花园水库上、下坝址渗漏量计算分析

王晓初，贺中润

(黑龙江省水利水电勘测设计研究院，哈尔滨150080)

1 概况

龙江县花园水库位于雅鲁河支流济沁河下游，龙江县济沁河乡境内，地理座标为E122°40'，N47°25';是1座为龙江县城镇供水、防洪、灌溉并发电的综合性大(2)型水库。工程主要由拦河坝、溢洪道、电站厂房、输水洞等组成。

2 上坝址岩体渗透性及渗漏量计算

2.1 坝址岩(土)体渗透性

坝基第四系松散层上部为低液限黏土，属于微透水;之下为级配良好中砾，K=50 m/d(经验值)，属于强透水;最底部为粉土质砾，K=0.76m/d，属于中等透水。

坝基岩体为凝灰岩。坝基20.00～31.00 m为中等透水，渗透系数为1.26×10－3cm/s，透水率为13.4～18.9 Lu。

左坝肩岩体为凝灰岩。SHY1孔0～24.00 m为中等透水岩体(厚度为24.0 m)，渗透系数为 1.86×10－4～5.38×10－4cm/s，透水率约为18 Lu。其余部分为弱透水。

右坝肩岩体为砂岩和泥岩。根据经验推算，20 m以内为中等透水岩体，渗透系数为1.5×10－4cm/s(经验值)。其余部分为弱透水。

2.2 渗漏量计算

考虑天然无防渗条件下计算坝基的渗漏量，依据岩性分布特征将坝段分3段计算。A、C段为低山区、B段为河床及漫滩区。见图1。

图1 坝基渗漏计算示意图

2.1.1 边界条件

计算上限，取天然地表;计算下限，A、C段取中等透水下限，B段松散层取其底部，基岩取中等透水下限。

2.1.2 渗透系数选取

松散层的渗透系数为:级配良好中砾为K=50 m/d(经验值);粉土质砾K=0.76 m/d。基岩的渗透系数均为试验值。

A段渗透系数平均值为K=0.23 m/d;B段渗透系数平均值为K=0.63 m/d;C段渗透系数为1.5 m/d(经验值)。

2.1.3 渗漏计算公式

渗漏坝基渗漏计算公式为:

绕坝渗漏计算公式为:

式中:Q基为坝基渗漏量，m3/d;Q绕为绕坝渗漏量，m3/d;K为渗透系数，m/d;M为含水层厚度，m;H为坝上、下游水头差，m;2b为坝底防渗体宽度，取2b=20 m;H1为正常蓄水位到透水层底板高度;h1为坝下游河水位到透水底板高度;B为渗漏段长度，m。坝基渗漏量计算结果见表1。

3 下坝址岩体渗透性及渗漏量计算

3.1 坝址岩(土)体渗透性

坝基第四系松散层上部为级配不良粗砂、级配不良细砾，K=50 m/d(经验值)，粉土质砾，K=1.14 m/d，属于强透水。

河谷区坝基岩体为凝灰岩，渗透系数为1.1×10－4～3.87×10－3cm/s，透水率 11.3 ～26.9 Lu。其余部分为弱透水和微透水。

左坝肩岩体为凝灰岩，透水率为13.3～39.7 Lu。其余部分为弱透水。

右坝肩岩体为凝灰岩。中等透水厚度约为20.00 m，渗透系数约为0.25 m/d。

3.2 渗漏量计算

考虑天然无防渗条件下计算坝基的渗漏量，依据岩性分布特征将坝段分3段计算。A段、C段为低山区，B段为河床及漫滩区。见图2。

图2 坝基渗漏计算示意图

3.2.1 边界条件

计算上限，取天然地表;计算下限，A、C段取中等透水下限，B段松散层取其底部，基岩取中等透水下限。

3.2.2 渗透系数选取

松散层的渗透系数为:级配良好中砾:K=50 m/d(经验值);粉土质砾K=1.14 m/d。基岩的渗透系数均为试验值。

A段共1个钻孔，中等透水段共做4段压水试验，渗透系数平均值为K=0.23 m/d;B段共8个钻孔，做6段注水试验，平均值为K=18.1 m/d;13段压水试验，转化成渗透系数平均值为 K=0.20 m/d，B段渗透系数平均值为 K=9.15 m/d;C段渗透系数为0.25 m/d(参考左坝肩基岩中等透水段)。下坝基渗漏量计算结果见表2。

表1 坝基渗漏量计算成果一览表

表2 下坝基渗漏量计算成果一览表

4 上下坝址渗漏量比较分析

从上面计算可以看出，在天然无防渗措施条件下，上、下坝址年渗漏量占正常蓄水位以下库容分别为43.0%和64.5%，上、下坝址年渗漏量占河流多年平均径流量分别为329.692%和489.236%，主要渗漏部位为第四系松散层，即河床段。下坝址渗漏总量大于上坝址，主要原因是下坝址第四系松散层厚度远大于上坝址，建议对此段采取防渗处理措施。

［1］水利电力部水利水电规划设计院.水利水电工程地质手册［R］.北京:水利水电出版社，1985:441－453.

［2］王晓初.黑龙江省龙江县花园水库工程地质勘察报告［R］.哈尔滨:黑龙江省水利水电勘察设计研究院，2011.

［3］中华人民共和国水利部.GB50487－2008水利水电工程地质勘察规范［S］.北京:中国计划出版社，2009.