田海
【摘要】新建一座水库,要做的工作很多很多,对于一个从事工程地质、水文地质的水利工作者来说,前期勘察工作很重要,水库渗漏评价为前期勘察工作的重要组成部分,因为水库的渗漏不但影响工程投资、施工难易程度,还是水库能否修建的决定性因素,因此水库渗漏评价尤为重要。现对赫章县珠市水库渗漏作简要评价。
【关键词】工程地质;水文地质;前期勘察;渗漏评价;工程投资
一、工程概况
拟建珠市水库位于赫章县珠市乡青杠村境内珠市河支流仙人沟上,地理坐标为东经104°41′、北纬26°54′。仙人沟为长江流域乌江水系南源干流三岔河左岸二级支流,发源于贵州最高峰韭菜坪(2900.6m)北坡疙瘩寨,由南向北流经白腊厂,于偏坡寨进入拟建珠市水库。大坝拟建坝型为面板堆石坝,坝高约56m,设计正常蓄水位高程2089.90m,兴利库容156万m3,坝址控制集面积6.5km2,多年平均年来水量0.0094m3/s,校核洪水位为2091.67m,水库总库容181万m3,是一座以供水为主、兼顾防洪的小(1)型水利工程。水库距赫章县城约38.5km,距珠市乡2.5km,工程区有公路通向区外各地,交通较为方便。
拟建珠市水库主要任务为解决珠市乡珠市村、青杠村、文渊村、团结村共3860人、2690头大牲畜及7600头小牲畜用水和珠市工业园区生产、生活用水,水库年供水量181.96万m3,其中人畜供水量31.16万m3,工业园区供水量150.8万m3。
二、水库渗漏评价
(一)、基本地质条件
1、地形地貌
珠市河仙人沟河段在工程区总体由南向北流,库岸山体高大厚实,山顶以岩溶地貌景观为主,岩溶洼地、峰丛地形特征明显。库区地形地貌属侵蚀沟谷地貌为主,库区地势为西南高北东低,河曲发育,左、右岸坡较陡,左岸坡下缓上陡,局部基岩裸露,左岸坡横向冲沟发育,将谷坡面切割为宽度、高度不等,单级或多级或复式山脊、山嘴,沟头与残留侵蚀高台连接,地形破碎;右岸坡较平直,局部基岩裸露;水库地表分水岭远离库水边,高大雄厚,沿河两岸多为陡坡和陡崖构成,河谷两岸基岩局部裸露,谷底零星分布一级阶地,高出水面2~3m。水库建成后,库水面仍处于深切的峡谷之中,属峡谷型水库。
2、地层岩性
水库区出露地层为石炭系下统大塘组旧司段(C1dj)、大塘组上司段(C1ds),第四系覆盖层零星分布。库区出露地层的岩性如下:
(1)、第四系(Q4):分布普遍,发育较差,有残坡积、冲洪积、淤积等,厚度变化较大,分布零星。残坡积层:主要成分为围岩风化土及围岩碎岩块,分布在山间盆地平缓坡面山麓地带,该堆积层厚度受围岩的性质和地形条件的影响而有所不同,一般厚度0~5m;冲积层:主要成份为块石、卵砾石、细粉砂、粉沙质淤泥土,主要分布在溪谷溪床上,冲积层颗粒磨圆度较差,直径一般为5~10cm。
(2)、大塘组旧司段(C1dj):岩性为深灰、灰黑色砂质页岩、炭质页岩夹薄层(厚0.1~0.3m)多层。上部夹浅灰至深灰色灰岩及泥灰岩,下部夹浅灰色细砂岩及石英砂岩。完整基岩隔水性能良好。
(3)、大塘组上司段(C1ds):岩性为浅灰色中厚层灰岩夹白云岩及燧石灰岩;下部常夹泥灰岩及灰绿、紫红色页岩。含裂隙溶洞水,富水性强,为强岩溶透水层。但出露高程高于正常蓄水位,对水库渗漏无影响。
3、区域构造稳定地震动参数及地质构造
(1)、水库区构造复杂,处在六盘水断陷威宁北西向构造变形区与遵义断拱毕节北东向构造变形区交接部位附近,应力较为集中。据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2015),工程区地震动峰值加速度为0.10g,反应谱特征周期为0.45s。工程区第三纪以来以间歇性上升为主,挽近期以来未见活动断裂,测区相应地震基本烈度为Ⅵ度区,由此认为测区构造稳定性较好。
(2)、水库区位于珠市背斜轴部,岩层产状平缓,北东翼地层总体倾向N38~65°W,倾向S40~55°W,倾角3~24°,西南翼地层总体倾向N35~58°W,倾向S30~40°E,倾角3~27°,离背斜轴部较远地带由于受到三旺坪断裂及天橋断裂的影响,岩层倾角变化较大。
(3)、水库区仅有珠市背斜通过,无其他区域性断裂通过,大型断裂构造不发育。经调查,库区外围仅发育有三旺坪断裂、天桥断裂、垭都断裂及一些次生小断层,断层规模较小,各断裂对库尾、两岸及库首渗漏均无影响。
(二)、库尾、两岸渗漏评价
拟建水库设计正常蓄水位2089.90m,抬高水位约45m,库区两岸峰峦叠嶂,地表分水岭高程2255m以上,在正常高水位以下库尾及两岸坡出露地层为石炭系大塘组旧司段(C1dj),岩性上部夹浅灰至深灰色灰岩及泥灰岩,下部夹浅灰色细砂岩及石英砂岩。完整基岩隔水性能良好。经库区水文地质调查,在库区两岸均发育有较多泉点,具代表性的有S1、S2、S3三个泉点。其出露情况见下表。
以上泉点流量都比较小,有的在枯水期甚至干涸,说明地下水类型属于基岩裂隙水,可见库区两岸地下水埋藏浅,地表水系发育,山高水高,泉点出露位置处于石炭系大塘组旧司段碎屑岩层内和石炭系大塘组旧司段碎屑岩与上司组的灰岩界线附近,说明地下水在运移过程中遇到阻水岩层后转向从裂隙发育薄弱地带或从强岩溶含水岩层地区流出,证明该区旧司组炭质页岩阻水性能较好。库尾不存在低矮邻谷及低矮垭口,两岸岸山体厚实,地表分水岭宽大,综观整个水库区,库区两岸及库尾均有可靠隔水层圈闭。因此库尾及两岸不存在向外渗漏问题。
三、库首渗漏评价
拟选水库位于偏坡寨坡下仙人沟河谷内,库首两岸为不对称的“V”形河谷,左岸坡角在12~40°,右岸地形较缓,坡角在12°左右。河面宽2~3m,在设计正常蓄水位2089.90m时,坝线河谷宽284m,河谷宽高比为6.4,库首出露地层为石炭系大塘组旧司段(C1dj),岩性为炭质页岩夹灰岩、炭质灰岩及煤层(厚0.1~0.3m)多层,岩石节理、裂隙发育,主要有三组:①、N45~60?E/ SE∠85?;②、N60~65?E/ SE∠82?;③、N65~80?W/SE∠85?;经现场勘查和钻探结果可知,这三组裂隙发育深度不大,均尖灭在弱风化层中上部。左右岸地形均高于正常蓄水位,地形封闭条件好,库首下游河道、支流、冲沟距库首距离大于1.0km,且有隔水层存在,因此两岸不存在绕坝渗漏的可能。根据现场走访和实地勘察可知,库首左岸有两口居民开采的小煤窑,在库首左岸布置两个勘探孔,当钻探岩石强风化层1~2小时后,小煤窑口及河床边陡坎处有漏水现象,由此排除左岸向外渗漏的可能。随着钻孔深度的加深,压水试验压力不断的变化,下游漏水点水量没有增大、减小现象。岩石弱风化层中下部压水试验值均小于5吕荣,且勘探孔稳定水位均高于河床水位。根据渗漏点水量不大、水量稳定、渗流时间较长、钻孔水位、压水实验值等分析,库首左岸没有大的裂隙通道,仅存在风化裂隙性渗漏问题,水库蓄水条件较好。根据现场走访和实地勘察可知,库首右岸有两个出水点,高程均高于正常蓄水位,因此排除库首右岸向外渗漏的可能;根据实地勘察可知库首右岸多处存在居民开挖的小煤窑,煤层较薄(厚0.1~0.3m)、品位较差,由此推测煤窑延伸不远,结合右岸的勘探情况,钻探时孔口一直返水,煤窑口及附近没发现有漏水现象,且岩石若风化层中下部压水试验值均小于5吕荣,说明库首左岸没有大的裂隙通道,仅存在风化裂隙性渗漏问题,水库蓄水条件较好。
四、小结
综上所述,库尾不存在低邻谷,两岸岸山体厚实,地表分水岭宽大,综观整个水库区,库区两岸及库尾均有可靠隔水层圈闭。因此库尾及两岸不存在向外渗漏问题。库首两岸虽存在小煤窑,但无集中、大范围开采,即相对隔水层未受到人为的大规模破坏,其隔水层是可靠的;库首左右岸地形均高于正常蓄水位,地形封闭条件好,库首下游没有渗漏的地形地质条件,两岸不存在绕坝渗漏的可能;库首两岸没有大的裂隙通道,仅存在风化裂隙性渗漏问题,水库蓄水条件较好。
参考文献:
[1]陈德基《水利水电工程地质勘察规范》(GB50487-2008)
[2]高孟潭《中国地震动参数区划图》(GB18306-2015)
[3]刘志明《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2017)
[4]王行本《水利水电工程钻孔压水实验规程》(SL31-2003)