羅 歡,熊燦娟,周明瑤,周 婷,汪福錦
(六盤水師范學院,貴州 六盤水553004)
某水庫位于六盤水市鐘山區(qū)大灣鎮(zhèn),距六盤水市約33 km,有鄉(xiāng)村公路通往壩址區(qū)左岸,交通較為便利。水庫工程區(qū)可溶巖與非可溶巖相間分布,由于受斷層構(gòu)造影響,巖溶的發(fā)育具有較大的差異性,在斷層通過地帶巖溶發(fā)育較為強烈,本文通過對工程區(qū)巖溶水文地質(zhì)條件的研究,進而分析水庫滲漏的可能性,對后期水庫的建設(shè)提供可靠的理論依據(jù)。
水庫區(qū)可溶巖與非可溶巖相間分布,其中,棲霞及茅口組(P1q+m)灰?guī)r為區(qū)內(nèi)分布最為廣泛的可溶巖層組,由于受斷層構(gòu)造影響,巖溶的發(fā)育具有較大的差異性,在斷層通過地帶巖溶發(fā)育較為強烈。區(qū)內(nèi)地表巖溶形態(tài)主要有石芽、石柱及溶溝、溶槽、巖溶洼地、落水洞等,地下巖溶形態(tài)主要有溶洞、暗河等。
1.1.1 Kw1 巖溶洼地
該巖溶洼地位于羅座坪子一帶,發(fā)育地層為棲霞及茅口組(P1q+m)灰?guī)r,沿F1 斷層帶發(fā)育,呈不規(guī)則的長軸狀分布,在洼地內(nèi)發(fā)育數(shù)個落水洞。
1.1.2 W01~W05 巖溶洼地群
該洼地群分布于羅座坪子北東側(cè),直徑10~100 m。近地表地層為非可溶巖梁山組(P1l)地層,深部地層為黃龍組(C2hn)和馬平組(C3mp)強可溶巖地層。根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)查,該洼地群水庫以北分布廣泛,主要是由于下伏強可溶巖的強烈溶蝕作用導(dǎo)致的巖溶塌陷形成,地下水進入下伏含水巖層。
1.1.3 Kw1~S1 巖溶系統(tǒng)
該巖溶系統(tǒng)發(fā)育于S1 泉水至Kw1 巖溶洼地之間,基本沿F1 斷層帶發(fā)育。受分布地層巖性及斷層構(gòu)造控制,發(fā)育于羅座坪子的巖溶洼地。
上覆地層為棲霞及茅口組(P1q+m)灰?guī)r強可溶巖含水層,下伏地層為梁山組(P1l)隔水層,為Kw1 巖溶洼地的溶蝕底界。該洼地群匯流區(qū)地表水、地下水通過下伏巖溶管道產(chǎn)生徑流和排泄,排泄點為關(guān)門山小河的S1 泉,從而形成Kw1~S1 巖溶系統(tǒng)。當?shù)叵滤趶搅鞯倪^程中,同時接收沿途地表水、地下水的補給,關(guān)門山小河形成地表徑流,在汛期有地下水涌出地表,原因為地下巖溶管道的排泄通道較小。
巖溶形態(tài)在平面與垂向上分布主要受地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造及地貌單元的控制,該庫區(qū)巖溶發(fā)育具有以下規(guī)律。
1.2.1 平面上的規(guī)律
在水庫區(qū)碳酸鹽巖分布地帶,巖溶發(fā)育在平面上具有較大的差異性,主要沿F1 斷層帶發(fā)育,在關(guān)門山小河兩岸的坡面上發(fā)育有少量落水洞,其規(guī)模較小,在關(guān)門山小河?xùn)|側(cè)的分水嶺以外,巖溶不發(fā)育,主要巖溶形態(tài)集中在關(guān)門山小河分水嶺以內(nèi),F(xiàn)1 斷層帶是巖溶發(fā)育最強烈的地帶。
1.2.2 垂向上的規(guī)律
在水庫區(qū)地形平緩的坡面上多發(fā)育巖溶漏斗洼地、落水洞、石芽與溶溝等地表巖溶形態(tài),地下水以垂直運動為主。在地形切割較強的坡面和河谷岸坡發(fā)育有溶洞、巖溶管道、裂隙等地下巖溶形態(tài)為主,以垂直分布為主,在強可溶巖分布地區(qū)表現(xiàn)較為突出。
根據(jù)巖溶發(fā)育的程度、巖性特征及水文地質(zhì)條件,將水庫區(qū)出露的地層巖性劃分為不同巖溶含水層組,如表1 所示。
表1 水庫區(qū)巖溶層組劃分表
在水庫區(qū),大氣降水主要通過地表沖溝、溪溝、地下巖溶管道進行排泄。
在非可溶巖地區(qū),大氣降水主要通過地表沖溝、溪溝等地表徑流形式排泄于關(guān)門山小河。在可溶巖分布地區(qū),大部分大氣降水通過巖溶洼地、巖溶漏斗入滲形成地下徑流轉(zhuǎn)入地下循環(huán),少量大氣降水通過地表沖溝、溪溝排泄于關(guān)門山小河。在關(guān)門山小河的上游強可溶巖分布河段,在枯期出現(xiàn)斷流,僅在洪水期形成地表徑流。
水庫區(qū)地下水的補給來源主要為大氣降水下滲形成地下水。在羅座坪子發(fā)育的Kw1 巖溶洼地,規(guī)模較大,大氣降水通地表沖溝匯集,然后沿洼地底部的落水洞入滲地下轉(zhuǎn)入地下循環(huán)。
在關(guān)門山小河的上游新廟子以上河段,分布棲霞及茅口組(P1q+m)灰?guī)r,該河段河床寬緩,河床覆蓋層分布厚度較厚,地表水在覆蓋層分布區(qū)潛伏于地下,導(dǎo)致該段河谷在枯期地表斷流,地下水潛伏一段距離后,在下游河床覆蓋層分布厚度較薄或基巖裸露地段又出露地表,形成明流。水庫區(qū)地下水以巖溶管道、基巖裂隙、斷層破碎帶等為通道進行地下徑流,并在地勢較低的位置排泄于地表,以巖溶泉、裂隙泉、孔隙水下降泉的形式出露。
2.3.1 水源補給情況
水庫補給源主要由2 部分組成:壩址以上關(guān)門山小河地表分水嶺以內(nèi)匯集區(qū),另一部分為Kw1 巖溶洼地匯集區(qū)通過巖溶管道對水庫的補給,主要表現(xiàn)為S1 泉水,為外流域補給源。
2.3.2 Kw1 地下水流向分析
Kw1 巖溶洼地北東側(cè)受梁山組(P1l)隔水層阻隔,北西側(cè)為羅碧大山高大分水嶺,出露的棲霞及茅口組(P1q+m)強可溶巖透水層僅見地表巖溶形態(tài)發(fā)育,局部發(fā)育有漏斗,向北西側(cè)排泄的可能性小,洼地主要潛伏點位于庫區(qū)一側(cè),因此,Kw1 地下水只能向關(guān)門山小河河谷排泄,在S1 泉水出露。
2.3.3 Kw1 流域補給區(qū)分析
Kw1 流域補給區(qū)主要為Kw1 巖溶洼地的地表匯流區(qū),該巖溶洼地發(fā)育于羅座坪子一帶,在洼地的北東側(cè),發(fā)育有W01~W05 的塌陷坑,部分大氣降水通過塌陷坑轉(zhuǎn)入地下循環(huán),進入下伏黃龍組(C2hn)、馬平組(C3mp)含水層進行徑流和排泄,受梁山組(P1l)的隔水作用,這部分潛伏的地下水不能進入Kw1~S1 巖溶系統(tǒng),而是通過黃龍群(C2hn)、馬平組(C3mp)含水層進入其他的巖溶系統(tǒng)徑流和排泄,未進入庫區(qū)。
根據(jù)巖溶發(fā)育規(guī)律、巖溶發(fā)育特征及水文地質(zhì)條件,滲漏分析總體認為水庫左岸不存在向稚街河遠低鄰谷滲漏,也不存在向下游黃家溝、石板溝及色開河等支溝的滲漏,且存在向下游大河及其支流藤橋小河穿跨性滲漏的可能性非常??;右岸也不存在向海開小河、拖魯河的滲漏。水庫僅存在庫首壩基(肩)淺層基巖裂隙的繞滲問題,水庫成庫條件總體較好。
水庫區(qū)巖溶地質(zhì)條件復(fù)雜,巖溶較為發(fā)育,可溶巖與非可溶巖相間分布,其中棲霞及茅口組(P1q+m)灰?guī)r為區(qū)內(nèi)分布最為廣泛的可溶巖層組。水庫區(qū)地下水的補給來源主要為大氣降水通過巖溶洼地、落水洞等方式補給。以泉的方式排泄。水庫僅存在庫首壩基(肩)淺層基巖裂隙的繞滲問題,水庫成庫條件總體較好。