淺析黃泥凼小山塘的地質(zhì)成庫(kù)條件

[摘要]貴州喀斯特地貌發(fā)育廣泛，熔巖經(jīng)以溶蝕為先導(dǎo)的喀斯特作用，形成典型的高山低谷巖溶地貌，懸托型巖溶蓄水工程隨處可見(jiàn)。通過(guò)對(duì)黃泥凼小山塘地質(zhì)成庫(kù)條件的分析，提出針對(duì)性的治理建議。

[關(guān)鍵詞]懸托型巖溶蓄水工程 地質(zhì)成庫(kù)條件 相關(guān)分析

中圖分類(lèi)號(hào)：P5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671－7597（2009）0120089－01

一、前言

黃泥凼小山塘位于貴州省甕安縣縣城東南面永和鎮(zhèn)悅來(lái)村境內(nèi)，距縣城11km。屬長(zhǎng)江流域?yàn)踅怠Ｉ教良娣e為0.29km2，多年平均流量為1L/s。該山塘原是一個(gè)天然的落水洞，因多年泥沙淤積，地下通道部分堵塞，洪水來(lái)時(shí)就在地表形成了天然的山塘。是典型的懸托型巖溶蓄水工程。

二、地形地貌

黃泥凼小山塘地處甕安西門(mén)河與其支流洗馬河分水嶺區(qū)，為一蝌蚪形巖溶洼地，底部高程1303.1m，地表積雨面積0.29km2。測(cè)區(qū)地形陡峻，最高峰周家大坡位于小山塘南緣，部分在小山塘積雨面積內(nèi)。測(cè)區(qū)為峰叢洼地巖溶地貌，受地層及構(gòu)造控制，巖溶以順層發(fā)育為主，洼地沿可熔巖展布。

三、地層巖性

測(cè)區(qū)出露的地層有寒武系婁山關(guān)群白云巖，下二迭系梁山組砂頁(yè)巖、棲霞和茅口組燧石灰?guī)r，上二迭系吳家坪組燧石灰?guī)r、硅質(zhì)巖、砂頁(yè)巖和煤層，長(zhǎng)興組燧石條帶灰?guī)r，下三迭系夜郎組沙堡灣頁(yè)巖、玉龍山灰?guī)r。

四、地質(zhì)構(gòu)造

測(cè)區(qū)在大地構(gòu)造上屬貴陽(yáng)復(fù)雜構(gòu)造變形區(qū)。在區(qū)域構(gòu)造上位于營(yíng)定街背斜和魚(yú)寨井向斜之間，巖層NNE向展布，傾向SEE。斷層不發(fā)育。

五、巖溶水文地質(zhì)

（一）含（透）水層與相對(duì)隔水層

測(cè)區(qū)為典型互層水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)，可熔熔巖與非可熔巖相間分布，但以可熔巖出露面積較大。裂隙溶隙型巖溶含（透）水層有寒武系婁山關(guān)群、吳家坪組的燧石灰?guī)r層，溶隙管道型巖溶含（透）水層有二迭系棲霞組、茅口組、長(zhǎng)興組、三迭系夜郎組玉龍山段。相對(duì)隔水層有二迭系梁山組、吳家坪組的硅質(zhì)巖、砂頁(yè)巖和煤層、三迭系夜郎組沙堡灣段。其中含（透）水層僅有棲霞組、茅口組，隔水層僅有梁山組與小山塘成庫(kù)條件有關(guān)，現(xiàn)分述于下：

1．棲霞組（P1q）溶隙管道強(qiáng)含（透）水層，分布于庫(kù)盆及小山塘下游，巖溶強(qiáng)烈。洼地落水洞串珠狀發(fā)育，在小山塘以南順層發(fā)育為主，以北則順層切層發(fā)育并存。洼地發(fā)育密度很高，在小山塘附近0.235km2范圍內(nèi)，發(fā)育了19個(gè)洼地，密度達(dá)80個(gè)/km2。由于位于地表地下分水嶺帶，洼地落水洞均向深發(fā)育，巖溶管道具有分層發(fā)育特點(diǎn)，地下水位遠(yuǎn)低于洼地底部。

2．茅口組（P1m）溶隙管道強(qiáng)含（透）水層，分布于小山塘下游，巖溶發(fā)育情況與P1q地層類(lèi)似，尤其是頂部與P2w地層接觸部位，洼地發(fā)育規(guī)模大密度高，由于P2w部分巖層具有良好的隔水作用，加之地形高程的降低，因此，茅口組頂部洼地中地下水位埋深不大，估計(jì)在20－50m之間。

3．梁山組（P1L）相對(duì)隔水層，條帶狀分布于小山塘尾部及兩側(cè)，地面出露寬度約45m。在擬建小山塘洼地，梁山組分布區(qū)有地下水溢出，并形成一季節(jié)泉，但總流量很小，約0.2L/s，且枯季斷流。

（二）小山塘成庫(kù)條件

1．小山塘為懸托型巖溶蓄水工程。黃泥凼小山塘庫(kù)盆區(qū)位于KW01巖溶洼地，由于該洼地位于分水嶺區(qū)，除P1L分布區(qū)之外，地下水位遠(yuǎn)低于洼地底部，尤其是洼地首部的P1q地層，溶隙、管道耦合發(fā)育，落水洞達(dá)三處之多，導(dǎo)水能力極強(qiáng)。若舍去洼地首部，改在P1L部位筑壩建庫(kù)，則在分布區(qū)存在順層滲漏問(wèn)題。因此，該洼地小山塘為懸托型巖溶蓄水工程。需采取適當(dāng)?shù)姆罎B工程措施，方能蓄水成庫(kù)。

2．小山塘水源條件較差。小山塘地表積雨面積0.29km2。根據(jù)庫(kù)區(qū)的地形植被及水文地質(zhì)條件，年產(chǎn)水量?jī)H10萬(wàn)m3 左右。

3．小山塘庫(kù)盆小。小山塘位于KW01巖溶洼地的“蝌蚪頭”，為棲霞組（P1q）含燧石灰?guī)r及梁山組（P1L）相對(duì)隔水層分布區(qū)，水頭高于洼地中梁山組（P1L）相對(duì)隔水層的分布高程將增加處理難度。因此小山塘庫(kù)容很小，低于1萬(wàn)m3 ，為小山塘級(jí)蓄水工程?？?jié)B漏能力很弱。

六、結(jié)論

黃泥凼小山塘位于甕安西門(mén)河與其支流洗馬河分水嶺區(qū)，庫(kù)盆區(qū)及其上游為一蝌蚪形巖溶洼地KW01。底部高程1303.1m，地表積雨面積0.29km2，由于地形和巖溶的影響，積雨面積中僅0.196km2為有效面積，年產(chǎn)水量約10萬(wàn)m3 。該巖溶洼地的“蝌蚪頭”位于二迭系棲霞組（P1q）含燧石灰?guī)r分布區(qū)，管道、溶洞、溶隙強(qiáng)烈發(fā)育，地下水位很深，是洼地泄水層位，“蝌蚪尾”位于寒武系婁山關(guān)群（ ）白云巖分布區(qū)，巖溶作用較弱。

在“蝌蚪頭”后部，梁山組（P1L）相對(duì)隔水層，假整合于婁山關(guān)群之上，出露有厚約厚約25m，以33度左右傾角傾向小山塘下游。在庫(kù)盆部位，特別是梁山組（P1L）分布區(qū)，第四紀(jì)沉積物厚度在5m以上。小山塘年產(chǎn)水量少，抗?jié)B漏能力極弱，允許滲漏量?jī)H為0.158L/s，而小山塘又主要位于地下水位很深，巖溶發(fā)育極其強(qiáng)烈的二迭系棲霞組（P1q）巖溶強(qiáng)透水層，因此，稍有不當(dāng)處理，該小山塘就可能不能蓄水。由于經(jīng)費(fèi)限制，無(wú)法使用有效的勘察手段，目前，相對(duì)隔水層的準(zhǔn)確巖性、厚度、在庫(kù)盆中的埋深均僅大致了解。給小山塘建設(shè)增加了很大的難度。

七、建議

1．由于原方案滾水壩址處第四紀(jì)沉積物巖性雜且較松散，厚度大，因此建壩清基工程量大，造價(jià)高、難度大。如不徹底清基，一方面壩會(huì)變形破壞，另一方面，壩基會(huì)產(chǎn)生滲漏，水從水工膜下漏失。

2．梁山組（P1L）相對(duì)隔水層雖然厚度僅25m左右，且僅其中厚約5m的泥質(zhì)頁(yè)巖防滲能力較強(qiáng)，中上部硅質(zhì)巖夾炭質(zhì)頁(yè)巖防滲能力相對(duì)較差（但大大優(yōu)于棲霞組（P1q）含燧石灰?guī)r和婁山關(guān)群（ ）白云巖），對(duì)于允許滲漏量?jī)H為0.158L/s的黃泥凼蓄水工程，有效利用此相對(duì)隔水層，是保障建好該小山塘的關(guān)鍵。

3．為了增加小山塘抗?jié)B漏能力，加大小山塘蓄水量是重要措施之一，因此建議加高原小山塘邊墻1.5～2m，保證小山塘在3個(gè)月不下雨仍有一定水量。

4．該小山塘底部面積不大，宜采用水工膜鋪蓋防滲，為使水工膜達(dá)到防滲作用，在庫(kù)盆中的棲霞組（P1q）含燧石灰?guī)r分布區(qū)，應(yīng)滿鋪；在小山塘上游面，水工膜以嵌入梁山組（P1L）相對(duì)隔水層的泥質(zhì)頁(yè)巖上部（小山塘上游側(cè)，距庫(kù)盆中部堅(jiān)硬的棲霞組（P1q）含燧石灰?guī)r底部約10m）為好，但該斷面的第四紀(jì)沉積物厚度過(guò)大（>5m），較松散，開(kāi)挖嵌膜難度過(guò)大，實(shí)施困難。因此，可在原擬建壩址處進(jìn)行開(kāi)挖嵌膜工程。挖至基巖嵌膜后，用純度較大的紅黏土回填夯筑密實(shí)。

作者簡(jiǎn)介：

李忠明，男，助理工程師。