九龍水庫庫區(qū)滲漏分析

高 森，左 輝

（河北省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院集團(tuán)有限公司,天津 300220）

擬建的九龍水庫工程位于云南省曲靖市沾益區(qū)天生壩下村的南盤江上，距沾益區(qū)約5 km，交通較為便利。屬?。?）型水庫，主要樞紐建筑物由攔河壩、導(dǎo)流泄洪洞等組成，工程等別為Ⅳ等，設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為30 年一遇。主要設(shè)計(jì)指標(biāo)：總庫容496.7 萬m3，正常蓄水位1919.50 m，壩頂高程1921.60 m，壩長230.1 m，壩頂寬6 m，最大壩高48.1 m。壩址區(qū)為可溶巖，巖溶發(fā)育。

1 地質(zhì)概況

區(qū)域內(nèi)發(fā)育的地層從老到新有： 泥盆系翠峰山組D1c 砂巖、泥巖互層、?？诮MD2h 石英砂巖、宰格組D3z 白云巖。 石炭系大塘組C1d 砂巖夾黏土巖、擺佐組C1b 灰?guī)r、中統(tǒng)C2灰?guī)r、上統(tǒng)C3灰?guī)r。二疊系梁山組P1l 石英砂巖、棲霞組P1q 灰?guī)r、茅口組P1m 灰?guī)r。 第三系上新統(tǒng)茨營組N2c 泥巖及石英砂巖夾煤線。 第四系沖洪積Q4pal卵石和殘坡積Q2edl黏性土兩類［1］。其中以泥盆系宰格組D3z、石炭系C2、C3、二疊系梁山組P1l、棲霞組P1q 出露范圍較大，為庫區(qū)和壩址區(qū)的主要地層，巖溶發(fā)育。對工程場地影響較大的斷裂有沾益逆斷層、白沙坡逆斷層、大明槽正斷層、小哨逆斷層、渾水塘正斷層、水家梁子正斷層、堡子上斷裂。

庫區(qū)地下水類型主要為孔隙水、 基巖裂隙水及巖溶水?？紫端饕x存于第四系覆蓋層中?；鶐r裂隙水主要賦存于基巖裂隙中，包括構(gòu)造裂隙、節(jié)理及斷層中。巖溶地下水分為純碳酸鹽巖含水巖組、純碳酸鹽巖—碎屑巖含水巖組， 地下水賦存運(yùn)移于純碳酸鹽巖的溶蝕裂隙、管道和溶洞中［3］。綜合水文地質(zhì)條件、巖性、巖體風(fēng)化狀態(tài)、節(jié)理裂隙發(fā)育情況，將庫區(qū)巖體劃分為砂巖、泥巖弱富水性、石英砂巖較弱富水性、白云巖中等富水性、砂、礫石、鮞狀灰?guī)r、灰?guī)r強(qiáng)富水性等4 個等級。

2 庫區(qū)封閉條件

2.1 地形地貌

工程區(qū)位于滇東高原，具高原山地與斷拗（陷）盆地相間的地貌特征。地形多為山地、丘陵及壩子組成，巖溶地貌較發(fā)育。地勢大致西北高東南低，由西北向東南傾斜。

水庫左、右岸均為山脊，左岸山脊高程1943.8～2028.5 m；右岸山脊高程1940.5～2032.3 m。左、右岸均高于水庫正常蓄水位，地形封閉條件較好。

庫區(qū)地表分水嶺沿左、右岸山脊分布，左岸地下分水嶺與地表分水嶺一致； 右岸近壩址段地下分水嶺與地表分水嶺一致， 庫尾段地下分水嶺向水庫上游延伸。

勘察期間地下水位1882.97～1891.29 m，地下水補(bǔ)給南盤江水，地下水位低于水庫正常蓄水位，水庫建成后庫水補(bǔ)給地下水，庫岸地下水封閉條件較差。

2.2 巖性

根據(jù)出露地層巖性將庫區(qū)劃分為3 段： ①水庫近壩段主要為石炭系中統(tǒng)的灰?guī)r、上統(tǒng)的鮞狀灰?guī)r，灰?guī)r、鮞狀灰?guī)r節(jié)理裂隙及巖溶發(fā)育，地表多見溶蝕孔洞，具中等透水性，向下游滲漏的可能性較大，水庫封閉條件較差； ②水庫中段主要為石炭系下統(tǒng)擺佐組的灰?guī)r、中統(tǒng)的灰?guī)r、上統(tǒng)的鮞狀灰?guī)r，二疊系下統(tǒng)梁山組的石英砂巖、棲霞組的灰?guī)r、泥盆系上統(tǒng)宰格組的白云巖。白云巖、灰?guī)r有溶蝕現(xiàn)象，向下游滲漏的可能性較大，水庫封閉條件較差；③庫尾段主要為泥盆系上統(tǒng)宰格組的白云巖、 二疊系下統(tǒng)梁山組的石英砂巖，白云巖溶蝕痕像少見，無泉水出露，且該段兩側(cè)山體雄厚，無低鄰谷，滲漏的可能性較?。?］，水庫封閉條件較好。

3 庫區(qū)滲漏分析

3.1 斷層

對庫區(qū)滲漏影響較大的斷層有白沙坡逆斷層、小哨逆斷層、水家梁子正斷層3 條。

白沙坡逆斷層由西北向東南穿過水庫右岸山脊， 在右岸低矮埡口及天生壩下村采石場處均有揭示，在九龍山莊附近南盤江右岸與南盤江溝通，天生壩下村采石場處與水家梁子正斷層交匯。 在九孔橋附近斷層帶寬約20 m，強(qiáng)風(fēng)化，多呈碎石夾泥；在沾益北山附近斷層帶寬約30 m，帶內(nèi)多為灰綠、黃褐色斷層泥，弱～中透水，形成天然隔水屏障，因此庫水沿白沙坡逆斷層向下游滲漏的可能性小。

小哨逆斷層由北向南穿過水庫庫區(qū)及左岸，在九孔橋附近的左岸山坡有揭示，為1 條逆斷層，產(chǎn)狀為走向NE20～SW190°，傾向SE，傾角70°。斷層上盤為D3z～P1q，下盤為D2h～C1d，地層斷距約300 m。斷層帶寬約50 m，帶內(nèi)多為灰白、灰綠、黃褐色斷層泥，弱～中透水，形成天然隔水屏障，庫水沿小哨逆斷層向下游（南面盆地）滲漏的可能性小。

水家梁子正斷層為1 條正斷層， 產(chǎn)狀為走向NE5～SW185°，傾向SE，傾角85°。斷層上盤為D2s～D3z，下盤為D2s～D3z，地層斷距小于100 m。斷裂帶巖性多為斷層泥夾巖屑，對水庫滲漏存在一定影響。水家梁子正斷層在天生壩下村南盤江右岸有泉群出露，出露高程1890.00 m，推測為水家梁子正斷層導(dǎo)水形成。

3.2 鮞狀灰?guī)r、灰?guī)r、白云巖條帶

3.2.1 水庫近壩段（壩址區(qū)至九孔橋段）

左岸由九孔橋經(jīng)渾水塘至天生壩電廠地面高程1883.10～1932.90 m， 分布地層巖性主要為石炭系中統(tǒng)的灰?guī)r、石炭系上統(tǒng)的鮞狀灰?guī)r、二疊系下統(tǒng)梁山組的石英砂巖。石炭系中統(tǒng)的灰?guī)r、石炭系上統(tǒng)的鮞狀灰?guī)r表層呈強(qiáng)風(fēng)化狀態(tài)， 巖層走向NE70°， 傾向SE，傾角15°，巖體兩組節(jié)理發(fā)育。強(qiáng)風(fēng)化灰?guī)r、鮞狀灰?guī)r為強(qiáng)透水層，形成天然滲漏通道；弱風(fēng)化灰?guī)r、鮞狀灰?guī)r為微～弱透水層。

勘探期間南盤江水位高程1886.92 m，左岸地下水位1891.29 m，左岸地下水補(bǔ)給南盤江水。水庫建成后正常蓄水位1920.00 m，南盤江水位升高，南盤江水補(bǔ)給左岸地下水， 因此水庫存在向東南部滲漏問題。

右岸由九孔橋經(jīng)沾益北山至天生壩下村地面高程1907.10～1972.20 m，分布地層巖性主要為石炭系中統(tǒng)的灰?guī)r、石炭系上統(tǒng)的鮞狀灰?guī)r、二疊系下統(tǒng)梁山組的石英砂巖、二疊系下統(tǒng)棲霞組的灰?guī)r?；?guī)r、鮞狀灰?guī)r表層呈強(qiáng)風(fēng)化狀態(tài)， 巖層走向NE15°～NE80°，傾向NW，傾角10°～30°，巖體兩組節(jié)理發(fā)育。強(qiáng)風(fēng)化灰?guī)r、鮞狀灰?guī)r為強(qiáng)透水層，形成天然滲漏通道；弱風(fēng)化灰?guī)r、鮞狀灰?guī)r為微～弱透水層。勘探期間南盤江水位高程1886.92 m，右岸地下水位1889.56 m，右岸地下水補(bǔ)給南盤江水。 水庫建成后正常蓄水位1920.00 m，南盤江水位升高，南盤江水補(bǔ)給右岸地下水，因此水庫存在向西南部滲漏問題。

3.2.2 水庫中段（九孔橋至清水溝段）

左岸庫區(qū)外側(cè)分布有泥盆系中統(tǒng)海口組石英砂巖、石炭系下統(tǒng)大唐組砂巖、泥巖互層、二疊系下統(tǒng)梁山組石英砂巖，巖層產(chǎn)狀穩(wěn)定，傾角較陡，形成良好的相對隔水層， 且石板井公路管理站附近泉水出露高程1948.00 m，高于水庫正常蓄水位1920.00 m，不存在滲漏問題。

右岸泥盆系上統(tǒng)宰格組白云巖分布段， 節(jié)理裂隙發(fā)育，地表多見溶蝕孔洞?？辈斓叵滤?924.00～1952.02 m,高于水庫正常蓄水位1920.00 m， 不存在滲漏問題。

3.2.3 庫尾段

左岸庫區(qū)外側(cè)分布有泥盆系中統(tǒng)?？诮M石英砂巖、石炭系下統(tǒng)大唐組砂巖、泥巖互層、二疊系下統(tǒng)梁山組石英砂巖，巖層產(chǎn)狀穩(wěn)定，傾角較陡，形成良好的相對隔水層，不存在滲漏問題。

右岸泥盆系上統(tǒng)宰格組白云巖，節(jié)理裂隙發(fā)育，地表多見溶蝕孔洞。 地下水位1923.00～1964.00 m,高于或接近水庫正常蓄水位1920.0 m，不存在滲漏問題。

3.3 巖溶

水庫區(qū)分布的可溶巖地層主要為灰?guī)r、 鮞狀灰?guī)r和白云巖。

3.3.1 巖溶層組類型

為均勻狀純碳酸鹽巖層組，主要由灰?guī)r、鮞狀灰?guī)r或白云巖等純碳酸鹽巖組成， 純碳酸鹽巖巖層連續(xù)厚度大于200 m，部分地區(qū)有不純灰?guī)r夾層，但其厚度一般小于10%。灰?guī)r巖溶最發(fā)育，容易沿層面或構(gòu)造破裂帶等發(fā)育規(guī)模較大的洞穴系統(tǒng)， 地下水以不均一的管道水為主。 白云巖以小型溶孔和溶洞系統(tǒng)密集發(fā)育為主，很少有大型溶洞。

3.3.2 巖溶形態(tài)特征

調(diào)查區(qū)地表巖溶形態(tài)豐富，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，區(qū)內(nèi)共發(fā)育巖溶形態(tài)9 個，其中巖溶洼地（漏斗）3 個、落水洞5 個、溶洞2 個、泉水11 個［4］。

3.3.3 巖溶發(fā)育深度

根據(jù)收集資料分析，本區(qū)巖溶應(yīng)為第三巖溶期，即南盤江巖溶期。 鉆孔揭露巖溶發(fā)育下限高程約1870 m， 高程1870～1930 m 為溶隙帶， 高程1930～2200 m 為洞穴—溶隙帶。 部分鉆孔溶洞成串珠狀分布，單層溶洞高0.5～1 m，最小0.2 m，最大4.7 m。根據(jù)巖溶垂直發(fā)育規(guī)律，庫區(qū)處于溶隙帶，巖溶形態(tài)以溶蝕裂隙為主，同時不存在巖溶管道型滲漏通道。

3.3.4 地球物理勘探成果分析

經(jīng)高密度電法勘探，在河兩岸等高線1930 m 附近推測異常14 處，其中山間沖溝5 處，溶蝕區(qū)8 處，斷層1 處［5］。

左岸GZ1 測線的260 m 處，深度17 m 處有深約6 m、寬約5 m 的高阻溶蝕區(qū)，溶蝕的中心位置高程為1910 m。壩址區(qū)地質(zhì)勘察揭示為溶蝕裂隙密集帶。

左岸GZ5 測線190 m 處， 溶蝕的中心位置高程為1937 m；右岸GY12 測線445 m 處，溶蝕的中心位置高程為1936，500 m 處， 溶蝕的中心位置高程為1942 m。以上3 處異常區(qū)中心高程均高于庫水位，對庫區(qū)滲漏無重大影響。

左岸GZ6 測線的370 m 處，深度為13 m、寬約5 m的溶蝕區(qū)，溶蝕的中心位置高程為1910 m，GZ6 測線的370 m 處，深度為19 m、寬約4 m 的溶蝕區(qū)，溶蝕的中心位置高程為1910 m， 兩溶蝕區(qū)相距約90 m，其左側(cè)GZ7、GZ4 兩測線相近位置均無發(fā)現(xiàn)異常，推測這兩處異常區(qū)往庫區(qū)外無延伸， 對庫區(qū)滲漏無重大影響。

右岸GY3 測線的145 m 處，深度為27 m、寬約6 m的溶蝕區(qū)， 溶蝕的中心位置高程為1920 m， 該測線255 m 處，深度為26 m、寬約4 m 的溶蝕區(qū)，溶蝕的中心位置高程為1910 m。綜合區(qū)域地質(zhì)資料，溶蝕區(qū)右側(cè)為石炭系上統(tǒng)鮞狀灰?guī)r和二疊系下統(tǒng)梁山組石英砂巖，推測這兩處異常區(qū)往庫區(qū)外無延伸，對庫區(qū)滲漏無重大影響。

通過現(xiàn)階段地球物理勘探成果分析， 未發(fā)現(xiàn)向庫區(qū)外延伸的巖溶管道型滲漏通道。

4 結(jié)語

（1）九龍水庫左、右岸均為山脊，左岸山脊高程1943.8～2028.5 m，右岸山脊高程1940.5～2032.3 m，左、右岸均高于水庫正常蓄水位，地形封閉條件較好。

（2）庫區(qū)地表分水嶺沿左、右岸山脊分布，左岸地下分水嶺與地表分水嶺一致； 右岸近壩址段地下分水嶺與地表分水嶺一致， 庫尾段地下分水嶺向水庫上游延伸。 勘察期間地下水位低于水庫正常蓄水位，水庫建成后庫水補(bǔ)給地下水，庫岸地下水封閉條件較差。

（3）經(jīng)分析水家梁子正斷層具導(dǎo)水作用，對水庫滲漏存在一定影響；白沙坡逆斷層、小哨逆斷層形成天然隔水屏障，庫水沿?cái)鄬酉蛳掠螡B漏的可能性小。

（4）水庫近壩段鮞狀灰?guī)r、灰?guī)r、白云巖條帶存在向東南、西南部滲漏問題；水庫中段和庫尾段不存在滲漏問題。

（5）高密度電法勘探僅發(fā)現(xiàn)局部有溶洞及溶蝕現(xiàn)象存在， 未發(fā)現(xiàn)向庫區(qū)外延伸的巖溶管道型滲漏通道。

（6）綜上所述，庫區(qū)地形封閉條件較好，勘察期間地下水位低于水庫正常蓄水位， 庫岸地下水封閉條件較差， 存在水家梁子正斷層滲漏和近壩段鮞狀灰?guī)r、灰?guī)r、白云巖條帶滲漏問題。