天水曲溪城乡供水工程坝址区环境水腐蚀性评价

2021-08-04魏相翠

农业科技与信息 2021年14期

魏相翠

（兰州市大砂沟电力提灌工程管理处，甘肃兰州730046）

1 工程概况

天水曲溪城乡供水工程取水口位于长江流域嘉陵江二级支流白家河左岸[1-3]。拟在白家河建拦河大坝蓄水，设计总库容7 782万m3，正常蓄水位1 432 m，坝高约80 m。工程等别为Ⅲ等，工程规模为中型，主要、次要、临时水工建筑物级别为3级、4级、5级。工程拦河大坝距天水市约80 km，天水市至麦积山有柏油公路相连，沿麦积山—曲溪盘山乡村公路可至坝址区（见图1）。

2 坝址区地质环境条件

2.1 地形地貌

坝址区地形地貌如图1所示。坝址区河曲发育，呈蛇形展布。河床宽30～80 m，河道比降0.4%～5%。坝址区河段两岸Ⅰ、Ⅱ级堆积阶地较发育，阶地断续分布且不对称，局部残留有Ⅲ、Ⅳ级侵蚀基座阶地。Ⅰ级阶地分布于冷水河口，阶面宽50～120 m，高出河床4～6 m。Ⅱ级阶地两岸均有发育，左岸Ⅱ级阶地分布于魏家台子，阶面宽60～120 m，高出河床8～10 m，后缘附近为坡洪积物覆盖，阶地前缘局部可见基岩零星出露[1-3]；右岸Ⅱ级阶地分布于木其滩沟口与魏家沟口之间，阶面宽40～80 m，高出河床8～9 m，阶面多为坡洪积物覆盖。Ⅲ级阶地残留于左岸魏家台子岸里侧，阶面宽15～20 m，基座高出河床15～20 m，阶面为坡洪积物覆盖。Ⅳ级阶地残留于右岸山梁顶部，基座高出河床60～70 m，受后期侵蚀切割，阶地面不明显。

图1 坝址区水工建筑物布置示意及地形地貌

坝址区左岸为冷水河口与界沟之间的山体，临河岸坡向岸外弧形突出，坡面较连续。1 435 m高程以上多为坡积物覆盖，1435m高程以下基岩断续出露，其余坡段多为(崩)坡积物覆盖，坡度32°～45°。坝轴线上游无冲沟发育。

坝址区右岸发育有木其滩沟、魏家沟、小湾沟及1条规模较大的坡槽，沟与梁相间。山梁临河岸坡及沟坡多为坡积物覆盖，局部基岩裸露，一般坡度35°～50°，山梁顶部为坡积物覆盖，坡度5°～15°，山梁后缘以里山体多为坡积物覆盖，基岩零星裸露，坡度35°～55°。木其滩沟延伸长度约2.3 km，走向与白家河近垂直，切割深度50～200m，沟底宽20～30 m，沟道比降6%～15%，常年有流水，沟口有小型洪积扇堆积。魏家沟延伸长度约300 m，走向与白家河大角度相交，切割深度25～65 m，沟底宽5～10 m，纵坡降20%～30%，无常年流水，局部有泉水溢出，沟口有少量洪积物。小湾沟延伸长度约350 m，总体呈弧形延伸，冲沟下段走向与白家河近垂直，切割深度15～30 m，沟底宽3～8 m，比降13%～25%，无常年流水，沟口有少量洪积物。

2.2 地层岩性

坝址区出露地层为中泥盆统舒家坝组地层及第四系不同成因的堆积物。

中泥盆统舒家坝组（D2s）的岩性组成为混合岩化片岩（D2smis）c、云母角闪片岩（D2ss）c、绿泥云母片岩（D2smcs）c。

第四系（Q）为中更新统（Q2）、上更新统（Q3）的粉质黏土、砂碎石，全新统（Q4）的冲洪积砂卵砾石（aplQ4spg）r、洪积块石碎石土、坡洪积粉质黏土、坡积碎石土、崩坡积块石碎石土。

2.3 地质构造

坝址区岩层呈单斜构造，岩层产状NW280°～305°SW∠45°～65°，走向与坝轴线夹角为45°～55°但陡倾下游。

岩体中无规模较大的构造破碎带通过，次级小断层及裂隙较发育，以挤压性断裂为主。坝址区发育次级小断层27条，按其走向可分为NWW-NW向、NEE向、NNE向及NE向4组。

坝址区裂隙较发育。根据地质测绘及平硐勘探，坝址区优势裂隙可归为NWW-NW向、NNE向、NNW向、NEE向4组。

2.4 水文地质条件

白家河平时流量较小且稳定，逢暴雨河水暴涨，水流浑浊[1-3]。两岸支流及支沟主要有冷水河、木其滩沟及界沟，多常年有流水，逢暴雨有短时洪流。坝址区地表水（沟、河水）取水样2组，水质化学分析结果见表1、表2，水化学类型为HCO3-SO4-Ca型，pH值8.27～8.42。

坝址区地下水类型可分为孔隙性潜水、基岩裂隙水[1-5]。孔隙性潜水主要赋存于现代河床、阶地及沟谷中各种成因的覆盖层内，接受大气降水、基岩裂隙水及地表水（沟道水）的入渗补给，向河道及下游排泄，与河水呈互补关系，水量变化较大，地下水位与相应河水位基本持平[1-4]。基岩裂隙水以脉状形式赋存于基岩的断层、裂隙中，接受大气降水、地表径流及孔隙性潜水补给，以泉水形式向白家河及其支流、支沟排泄，地下水位高于相应河水位，水力坡度18%～32%。地下水动态受降水影响较大，降水量的增大，地下水位升高，同时也是地下水的丰水期[1-4]。

坝址区河床及Ⅰ、Ⅱ级阶地砂卵砾石厚2～10 m，透水性和富水性良好，属强透水；（坡）洪积（块）碎石土厚3～8 m，透水性及富水性不均一，属中等—强透水。坝址区孔隙性潜水取水样5组，水质化学分析结果见表1、表2，水化学类型为HCO3-SO4-Ca型，pH值7.66～8.03。

表1 坝址区水质化学分析结果

坝址区14个钻孔166段压水试验结果表明：坝址区岩体透水性主要受风化卸荷、构造等因素控制。坝址区岩体以中等和弱透水为主，微透水带分布在坝址区深部的微风化岩体或及局部完整岩体中，局部发育的强透水带一般分布在强风化岩体或强卸荷岩体中，中等透水带发育在河床弱风化岩体中。坝址区基岩裂隙水取水样7组，水质化学分析结果见表1、表2，水化学类型为HCO3-SO4-Ca型，pH值7.65～7.93。

表2 坝址区水质化学分析结果

3 环境水腐蚀性评价

根据《水利水电工程地质勘察规范》[6]，结合表1、表2的水质化学分析结果，地表水（沟、河水）、孔隙性潜水、基岩裂隙水的腐蚀性评价如下。

3.1 地表水

地表水水化学类型为HCO3-SO4-Ca型，pH值8.27～8.42；侵蚀性CO2未检出；HCO3-含量2.79～3.49mmol/L＞1.07 mmol/L；Mg2+含量6.09～10.31 mg/L＜1 000 mg/L；SO42-离子含量29.66～33.35 mg/L＜250 mg/L；Cl-离子含量21.24～17.81 mg/L＜100 mg/L；Cl-+SO42-含量11.69～31.51 mg/L＜500 mg/L，对钢结构有弱腐蚀[4－6]。

3.2 孔隙性潜水

地表水水化学类型为HCO3-SO4-Ca型，pH值7.66～8.03，侵蚀性CO2含量0～1.54 mg/L＜15 mg/L；HCO3-含量2.59～4.97 mmol/L＞1.07 mmol/L；Mg2+含量7.03～15.93 mg/L＜1 000 mg/L；SO42-离子含量28.70～60.04mg/L＜250mg/L；Cl-离子含量17.45～18.86 mg/L＜100mg/L；Cl-+SO42-含量54.91～68.55mg/L＜500 mg/L，对钢结构有弱腐蚀[4－6]。

3.3 基岩裂隙水

地表水水化学类型为HCO3-SO4-Ca型，pH值7.65～7.93，侵蚀性CO2含量0～9.61 mg/L＜15 mg/L；HCO3-含量2.65～5.55 mmol/L＞1.07 mmol/L；Mg2+含量0.23～30.97 mg/L＜1 000 mg/L；SO42-离子含量28.34～52.83 mg/L＜250 mg/L；Cl-离子含量11.81～21.72mg/L＜100mg/L；Cl-+SO42-含量33.1～61.4 mg/L＜500 mg/L，对钢结构有弱腐蚀[4－6]。