摘要:本文以如何更好的防止水庫滲漏為主,以水文地質(zhì)勘察的主要內(nèi)容及所采取的方法措施進行闡述。 

  關(guān)鍵詞:水文地質(zhì);滲漏;估算 

  中圖分類號:P641文獻標識碼: A 

  一、水庫滲漏水文地質(zhì)勘察內(nèi)容 

 。ㄒ唬┑匦蔚孛 

  主要是了解庫區(qū)周圍的地形地貌對庫區(qū)地下水運動所產(chǎn)生的影響。 

 。ǘ┑貙訋r性及地層的結(jié)構(gòu) 

  滲透性強的巖土體是水庫滲漏的主要通道之一。對于平原地區(qū)松散巖類壩基水庫而言,庫水可能會沿著古河道堆積物的滲漏通道流失。而在巖溶地區(qū),當庫區(qū)存在強巖溶化的碳酸鹽底部并無隔水層分布時,或雖有隔水層存在,但其埋藏很深或封閉條件很差時,庫水就有可能通過分水嶺向鄰谷、河谷的下游或遠處低洼排泄區(qū)發(fā)生滲漏。 

 。ㄈ┑刭|(zhì)構(gòu)造 

  一般而言,褶皺比較發(fā)育的地段,各類斷層和裂隙也都比較發(fā)育。斷層破碎帶,尤其是橫切河谷與鄰谷相通的寬大而未膠結(jié)的斷層破碎帶,是形成大量滲透的通道;具有寬大密集裂隙的巖層易造成滲漏。 

 。ㄋ模┧牡刭|(zhì)條件 

  地形地貌、巖性及地質(zhì)結(jié)構(gòu)是決定水庫滲漏的必要條件,但不是充分條件,還必須研究水文地質(zhì)條件。即要進行水文地質(zhì)分區(qū),確定含水層及隔水層,查明含水構(gòu)造,地下水補給、徑流、排泄條件,地下水的類型,地下水的水位、流向、流速、水力坡度,地下水的化學特征等情況。 

 。ㄎ澹⿴r溶區(qū)的巖溶發(fā)育特征 

  在巖溶地區(qū),需要查明庫區(qū)內(nèi)巖溶發(fā)育強度和巖溶發(fā)育規(guī)律。具體包括:(1)各個地層的巖溶發(fā)育強度(溶隙率)、發(fā)育方向以及受地質(zhì)構(gòu)造作用控制情況;(2)巖溶形態(tài)及分布規(guī)律;(3)巖溶水的動力特征(包括補排條件、垂直分帶性、流動特點);(4)建壩前后泉水流量的變化和動態(tài)變化等。 

 。B漏的地質(zhì)分析 

  分析水庫滲漏的2個條件,即滲漏通道及其連通性。水庫的滲漏通道一般有透水巖層(如砂卵礫石層)、透水帶(斷層破碎帶、裂隙密集帶)、巖溶管道等。 

  1.滲漏通道的分析 

  巖漿巖地區(qū)水庫:巖漿巖作壩基、庫區(qū)的基巖是比較理想的,一般不易發(fā)生滲漏。這種水庫的可能滲漏通道一般是第四紀砂礫石層(河床沉積物)、基巖表面風化裂隙組成的透水層,斷層破碎帶-透水帶。沉積巖地區(qū)水庫:最常見的是透水層的漏水,此外就是斷層破碎帶、節(jié)理密集帶構(gòu)成的漏水通道。 

  第四紀堆積物地區(qū)水庫:壩下滲漏通道主要是古河道、河床和階地內(nèi)的砂卵礫石層。古河道穿過壩基或貫通上下游時,可能發(fā)生嚴重滲漏;建壩時如壩下的截水墻太淺,未能將砂卵礫石層全部截斷,殘留的砂卵礫石層就成為漏水通道。 

  2.漏水通道連通性分析 

  砂礫石層等松軟巖層滲漏通道的連通性主要取決于其地層的結(jié)構(gòu)特征。山區(qū)河流,河床的沉積物單一的粗粒物質(zhì),透水層的連通性好。中下游河床的細粒成分增加,地層呈多層、雙層結(jié)構(gòu)。雙層結(jié)構(gòu)時沉積物上細下粗,上部弱透水層構(gòu)成了天然防滲鋪蓋,但若在建壩取土時破壞了此相對隔水層,或因受河流沖刷使隔水層出現(xiàn)了部分損壞,則它就不再具有隔水作用,應(yīng)將其修補完整。 

  基巖透水層、透水帶及巖溶發(fā)育管道的連通性則受地質(zhì)構(gòu)造的控制?v向河谷(巖層走向與河流流水平行)的透水層的連通性良好,而橫向河谷透水層的連通性較差。 

  (七)滲漏量的估算 

  水庫滲漏是指庫水沿著透水巖(土)帶向庫外低處滲漏的現(xiàn)象,可分為壩區(qū)滲漏和庫區(qū)滲漏。其中壩區(qū)滲漏又分為壩基滲漏和繞壩滲漏;庫區(qū)滲漏包含了庫水的滲透損失和滲漏損失兩部分。 

  據(jù)此,水庫的總滲漏量應(yīng)是以上4個部分的總和,即:Q=Q壩基+Q繞壩+Q庫水滲透+Q滲漏損失。式中,水庫的各項滲漏量可采用地下水動力學公式、數(shù)值法或其他方法進行計算。目前在實際工作中應(yīng)用最多的是地下水動力學公式。雖然用于滲漏計算的地下水動力學的公式很多,但本質(zhì)上都是由達西公式演變而來。這些公式的適用條件是:地下水必須是達西流、含水介質(zhì)為均質(zhì)且各向同性。 

  根據(jù)《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》(GB50287-99)附錄B.0.5條的規(guī)定,巖溶地區(qū)的水庫,其滲漏量必須采用地下水動力學法和水量均衡法進行計算,并相互驗證。這是由于巖溶管道中的地下水流可能不再屬于達西流,地下水動力學中的有關(guān)公式可能已不再適用。 

  水量均衡法就是根據(jù)多年實測水庫水位、水面蒸發(fā)量、農(nóng)業(yè)灌溉用水量等資料,利用水位-庫容關(guān)系資料,計算水庫年蓄變量、年平均庫容量、年實際庫面蒸發(fā)量。依據(jù)水量平衡原理,水庫的滲漏量為: 

  W=(WQ+WP)-(WE+Wf)±W蓄 

  式中:W為滲漏量;WQ為上游來水量;WP為水庫水面直接接受降水補給量;WE為水庫水面蒸發(fā)量;Wf為水庫放水量;W蓄為水庫蓄變量。 

 。ò耍⿲Ψ罎B措施提出可行性建議 

  在勘察報告中要對水庫的防滲措施提出合理化建議。目前我國對滲漏水庫的處理措施主要有: 

  1.壩基的垂直防滲措施:目前主要是應(yīng)用塑性混凝土地下防滲墻、高壓噴射水泥板墻、防滲板樁(如深層攪拌樁)等擋水墻阻斷滲水通道。 

  2.含砂礫石壩體的防滲措施:對于含砂礫石量高的土壩,可用帷幕灌漿、建造粘土防滲墻、沖抓套井回填、防滲土工膜鋪設(shè)等方法處理壩體。 

  3.溶洞的防滲措施:對出露的或探明的巖石特別破碎的較大溶洞,應(yīng)進行開挖、清理、沖洗,采用C25防滲混凝土填筑,并適當擴大防滲范圍。 

  4.基巖破碎帶及節(jié)理密集帶的防滲:將表面破碎體全部清除,然后用C25混凝土封堵,并結(jié)合固結(jié)灌漿,使斷裂破碎帶整體封閉,形成區(qū)域防滲。 

  5.砂卵石滲漏區(qū)防滲:可鋪設(shè)塑料薄膜進行防滲。 

  二、水庫滲漏的水文地質(zhì)勘察手段 

 。ㄒ唬┑刭|(zhì)調(diào)查及水文地質(zhì)測繪 

  對整個庫區(qū)進行補充性測繪,其范圍應(yīng)包括滲漏通道及其進出口地段。山區(qū)水庫應(yīng)包括庫區(qū)周圍的分水嶺及鄰谷,平原地區(qū)則包括正常高水位以上的第一級階地,測繪比例尺可選用1/50000~1/10000。在巖溶地區(qū),凡能追索的巖溶洞穴都應(yīng)進行測繪,對嚴重存在巖溶滲漏的地段,測繪的比例尺可采用1/10000~1/2000(庫區(qū))及1/5000~1/1000(壩址)。 

 。ǘ┿@探和地球物理勘探 

  勘探剖面線應(yīng)根據(jù)水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)和地下水的分布情況,并結(jié)合可能的防滲處理方案作布置。在多層含水層結(jié)構(gòu)區(qū),可能滲漏的各巖組內(nèi)不應(yīng)少于2個鉆孔,鉆孔應(yīng)進入隔水層或枯水期地下水位以下一定深度;喀斯特區(qū)鉆孔的深度應(yīng)穿過喀斯特強烈發(fā)育帶?衫镁g地震波CT技術(shù)探測庫區(qū)的滲漏通道與滲漏點。 

  還可用充電瞬變電磁法、瞬變電磁法探測巖溶漏水通道異常范圍。 

  (三)水文地質(zhì)實驗 

  如果水庫建筑前的勘察資料匱乏,還應(yīng)補充對相關(guān)的巖土層的滲透系數(shù)測定,為估算水庫的滲漏量及其防滲提供依據(jù)。 

  (四)進行地下水動態(tài)觀測 

  設(shè)立長期觀測網(wǎng),在可能滲漏的各巖組內(nèi)不應(yīng)少于2個觀測孔。觀測內(nèi)容除常規(guī)項目外,還應(yīng)觀測降雨時的洞穴涌水和流量情況。