貴州務川縣青坪水庫集雨面積論證

羅 平，肖 膠，胡大彪

(貴州省水利水電勘測設計研究院有限公司，貴州 貴陽 550002)

青坪水庫始建于1973年4月，1976年10月完工后正式投入運行。2019年提出加高擴建，由于青坪水庫工程庫盆位于一巖溶復合洼地內，庫盆是區內地下巖溶匯水中心，庫區地表集雨面積較小，僅為2.9 km2，區內以巖溶暗河向庫區排泄，庫區集雨面積難以確定，為水文計算、規模論證帶來了困難。青坪水庫集雨面積確定成為了水庫規模論證，水文計算控制性因素，因此，需查明巖溶泉水地下集雨面積、分水嶺位置、補徑排關系、形成機理以及流量大小。

1 工程概況

青坪水庫始建于1973年4月，位于貴州省北部遵義市務川仡佬族自治縣泥高鎮青坪村高洞河上。已建成的青坪水庫總庫容780萬 m3，正常蓄水位1 142 m，相應庫容725萬 m3，死水位1 122 m，死庫容40萬 m3。大壩為鋼筋混凝土面板堆石壩，最大壩高30.0 m。

青坪水庫大壩加高后，正常蓄水位從1 142 m抬高至1 143.5 m，相應庫容836萬 m3，總庫容1 048萬 m3，最大壩高33.6 m，年總供水量257萬 m3。

2 工程地質概況

2.1 地形地貌

工程區位于黔北大婁山主脈青坪巖溶峰叢臺地，工程區受灈水向斜構造影響，以及比較特殊的地形地勢，巖層組合，使得區內巖溶水文地質條件復雜，巖溶暗河發育。地形展布受灈水向斜控制，呈南北向展布，工程區地形猶如一座孤島，中部地勢高聳，四周地勢低，沖溝深切。工程區地形高度在1 100～1 550 m之間，北部下切沖溝高程在700～800 m，西部下切沖溝高程在1 100～1 250 m之間。南部沖溝下切高程在760～780 m。東部硯山、鎮南鎮的下切高程在650～950 m之間。青坪水庫河段高程約1 100 m，是該區域排泄基準面，工程區四周向該基準面排泄，庫區匯集的地下水經過約650 m的河段進入大壩下游落水洞K5，向鎮南方向大巖門巖溶系統(KS5)排泄。

2.2 地層巖性

工程區出露地層由新至老分述如下：

(1)T1m：淺灰、灰白色薄至中厚層塊狀灰巖、白云質灰巖，厚561～580 m。

(2)T1y3：上部為紫紅色中至厚層粉砂質泥巖、中厚層灰色灰巖不等厚互層，中部為中厚層灰巖，下部為紫紅色泥質粉砂巖，厚57～63 m。

(3)T1y2+1：灰色薄至中厚層灰巖夾頁巖和少許白云巖，厚120～140 m；底部為薄層泥巖夾泥質灰巖、灰巖，厚12～25 m。

(4)P3c+w：上部深灰色中厚層至塊狀燧石灰巖，厚120～134 m；下部為灰色灰巖，灰巖與泥巖不等厚互層，底部為粘土巖，厚267～284 m。

(5)P2m+q：上部為深灰至淺灰色灰巖及生物碎屑灰巖，含燧石團塊，厚351～368 m；下部為深灰色灰巖及生物灰巖，厚134～175 m。

(6)S2hn：上部為黃灰色頁巖夾粉砂巖、下部為紫紅色、灰綠色頁巖，厚374～481 m。

2.3 地質構造

測區以近南北向構造為主，與工程有關的主要構造為濯水向斜：軸跡呈弧形彎曲，向斜核部南起洞磨溪，核部走向呈南北向穿越泥高、青坪水庫庫尾一帶至朱家壩一帶，走向變為N42°E延伸至濯水。測區灈水向斜核部主要由三疊系地層組成，該褶皺控制了區內地形地貌及巖溶水文地質條件。

3 巖溶泉水文地質條件

3.1 巖溶發育特征

工程主要發育有灈水向斜，該向斜總體南北展布，控制了區內巖層分布，由于工程區屬臺地地形，區內巖層在臺地四周均有出露，地質分界線平面上呈閉合的橢圓形，巖層走向總體與灈水向斜一致。臺地區域內主巖溶含水層主要為T1m、P3c+w、P2q+m；相對隔水層為T1y1、S2hn、T1y3、P1l，弱巖溶含水層T1y2；其中S2hn相對隔水層厚實，控制了區內巖溶暗河出露下限，區內大的暗河出口均在該地層頂界出露，而T1y3巖層相對較薄，同時夾有可溶巖，隔水性能相對S2hn較差，部分巖溶系統易擊穿T1y3相對隔水層。由于區內特殊的地形地貌、地質構造、地層巖性組合，導致區內巖溶系統發育，形成了錯綜復雜的巖溶水文地質條件。區內巖溶發育具明顯的方向性，洼地長軸方向、溶洞洞向、消水洞流向以及暗河流向與主要構造、節理裂隙發育方向基本一致，特別是受濯水向斜構造控制明顯。

3.2 主要地下暗河系統

工程區碳酸鹽巖廣泛分布，約占85%。巖層走向總體北北東向，濯水向斜走勢基本一致，碳酸鹽巖地區巖溶強烈發育，據地表地質調查發現，巖溶形態眾多，巖溶洼地、溶洞、漏斗、落水洞、天窗、巖溶槽谷、地下巖溶管道(暗河)、巖溶泉水等各種巖溶形態均有發育。

4 集雨面積分析

青坪水庫集雨面積受區內地形地貌、巖溶水文地質條件控制，庫區主要通過巖溶暗河補給，庫區集雨面積內主要含水層為T1m、T1y2、P3c+w，相對隔水層為T1y3、T1y1。局部受地形及相對隔水層控制，導致區內局部地下集雨面積與地表集雨面積不重合，重合區域的水文地質特征表現為汛期降雨量大，部分降雨入滲后通過巖溶洼地、淺層巖溶裂隙向地表沖溝排泄，跨越隔水層，進入青坪水庫的巖溶暗河排泄系統；枯季降雨量小，降雨無法在小沖溝形成地表明流，降雨入滲地下，受相對隔水層阻隔，地下水難以向青坪水庫庫區補給。

青坪水庫集雨面積地形上呈狹長型，南北方向長，東西方向相對狹窄，庫區大部分集雨面積在水庫北部區域。通過現場調查及地質條件分析，青坪水庫南部分水嶺位于泥高、林家一帶；北部分水嶺主要在鄧家坨、鹿池一帶分水嶺以北地下水向出水河巖溶系統排泄，分水嶺以南通過KS1向庫區匯集；西部分水嶺沿肖洞灣、水井灣、金竹園、灌木林、坨底下等區域分布，西部分水嶺主要受地形條件控制，地下分水嶺地表分水嶺基本一致；東側分水嶺受地層巖性及地形控制較明顯，局部地下水受相對隔水層T1y3控制，地下分水嶺以T1y3相對隔水層為界，同時存在部分區域當降雨量大時，雨水入滲地表后，經沖溝排泄形成明流，跨越T1y3地層界限，向庫區匯集，該區域主要分布在六池塘、陽火嶺、謝家灣一帶。經綜合分析得出青坪水庫最大集雨面積為47.2 km2，其中有7.9 km2的非閉合流域，該閉合流域的特征為枯季地下水難以向庫區補給，只在汛期降雨量較大時，部分降雨才能向庫區補給排。

圖1 主要巖溶暗河系統示意圖

5 結語

文章主要通過地表地質測繪分析工程區出露地層巖性、地質構造以及巖溶水文地質條件，并結合測流，分析各巖溶暗河系統的地表補給面積，綜合分析出青坪水庫集雨面積為47.2 km2，非閉合流域為7.9 km2，青坪水庫庫區枯季流量約610 L/s。查明了青坪水庫集雨面積及流量，為青坪水庫加高水文計算、規模論證提供基礎地質依據。