緬甸滾弄水電站水庫滲漏可能性研究

2018-12-06 08:27:24曾曉波周華冰

水電站設計 2018年4期

曾曉波，周華冰

(中國電建集團昆明勘測設計研究院有限公司，云南昆明 650000)

1 水庫區工程地質條件概況

水電站位于緬甸撣邦境內，項目裝機1 400 MW，最大壩高104 m，采用混凝土重力壩型，初擬正常蓄水位高程519 m，電站回水至中緬邊境的界河下游端，庫長約103 km，總庫容6.59×108m3，屬日調節水庫。

工程區主要為二疊系下統地層，如圖1所示。從庫尾～熱硝壩以F6為界，上游為P1y地層，巖性主要為砂巖、泥巖、頁巖、板巖等，為相對隔水地層；F6與F1之間為P1s1地層，主要為灰巖、生物碎屑灰巖、泥質灰巖、白云質灰巖及角礫狀白云巖等，含有大量的貝殼類化石，為可溶巖，屬相對透水地層；F1與F2之間為P1s2地層，為紫紅色鈣質細砂巖、粉砂巖及泥質粉砂巖夾泥巖，為相對隔水地層；F2以下主要為P1s4地層，屬碳酸巖建造，巖性為微晶內碎屑灰巖、角礫狀白云質灰巖夾白云質灰巖等，局部地帶受構造影響呈角礫狀白云質或灰質白云巖，屬可溶巖，為相對透水地層；而壩址區主要為P1s3地層，屬碎屑巖建造，地層巖性為厚層狀的巖屑角礫巖、紫紅色鈣質細砂巖、粉砂巖夾少量泥巖等組成，局部有一定的溶蝕。

圖1 滾弄水電站工程區地質情況示意

庫區NE向構造較發育，規模較大的有殺馬溝-根基斷裂、老街-南清河斷裂，位置如圖2所示。斷層以壓扭性為主，阻水性能較好。庫區下游左右岸各發育兩條規模較大的支流，左岸為南汀河，右岸為南寧河。丹倫江是整個庫區地表水和地下水的最低排泄基準面。

圖2 滾弄電站構造綱要示意

2 水庫向鄰谷滲漏的可能性評價

滾弄水電站水庫總體呈SN向跨越整個撣邦高原，庫區兩岸高原侵蝕基準面平均海拔在1 200～1 500 m之間，高出丹倫江面約750～1 000 m，整個庫區河谷表現為中高山的“V”型峽谷地貌，兩岸支流多發源于此高原面，徑流較短，落差較大。

庫區西側雖然分布較大河流，有伊洛瓦底江及其主要支流瑞麗江，但瑞麗江在同緯度上距離丹倫江約80 km，其江面高程均在700 m以上，遠高于滾弄庫水位，不存在庫水向瑞麗江的滲漏問題。伊洛瓦底江在同緯度上與庫區直線距離約150 km，其江面高程約100 m，雖然遠低于滾弄庫水位519 m，但丹倫江與伊洛瓦底江之間多分布有高程600～1 100 m的NE向山脈，巖性主要為花崗片麻巖、石英砂巖、板巖等阻水性能較好的地層，且河間地塊寬緩雄厚。其次，除近壩庫段外，庫區大部分庫盆介質均為永德組(P1y)的砂巖和板巖相間分布，巖層阻水性能良好，且兩岸沖溝和支流多有常年流水，其分布高程遠高于水庫正常蓄水位。因此，庫區兩岸存在遠高于水庫正常蓄水位的地下水分水嶺，不存在庫水向伊洛瓦底江低鄰谷滲漏問題。

庫區東側主要分布近SN流向的瀾滄江，二者直線距離約160～200 km，在同緯度上瀾滄江江面高程約770～780 m，遠高于丹倫江庫水位，且河間地塊呈SN向分布、山脈高程多在1 200 m以上，因此庫水亦不存在向瀾滄江滲漏的地形、地質條件。

3 水庫向下游支流滲漏的可能性評價

受南汀河西支斷裂的控制，滾弄下游順南汀河西支斷裂在丹倫江左右兩岸發育有兩條較大的支流，左側為南汀河，右側為南寧河，而在近壩庫段及壩址區分布有大量的可溶巖，因此水庫存在向下游支流滲漏的可能性。

3.1 向南汀河滲漏可能性分析

南汀河位于壩址左岸下游，為壩址下游丹倫江主要支流。按照滾弄水庫正常蓄水位519 m計算，相對于滾弄水庫下游的南汀河低鄰谷段主要為匯河口～孟定河段，全長約60 km，與水庫最近距離約為7 km。

近壩庫段與南汀河夾持的三角地塊主要以碳酸鹽巖(P1s4)為主(見圖1)，受巖溶作用的影響，該區段地表無完整的地表水系，包括滾弄縣城及其附近周邊地區均無大的生活水源點，地下水埋深較大。

從地形上看，近壩左岸與南汀河之間山脈呈NE向展布，山脊和槽谷相間分布，山脊高程一般為1 200～1 700 m，槽谷為1 000～1 100 m。根據實地調查發現，在三笑村附近的槽谷雖有多處落水洞，但沿槽谷有常年泉水的分布，其出露點高程約1 100 m，枯期流量約1.5 L/s，該泉水主要從碳酸鹽巖中的泥巖頁夾層面滲出，屬上層滯水以泉水的形式滲出。由此可以判斷，該河間地塊雖大面積為碳酸巖，地下水埋藏深，但層間尚存在少量相對隔水的泥頁巖分布，在碳酸巖內形成巖溶滲漏通道的可能性不大。

另根據近壩庫區巖溶發育特點，順槽谷沿線巖溶地下水存在兩種運行形勢，靠近丹倫江一側主要向丹倫江面排泄，且其路徑較短，排泄點在江邊多以喀斯特泉水的形式出現；遠離丹倫江河谷側則沿槽谷向NE向排泄，不存在向下游南汀河排泄通道(見圖3)。

圖3 壩區左岸山體地下水徑流系統分析示意

因此，從地形地貌、地下水分布高程和地下水徑流途徑綜合分析，該地段雖分布有大面積的碳酸鹽巖地層，但碳酸巖內尚存在少量的泥頁巖夾層，形成貫穿性、向南汀河滲漏的巖溶通道可能性不大。且地下水運營形式主要沿槽谷向丹倫江和NE向排泄，壩址區左岸下游分布的紫紅色砂巖(P1s3)對庫水位的滲漏也起到一定的阻隔作用，因此庫水位在向下游南汀河滲漏的可能性小。

3.2 向南寧河滲漏可能性分析

南寧河位于壩址下游丹倫江右岸，河谷流向與近壩庫段丹倫江呈大角度斜交，與水庫最近距離約為6.5 km。

地形地貌上，近壩庫段與南寧河所夾持的地塊山體較雄厚，山脈和槽谷相間呈NE向分布，山脊高程一般為1 000～1 900 m，槽谷分布高程一般為900～1 300 m。山脊、槽谷與近壩庫段丹倫江河谷相對高差約450～1 050 m。

地層巖性上，該河間地塊主要分布大面積的碳酸鹽巖(即P1S1和P1S4)，為近壩庫段庫水向下游南寧河滲漏的可疑地段。但從地層巖性組合、地質構造空間展布和地下水分布形態上判斷，該地段存在滲漏的可能性極小。理由如下：

(1)在P1S1和P1S4兩套碳酸鹽巖地層之間，分布有一條厚約180～200 m紫紅色粉砂巖夾泥巖(P1S2)，見圖1。沿壩前順左右兩岸的1號和2號沖溝展布，右岸沿2號沖溝經過塘山凹村、東咯里村后沿其后山埡口順槽谷向南寧河左岸延伸，阻隔了P1S1的碳酸鹽巖地層向下游的延伸，砂巖連續性好，無斷層錯段現象，阻斷了庫水向下游南寧河低鄰谷的滲漏通道。

(2)地勢上，在壩址右岸與南寧河之間山體雄厚，槽谷和山脊高程多在1 000 m以上，壩址和南寧河最近直線距離7 km。根據壩址對灰巖地層勘探資料分析，兩岸地下水分布雖然較低緩，但在高處仍存在高于庫水位高程的地下分水嶺。

(3)據現場地質調查，在東咯里村附近的P1S1的碳酸巖內存在巖溶泉水點(分布高程約900 m)，泉水點為整個村莊的常年生活用水，流量Q≈50～60 L/min；在塘山凹村啞口處(高程約890～920 m)P1S2砂泥巖層內地表也有泉水分布，該泉水枯期流量Q≈10～15 L/min，且該層砂泥巖分布的2號沖溝地段多處見泉水出露，泉水點的分布高程遠高于庫水位高程。由此判斷砂巖的空間分布具有圍限作用，庫水經碳酸鹽巖穿過砂巖層形成巖溶通道的可能性不大。

4 水庫沿主要構造滲漏的可能性分析

4.1 沿老街-南清河斷裂(F6)滲漏分析

老街-南清河斷裂在壩址上游約6.5 km處沿南清河大溝附近向SW延伸，斷層構造特征明顯，江兩岸巖體破碎，存在沿該斷裂向南寧河支流滲漏的可能。但是，在地形上由于該滲漏通道末端與南寧河交匯部位的河水面高程約為550 m，高于滾弄水庫正常蓄水位519 m；其次，在庫區一側沿斷裂分布的南清河大溝，溝內有長年流水，其源頭水位遠高于的水庫正常蓄水位。因此蓄水后庫水沿該斷裂向鄰谷(南寧河)滲漏的可能性小。

4.2 沿殺馬溝-根基斷裂(F19)滲漏分析

殺馬溝-根基斷裂位于壩址上游約25 km處，呈NE向橫跨丹倫江，兩岸延伸較長，該斷層在庫區橫切砂巖、板巖地層，斷層壓扭性質明顯，斷層物質擠壓緊密，不具滲漏通道條件(見圖4)。

該斷裂向右岸延伸至南莊后山的分水嶺埡口通過，埡口高程約1 600 m，斷層通過部位的埡口也分布有兩處泉水點(見圖5)，說明存在遠高于庫水位的地下分水嶺。

圖4 殺馬溝-根基斷裂在丹倫江左岸露頭

圖5 南莊后山埡口斷裂部位的泉水點(高程1 600 m)

通過斷層性狀、沿線地形地貌和水文地質條件等綜合分析，殺馬溝-根基斷裂不具備形成庫水滲漏通道的條件。

4.3 沿F1、F2滲漏分析

由圖1所示，P1S2砂泥巖與上、下游兩側的碳酸巖為斷裂(F1和F2)接觸，該斷層向SW沿塘山凹村和東咯里村(高程820～1 000 m)一線通過，最終沿右岸支流南寧河河谷內與南汀河西支斷裂相交，斷層未錯段砂巖巖層。通過現場平面地質調查，斷層帶均為壓扭性，擠壓緊密，塘山凹村附近的泉水也剛好位于斷層帶附近的砂泥巖內，也說明斷層對地下水的排泄起到一定的阻水性，且該區域內存在于高于正常蓄水位的地下水位分布，據此綜合判斷沿斷層不可能形成庫水滲漏通道。