九龙水库库区渗漏分析

高 森，左 辉

（河北省水利水电勘测设计研究院集团有限公司,天津 300220）

拟建的九龙水库工程位于云南省曲靖市沾益区天生坝下村的南盘江上，距沾益区约5 km，交通较为便利。属小（1）型水库，主要枢纽建筑物由拦河坝、导流泄洪洞等组成，工程等别为Ⅳ等，设计洪水标准为30 年一遇。主要设计指标：总库容496.7 万m3，正常蓄水位1919.50 m，坝顶高程1921.60 m，坝长230.1 m，坝顶宽6 m，最大坝高48.1 m。坝址区为可溶岩，岩溶发育。

1 地质概况

区域内发育的地层从老到新有： 泥盆系翠峰山组D1c 砂岩、泥岩互层、海口组D2h 石英砂岩、宰格组D3z 白云岩。 石炭系大塘组C1d 砂岩夹黏土岩、摆佐组C1b 灰岩、中统C2灰岩、上统C3灰岩。二叠系梁山组P1l 石英砂岩、栖霞组P1q 灰岩、茅口组P1m 灰岩。 第三系上新统茨营组N2c 泥岩及石英砂岩夹煤线。 第四系冲洪积Q4pal卵石和残坡积Q2edl黏性土两类［1］。其中以泥盆系宰格组D3z、石炭系C2、C3、二叠系梁山组P1l、栖霞组P1q 出露范围较大，为库区和坝址区的主要地层，岩溶发育。对工程场地影响较大的断裂有沾益逆断层、白沙坡逆断层、大明槽正断层、小哨逆断层、浑水塘正断层、水家梁子正断层、堡子上断裂。

库区地下水类型主要为孔隙水、 基岩裂隙水及岩溶水。孔隙水主要赋存于第四系覆盖层中。基岩裂隙水主要赋存于基岩裂隙中，包括构造裂隙、节理及断层中。岩溶地下水分为纯碳酸盐岩含水岩组、纯碳酸盐岩—碎屑岩含水岩组， 地下水赋存运移于纯碳酸盐岩的溶蚀裂隙、管道和溶洞中［3］。综合水文地质条件、岩性、岩体风化状态、节理裂隙发育情况，将库区岩体划分为砂岩、泥岩弱富水性、石英砂岩较弱富水性、白云岩中等富水性、砂、砾石、鲕状灰岩、灰岩强富水性等4 个等级。

2 库区封闭条件

2.1 地形地貌

工程区位于滇东高原，具高原山地与断拗（陷）盆地相间的地貌特征。地形多为山地、丘陵及坝子组成，岩溶地貌较发育。地势大致西北高东南低，由西北向东南倾斜。

水库左、右岸均为山脊，左岸山脊高程1943.8～2028.5 m；右岸山脊高程1940.5～2032.3 m。左、右岸均高于水库正常蓄水位，地形封闭条件较好。

库区地表分水岭沿左、右岸山脊分布，左岸地下分水岭与地表分水岭一致； 右岸近坝址段地下分水岭与地表分水岭一致， 库尾段地下分水岭向水库上游延伸。

勘察期间地下水位1882.97～1891.29 m，地下水补给南盘江水，地下水位低于水库正常蓄水位，水库建成后库水补给地下水，库岸地下水封闭条件较差。

2.2 岩性

根据出露地层岩性将库区划分为3 段： ①水库近坝段主要为石炭系中统的灰岩、上统的鲕状灰岩，灰岩、鲕状灰岩节理裂隙及岩溶发育，地表多见溶蚀孔洞，具中等透水性，向下游渗漏的可能性较大，水库封闭条件较差； ②水库中段主要为石炭系下统摆佐组的灰岩、中统的灰岩、上统的鲕状灰岩，二叠系下统梁山组的石英砂岩、栖霞组的灰岩、泥盆系上统宰格组的白云岩。白云岩、灰岩有溶蚀现象，向下游渗漏的可能性较大，水库封闭条件较差；③库尾段主要为泥盆系上统宰格组的白云岩、 二叠系下统梁山组的石英砂岩，白云岩溶蚀痕像少见，无泉水出露，且该段两侧山体雄厚，无低邻谷，渗漏的可能性较小［2］，水库封闭条件较好。

3 库区渗漏分析

3.1 断层

对库区渗漏影响较大的断层有白沙坡逆断层、小哨逆断层、水家梁子正断层3 条。

白沙坡逆断层由西北向东南穿过水库右岸山脊， 在右岸低矮垭口及天生坝下村采石场处均有揭示，在九龙山庄附近南盘江右岸与南盘江沟通，天生坝下村采石场处与水家梁子正断层交汇。 在九孔桥附近断层带宽约20 m，强风化，多呈碎石夹泥；在沾益北山附近断层带宽约30 m，带内多为灰绿、黄褐色断层泥，弱～中透水，形成天然隔水屏障，因此库水沿白沙坡逆断层向下游渗漏的可能性小。

小哨逆断层由北向南穿过水库库区及左岸，在九孔桥附近的左岸山坡有揭示，为1 条逆断层，产状为走向NE20～SW190°，倾向SE，倾角70°。断层上盘为D3z～P1q，下盘为D2h～C1d，地层断距约300 m。断层带宽约50 m，带内多为灰白、灰绿、黄褐色断层泥，弱～中透水，形成天然隔水屏障，库水沿小哨逆断层向下游（南面盆地）渗漏的可能性小。

水家梁子正断层为1 条正断层， 产状为走向NE5～SW185°，倾向SE，倾角85°。断层上盘为D2s～D3z，下盘为D2s～D3z，地层断距小于100 m。断裂带岩性多为断层泥夹岩屑，对水库渗漏存在一定影响。水家梁子正断层在天生坝下村南盘江右岸有泉群出露，出露高程1890.00 m，推测为水家梁子正断层导水形成。

3.2 鲕状灰岩、灰岩、白云岩条带

3.2.1 水库近坝段（坝址区至九孔桥段）

左岸由九孔桥经浑水塘至天生坝电厂地面高程1883.10～1932.90 m， 分布地层岩性主要为石炭系中统的灰岩、石炭系上统的鲕状灰岩、二叠系下统梁山组的石英砂岩。石炭系中统的灰岩、石炭系上统的鲕状灰岩表层呈强风化状态， 岩层走向NE70°， 倾向SE，倾角15°，岩体两组节理发育。强风化灰岩、鲕状灰岩为强透水层，形成天然渗漏通道；弱风化灰岩、鲕状灰岩为微～弱透水层。

勘探期间南盘江水位高程1886.92 m，左岸地下水位1891.29 m，左岸地下水补给南盘江水。水库建成后正常蓄水位1920.00 m，南盘江水位升高，南盘江水补给左岸地下水， 因此水库存在向东南部渗漏问题。

右岸由九孔桥经沾益北山至天生坝下村地面高程1907.10～1972.20 m，分布地层岩性主要为石炭系中统的灰岩、石炭系上统的鲕状灰岩、二叠系下统梁山组的石英砂岩、二叠系下统栖霞组的灰岩。灰岩、鲕状灰岩表层呈强风化状态， 岩层走向NE15°～NE80°，倾向NW，倾角10°～30°，岩体两组节理发育。强风化灰岩、鲕状灰岩为强透水层，形成天然渗漏通道；弱风化灰岩、鲕状灰岩为微～弱透水层。勘探期间南盘江水位高程1886.92 m，右岸地下水位1889.56 m，右岸地下水补给南盘江水。 水库建成后正常蓄水位1920.00 m，南盘江水位升高，南盘江水补给右岸地下水，因此水库存在向西南部渗漏问题。

3.2.2 水库中段（九孔桥至清水沟段）

左岸库区外侧分布有泥盆系中统海口组石英砂岩、石炭系下统大唐组砂岩、泥岩互层、二叠系下统梁山组石英砂岩，岩层产状稳定，倾角较陡，形成良好的相对隔水层， 且石板井公路管理站附近泉水出露高程1948.00 m，高于水库正常蓄水位1920.00 m，不存在渗漏问题。

右岸泥盆系上统宰格组白云岩分布段， 节理裂隙发育，地表多见溶蚀孔洞。勘察地下水位1924.00～1952.02 m,高于水库正常蓄水位1920.00 m， 不存在渗漏问题。

3.2.3 库尾段

左岸库区外侧分布有泥盆系中统海口组石英砂岩、石炭系下统大唐组砂岩、泥岩互层、二叠系下统梁山组石英砂岩，岩层产状稳定，倾角较陡，形成良好的相对隔水层，不存在渗漏问题。

右岸泥盆系上统宰格组白云岩，节理裂隙发育，地表多见溶蚀孔洞。 地下水位1923.00～1964.00 m,高于或接近水库正常蓄水位1920.0 m，不存在渗漏问题。

3.3 岩溶

水库区分布的可溶岩地层主要为灰岩、 鲕状灰岩和白云岩。

3.3.1 岩溶层组类型

为均匀状纯碳酸盐岩层组，主要由灰岩、鲕状灰岩或白云岩等纯碳酸盐岩组成， 纯碳酸盐岩岩层连续厚度大于200 m，部分地区有不纯灰岩夹层，但其厚度一般小于10%。灰岩岩溶最发育，容易沿层面或构造破裂带等发育规模较大的洞穴系统， 地下水以不均一的管道水为主。 白云岩以小型溶孔和溶洞系统密集发育为主，很少有大型溶洞。

3.3.2 岩溶形态特征

调查区地表岩溶形态丰富，据不完全统计，区内共发育岩溶形态9 个，其中岩溶洼地（漏斗）3 个、落水洞5 个、溶洞2 个、泉水11 个［4］。

3.3.3 岩溶发育深度

根据收集资料分析，本区岩溶应为第三岩溶期，即南盘江岩溶期。 钻孔揭露岩溶发育下限高程约1870 m， 高程1870～1930 m 为溶隙带， 高程1930～2200 m 为洞穴—溶隙带。 部分钻孔溶洞成串珠状分布，单层溶洞高0.5～1 m，最小0.2 m，最大4.7 m。根据岩溶垂直发育规律，库区处于溶隙带，岩溶形态以溶蚀裂隙为主，同时不存在岩溶管道型渗漏通道。

3.3.4 地球物理勘探成果分析

经高密度电法勘探，在河两岸等高线1930 m 附近推测异常14 处，其中山间冲沟5 处，溶蚀区8 处，断层1 处［5］。

左岸GZ1 测线的260 m 处，深度17 m 处有深约6 m、宽约5 m 的高阻溶蚀区，溶蚀的中心位置高程为1910 m。坝址区地质勘察揭示为溶蚀裂隙密集带。

左岸GZ5 测线190 m 处， 溶蚀的中心位置高程为1937 m；右岸GY12 测线445 m 处，溶蚀的中心位置高程为1936，500 m 处， 溶蚀的中心位置高程为1942 m。以上3 处异常区中心高程均高于库水位，对库区渗漏无重大影响。

左岸GZ6 测线的370 m 处，深度为13 m、宽约5 m的溶蚀区，溶蚀的中心位置高程为1910 m，GZ6 测线的370 m 处，深度为19 m、宽约4 m 的溶蚀区，溶蚀的中心位置高程为1910 m， 两溶蚀区相距约90 m，其左侧GZ7、GZ4 两测线相近位置均无发现异常，推测这两处异常区往库区外无延伸， 对库区渗漏无重大影响。

右岸GY3 测线的145 m 处，深度为27 m、宽约6 m的溶蚀区， 溶蚀的中心位置高程为1920 m， 该测线255 m 处，深度为26 m、宽约4 m 的溶蚀区，溶蚀的中心位置高程为1910 m。综合区域地质资料，溶蚀区右侧为石炭系上统鲕状灰岩和二叠系下统梁山组石英砂岩，推测这两处异常区往库区外无延伸，对库区渗漏无重大影响。

通过现阶段地球物理勘探成果分析， 未发现向库区外延伸的岩溶管道型渗漏通道。

4 结语

（1）九龙水库左、右岸均为山脊，左岸山脊高程1943.8～2028.5 m，右岸山脊高程1940.5～2032.3 m，左、右岸均高于水库正常蓄水位，地形封闭条件较好。

（2）库区地表分水岭沿左、右岸山脊分布，左岸地下分水岭与地表分水岭一致； 右岸近坝址段地下分水岭与地表分水岭一致， 库尾段地下分水岭向水库上游延伸。 勘察期间地下水位低于水库正常蓄水位，水库建成后库水补给地下水，库岸地下水封闭条件较差。

（3）经分析水家梁子正断层具导水作用，对水库渗漏存在一定影响；白沙坡逆断层、小哨逆断层形成天然隔水屏障，库水沿断层向下游渗漏的可能性小。

（4）水库近坝段鲕状灰岩、灰岩、白云岩条带存在向东南、西南部渗漏问题；水库中段和库尾段不存在渗漏问题。

（5）高密度电法勘探仅发现局部有溶洞及溶蚀现象存在， 未发现向库区外延伸的岩溶管道型渗漏通道。

（6）综上所述，库区地形封闭条件较好，勘察期间地下水位低于水库正常蓄水位， 库岸地下水封闭条件较差， 存在水家梁子正断层渗漏和近坝段鲕状灰岩、灰岩、白云岩条带渗漏问题。