缅甸滚弄水电站水库渗漏可能性研究

2018-12-06曾晓波周华冰

水电站设计 2018年4期

曾晓波，周华冰

(中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司，云南昆明 650000)

1 水库区工程地质条件概况

水电站位于缅甸掸邦境内，项目装机1 400 MW，最大坝高104 m，采用混凝土重力坝型，初拟正常蓄水位高程519 m，电站回水至中缅边境的界河下游端，库长约103 km，总库容6.59×108m3，属日调节水库。

工程区主要为二叠系下统地层，如图1所示。从库尾～热硝坝以F6为界，上游为P1y地层，岩性主要为砂岩、泥岩、页岩、板岩等，为相对隔水地层；F6与F1之间为P1s1地层，主要为灰岩、生物碎屑灰岩、泥质灰岩、白云质灰岩及角砾状白云岩等，含有大量的贝壳类化石，为可溶岩，属相对透水地层；F1与F2之间为P1s2地层，为紫红色钙质细砂岩、粉砂岩及泥质粉砂岩夹泥岩，为相对隔水地层；F2以下主要为P1s4地层，属碳酸岩建造，岩性为微晶内碎屑灰岩、角砾状白云质灰岩夹白云质灰岩等，局部地带受构造影响呈角砾状白云质或灰质白云岩，属可溶岩，为相对透水地层；而坝址区主要为P1s3地层，属碎屑岩建造，地层岩性为厚层状的岩屑角砾岩、紫红色钙质细砂岩、粉砂岩夹少量泥岩等组成，局部有一定的溶蚀。

图1 滚弄水电站工程区地质情况示意

库区NE向构造较发育，规模较大的有杀马沟-根基断裂、老街-南清河断裂，位置如图2所示。断层以压扭性为主，阻水性能较好。库区下游左右岸各发育两条规模较大的支流，左岸为南汀河，右岸为南宁河。丹伦江是整个库区地表水和地下水的最低排泄基准面。

图2 滚弄电站构造纲要示意

2 水库向邻谷渗漏的可能性评价

滚弄水电站水库总体呈SN向跨越整个掸邦高原，库区两岸高原侵蚀基准面平均海拔在1 200～1 500 m之间，高出丹伦江面约750～1 000 m，整个库区河谷表现为中高山的“V”型峡谷地貌，两岸支流多发源于此高原面，径流较短，落差较大。

库区西侧虽然分布较大河流，有伊洛瓦底江及其主要支流瑞丽江，但瑞丽江在同纬度上距离丹伦江约80 km，其江面高程均在700 m以上，远高于滚弄库水位，不存在库水向瑞丽江的渗漏问题。伊洛瓦底江在同纬度上与库区直线距离约150 km，其江面高程约100 m，虽然远低于滚弄库水位519 m，但丹伦江与伊洛瓦底江之间多分布有高程600～1 100 m的NE向山脉，岩性主要为花岗片麻岩、石英砂岩、板岩等阻水性能较好的地层，且河间地块宽缓雄厚。其次，除近坝库段外，库区大部分库盆介质均为永德组(P1y)的砂岩和板岩相间分布，岩层阻水性能良好，且两岸冲沟和支流多有常年流水，其分布高程远高于水库正常蓄水位。因此，库区两岸存在远高于水库正常蓄水位的地下水分水岭，不存在库水向伊洛瓦底江低邻谷渗漏问题。

库区东侧主要分布近SN流向的澜沧江，二者直线距离约160～200 km，在同纬度上澜沧江江面高程约770～780 m，远高于丹伦江库水位，且河间地块呈SN向分布、山脉高程多在1 200 m以上，因此库水亦不存在向澜沧江渗漏的地形、地质条件。

3 水库向下游支流渗漏的可能性评价

受南汀河西支断裂的控制，滚弄下游顺南汀河西支断裂在丹伦江左右两岸发育有两条较大的支流，左侧为南汀河，右侧为南宁河，而在近坝库段及坝址区分布有大量的可溶岩，因此水库存在向下游支流渗漏的可能性。

3.1 向南汀河渗漏可能性分析

南汀河位于坝址左岸下游，为坝址下游丹伦江主要支流。按照滚弄水库正常蓄水位519 m计算，相对于滚弄水库下游的南汀河低邻谷段主要为汇河口～孟定河段，全长约60 km，与水库最近距离约为7 km。

近坝库段与南汀河夹持的三角地块主要以碳酸盐岩(P1s4)为主(见图1)，受岩溶作用的影响，该区段地表无完整的地表水系，包括滚弄县城及其附近周边地区均无大的生活水源点，地下水埋深较大。

从地形上看，近坝左岸与南汀河之间山脉呈NE向展布，山脊和槽谷相间分布，山脊高程一般为1 200～1 700 m，槽谷为1 000～1 100 m。根据实地调查发现，在三笑村附近的槽谷虽有多处落水洞，但沿槽谷有常年泉水的分布，其出露点高程约1 100 m，枯期流量约1.5 L/s，该泉水主要从碳酸盐岩中的泥岩页夹层面渗出，属上层滞水以泉水的形式渗出。由此可以判断，该河间地块虽大面积为碳酸岩，地下水埋藏深，但层间尚存在少量相对隔水的泥页岩分布，在碳酸岩内形成岩溶渗漏通道的可能性不大。

另根据近坝库区岩溶发育特点，顺槽谷沿线岩溶地下水存在两种运行形势，靠近丹伦江一侧主要向丹伦江面排泄，且其路径较短，排泄点在江边多以喀斯特泉水的形式出现；远离丹伦江河谷侧则沿槽谷向NE向排泄，不存在向下游南汀河排泄通道(见图3)。

图3 坝区左岸山体地下水径流系统分析示意

因此，从地形地貌、地下水分布高程和地下水径流途径综合分析，该地段虽分布有大面积的碳酸盐岩地层，但碳酸岩内尚存在少量的泥页岩夹层，形成贯穿性、向南汀河渗漏的岩溶通道可能性不大。且地下水运营形式主要沿槽谷向丹伦江和NE向排泄，坝址区左岸下游分布的紫红色砂岩(P1s3)对库水位的渗漏也起到一定的阻隔作用，因此库水位在向下游南汀河渗漏的可能性小。

3.2 向南宁河渗漏可能性分析

南宁河位于坝址下游丹伦江右岸，河谷流向与近坝库段丹伦江呈大角度斜交，与水库最近距离约为6.5 km。

地形地貌上，近坝库段与南宁河所夹持的地块山体较雄厚，山脉和槽谷相间呈NE向分布，山脊高程一般为1 000～1 900 m，槽谷分布高程一般为900～1 300 m。山脊、槽谷与近坝库段丹伦江河谷相对高差约450～1 050 m。

地层岩性上，该河间地块主要分布大面积的碳酸盐岩(即P1S1和P1S4)，为近坝库段库水向下游南宁河渗漏的可疑地段。但从地层岩性组合、地质构造空间展布和地下水分布形态上判断，该地段存在渗漏的可能性极小。理由如下：

(1)在P1S1和P1S4两套碳酸盐岩地层之间，分布有一条厚约180～200 m紫红色粉砂岩夹泥岩(P1S2)，见图1。沿坝前顺左右两岸的1号和2号冲沟展布，右岸沿2号冲沟经过塘山凹村、东咯里村后沿其后山垭口顺槽谷向南宁河左岸延伸，阻隔了P1S1的碳酸盐岩地层向下游的延伸，砂岩连续性好，无断层错段现象，阻断了库水向下游南宁河低邻谷的渗漏通道。

(2)地势上，在坝址右岸与南宁河之间山体雄厚，槽谷和山脊高程多在1 000 m以上，坝址和南宁河最近直线距离7 km。根据坝址对灰岩地层勘探资料分析，两岸地下水分布虽然较低缓，但在高处仍存在高于库水位高程的地下分水岭。

(3)据现场地质调查，在东咯里村附近的P1S1的碳酸岩内存在岩溶泉水点(分布高程约900 m)，泉水点为整个村庄的常年生活用水，流量Q≈50～60 L/min；在塘山凹村哑口处(高程约890～920 m)P1S2砂泥岩层内地表也有泉水分布，该泉水枯期流量Q≈10～15 L/min，且该层砂泥岩分布的2号冲沟地段多处见泉水出露，泉水点的分布高程远高于库水位高程。由此判断砂岩的空间分布具有围限作用，库水经碳酸盐岩穿过砂岩层形成岩溶通道的可能性不大。

4 水库沿主要构造渗漏的可能性分析

4.1 沿老街-南清河断裂(F6)渗漏分析

老街-南清河断裂在坝址上游约6.5 km处沿南清河大沟附近向SW延伸，断层构造特征明显，江两岸岩体破碎，存在沿该断裂向南宁河支流渗漏的可能。但是，在地形上由于该渗漏通道末端与南宁河交汇部位的河水面高程约为550 m，高于滚弄水库正常蓄水位519 m；其次，在库区一侧沿断裂分布的南清河大沟，沟内有长年流水，其源头水位远高于的水库正常蓄水位。因此蓄水后库水沿该断裂向邻谷(南宁河)渗漏的可能性小。

4.2 沿杀马沟-根基断裂(F19)渗漏分析

杀马沟-根基断裂位于坝址上游约25 km处，呈NE向横跨丹伦江，两岸延伸较长，该断层在库区横切砂岩、板岩地层，断层压扭性质明显，断层物质挤压紧密，不具渗漏通道条件(见图4)。

该断裂向右岸延伸至南庄后山的分水岭垭口通过，垭口高程约1 600 m，断层通过部位的垭口也分布有两处泉水点(见图5)，说明存在远高于库水位的地下分水岭。

图4 杀马沟-根基断裂在丹伦江左岸露头

图5 南庄后山垭口断裂部位的泉水点(高程1 600 m)

通过断层性状、沿线地形地貌和水文地质条件等综合分析，杀马沟-根基断裂不具备形成库水渗漏通道的条件。

4.3 沿F1、F2渗漏分析

由图1所示，P1S2砂泥岩与上、下游两侧的碳酸岩为断裂(F1和F2)接触，该断层向SW沿塘山凹村和东咯里村(高程820～1 000 m)一线通过，最终沿右岸支流南宁河河谷内与南汀河西支断裂相交，断层未错段砂岩岩层。通过现场平面地质调查，断层带均为压扭性，挤压紧密，塘山凹村附近的泉水也刚好位于断层带附近的砂泥岩内，也说明断层对地下水的排泄起到一定的阻水性，且该区域内存在于高于正常蓄水位的地下水位分布，据此综合判断沿断层不可能形成库水渗漏通道。