贵州省六盘水市英武水库工程渗漏分析评价

赵汝刚，龙宜伟

(贵州省水利水电勘测设计研究院有限公司，贵阳 550002)

1 工程简介

英武水库工程位于盘州市英武镇境内，珠江流域西江水系北盘江上游右岸一级支流乌都河干流上游索桥河段，距盘州市40 km，距普安县城20 km。坝址以上集水面积442 km2，水库正常蓄水位为1 405 m，相应库容为10 022×104m3,工程等别为Ⅱ等，工程规模为大(Ⅱ)型水库[1]。工程是以城乡供水和灌溉为主，兼顾发电，并为巩固区域脱贫成果创造条件的综合性大型水利工程，主要供水对象是盘州市、普安县和晴隆县。

英武水库供水范围涉及盘州市、普安县和晴隆县，盘州市属于乌蒙山区，普安县和晴隆县属于滇桂黔石漠化片区，盘州市、普安县和晴隆县均为革命老区和少数民族地区，区内存在的主要问题就是贫困。根据国家和省政府提出的同步奔小康的要求，区内应积极规划和实施带领当地居民脱贫奔小康的项目，而作为基础设施的英武水库建设，必将为区域提供水源保障，促进区域早日实现同步小康。

2 库区基本工程地质条件

2.1 库区地形地貌

库区河流总体走向为NEE向，库区河床高程为1 330～1 405 m，库区地处黔西高原，区内地势高峻、山峦重叠、河谷深切，两岸高程普遍为1 600～1 800 m，最高高程2 037.6 m(大边山)，相对高差普遍为270～400 m，属可溶岩与碎屑岩相间分布的溶蚀、侵蚀低中山地貌。库区两岸山体完整，地形封闭性较好。水库左岸邻谷为朱昌河，在三角田以上朱昌河河床高程高于英武水库正常蓄水位，三角田至汇口河段为英武水库左岸低邻谷河段。水库右岸山体雄厚，无低邻谷分布。

2.2 地层岩性

库区主要出露地层为三叠系下统飞仙关组(T1f)紫红色中厚层粉砂岩、砂岩，分布于库区右岸；三叠系永宁镇组(T1yn)灰色中厚层灰岩、泥岩、白云岩，分布于库区；三叠系关岭组(T2g)泥岩、灰岩、泥质灰岩、白云岩，分布于库区左岸。

第四系覆盖层(Q)为冲洪积黏土、砂卵石和残坡积黏土夹碎石，分布于河床及两岸。

2.3 地质构造

工程区内发育的地质构造主要有NNE向盘县断层(F1)、NE向珠东断层(F2)、SN向蜂岩-白石岩断层(F3)、EW向旧普安向斜，库区左岸关庄～石象、右岸岔河～核桃寨和核桃寨～猴场分别发育f1、f2、f3小断层，SN向构造带主要有一系列南北向褶曲及压性断层组成，主要有厨子寨向斜、格所背斜、猴子地向斜组成。

库区位于旧普安向斜南翼，在库尾发育区域断层盘县断层(F1)，总体走向为NE向，倾向NW，倾角40°左右。断裂破碎带宽8～10 m，珠东断层(F2)发育于库区南部，总体走向为NE向，断层走向50°～80°，倾向SE，倾角30°～80°，断裂破碎带宽10～30 m。

2.4 岩溶水文地质

由于区内可溶岩与非可溶岩相间分布，导致区内岩溶水文地质条件亦较复杂。库区岩溶形态主要表现为溶沟、溶洞、落水洞和一系列大小不一的岩溶洼地及漏斗。据统计，工程区内共发育溶洞及落水洞14个、洼地44个,与水库相邻岩溶形态主要发育于T2g3、T2g2、T1yn3、T1yn1地层中，共58个，对应面积25 km2，面岩溶率约2～3个/km2，其岩溶形态发育情况统计见表1。

在库区及邻谷附近共发育2条岩溶暗河系统(水洞-老鸦洞岩溶暗河系统、王官屯岩溶暗河系统)和1条岩溶管道(旧普安-龙潭头岩溶管道)。

水洞-老鸦洞岩溶暗河系统：该系统发育于英武水库库尾水洞-老鸦洞，暗河进口位于盘县老县城西南部水洞，出口位于水库库尾老鸦洞，暗河系统总体呈北东-南西向展布，长约3.5 km，暗河系统入口高程为1 473 m，出口高程为1 436 m左右，水力比降为1%，流量约101.6 L/s。该岩溶系统发育于二叠系下统茅口组中厚层灰岩中，其发育方向主要受盘县断层走向控制。

王官屯岩溶暗河系统：该系统发育于英武水库库区南部，距水库直线距离3～5 km，该暗河系统地下管道较为复杂，其岩溶发育受岩层走向及构造裂隙共同控制。主河段沿南北向张扭性裂隙发育，长3.2 km，坡降6.7%，地下河支流沿C1b～P1m厚层块状灰岩发育，长14 km，地表串珠状洼地沿岩层走向线分布，并有多股地表水通过落水洞落入地下向主河段汇集，其发育高程为1 416～1 700 m。由于王官屯岩溶暗河系统发育高程高于英武水库正常蓄水位1 405 m，且在暗河系统与水库之间分布有三叠系下统飞仙关组T1f砂页岩，其厚度为300～450 m，由于飞仙关组砂页岩可靠的隔水性能，水库所在的乌都河与王官屯岩溶暗河系统无水力联系。

表1 库区发育岩溶统计表

旧普安-龙潭头岩溶管道位于库区左岸，发育于T2g2+3灰岩、白云岩中，旧普安洼地地表水经K3落水洞入伏， 落水洞K3高程1 608 m，落水洞直径1.5～2.0 m，可见深度3.0 m。推测岩溶管道经K16、K19，于龙潭头以岩溶泉KS2形式出露，泉水流量100 L/s，泉水高程1 391 m。管道走向总体为NE，长约3.1 km，比降约7.0%。

根据库区出露地层岩性、岩溶发育程度，结合库区岩溶发育统计表，将区内出露地层划分为强可溶岩、中等可溶岩、弱可溶岩及非可溶岩4等岩溶层组，见表2。

表2 库区地层岩溶层组划分表

根据地层岩性及水动力环境条件，将库区内出露地层岩性进行水文地质岩组划分，强含水层组为T2g3、T2g2、T1yn3、T1yn1；中等含水层组为T1yn4；弱含水层组为T2g1及隔水层组为T1yn2、T1f共4类，具体见表3。

表3 水文地质岩组划分表

区内地下水补给主要接受大气降雨补给，在碳酸盐岩分布区降雨通过落水洞、漏斗、溶洞、溶隙等快速入渗地下，进入地下水循环系统，如库区左岸T2g2+3出露的地带。在碎屑岩分布区降雨通过覆盖层孔隙、基岩裂隙相对缓慢入渗地下，进入地下水循环系统，如库区右岸T1f出露的地带。在可溶岩和非可溶岩接触的地带，地表水也是地下水补给的来源，如库区右岸T1f砂页岩中的溪沟水，在进入T1yn灰岩后，通过岩溶形态进入地下补给地下水。

由于岩性条件的差异，地下水的径流方式差别较大。在碳酸盐岩分布区，岩溶管道发育，地下水多集中于岩溶管道、岩溶裂隙中径流，并以岩溶大泉的形式于河谷中或沿与非可溶岩的接触带排除地表。在可溶岩与非可溶岩相间分布的地带，地下水多以层间水的形式径流。在非可溶岩地区，地下水主要赋存于基岩裂隙中，并沿地形自然斜坡作渗流运动，就近于沟溪中以泉水的形式排出地表。

3 水库渗漏分析

水库总体呈NEE向展布，库区两岸山体高大雄厚，地形封闭性较好。水库左岸邻谷为朱昌河，其总体走向为SE向，邻谷间山体厚约2～7 km。右岸邻谷为干沟河，其总体走向为NE向，邻谷间山体厚约1.5～2 km。英武水库坝址位于乌都河中游，河床高程1 330～1 400 m，水库正常蓄水位1 405 m时，水库回水长约21.1 km。

库区位于旧普安向斜的S翼，岩层产状倾向左岸，库区总体为纵向谷，左岸为逆向坡，右岸为顺向坡，在支沟发育的库区为横向谷。库区分布的主要地层T2g2、T1yn3、T1yn1为强可岩溶层组，T1yn4为中等可溶岩，T2g1为弱可溶岩，T1yn2、T1f为非可溶岩组。

索桥河为拟建水库区域相对最低排泄基准面，两岸地下水补给河水，水库所处河谷为补给型河谷。

左岸邻谷为朱昌河，左岸存在沿岩溶层向下游的渗漏，右岸不存在低邻谷，右岸下游右岸分布干沟河冲沟，存在沿岩溶层向下游河道的渗漏。库首水文地质图见图1，英武水库工程渗漏分析剖面图见图2。

3.1 左岸渗漏分析

水库正常蓄水位为1 405 m，水库左岸邻谷为朱昌河，左岸邻谷朱昌河在三角田以上河段河床高于1 410 m，朱昌河与索桥河之间地块宽5～6 km，隔水层T1yn2与相对隔水层T2g1地层近EW向相间分布于库区左岸，构成良好的隔水屏障，水库蓄水后不存在向邻谷朱昌河三角田以上河段河的渗漏。

图1 库首水文地质图

图2 英武水库工程渗漏分析剖面

库区索桥河与左岸邻谷朱昌河(三角田下游河段)之间地块宽2.5～4.1 km，河床高程为1 340～1 410 m，出露的地层为T1yn1灰岩,T1yn2泥岩,T1yn3中厚层灰岩、白云质灰岩,T1yn4白云岩，T2g1泥岩、粉砂岩，T2g2灰岩、泥质灰岩。水库位于旧普安向斜南翼，库区呈NEE向展布，其中T1yn1、T1yn3+4为强岩溶含水层,T2g1属相对隔水层，T1yn2属隔水层。水库向左岸邻谷的渗漏主要是向朱昌河三角田-乌都河汇口河段的渗漏。隔水层T1yn2与相对隔水层T2g1地层近EW向相间分布于其间，据调查T1yn2、T2g1岩层未被断层切断，T1yn2的厚度为72～95 m，T2g1的厚度为142～165 m，地层的连续性、完整性较好，其隔水性未被破坏，其具有良好的隔水性能，英武水库不存在向邻谷朱昌河渗漏的可能。

在库区城溪屯库段，T2g2白云岩、角砾状白云岩出露于正常蓄水位附近，水库蓄水时存在向K3-KW16-KW19-KS2岩溶管道倒灌，沿T2g2白云岩、角砾状白云岩向左岸邻谷渗漏的可能，经现场地质调查测绘，根据地形地质条件，左岸在水井冲抽水井孔B384情况，该孔地表高程为1 630 m，孔深222 m，稳定水位为101 m，地下水位高程为1 529 m，高于水库正常蓄水位1 405 m，水库库水沿T2g2白云岩、角砾状白云岩地层走向排下游的朱昌河渗漏的可能不存在。

T1yn3+4地层岩性以中厚层灰岩为主，上部为中厚层状白云岩、盐溶角砾岩夹泥岩，下部为中厚层状灰岩，属强岩溶含水透水地层，其分布于坝址及库首左岸。但由于特殊的地质结构，T1yn3+4地层分布于旧普安向斜两翼，由于T2g1相对隔水层的阻隔，T1yn3+4岩溶含水透水层与上部的T2g2+3强岩溶含水透水层之间无水力联系，为独立的含水透水层，受T2g1和T1yn2隔水层的限制，T1yn3+4岩溶在弱风化带以下岩溶弱发育，根据上坝址左岸钻孔ZKK1，钻孔高程为1 520.76 m，常观地下水位为最低为126.8 m，对应地下水位高程为1 393.6 m，低于正常蓄水位1 405 m。布置于左岸岔河村的水文孔ZKK18，钻孔高程为1 559.40 m，常观地下水位为最低为162.0 m，对应地下水位高程为1 397.40 m，该孔同样是揭露T1yn3+4岩溶层的地下水位，与上坝址左岸ZKK1的地下水位相当，都低于水库正常蓄水位1 405 m。因此，库首左岸在水库蓄水后存在绕坝沿T1yn3+4向下游河道渗漏的可能性[2]，需作防渗帷幕处理。

3.2 右岸渗漏分析

水库右岸山体雄厚，不存在低邻谷分布，距离库区3～5 km的王官屯岩溶暗河系统，其岩溶发育受岩层走向及构造裂隙共同控制，其出露高程为1 416～1 700 m。在水库库区与王官屯岩溶暗河系统之间分布有连续、完整的三叠系下统飞仙关组第一段T1f1砂页岩，其厚度为260～400 m，由于飞仙关组砂页岩可靠的隔水性能，水库无向王官屯岩溶暗河系统渗透的可能。

水库右岸邻沟干沟河，发育高程1 318～1 500 m，干沟河汇口1 318～1 330 m高程出露T1yn1灰色中厚层灰岩,1 330～1 500 m高程出露的地层为三叠系下统飞仙关组第二段T1f2砂页岩,第二段T1f2砂页岩未受构造破坏，其厚度为360～400 m，隔水性能可靠,水库蓄水后无向干沟河渗漏的可能。

坝址右岸坝肩孔ZKK10钻孔高程为1 427.63 m，常观地下水位为最低为59.8 m，对应地下水位高程为1 367.83 m；ZKK14钻孔高程为1 424.90 m，常观地下水位为最低为89.5 m，对应地下水位高程为1 335.40 m，两个右坝肩孔的地下水位均低于水库正常蓄水位。在库首右岸，出露的地层为T1yn1灰色中厚层灰岩，在库首至乌都河下游右岸形成河间地块，水库蓄水后存在绕坝沿T1yn1向下游河道、干沟河冲沟渗漏的可能，需作防渗处理。在库区右岸存在沿T1yn1灰色中厚层灰岩向下游渗漏的可能，右岸防渗帷幕接三叠系下统飞仙关组第二段T1f2砂页岩是可靠的。

4 防渗帷幕处理

根据上述分析，库区存在库首沿岩溶层向下游渗漏，需要做防渗处理措施。防渗帷幕的左岸端点向左岸垂直接相对隔水层T2g1，右岸接隔水层T1f地层，两岸帷幕下限进入地下水位20 m且小于3 Lu岩体，河床段进入为T1yn2泥岩5 m控制防渗下限。由于两岸地形较陡，建议两岸帷幕采用灌浆廊道进行灌浆处理。在岩溶发育段建议加强处理，预测岩溶发育段约占10%。

5 结 语

贵州省六盘水市英武水库工程为国家150项重大水利工程建设项目之一，其对盘州-普安-晴隆城镇群发展用水，区域工程性缺水问题，改善农村人畜饮水条件，石漠化综合治理和区域经济的发展具有重要的推动作用。英武水库位于贵州西部高原山区，工程区可溶岩与非可溶岩相间分布，工程水文地质条件复杂。通过对库区渗漏的分析评价，为水库防渗帷幕布置及处理措施提供基础地质条件，为水库的早日建成及发挥效益提供基础，为区域提供水源保障，促进区域早日实现同步小康，为滇桂黔石漠化片区和乌蒙山片区经济发展与生态建设形成良性互动格局。