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我国碳酸盐岩分布面积约有340万k㎡,出露面积为91万k㎡,这些地区水利水电资源十分丰富,有不少优越的库、坝子。岩溶地区的库区渗漏问题一直是水利水电工程中的热点和难点问题,对岩溶地区的渗漏问题研究具有重大的现实意义和理论价值,有着广阔的应用前景。本论文以正在兴建的黄花寨水电站为例,研究成果对黄花寨水电工程的勘测设计、施工提供了直接的理论参考和指导作用,同时为今后拟在类似岩溶发育地区的水利水电建设的岩溶渗漏问题分析提供一些经验和借鉴。
正在兴建的黄花寨水电站位于典型的喀斯特峡谷地貌区,水库右岸为河湾地形,河湾纵向长12km,落差160m,形成不利水库蓄水的地质结构。右岸河湾地带分布的地层全为碳酸盐岩,以C2+3中厚至厚层灰岩为主,岩溶渗漏问题复杂,岩溶渗漏是该水电站的重大工程地质问题,是该工程成败的关键,因此,研究黄花寨水电站右岸岩溶水文地质问题是该工程的核心。
本文在收集相关资料的基础上,首先对工程区开展岩溶水文地质测绘与岩溶调查,分析研究水库右岸河湾地块的岩溶水文地质结构(岩溶含水层、隔水层、断层的空间分布情况);初步对工程区河谷发育史、岩溶发育规律及岩溶水的补给、径流和排泄条件以及水库可能的渗漏途径与范围进行分析研究,确定重点勘探地段,进行水文地质钻探、物探、示踪试验、室内岩石化学成分试验,并对钻孔水位以及岩溶泉、暗河等排泄点,建立地下水长期观测系统,依据勘探、试验、观测成果,利用岩溶地貌与水文网分析法、岩溶地下水动态分析法、岩溶地下水渗流场分析法、岩溶地下水均衡分析法、岩溶地下水示踪试验分析法等岩溶工程地质分析方法,研究水库地形、地貌及岩溶水文地质结构、岩溶发育规律及岩溶水动力条件,评价水库是否渗漏、渗漏范围、渗漏途径、渗漏形式、渗漏量及渗漏影响,最后对水库防渗处理进行研究。
通过上述工作及分析研究,主要结论为:黄花寨水电站建库河段岩溶水动力条件左岸为补给型,右岸鼠场河段、摆东电站库首上游800m河段为排泄型;该水库蓄水后,鼠场附近至上游格往6.5km河段范围内,将通过右岸地下河产生大量渗漏,渗漏形式主要为溶洞溶隙型和溶洞管道型的综合形式;渗渊总量约为7.65-8.73m3/s,属Ⅰ级渗漏;防渗处理措施采取帷幕灌浆结合堵塞的方法,防渗总面积78万㎡。