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摘要:贵州茅天水库坝区岩溶水文地质条件极其复杂、岩溶发育,存在向坝址下游的岩溶渗漏问题。分析表明,该水库具备较好的成库条件,水库区两岸山体雄厚,库盆的地层岩性以灰岩为主,碎屑岩主要分布于库尾,但其与邻谷之间有相对隔水的碎屑岩分布,地质条件较好,但由于库首有较大范围的可溶岩分布,岩溶发育且巖溶水文地质条件复杂,存在一定范围的岩溶渗漏问题,可结合绕坝渗漏进行防渗处理。从而确保灌区农业生产的稳定发展。
关键词:茅天水库;岩溶渗漏;岩溶发育;水文地质条件
1 研究区概况
0.1交通位置
研究区位于贵州务川县东北面茅天镇境内周家河左岸支流上河上游,地理位置东经108°07′47″,北纬28°58′43″,距茅天镇约3.7 km,距县城区89 km,乡村公路发达,交通便利。
0.2气象水文
测区位于茅天镇境内周家河左岸支流上河上游,工程区气候温和湿润,降水丰沛,多年平均气温15.5 ℃,多年平均降雨量1243 mm。区内水资源主要补给来源为大气降水,地表水与地下水相互补给、转化。区内地形起伏大,局部区域气候存在明显差异。
0.3地形地貌
测区位于黔北高原东部,乌江一级支流洪渡河由南向北分布于测区南东部。地势总体西高东低、南高北低。中西部及南部山高坡陡,山顶高程多在1200 m以上;南西侧的老鹰山海拔1507 m,为区内制高点;东部及北部沟谷纵横,河谷深切,洪渡河谷高程340 m,为区内最低处,最大高差1167 m。
0.4地质概况
区内出露寒武系中统高台组 (∈2g) 至志留系中统罗惹坪群 (S2lr) 及第四系 (Q),除第四系与基岩呈不整合接触关系外,其余均为整合接触关系,区内碳酸盐岩类分布广泛,碎屑岩类相对较少,仅在测区东部或其他区域呈夹层状产出,其中碳酸盐岩类主要由寒武系高台组、平井组、耿家店组、毛田组、奥陶系南津关组、分乡组、红花园组和奥陶系中上统的灰岩、白云岩、白云灰岩组成;碎屑岩类则主要由奥陶系南津关组页岩夹层、奥陶系大湾组、志留系龙马溪群、罗惹坪群等泥页岩、粉砂岩等组成。
2 工程地质条件
茅天水库位于务川县茅天镇红星村境内上河上游水车坝以上河段,水库所在的上河发育在岩溶干谷(伏流)与地表水系交替分布的槽谷内,库区支沟较发育,尾部主要由呈八字形的两条沟谷汇合而成。库区河段地表常流水系不发育,其基流源主要为中坝出露的几处泉水;其上游,即中坝岔河口以上,至青托消水洞河段(左支沟)和至上坝河段(右支沟),下游麻王洞(山龙塘)以下河段常年均为干谷,仅在暴雨季节有水流。
库区无大的跌坎。坐落于焦坝断层和汤坝河断层切割形成的断块隆起地带的中部,库区未见断裂、褶皱构造发育,岩层连续,产状平缓,构造主要以裂隙为主,但未发现断裂活动迹象,岩溶系统多为裸露、管道型为主,故水库诱发构造型地震、岩溶气爆型水库诱发地震的可能性较小;库区不具有产生浅表应力局部调整型水库诱发地震的地形地质条件,水库蓄水后诱发地震的可能性较小[1-3]。
3 岩溶水文地质条件
3.1 岩溶发育情况
测区处于不同地貌、构造单元的接壤及过渡区,加之不同时代的碳酸盐岩类型的岩性和岩性组合较为复杂,岩溶分布及发育具有多样化和复杂性的特点。发育程度具有明显的差异及分带特性。其个体形态地表主要有溶沟、溶槽、溶芽、岩溶洼地、岩溶槽谷等,地下主要有落水洞、竖井、溶洞、暗河及伏流等。
3.2 区域水文地质
测区广泛分布可溶岩,岩性以碳酸盐岩类为主,非可溶岩仅在测区东部少量出露或在测区局部区域呈夹层分布,岩性为碎屑岩类,故测区地下水类型主要以碳酸盐类岩溶水为主,基岩裂隙次之,松散堆积层孔隙水仅在河谷地带零星分布。同时地下水分布及运移受控于测区的北北东向构造的格局及西高东低的地势特征,地下水多由西向东、由南向北运动,最后以泉或暗河的形式排泄于芙蓉江及洪渡河及其支流。根据本区岩性、构造、地貌等特征以及地下水的赋存形式,将区内含水岩组划分为两类:Ⅰ碳酸盐岩岩溶水;Ⅱ基岩裂隙水。其中Ⅰ类碳酸盐岩溶水在测区又可分两个亚类:(1)碳酸盐岩类裂隙溶洞水;(2)碎屑岩夹碳酸盐岩岩溶裂隙水。
4 水库渗漏分析评价
影响岩溶水库渗漏的因素有很多,如前面分析的研究区岩溶发育程度、隔水岩层的发育及分布情况、岩体的渗透性以及水库蓄水的水动力特征等因素[4-6]。以上影响因素大致可以总结为水动力条件和通道条件两个方面。具体分析如下:
(1)水动力条件:区内河床及两岸地下水位低缓,河谷地下水位埋深在河床以下8.0m左右,河谷至近谷坡段地带地下水水力坡降在10%左右(左岸9%,右岸11%),而近谷岸坡至远岸一定范围内(主要为强溶蚀区内)地下水力坡降则比较平缓,水力坡降3%左右,两岸坡在强溶蚀区以外侧纵深处地下水位才逐渐抬升,水库蓄水水位抬升后存在沿左右岸岩溶溶蚀裂隙及强风化带绕坝基肩渗漏问题,应对坝基肩及谷坡一带作防渗灌浆处理[7-8]。但两岸弱岩溶层分布远,左右岸防渗路线均较长。
(2)通道条件:研究区为强岩溶化岩组地层,地表及地下岩溶形态均较发育,钻孔及物探资料显示河床以下26m范围内溶蚀溶孔均较发育,岸坡钻孔均有掉钻和揭露到粘土充填孔洞现象,据物探资料显示,两岸强溶蚀区深度一般在地面以下40m左右,局部超过100m、呈深槽状,物探揭露两岸在个别地段存在深部溶蚀区,即坝址区岩溶除裸露岩溶较发育外,隐伏岩溶也较发育,其发育下限不受地表河床控制,除常年地下水位以上各种岩溶形态发育较全外,在坝基及两岸谷坡一定深度内仍有强溶蚀现象,多以溶隙型通道为主。
5 结论
本文在野外地质调查和勘探资料的基础上,结合研究区的地质环境条件,对贵州茅天岩溶水库水文地质条件对水库渗漏的影响进行了系统分析。岩溶水库水文地质条件对水库渗漏的影响主要包括水动力条件和通道条件。综上所述,茅天水库具备良好的成库条件,两岸存在一定范围的岩溶渗漏问题,接下来应进一步查明水库岩溶水文地质条件,明确防渗处理范围,对水库进行防渗处理。
参考文献.
[1] 光耀华.岩溶地区水库诱发地震探讨 [J].中国岩溶, 1991, 10(4): 283-293.
[2] 张雄云,米健. 德泽水库库区渗漏分析[J].资源环境与工程,2017,31(5):581-584.
[3] 任美锷,刘振中,王飞燕等.岩溶学概论 [M]. 北京: 商务印书馆. 1983.
[4] 孙维兵. 黄河羊曲水电站坝址岩溶发育特征及对工程影响研究 [D].成都:成都理工大学. 2008.
[5] 王清. 渔洞河水库岩溶发育特征与渗漏研究 [D].成都:成都理工大学. 2013.
[6] 李勇军,陈亚林.岩角塘水库库区岩溶水文地质条件对水库渗漏的影响分析 [J].黑龙江水利科技2017,45(6):102-103.
[7] 邹成杰.岩溶管道水汇流理论研究 [J]. 中国岩溶,1992,11(2):119-130.
遵义市国土空间生态修复工程技术中心 贵州 遵义 56300
贵州省地质矿产勘查开发局114地质大队 贵州 遵义 563000
关键词:茅天水库;岩溶渗漏;岩溶发育;水文地质条件
1 研究区概况
0.1交通位置
研究区位于贵州务川县东北面茅天镇境内周家河左岸支流上河上游,地理位置东经108°07′47″,北纬28°58′43″,距茅天镇约3.7 km,距县城区89 km,乡村公路发达,交通便利。
0.2气象水文
测区位于茅天镇境内周家河左岸支流上河上游,工程区气候温和湿润,降水丰沛,多年平均气温15.5 ℃,多年平均降雨量1243 mm。区内水资源主要补给来源为大气降水,地表水与地下水相互补给、转化。区内地形起伏大,局部区域气候存在明显差异。
0.3地形地貌
测区位于黔北高原东部,乌江一级支流洪渡河由南向北分布于测区南东部。地势总体西高东低、南高北低。中西部及南部山高坡陡,山顶高程多在1200 m以上;南西侧的老鹰山海拔1507 m,为区内制高点;东部及北部沟谷纵横,河谷深切,洪渡河谷高程340 m,为区内最低处,最大高差1167 m。
0.4地质概况
区内出露寒武系中统高台组 (∈2g) 至志留系中统罗惹坪群 (S2lr) 及第四系 (Q),除第四系与基岩呈不整合接触关系外,其余均为整合接触关系,区内碳酸盐岩类分布广泛,碎屑岩类相对较少,仅在测区东部或其他区域呈夹层状产出,其中碳酸盐岩类主要由寒武系高台组、平井组、耿家店组、毛田组、奥陶系南津关组、分乡组、红花园组和奥陶系中上统的灰岩、白云岩、白云灰岩组成;碎屑岩类则主要由奥陶系南津关组页岩夹层、奥陶系大湾组、志留系龙马溪群、罗惹坪群等泥页岩、粉砂岩等组成。
2 工程地质条件
茅天水库位于务川县茅天镇红星村境内上河上游水车坝以上河段,水库所在的上河发育在岩溶干谷(伏流)与地表水系交替分布的槽谷内,库区支沟较发育,尾部主要由呈八字形的两条沟谷汇合而成。库区河段地表常流水系不发育,其基流源主要为中坝出露的几处泉水;其上游,即中坝岔河口以上,至青托消水洞河段(左支沟)和至上坝河段(右支沟),下游麻王洞(山龙塘)以下河段常年均为干谷,仅在暴雨季节有水流。
库区无大的跌坎。坐落于焦坝断层和汤坝河断层切割形成的断块隆起地带的中部,库区未见断裂、褶皱构造发育,岩层连续,产状平缓,构造主要以裂隙为主,但未发现断裂活动迹象,岩溶系统多为裸露、管道型为主,故水库诱发构造型地震、岩溶气爆型水库诱发地震的可能性较小;库区不具有产生浅表应力局部调整型水库诱发地震的地形地质条件,水库蓄水后诱发地震的可能性较小[1-3]。
3 岩溶水文地质条件
3.1 岩溶发育情况
测区处于不同地貌、构造单元的接壤及过渡区,加之不同时代的碳酸盐岩类型的岩性和岩性组合较为复杂,岩溶分布及发育具有多样化和复杂性的特点。发育程度具有明显的差异及分带特性。其个体形态地表主要有溶沟、溶槽、溶芽、岩溶洼地、岩溶槽谷等,地下主要有落水洞、竖井、溶洞、暗河及伏流等。
3.2 区域水文地质
测区广泛分布可溶岩,岩性以碳酸盐岩类为主,非可溶岩仅在测区东部少量出露或在测区局部区域呈夹层分布,岩性为碎屑岩类,故测区地下水类型主要以碳酸盐类岩溶水为主,基岩裂隙次之,松散堆积层孔隙水仅在河谷地带零星分布。同时地下水分布及运移受控于测区的北北东向构造的格局及西高东低的地势特征,地下水多由西向东、由南向北运动,最后以泉或暗河的形式排泄于芙蓉江及洪渡河及其支流。根据本区岩性、构造、地貌等特征以及地下水的赋存形式,将区内含水岩组划分为两类:Ⅰ碳酸盐岩岩溶水;Ⅱ基岩裂隙水。其中Ⅰ类碳酸盐岩溶水在测区又可分两个亚类:(1)碳酸盐岩类裂隙溶洞水;(2)碎屑岩夹碳酸盐岩岩溶裂隙水。
4 水库渗漏分析评价
影响岩溶水库渗漏的因素有很多,如前面分析的研究区岩溶发育程度、隔水岩层的发育及分布情况、岩体的渗透性以及水库蓄水的水动力特征等因素[4-6]。以上影响因素大致可以总结为水动力条件和通道条件两个方面。具体分析如下:
(1)水动力条件:区内河床及两岸地下水位低缓,河谷地下水位埋深在河床以下8.0m左右,河谷至近谷坡段地带地下水水力坡降在10%左右(左岸9%,右岸11%),而近谷岸坡至远岸一定范围内(主要为强溶蚀区内)地下水力坡降则比较平缓,水力坡降3%左右,两岸坡在强溶蚀区以外侧纵深处地下水位才逐渐抬升,水库蓄水水位抬升后存在沿左右岸岩溶溶蚀裂隙及强风化带绕坝基肩渗漏问题,应对坝基肩及谷坡一带作防渗灌浆处理[7-8]。但两岸弱岩溶层分布远,左右岸防渗路线均较长。
(2)通道条件:研究区为强岩溶化岩组地层,地表及地下岩溶形态均较发育,钻孔及物探资料显示河床以下26m范围内溶蚀溶孔均较发育,岸坡钻孔均有掉钻和揭露到粘土充填孔洞现象,据物探资料显示,两岸强溶蚀区深度一般在地面以下40m左右,局部超过100m、呈深槽状,物探揭露两岸在个别地段存在深部溶蚀区,即坝址区岩溶除裸露岩溶较发育外,隐伏岩溶也较发育,其发育下限不受地表河床控制,除常年地下水位以上各种岩溶形态发育较全外,在坝基及两岸谷坡一定深度内仍有强溶蚀现象,多以溶隙型通道为主。
5 结论
本文在野外地质调查和勘探资料的基础上,结合研究区的地质环境条件,对贵州茅天岩溶水库水文地质条件对水库渗漏的影响进行了系统分析。岩溶水库水文地质条件对水库渗漏的影响主要包括水动力条件和通道条件。综上所述,茅天水库具备良好的成库条件,两岸存在一定范围的岩溶渗漏问题,接下来应进一步查明水库岩溶水文地质条件,明确防渗处理范围,对水库进行防渗处理。
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[7] 邹成杰.岩溶管道水汇流理论研究 [J]. 中国岩溶,1992,11(2):119-130.
遵义市国土空间生态修复工程技术中心 贵州 遵义 56300
贵州省地质矿产勘查开发局114地质大队 贵州 遵义 563000