荒溝抽水蓄能電站上水庫(kù)左岸分水嶺滲漏分析

劉錄君，季 聰

（中水東北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司，吉林 長(zhǎng)春 130021）

荒溝抽水蓄能電站上水庫(kù)左岸分水嶺滲漏分析

劉錄君，季 聰

（中水東北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司，吉林 長(zhǎng)春 130021）

抽水蓄能電站上水庫(kù)滲漏問題，是關(guān)系到電站能否正常運(yùn)行，并發(fā)揮最大發(fā)電效益的重要工程地質(zhì)問題。本文通過對(duì)荒溝抽水蓄能電上水庫(kù)左岸分水嶺地下水位長(zhǎng)期觀測(cè)資料的分析，客觀地評(píng)價(jià)了該部位的水庫(kù)滲漏問題，并提出了合理的建議，為庫(kù)周左岸防滲設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

地下水位長(zhǎng)期觀測(cè)孔；滲漏問題；防滲處理；荒溝抽水蓄能電站

1　工程概況

荒溝抽水蓄能電站位于黑龍江省海林市境內(nèi)，距牡丹江市約130km，距蓮花水電站約45km。該電站系以三道河右岸的山間洼地作為上水庫(kù)，正常蓄水位652.50m，已建的蓮花水庫(kù)作為下水庫(kù)，正常蓄水位218.00m。電站裝機(jī)1200MW，是一座大型水電站，其樞紐建筑物主要由上水庫(kù)擋水主壩、庫(kù)尾埡口擋水副壩、輸水隧洞、上下游調(diào)壓井和中部地下廠房等組成。

上水庫(kù)庫(kù)周分水嶺山體多較寬厚，構(gòu)成庫(kù)岸及庫(kù)底的白崗花崗巖多為微、弱透水巖體，但左岸局部地段存在地下水位略低于水庫(kù)正常蓄水位的單薄分水嶺，為此，在該部位布置了一個(gè)鉆孔（鉆孔編號(hào)ZK148）進(jìn)行地下水位長(zhǎng)期觀測(cè)工作，通過對(duì)為期超過一個(gè)水文年的地下水位長(zhǎng)期觀測(cè)資料的分析，計(jì)算該部位在水庫(kù)蓄水后的水庫(kù)滲漏量，為庫(kù)周防滲設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

2　地質(zhì)概況

上水庫(kù)左岸分水嶺長(zhǎng)約2400m，山頂高程一般670～800m，正常蓄水位高程山體厚400～800m，地下水分水嶺厚250～400m，構(gòu)成山體的巖石為白崗花崗巖，全風(fēng)化巖石厚度不均，自坡上向溝底全風(fēng)化巖石厚度逐漸變厚，正常蓄水位以上岸坡全風(fēng)化厚度一般2～10m，局部地段無(wú)全風(fēng)化巖石，下部邊坡全風(fēng)化厚度一般10～15m。強(qiáng)風(fēng)化巖石厚度一般1～3m，局部地段強(qiáng)全風(fēng)化厚度達(dá)7m。下部弱風(fēng)化帶巖體較完整。正常蓄水位以下巖體多呈微風(fēng)化狀態(tài)，巖石透水率一般0.012～0.035L/（min·m·m），屬弱透水巖體。局部巖體透水率小于0.01L/（min·m·m），屬微透水巖體。左側(cè)庫(kù)岸雖通過十余條斷層，但多延伸不長(zhǎng)，規(guī)模不大，且多屬壓性斷層，不構(gòu)成較強(qiáng)的滲漏帶。

據(jù)左岸分水嶺ZK148，ZK149兩個(gè)長(zhǎng)期觀測(cè)孔地下水位觀測(cè)資料，地下水位高程一般為648～685m。左岸庫(kù)周分水嶺除枯水期ZK148鉆孔附近地下水位略低于正常蓄水位外，其余大部分地段地下水位均高于水庫(kù)正常蓄水位。

3　庫(kù)周地下水位長(zhǎng)期觀測(cè)孔的布置

可研階段共埋設(shè)6個(gè)觀測(cè)孔，其中左、右壩肩各1個(gè)——ZK55，ZK65孔；左岸分水嶺1個(gè)——ZK22孔；右岸分水嶺3個(gè)——ZK21，ZK23和ZK24孔。各孔僅觀測(cè)一次。

招標(biāo)設(shè)計(jì)階段共埋設(shè)了11個(gè)孔觀測(cè)孔，其中左、右壩肩各 1個(gè)——ZK84，ZK89孔；左岸分水嶺 3個(gè)——ZK146，ZK148和ZK149孔；右岸分水嶺2個(gè)——ZK150，ZK151孔；左、右兩岸岸坡各2個(gè)——ZK113，ZK123孔和ZK133，ZK137孔。各長(zhǎng)觀孔每10d觀測(cè)一次地下水位，觀測(cè)時(shí)間均已超過一個(gè)水文年。

4　地下水位長(zhǎng)期觀測(cè)成果分析

為了調(diào)查上水庫(kù)左岸單薄分水嶺地下水位進(jìn)埋深情況，在該部位布置一個(gè)地下水位長(zhǎng)期觀測(cè)孔——ZK148。觀測(cè)時(shí)間為2011年10月16日至2013年5月25日，共觀測(cè)19個(gè)月、60次。地下水位觀測(cè)曲線見圖1。

從圖1可以看出：2011年10月份觀測(cè)初期，地下水位尚不穩(wěn)定，水位高程從667.52m下降至650.32m，降幅達(dá)17.20m。從2011年11月初開始至2013年5月25日觀測(cè)結(jié)束，地下水位高程為645.88～647.75m，變幅僅為1.87 m，觀測(cè)曲線總體平緩。分析認(rèn)為該段為單薄分水嶺，兩側(cè)邊坡較陡，地表集水面積有限，地下水位受季節(jié)、降水影響較小。該孔地下水位低于正常蓄水位。

圖1ZK148孔地下水位觀測(cè)曲線圖

5　滲漏量計(jì)算

為了分析預(yù)測(cè)上水庫(kù)蓄水后左岸庫(kù)周分水嶺ZK148鉆孔附近在枯水期向庫(kù)外滲漏量，采用《水利水電工程水文地質(zhì)勘察規(guī)范》附錄C中潛水含水層均質(zhì)巖體水庫(kù)滲漏量計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算。1）計(jì)算假設(shè)條件：巖體透水性相對(duì)均一，滲透系數(shù)采用巖體壓水試驗(yàn)值換算，K=q透×0.01728 m/d；水庫(kù)水位652.50m，鄰谷水位545m，隔水層頂板水平高程545m。2）計(jì)算公式：?jiǎn)螌挐B漏量q單=K（H1-H2）/ L（H1+H2）/2；總滲漏量Q=B·q單。計(jì)算結(jié)果：巖體透水率平均值q透=0.024L/（min·m·m）；滲透系數(shù)K=0.0415m/d；平均滲徑L=920m；單寬滲漏量q單=0.26m2/d；滲漏斷面寬度B=264m。經(jīng)計(jì)算滲漏量?jī)H為68.6m3/d，對(duì)水庫(kù)運(yùn)行影響不大。

6　上水庫(kù)左岸分水嶺滲漏評(píng)價(jià)

上水庫(kù)左岸單薄分水嶺，山頂高程一般為670～714m，正常蓄水位高程山體厚200～350m，該部位為單薄分水嶺，基巖為白崗花崗巖，全、強(qiáng)風(fēng)化巖石較薄，厚度一般為4～13 m，多裸露，局部地段呈弱風(fēng)化巖。鉆孔附近有F50，F(xiàn)582條陡傾角斷層，寬度均小于0.8m，組成物為碎裂巖及斷層泥夾碎屑。正常蓄水位以下巖體多呈微風(fēng)化狀態(tài)，巖體透水率一般為0.012～0.035L/（min·m·m），屬弱透水巖體。630m高程巖體透水率小于0.01L/（min·m·m），屬微透水巖體。據(jù)長(zhǎng)期觀測(cè)孔地下水位觀測(cè)資料，ZK148鉆孔附近地下水位略低于正常蓄水位，水庫(kù)蓄水后存在滲漏問題。

7　結(jié)　語(yǔ)

1）上水庫(kù)左岸分水嶺ZK148鉆孔地段地下水位低于正常蓄水位，建議對(duì)該部位采取防滲處理措施。

2）施工期上水庫(kù)庫(kù)周地下水位監(jiān)測(cè)網(wǎng)建成后，復(fù)核ZK148鉆孔附近地段的地下水位，并結(jié)合施工期開挖，進(jìn)行補(bǔ)充勘察工作，復(fù)核地質(zhì)構(gòu)造的分布、規(guī)模等情況，進(jìn)一步研究該部位的水庫(kù)滲漏問題。

［1］中水東北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司．荒溝抽水蓄能電站上水庫(kù)地下水位長(zhǎng)期觀測(cè)成果分析報(bào)告［R］．2013.

［2］中水東北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司．荒溝抽水蓄能電站招標(biāo)設(shè)計(jì)報(bào)告［R］．2012.

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