某水库岩溶水文地质条件及渗漏分析＊

2020-08-12熊灿娟周明瑶汪福锦

科技与创新 2020年15期

罗欢，熊灿娟，周明瑶，周婷，汪福锦

（六盘水师范学院，贵州六盘水553004）

某水库位于六盘水市钟山区大湾镇，距六盘水市约33 km，有乡村公路通往坝址区左岸，交通较为便利。水库工程区可溶岩与非可溶岩相间分布，由于受断层构造影响，岩溶的发育具有较大的差异性，在断层通过地带岩溶发育较为强烈，本文通过对工程区岩溶水文地质条件的研究，进而分析水库渗漏的可能性，对后期水库的建设提供可靠的理论依据。

1 岩溶发育概况

1.1 岩溶发育情况

水库区可溶岩与非可溶岩相间分布，其中，栖霞及茅口组（P1q+m）灰岩为区内分布最为广泛的可溶岩层组，由于受断层构造影响，岩溶的发育具有较大的差异性，在断层通过地带岩溶发育较为强烈。区内地表岩溶形态主要有石芽、石柱及溶沟、溶槽、岩溶洼地、落水洞等，地下岩溶形态主要有溶洞、暗河等。

1.1.1 Kw1 岩溶洼地

该岩溶洼地位于罗座坪子一带，发育地层为栖霞及茅口组（P1q+m）灰岩，沿F1 断层带发育，呈不规则的长轴状分布，在洼地内发育数个落水洞。

1.1.2 W01～W05 岩溶洼地群

该洼地群分布于罗座坪子北东侧，直径10～100 m。近地表地层为非可溶岩梁山组（P1l）地层，深部地层为黄龙组（C2hn）和马平组（C3mp）强可溶岩地层。根据现场地质调查，该洼地群水库以北分布广泛，主要是由于下伏强可溶岩的强烈溶蚀作用导致的岩溶塌陷形成，地下水进入下伏含水岩层。

1.1.3 Kw1～S1 岩溶系统

该岩溶系统发育于S1 泉水至Kw1 岩溶洼地之间，基本沿F1 断层带发育。受分布地层岩性及断层构造控制，发育于罗座坪子的岩溶洼地。

上覆地层为栖霞及茅口组（P1q+m）灰岩强可溶岩含水层，下伏地层为梁山组（P1l）隔水层，为Kw1 岩溶洼地的溶蚀底界。该洼地群汇流区地表水、地下水通过下伏岩溶管道产生径流和排泄，排泄点为关门山小河的S1 泉，从而形成Kw1～S1 岩溶系统。当地下水在径流的过程中，同时接收沿途地表水、地下水的补给，关门山小河形成地表径流，在汛期有地下水涌出地表，原因为地下岩溶管道的排泄通道较小。

1.2 岩溶发育规律

岩溶形态在平面与垂向上分布主要受地层岩性、地质构造及地貌单元的控制，该库区岩溶发育具有以下规律。

1.2.1 平面上的规律

在水库区碳酸盐岩分布地带，岩溶发育在平面上具有较大的差异性，主要沿F1 断层带发育，在关门山小河两岸的坡面上发育有少量落水洞，其规模较小，在关门山小河东侧的分水岭以外，岩溶不发育，主要岩溶形态集中在关门山小河分水岭以内，F1 断层带是岩溶发育最强烈的地带。

1.2.2 垂向上的规律

在水库区地形平缓的坡面上多发育岩溶漏斗洼地、落水洞、石芽与溶沟等地表岩溶形态，地下水以垂直运动为主。在地形切割较强的坡面和河谷岸坡发育有溶洞、岩溶管道、裂隙等地下岩溶形态为主，以垂直分布为主，在强可溶岩分布地区表现较为突出。

1.3 岩溶组的划分

根据岩溶发育的程度、岩性特征及水文地质条件，将水库区出露的地层岩性划分为不同岩溶含水层组，如表1 所示。

表1 水库区岩溶层组划分表

2 水文地质条件

2.1 大气降水排泄条件

在水库区，大气降水主要通过地表冲沟、溪沟、地下岩溶管道进行排泄。

在非可溶岩地区，大气降水主要通过地表冲沟、溪沟等地表径流形式排泄于关门山小河。在可溶岩分布地区，大部分大气降水通过岩溶洼地、岩溶漏斗入渗形成地下径流转入地下循环，少量大气降水通过地表冲沟、溪沟排泄于关门山小河。在关门山小河的上游强可溶岩分布河段，在枯期出现断流，仅在洪水期形成地表径流。

2.2 地下水的补、径、排条件

水库区地下水的补给来源主要为大气降水下渗形成地下水。在罗座坪子发育的Kw1 岩溶洼地，规模较大，大气降水通地表冲沟汇集，然后沿洼地底部的落水洞入渗地下转入地下循环。

在关门山小河的上游新庙子以上河段，分布栖霞及茅口组（P1q+m）灰岩，该河段河床宽缓，河床覆盖层分布厚度较厚，地表水在覆盖层分布区潜伏于地下，导致该段河谷在枯期地表断流，地下水潜伏一段距离后，在下游河床覆盖层分布厚度较薄或基岩裸露地段又出露地表，形成明流。水库区地下水以岩溶管道、基岩裂隙、断层破碎带等为通道进行地下径流，并在地势较低的位置排泄于地表，以岩溶泉、裂隙泉、孔隙水下降泉的形式出露。

2.3 水库水源补给情况

2.3.1 水源补给情况

水库补给源主要由2 部分组成：坝址以上关门山小河地表分水岭以内汇集区，另一部分为Kw1 岩溶洼地汇集区通过岩溶管道对水库的补给，主要表现为S1 泉水，为外流域补给源。

2.3.2 Kw1 地下水流向分析

Kw1 岩溶洼地北东侧受梁山组（P1l）隔水层阻隔，北西侧为罗碧大山高大分水岭，出露的栖霞及茅口组（P1q+m）强可溶岩透水层仅见地表岩溶形态发育，局部发育有漏斗，向北西侧排泄的可能性小，洼地主要潜伏点位于库区一侧，因此，Kw1 地下水只能向关门山小河河谷排泄，在S1 泉水出露。

2.3.3 Kw1 流域补给区分析

Kw1 流域补给区主要为Kw1 岩溶洼地的地表汇流区，该岩溶洼地发育于罗座坪子一带，在洼地的北东侧，发育有W01～W05 的塌陷坑，部分大气降水通过塌陷坑转入地下循环，进入下伏黄龙组（C2hn）、马平组（C3mp）含水层进行径流和排泄，受梁山组（P1l）的隔水作用，这部分潜伏的地下水不能进入Kw1～S1 岩溶系统，而是通过黄龙群（C2hn）、马平组（C3mp）含水层进入其他的岩溶系统径流和排泄，未进入库区。

3 水库渗漏初步评价

根据岩溶发育规律、岩溶发育特征及水文地质条件，渗漏分析总体认为水库左岸不存在向稚街河远低邻谷渗漏，也不存在向下游黄家沟、石板沟及色开河等支沟的渗漏，且存在向下游大河及其支流藤桥小河穿跨性渗漏的可能性非常小；右岸也不存在向海开小河、拖鲁河的渗漏。水库仅存在库首坝基（肩）浅层基岩裂隙的绕渗问题，水库成库条件总体较好。