十六道岗水库下坝址坝基渗漏分析计算

刘文东

(黑龙江省水利水电勘测设计研究院，哈尔滨150080)

1 地质概况

坝址区欧根河自东北方向流经本区，河流蛇曲发育，河流宽度20m 左右。左岸坝肩为丘陵，坡度较缓;右岸坝肩为丘陵，坡度较缓，5°～10°。现代河床弯曲迂回，在右岸坡脚处穿过坝址区。漫滩区有积水洼地分布。坝址区地貌可划分剥蚀堆积台地、冲积堆积河流高漫滩、冲积堆积河床及低漫滩。

剥蚀堆积台地:分布于河流两岸，测绘区左岸，地势稍起伏，坡度较缓，坡角＜5°，前缘与河流高漫滩相接，界线不明显，地表岩性为低液限黏土，下部为第三系弱胶结砂砾岩、泥岩。测绘区右岸山体坡度20°左右，前缘与河漫滩呈陡坎状相接，山体岩性为第三系弱胶结巨砾岩［1］。

堆积河流高漫滩:沿欧根河河床及低漫滩左侧发育，宽约0.9 km，地势平坦，地表岩性由第四系全新统低液限黏土、级配不良中砾等组成。

堆积冲积河床及低漫滩:沿欧根河河床及两侧发育，宽约0.7 km，地表岩性为级配不良粗砂，局部为有机质土，下部为级配良好中砾，河床蛇曲发育。

2 坝基渗漏计算分析

2.1 坝基岩(土)的渗透性

坝基第四系松散层低液限黏土、高液限黏土和高液限粉土为微透水层，参考经验值，渗透系数取K=0.0009 m/d;级配不良粗砂为强透水层，渗透系数取值K=34 m/d;级配良好中砾和级配不良中砾为强透水层，渗透系数取值K=85 m/d。坝基低液限黏土和高液限黏土在高漫滩处沿坝线方向厚度变化较小，且在坝线上下游均有分布，为较好的天然铺盖。

坝基岩体共做注水试验24 段，渗透系数1.79×10－2cm/s ～1.31×10－4cm/s，属中等～强透水;做压水试验42 段，其中29 段压水试验透水率范围值3.1～9.7 Lu，岩体为弱透水层，13 段压水试验值11.60～23.90 Lu，岩体为中等透水层。

2.2 天然无防渗条件下坝基松散层的渗漏量计算

公式(源于《水利水电工程地质手册》P444):

单层公式:

双层结构公式:

式中:q 为坝基每天渗漏量，m3;Q年为坝基年渗漏量，m3;K 为土层渗透系数平均值，m/d;M 为计算透水层平均厚度近似值，m;H 为上、下游水头差，235.0－214.5=20.5m;b 为防渗体宽度，m，2b=10m;B为渗漏段长度，m。 计算参数及计算示意图见图1 和表1。

表1 坝址坝基渗漏量计算表

坝基松散层年渗漏量:Q年=28751.9×104m3。占坝址上游多年河流平均径流量的61.2%，占水库正常蓄水位以下库容的117.5%。

图1 坝址坝基渗漏计算示意图

2.3 第四系松散采取防渗处理措施后，基岩渗漏量计算

本次只对中等透水层进行渗漏量计算，计算边界取中等透水层下限或至孔底。

计算公式同上，分段情况见图1。基岩渗漏计算深度取厚度的平均值。

采用巴布什金公式为:

式中:K 为渗透系数;q 为岩石透水率算术平均值;L为压水试验试段长度，取试验段长度的平均值，取L=5m;r 为钻孔半径，取0.03m;坝基基岩年渗漏量:Q年=904.8×104m3。占坝址上游多年河流平均径流量的1.9%，占水库正常蓄水位以下库容的3.7%。

2.4 绕坝渗漏

选用公式如下:公式(源于《中小型水利水电工程地质》(第二版)P142):

式中:Q 为绕坝渗漏量，m3/d;K 为渗透系数，m/d，取大值平均值;H 为上下游水位差，m;h1为正常蓄水位至相对不透水层距离，m;h2为坝下游透水层厚度，m;B 为库岸可能渗漏段长度，m，从坝轴线算起;L 为地下水位与正常蓄水位高度相等点距河岸的距离，m。

左、右坝肩渗漏量计算示意剖面见图2 和表2。

图2 坝肩绕坝渗漏量计算示意图

表2 绕坝渗漏计算参数取值及成果表

经计算得:坝肩渗漏量:Q年=Q左+Q右=49.0×104m3

坝址上游河流多年平均径流量47000×104m3，绕坝渗漏量占水库上游河流多年平均径流量的0.1%。占水库正常蓄水位以下库容的0.2%。

在坝基松散层全部截渗的条件下，计算的坝基基岩渗漏量和坝肩渗漏量之和达到每年953.8×104m3，占坝址上游河流多年均径流量的2.0%。占水库正常蓄水位以下库容的3.9%［2］。

［1］张友成.庆安县十六道岗水库工程工程地质勘察报告［R］.哈尔滨:黑龙江省水利水电勘测设计研究院，2014.

［2］水利电力部水利水电规划设计院.水利水电工程地质手册［S］.北京:水利水电出版社，1982.