某水库岩溶渗漏分析

杨桂华

摘 要：某水库是一座以农田灌溉为主，兼顾村镇供水、养殖为一体的综合性效益的旁引屯蓄的水利工程。根据库区地形地貌、地层岩性分布、地质构造类型、岩溶发育特征及水文地质条件，将库坝区左岸分为3个区域、右岸为1个区域进行渗漏综合分析评价。文章结合研究结论提出了渗漏处理政策与处理措施。

关键词：水库；岩溶；渗漏处理

中图分类号：TV697.32 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）29-0173-02

1 工程概况

该水库是一座以农田灌溉为主，兼顾村镇供水、养殖为一体的综合性效益的旁引屯蓄的水利工程。水库径流面积27.9 km2，多年平均产水量1451万 m3，水库设计正常蓄水位1 671 m，总库容1 400万 m3，最大坝高80 m，坝顶高程1 674 m，兴利库容1 120.92万m3，防洪库容215.65万m3，死库容63.43万 m3。

2 巖溶发育特征

分布于水库中的（T3d2）灰岩层两侧均为相对不透水的（T3nn）页岩与（T3d1）玄武岩，岩溶水补给区面积较小，地形高差不大，地下水水量较小，活动弱，以顺层溶蚀为主，地表揭露的少量溶洞也以顺层发育为主，规模不大，溶洞表面洞径约1.5 m，洞深仅2.0～2.5m，即变成溶蚀裂隙，无水流。

分布于右岸广大地区及左岸玉明珠山体的（T2h、P1）白云岩、灰岩中的岩溶水，补给区面积大，地形高差相对也较大，地下水水量较大，活动性强，地下水类型为孔洞裂隙水，以顺层溶蚀为主，岩溶发育较强，地下水多以泉的形式沿与相对不透水岩层接触带出露。

3 水库渗漏条件分析

从水库地形条件分析，左岸地表分水岭最低高程约1 750 m，库尾地表分水岭高程约1 900 m，右岸地表分水岭最低高程约1 800 m，均高于水库设计正常蓄水位1 671 m，地形封闭条件良好。

库区发育北东向的断层F9、f1及北北东向断层F17，其中F9出露在库水位以上，f1及F17局部被库水淹没。北北东向断层F17，分布在库区中下段，与河床大角度斜交，以F17其为界，F1断层分布在其上游右岸1 700 m高程以上；f1断层分布在其左岸下游。

4 水文地质条件

在河床及两岸广泛分布的（T3nn）页岩、泥岩夹砂岩为裂隙含水岩组，其上部强风化带厚度9.4～38 m，渗透系数1.0E-04 cm/s～6.87E-04 cm/s，属中等透水层；弱风化泥页岩渗透系数9.41E-05 cm/s～6.82E-06 cm/s，属弱透水层。该岩组中地下水埋深16.0～26.5 m，随地形从河床往两岸逐步抬升，为相对不透水层。

5 水库渗漏评价

根据库区地形地貌、地层岩性分布、地质构造类型、岩溶发育特征及水文地质条件，将库坝区左岸分为3个区域、右岸为1个区域进行渗漏综合分析评价，左岸3个区域分别为：Ⅰ区从库尾到F17断层；Ⅱ区为F17断层与f1断层之间组成的三角体；Ⅲ区为f1断层以右（南东侧）。

5.1 左 岸

①Ⅰ区：Ⅰ区地下水分水岭高程高于水库正常蓄水位。本区岩层为单斜构造，基本平行河流，且倾角达50～70 °，（T3d1）玄武岩为稳定的隔水层，虽然库水位以下存在（T3d2）灰岩、含燧石结核灰岩构成的岩溶裂隙含水岩组，但其两侧均分布有连续完整的隔水层，因此本区水库不会向左岸南碰河产生渗漏问题。

②Ⅱ区： Ⅱ区为F17断层与f1断层之间组成的三角体，分布在左岸坝址上游0.25～1.0 km地段。因为（T3d1）玄武岩隔水层与（T3d2）灰岩透水层均被f1断层切断，而断层右侧为（T3nn）隔水层，因此，库水进入（T3d2）灰岩、含燧石结核灰岩构成的岩溶裂隙含水岩组后沿溶蚀裂隙运移到f1断层后，地下水只能沿断层带绕过（T3d1）玄武岩带进入左侧的（T2h）白云岩岩溶含水层中，从而在Ⅱ区造成水库向左岸产生渗漏，渗漏通道即为f1断层带，由于f1为正断层，张性裂隙较发育，预计渗漏形式以裂隙性渗漏为主，但不排除局部沿f1断层产生管道性渗漏。

③Ⅲ区：Ⅲ区为（T3d1）玄武岩被f1断层切断处到坝址间约250 m长的库段。（T3nn）地层位于f1断层上盘，岩体较破碎，其上部强风化带为中等透水性，厚度14.5～49.7 m，下部弱风化带岩体为弱透水性。本区地下水埋深17.2～32.2 m，水力坡降为0.27～0.32，正常蓄水位1 671 m处地下水位高程约1 640 m，低于正常蓄水位约31m。由于本区上部岩层具中等透水性，地下水位低于正常蓄水位，而导水断层及其左侧的（T2h）白云岩透水层距库边很近，地下水渗径短，因此Ⅲ区存在库水沿上部强风化岩体产生裂隙性渗漏问题。

5.2 右岸

水库正常蓄水位1 671 m处右岸距低邻谷小勐统河最近距离约12 km，小勐统河河底高程1 200～1 300 m，低于正常蓄水位。库区右岸为高山大岭，分水岭雄厚，玉明珠河与小勐统河之间无低于水库正常蓄水位1 671 m的沟谷。由于断层及褶皱影响，各地层重复出露，正常蓄水位以下只分布（T3nn）页岩、泥岩夹砂岩，在右岸山体2 000～2 200 m高程处连续分布有完整的（T3d1）玄武岩、（T3nn）页岩、泥岩夹砂岩，二者均为相对不透水层。右岸出露的泉水点高程均在1 700 m以上，高于水库正常蓄水位1 671 m，且连续分布有（T3d1）玄武岩相对隔水层，因此，分析右岸地下分水岭高程高于水库正常蓄水位，水库不会向右岸小勐统河渗漏。

5.3 坝基及绕坝渗漏

坝址处为低中山峡谷地貌，玉明珠河床靠右岸，流向N55°E，河底高程1 579 m，河床宽2～3 m，左侧河漫滩宽30～35 m，地面高程1 580～1 582 m；左岸玉明珠山山顶高程1 930 m，地形坡度25～45 °，村级公路从左岸约1 590 m高程处通过；右岸山顶高程2 021 m，地形坡度35～42 °。

f1断层在地表出露高程在1 700 m以上，为（T3nn）与（T2h）地层分界线，（T3nn）上部强风化带为中等透水性，厚度14.5～49.7 m，下部弱风化带岩体为弱透水性。坝址两岸地下水埋深15.8～32.2 m，左岸平均水力坡降为0.30，右岸0.34，正常蓄水位1 671 m处地下水位高程约1 640 m，低于正常蓄水位约31 m。由于本区上部岩层具中等透水性，地下水位低于正常蓄水位，因此存在坝基渗漏与绕坝渗漏问题，特别是左岸导水断层及其左侧的（T2h）白云岩透水层距库边很近，地下水渗径短，绕坝渗漏问题较严重。

6 渗漏处理对策与措施

根据水库渗漏分析结论，库坝区不存在岩溶性管道渗漏问题，但存在沿f1断层产生以裂隙性渗漏为主，局部可能产生管道性水库渗漏及沿（T3nn）上部强风化带中等透水性岩层产生坝基渗漏及绕坝渗漏问题，此类渗漏采用垂直防渗措施可有效解决，即采用帷幕灌浆的方式处理。

防渗帷幕可沿坝轴线设置，根据两岸地下水位长期观测成果及水力坡降，帷幕在右岸坝顶处再向右延长60 m即可与地下水位衔接，左岸在坝顶处折向上游平行f1断层方向约250 m穿过断层进入（T3d1）玄武岩层中可形成封闭帷幕。

参考文献：

[1] 王子忠.砾岩岩溶与水库渗漏研究[J].四川水力发电，2003，（2）.

[2] 陈笛.湘西南太水库渗漏分析[J].国土资源导刊，2006，（2）.

[3] 贺振阳，蒋忠诚，罗为群，等.水库渗漏的数理计算研究进展与展望[J].科技信息，2010，（33）.