贵州务川县青坪水库集雨面积论证

罗 平，肖 胶，胡大彪

(贵州省水利水电勘测设计研究院有限公司，贵州 贵阳 550002)

青坪水库始建于1973年4月，1976年10月完工后正式投入运行。2019年提出加高扩建，由于青坪水库工程库盆位于一岩溶复合洼地内，库盆是区内地下岩溶汇水中心，库区地表集雨面积较小，仅为2.9 km2，区内以岩溶暗河向库区排泄，库区集雨面积难以确定，为水文计算、规模论证带来了困难。青坪水库集雨面积确定成为了水库规模论证，水文计算控制性因素，因此，需查明岩溶泉水地下集雨面积、分水岭位置、补径排关系、形成机理以及流量大小。

1 工程概况

青坪水库始建于1973年4月，位于贵州省北部遵义市务川仡佬族自治县泥高镇青坪村高洞河上。已建成的青坪水库总库容780万 m3，正常蓄水位1 142 m，相应库容725万 m3，死水位1 122 m，死库容40万 m3。大坝为钢筋混凝土面板堆石坝，最大坝高30.0 m。

青坪水库大坝加高后，正常蓄水位从1 142 m抬高至1 143.5 m，相应库容836万 m3，总库容1 048万 m3，最大坝高33.6 m，年总供水量257万 m3。

2 工程地质概况

2.1 地形地貌

工程区位于黔北大娄山主脉青坪岩溶峰丛台地，工程区受灈水向斜构造影响，以及比较特殊的地形地势，岩层组合，使得区内岩溶水文地质条件复杂，岩溶暗河发育。地形展布受灈水向斜控制，呈南北向展布，工程区地形犹如一座孤岛，中部地势高耸，四周地势低，冲沟深切。工程区地形高度在1 100～1 550 m之间，北部下切冲沟高程在700～800 m，西部下切冲沟高程在1 100～1 250 m之间。南部冲沟下切高程在760～780 m。东部砚山、镇南镇的下切高程在650～950 m之间。青坪水库河段高程约1 100 m，是该区域排泄基准面，工程区四周向该基准面排泄，库区汇集的地下水经过约650 m的河段进入大坝下游落水洞K5，向镇南方向大岩门岩溶系统(KS5)排泄。

2.2 地层岩性

工程区出露地层由新至老分述如下：

(1)T1m：浅灰、灰白色薄至中厚层块状灰岩、白云质灰岩，厚561～580 m。

(2)T1y3：上部为紫红色中至厚层粉砂质泥岩、中厚层灰色灰岩不等厚互层，中部为中厚层灰岩，下部为紫红色泥质粉砂岩，厚57～63 m。

(3)T1y2+1：灰色薄至中厚层灰岩夹页岩和少许白云岩，厚120～140 m；底部为薄层泥岩夹泥质灰岩、灰岩，厚12～25 m。

(4)P3c+w：上部深灰色中厚层至块状燧石灰岩，厚120～134 m；下部为灰色灰岩，灰岩与泥岩不等厚互层，底部为粘土岩，厚267～284 m。

(5)P2m+q：上部为深灰至浅灰色灰岩及生物碎屑灰岩，含燧石团块，厚351～368 m；下部为深灰色灰岩及生物灰岩，厚134～175 m。

(6)S2hn：上部为黄灰色页岩夹粉砂岩、下部为紫红色、灰绿色页岩，厚374～481 m。

2.3 地质构造

测区以近南北向构造为主，与工程有关的主要构造为濯水向斜：轴迹呈弧形弯曲，向斜核部南起洞磨溪，核部走向呈南北向穿越泥高、青坪水库库尾一带至朱家坝一带，走向变为N42°E延伸至濯水。测区灈水向斜核部主要由三叠系地层组成，该褶皱控制了区内地形地貌及岩溶水文地质条件。

3 岩溶泉水文地质条件

3.1 岩溶发育特征

工程主要发育有灈水向斜，该向斜总体南北展布，控制了区内岩层分布，由于工程区属台地地形，区内岩层在台地四周均有出露，地质分界线平面上呈闭合的椭圆形，岩层走向总体与灈水向斜一致。台地区域内主岩溶含水层主要为T1m、P3c+w、P2q+m；相对隔水层为T1y1、S2hn、T1y3、P1l，弱岩溶含水层T1y2；其中S2hn相对隔水层厚实，控制了区内岩溶暗河出露下限，区内大的暗河出口均在该地层顶界出露，而T1y3岩层相对较薄，同时夹有可溶岩，隔水性能相对S2hn较差，部分岩溶系统易击穿T1y3相对隔水层。由于区内特殊的地形地貌、地质构造、地层岩性组合，导致区内岩溶系统发育，形成了错综复杂的岩溶水文地质条件。区内岩溶发育具明显的方向性，洼地长轴方向、溶洞洞向、消水洞流向以及暗河流向与主要构造、节理裂隙发育方向基本一致，特别是受濯水向斜构造控制明显。

3.2 主要地下暗河系统

工程区碳酸盐岩广泛分布，约占85%。岩层走向总体北北东向，濯水向斜走势基本一致，碳酸盐岩地区岩溶强烈发育，据地表地质调查发现，岩溶形态众多，岩溶洼地、溶洞、漏斗、落水洞、天窗、岩溶槽谷、地下岩溶管道(暗河)、岩溶泉水等各种岩溶形态均有发育。

4 集雨面积分析

青坪水库集雨面积受区内地形地貌、岩溶水文地质条件控制，库区主要通过岩溶暗河补给，库区集雨面积内主要含水层为T1m、T1y2、P3c+w，相对隔水层为T1y3、T1y1。局部受地形及相对隔水层控制，导致区内局部地下集雨面积与地表集雨面积不重合，重合区域的水文地质特征表现为汛期降雨量大，部分降雨入渗后通过岩溶洼地、浅层岩溶裂隙向地表冲沟排泄，跨越隔水层，进入青坪水库的岩溶暗河排泄系统；枯季降雨量小，降雨无法在小冲沟形成地表明流，降雨入渗地下，受相对隔水层阻隔，地下水难以向青坪水库库区补给。

青坪水库集雨面积地形上呈狭长型，南北方向长，东西方向相对狭窄，库区大部分集雨面积在水库北部区域。通过现场调查及地质条件分析，青坪水库南部分水岭位于泥高、林家一带；北部分水岭主要在邓家坨、鹿池一带分水岭以北地下水向出水河岩溶系统排泄，分水岭以南通过KS1向库区汇集；西部分水岭沿肖洞湾、水井湾、金竹园、灌木林、坨底下等区域分布，西部分水岭主要受地形条件控制，地下分水岭地表分水岭基本一致；东侧分水岭受地层岩性及地形控制较明显，局部地下水受相对隔水层T1y3控制，地下分水岭以T1y3相对隔水层为界，同时存在部分区域当降雨量大时，雨水入渗地表后，经冲沟排泄形成明流，跨越T1y3地层界限，向库区汇集，该区域主要分布在六池塘、阳火岭、谢家湾一带。经综合分析得出青坪水库最大集雨面积为47.2 km2，其中有7.9 km2的非闭合流域，该闭合流域的特征为枯季地下水难以向库区补给，只在汛期降雨量较大时，部分降雨才能向库区补给排。

图1 主要岩溶暗河系统示意图

5 结语

文章主要通过地表地质测绘分析工程区出露地层岩性、地质构造以及岩溶水文地质条件，并结合测流，分析各岩溶暗河系统的地表补给面积，综合分析出青坪水库集雨面积为47.2 km2，非闭合流域为7.9 km2，青坪水库库区枯季流量约610 L/s。查明了青坪水库集雨面积及流量，为青坪水库加高水文计算、规模论证提供基础地质依据。