浅析黄泥凼小山塘的地质成库条件

[摘要]贵州喀斯特地貌发育广泛，熔岩经以溶蚀为先导的喀斯特作用，形成典型的高山低谷岩溶地貌，悬托型岩溶蓄水工程随处可见。通过对黄泥凼小山塘地质成库条件的分析，提出针对性的治理建议。

[关键词]悬托型岩溶蓄水工程 地质成库条件 相关分析

中图分类号：P5 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2009）0120089－01

一、前言

黄泥凼小山塘位于贵州省瓮安县县城东南面永和镇悦来村境内，距县城11km。属长江流域乌江水系。山塘集水面积为0.29km2，多年平均流量为1L/s。该山塘原是一个天然的落水洞，因多年泥沙淤积，地下通道部分堵塞，洪水来时就在地表形成了天然的山塘。是典型的悬托型岩溶蓄水工程。

二、地形地貌

黄泥凼小山塘地处瓮安西门河与其支流洗马河分水岭区，为一蝌蚪形岩溶洼地，底部高程1303.1m，地表积雨面积0.29km2。测区地形陡峻，最高峰周家大坡位于小山塘南缘，部分在小山塘积雨面积内。测区为峰丛洼地岩溶地貌，受地层及构造控制，岩溶以顺层发育为主，洼地沿可熔岩展布。

三、地层岩性

测区出露的地层有寒武系娄山关群白云岩，下二迭系梁山组砂页岩、栖霞和茅口组燧石灰岩，上二迭系吴家坪组燧石灰岩、硅质岩、砂页岩和煤层，长兴组燧石条带灰岩，下三迭系夜郎组沙堡湾页岩、玉龙山灰岩。

四、地质构造

测区在大地构造上属贵阳复杂构造变形区。在区域构造上位于营定街背斜和鱼寨井向斜之间，岩层NNE向展布，倾向SEE。断层不发育。

五、岩溶水文地质

（一）含（透）水层与相对隔水层

测区为典型互层水文地质结构，可熔熔岩与非可熔岩相间分布，但以可熔岩出露面积较大。裂隙溶隙型岩溶含（透）水层有寒武系娄山关群、吴家坪组的燧石灰岩层，溶隙管道型岩溶含（透）水层有二迭系栖霞组、茅口组、长兴组、三迭系夜郎组玉龙山段。相对隔水层有二迭系梁山组、吴家坪组的硅质岩、砂页岩和煤层、三迭系夜郎组沙堡湾段。其中含（透）水层仅有栖霞组、茅口组，隔水层仅有梁山组与小山塘成库条件有关，现分述于下：

1．栖霞组（P1q）溶隙管道强含（透）水层，分布于库盆及小山塘下游，岩溶强烈。洼地落水洞串珠状发育，在小山塘以南顺层发育为主，以北则顺层切层发育并存。洼地发育密度很高，在小山塘附近0.235km2范围内，发育了19个洼地，密度达80个/km2。由于位于地表地下分水岭带，洼地落水洞均向深发育，岩溶管道具有分层发育特点，地下水位远低于洼地底部。

2．茅口组（P1m）溶隙管道强含（透）水层，分布于小山塘下游，岩溶发育情况与P1q地层类似，尤其是顶部与P2w地层接触部位，洼地发育规模大密度高，由于P2w部分岩层具有良好的隔水作用，加之地形高程的降低，因此，茅口组顶部洼地中地下水位埋深不大，估计在20－50m之间。

3．梁山组（P1L）相对隔水层，条带状分布于小山塘尾部及两侧，地面出露宽度约45m。在拟建小山塘洼地，梁山组分布区有地下水溢出，并形成一季节泉，但总流量很小，约0.2L/s，且枯季断流。

（二）小山塘成库条件

1．小山塘为悬托型岩溶蓄水工程。黄泥凼小山塘库盆区位于KW01岩溶洼地，由于该洼地位于分水岭区，除P1L分布区之外，地下水位远低于洼地底部，尤其是洼地首部的P1q地层，溶隙、管道耦合发育，落水洞达三处之多，导水能力极强。若舍去洼地首部，改在P1L部位筑坝建库，则在分布区存在顺层渗漏问题。因此，该洼地小山塘为悬托型岩溶蓄水工程。需采取适当的防渗工程措施，方能蓄水成库。

2．小山塘水源条件较差。小山塘地表积雨面积0.29km2。根据库区的地形植被及水文地质条件，年产水量仅10万m3 左右。

3．小山塘库盆小。小山塘位于KW01岩溶洼地的“蝌蚪头”，为栖霞组（P1q）含燧石灰岩及梁山组（P1L）相对隔水层分布区，水头高于洼地中梁山组（P1L）相对隔水层的分布高程将增加处理难度。因此小山塘库容很小，低于1万m3 ，为小山塘级蓄水工程。抗渗漏能力很弱。

六、结论

黄泥凼小山塘位于瓮安西门河与其支流洗马河分水岭区，库盆区及其上游为一蝌蚪形岩溶洼地KW01。底部高程1303.1m，地表积雨面积0.29km2，由于地形和岩溶的影响，积雨面积中仅0.196km2为有效面积，年产水量约10万m3 。该岩溶洼地的“蝌蚪头”位于二迭系栖霞组（P1q）含燧石灰岩分布区，管道、溶洞、溶隙强烈发育，地下水位很深，是洼地泄水层位，“蝌蚪尾”位于寒武系娄山关群（ ）白云岩分布区，岩溶作用较弱。

在“蝌蚪头”后部，梁山组（P1L）相对隔水层，假整合于娄山关群之上，出露有厚约厚约25m，以33度左右倾角倾向小山塘下游。在库盆部位，特别是梁山组（P1L）分布区，第四纪沉积物厚度在5m以上。小山塘年产水量少，抗渗漏能力极弱，允许渗漏量仅为0.158L/s，而小山塘又主要位于地下水位很深，岩溶发育极其强烈的二迭系栖霞组（P1q）岩溶强透水层，因此，稍有不当处理，该小山塘就可能不能蓄水。由于经费限制，无法使用有效的勘察手段，目前，相对隔水层的准确岩性、厚度、在库盆中的埋深均仅大致了解。给小山塘建设增加了很大的难度。

七、建议

1．由于原方案滚水坝址处第四纪沉积物岩性杂且较松散，厚度大，因此建坝清基工程量大，造价高、难度大。如不彻底清基，一方面坝会变形破坏，另一方面，坝基会产生渗漏，水从水工膜下漏失。

2．梁山组（P1L）相对隔水层虽然厚度仅25m左右，且仅其中厚约5m的泥质页岩防渗能力较强，中上部硅质岩夹炭质页岩防渗能力相对较差（但大大优于栖霞组（P1q）含燧石灰岩和娄山关群（ ）白云岩），对于允许渗漏量仅为0.158L/s的黄泥凼蓄水工程，有效利用此相对隔水层，是保障建好该小山塘的关键。

3．为了增加小山塘抗渗漏能力，加大小山塘蓄水量是重要措施之一，因此建议加高原小山塘边墙1.5～2m，保证小山塘在3个月不下雨仍有一定水量。

4．该小山塘底部面积不大，宜采用水工膜铺盖防渗，为使水工膜达到防渗作用，在库盆中的栖霞组（P1q）含燧石灰岩分布区，应满铺；在小山塘上游面，水工膜以嵌入梁山组（P1L）相对隔水层的泥质页岩上部（小山塘上游侧，距库盆中部坚硬的栖霞组（P1q）含燧石灰岩底部约10m）为好，但该断面的第四纪沉积物厚度过大（>5m），较松散，开挖嵌膜难度过大，实施困难。因此，可在原拟建坝址处进行开挖嵌膜工程。挖至基岩嵌膜后，用纯度较大的红黏土回填夯筑密实。

作者简介：

李忠明，男，助理工程师。