貴州務(wù)川縣青坪水庫(kù)集雨面積論證

羅 平，肖 膠，胡大彪

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

青坪水庫(kù)始建于1973年4月，1976年10月完工后正式投入運(yùn)行。2019年提出加高擴(kuò)建，由于青坪水庫(kù)工程庫(kù)盆位于一巖溶復(fù)合洼地內(nèi)，庫(kù)盆是區(qū)內(nèi)地下巖溶匯水中心，庫(kù)區(qū)地表集雨面積較小，僅為2.9 km2，區(qū)內(nèi)以巖溶暗河向庫(kù)區(qū)排泄，庫(kù)區(qū)集雨面積難以確定，為水文計(jì)算、規(guī)模論證帶來(lái)了困難。青坪水庫(kù)集雨面積確定成為了水庫(kù)規(guī)模論證，水文計(jì)算控制性因素，因此，需查明巖溶泉水地下集雨面積、分水嶺位置、補(bǔ)徑排關(guān)系、形成機(jī)理以及流量大小。

1 工程概況

青坪水庫(kù)始建于1973年4月，位于貴州省北部遵義市務(wù)川仡佬族自治縣泥高鎮(zhèn)青坪村高洞河上。已建成的青坪水庫(kù)總庫(kù)容780萬(wàn) m3，正常蓄水位1 142 m，相應(yīng)庫(kù)容725萬(wàn) m3，死水位1 122 m，死庫(kù)容40萬(wàn) m3。大壩為鋼筋混凝土面板堆石壩，最大壩高30.0 m。

青坪水庫(kù)大壩加高后，正常蓄水位從1 142 m抬高至1 143.5 m，相應(yīng)庫(kù)容836萬(wàn) m3，總庫(kù)容1 048萬(wàn) m3，最大壩高33.6 m，年總供水量257萬(wàn) m3。

2 工程地質(zhì)概況

2.1 地形地貌

工程區(qū)位于黔北大婁山主脈青坪巖溶峰叢臺(tái)地，工程區(qū)受灈水向斜構(gòu)造影響，以及比較特殊的地形地勢(shì)，巖層組合，使得區(qū)內(nèi)巖溶水文地質(zhì)條件復(fù)雜，巖溶暗河發(fā)育。地形展布受灈水向斜控制，呈南北向展布，工程區(qū)地形猶如一座孤島，中部地勢(shì)高聳，四周地勢(shì)低，沖溝深切。工程區(qū)地形高度在1 100～1 550 m之間，北部下切沖溝高程在700～800 m，西部下切沖溝高程在1 100～1 250 m之間。南部沖溝下切高程在760～780 m。東部硯山、鎮(zhèn)南鎮(zhèn)的下切高程在650～950 m之間。青坪水庫(kù)河段高程約1 100 m，是該區(qū)域排泄基準(zhǔn)面，工程區(qū)四周向該基準(zhǔn)面排泄，庫(kù)區(qū)匯集的地下水經(jīng)過(guò)約650 m的河段進(jìn)入大壩下游落水洞K5，向鎮(zhèn)南方向大巖門(mén)巖溶系統(tǒng)(KS5)排泄。

2.2 地層巖性

工程區(qū)出露地層由新至老分述如下：

(1)T1m：淺灰、灰白色薄至中厚層塊狀灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r，厚561～580 m。

(2)T1y3：上部為紫紅色中至厚層粉砂質(zhì)泥巖、中厚層灰色灰?guī)r不等厚互層，中部為中厚層灰?guī)r，下部為紫紅色泥質(zhì)粉砂巖，厚57～63 m。

(3)T1y2+1：灰色薄至中厚層灰?guī)r夾頁(yè)巖和少許白云巖，厚120～140 m；底部為薄層泥巖夾泥質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r，厚12～25 m。

(4)P3c+w：上部深灰色中厚層至塊狀燧石灰?guī)r，厚120～134 m；下部為灰色灰?guī)r，灰?guī)r與泥巖不等厚互層，底部為粘土巖，厚267～284 m。

(5)P2m+q：上部為深灰至淺灰色灰?guī)r及生物碎屑灰?guī)r，含燧石團(tuán)塊，厚351～368 m；下部為深灰色灰?guī)r及生物灰?guī)r，厚134～175 m。

(6)S2hn：上部為黃灰色頁(yè)巖夾粉砂巖、下部為紫紅色、灰綠色頁(yè)巖，厚374～481 m。

2.3 地質(zhì)構(gòu)造

測(cè)區(qū)以近南北向構(gòu)造為主，與工程有關(guān)的主要構(gòu)造為濯水向斜：軸跡呈弧形彎曲，向斜核部南起洞磨溪，核部走向呈南北向穿越泥高、青坪水庫(kù)庫(kù)尾一帶至朱家壩一帶，走向變?yōu)镹42°E延伸至濯水。測(cè)區(qū)灈水向斜核部主要由三疊系地層組成，該褶皺控制了區(qū)內(nèi)地形地貌及巖溶水文地質(zhì)條件。

3 巖溶泉水文地質(zhì)條件

3.1 巖溶發(fā)育特征

工程主要發(fā)育有灈水向斜，該向斜總體南北展布，控制了區(qū)內(nèi)巖層分布，由于工程區(qū)屬臺(tái)地地形，區(qū)內(nèi)巖層在臺(tái)地四周均有出露，地質(zhì)分界線平面上呈閉合的橢圓形，巖層走向總體與灈水向斜一致。臺(tái)地區(qū)域內(nèi)主巖溶含水層主要為T(mén)1m、P3c+w、P2q+m；相對(duì)隔水層為T(mén)1y1、S2hn、T1y3、P1l，弱巖溶含水層T1y2；其中S2hn相對(duì)隔水層厚實(shí)，控制了區(qū)內(nèi)巖溶暗河出露下限，區(qū)內(nèi)大的暗河出口均在該地層頂界出露，而T1y3巖層相對(duì)較薄，同時(shí)夾有可溶巖，隔水性能相對(duì)S2hn較差，部分巖溶系統(tǒng)易擊穿T1y3相對(duì)隔水層。由于區(qū)內(nèi)特殊的地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性組合，導(dǎo)致區(qū)內(nèi)巖溶系統(tǒng)發(fā)育，形成了錯(cuò)綜復(fù)雜的巖溶水文地質(zhì)條件。區(qū)內(nèi)巖溶發(fā)育具明顯的方向性，洼地長(zhǎng)軸方向、溶洞洞向、消水洞流向以及暗河流向與主要構(gòu)造、節(jié)理裂隙發(fā)育方向基本一致，特別是受濯水向斜構(gòu)造控制明顯。

3.2 主要地下暗河系統(tǒng)

工程區(qū)碳酸鹽巖廣泛分布，約占85%。巖層走向總體北北東向，濯水向斜走勢(shì)基本一致，碳酸鹽巖地區(qū)巖溶強(qiáng)烈發(fā)育，據(jù)地表地質(zhì)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，巖溶形態(tài)眾多，巖溶洼地、溶洞、漏斗、落水洞、天窗、巖溶槽谷、地下巖溶管道(暗河)、巖溶泉水等各種巖溶形態(tài)均有發(fā)育。

4 集雨面積分析

青坪水庫(kù)集雨面積受區(qū)內(nèi)地形地貌、巖溶水文地質(zhì)條件控制，庫(kù)區(qū)主要通過(guò)巖溶暗河補(bǔ)給，庫(kù)區(qū)集雨面積內(nèi)主要含水層為T(mén)1m、T1y2、P3c+w，相對(duì)隔水層為T(mén)1y3、T1y1。局部受地形及相對(duì)隔水層控制，導(dǎo)致區(qū)內(nèi)局部地下集雨面積與地表集雨面積不重合，重合區(qū)域的水文地質(zhì)特征表現(xiàn)為汛期降雨量大，部分降雨入滲后通過(guò)巖溶洼地、淺層巖溶裂隙向地表沖溝排泄，跨越隔水層，進(jìn)入青坪水庫(kù)的巖溶暗河排泄系統(tǒng)；枯季降雨量小，降雨無(wú)法在小沖溝形成地表明流，降雨入滲地下，受相對(duì)隔水層阻隔，地下水難以向青坪水庫(kù)庫(kù)區(qū)補(bǔ)給。

青坪水庫(kù)集雨面積地形上呈狹長(zhǎng)型，南北方向長(zhǎng)，東西方向相對(duì)狹窄，庫(kù)區(qū)大部分集雨面積在水庫(kù)北部區(qū)域。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查及地質(zhì)條件分析，青坪水庫(kù)南部分水嶺位于泥高、林家一帶；北部分水嶺主要在鄧家坨、鹿池一帶分水嶺以北地下水向出水河巖溶系統(tǒng)排泄，分水嶺以南通過(guò)KS1向庫(kù)區(qū)匯集；西部分水嶺沿肖洞灣、水井灣、金竹園、灌木林、坨底下等區(qū)域分布，西部分水嶺主要受地形條件控制，地下分水嶺地表分水嶺基本一致；東側(cè)分水嶺受地層巖性及地形控制較明顯，局部地下水受相對(duì)隔水層T1y3控制，地下分水嶺以T1y3相對(duì)隔水層為界，同時(shí)存在部分區(qū)域當(dāng)降雨量大時(shí)，雨水入滲地表后，經(jīng)沖溝排泄形成明流，跨越T1y3地層界限，向庫(kù)區(qū)匯集，該區(qū)域主要分布在六池塘、陽(yáng)火嶺、謝家灣一帶。經(jīng)綜合分析得出青坪水庫(kù)最大集雨面積為47.2 km2，其中有7.9 km2的非閉合流域，該閉合流域的特征為枯季地下水難以向庫(kù)區(qū)補(bǔ)給，只在汛期降雨量較大時(shí)，部分降雨才能向庫(kù)區(qū)補(bǔ)給排。

圖1 主要巖溶暗河系統(tǒng)示意圖

5 結(jié)語(yǔ)

文章主要通過(guò)地表地質(zhì)測(cè)繪分析工程區(qū)出露地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造以及巖溶水文地質(zhì)條件，并結(jié)合測(cè)流，分析各巖溶暗河系統(tǒng)的地表補(bǔ)給面積，綜合分析出青坪水庫(kù)集雨面積為47.2 km2，非閉合流域?yàn)?.9 km2，青坪水庫(kù)庫(kù)區(qū)枯季流量約610 L/s。查明了青坪水庫(kù)集雨面積及流量，為青坪水庫(kù)加高水文計(jì)算、規(guī)模論證提供基礎(chǔ)地質(zhì)依據(jù)。