【摘 要】平原水庫庫區(qū)滲漏作為成庫的前提條件,很大程度上影響工程建設的可行性,這就要求須準確細致的做好水庫庫區(qū)滲漏的勘察工作。通過分析平原水庫庫區(qū)滲漏的危害及庫區(qū)滲漏勘察的內(nèi)容和方法,闡明地質勘察工作的重要性,為平原水庫防滲提供依據(jù)。
【關鍵詞】平原水庫;滲漏;勘察
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,。1)型82座,總庫容18.45億m3。通過修建平原水庫,進行蓄水調節(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,主要有以下三個方面。
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,容易導致土體結構發(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、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)垂直滲漏和側向滲漏條件,調查庫水外滲途徑。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地質測繪
通過地質測繪工作,調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);調查第四紀沉(堆)積物的成因類型、地層的巖性及結構特征等分布及變化規(guī)律;調查庫區(qū)的水文地質條件,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水文地質試驗
水文地質試驗通常分為現(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)滲漏的地質條件,提供準確詳實的地質參數(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。
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