黄河甘泽坡水利枢纽坝址渗漏问题研究

第２４卷第ｌ期　２００２年】月　Ｖ　２４　Ｎ　ｌ　Ｊａｎ．，２００２　【水利水电工程】　黄河甘泽坡水利枢纽坝址渗漏问题研究　曲敏，屈　龙，张书光　４５０００３）　（黄河艰利委员喜勘测规划设计研究院，河南部　摘要：甘泽坡水利枢纽位于鄂尔多斯台向斜的东南边缘．东接山西台背斜。工作区属＠ＪｔＤ－ｇ的陕甘宁蒙盐地地层丹　区　从坝址区向北．地层由老到新分别为：奥陶系、石嵌系、二迭系、三选系和第四系。经过渗祸分析计算，认为库坝区渗　精基本上是绕坝渗漏，而且右岸大于左岸，过坝后渗漏至黄河下游。　关键词：渗漏量；－ｈ｝泄：地质；甘泽坡水利枢纽　文献标识码：Ｂ　文章编号：１０００一ｌ　３７９（２００２）０１—００３７—０２　中图分类号：Ｐ５４　黄河甘泽坡水利枢纽位于黄河中游晋，陕黄土高原峡谷段　末端，下距禹门口约２　ｋｍ，上距壶口瀑布约６０　ｋｍ　左岸属山　及灰质白云岩与泥灰岩互层，夹薄层石膏；中部为灰色，灰黑色　厚层灰质白云岩．白云岩夹薄层灰质白云岩；上部为黄灰色中　厚层灰岩夹泥灰岩及泥灰岩与白云质灰岩互层．夹薄层石膏。　总厚３５２　ｍ。　西省河津市，右岸属陕西省韩城市　枢纽建成后主要发挥灌　｛嚣ｃ、供求和发电效益。最大坝高１０４　ｍ，坝顶长４４９　ｍ．总库窨　５　８４亿ｍ　，总装机容量为４４０　Ｍｗ；　Ｌ　２．２石炭系（Ｃ）　石炭系为一套海陆交互相古煤建造。分布于船窝以北地　区，厚约６５　ｍ，与下伏奥陶系地层呈披盖式假整合接触。　（１）中统本溪组（ｃ　ｂ）。由灰色铝土岩，铝土质页岩及山西　ｌ地质背景　１＿１区域地质情况　甘泽坡水利枢纽位于鄂尔多斯台向斜的东南边缘．东接山　西台背斜。以韩城断裂为界，丹为两个截然不同的地质构造单　元。以南为汾渭地堑，高程在３８０　ｍ左右，出露第四纪松散沉　积物，厚度在４７０　ｍ以上｛以北为基岩山地。河答底宽一般为　３ＯＯ～５００　ｍ，以石门处最窄．为８０　ｆ１１。黄河流向自北同南．为　式铁矿组成。下部以黏土岩为主，底部具鸡窝状，皮壳状（山西　式铁矿）：中部为灰色、紫色页岩及中细粒石英砂岩；上部为灰　色泥岩夹薄煤和碳质页岩，局部见透镜状灰岩。厚度小于２３　ｍ。　（２）上统太原组（Ｑｔ）。下部主要由砂砾岩、砂质页岩、砂　岩夹煤层（１１号）组成；中部主要由石英砂岩、砂质页岩、页岩及　较稳定的煤层和藏岩交互组成；上部由灰白色石英砂岩、粉砂　岩、页岩和煤层夹蕨岩组成。厚３８￣５７　ｍ．　本区最低侵蚀基准面＝两岸支沟发育，切割较深，多呈树枝状　展布．库坝区内无区域性大断裂通过　受区域构造的控制・库　坝区总体上为一走向ＮＥ１０　～３　、倾向ＮＷ、倾角３。～ｌ２　的单　斜构造。自禹门口向北．构造活动逐渐减弱。　１，２．３＝迭系（Ｐ）　二迭系为一套陆相沉积地层．分布于库区师家滩、小滩一　带，厚约５７０　ｍ．与下伏石碳系地层呈整合接触。　１．２岩性　工作区属华北地层区的陕甘宁蒙盆地地层丹区　从坝址　区向北．地层由老到新为；奥陶系、石炭系、二选系、三选系和第　四系。　１．２．４三选系（Ｔ）　三迭系为一套内陆河湖相盆地型沉积。出露于师家滩以　北地区，厚９２ｏ－－ｌ　３３４　ｍ。与下伏二迭系地层呈整合接触。　１．２．１　奥陶系（ｏ）　奥陶系为一套浅海相碳酸盐岩．分布于禹门Ｉ：１至船窝一　带，厚４１　７　ｍ。与下伏寒武系地层呈整合接触，是影响库区渗漏　的主要地层　１．２．５　第四系（Ｑ）　第四系地层在库坝区内广泛分布．与下伏地层呈角度不整　台接触．　２渗漏分析　２．１边界条件　在正常高水位４２５　ｍ时，水库回水至七郎窝附近。船窝以　（１）下统（【）　）。底部为浅灰色厚层细晶质古燧石结核白云　岩．局部含白色厚层状髓石层。下部为灰、深灰、黄灰色块状灰　岩、薄层白云质灰岩及黄绿色薄层泥质白云质灰岩：上部为灰　色、探灰色中厚层一薄层白云质灰岩；顶部有一层灰色角砾岩・　厚约６７ｍ。　收稿日期：２００ｌ】１一ｌＯ　作者简介：曲敏（１９５５一），男，甘肃定西人．５－程师　（２）中统（　）。下部为灰黑色厚层白云质灰岩．夹泥灰岩　维普资讯 http://www.cqvip.com

・３８・　人民黄河　２００２正　上库段．左岸相邻河谷为＿拚河（在坝区下游禹门口外注＾黄　灰岩０　ｎ　以下已无岩溶裂隙发育１，东北方向以黄河作为定水　河）．河间地块为吕粱山．山顶高程在】５００　ｍ以上。岩层自东　头边界＝根据所建立的三维电阿络模拟模型，按不同的试验方　向西倾向库盆－黄河沿岸的地下水出露高程在６２０　Ｉｌｌ以上．地　案进行试验．将成果绘制成不同方案的地下水流场图．依据所　下水流向与地形和岩层倾向一致。吕梁山不仅为地表水的分　绘　的流场固分别进行各种补、排量的计算和各种渗漏量的计　水岭．也是地下水的分水岭．故没有向汾河产生永久渗捕的可　算－最终采用水均衡原理计算出黄河通过灰岩的渗漏量。计算　能性。黄河右岸地形西北高、东南低　均由西向东汇人黄河＝　结果见表１　地下水出露高程在６２０　ｍ以上，地下水埋深较浅，因而向右岸　表１　黄河通过灰岩的渗漏■　的永九性渗漏也不存在　坝段为奥陶系灰岩和石炭系砂、页岩＆煤系地层。受区域　构造影响－次一级东西向构造发育，且具逆掩性质　这些梅造带　为后来岩溶发育和地下水径流创造ｒ有利条件．从而导致奥灰　岩的透水性增大　左岸在毛则渠以东　奥灰岩地下水位６５０　Ｉｌ１．　黄河水位３８０　Ｉｌｌ，有地下水分水峙存在．水库蓄水后，向汾河各　地产生渗漏的可能性不太　右岸岩层倾向北西．藏岩在船窝附　近侵＾地下，从区域水文地质来看．地下水自黄河至韩城，澄　城、铜川一带．形成高程在３８０～３６０　ｍ的独特条带　黄河水与　地下水有着密切的补排关系。据１９６２年】月皇】９６３年１　０月，　４渗漏评价　在甘泽坡坝址两岸１６个钻孔的水位观删和定期取样资料、以　从试验结果可看出．在天然状态下，地下水通过西南弱透　及１９７６～１　９７８年在坝区左岸和桑树坪矿区的８个观测　的水　水边界向南区排泄，区内地下水与黄河水的补排关系为黄河水　位观测资料分析，发现坝区右岸一定范围内地下水位和黄河水　补给地下水，补给量为２７２．８６　Ｉｌｌ’／ｈ，生区水力坡度比较平缓．　位３８０　ｍ基本一致，有一３８０　Ｉｌｌ水位低槽带。地下水的降落一　约为０．４９　：。　般滞后黄河水２～３天，在石门断层（Ｆ．）东西向构造带范围内，　对于甘泽坡坝址，无论蓄水标高４２Ｏ　ｍ，还是４２５　ｍ．其渗　仅滞后几个小时，充分说明丁右岸灰岩的　均匀透水性　流场形状完生相似，差别只在水力坡度上。地下水总径流方向　２．２渗漏逢径　仍是由北向南，但在过错开河后分成两个方向，一部分去西南　甘泽坡坝址及坝基基岩由（　。”～（　‘、（）　和（）　岩组灰岩　边界一大部分绕坝直达黄河下游　垒区地下水位大幅度抬高，　及泥藏岩组成．其中（　和（）　岩组透水率较小．且分布较稳　水力坡度变陡，水流速度加快　通过渗流计算．库水位升高到　定，为坝址区相对隔水层。由于坝址区岩层倾向上游．１）　一相　４２０　Ｉｌｌ后由黄河向灰岩总渗漏量为１　６　９３４．４９　Ｉｌｌ　／ｈ，其中排向　对隔水层在坝线上游７００　ｍ处倾人河床，使前（）　和（）　透水　错开河为３　６２１．４５　／ｈ、绕坝渗漏量为１２　１０４．４１　／ｈ；西南　岩组形成丁一个长７００　ｍ、宽１８０～２５０　ｍ的舌形透水　天窗”．　边界排泄量由原来的７８．５ｇ　ｈ增加到２２９．５２　／ｈ，桑树坪　建坝后，库水将在ｏ｝一　和（）　一岩组之间的透水岩体发生渗漏　矿井下出水量由原来的１　１４０　ｍ　／ｈ增加到１　７２４　４４　／ｈ　当　其中，由于（　相对隔水层的存在．两坝肩主要通过（）；。。以下　库水位升到４２５　ｍ后，由黄河向灰岩总渗漏量为１８　８１４　０９　毛（）　岩组向下游排泄。　／ｈ，其中排向错开河为４　５０１．１　９　ｍ　／ｈ，绕坦渗漏量为　３渗漏量计算　１２　９８４．１６　；西南边界排泄量达到２６３．４９　ｍ　，／ｈ，桑树坪矿　井下出水量为１　７９９．２８　１７１］　，ｈ。对于甘泽坡坝址，当水位为４２０　为了了解奥灰岩对近坝段的渗漏影响，黄委设计院委托煤　ｍ时、水量增大５８４　４４　，ｈ，当水位为４２５　Ｆｉｔ时．水量增大　炭科学院西安分院进行丁“奥灰岩渗漏量三维电阿络渗流模拟　６５９　２８　Ｆｉｔ　／ｈ．两水位标高相比较．其水量增大量不明显。　试验研究”，煤炭科学院西安分院拟定：东南部沿韩域大断裂　综上所述，甘泽坡水利枢纽的库坝区渗漏基本上是绕坝渗　形成阻水边界，西南部沿龙门山前逆断层在盘河一带形成弱透　漏．而且右岸太于左岸，过坝后渗漏至黄河下游。　水边界，北部以奥灰岩项板士０　ｍ高程线作为隔水边界（困奥　【责任编辑王琦】　（上接第３６页）　在消力池下游发生二次水跃，而且水流出消力池后不能够迅速　５．２消能率　扩散，造成主流集中．河道左侧流速较大一对岸边和河床稳定产　导流明渠出口消能设施经过修改后，不但改善丁消力池出　生不良影响　采用二级消能和扩散消能相结合的方法，也就是　口和下游河道的水流流态，而且具有很好的消能效果　如　使两级水跃均产生在消力池内，并使坎的方向与明渠交角成　３　０００Ｉｌｌ　／ｓ以上流量，消力池出口下游１００　１３２处，消能率可达　８５。．同时缩短右侧导墙长度并将其头部向河道扩展，使水流向　７５　左右．因此，该消能设施的消能效果是相当理想的。　主河道扩散，从而取得丁显著的消能效果　特别是二级消能方　法的采用，改变丁导流明渠出口的消能结构，为导流明渠水流　６结语　消能提供了根本条件。　导流明渠出口采用单级消能设施不仅消能效果不好、水流　【责任编辑王琦】