基于水库水文地质勘察技术的探索

尹杰

【摘 要】水库的水文地质勘察是对其工程地质勘察的补充，也是水库工程地质勘察其中的一部分，因此拟建水库渗漏的水文地质勘察也是分阶段进行，不同的阶段其勘察的内容及研究程度不尽相同。但对病险水库而言，因为其勘察的目的是直接为防渗治理设计服务，因此勘察内容及研究程度应与拟建工程的设计阶段类同，不再分阶段进行。

【关键词】水库；特征；水文地质；观测；勘察

地形地貌、岩性及地质结构是决定水库渗漏的必要条件，但不是充分条件，还必须研究水文地质条件。即要进行水文地质分区，确定含水层及隔水层，查明含水构造、地下水补给、径流、排泄条件、地下水的类型、地下水的水位、流向、流速、水力坡度、地下水的化学特征等情况。勘察时要特别注意水库周围是否有地下分水岭，以及分水岭的高程与库水位的关系，并以此来大致判断库水向邻谷渗漏的可能性。如当地下分水岭高于水库正常高水位时，不会发生渗漏；而当地下分水岭低于水库正常高水位时，有可能发生渗漏；在蓄水前已出现库区河谷的水流向邻谷流去，无地下分水岭，则蓄水后水库将渗漏更严重。

1.工程分析

1.1水文地质勘察

1.1.1地质地貌

某水库流域内海拔高程1250～1356m，地势较平坦，地貌以岩溶地貌为主，碳酸盐广泛分布，岩石裸露，植被覆盖一般，河床多年平均侵蚀模数为200～500t/km2，多年平均含沙量0.606kg/m3，森林覆盖率为12.1%。工程区构造简单，稳定性好，无晚近期断裂活动，本区地震烈度<Ⅵ级，对工程无影响。

1.1.2水文及气象

该区域内气候温和，属亚热带季风气候区，根据该地区气象站气象统计分析，多年平均气温14.4℃，年平均风速2.5m/s，多年平均最大风速20m/s，平均日照1241h，无霜期达300d，多年平均降水量1297.1mm，最大年降水量1651.3mm，最小年降水量920.4mm，降水集中在5～9月，降水量约占年降水的72%。

1.2工程施工中存在的问题及处理

（1）对右岸帷幕灌浆施工中孔号126，171，172遇溶洞，当年对溶洞进场进行物探，重新对溶洞处理进行设计，停工5个月；设计批复以后对溶洞进行灌浆处理，组织队伍进场，对溶洞进行灌浆，同时进行溶洞段外帷幕灌浆施工质量检查。总共导致工期延误8个月的时间。

（2）项目在具体施工中，由于工程所处环境及地质条件发生变化，导致实际施工工程量大于合同工程量；溢洪道工程基础开挖时，遇软（土基），设计增加基础断面，增加碎石垫层，实际开挖工程量比设计大。

（3）大坝右岸灌浆先道孔施工时，过别孔终孔段压水实验未满足设计要求，增加孔深，工程量增大；右岸帷幕灌浆孔号126，171，172段遇溶洞，增加对溶洞处理工程量，工作量增大；坝顶及下游面增设浆砌石挡墙，增加工程量。

1.3工程事故分析

从工程施工中遇到的以上主要事件中可以看出，造成这些事故发生、工期延误，主要是由于在进行水文地质勘查时，勘察不仔细造成的。可见在水库建设以及水库渗漏施工中，进行水文地质勘察的重要性。

2.水文地质勘察内容

2.1地质条件

（1）地形地貌的特点，通过勘察水库周围的地形地貌，正确分析其对于水库区地下水的影响。河水位低于库水位，以及水库间的分水岭比较单薄时，容易引起库水渗漏。

（2）地质构造，褶皱、断层、裂隙等发育的地带，断层破碎现象明显，是形成水库严重渗漏的通道；岩层中宽大密集裂隙地带容易形成渗漏；在岩溶地区，断层带上容易形成渗漏的通道。

（3）地层岩性以及结构，水库发生渗漏和岩土体有很大的关系，如果水库是松散岩类坝基，容易形成河道堆积物，由于其渗透性比较强，造成库水的渗漏和流失；如果水库建在岩溶地区，由于碳酸盐底部的隔水层的隔水效果一般来说很差，不利于阻挡和保存库水，也会造成库水流失。

2.2水文地质条件

除了地形地貌以及地质结构以外，水文地质条件也是影响水库渗漏的重要因素。首先要确定地下水类型，含水层层次、分布以及埋藏深度等信息以及地下水的补给、径流以及排泄的条件，分析地下水水位及其变化幅度。在勘查中尤其要注意队水库附近地下分水岭的勘察，因为如果当地下分水岭比水库正常高水位低的时候，容易引发渗漏。

2.3岩溶区的岩溶发育特征

如果水库位于岩溶地区，还必须重视勘察岩溶发育强度及其规律、岩溶形态及其分布规律、岩溶水的动力特征、建坝前后水流量动态变化等。

2.4水库渗漏的地质分析

（1）渗漏通道的主要表现形式。对于岩浆岩地区的水库，一般来说，可能发生渗漏通道主要是砂砾石层以及基岩表面的透水层；对于沉积岩地区的水库其渗漏一般来说主要表现为透水层漏水，而且断层的破碎带也可以形成渗漏的通道；对于第四纪堆积物地区的水库，坝下渗漏的主要通道有河床、古河道以及砂卵砾石层等，见表1：

表1渗漏通道形式分析

（2）漏水通道的连通性。地层的结构特征对于松软岩层渗漏通道的连通性具有重要的影响。多层结构水文地质条件下，相对隔水层的条件会影响到漏水，而对于基岩透水层以及岩溶发育地带漏水通道的连通性，其主要影响因素为地质构造。

3.勘察手段

3.1水文地质测绘

在进行水文地质测绘时，应该注意渗漏通道和进出口地段；山区的水库地质测绘还要包括水库附近的邻谷和分水岭；平原地区的水库地质测绘还要包括正常高水位以上的第一级阶地；在岩溶地区的水库地质测绘应该包括所有勘测到的岩溶洞穴。

3.2钻探和物探

钻探和物探是勘察和确定水文地质结构情况、含水层的具体位置，断裂富水带的位置等水文地质条件以及获取准确数据信息的重要手段。钻探和物探结合使用，有利于提高水文地质勘察的质量，获取准确地数据信息。勘探剖面线的布置必须中和考虑水文地质结构以及地下水的分布情况。对于多层含水层结构的区域，在可能出现渗漏情况的各岩组内布置2个以上的钻孔；在岩溶地区，钻孔的布置的深度必须穿过岩溶发育带。

3.3水文地质试验

主要包括钻孔抽水试验，抽水试验的持续时间比较长，一般来说>1个月，准确分析水位的变化趋势，提高计算的精确度。在岩溶地区，主要应用的是示踪试验，用于勘察岩溶洞穴的连通性。此外，岩土层的渗透试验可以测定渗透系数，是估算水库的渗漏量的主要数据依据。

3.4地下水动态观测

进行地下水动态观测需要建立一个长期观测网，尤其对于可能发生渗漏的岩组内要布置2个以上的观测孔。主要观测水文地质勘察的常规项目，以及发生降雨时洞穴的涌水和流量等具体情况。

4.结语

综上所述，水文地质勘察的主要内容包括地质条件、水文地质条件、岩溶区的岩溶发育特征、渗漏区的地质分析等方面。水库施工的水文地质勘察手段主要包括水文地质测绘、化学调查、钻探、物理勘探、水文地质实验以及地下水动态观测等。

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