水文地质勘察：拟建水库渗漏情况

2023-09-18 理论教育版权反馈

【摘要】：拟建水库渗漏的水文地质勘察是其工程地质勘察中的一部分,因而其勘察也是分阶段进行的,不同的勘察阶段,其勘察的内容及研究程度有所不同。

拟建水库渗漏的水文地质勘察是其工程地质勘察中的一部分,因而其勘察也是分阶段进行的,不同的勘察阶段,其勘察的内容及研究程度有所不同。水库渗漏包括库区渗漏和坝(闸)址区的渗漏,本节只介绍对库区渗漏的水文地质勘察,坝(闸)址区渗漏的水文地质勘察在10.3节再作介绍。

10.1.2.1 规划阶段

此阶段是对河流开发和为水利水电工程规划进行水文地质论证[7]。

(1)勘察任务。了解各规划方案水库的水文地质条件,分析建库的可能性。

(2)勘察内容[7]。①了解库区水文地质条件、含水层和隔水层的分布范围;②了解可能导致水库渗漏的可溶岩层及洞穴系统、古河道、贯穿库外的大断裂破碎带、低矮垭口、单薄分水岭、低邻谷等的分布情况和附近泉、井水位及流量。

(3)勘察手段[7]。

1)水文地质测绘:对于水文地质工程地质条件复杂的库区,宜进行库区水文地质工程地质综合测绘,比例尺可选1∶10万～1∶5万。在可溶岩地区,测绘比例尺可选1∶5万～1∶2.5万,测绘范围应扩大至分水岭及邻谷。

2)勘探:当库区存在严重渗漏时,可在渗漏危险地段布置少量的勘探,并与地质勘察结合进行。

3)水文地质试验:如布置钻探,应进行水位观测,基岩钻孔应进行压水试验。

10.1.2.2 可行性研究阶段

该阶段是在选定的规划方案的基础上进行的,其目的是:论证建库的条件,对影响建库方案的水文地质问题和环境问题作出初步评价。

1.勘察内容

主要是查明库区的渗漏条件,主要内容包括[7]:

(1)单薄分水岭、低谷区、强透水岩土层(带)、断层破碎带、古河道、第四纪透水层分布等水文地质条件,对产生渗漏的可能性及其严重程度作出初步评价。

(2)在可溶岩地区,应调查喀斯特的发育及其分布规律,喀斯特洞穴的延伸和连通情况,相对隔水层和非喀斯特岩层的分布、厚度变化、隔水性能和构造封闭条件,地下水与河水的补排关系,分析可能的渗漏形式、途径和严重程度,初步评价对建库的影响及处理的可能性。

(3)溶洞水库区和溶洼水库区喀斯特泉水和暗河的分布,水文动态、流量和汇水范围,分析地表水和地下水流系统的补排关系。初选堵体的位置,初步评价建库的可能性。

(4)对于拟修建于干河谷或悬河上的水库、抽水蓄能电站和引水工程泵站的水库,重点调查水库的垂向和侧向渗漏情况。

2.勘察手段

(1)收集资料。主要是区域地质及水文地质资料[7]。

(2)水文地质测绘。水文地质条件复杂的库区,宜单独进行库区水文地质测绘,测绘比例尺可选用1∶5万～1∶1万。测绘范围除应包括整个库盆外,并应包括与渗漏有关的邻谷地段[7]。

(3)物探。应根据地形、地质条件,采用综合物探方法。探测库区可能发生渗漏地段的地下水位、地下水流速与流向、隔水层的埋深、古河道和喀斯特通道以及隐伏的大断层破碎带的埋藏和延伸情况等[7]。

(4)钻探。在严重渗漏地段,水文地质勘探剖面线应平行和垂直渗漏方向布置,剖面数量可根据渗漏段的长度及地质情况确定。勘探方法宜以物探为主,辅以控制性钻孔。每一剖面控制性钻孔不少于3个,孔深宜达到相对隔水层或强喀斯特发育下限[7]。

(5)水文地质测试。钻孔在蓄水位以下孔段应进行水文地质试验,并保留适量钻孔和其他水文地质点一起进行水文地质观测,观测时间不应少于一个水文年或一个丰水、枯水季节[7]。

10.1.2.3 初步设计阶段

初步设计阶段是在可行性研究阶段所选定的坝(闸)址的基础上进行的,是为选定的坝址、枢纽布置进行水文地质论证。按SL 55—2005《中小型水利水电工程地质勘察规范》附录F的规定,该阶段需要提交水文地质图。

1.勘察的任务

查明库区水文地质条件,对水库渗漏作出评价,预测蓄水后可能引起的水库浸没、固体径流等环境地质问题[7]。

2.勘察内容[7]

对非喀斯特库区可能发生渗漏的地段,应注意:①查明相对隔水层及主要透水层(带)的岩土性质、厚度、产状和延伸分布情况;②查明渗漏层(带)的地下水位、透水性,评价因渗漏可能引起的浸没等危害;③查明渗漏地段泉井的分布位置、高程及地下水补排关系;④查明天然铺盖层的物质组成、厚度以及渗透特性;⑤估算可能渗漏地段的渗漏量,对防渗处理措施提出建议。

喀斯特库区水文地质勘察内容包括:①查明喀斯特系统及主要溶蚀带(层)的发育特征、分布规律、形态与规模、充填程度、连通情况及其与河流的关系;②查明地表水点和地表水、地下水网的空间分布及补给、径流、排泄关系;③查明相对隔水层的厚度、分布、延伸性及其封闭条件;④查明地下水位埋深,地下水分水岭的位置、高程;⑤查明天然覆盖层类型、性质、分布范围、厚度变化、渗透性及渗透稳定性;⑥估算渗漏量,对防渗处理的范围和深度提出建议。

3.勘察方法

(1)水文地质测绘。在非喀斯特地区,地形、地质条件复杂的地段应进行专门的水文地质测绘,比例尺可选用1∶1万～1∶2000。测绘的范围包括渗漏层(带)可能的入渗、出逸区和渗漏量估算所涉及的范围。在喀斯特地区,渗漏不严重地段的水文地质测绘可结合水库的地质测绘进行,对严重渗漏地段应进行专门的水文地质测绘,比例尺也可选用1∶1万～1∶2000,测绘范围包括分水岭两侧可能渗漏通道的进口、出口部位与渗漏评价有关地段。对与评价渗漏有关的主要溶洞、漏斗、落水洞、地下河及喀斯特泉等应测绘其位置、高程、流量和延伸的情况[7]。

(2)物探。在非喀斯特地区,宜采用物探方法探测渗漏(层)带的位置,勘探剖面线应垂直或平行于可能的渗漏方向布置,剖面线的位置、数量应根据渗漏层(带)的类型、产状和渗漏地段宽度而定,并应注意不同地貌单元和水文地质条件的代表性。在喀斯特或断层破碎带发育强烈的地区,宜采用综合物探方法探查喀斯特或断层破碎带的空间分布、岩体的汇水特征、地下水位和强透水带的位置。物探范围和剖面数量可根据地段的重要性和喀斯特复杂程度确定[7]。

(3)钻探。在非喀斯特地区,当水文地质条件复杂时,可布置钻探,钻孔的数量和孔距可根据水文地质情况确定,钻孔的深度应进入相对隔水层或当地河流枯水位以下10～15m。在喀斯特严重渗漏地段应垂直和平行可能的渗漏方向布置勘探剖面,剖面线上的钻孔不宜少于3个,其中地下水分水岭最低处附近宜布有1个孔。钻孔深度应进入相对隔水层,或穿越强喀斯特发育下限,或穿越本区常年最低河水位(含临谷水位)以下适当深度。在深喀斯特或有越流渗漏的地区,孔深可根据需要确定[7]。

(4)水文地质试验。

1)在非喀斯特地区,对钻孔内的地下水位应进行动态观测,对设计蓄水位以下的钻孔,应分段或分层进行压水(或注水)试验;在第四系透水层地下水位以下的孔段宜进行抽水试验。

2)在喀斯特地区,各钻孔在设计蓄水位以下的孔段除应进行压水试验或注水试验;还应进行连通试验,以查明喀斯特洞穴间的连通情况和地下水补给、径流、排泄条件,还应进行地下水位长期观测。对多层含水层的钻孔应分层隔离进行同步观测;对与渗漏评价有关的地表水点及主要喀斯特水点,应同步进行水位、流量等的观测,观测期应不少于一个水文年或一个丰水、枯水季节。在喀斯特地下水流比较复杂地区或在研究喀斯特水形成的地球化学环境时,宜对地表水点、地下水点进行采样作化学分析,试验项目可根据研究目的选定。必要时,可进行堵洞试验,进行地下水氚含量分析、洞穴充填物破坏等专项试验[7]。

10.1.2.4 技施设计阶段

技施阶段的水文地质勘察应根据初步设计的审查意见和设计要求,为补充论证专门性水文地质问题而进行的勘察,其目的是对施工中出现各种水文地质问题提出处理建议,并对施工和运行期间的水文地质监测的内容、方法、布置方案及技术要求提出建议。

(1)勘察内容[7]。①复核库区的水文地质条件;②当施工开挖后出现渗漏及渗漏稳定性问题时,要确定渗漏的分布范围、规模、深度及透水岩(土)层的渗透特性,评价渗漏及渗漏稳定性对工程的影响程度。

(2)勘察方法。当需要查明出新出现的水文地质问题时,可进行水文测绘,比例尺可选用1∶500～1∶200,并根据具体情况布置钻探、物探、硐探和水文地质试验工作[7]。

水文地质勘察：拟建水库渗漏情况

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