羅星溪水庫成庫條件論證及防滲處理

代承勇，常 成

(貴州省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司，貴陽 550002)

1 工程概況

羅星溪水庫位于貴州省印江縣中壩鄉(xiāng)境內(nèi)的六井溪河段上，六井溪河為長江流域?yàn)踅涤〗佑野兑患?jí)支流。壩址以上控制流域面積140.4km2，正常蓄水位518.0m，總庫容1316萬m3，水庫規(guī)模為中型，迴水長度約5.0km。庫區(qū)河流蜿蜒曲折，庫首為橫向谷，庫區(qū)主要為縱向谷，左岸有印江河及其支流桶溪河低鄰谷分布，右岸有冷水河低鄰谷分布。庫首及庫區(qū)左岸主要分布碳酸鹽地層，巖溶水文地質(zhì)條件較復(fù)雜[1]。

2 庫區(qū)巖溶及水文地質(zhì)條件

庫區(qū)主要分布有奧陶系下統(tǒng)桐梓、紅花園組及二疊系下統(tǒng)棲霞組、茅口組的灰?guī)r，為強(qiáng)巖溶含水層，巖溶較發(fā)育，地下水類型主要為巖溶溶洞水，水量較豐富，但不均一，地下徑流模數(shù)5-9L/s·km2；奧陶系中統(tǒng)寶塔、十字鋪組的白云巖、泥質(zhì)灰?guī)r等，巖溶弱至中等發(fā)育，地下水類型主要為巖溶裂隙水，水量較豐富，但不均一，地下徑流模數(shù)4-5L/s·km2；奧陶系上統(tǒng)五峰、澗草溝組及志留系中統(tǒng)石牛欄群的泥質(zhì)灰?guī)r夾砂泥巖，屬弱巖溶含水層，巖溶發(fā)育較弱，地下水類型主要為基巖裂隙水及巖溶裂隙水，富水性弱至中等，均一性差，地下徑流模數(shù)2-3L/s·km2；志留系中上統(tǒng)韓家店群、下統(tǒng)龍馬溪群及奧陶系下統(tǒng)湄潭組的砂泥巖，屬相對隔水層，地下水類型為基巖裂隙水，水量貧乏，弱風(fēng)化帶及以下巖體節(jié)理裂隙多呈閉合狀，富水性較差，枯季地下徑流模數(shù)0.5L/s·km2。

庫尾左岸的爛壩溝-巖窩坨-付家泉地下巖溶管道主要發(fā)育在寒武系上統(tǒng)毛田、后壩組及奧陶系下統(tǒng)桐梓、紅花園組的白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r及灰?guī)r地層中，長約2.6km，入口為KW2落水洞，高程約800m；出口為六井溪河付家泉河段左岸的KS2巖溶泉(群)，出露高程515-530m，平均比降10.8%。據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，汛期KS2巖溶泉最大流量為350L/s，枯期約36 L/s。

根據(jù)庫區(qū)泉水調(diào)查及岸坡水文鉆孔水位觀測，兩岸均有泉點(diǎn)出露，泉水及地下水補(bǔ)給河流，詳見表1。

3 水庫滲漏分析

3.1 鄰谷滲漏分析

3.1.1 左岸鄰谷滲漏分析

六井溪河中下游羅星溪水庫河段，河床高程476-520m，左岸(南部)低鄰谷為印江河及其支流桶溪河，河床高程430-463m。羅星溪水庫庫尾河段與印江河支流桶溪河近于平行，兩河的直線距離大于9.5km，河間地塊分布地層巖性為O1t+h、O2b+sh灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r及O1m、S1Ln、S2-3hn泥巖夾砂巖及少量灰?guī)r等，分布有四季嶺背斜及沙子場向斜，S2-3hn等碎屑巖相對隔水層連續(xù)分布且高程高于正常蓄水位(518.0m)100m以上。因此，水庫向左岸鄰谷桶溪河無滲漏的可能性[2-4]。

表1 庫區(qū)巖溶泉水及鉆孔水位統(tǒng)計(jì)表

羅星溪水庫庫區(qū)河段與印江河兩河直線距離大于8.5km，兩河流斜交，夾角約30°。河間地塊分布地層巖性為O1t+h、P1q、S2sh、O2b+sh灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r，O1m、S1Ln、S2-3hn等泥巖夾砂巖及少量灰?guī)r。兩河流之間可溶巖地層廣布，且順巖層走向連通，其中O1t+h及P1q灰?guī)r地層巖溶強(qiáng)發(fā)育，S2sh及O2b+sh碎屑巖夾灰?guī)r地層巖溶不甚發(fā)育。據(jù)現(xiàn)場調(diào)查及鉆孔揭露，低鄰谷印江河一側(cè)河岸巖溶發(fā)育現(xiàn)象不明顯，分水嶺外側(cè)八寶塆KS3巖溶泉出露高程為650m，河間地塊巖桑坨巖溶槽谷KZK13水文孔地下水位高程為655m，壩區(qū)左岸坡KZK6鉆孔地下水位高程為543.12m，均高于正常蓄水位518m。通過水文地質(zhì)分析，羅星溪水庫左岸地表分水嶺與地下分水嶺基本一致，雖然庫盆有可溶巖順層連通印江河，但河間地塊存在高于正常蓄水位518m高程的地下水分水嶺，因此水庫向左岸鄰谷印江河滲漏的可能性小，左岸鄰谷滲漏分析示意圖見圖1。

圖1 左岸鄰谷滲漏分析示意圖

3.1.2 右岸滲漏分析

六井溪河中下游羅星溪水庫河段，河床高程476-520m，右岸(西北部)存在冷水河低鄰谷，河床高程470-490m，兩河流斜交，夾角10°。河間地塊寬1.9-3.6km，分布地層巖性為O2b+sh、O1t+h、S2sh、P1q、P2w+c、T1y2灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r及O1m、S1Ln、S2-3hn、T1y1+3泥巖夾砂巖及少量灰?guī)r等。兩河總體均為順向谷，巖層傾向冷水河低鄰谷一側(cè)，S2-3hn泥巖夾砂巖相對隔水層連續(xù)分布。通過水文地質(zhì)分析，河間地塊地表分水嶺與地下分水嶺基本一致，且地下水分水嶺高于正常蓄水位518m高程，因此水庫無向右岸滲漏的可能性。

3.1.3 庫首滲漏分析

壩址地形封閉條件較好，河谷為較對稱“V”型橫向谷，巖層傾下游微偏右岸。河間地塊位于譙家鋪向斜核部一帶，分布有P1q+m 、P2w+c、T1y2及T1yn灰?guī)r地層和T1y1+3泥巖夾泥灰?guī)r等。其中，T1y1+3相對隔水層分布于譙家鋪向斜核部，出露高程較高，且羅星溪水庫壩址區(qū)與冷水河下游河段分布大面積的P1q+m 及P2w+c可溶巖地層，構(gòu)造較發(fā)育，巖體較破碎。

庫首左岸與低鄰谷冷水河河灣地塊最小直線距離約2.5km，主要分布P1q+m及P2w+c灰?guī)r地層，巖溶發(fā)育，通過水文地質(zhì)分析，認(rèn)為河灣地塊有高于正常蓄水位518m高程的地下水分水嶺，地下水補(bǔ)給河水，因此庫首左岸向左岸冷水河滲漏的可能性較小，但存在庫首繞壩沿巖溶裂隙向下游滲漏的可能性。

右岸與低鄰谷冷水河河間地塊寬約1.8 km，KZK10水文孔地下水位高程為515.72m，P1q+m 、P2w+c灰?guī)r巖溶發(fā)育，通過水文地質(zhì)分析，認(rèn)為河間地塊無高于正常蓄水位518.0m高程的地下水分水嶺，地下水補(bǔ)給河水，因此庫首右岸有向冷水河及下游河道滲漏的可能性，詳見圖2。

圖2 庫首右岸鄰谷滲漏分析圖

4 防滲處理

庫首段左岸有向下游河道滲漏的可能性，右岸有向冷水河及下游河道滲漏的可能性，需作防滲帷幕處理。防滲帷幕沿壩軸布置，左右岸反接上游志留系中上統(tǒng)韓家店群(S2-3hn)砂泥巖隔水層，河床段為懸帷幕，帷幕深度按0.7倍壩高考慮，防滲標(biāo)準(zhǔn)為q≤5Lu。

5 結(jié) 語

羅星溪水庫庫區(qū)地形封閉條件總體較好，地下分水嶺與地表分水嶺基本一致，多數(shù)分布相對隔水層，雖有局部穿越分水嶺的巖溶系統(tǒng)發(fā)育，但地下分水嶺水位高于正常蓄水位，該水庫總體成庫條件較好，無鄰谷滲漏之憂。庫首段左岸有向下游河道滲漏的可能性，右岸有向冷水河及下游河道滲漏的可能性，需作防滲帷幕處理。經(jīng)過防滲處理后，水庫具備蓄水成庫條件。