;庫首左岸入滲點(diǎn)主要集中在K15、K16一帶，入滲點(diǎn)高程多都在1 210 m以上。

結(jié)合鉆孔揭露情況，庫首左岸從入滲點(diǎn)至大海子一帶未發(fā)現(xiàn)有明顯的滲漏管道，推測水庫滲漏途徑為沿NE向裂隙入滲，穿過響格斷層，匯集于T2g3－1、T2g3－2地下水位低槽帶，集中向大海子排泄，具備分散入滲、集中排泄的特點(diǎn)[4]。K25巖溶系統(tǒng)—大孩子水文地質(zhì)剖面圖見圖3。

圖3 K25巖溶系統(tǒng)——大海子水文地質(zhì)剖面圖

4.3 滲流量計(jì)算

式中:Q為水庫滲漏量，m3/s;B為滲漏段寬度，m;K為滲透系數(shù)，m/s;h1、h2為水庫正常蓄水位水邊和低鄰谷水邊的含水層厚度，m;H1、H2為水庫正常高蓄水位標(biāo)高和低鄰谷水面標(biāo)高，m;L為水庫岸邊至低鄰谷的水平距離，m。

通過公式(1)推算，當(dāng)水庫的正常蓄水位達(dá)到1 242.0 m時(shí)，水庫滲漏量Q=0.5m3/s，占多年平均流量的15%左右，遠(yuǎn)大于水庫允許滲漏范圍(不宜大于水庫河段多年平均流量的5%)。

水庫向大海子方向的滲漏特點(diǎn)為分散入滲、集中排泄，滲漏形式為溶隙與管道混合型滲漏，但主要為裂隙性管道滲漏，實(shí)測滲漏量在庫水位為1 220 m時(shí)約為0.28 m3/s，占多年平均流量的4.67%。

根據(jù)本工程的特點(diǎn):滲漏模式主要為裂隙性管道滲漏，依據(jù)目前水庫的滲漏量類比估算加高后可能的滲漏量，參照《水利水電工程巖溶工程地質(zhì)勘察技術(shù)規(guī)程》(DL/T5338—2006)中5.3.11的公式推算水庫的滲漏量:

5 防滲處理

根據(jù)水庫為分散入滲、集中排泄的滲漏特點(diǎn)，處理措施考慮對低槽帶作帷幕封堵。防滲帷幕布置原則:防滲帷幕上限按加高后的正常高蓄水位1 242 m高程考慮，遠(yuǎn)端防滲帷幕端點(diǎn)擬采用正常高水位線與地下水位線的交點(diǎn)作為端點(diǎn)，并向遠(yuǎn)端延伸10～20 m作為防滲端頭;防滲底界以深入地下水位以下10 m、且透水率q＜3 Lu來控制，帷幕分期進(jìn)行，一期以zk 8為起點(diǎn)，經(jīng)K14洼地、KZK5一帶，主要對地表巖溶洼地發(fā)育、地下水位相對較低段采取帷幕灌漿處理，待一期實(shí)施完、水庫蓄水觀測后在確定是否需要實(shí)施二期帷幕。

[1]光耀華.用趨勢面方法分析大化水庫巖溶滲透問題[J].水力發(fā)電，1992(01):35－41.

[2]趙瑞，許模.水庫巖溶防滲漏及防滲研究綜述[J].地下水，2011，33(02):20 －22.

[3]鄭玉元，李景陽，周丕康.松柏山水庫庫首左岸巖溶滲漏及防滲處理研究[J].中國巖溶，1999，18(01):66 －72.

[4]趙青.吳家莊水庫庫區(qū)巖溶滲漏分析[J].山西建筑，2005，31(02):57 －58.