淺談平原水庫的滲漏危害及勘察

張澤平，劉 猛，馬 釗

（山東省水利勘測設計院,山東 濟南 250013）

隨著經(jīng)濟社會的迅速發(fā)展，山東省水資源需求越來越大，供需矛盾日益突出，水資源短缺已成為影響該省經(jīng)濟社會發(fā)展的制約因素。興建平原蓄水調(diào)節(jié)水庫，豐蓄枯用，已成為全省水利建設的一項重要任務。平原水庫庫區(qū)滲漏與否作為成庫的前提條件，很大程度上影響工程建設的可行性，這就要求必須細致準確地做好平原水庫庫區(qū)滲漏的勘察工作。

1 平原水庫建設現(xiàn)狀

山東省的平原水庫主要分布于魯西南和魯西北的黃泛沖積平原區(qū)，庫區(qū)地勢平坦；庫容主要由地上圍壩和庫內(nèi)取土下挖所形成；庫水位高出壩基地面；圍壩壩高一般不超過15m；水庫水面比較開闊；壩體一般為均質(zhì)土壩，就地取材；一般以工業(yè)、城市供水、鄉(xiāng)鎮(zhèn)居民生活供水和農(nóng)業(yè)灌溉為主要對象。

從20世紀50年代開始，山東省平原地區(qū)就開始利用低洼地或廢棄河床修建平原水庫。截至2009年3月，山東省平原地區(qū)已建成100萬m3以上的平原水庫為 141座，其中大型 3座，中型 56座，?。?）型 82座，總庫容18.45億m3。通過修建平原水庫，進行蓄水調(diào)節(jié)，做到了豐蓄枯用，保障供給，有效的緩解了山東省平原地區(qū)水資源供需矛盾，提高了當?shù)爻青l(xiāng)人民的生活質(zhì)量，滿足了當?shù)毓I(yè)、農(nóng)業(yè)的用水要求，促進了經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展。

2 平原水庫的滲漏危害

由于平原水庫的壩基土體都具有一定程度的透水性，在持續(xù)高水位作用下，容易造成壩背水坡和壩基不斷有水滲出的滲漏現(xiàn)象。平原水庫的滲漏危害很多，主要有以下3個方面。

2.1 造成大量水資源的浪費

平原水庫壩基多為第四系松散堆積物，一般具有中等透水性，水庫滲漏量大，再加上平原水庫蓄水水深較小，面積又比較大，水庫的蒸發(fā)量很大，造成了大量水資源的浪費，影響了工程效益的發(fā)揮，這對水資源嚴重缺乏的山東省，損失是難以估量的。

2.2 影響壩基穩(wěn)定

平原水庫建成蓄水后，隨著蓄水位的不斷升高，壩內(nèi)與壩外的水頭差亦會隨之增大，從而促使壩基的滲透壓力不斷增大。當其滲透比降超過土體的抗?jié)B強度時，在滲流的作用下，壩基土體中一些細顆粒甚至整體發(fā)生移動，容易導致土體結(jié)構(gòu)發(fā)生變形或破壞。在山東的河流相沖積細土平原區(qū)變形破壞一般發(fā)生流土和管涌兩種形式較多。壩基土體發(fā)生滲透變形或滲透破壞后，將會造成壩基沉陷、壩體滑坡、泄水閘閘基塌陷等險情的出現(xiàn)。

2.3 造成庫外浸沒與土壤鹽堿化

平原水庫建成運行后，如果水庫存在較大的滲漏量，隨著庫水位的上升，庫周地下水位和土層中的毛細管水也隨之升高，導致水庫周圍浸沒、濕陷等現(xiàn)象產(chǎn)生，甚至出現(xiàn)沼澤化、鹽漬化等現(xiàn)象。平原水庫周邊多為農(nóng)田和村莊，大面積的浸沒、鹽堿化等問題將造成糧食減產(chǎn)、居民房屋沉陷裂縫等危害，極大地影響周邊群眾的生活生產(chǎn)。

3 平原水庫庫區(qū)滲漏勘察的主要內(nèi)容

庫區(qū)滲漏是平原水庫勘察的重點內(nèi)容，防止庫水滲漏是平原水庫建設的主要任務，查明影響水庫滲漏的地質(zhì)條件是勘察的主要工作。庫區(qū)滲漏勘察的主要內(nèi)容：1）庫區(qū)相對隔水層及主要透水層的巖性特征、成因、性質(zhì)、厚度、延伸分布、闡明庫區(qū)相對隔水層的封閉條件和連續(xù)性。2）各層土的地下水位及相互補排關(guān)系，透水層和出逸區(qū)滲透穩(wěn)定性。重點查明庫區(qū)垂直滲漏和側(cè)向滲漏條件，調(diào)查庫水外滲途徑。3）與透水層（帶）連通的井位及穿透相對隔水層而引起庫水滲漏和庫區(qū)內(nèi)取土等對庫水滲漏的影響。4）壩前天然鋪蓋的物質(zhì)組成、厚度及滲透性。5）分析庫區(qū)垂直入滲、滲水形式、位置，確定通向庫外的滲漏區(qū)（段），估算滲漏量。6）提出防滲處理的范圍、深度和工程處理措施。

4 滲漏勘察的常用方法

4.1 地質(zhì)測繪

通過地質(zhì)測繪工作，調(diào)查平原水庫的微地貌如古河道、砂堤、鬃崗、牛軛湖、水洼地等的分布及形態(tài)；調(diào)查第四紀沉（堆）積物的成因類型、地層的巖性及結(jié)構(gòu)特征等分布及變化規(guī)律；調(diào)查庫區(qū)的水文地質(zhì)條件，包括地下水天然露頭（泉）、人工露頭（水井、鉆孔、礦坑等）及地表水體的分布，地下水的分布情況和埋藏條件等。

4.2 物探與鉆探

平原水庫常采用地面物探、地質(zhì)雷達等探測方法初步查明透水層（帶）、地下古河道等的分布及變化規(guī)律，為鉆孔布置提供依據(jù)。鉆探是平原水庫庫區(qū)滲漏勘察中較常采用的勘察方法，常沿圍壩布設一條縱勘察剖面及若干條橫剖面，庫區(qū)中按方格網(wǎng)布置勘察剖面，并在可能存在較嚴重滲漏問題的地段（比如古河道）加密布設鉆孔。

4.3 水文地質(zhì)試驗

水文地質(zhì)試驗通常分為現(xiàn)場（野外）試驗和室內(nèi)試驗，平原水庫的滲漏勘察應該以現(xiàn)場試驗為主。查清平原水庫庫區(qū)地層的透水性是滲漏勘察的核心問題，實際工作中常用抽水試驗及注水試驗等現(xiàn)場試驗測試地層的滲透系數(shù)來評價其透水性的強弱。此外還常需進行地下水流速、流向、各土層水位等測試工作。常用的室內(nèi)水文試驗是滲透試驗，將其作為野外試驗的補充，仍具有較高的參考價值。

5 結(jié) 語

無論是新建平原水庫還是平原水庫的除險加固工程，只有通過合理的勘察工作布置，查清影響庫區(qū)滲漏的地質(zhì)條件，提供準確詳實的地質(zhì)參數(shù)，才能保證平原水庫防滲截滲的設計、施工等工作順利進行。庫區(qū)滲漏勘察是平原水庫建設的重要環(huán)節(jié)，做好這項工作對平原水庫建設具有重要意義。