浅谈平原水库的渗漏危害及勘察

2010-08-15张泽平

山东水利 2010年9期

张泽平，刘猛，马钊

（山东省水利勘测设计院,山东济南 250013）

随着经济社会的迅速发展，山东省水资源需求越来越大，供需矛盾日益突出，水资源短缺已成为影响该省经济社会发展的制约因素。兴建平原蓄水调节水库，丰蓄枯用，已成为全省水利建设的一项重要任务。平原水库库区渗漏与否作为成库的前提条件，很大程度上影响工程建设的可行性，这就要求必须细致准确地做好平原水库库区渗漏的勘察工作。

1 平原水库建设现状

山东省的平原水库主要分布于鲁西南和鲁西北的黄泛冲积平原区，库区地势平坦；库容主要由地上围坝和库内取土下挖所形成；库水位高出坝基地面；围坝坝高一般不超过15m；水库水面比较开阔；坝体一般为均质土坝，就地取材；一般以工业、城市供水、乡镇居民生活供水和农业灌溉为主要对象。

从20世纪50年代开始，山东省平原地区就开始利用低洼地或废弃河床修建平原水库。截至2009年3月，山东省平原地区已建成100万m3以上的平原水库为 141座，其中大型 3座，中型 56座，小（1）型 82座，总库容18.45亿m3。通过修建平原水库，进行蓄水调节，做到了丰蓄枯用，保障供给，有效的缓解了山东省平原地区水资源供需矛盾，提高了当地城乡人民的生活质量，满足了当地工业、农业的用水要求，促进了经济社会的可持续发展。

2 平原水库的渗漏危害

由于平原水库的坝基土体都具有一定程度的透水性，在持续高水位作用下，容易造成坝背水坡和坝基不断有水渗出的渗漏现象。平原水库的渗漏危害很多，主要有以下3个方面。

2.1 造成大量水资源的浪费

平原水库坝基多为第四系松散堆积物，一般具有中等透水性，水库渗漏量大，再加上平原水库蓄水水深较小，面积又比较大，水库的蒸发量很大，造成了大量水资源的浪费，影响了工程效益的发挥，这对水资源严重缺乏的山东省，损失是难以估量的。

2.2 影响坝基稳定

平原水库建成蓄水后，随着蓄水位的不断升高，坝内与坝外的水头差亦会随之增大，从而促使坝基的渗透压力不断增大。当其渗透比降超过土体的抗渗强度时，在渗流的作用下，坝基土体中一些细颗粒甚至整体发生移动，容易导致土体结构发生变形或破坏。在山东的河流相冲积细土平原区变形破坏一般发生流土和管涌两种形式较多。坝基土体发生渗透变形或渗透破坏后，将会造成坝基沉陷、坝体滑坡、泄水闸闸基塌陷等险情的出现。

2.3 造成库外浸没与土壤盐碱化

平原水库建成运行后，如果水库存在较大的渗漏量，随着库水位的上升，库周地下水位和土层中的毛细管水也随之升高，导致水库周围浸没、湿陷等现象产生，甚至出现沼泽化、盐渍化等现象。平原水库周边多为农田和村庄，大面积的浸没、盐碱化等问题将造成粮食减产、居民房屋沉陷裂缝等危害，极大地影响周边群众的生活生产。

3 平原水库库区渗漏勘察的主要内容

库区渗漏是平原水库勘察的重点内容，防止库水渗漏是平原水库建设的主要任务，查明影响水库渗漏的地质条件是勘察的主要工作。库区渗漏勘察的主要内容：1）库区相对隔水层及主要透水层的岩性特征、成因、性质、厚度、延伸分布、阐明库区相对隔水层的封闭条件和连续性。2）各层土的地下水位及相互补排关系，透水层和出逸区渗透稳定性。重点查明库区垂直渗漏和侧向渗漏条件，调查库水外渗途径。3）与透水层（带）连通的井位及穿透相对隔水层而引起库水渗漏和库区内取土等对库水渗漏的影响。4）坝前天然铺盖的物质组成、厚度及渗透性。5）分析库区垂直入渗、渗水形式、位置，确定通向库外的渗漏区（段），估算渗漏量。6）提出防渗处理的范围、深度和工程处理措施。

4 渗漏勘察的常用方法

4.1 地质测绘

通过地质测绘工作，调查平原水库的微地貌如古河道、砂堤、鬃岗、牛轭湖、水洼地等的分布及形态；调查第四纪沉（堆）积物的成因类型、地层的岩性及结构特征等分布及变化规律；调查库区的水文地质条件，包括地下水天然露头（泉）、人工露头（水井、钻孔、矿坑等）及地表水体的分布，地下水的分布情况和埋藏条件等。

4.2 物探与钻探

平原水库常采用地面物探、地质雷达等探测方法初步查明透水层（带）、地下古河道等的分布及变化规律，为钻孔布置提供依据。钻探是平原水库库区渗漏勘察中较常采用的勘察方法，常沿围坝布设一条纵勘察剖面及若干条横剖面，库区中按方格网布置勘察剖面，并在可能存在较严重渗漏问题的地段（比如古河道）加密布设钻孔。

4.3 水文地质试验

水文地质试验通常分为现场（野外）试验和室内试验，平原水库的渗漏勘察应该以现场试验为主。查清平原水库库区地层的透水性是渗漏勘察的核心问题，实际工作中常用抽水试验及注水试验等现场试验测试地层的渗透系数来评价其透水性的强弱。此外还常需进行地下水流速、流向、各土层水位等测试工作。常用的室内水文试验是渗透试验，将其作为野外试验的补充，仍具有较高的参考价值。