九龍水庫庫區滲漏分析

高 森，左 輝

（河北省水利水電勘測設計研究院集團有限公司,天津 300220）

擬建的九龍水庫工程位于云南省曲靖市沾益區天生壩下村的南盤江上，距沾益區約5 km，交通較為便利。屬?。?）型水庫，主要樞紐建筑物由攔河壩、導流泄洪洞等組成，工程等別為Ⅳ等，設計洪水標準為30 年一遇。主要設計指標：總庫容496.7 萬m3，正常蓄水位1919.50 m，壩頂高程1921.60 m，壩長230.1 m，壩頂寬6 m，最大壩高48.1 m。壩址區為可溶巖，巖溶發育。

1 地質概況

區域內發育的地層從老到新有： 泥盆系翠峰山組D1c 砂巖、泥巖互層、?？诮MD2h 石英砂巖、宰格組D3z 白云巖。 石炭系大塘組C1d 砂巖夾黏土巖、擺佐組C1b 灰巖、中統C2灰巖、上統C3灰巖。二疊系梁山組P1l 石英砂巖、棲霞組P1q 灰巖、茅口組P1m 灰巖。 第三系上新統茨營組N2c 泥巖及石英砂巖夾煤線。 第四系沖洪積Q4pal卵石和殘坡積Q2edl黏性土兩類［1］。其中以泥盆系宰格組D3z、石炭系C2、C3、二疊系梁山組P1l、棲霞組P1q 出露范圍較大，為庫區和壩址區的主要地層，巖溶發育。對工程場地影響較大的斷裂有沾益逆斷層、白沙坡逆斷層、大明槽正斷層、小哨逆斷層、渾水塘正斷層、水家梁子正斷層、堡子上斷裂。

庫區地下水類型主要為孔隙水、 基巖裂隙水及巖溶水?？紫端饕x存于第四系覆蓋層中?；鶐r裂隙水主要賦存于基巖裂隙中，包括構造裂隙、節理及斷層中。巖溶地下水分為純碳酸鹽巖含水巖組、純碳酸鹽巖—碎屑巖含水巖組， 地下水賦存運移于純碳酸鹽巖的溶蝕裂隙、管道和溶洞中［3］。綜合水文地質條件、巖性、巖體風化狀態、節理裂隙發育情況，將庫區巖體劃分為砂巖、泥巖弱富水性、石英砂巖較弱富水性、白云巖中等富水性、砂、礫石、鮞狀灰巖、灰巖強富水性等4 個等級。

2 庫區封閉條件

2.1 地形地貌

工程區位于滇東高原，具高原山地與斷拗（陷）盆地相間的地貌特征。地形多為山地、丘陵及壩子組成，巖溶地貌較發育。地勢大致西北高東南低，由西北向東南傾斜。

水庫左、右岸均為山脊，左岸山脊高程1943.8～2028.5 m；右岸山脊高程1940.5～2032.3 m。左、右岸均高于水庫正常蓄水位，地形封閉條件較好。

庫區地表分水嶺沿左、右岸山脊分布，左岸地下分水嶺與地表分水嶺一致； 右岸近壩址段地下分水嶺與地表分水嶺一致， 庫尾段地下分水嶺向水庫上游延伸。

勘察期間地下水位1882.97～1891.29 m，地下水補給南盤江水，地下水位低于水庫正常蓄水位，水庫建成后庫水補給地下水，庫岸地下水封閉條件較差。

2.2 巖性

根據出露地層巖性將庫區劃分為3 段： ①水庫近壩段主要為石炭系中統的灰巖、上統的鮞狀灰巖，灰巖、鮞狀灰巖節理裂隙及巖溶發育，地表多見溶蝕孔洞，具中等透水性，向下游滲漏的可能性較大，水庫封閉條件較差； ②水庫中段主要為石炭系下統擺佐組的灰巖、中統的灰巖、上統的鮞狀灰巖，二疊系下統梁山組的石英砂巖、棲霞組的灰巖、泥盆系上統宰格組的白云巖。白云巖、灰巖有溶蝕現象，向下游滲漏的可能性較大，水庫封閉條件較差；③庫尾段主要為泥盆系上統宰格組的白云巖、 二疊系下統梁山組的石英砂巖，白云巖溶蝕痕像少見，無泉水出露，且該段兩側山體雄厚，無低鄰谷，滲漏的可能性較?。?］，水庫封閉條件較好。

3 庫區滲漏分析

3.1 斷層

對庫區滲漏影響較大的斷層有白沙坡逆斷層、小哨逆斷層、水家梁子正斷層3 條。

白沙坡逆斷層由西北向東南穿過水庫右岸山脊， 在右岸低矮埡口及天生壩下村采石場處均有揭示，在九龍山莊附近南盤江右岸與南盤江溝通，天生壩下村采石場處與水家梁子正斷層交匯。 在九孔橋附近斷層帶寬約20 m，強風化，多呈碎石夾泥；在沾益北山附近斷層帶寬約30 m，帶內多為灰綠、黃褐色斷層泥，弱～中透水，形成天然隔水屏障，因此庫水沿白沙坡逆斷層向下游滲漏的可能性小。

小哨逆斷層由北向南穿過水庫庫區及左岸，在九孔橋附近的左岸山坡有揭示，為1 條逆斷層，產狀為走向NE20～SW190°，傾向SE，傾角70°。斷層上盤為D3z～P1q，下盤為D2h～C1d，地層斷距約300 m。斷層帶寬約50 m，帶內多為灰白、灰綠、黃褐色斷層泥，弱～中透水，形成天然隔水屏障，庫水沿小哨逆斷層向下游（南面盆地）滲漏的可能性小。

水家梁子正斷層為1 條正斷層， 產狀為走向NE5～SW185°，傾向SE，傾角85°。斷層上盤為D2s～D3z，下盤為D2s～D3z，地層斷距小于100 m。斷裂帶巖性多為斷層泥夾巖屑，對水庫滲漏存在一定影響。水家梁子正斷層在天生壩下村南盤江右岸有泉群出露，出露高程1890.00 m，推測為水家梁子正斷層導水形成。

3.2 鮞狀灰巖、灰巖、白云巖條帶

3.2.1 水庫近壩段（壩址區至九孔橋段）

左岸由九孔橋經渾水塘至天生壩電廠地面高程1883.10～1932.90 m， 分布地層巖性主要為石炭系中統的灰巖、石炭系上統的鮞狀灰巖、二疊系下統梁山組的石英砂巖。石炭系中統的灰巖、石炭系上統的鮞狀灰巖表層呈強風化狀態， 巖層走向NE70°， 傾向SE，傾角15°，巖體兩組節理發育。強風化灰巖、鮞狀灰巖為強透水層，形成天然滲漏通道；弱風化灰巖、鮞狀灰巖為微～弱透水層。

勘探期間南盤江水位高程1886.92 m，左岸地下水位1891.29 m，左岸地下水補給南盤江水。水庫建成后正常蓄水位1920.00 m，南盤江水位升高，南盤江水補給左岸地下水， 因此水庫存在向東南部滲漏問題。

右岸由九孔橋經沾益北山至天生壩下村地面高程1907.10～1972.20 m，分布地層巖性主要為石炭系中統的灰巖、石炭系上統的鮞狀灰巖、二疊系下統梁山組的石英砂巖、二疊系下統棲霞組的灰巖?；規r、鮞狀灰巖表層呈強風化狀態， 巖層走向NE15°～NE80°，傾向NW，傾角10°～30°，巖體兩組節理發育。強風化灰巖、鮞狀灰巖為強透水層，形成天然滲漏通道；弱風化灰巖、鮞狀灰巖為微～弱透水層?？碧狡陂g南盤江水位高程1886.92 m，右岸地下水位1889.56 m，右岸地下水補給南盤江水。 水庫建成后正常蓄水位1920.00 m，南盤江水位升高，南盤江水補給右岸地下水，因此水庫存在向西南部滲漏問題。

3.2.2 水庫中段（九孔橋至清水溝段）

左岸庫區外側分布有泥盆系中統?？诮M石英砂巖、石炭系下統大唐組砂巖、泥巖互層、二疊系下統梁山組石英砂巖，巖層產狀穩定，傾角較陡，形成良好的相對隔水層， 且石板井公路管理站附近泉水出露高程1948.00 m，高于水庫正常蓄水位1920.00 m，不存在滲漏問題。

右岸泥盆系上統宰格組白云巖分布段， 節理裂隙發育，地表多見溶蝕孔洞?？辈斓叵滤?924.00～1952.02 m,高于水庫正常蓄水位1920.00 m， 不存在滲漏問題。

3.2.3 庫尾段

左岸庫區外側分布有泥盆系中統?？诮M石英砂巖、石炭系下統大唐組砂巖、泥巖互層、二疊系下統梁山組石英砂巖，巖層產狀穩定，傾角較陡，形成良好的相對隔水層，不存在滲漏問題。

右岸泥盆系上統宰格組白云巖，節理裂隙發育，地表多見溶蝕孔洞。 地下水位1923.00～1964.00 m,高于或接近水庫正常蓄水位1920.0 m，不存在滲漏問題。

3.3 巖溶

水庫區分布的可溶巖地層主要為灰巖、 鮞狀灰巖和白云巖。

3.3.1 巖溶層組類型

為均勻狀純碳酸鹽巖層組，主要由灰巖、鮞狀灰巖或白云巖等純碳酸鹽巖組成， 純碳酸鹽巖巖層連續厚度大于200 m，部分地區有不純灰巖夾層，但其厚度一般小于10%?；規r巖溶最發育，容易沿層面或構造破裂帶等發育規模較大的洞穴系統， 地下水以不均一的管道水為主。 白云巖以小型溶孔和溶洞系統密集發育為主，很少有大型溶洞。

3.3.2 巖溶形態特征

調查區地表巖溶形態豐富，據不完全統計，區內共發育巖溶形態9 個，其中巖溶洼地（漏斗）3 個、落水洞5 個、溶洞2 個、泉水11 個［4］。

3.3.3 巖溶發育深度

根據收集資料分析，本區巖溶應為第三巖溶期，即南盤江巖溶期。 鉆孔揭露巖溶發育下限高程約1870 m， 高程1870～1930 m 為溶隙帶， 高程1930～2200 m 為洞穴—溶隙帶。 部分鉆孔溶洞成串珠狀分布，單層溶洞高0.5～1 m，最小0.2 m，最大4.7 m。根據巖溶垂直發育規律，庫區處于溶隙帶，巖溶形態以溶蝕裂隙為主，同時不存在巖溶管道型滲漏通道。

3.3.4 地球物理勘探成果分析

經高密度電法勘探，在河兩岸等高線1930 m 附近推測異常14 處，其中山間沖溝5 處，溶蝕區8 處，斷層1 處［5］。

左岸GZ1 測線的260 m 處，深度17 m 處有深約6 m、寬約5 m 的高阻溶蝕區，溶蝕的中心位置高程為1910 m。壩址區地質勘察揭示為溶蝕裂隙密集帶。

左岸GZ5 測線190 m 處， 溶蝕的中心位置高程為1937 m；右岸GY12 測線445 m 處，溶蝕的中心位置高程為1936，500 m 處， 溶蝕的中心位置高程為1942 m。以上3 處異常區中心高程均高于庫水位，對庫區滲漏無重大影響。

左岸GZ6 測線的370 m 處，深度為13 m、寬約5 m的溶蝕區，溶蝕的中心位置高程為1910 m，GZ6 測線的370 m 處，深度為19 m、寬約4 m 的溶蝕區，溶蝕的中心位置高程為1910 m， 兩溶蝕區相距約90 m，其左側GZ7、GZ4 兩測線相近位置均無發現異常，推測這兩處異常區往庫區外無延伸， 對庫區滲漏無重大影響。

右岸GY3 測線的145 m 處，深度為27 m、寬約6 m的溶蝕區， 溶蝕的中心位置高程為1920 m， 該測線255 m 處，深度為26 m、寬約4 m 的溶蝕區，溶蝕的中心位置高程為1910 m。綜合區域地質資料，溶蝕區右側為石炭系上統鮞狀灰巖和二疊系下統梁山組石英砂巖，推測這兩處異常區往庫區外無延伸，對庫區滲漏無重大影響。

通過現階段地球物理勘探成果分析， 未發現向庫區外延伸的巖溶管道型滲漏通道。

4 結語

（1）九龍水庫左、右岸均為山脊，左岸山脊高程1943.8～2028.5 m，右岸山脊高程1940.5～2032.3 m，左、右岸均高于水庫正常蓄水位，地形封閉條件較好。

（2）庫區地表分水嶺沿左、右岸山脊分布，左岸地下分水嶺與地表分水嶺一致； 右岸近壩址段地下分水嶺與地表分水嶺一致， 庫尾段地下分水嶺向水庫上游延伸。 勘察期間地下水位低于水庫正常蓄水位，水庫建成后庫水補給地下水，庫岸地下水封閉條件較差。

（3）經分析水家梁子正斷層具導水作用，對水庫滲漏存在一定影響；白沙坡逆斷層、小哨逆斷層形成天然隔水屏障，庫水沿斷層向下游滲漏的可能性小。

（4）水庫近壩段鮞狀灰巖、灰巖、白云巖條帶存在向東南、西南部滲漏問題；水庫中段和庫尾段不存在滲漏問題。

（5）高密度電法勘探僅發現局部有溶洞及溶蝕現象存在， 未發現向庫區外延伸的巖溶管道型滲漏通道。

（6）綜上所述，庫區地形封閉條件較好，勘察期間地下水位低于水庫正常蓄水位， 庫岸地下水封閉條件較差， 存在水家梁子正斷層滲漏和近壩段鮞狀灰巖、灰巖、白云巖條帶滲漏問題。