淺談平原水庫(kù)的滲漏危害及勘察

張澤平，劉 猛，馬 釗

（山東省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院,山東 濟(jì)南 250013）

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的迅速發(fā)展，山東省水資源需求越來(lái)越大，供需矛盾日益突出，水資源短缺已成為影響該省經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的制約因素。興建平原蓄水調(diào)節(jié)水庫(kù)，豐蓄枯用，已成為全省水利建設(shè)的一項(xiàng)重要任務(wù)。平原水庫(kù)庫(kù)區(qū)滲漏與否作為成庫(kù)的前提條件，很大程度上影響工程建設(shè)的可行性，這就要求必須細(xì)致準(zhǔn)確地做好平原水庫(kù)庫(kù)區(qū)滲漏的勘察工作。

1 平原水庫(kù)建設(shè)現(xiàn)狀

山東省的平原水庫(kù)主要分布于魯西南和魯西北的黃泛沖積平原區(qū)，庫(kù)區(qū)地勢(shì)平坦；庫(kù)容主要由地上圍壩和庫(kù)內(nèi)取土下挖所形成；庫(kù)水位高出壩基地面；圍壩壩高一般不超過(guò)15m；水庫(kù)水面比較開(kāi)闊；壩體一般為均質(zhì)土壩，就地取材；一般以工業(yè)、城市供水、鄉(xiāng)鎮(zhèn)居民生活供水和農(nóng)業(yè)灌溉為主要對(duì)象。

從20世紀(jì)50年代開(kāi)始，山東省平原地區(qū)就開(kāi)始利用低洼地或廢棄河床修建平原水庫(kù)。截至2009年3月，山東省平原地區(qū)已建成100萬(wàn)m3以上的平原水庫(kù)為 141座，其中大型 3座，中型 56座，?。?）型 82座，總庫(kù)容18.45億m3。通過(guò)修建平原水庫(kù)，進(jìn)行蓄水調(diào)節(jié)，做到了豐蓄枯用，保障供給，有效的緩解了山東省平原地區(qū)水資源供需矛盾，提高了當(dāng)?shù)爻青l(xiāng)人民的生活質(zhì)量，滿足了當(dāng)?shù)毓I(yè)、農(nóng)業(yè)的用水要求，促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。

2 平原水庫(kù)的滲漏危害

由于平原水庫(kù)的壩基土體都具有一定程度的透水性，在持續(xù)高水位作用下，容易造成壩背水坡和壩基不斷有水滲出的滲漏現(xiàn)象。平原水庫(kù)的滲漏危害很多，主要有以下3個(gè)方面。

2.1 造成大量水資源的浪費(fèi)

平原水庫(kù)壩基多為第四系松散堆積物，一般具有中等透水性，水庫(kù)滲漏量大，再加上平原水庫(kù)蓄水水深較小，面積又比較大，水庫(kù)的蒸發(fā)量很大，造成了大量水資源的浪費(fèi)，影響了工程效益的發(fā)揮，這對(duì)水資源嚴(yán)重缺乏的山東省，損失是難以估量的。

2.2 影響壩基穩(wěn)定

平原水庫(kù)建成蓄水后，隨著蓄水位的不斷升高，壩內(nèi)與壩外的水頭差亦會(huì)隨之增大，從而促使壩基的滲透壓力不斷增大。當(dāng)其滲透比降超過(guò)土體的抗?jié)B強(qiáng)度時(shí)，在滲流的作用下，壩基土體中一些細(xì)顆粒甚至整體發(fā)生移動(dòng)，容易導(dǎo)致土體結(jié)構(gòu)發(fā)生變形或破壞。在山東的河流相沖積細(xì)土平原區(qū)變形破壞一般發(fā)生流土和管涌?jī)煞N形式較多。壩基土體發(fā)生滲透變形或滲透破壞后，將會(huì)造成壩基沉陷、壩體滑坡、泄水閘閘基塌陷等險(xiǎn)情的出現(xiàn)。

2.3 造成庫(kù)外浸沒(méi)與土壤鹽堿化

平原水庫(kù)建成運(yùn)行后，如果水庫(kù)存在較大的滲漏量，隨著庫(kù)水位的上升，庫(kù)周地下水位和土層中的毛細(xì)管水也隨之升高，導(dǎo)致水庫(kù)周?chē)](méi)、濕陷等現(xiàn)象產(chǎn)生，甚至出現(xiàn)沼澤化、鹽漬化等現(xiàn)象。平原水庫(kù)周邊多為農(nóng)田和村莊，大面積的浸沒(méi)、鹽堿化等問(wèn)題將造成糧食減產(chǎn)、居民房屋沉陷裂縫等危害，極大地影響周邊群眾的生活生產(chǎn)。

3 平原水庫(kù)庫(kù)區(qū)滲漏勘察的主要內(nèi)容

庫(kù)區(qū)滲漏是平原水庫(kù)勘察的重點(diǎn)內(nèi)容，防止庫(kù)水滲漏是平原水庫(kù)建設(shè)的主要任務(wù)，查明影響水庫(kù)滲漏的地質(zhì)條件是勘察的主要工作。庫(kù)區(qū)滲漏勘察的主要內(nèi)容：1）庫(kù)區(qū)相對(duì)隔水層及主要透水層的巖性特征、成因、性質(zhì)、厚度、延伸分布、闡明庫(kù)區(qū)相對(duì)隔水層的封閉條件和連續(xù)性。2）各層土的地下水位及相互補(bǔ)排關(guān)系，透水層和出逸區(qū)滲透穩(wěn)定性。重點(diǎn)查明庫(kù)區(qū)垂直滲漏和側(cè)向滲漏條件，調(diào)查庫(kù)水外滲途徑。3）與透水層（帶）連通的井位及穿透相對(duì)隔水層而引起庫(kù)水滲漏和庫(kù)區(qū)內(nèi)取土等對(duì)庫(kù)水滲漏的影響。4）壩前天然鋪蓋的物質(zhì)組成、厚度及滲透性。5）分析庫(kù)區(qū)垂直入滲、滲水形式、位置，確定通向庫(kù)外的滲漏區(qū)（段），估算滲漏量。6）提出防滲處理的范圍、深度和工程處理措施。

4 滲漏勘察的常用方法

4.1 地質(zhì)測(cè)繪

通過(guò)地質(zhì)測(cè)繪工作，調(diào)查平原水庫(kù)的微地貌如古河道、砂堤、鬃崗、牛軛湖、水洼地等的分布及形態(tài)；調(diào)查第四紀(jì)沉（堆）積物的成因類(lèi)型、地層的巖性及結(jié)構(gòu)特征等分布及變化規(guī)律；調(diào)查庫(kù)區(qū)的水文地質(zhì)條件，包括地下水天然露頭（泉）、人工露頭（水井、鉆孔、礦坑等）及地表水體的分布，地下水的分布情況和埋藏條件等。

4.2 物探與鉆探

平原水庫(kù)常采用地面物探、地質(zhì)雷達(dá)等探測(cè)方法初步查明透水層（帶）、地下古河道等的分布及變化規(guī)律，為鉆孔布置提供依據(jù)。鉆探是平原水庫(kù)庫(kù)區(qū)滲漏勘察中較常采用的勘察方法，常沿圍壩布設(shè)一條縱勘察剖面及若干條橫剖面，庫(kù)區(qū)中按方格網(wǎng)布置勘察剖面，并在可能存在較嚴(yán)重滲漏問(wèn)題的地段（比如古河道）加密布設(shè)鉆孔。

4.3 水文地質(zhì)試驗(yàn)

水文地質(zhì)試驗(yàn)通常分為現(xiàn)場(chǎng)（野外）試驗(yàn)和室內(nèi)試驗(yàn)，平原水庫(kù)的滲漏勘察應(yīng)該以現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)為主。查清平原水庫(kù)庫(kù)區(qū)地層的透水性是滲漏勘察的核心問(wèn)題，實(shí)際工作中常用抽水試驗(yàn)及注水試驗(yàn)等現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)測(cè)試地層的滲透系數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)其透水性的強(qiáng)弱。此外還常需進(jìn)行地下水流速、流向、各土層水位等測(cè)試工作。常用的室內(nèi)水文試驗(yàn)是滲透試驗(yàn)，將其作為野外試驗(yàn)的補(bǔ)充，仍具有較高的參考價(jià)值。

5 結(jié) 語(yǔ)

無(wú)論是新建平原水庫(kù)還是平原水庫(kù)的除險(xiǎn)加固工程，只有通過(guò)合理的勘察工作布置，查清影響庫(kù)區(qū)滲漏的地質(zhì)條件，提供準(zhǔn)確詳實(shí)的地質(zhì)參數(shù)，才能保證平原水庫(kù)防滲截滲的設(shè)計(jì)、施工等工作順利進(jìn)行。庫(kù)區(qū)滲漏勘察是平原水庫(kù)建設(shè)的重要環(huán)節(jié)，做好這項(xiàng)工作對(duì)平原水庫(kù)建設(shè)具有重要意義。