羅星溪水庫壩址比選分析

田 茂，常 成，陳 鑫

（貴州省水利水電勘測設計研究院，貴州 貴陽 550002）

印江縣羅星溪水庫竣工后，能改進該地區(qū)的缺水狀況，治理城鎮(zhèn)、工業(yè)區(qū)用水、農(nóng)田灌溉、人畜飲水及旅游發(fā)展等問題。對當?shù)匕傩沼盟⒔?jīng)濟發(fā)展有所提升，所以羅星溪水庫工程的建造是十分必要的。本文依據(jù)地質(zhì)條件對壩址進行選擇。

1 工程概況

羅星溪水庫坐落貴州省印江縣西北面15 km 處。擬成庫河段(六井溪) 位于印江縣杉樹鎮(zhèn)中興鄉(xiāng)，是烏江的右岸二級支流，印江河右岸一級支流，發(fā)源于沿河縣譙家鎮(zhèn)鉛廠壩，由沿河縣南部符家寨流入印江縣，經(jīng)大土、白沙、小河、過路堂、羅星溪、大羅后在堰塘與冷水河匯合向下游進入印江河。河床高程470.0 m～540.0 m，抬高最大水頭約50 m?；厮L度約6.5 km～9.6 km。建庫河段為斜橫向谷，河谷形態(tài)主要為較對稱的“V”型峽谷。水庫下壩址正常蓄水位518.00 m，相應庫容1110 萬m3，興利庫容875 萬m3，總庫容1316 萬m3，為中型水庫。水庫功能為供水、灌溉。

2 區(qū)域地質(zhì)

工程區(qū)大地構造單元位于揚子陸塊——江南復合造山帶—黔南坳陷區(qū)—銅仁開闊復式褶皺變形區(qū)。據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料和實地調(diào)查，新第三紀以來，隨著云貴高原的抬升，測區(qū)以間歇性上升為主，表現(xiàn)為河流階地和跌坎等，挽近期以來未見活動斷裂。工程區(qū)地震動峰值加速度值為0.05 g，地震動反應譜特征周期值為0.35 s，相應地震基本烈度為Ⅵ度，區(qū)域構造穩(wěn)定性好。

3 水庫地質(zhì)條件

從下游至上游，巖層分別為奧陶紀下統(tǒng)（O1）至至第四系（Q），以志留系分布面積最廣，其間缺失泥盆系及石炭系地層，

各地層受構造影響呈條帶狀分布（見圖1）。

圖1 羅星溪水庫區(qū)地質(zhì)略圖

巖層產(chǎn)狀為290°～310°∠15°～56°，傾右岸偏下游。六井溪河中下游河谷地段，河床高程476 m～493 m，水庫左岸（東南部）庫首～庫尾段，印江河（主流）構成左岸低鄰谷，右岸存在（西北部）冷水河低鄰谷。經(jīng)過水文地質(zhì)分析，地下水總體補給六井溪河水，且認為河間地塊有存在高于正常蓄水位的地下水分水嶺，因此上、下壩址向兩岸岸鄰谷滲漏的可能性小。

上下壩址間主要以韓家店組群的砂泥巖為主，局部存在邊坡失穩(wěn)，但整體對對村民及水庫影響不大。產(chǎn)生水庫誘發(fā)地震的可能性小、無具工業(yè)開采價值的礦床、文物古跡及無水庫浸沒問題，水庫上游砂泥巖廣布，為固體徑流的主要來源，但淤積較少，影響不大。

4 壩址比較與選擇

羅星溪水庫位于六井溪河中下游羅星溪河段，擬建壩址位于羅星溪村上游至下游河段，上下壩址之間直線距離約1.56 km，河道距離約2.00 km，現(xiàn)在分別對上下壩址進行評價。

4.1 上壩址的工程地質(zhì)條件及評價

上壩址位于冷沙土河段，河谷較為寬闊，為較對稱的“V”型斜橫向谷，谷底寬29.0 m，平水期河水位488.0 m，水深0.5 m～2.5 m，河床高程486.5 m～487.5 m，在正常蓄水位539 m 高程時，河谷寬141.2 m，寬高比2.72。左岸地形坡度490 m 高程以下為45°左右，490 m 以上較平緩；右岸地形坡度為35°～45°。主要為侵蝕、剝蝕低山及河流堆積地貌，地形條件一般。下伏基巖為志留系中上統(tǒng)韓家店群（S2-3hn）泥巖夾少量砂巖，分布在整個上壩址區(qū)域，厚度大于350 m。

基巖屬軟巖，不適宜建剛性壩，只適宜建當?shù)夭牧蠅巍?/p>

上壩址位于譙家鋪向斜南東翼，小褶皺發(fā)育，總體為單斜構造。巖層產(chǎn)狀較穩(wěn)定，總體為295°∠50°，傾下游偏右岸。主要發(fā)育的節(jié)理裂隙有4 組，見表1。

表1 上壩址節(jié)理裂隙特征統(tǒng)計表

水文地質(zhì)條件：兩河岸地下水位高于河水位，地下水補給河水，為補給型河谷，壩體部分帷幕線沿趾板布置，左、右岸均沿壩軸線往岸坡延伸，帷幕兩端均以正常蓄水位線與地下水位線交點為帷幕端點，帷幕線長601.22 m，帷幕底界按深入地下水位線以下10 m 和進入微風化巖體10 m 以及巖體透水率q≤5 Lu 等控制。河床段帷幕深度按0.7 倍壩高考慮，有效防滲處理面積26071.3 m2，建議按單排孔，孔距3 m 布置帷幕灌漿孔。

4.2 下壩址的工程地質(zhì)條件及評價

下壩址位于建壩河段中下游，下壩址河谷為較對稱“V”型橫向谷；谷底寬15.8 m，平水期河水位476.2 m，水深0.5 m～1.0 m，河床高程475.2 m～475.7 m，正常蓄水位518 m 時，河谷寬83.2 m，寬高比1.93。兩岸自然邊坡為斜向坡，左岸地形坡度約45°～65°；右岸地形坡度約25°～45°。左、右岸邊坡以巖質(zhì)邊坡為主，兩岸自然坡體穩(wěn)定。主要為溶蝕低山及河流堆積地貌。下伏基巖由新至老分述如下：

1）二迭系（P）

①下統(tǒng)茅口組（P1m）淺灰、灰色厚層至塊狀灰?guī)r，厚170 m～200 m，分布在壩址下游。

②下統(tǒng)棲霞組（P1q）深灰色含硅質(zhì)團塊灰?guī)r夾少量泥灰?guī)r，無泥巖夾層。厚188 m～220 m，分布在壩基、壩肩及山頂。

2）志留系中上統(tǒng)韓家店群（S2-3hn）深灰色砂巖夾泥巖以及少量泥灰?guī)r。厚大于360 m 左右，分布在壩址上游。

下壩址位于譙家鋪向斜南東翼，小褶皺發(fā)育，總體為單斜構造。巖層產(chǎn)狀較穩(wěn)定，總體為295°∠55°，傾下游偏右岸。為單斜構造，主要發(fā)育有f1 斷層及4 組節(jié)理裂隙，f1 斷層分布在下壩址上游，斜交河床穿過，為逆斷層，產(chǎn)狀為N60°W/NE∠85°，長度為790 m 左右，破碎帶寬8 m 左右，膠結(jié)良好，斷距5 m 左右。節(jié)理裂隙主要有5 組，見表2。

表2 下壩址節(jié)理裂隙特征統(tǒng)計表

水文地質(zhì)條件: 兩河岸地下水位地下水位高于河水位，地下水補給河水，出露的地層主要為P1q、P1m 厚層塊狀灰?guī)r，灰?guī)r巖溶發(fā)育，在壩軸線下游0～50 m 左右，壩址區(qū)巖溶發(fā)育，有巖溶管道地下水結(jié)構。但由于右岸有較近的冷水河低鄰谷存在，導致地下水水力坡度很緩。巖溶發(fā)育較強烈，由于兩壩肩水力坡度很緩，存在裂隙性及溶隙性繞壩滲漏問題及右岸庫首向冷水河和下游河灣地段巖溶滲漏問題，因此需作防滲處理：壩體部分帷幕線沿壩軸線布置，左岸沿壩軸線壩端往上游韓家店組砂泥巖隔水層延伸至隔水層地下水位518 m 高程處，右岸同樣沿壩軸線壩端往上游韓家店組砂泥巖隔水層延伸至隔水層地下水位518 m 高程處，帷幕線長782.34 m，帷幕底界按深入地下水位線以下10 m 和進入微風化巖體10 m 以及巖體透水率3 Lu 等控制，且河床段帷幕深度不小于0.7 倍壩高，有效防滲處理面積37531.95 m2，建議按單排孔，孔距2 m 布置帷幕灌漿孔。右岸坡巖溶很發(fā)育，因此考慮30%左右的巖溶處理工作量。并預留一定費用作巖溶處理。

4.3 壩址比較

兩壩址均具備修建柔性壩的工程地質(zhì)條件，下壩址具備修建剛性壩的工程地質(zhì)條件具體比較，見表3。

由表3 可知，下壩址地形相對狹窄、完整，兩岸基巖裸露，為中硬巖，僅河床有一定厚度覆蓋層分布，基巖為中硬巖，可作剛性壩，壩址區(qū)無大的構造切割，兩岸及河床壩基巖體較完整。巖溶發(fā)育，相對水文地質(zhì)條件較復雜，但上游不遠處有隔水層可接，上壩址地形寬闊、破碎，基巖為軟質(zhì)巖，只可作柔性壩，壩體投資大。上、下壩址均具備建壩條件，綜合考慮，推薦下壩址較適宜。

表3 羅星溪水庫工程上、下壩址工程地質(zhì)條件比較表

5 結(jié)語

綜上，在河段上擬建上、下兩個壩址，上壩址位于冷沙土河段，河谷較為寬闊，下壩址位于河段中下游，上、下壩址之間直線距離約1.56 km，河道距離約2.00 km。上壩址正常蓄水位時寬高比2.72，壩址區(qū)揭露基巖主要為志留系中上統(tǒng)韓家店群組泥巖夾砂巖，兩河岸地下水位地下水位高于河水位，地下水補給河水，為補給型河谷；下壩址正常蓄水位時寬高比1.93，揭露基巖主要為二迭系下統(tǒng)茅口+棲霞組的淺灰、灰色厚層至塊狀灰?guī)r及深灰色含硅質(zhì)團塊灰?guī)r夾少量泥灰?guī)r，兩河岸地下水位地下水位高于河水位，地下水補給河水，為補給型河谷，壩址巖溶發(fā)育滲漏較嚴重。對兩壩址代表壩型及技術經(jīng)濟進行比較，推薦下壩址為最終方案。