某水库工程库区成库条件分析评价

2023-12-01邹贤会

河南水利与南水北调 2023年10期

邹贤会

（务川仡佬族苗族自治县水务局，贵州遵义 564300）

1 工程概况

三岔河水库坝址位于务川龙潭河（黄都河为龙潭河上游段）支流邹溪沟上。邹溪沟为长江流域乌江水系洪渡河二级支流、龙潭河一级支流，发源于黄都镇燕龙村燕子岩一带（大坡），河源高程1 305 m，由东向西流经三羊窝、大土、东山，于凉厅处汇入黄都河；邹溪沟集水面积6.30 km2，主河道长4.67 km，平均比降44.31‰。坝址在邹溪沟口上游约1.84 km 处，东经107°45′44″，北纬28°23′11″，坝址集水面积4.60 km2，主河道长2.83 km，平均比降87.15‰。

测区位于娄山山脉北侧，从乌江谷缘到大娄山脉，明显可见三级台地：最低一级海拔高度1 000～1 200 m，中间一级1 300～1 350 m，最高一级1 500～1 600 m，总体为中山溶蚀构造地貌区。大多为低山缓丘谷地和中低山峰丛洼地、峰丛谷地地形，山顶1 000～1 300 m，谷底950～700 m，谷深150～300 m。未见大型滑坡、泥石流、崩塌、采空区等不良物理地质现象分布，局部山高坡陡，沟谷纵横，以溶蚀、侵蚀为主，地形陡峭的坡脚一带有崩塌堆积分布。

2 库区工程地质条件及评价

2.1 地形地貌

工程区总体为中低山溶蚀沟谷、峰丛、洼地地貌，北高南低、东高西低，最高为SSE 侧的雕玉皇山峰1 432.60 m，最低为黄都河床845.00 m，场区845～1 350 m，高差400～500 m。沟谷切割强烈，槽谷两岸冲沟发育，局部切割较深。

三岔河水库位于黄都河左岸支沟邹溪沟中下游沟段，两岸峰顶1 180～1 380 m，河床宽5～20 m。库区河流总体流向为自NEE 向SWW 径流，河床上常年有地表明流，枯期流量0.04～0.05 m3/s，汛期流量大于0.20 m3/s。河床水库正常蓄水位高程919.00 m，对应库区回水长度1.14 km，在库腰右岸发育一支沟，正常蓄水位对应回水长度0.16 km，近库尾分为两支，左、右支沟回水长度45 m，库区河床比降3.16%。回水区上游至源头沟段河床比降10%～35%，邹溪沟下游至黄都河汇口河段河流总体平顺，河床比降小于2%。总体为河槽型水库，见图1。

图1 水库库区地形图（库腰右岸往下游方向摄）

2.2 地层岩性

寒武系中上统娄山关群第一段（∈2-3ls1）岩性为灰色、深灰色中厚层至薄层含钙质白云岩、白云岩；第二段（∈2-3ls2）为浅灰、深灰色薄层夹中厚层白云岩、灰质白云岩夹白云质灰岩、灰岩等；奥陶系下统桐梓组（01t）岩性为灰色、浅灰色厚至中厚层灰岩夹白云质灰岩、白云岩，下部为灰绿色页岩；奥陶系下统红花园组（01h）为深灰色厚层灰岩夹生物灰岩；第四系（Q）为冲积、洪积层，主要由砂卵砾石、块石、粉土等松散物组成，残、坡积层主要由黄色、灰黄色粘土夹少量碎石块组成。

2.3 地质构造

①库区有余家湾断层（f1）。②库腰右岸至丰乐公路有2组裂隙。③岩层总体呈单斜产出，产状N5°～25°E/SE∠18°～45°。

2.4 水文地质条件

工程区出露地层岩性以碳酸盐岩为主，库尾上游至分水岭一带有碎屑岩出露，在库岸较高的斜坡地带有零星溶洞分布，在邹溪沟源头近分水岭附近的马鞍山附近有岩溶洼地发育，有隐伏岩溶发育，溶蚀裂隙在岸坡亦有分布，强岩溶化岩组地层有∈2-3ls、01h、02+3，岩性为白云岩、白云质灰岩、灰岩等；中等岩溶化地层有∈2g、01h、P1m、P2c+w，岩性为灰岩、白云岩夹砂岩、泥岩等，弱岩溶化地层01m、S2sh，岩性为钙质砂岩、页岩夹灰岩等。

2.5 不良物理地质现象

工程区以白云岩、灰质白云岩、白云质灰岩等中硬岩为主，沟底及岸坡大多基岩裸露，在重力作用下，卸荷裂隙追踪构造裂隙形成贯通性好的结构面，节理裂隙的相互切割和岩体风化，局部岩体已失稳垮塌或形成危岩体，陡壁脚一带多有崩塌堆积体分布。库坝区共发育5个崩塌堆积体。

3 三岔河水库库区成库条件分析评价

3.1 水库渗漏评价

①库区左岸有浅切冲沟，间隔山体厚度大于1 360 m，最高处1 210 m。地层岩性为碳酸盐岩，水文地质分析表明与冲沟间地下分水岭水位峰值高于919 m。库腰左岸f1断层为非导水性。②右岸有低邻谷，间隔山体厚度1 730 m，最高处1 290.90 m，地层岩性为碳酸盐岩，水文地质条件综合分析表明与冲沟间地下分水岭水位峰值高于919 m。③库尾正常蓄水位以上河床水力比降15%～30%，常年有地表径流，且位置较高一带有01m 页岩、粉砂质页岩等碎屑岩分布，岩层倾向上游。④库腰S6泉水附近上游一定范围河床有贯通性溶蚀裂隙发育，河水下渗补给地下水，但均通过S6泉水补给河水。S6泉水下游常年有地表径流，对不同河段测流结果显示，库坝区河水流量往下游越来越大。⑤库区左、右岸地下水位均高于河床水位，但水力坡降较小，水库蓄水后可能会通过坝肩建基面附近岩体节理裂隙向库外渗漏，防渗帷幕可以处理；由于库坝区岩层产状总体倾向上游，且在左、右库岸正常蓄水位以下及河床未见溶洞、落水洞等，邹溪沟出口河床及右岸未见泉水，左岸S1泉水补径排关系已无影响，坝址河床建基面以下未见岩溶管道。

综上所述，水库蓄水后左右岸、库尾不会集中向库外渗漏，库首绕渗可由防渗帷幕处理。

3.2 库岸稳定性评价

三岔河水库上坝址正常蓄水位高程919 m，库首抬高水头46.50 m，库区回水长度主沟约1.14 km，库尾左右支沟均为0.045 km，库腰右岸支沟约0.16 km，下坝址回水总长度约1.44 km。库岸自然坡度45°～60°，局部近于垂直，出露岩性均为白云岩夹白云质灰岩、灰岩等中硬岩类，岩层倾向上游略偏左岸，岩体结构属于稳定类型。

据调查卸荷岩体一般发育在高陡边坡处及凸出山体处，卸荷裂隙追踪构造裂隙发育，卸荷岩体厚度0～8 m，局部厚度可达数十米。主要迹象为坡脚崩塌堆积块石、碎石等，多位于正常蓄水位以下，主要为块石、碎石等，局部含极少量黏土，透水性好。水库蓄水后在已成陡壁位置有再继续崩塌堆积可能。

在库腰右岸回水较长的冲沟口附近有崩塌堆积体（BT4）分布，为卸荷裂隙逐渐发育导致岩体松动崩塌堆积形成，在堆积体近沟口的右岸坡约960 m 处有明显卸荷裂隙发育，推测发育深度超过20 m，卸荷岩体现状与山体呈半脱离状态，体积约2 000 m3。水库正常蓄水位于该卸荷体中部，卸荷裂隙一般充填黏土、岩屑等，水库蓄水后卸荷裂隙和其他结构面之间的充填物质物理力学指标降低，有变形继续崩塌的可能，推测变形最高位置为960 m 左右。由于该崩塌堆积体位于库腰右岸支沟内，其变形减小库容，但规模较小，对水库正常运行影响较小，对大坝安全影响甚微。

在库腰S6泉水以上约100 m 左岸沟口两侧有崩塌堆积体（BT5）分布，为卸荷裂隙逐渐发育导致岩体松动崩塌堆积形成，在堆积体近沟口的右岸坡约930 m 处有明显卸荷裂隙发育，推测发育深度超过20 m，卸荷岩体现状与山体呈半脱离状态，体积约1 500 m3，水库正常蓄水位于该卸荷体上部，卸荷裂隙一般充填黏土、岩屑等，水库蓄水后卸荷裂隙和其他结构面之间的充填物质物理力学指标降低，有变形继续崩塌的可能，推测变形最高位置为930 m 左右。由于该崩塌堆积体位于近库尾的左岸支沟口，其变形减小库容，但规模较小，对水库正常运行影响较小，对大坝安全影响甚微。

3.3 水库淹没及浸没评价

水库正常蓄水位919 m，蓄水位以下无成片良田或耕地，亦无厂矿、村民房屋、文物古迹、风景区等，蓄水淹没损失小。库岸多为岩质边坡，蓄水浸没影响较小。

3.4 库区淤积与固体径流评价

库区地层岩性主要为∈2-3ls2、01t+h 白云岩、灰质白云岩、白云质灰岩及灰岩等碳酸盐岩，库尾马鞍山、燕子岩等一带出露岩性为01m 页岩、粉砂质页岩等碎屑岩，植被覆盖一般。暴雨季节，地表覆盖层和部分完整性差的强风化岩体随坡面流逐渐进入库内，或部分碳酸盐岩陡壁在结构面的相互作用下导致零星掉块或小规模崩塌，均会对水库造成一定淤积，但出露岩性以碳酸盐岩为主，碎屑岩所占比例较小，且上游无大型松散堆积体或丰富的固体径流物质源，故库区淤积问题不突出。