崇新水庫(kù)成庫(kù)條件論證分析

【摘要】巖溶地區(qū)庫(kù)區(qū)滲漏問(wèn)題是興建水庫(kù)成庫(kù)條件的主要工程地質(zhì)問(wèn)題之一。崇新水庫(kù)整個(gè)庫(kù)區(qū)均為可溶巖分布，且存在低鄰谷分布，根據(jù)大量的水文地質(zhì)調(diào)查，結(jié)合鉆探、EH-4物探等工作手段，對(duì)水庫(kù)區(qū)巖溶水文地質(zhì)條件進(jìn)行論證分析。論證結(jié)果表明：水庫(kù)蓄水向鄰谷產(chǎn)生滲漏的可能性很小，水庫(kù)基本具備成庫(kù)條件。

【關(guān)鍵詞】巖溶地區(qū)；低鄰谷；EH-4物探；成庫(kù)條件

1、工程概況

崇新水庫(kù)位于永安鎮(zhèn)崇新村境內(nèi)，屬于長(zhǎng)江流域?yàn)踅?，豐樂(lè)河右岸一級(jí)支流官田河上游。正常蓄水位904m，總庫(kù)容296萬(wàn)m3，為?。?）型水利工程。主要任務(wù)為鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水及灌溉。由于該水庫(kù)地處碳酸鹽巖巖溶區(qū)，因此，成庫(kù)條件論證成為了前期勘察工作主要任務(wù)之一。

2、水庫(kù)區(qū)地質(zhì)環(huán)境

2.1 基本地質(zhì)條件

水庫(kù)區(qū)地處大婁山脈南東側(cè)，地貌特征表現(xiàn)為侵蝕～溶蝕中低山槽谷地貌。庫(kù)區(qū)左岸及庫(kù)尾地下水補(bǔ)給區(qū)山體雄厚，地形封閉較好。庫(kù)區(qū)地表分水嶺外側(cè)均有槽谷或河谷展布，西側(cè)分布有永安河低鄰谷，南東側(cè)有鄭家溝低鄰谷分布。

庫(kù)區(qū)庫(kù)盆內(nèi)及兩岸出露地層均為寒武系中統(tǒng)高臺(tái)組（∈2g）極薄至薄層白云質(zhì)粉砂巖、泥質(zhì)白云巖夾中厚層白云巖為主。在庫(kù)區(qū)外側(cè)左岸遠(yuǎn)端分布有寒武系下統(tǒng)清虛洞組（∈1q）灰?guī)r，右岸岸坡分布有寒武系中上統(tǒng)婁山關(guān)群（∈2-3ls）白云巖及泥質(zhì)白云巖為主。

大地構(gòu)造處于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)黔北臺(tái)隆遵義斷拱鳳岡北北東向構(gòu)造變形區(qū)。庫(kù)區(qū)位于謝壩復(fù)背斜之德隆背斜的南東側(cè)，緊靠軸部附近，受其影響，縱張裂隙發(fā)育，順庫(kù)區(qū)方向主要發(fā)育一條區(qū)域性張性斷層（F2）該斷裂從庫(kù)尾左岸穿過(guò)庫(kù)區(qū)中段切割至大壩右壩肩后順河向延伸至下游，沿?cái)鄬泳€巖溶發(fā)育程度較高，沿線小型落水洞、短道巖溶通道及出水泉點(diǎn)均有分布，為導(dǎo)水正斷層。

圖1 庫(kù)區(qū)環(huán)境地質(zhì)圖

2.2 巖溶水文地質(zhì)條件

庫(kù)區(qū)主要為可溶性碳酸鹽巖類(lèi)地層分布，由于巖層層厚主要以極薄層和薄層泥質(zhì)、粉砂質(zhì)白云巖為主，且?guī)r性中多含泥質(zhì)和粉砂質(zhì)，就巖層結(jié)構(gòu)和巖性而言，巖溶化程度并不高，但受庫(kù)壩區(qū)斷層構(gòu)造和縱張裂隙發(fā)育，且地形上相對(duì)較緩，特別是庫(kù)尾段，故庫(kù)岸臨河段、地形相對(duì)平緩的臺(tái)面和構(gòu)造切割及影響區(qū)，巖溶相對(duì)較發(fā)育。從地表地質(zhì)調(diào)查和鉆孔、EH4物探揭露，庫(kù)區(qū)巖溶形態(tài)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(kù)尾正常高水位附近出露的S21、K4、主庫(kù)庫(kù)尾的S19、S20，壩址區(qū)右岸的S1及LD1與 K5之間的短道巖溶管道等。同時(shí)在庫(kù)尾及左岸岸坡山盆期一期有小規(guī)模巖溶洼地、落水洞發(fā)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(guò)渡期區(qū)間高程上發(fā)育的小型巖溶管道和巖溶泉水等，如壩址及庫(kù)區(qū)左岸發(fā)育的WD1、WD2、WD3、WD5和庫(kù)區(qū)兩岔河下游左岸溶隙型出水泉點(diǎn)S11、S12及庫(kù)尾左岸庫(kù)尾小溪溝末端的K4和S21等。庫(kù)區(qū)主要泉水點(diǎn)及巖溶形態(tài)分別見(jiàn)表1。

2.3 地下水的補(bǔ)、徑、排特征

地下水靠大氣降雨補(bǔ)給，其補(bǔ)給方式主要有兩種。①分散補(bǔ)給形式：大氣降雨通過(guò)溶縫、裂隙、落水洞、洼地、層面等入滲補(bǔ)給地下水，此種入滲補(bǔ)給形式主要集中在分水嶺及斜坡地帶，本庫(kù)區(qū)主要屬此類(lèi)型，如庫(kù)尾大量分散出露的S19、S20、S21、K4等；②集中注入補(bǔ)給形式：地表徑流通過(guò)巖溶洼地、落水洞等直接集中注入補(bǔ)給地下水，沿?cái)鄬用婊蛄严睹孢\(yùn)移。如庫(kù)區(qū)小溪溝左岸K3和庫(kù)首下游右岸溶隙型泉S1均是斷裂構(gòu)造和縱張裂隙影響帶為補(bǔ)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(fā)育于分水嶺地區(qū)，脈流是隙流與管道流之間的過(guò)渡形式，是庫(kù)區(qū)最為常見(jiàn)的徑流形式，從分水嶺到河谷地帶均有分布，庫(kù)區(qū)尾部以上河段也以此類(lèi)徑流形式為主。以溶隙型出水溶洞為集中出溢口，如K5等。庫(kù)壩區(qū)及鄰谷水文地質(zhì)鉆孔地下水位匯總統(tǒng)計(jì)表見(jiàn)表1。

圖2 EH4物探成果

根據(jù)庫(kù)區(qū)巖溶水文地質(zhì)調(diào)查，并結(jié)合鉆探實(shí)際揭露穩(wěn)定地下水位、右岸臺(tái)地內(nèi)的EH4物探等資料綜合分析，庫(kù)區(qū)兩岸均存在高于河谷的地下水位和弱巖溶層，地下水在庫(kù)尾段由岸坡向河床縱向補(bǔ)給，而左右岸則以橫向補(bǔ)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(kù)區(qū)段河流為補(bǔ)給型河谷，地表分水嶺與地下分水嶺基本一致。

3、成庫(kù)條件綜合分析

根據(jù)前述可知，水庫(kù)兩岸地形封閉條件較好，庫(kù)尾山體寬厚。但水庫(kù)西側(cè)分布有永安河低鄰谷，右岸及庫(kù)首有鄭家溝低鄰谷，各溝谷與庫(kù)區(qū)全為可溶巖相通，存在可疑滲漏的地質(zhì)條件。

3.1 左岸鄰谷永安河滲漏分析

永安河與庫(kù)區(qū)平行段河床高程890～912m，河床與庫(kù)區(qū)之間河間地塊寬約1.5～2.4Km，山頂高程一般在930m以上，遠(yuǎn)高于正常蓄水位904m高程。地塊內(nèi)出露地層以寒武系中統(tǒng)高臺(tái)組（∈2g）泥質(zhì)、粉砂質(zhì)白云巖為主，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和資料收集，在庫(kù)區(qū)一側(cè)河床岸邊及鄰谷永安河一側(cè)均有穩(wěn)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(diǎn)和出水溶洞動(dòng)態(tài)流量穩(wěn)定。另通過(guò)對(duì)S22泉點(diǎn)上游的取水機(jī)井ZKC2反映，孔口高程約911m，孔口以下5m（高程約906m）見(jiàn)穩(wěn)定地下水位，暴雨季節(jié)，該機(jī)井孔口涌水高出孔口達(dá)2m之高；另在黃金樹(shù)槽谷內(nèi)的取水機(jī)井ZKC1反映，孔口高程約908m，孔深約20m，孔口以下5m（高程約903m）見(jiàn)穩(wěn)定地下水位。通過(guò)庫(kù)區(qū)與永安河鄰谷之間地形地質(zhì)條件綜合分析，該河間地塊內(nèi)地形寬厚，地面高程遠(yuǎn)高于擬建的正常蓄水位高程904m，無(wú)向鄰谷滲漏的地形條件，地質(zhì)上河間地塊內(nèi)出露高臺(tái)組泥質(zhì)、粉砂質(zhì)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(jiàn)斷裂構(gòu)造切割河間地塊與鄰谷相連，且在河間地塊左右兩側(cè)河谷岸坡均有穩(wěn)定的地下水出露河穩(wěn)定水位分布，且在鄰谷一側(cè)地下水出露點(diǎn)和機(jī)井內(nèi)地下水位高程均高于水庫(kù)正常蓄水位，說(shuō)明在河間地塊內(nèi)存在高于庫(kù)水位的地下分水嶺，故水庫(kù)蓄水后庫(kù)水向鄰谷永安河滲漏的可能性小。

3.2 水庫(kù)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(nèi)多為第四系堆積物覆蓋。鄭家溝與庫(kù)區(qū)之間山體為一溶蝕寬緩臺(tái)地，臺(tái)地一般高程922～936m，寬約400～600m。該臺(tái)地較寬緩，頂部高程遠(yuǎn)高于水庫(kù)正常蓄水位高程904m，故無(wú)向右岸鄰谷鄭家溝滲漏的地形條件。庫(kù)區(qū)與鄰谷見(jiàn)臺(tái)地內(nèi)出露全為寒武系中統(tǒng)高臺(tái)組（∈2g）泥質(zhì)、粉砂質(zhì)白云巖為主，屬弱巖溶發(fā)育巖組，巖層總體傾向右岸，未見(jiàn)斷裂構(gòu)造切割庫(kù)區(qū)。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，該臺(tái)地內(nèi)未見(jiàn)洼地、落水洞等發(fā)育，另?yè)?jù)EH4物探資料反映，該臺(tái)地1～11m內(nèi)為表層覆蓋層和強(qiáng)風(fēng)化巖體，地表11m（約911～925高程）以下巖體較完整，未見(jiàn)大的巖溶管道發(fā)育，地下水位多在900m高程以上（除庫(kù)首段），同時(shí)據(jù)右岸臺(tái)地內(nèi)的水文鉆孔ZK6證實(shí)，孔口高程922.5m，孔深40m，提水后的孔內(nèi)穩(wěn)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(shuō)明右岸臺(tái)地內(nèi)弱風(fēng)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(guò)綜合分析，水庫(kù)蓄水后，庫(kù)水向鄭家溝鄰谷滲漏的可能性小。

綜上所述，水庫(kù)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(kù)蓄水后庫(kù)水向外滲漏的可能性小，且不存在河谷深層滲漏問(wèn)題，水庫(kù)區(qū)成庫(kù)條件較好。

4、結(jié)論

崇新水庫(kù)工程庫(kù)區(qū)大面積分布可溶巖地層，存在低鄰谷分布，地質(zhì)條件較為復(fù)雜。庫(kù)區(qū)巖溶水文地質(zhì)條件的調(diào)查與分析及庫(kù)區(qū)滲漏問(wèn)題的研究成為該工程建設(shè)的關(guān)鍵之一。

4.1 對(duì)于可巖溶分布區(qū)的水庫(kù)成庫(kù)條件，應(yīng)重點(diǎn)對(duì)其巖溶水文地質(zhì)進(jìn)行調(diào)查。查清地下水的補(bǔ)、徑、排特征，地下分水嶺的分布情況，分析巖溶發(fā)育規(guī)律等為水庫(kù)滲漏分析研究提供有力的論證依據(jù)。

4.2 根據(jù)大量的地表水文地質(zhì)調(diào)查，結(jié)合鉆探、EH4物探等勘察手段綜合論證分析，水庫(kù)蓄水后向鄰谷滲漏的可能性小，具備成庫(kù)條件。

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