鎖龍橋水庫巖溶水文地質(zhì)特點評價

杜健

摘 要：收集鎖龍橋水庫庫區(qū)的區(qū)域地質(zhì)資料，通過庫區(qū)大比例尺地質(zhì)填圖、地質(zhì)鉆探、平硐、物探等工作查明了場地基本地質(zhì)條件，在已有成果資料基礎(chǔ)上，確定庫區(qū)不同層位、不同海拔高程上巖溶發(fā)育特征，劃分為相應(yīng)的水文地質(zhì)單元來分析及評價巖溶水文地質(zhì)條件，為巖溶水庫成庫論證奠定可靠的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：鎖龍橋水庫；巖溶發(fā)育特征；巖溶水文地質(zhì)條件分析；評價

中圖分類號：P642.25 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）07-0166-03

Abstract： This paper collects the regional geological data of the reservoir area of Suolongqiao Reservoir， and finds out the basic geological conditions of the site through the work of large scale geological mapping， geological drilling， adit and geophysical exploration in the reservoir area. On the basis of the existing achievements， the characteristics of karst development at different horizons and elevations in the reservoir area are determined， and the karst hydrogeological conditions are analyzed and evaluated by dividing them into corresponding hydrogeological units， which will lay a reliable foundation for the demonstration of reservoir formation of karst reservoirs.

Keywords： Suolongqiao Reservoir； characteristics of karst development； karst hydrogeological condition analysis； evaluation

1 工程概況

鎖龍橋水庫工程位于云南省文山州文山市境內(nèi)，是一座承擔(dān)村鎮(zhèn)生活和農(nóng)田灌溉供水任務(wù)的水庫。壩址位于文山市平壩鎮(zhèn)境內(nèi)楊柳河中上游河段，擬利用上游暗河巖埂段作為大壩組成部分，修建大壩形成水庫，水庫主要由水庫樞紐和輸水線路組成。水庫區(qū)處于巖溶地區(qū)，巖溶發(fā)育且復(fù)雜，滲漏問題突出，能否成庫是鎖龍橋水庫工程所面臨的至關(guān)重要的問題之一。

2 水庫區(qū)基本地質(zhì)條件

2.1 基本地質(zhì)條件

水庫區(qū)屬侵蝕、溶蝕低中山地區(qū)，庫區(qū)位于文山巨型環(huán)狀構(gòu)造帶西南部，在區(qū)域構(gòu)造背景下，褶皺和斷裂發(fā)育，主要構(gòu)造形跡為東西向平壩背斜、北東向和北北西向斷裂。庫區(qū)處于平壩背斜的南部，巖層產(chǎn)狀變化不大，大部分為斜向谷，局部為縱向谷。庫區(qū)發(fā)育的斷裂有水淹壩斷層、杜孟斷層、斷層F1、斷層F2等。庫區(qū)岸坡多為第四系覆蓋，下覆基巖以寒武系中統(tǒng)龍哈組的白云巖和泥盆系下統(tǒng)坡腳組的泥板巖分布面積最廣，其次為寒武系中統(tǒng)田蓬組的白云巖、灰?guī)r與砂泥巖互層、泥盆系下統(tǒng)坡松沖組的砂泥巖和達蓮塘組的灰?guī)r及白云質(zhì)灰?guī)r。

2.2 巖溶發(fā)育特征

水庫工程及外圍出露大面積寒武系和泥盆系的碳酸鹽巖地層，加之場區(qū)氣候溫和濕潤、雨量充沛，為巖溶發(fā)育創(chuàng)造了有利條件，工程區(qū)巖溶較為發(fā)育。由于不同地段巖溶發(fā)育控制因素的差異，使得地表、地下巖溶形態(tài)各異，發(fā)育程度不等。

（1）庫區(qū)出露的可溶巖與非可溶巖的空間展布及特征見表1。

（2）庫區(qū)巖溶峽谷特征是地表徑流迅速，巖溶補排徑轉(zhuǎn)化迅速，途徑短，溶蝕漏斗和洼地不甚發(fā)育，多見溶蝕裂隙，局部見有溶蝕槽溝，谷底常見泉水出露。庫區(qū)主要發(fā)育的巖溶個體形態(tài)有：溶隙、落洞、漏斗、洼地、溶洞、塌陷等，組合形態(tài)有峰叢洼地、林峰洼地、峰叢谷地、構(gòu)造溶蝕侵蝕峽谷。水庫區(qū)溶蝕裂隙和小溶孔洞發(fā)育，特別在高程1595m以上相對發(fā)育，靠近地表、構(gòu)造帶及其影響帶更加發(fā)育。經(jīng)調(diào)查庫區(qū)發(fā)育洼地6個，漏斗、落水洞8個。區(qū)內(nèi)溶蝕空腔（溶洞）在不同高程都有出露，形成不同高程及層位的溶洞網(wǎng)，高位地下溶蝕空腔（溶洞）、巖溶管道，多發(fā)育分布于水庫區(qū)高程大約1655m以上。主要分布于峰叢山體半山的灰?guī)r中，順層發(fā)育為主，其規(guī)模明顯受斷裂構(gòu)造控制。低位地下溶蝕空腔（溶洞）、巖溶管道、暗河，多發(fā)育分布于水庫區(qū)排泄基準面附近，高程大約1570m～1655m。斷裂構(gòu)造和下切侵蝕是區(qū)內(nèi)低位溶洞形成的主要因素，碳酸鹽巖地層與碎屑巖地層不整合接觸界線、斷層面附近巖溶相對較發(fā)育。特別是多組斷裂的交匯地帶，巖溶發(fā)育更為強烈。如壩址部位的暗河段，由于中間巖溶發(fā)育強烈造成巖溶塌陷，形成天窗，成為明流河段將其劃分為上下游兩段，分別為上游巖埂段和下游巖埂段。

（3）水庫區(qū)共有29個鉆孔，其中5個孔進行了鉆孔電視成像，揭示溶洞及溶蝕裂隙發(fā)育性狀，主要分布在水庫左、右兩岸及近壩庫段，發(fā)育高程一般1594m～1707m。溶洞直徑一般1.0m～6.3m不等，溶蝕裂隙隙寬一般0.05m～0.5m，局部充填有褐黃色含礫粉質(zhì)黏土、黏土。經(jīng)調(diào)查水庫巖溶以溶隙、溶孔、溶槽為主，一般寬0.3cm～5cm不等。根據(jù)4個鉆孔巖溶統(tǒng)計資料可知巖溶發(fā)育不均勻，線溶蝕率一般為5%～9%，局部巖溶發(fā)育部位——鉆孔ZK11所在洼地和落水洞發(fā)育地帶線溶蝕率可達17.0%。

（4）從現(xiàn)場調(diào)查與室內(nèi)分析來看，工程區(qū)巖溶發(fā)育主要受地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造及地下水活動三個因素控制，從而表現(xiàn)為在空間上巖溶發(fā)育存在明顯差異性。endprint

（5）通過上述章節(jié)分析，鎖龍橋水庫工程區(qū)及外圍巖溶發(fā)育規(guī)律主要有如下幾個方面：

a.根據(jù)對楊柳河水系、白石巖暗河系統(tǒng)、嗎哩地下暗河支流巖溶形態(tài)（溶洞和伏流）的調(diào)查成果，可知水庫區(qū)及外圍巖溶發(fā)育受地層、巖性、構(gòu)造等條件的影響，在空間上具有不均一性。

b.庫區(qū)地勢西北高南東低，地表、地下水總體上自西北向南東流，受地下水徑流影響，巖溶形態(tài)總體發(fā)育方向為自西北向南東。

c.庫區(qū)地下水在垂直方向上的運移方式，上部以垂直運移為主，受地下水影響，多發(fā)育垂直巖溶形態(tài)；下部以水平運移為主，發(fā)育水平巖溶形態(tài)；而中部兩種巖溶形態(tài)兼有。因此，推測地下巖溶集中通道（暗河）在垂直方向上，沿“一緩“巖層面和“兩陡”結(jié)構(gòu)面呈疊坎式分布，以削落庫區(qū)至最低排泄面之間的集中落差。

d.巖溶發(fā)育程度分級。巖溶作用受一系列因素的影響和制約，可溶巖溶蝕的空間大小并不相同，其發(fā)育程度、發(fā)育規(guī)律包括巖溶填充物等在不同的區(qū)域都不盡相同。結(jié)合工程區(qū)各可溶巖地層野外地質(zhì)勘查和鉆孔揭露溶蝕現(xiàn)象統(tǒng)計分析，依據(jù)巖溶化程度劃分標準，對工程區(qū)內(nèi)出露的各可溶巖地層巖溶發(fā)育程度進行分級，見表1。

3 巖溶水文地質(zhì)條件

3.1 水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征

3.1.1 地下水類型

按地下水賦存條件及運移形式，水庫區(qū)地下水類型主要為巖溶水（包括巖溶裂隙水和巖溶管道水）、基巖裂隙水和孔隙水。

3.1.2 巖體滲透性

巖體滲透性主要取決于巖體中節(jié)理裂隙發(fā)育情況、巖溶發(fā)育程度等特征。

據(jù)壩址與水庫區(qū)勘探鉆孔壓水試驗資料顯示，在近地表部，巖體中節(jié)理裂隙延伸相對較長，多微張～張開，加之溶蝕較發(fā)育，巖體多呈中等透水性，局部為強透水，巖體透水率普遍>10Lu；以下部位，巖體中裂隙一般伸延較短，多閉合，透水率一般小于10Lu。局部地段由于受構(gòu)造或巖溶發(fā)育的影響，透水性呈急劇增大。右岸中等透水底界埋深一般60m～100m，弱透水頂界埋深一般80m～120m；右岸巖體中等透水底界埋深一般60m～100m，巖體透水率q<5Lu頂界埋深一般80m～120m；左岸巖體中等透水底界埋深一般45m～90m，巖體透水率q<5Lu頂界埋深一般60m～125m。

3.1.3 水文地質(zhì)單元劃分

本階段對水庫區(qū)及外圍進行了水文地質(zhì)測繪，工程區(qū)屬盤龍河右岸支流白石巖巖溶暗河系統(tǒng)，位于白石巖巖溶暗河系統(tǒng)巖溶水區(qū)的北西向分支（即楊柳河和嗎哩暗河系統(tǒng)）的中上游部位。本次調(diào)查重點針對楊柳河流域系統(tǒng)中上游段進行，具體范圍大致是北至楊柳河下寨——杜孟一帶、東至小壩子——白巖腳一帶、南至杉木寨——白巖腳一帶、西至分水嶺小三家——平壩一帶。該區(qū)域共發(fā)現(xiàn)主要泉水點21個。

劃分水文地質(zhì)單元，可以對庫區(qū)的地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件進行普遍性的歸納，并按照各個級別由上及下進行較為具體的分析，在普遍性的基礎(chǔ)上分析個體的差異性，即由上至下進行水系統(tǒng)的細化。同等級別的水文地質(zhì)單元，應(yīng)當(dāng)具備相對獨立的地下水補給、徑流、排泄條件，具有相似的賦水性能及地下水類型，能夠代表該區(qū)域地下水的賦存及運移規(guī)律。

通過現(xiàn)場對地質(zhì)構(gòu)造、含水巖組、地形地貌、巖溶發(fā)育狀況、各級河流及泉點的調(diào)查，結(jié)合水化學(xué)分析結(jié)果，可以分析各區(qū)域地下水賦水性能及狀態(tài)、補徑排條件、地下水類型及動態(tài)特征，并依據(jù)其普遍性進行歸納，劃分相應(yīng)的水文地質(zhì)單元。

天然條件下，白石巖暗河系統(tǒng)為區(qū)內(nèi)地下水的最低排泄基準面。水庫區(qū)主要分布白石巖暗河系統(tǒng)西北向支流（包括楊柳河、卡底河、嗎哩暗河系統(tǒng)三條支流），將水庫區(qū)內(nèi)白石巖暗河作為一級水文地質(zhì)單元，楊柳河、卡底河、嗎哩暗河作為二級水文地質(zhì)單元分析研究。三個水文地質(zhì)單元的巖溶水動力類型同屬補給型。

3.2 地下水運移特征

庫區(qū)巖溶水的補給主要由有兩種方式：（1）分散滲入補給，通過地表裂隙、巖溶洼地、落水洞等直接接受大氣降水，或者大氣降水經(jīng)第四系覆蓋層入滲補給，多見于分水嶺及其斜坡地帶。（2）集中注入補給，由地表溪流通過落水洞或地表寬張溶蝕裂隙注入地下。像嗎哩暗河沿線地表的落水洞（L5）和暗河入口處就具有這種顯著特點。

工程區(qū)區(qū)域內(nèi)分布有東側(cè)盤龍河與西側(cè)響水河及支流那母果河之間的地下水分水嶺，該分水嶺在工程區(qū)附近大致沿大石洞、白石巖、胡廣箐、白沙坡、黃泥坡、紅石巖、石砍頭、大平子、邵家寨、紙廠壩、馬鹿塘坡、炮房、大丫口、保老田、雞棕山箐一帶從北向南展布。盤龍河的源頭大約在白沙坡一帶，水庫位于分水嶺的東側(cè)，處于分水嶺的邊緣地帶，距分水嶺界線約10km，為地下水垂直分散入滲補給區(qū)。浪橋與胡廣箐之間地區(qū)向東側(cè)平行延伸至盤龍河右岸白石巖及下游段的區(qū)域條帶內(nèi)，即為白石巖暗河系地下水匯水范圍內(nèi)，該區(qū)域條帶內(nèi)地下水分水蛉界線與盤龍河之間地下水的總體流向為近東西向，略偏北，即為白石巖暗河系統(tǒng)地下水流向。具體各段地下水流向略有不同，土鍋寨、清水塘西側(cè)地區(qū)，為白石巖暗河系統(tǒng)的西北支流段，地下水總體流向是由北西向南東方向或由南西向北東方向朝河谷排泄，局部地方朝近南北向或近東西向的河谷排泄。土鍋寨、清水塘東側(cè)地區(qū)（土鍋寨至盤龍河右岸邊），地下水沿土鍋寨、清水塘、陰洞、楊柳井北側(cè)、白石巖方向徑流，過白石巖流出地表進入盤龍河，即為白石巖暗河系統(tǒng)下游段的流向。

4 結(jié)束語

通過對鎖龍橋水庫巖溶發(fā)育特征、巖溶水文地質(zhì)條件分析研究，查明了庫區(qū)地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、巖溶水文地質(zhì)條件、巖溶發(fā)育特征等，是巖溶水庫地質(zhì)勘察工作中的基礎(chǔ)和重點。實際勘察工作中由于對巖溶水庫的各種勘探工作量有限，不能面面俱到，我們就必須認真做好這幾方面的野外勘察和相似工程的類比工作，充分利用鉆探和物探（鉆孔電視、鉆孔聲波、CT、電法測等手段），地下水長觀資料，掌握其性狀及特點，對下一步進行巖溶滲漏分析、計算及評價，為巖溶水庫成庫論證奠定可靠的基礎(chǔ)。

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