王學(xué)勤

（山西省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030024）

1 概況

淜頭水電站位于平順縣濁漳河下游辛安至北耽車河谷段，擋水建筑物為攔河水閘，位于耽車村附近，設(shè)計(jì)正常蓄水位603.0m。

該水電站位于濁漳河北耽車段河谷內(nèi)，為典型的河流地貌單元，河谷呈“U”形谷，河道彎曲，河谷寬約35～200m，河岸陡立，河床高程 585.0～595.0m，河床寬30～100m，常年有水。

該區(qū)位于太行山中南段，屬海河流域，地勢(shì)東高西低，境內(nèi)最高峰小家山海拔996.9m。地貌為剝蝕中山區(qū)和河谷區(qū)。濁漳河為山西省較大河流之一，由西向東流經(jīng)本區(qū)。剝蝕中山區(qū)沿河谷兩岸分布，基巖裸露，山體多為灰?guī)r、鮞狀灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r，山勢(shì)陡峻。山頂高度850～975m，相對(duì)高差50～125m；沖溝發(fā)育，呈樹枝狀分布。

2 區(qū)域構(gòu)造及地層巖性

該區(qū)位于呂梁太行斷塊的東南部，受構(gòu)造影響，地層總體為NW向傾斜的單斜構(gòu)造。本區(qū)斷裂發(fā)育，主要呈NEE，NE向展布，多為張性成因，斷裂破碎帶寬度一般小于10m，斷裂結(jié)構(gòu)面傾角較陡。據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)峰值加速度區(qū)劃圖》，本區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.10g。據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期區(qū)劃圖》，本區(qū)地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.45s。工程區(qū)地震基本烈度為7度。在構(gòu)造上位于微子鎮(zhèn)背斜東南翼，斷層走向多為NEE向，區(qū)內(nèi)地層產(chǎn)狀N70°～85°E/NW∠3°～9°。庫區(qū)巖體中節(jié)理裂隙發(fā)育，主要有4組，其產(chǎn)狀分別為：第 1 組 N10°～30°E/NW 或 SE∠70°～90°；第2組 N40°～70°W/NE 或 SW∠70°～90°；第 3 組 N60°～80°E/SE∠70°～90°；第 4 組 N10°～30°W/SW∠60°～80°。庫區(qū)內(nèi)發(fā)育4條較大的斷層，分別為F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3，F(xiàn)4，其中F4斷層位于閘址附近。

區(qū)內(nèi)出露地層有古生界寒武系灰?guī)r、頁巖夾薄層細(xì)砂巖及灰?guī)r，奧陶系灰?guī)r夾泥灰?guī)r及白云巖，地表覆蓋層為第四系洪沖積、坡殘積低液限黏土、低液限粉土、卵石混合土、碎石土等。

3 地下水類型

本區(qū)地下水分為碳酸鹽巖類巖溶裂隙水和松散巖類孔隙水兩種類型。松散巖類孔隙水賦存于第四系松散層孔隙中，分布于河流階地及山間黃土堆積區(qū)，主要含水層為全新統(tǒng)、上更新統(tǒng)洪沖積低液限粉土及卵石混合土。碳酸鹽巖類巖溶裂隙水賦存于寒武、奧陶系可溶性灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、鮞狀灰?guī)r、結(jié)晶灰?guī)r的裂隙、溶隙、溶洞中，泥灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r及頁巖為相對(duì)隔水層，巖溶裂隙水在濁漳河兩岸以泉或泉群的形式出露，溢出地表，為接觸溢流巖溶泉。

庫區(qū)地下水受大氣降水和上游濁漳河水補(bǔ)給。二者具有一定的水力聯(lián)系，河谷中松散巖類孔隙水除接受大氣降水、河水補(bǔ)給外，還可接受兩岸碳酸鹽巖類巖溶裂隙水的補(bǔ)給；在河谷兩岸基巖裸露地段的巖溶裂隙水主要接受大氣降水直接補(bǔ)給，被松散層覆蓋地段的還可接受大氣降水或河水通過上覆松散巖溶裂隙水的間接補(bǔ)給，以泉的形式溢出地表向濁漳河排泄。區(qū)內(nèi)地下水由兩岸向河谷運(yùn)移，從上游向下游運(yùn)動(dòng)。

4 庫區(qū)滲漏分析

4.1 巖溶通道滲漏分析

庫區(qū)正常蓄水位以下的地層巖性為張夏組鮞狀灰?guī)r、結(jié)晶灰?guī)r，巖溶發(fā)育較弱，由于該巖層硬且脆，巖體中裂隙發(fā)育，這些裂隙控制巖溶發(fā)育，極易形成裂隙巖溶。但構(gòu)造直接影響巖溶的發(fā)育，控制著巖溶發(fā)育方向及地下水儲(chǔ)存和運(yùn)移，裂隙為巖溶提供了發(fā)育條件，斷層對(duì)巖溶的發(fā)育起控制作用，區(qū)內(nèi)斷層多為高角度張性斷層，破碎帶不寬，具有導(dǎo)水及相對(duì)隔水作用，即垂直方向上起連通導(dǎo)水作用，在水平方向上將巖溶層錯(cuò)斷起阻水作用。

庫區(qū)處于辛安泉排泄區(qū)末端，主排泄區(qū)為庫區(qū)上游的王曲泉群。庫區(qū)內(nèi)出露的泉少且流量小，僅在分析區(qū)內(nèi)下游處存在管道狀巖溶，但管道細(xì)且密度稀。因此經(jīng)此通道滲漏量極其微小，可不作考慮。

4.2 泉眼排泄?jié)B漏分析

庫區(qū)位于石會(huì)泉群排泄區(qū)，泉水出露高程600.0～615.0m。參考辛安泉域研究資料，泉群在辛安村一帶出露有兩個(gè)原因：一是濁漳河是本區(qū)主要河流，從辛安村開始向東橫穿太行山，沿河高程600.0m左右，成為整個(gè)泉域內(nèi)最低的排水基準(zhǔn)；二是在辛安村一帶出露奧陶系下統(tǒng)白云巖弱透水層，使上游奧陶系中統(tǒng)巖溶水受阻而匯集溢流成泉，形成王曲泉群，北耽車以下，沿河床出露的寒武系上統(tǒng)碎屑巖，具有良好的阻水作用，寒武系上統(tǒng)—中統(tǒng)含水層的地下水在此段受隔水層阻擋溢流地表，形成石會(huì)泉群，該泉應(yīng)為接觸溢流巖溶泉。泉域1956—2000年45年平均流量為9.64m3/s，1980—2000年 21年平均流量為7.27m3/s，泉水流量總體上呈減少的趨勢(shì)，從20世紀(jì)70年代后期，減速開始加快，2003年僅4.94m3/s，多年平均降水量是影響泉流量的主要因素。受區(qū)域降水量的控制及開采量的影響，泉域內(nèi)地下水位持續(xù)下降，泉域邊界移動(dòng)，面積縮小。該區(qū)為辛安泉域的排泄區(qū)，總體為兩岸補(bǔ)給河水，上游補(bǔ)給下游，不存在泉眼排泄?jié)B漏的可能性。

4.3 通過地下水滲漏分析

參考泉域內(nèi)水文地質(zhì)調(diào)查資料，庫區(qū)東北部在清漳河、濁漳河間存在地下水分水嶺，地下水分水嶺在黎城東陽關(guān)一帶，其地下水位高程在640.0m以上。在潞城附近、平順縣城、黎城等深井地下水位高程685.0～631.0m，均高于正常蓄水位603.0m，據(jù)地下水等水位線圖可在判定地下水由西北、西、西南方向補(bǔ)給庫區(qū)地下水，且?guī)靺^(qū)南部地勢(shì)較高，附近沒有低的鄰谷，分水嶺高而遠(yuǎn)，且兩岸山體雄厚，沒有通過地下水向庫外滲漏的可能。

4.4 河間地塊滲漏分析

庫區(qū)位于一深切峽谷區(qū)，兩岸山體渾厚，沒有低鄰谷分布，在閘址左岸附近，由于下游河道轉(zhuǎn)向，形成約1～2km的河間塊地。庫區(qū)出露地層以F4斷層為界，F(xiàn)4斷層至庫尾段分布地層為寒武系崮山組、長(zhǎng)山組、張夏組鮞狀灰?guī)r、結(jié)晶灰?guī)r等，均為中等透水巖體；F4斷層至閘址段，分布地層為寒武系徐莊組泥質(zhì)頁巖夾薄層灰?guī)r，為弱透水巖體，底部泥質(zhì)頁巖為相對(duì)隔水層。庫區(qū)兩岸山體高陡，巖層總體傾向上游偏左岸，傾角4°～7°，巖溶不發(fā)育，巖體裂隙發(fā)育。受F4斷層的影響，斷層北西盤相對(duì)下降，南東盤相對(duì)上升，造成庫區(qū)左岸徐莊組相對(duì)隔水巖層較低，在閘址處高程為585.0m左右，右岸相對(duì)隔水層較高，在閘址處高程為610.0m，按其產(chǎn)狀分析，在庫區(qū)右岸隔水層高程大于610.0m。因此水庫蓄水后左岸可能存在沿河間地塊巖溶裂隙向下游的滲漏，而右岸受隔水巖層阻隔，不存在滲漏。

4.5 斷層滲漏分析

庫區(qū)存在F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3，F(xiàn)4四條斷層，斷層橫切河谷，F(xiàn)1，F(xiàn)2，F(xiàn)3 斷層沒有延伸到庫外，可不考慮 F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3斷層對(duì)滲漏的影響。對(duì)庫區(qū)滲漏可能有影響的是F4斷層，該斷層橫穿庫區(qū)后通過閘址上游左岸的河間地塊延伸到閘址下游河道。據(jù)觀察，在斷層切過下游河道處未見斷層滲水。該斷層帶通過河床段，覆蓋層厚度36.7m，主要為低液限粉土、低液限黏土夾卵石混合土，滲透性較弱，說明在目前河水位情況下沿F4斷層帶滲漏不大。在水庫蓄水位抬高后，可能存在庫水沿F4斷層帶向下游河道的滲漏。

經(jīng)以上分析，水庫正常蓄水后，庫區(qū)不存在沿兩岸向庫外產(chǎn)生永久性滲漏，僅在近壩段存在沿下壩址左岸河間地塊及F4斷層帶向下游河道的滲漏。

5 庫區(qū)蓄水后滲漏量估算

5.1 河間地塊巖溶裂隙滲漏估算

河間地塊分布地層為寒武系崮山組、長(zhǎng)山組、張夏組鮞狀灰?guī)r、結(jié)晶灰?guī)r等，為中等—弱透水巖體，其下為徐莊組隔水巖層；庫區(qū)滲漏主要是沿張夏組鮞狀灰?guī)r、結(jié)晶灰?guī)r節(jié)理裂隙的滲漏；參考寒武系張夏組鮞狀灰?guī)r、結(jié)晶灰?guī)r壓水試驗(yàn)資料，其滲透系數(shù)取2.11m/d。壩前正常蓄水位為603.0m，隔水層頂高程約470.0m；下游河床水位586.0m，隔水層頂高程約457.0m；可將隔水層底面視作一平面，即以高程約464.0m視作統(tǒng)一的隔水底板。

經(jīng)計(jì)算，河間地塊巖體裂隙滲漏量為3235m3/d，相當(dāng)于0.037m3/s。

5.2 F4斷層帶滲漏估算

F4斷層為正斷層，斷距大于100m ，斷層帶寬約8～10m，破碎帶物質(zhì)主要為斷層角礫巖、斷層泥；斷層帶在高程約580.0m及以上部分為寒武系張夏組鮞狀灰?guī)r、結(jié)晶灰?guī)r與寒武系固山組、長(zhǎng)山組、張夏組鮞狀灰?guī)r、結(jié)晶灰?guī)r間的斷層，破碎帶主要物質(zhì)以斷層角礫為主，滲透性較強(qiáng)；在高程約580.0m以下部分為寒武系張夏組鮞狀灰?guī)r、結(jié)晶灰?guī)r與寒武系徐莊組泥頁巖間的斷層，破碎帶產(chǎn)物以斷層泥為主，滲透性較弱,滲漏量可以忽略。因此在計(jì)算斷層帶滲漏時(shí)不考慮沿?cái)鄬訋У拇怪毕聺B，只考慮沿?cái)鄬訋蛳掠蔚臐B漏。

目前，F(xiàn)4斷層無可參考的鉆孔壓水資料，但庫區(qū)F3斷層與F4斷層的性質(zhì)、規(guī)模等特征相近，F(xiàn)3斷層主要涉及中奧陶系灰?guī)r、角礫狀泥灰?guī)r及下奧陶系、上寒武系白云巖、灰?guī)r，斷裂帶內(nèi)溶隙、溶洞較多。據(jù)F3斷層帶鉆孔壓水試驗(yàn)資料，透水率平均值為132.52Lu，大值平均值167.84Lu，換算成滲透系數(shù)為平均值1.39m/d，大值平均值1.88m/d。

參照F3斷層并結(jié)合F4斷層帶特征及蓄水后斷層帶滲漏通道的特點(diǎn)，本次F4斷層帶滲漏計(jì)算滲透系數(shù)近似取1.5m/d。經(jīng)計(jì)算得，斷層帶滲漏量為22m3/d，相當(dāng)于 0.00025m3/s。

通過計(jì)算可知，庫區(qū)總滲漏量為3257m3/d，相當(dāng)于0.03725m3/s。與濁漳河地表徑流量相比，滲漏量很少，對(duì)水庫蓄水幾乎沒有影響。

6 結(jié)語

庫區(qū)位于濁漳河北耽車段河谷，呈“U”形谷，兩岸陡立，山體雄厚，區(qū)內(nèi)巖溶不發(fā)育，且為辛安泉域的排泄區(qū)，兩岸補(bǔ)給河水，上游補(bǔ)給下游，地下水分水嶺高而遠(yuǎn)，僅存在河間地塊和F4斷層滲漏，但滲漏量較小，說明該段河谷具備建庫條件。