巖溶地區(qū)水庫成庫條件的影響分析

x俊超

Analysis on geologic condition for building Reservoir in karst region——Take Lazai Reservoirin Libo County as an example

Zhang Junchao

The 11th Engineering Bureau of China Water Conservancy and Hydropower Corporation， Zhengzhou 450000， China

【Abstract】Lazai reservoir is located in Monocline structural zone between Fangcun syncline and Gengzhe anticline. Rivers in the reservoir area is steep，to “V” type of valley-based， karst stratigraphy is widely distributed， there is a regional fracture in left bank， the reservoir is likely to have serious seepage problems after normal reservoirs. The paper will use karst spring point， stratigraphic lithology， drilling data to sectional analysis and demonstrate conditions for building reservoir， and provide reference for projects in karst development area.

【Keywords】karst； seepage； condition for building reservior

1、引言

拉寨水庫位于貴州省荔波縣境內(nèi)的方村河河段上。庫區(qū)河谷類型為“V”型谷，庫區(qū)大部分為碳酸鹽巖地層。并有區(qū)域性斷裂穿越水庫。水庫蓄水后，庫水很可能沿斷裂帶或喀斯特通道向下游滲漏。文章根據(jù)有關(guān)地質(zhì)勘探資料對水庫的成庫條件進行分析。

2 、水庫地質(zhì)概況

2.1 地質(zhì)構(gòu)造

拉寨水庫位于華南褶皺帶，受新華夏構(gòu)造體系控制，區(qū)域構(gòu)造形跡以北北東向褶皺、斷裂為主，包括少量北東向及南北向構(gòu)造形跡，以及與之配套的北西向扭裂。地貌上，山嶺、溝谷的展布和構(gòu)造帶方向基本一致。根據(jù)該地區(qū)地層分布、構(gòu)造體系組合及巖溶發(fā)育特征（尤其是部分河流明暗流交替出現(xiàn)的特點），在泥盆—石炭紀時期出現(xiàn)隆起趨勢，三疊紀強烈下沉，隨后進入燕山期（區(qū)內(nèi)缺失侏羅系、白堊系，下第三系與中三疊統(tǒng)不整合接觸等即能證明），使區(qū)內(nèi)構(gòu)造體系基本定型，而后期的喜山運動并不強烈，主要是一些繼承性的斷裂活動。

拉寨水庫位于方村向斜和耕者背斜之間單斜構(gòu)造區(qū)域，巖層走向為NNE向，傾向SE∠20°～40°。為庫區(qū)主要斷層為拉岜斷裂，走向 NWW 向，傾向SWW ∠45°～65°，為正斷層，南西盤相對下降，分布在庫尾。

2.2 地層巖性及分布

庫區(qū)出露地層有

石炭系下統(tǒng)大塘階上司段（C1d2）白云巖夾灰?guī)r，主要分布在庫區(qū)左岸；

石炭系中統(tǒng)黃龍群（C2hn）灰?guī)r、白云巖，主要分布在庫區(qū)中部；

石炭系上統(tǒng)馬平群（C3mp）灰?guī)r，主要分布在庫區(qū)中部；

圖1、拉寨水庫地區(qū)構(gòu)造綱要圖

圖2、 壩址河谷地貌

二疊系下統(tǒng)梁山組（P1l）砂巖夾泥巖，主要分布在庫區(qū)中部；

二疊系中統(tǒng)棲霞組（P2q）及茅口組（P2m）中厚層灰?guī)r，主要分布在庫首和庫區(qū)中部；

二疊系上統(tǒng)吳家坪—長興組（P3w-c）燧石灰?guī)r夾硅質(zhì)巖和粘土頁巖，主要分布在庫首和庫區(qū)中部；

二疊系上統(tǒng)大隆組（P3d）硅質(zhì)巖夾頁巖，主要分布在庫尾；

三疊系下統(tǒng)飛先關(guān)組（T1f）及永寧鎮(zhèn)組（T1yn）泥質(zhì)灰?guī)r、砂頁巖夾灰?guī)r，主要分布于庫尾。

2.3巖溶

區(qū)內(nèi)出露地層以碳酸鹽巖類較為廣泛，其次為碎屑巖類。由巖性所決定，地下水以巖溶管道水為主。基巖裂隙水較少，且流量小，一般為潛水。其排泄受附近排泄基準面和隔水層的控制。由于地殼間歇抬升以及濕潤多雨等氣候條件，巖溶發(fā)育，據(jù)地表地質(zhì)測繪、鉆探資料，庫區(qū)及周邊巖溶形態(tài)眾多，其中以溶洞、落水洞、巖溶洼地、暗河、溶溝、溶槽等較為發(fā)育。根據(jù)區(qū)域內(nèi)溶洞、落水洞、巖溶洼地的分布特征，結(jié)合現(xiàn)場調(diào)查分析，巖溶的發(fā)育嚴格受巖性、構(gòu)造及地殼運動的影響，在庫區(qū)匯水區(qū)域內(nèi)以縱向巖溶管道發(fā)育為主（與地層走向一致），橫向巖溶管道為次。

2.4水文地質(zhì)條件

地下水主要靠大氣降水補給，其賦存形式按地下水在介質(zhì)中儲存的條件和及特征可分為碳酸鹽類巖溶水及基巖裂隙水兩大類，以碳酸鹽類巖溶水為主，基巖裂隙水次之。前者以裂隙溶洞水分布面積最廣，約占測區(qū)面積的80%，測區(qū)地下水主要接受大氣降水補給，區(qū)內(nèi)大氣降水的平均滲入系數(shù)為0.33，其補給方式大體可分為兩種。碎屑巖分布區(qū)，降雨直接或形成地面片流，通過孔隙、裂隙或溶隙，分散緩慢下滲補給地下水；碳酸鹽巖分布區(qū)，洼地、落水洞發(fā)育。大氣降水通過洼地、落水洞匯入地下巖溶管道。對測區(qū)地下水而言，兩種補給方式并存。補給量則以后者為主。

3、 成庫條件分析

3.1庫首成庫條件分析

兩岸地層巖性為（P2m）中厚層灰?guī)r，據(jù)兩壩肩及遠岸勘探鉆孔水文資料，壩址兩岸存在高于正常蓄水位的地下分水嶺（方村河為當(dāng)?shù)氐叵滤治g基準面），壩址地下水主要接受來源于遠岸的地下水和大氣降水補給，通過落水洞、巖體層面、溶蝕孔隙及其它形式的地下巖溶管道等通道徑流，以分散和集中并存的方式向河谷排泄。兩岸近岸地下水位較為低平且低于正常蓄水位，且壩基一定深度范圍巖溶相對較發(fā)育，透水性較強，水庫蓄水后存在繞壩滲漏可能。

3.2庫區(qū)中部-庫首段成庫條件分析

該段為橫向河谷結(jié)構(gòu)，兩岸主要分布碳酸鹽巖地層（P2q）及（P2m）中厚層灰?guī)r、（C2hn）厚層灰?guī)r、白云巖（C3mp）厚層灰?guī)r， 根據(jù)巖溶水地質(zhì)調(diào)查，兩岸泉水出露高程765～970m（正常蓄水位高程780m）；洼地、漏斗、溶洞、落水洞、地下河等向方村河排泄的地下水徑流通道發(fā)育，規(guī)模不等；左岸水文地質(zhì)鉆孔ZK1的穩(wěn)定地下水位為811m。兩岸不存在貫通性斷裂。

該段左岸無鄰谷分布，左岸水文地質(zhì)鉆孔ZK1的穩(wěn)定地下水位為811m，高于正常蓄水位（780m），因此，庫水向左岸滲漏的可能較小。

該庫段河流流向W→E→NE→S→SW，右?guī)彀缎纬珊娱g地塊在，地塊高程一般800～950m，最高點位于董紅北面的不民坡，高程1105m；地塊河道間最短距離約1.8km，總體較為寬厚。據(jù)水文地質(zhì)鉆孔ZK5（地下水位773.8m）、ZK9（地下水位766.2m）及地塊內(nèi)水文地質(zhì)測繪成果，推測地塊內(nèi)地下水位低于正常蓄水位（780m），水庫蓄水后庫水右岸河間地塊產(chǎn)生順層滲漏的可能性較大。

3.3庫尾段成庫條件分析

庫尾段主要為侵蝕低山地貌，左岸山體高而寬厚，右岸地表一級分水嶺高程810～912m，高于正常蓄水位（780m）30～110m，山脊相對較低，但較為寬厚，河流兩岸無低鄰谷分布；河床高程780—805m，河谷切深30～110m。庫區(qū)河流流向W→E→S，分布T1f、P3d碎屑巖相對隔水地層，巖層產(chǎn)狀N30～40°E/NE∠35～50°，河谷由橫向轉(zhuǎn)為縱向谷；兩岸出露泉點或水井眾多，左岸泉點分布高程805～850m，右岸泉點分布高程786～822m。

綜上所述，拉寨水庫與左岸可溶巖層地下水位高于水庫正常蓄水位，庫水向左岸滲漏的可能較小；右岸河間地塊可溶巖層發(fā)育導(dǎo)通庫水與鄰谷的巖溶管道系統(tǒng)的可能性小，但地下水位低于正常蓄水位，水庫建成蓄水后沿P2q、P2m可溶巖層發(fā)生順層滲漏的可能性大；庫尾發(fā)育的拉岜斷層為非貫通性斷層，且左岸存在高于正常蓄水位的地表徑流，庫水不會產(chǎn)生沿拉岜斷層向鄰谷滲漏。

4、結(jié)論

文章通過對拉寨水庫水文地質(zhì)條件分析認為，整體上水庫區(qū)兩岸地表分水嶺均高于擬建水庫正常高蓄水位，地形封閉較好，庫尾的拉岜斷層為非貫穿性斷層，庫水不會沿拉岜斷層向鄰谷的滲漏。水庫右岸河間地塊有可能發(fā)生順層滲漏，由于壩址位于P2m巖溶地層上，存在繞壩滲漏的可能。因此，設(shè)置防滲帷幕，以阻止庫水向水庫右岸河間地塊方向滲漏。帷幕下限以透水率≦3Lu為控制，帷幕灌漿采用單排孔，孔距3m。通過將防滲帷幕深入到隔水層處理后，水庫蓄水條件較好。

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