中国北方岩溶区水库渗漏分析以汾河二库为例.doc

中国北方岩溶区水库渗漏分析——以汾河二库为例 ? ? 、 分别为坝基两层的厚度. 计算公式中已知项取值为: 为 . , 为 , 为, 为 , 为 . / , 为/ .代人公式得 :. 。/ ?. 坝基宽度平均为,则坝基渗漏量为 ? × . 。/ 一 .。/ ,其中 为 横截面积. 在计算中由于将坝基结构简化,渗透系数取值偏大,相应坝基渗漏量的计算值也偏大,实际渗漏量应比 计算值小. . 绕坝渗漏 左、右坝肩均为奥陶系下统白云岩、泥质白云岩及白云质页岩等组成,渗透性弱.为了能定量评价绕坝渗 漏,确定绕坝渗漏量,将坝肩作为均质体考虑,渗透系数采用 . / . 图 坝基渗漏 图 绕坝渗漏..应用公式: 一一 式中: 一绕坝渗漏量; 一渗透系数; 、 为蓄水前、后的水位分别相对于坝底高程的水位差; 一等于, 詈, 为水库正常高水位的一点距库岸的距离;。一等于÷, 为坝肩轮廓的周长. 公式中已知项取值为: 为 . , 。为 .其中 值选取 . / , 选取 .代人公式为: 一 . 。/ 一 . 。 . . 库区渗漏 根据岩层的透水性能及岩溶发育程度,将水库区含水 或隔水 岩组划分为表 , ,第一含水岩组 一 凤山组中下部;第二含水岩组一下马家沟组灰岩;第一隔水岩组一崮山组和长山组;第二隔水岩组一凤山 组上部和奥陶系下统;第三隔水岩组一下马家沟组下段下部;第四隔水岩组一上马家沟组下段下部 .山西大学学报 自然科学版 水库渗漏主要岩层为第二含水岩组,岩溶较为发育,尤其在灰岩与泥灰岩接触部位,灰岩岩溶更为发育, 沿层面呈蜂窝状或空洞状,是地下水运动的主要层位.同时,下马家沟组通向太原西边山,成为水库向外渗漏 的主要层位. 表 含 隔 水组一览表 含水组别 地层时代 厚度 岩 性 透水隔水 程度 第一含水岩组 凤山组中下部 ∈~ 巨厚粗晶白云岩 强 第二含水岩组 下马家沟组灰岩 ¨ ~厚层灰岩及白云质灰岩 强 第一隔水岩组 崮山组和长山组 ∈ 、∈。 . 页岩夹透镜灰岩 隔水良好 第二隔水岩组 凤山组上部和奥陶系下统至薄层竹叶状白云岩夹含泥白云岩 隔水较好 第三隔水岩组 下马家沟组下段下部 。 ~ 小角砾状泥灰岩 隔水良好 第四隔水岩组 上马家沟组下段下部 ~ 角砾状泥灰岩 隔水较好 由于岩层主要由第二含 透 水岩组灰岩 和第四相对隔水岩组 所组成,且在库区范围内为 一 简单的单斜构造,岩层平缓,水库蓄水后,水库将通过第二含 透 水岩组渗漏库外,即向太原西边山一带渗 漏,补给兰村、西张水源地. 左岸由于有高于库水位的地下分水岭,又有第一、二、三相对隔水岩组相阻隔,因此不会产生严重的左岸 渗漏.在库区渗漏的估算中,由于水库渗漏量预测十分复杂,我们估算时对边界条件作必要的概化,并根据经 验选取计算参数,根据河段测流成果计算各段漏失量再进行比拟估算,得出渗漏流量约为 . 。/ . . 水库渗漏量的估算预测 总渗漏量一般包括坝基渗漏、绕坝渗漏和库区渗漏.在计算中我们皆以正常蓄水位 为计算条件, 鉴于水库调度运用时大部分时间库水位低于 ,因此常年渗漏流量应低于上述计算值.此外,通过地质 勘探、区域地下水渗流场和地下水位的观测表明,水库存在的天然渗漏,对兰村地下水具有一定的补给作用. 结语 综上所述,本区岩溶发育程度从总体上看尚属微弱,在与水库渗漏有关的岩层中,以发育溶孔,裂隙性岩 溶为主,间有脉管状岩溶发育.受岩性构造条件限制,岩溶发育的成层性显著,从而决定了不同层位的透水性 存在差异.由于岩溶性质及地质构造的作用,水库岩溶渗漏属于以裂隙、溶隙和脉管状管道为主的渗漏类型, 仅在水库的局部地段,可能产生岩溶管道渗漏.由于河床被覆盖层掩埋,两岸边坡的下部也有部分地段被冲 击、坡积层覆盖,因此在这些部位也可能存在一些难以发现的岩溶管道.但从整体来看,水库渗漏应属于裂 隙、溶隙和脉管状管道为主的层间渗漏性质.参照各种方法的估算结果,水库正常蓄水后的漏失量不超过 。/ .考虑到水库泥沙淤积有利于水库防渗,水库渗漏量将会逐渐减少,因此水库具备成库条件. 因此,虽然岩溶的存在,往往使水库工程建设面临困难与挑战,但我们只要对岩溶发育区有正确的认识, 对岩溶发育区建立一套正确、合理的勘察方法,收集丰富、准确的地质资料,加以科学的分析与计算,就可以 找出区内岩溶发育的客观规律,提供地质依据,从而提高岩溶区修建水库的可能性与成功性. 参考文献: 宋青春,等.地质学基础 .北京:高等教育出版社, . 杨景春,等.地貌学原理 .北京:北京大学出版社, . 郭巨才.山西省汾河二库初步设计报告 .太原:山西省水利勘测设计院, , 张咸恭.专门工程地质学.北京:地质出版社, . 岳乐和,等.黄河中游水系阶地发育时代.