浅析岩溶地区水库工程不同灌浆方案对径流分析计算的影响

张涛 刘吉敏

【摘要】岩溶或称喀斯特，主要指水对可溶性岩石的溶蚀作用，并伴有水流侵蚀、冲蚀和重力崩塌等次生作用，形成多种地表、地下奇异景观与现象组合。岩溶地区岩石裸露，土层相对较薄，土壤含水量较少，在岩溶山区不易形成地表明流，而是通过地下岩溶裂隙、管道或暗河汇入主河道，受自然地理条件的限制，干旱缺水是制约岩溶地区脱贫攻坚的关键因素之一。本文以贵州省开阳县老林水库工程为例，根据分析工程水文地质条件、岩溶发育情况，与此采取的不同灌浆方案，简要分析其对径流计算的影响。

【关键词】岩溶；老林水库；灌浆方案；来水量；供水量

1、工程概况

开阳县位于贵州省中部、贵阳市东北部。老林水库位于开阳县宅吉乡官庄村老林，工程所在河流为乌江右岸一级支流龙洞湾河。坝址以上流域集水面积8.5km2，主河道长3.73km，加权平均比降23.7‰。工程区地处乌江右岸，多年平均降水量为1000mm，多年平均径流深为400mm，为一般降水低值区。

老林水库是一座以乡镇和农村人畜供水、灌溉的综合性水利工程，水库设计正常蓄水位895.00m，相应库容124万m3，调节库容114.2万m3，库容系数33.6%，总库容182万m3，工程规模为小（1）型。

2、区域水文地质条件

工程区地貌主要受山盆期与乌江期的运动作用而形成，由于受乌江的的切割，导致乌江流域地势及地下水分布高程都远远低于山盆期地貌区的地势及地下水分布高程，即乌江为测区内地下水及地表水的最低排泄面，其他区域的地下水及地表水以各种形式向其排泄。乌江及两岸沿线受乌江的深切割影响，地下水埋藏较深，岩溶发育方向以竖直向为主；在远离乌江的山盆期地貌区，地下水埋藏相对较浅，岩溶发育方向以水平向为主，最终发育方向向乌江地带靠拢，从而地下水被乌江所袭夺。

库区主要发育有下坝断层，地下水补给主要来源于大气降水，次为地表水及相近含水层地下水的补给。由于区内碳酸盐岩大面积分布，为岩溶发育区，地下水系统较为发育，大气降水经天窗、溶洞、落水洞等地表岩溶型态汇流、地面渗流方式补给地下水，通过岩溶管道系统、岩溶泉、裂隙泉等方式运移排泄。因此，受断层及岩溶构造的影响，库区河道常年无水流，仅在主汛期（5-8月）几个月河道才见明流，于此，加大了蓄水成库的难度。

3、工程防渗方案

老林水库处于岩溶中等至强发育区，渗漏问题主要为岩溶渗漏类型，库区河谷属排泄型岩溶水动力类型河谷，在枯水期库盆内地下水普遍埋深30-46m，在丰水期坝址处河床地表水高于两岸地下水分布高程，两岸地下水分布高程均低于水库正常蓄水位，根据其工程及水文地质条件，主要采取的防渗方案有垂直防渗和水平防渗。

水平防渗主要是铺盖法，沿库区全铺设防渗材料至正常蓄水位以上，以达到库盆为全封闭从而水库蓄水的目的，此方案下，库盆内的库水与库盆以下的地下水无水力联系，属于两个独立的水文地质单元。

垂直防渗主要为帷幕灌浆，结合封堵方法，在库首及两岸实施灌浆，两岸帷幕端点接拟定的正常蓄水位高程相对应的地下水位，帷幕下限总体以兩岸最低水位作为控制，上游集水面积内的地表水及地下水进入库区，库区地下水相应壅高，土壤包气带及饱水带蓄满溢出地表，从而解决水库渗漏以达到蓄水成库的目的，此方案下，库盆内的库水与库盆以下的地下水属于同一个水文地质单元。

4、不同防渗方案对径流计算的影响

根据水文计算，老林水库坝址处多年平均天然来水量为340万m3，其中汛期（5-10月）平均来水量为276万m3/a，占多年平均来水量的81.3%，枯期（11-4月）平均来水量为63.6万m3/a，占多年平均来水量的18.7 %，结合现场走访调查，枯期库区河道无地表明流，即使是汛期，由于区域内岩溶发育，土壤包气带和饱水带不易蓄满，一日降水量少于40mm左右，库区也不能产生超渗产流或者是蓄满产流而形成地表径流，采用水平防渗的情况下，枯期以及汛期部分月旬的降水将通过地下径流进入岩溶管道，不能汇入库区，根据降水资料分析，在此工况下老林水库坝址以上流域多年平均径流量仅约35%的径流量能进入库区，即坝址处多年平均径流量约119万m3/a，而与此相应的供水量仅约50万m3/a，相对于垂直防渗方案下的供水量而言减少了110万m3/a左右。

5、结语

根据上述分析，采用水平防渗较垂直防渗减少了库区来水量，从而减少了供水量。而对于本工程受水区这样一个无稳定供水水源和严重缺水的乡镇来说，修建一座较大规模的蓄水工程以解决区域工程性缺水的瓶颈制约，对整个乡镇的水资源供给保障来说，无疑是强有力的后备力量。虽然采用水平防渗能够节约一定的投资，但却失去了脱贫攻坚水利基础设施建设的重大意义。因此，在水文分析计算中，应充分与各专业对接，根据工程总体方案，结合受水区需水要求、水资源条件等因素，有的放矢的进行水文分析计算。

参考文献：

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[2]楚文海，鄢贵权，苏维词等.2008.贵州典型喀斯特流域水资源可持续利用对策研究.水利学报

[3]邵静恒.1997.贵州岩溶地区消除贫困的可持续发展问题思考.云南大学学报（自然科学版）