梨园水电站念生垦沟堆积体水文地质结构类型分析

梨园水电站念生垦沟堆积体水文地质结构类型分析

中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司云南昆明650051

摘要:堆积体水文地质结构是影响堆积体中地下水作用的重要控制因素。本文在综合分析念生垦沟堆积体水文地质特征的基础上,研究总结了念生垦沟堆积体的水文地质结构类型,其水文地质结构类型分为堆积体常见含水型、粗粒土含水及囊状含水型、堆积体复合含水型、基岩含水顶托型4种类型。

关键词:念生垦沟堆积体;水文地质结构;类型

HydrogeologicalstructuretupeanalysisoftheNianshengkendeposits

ZhongYanjiangGuoJiazhongWanKunWangGuoliang

(KunmingEngineeringCorporatianLimited,KunmingYunnan650051)

Abstract:Hydrogeologicalstructureofdepositsismadeupoftheaquifersofthedeposits.

Keywords:theNianshengkendepositshydrogeologicalstructuretype

前言

念生垦沟堆积体位于金沙江梨园水电站坝址上游右岸,分布高程从江边1500m至1700m,临江部位堆积物沿河宽度约460m,靠后缘宽度约200m,横河方向长度约1200m,面积约0.6km2,总体上堆积体两侧及后缘薄,中间部分堆积相对较厚,厚度一般30m~60m,估计总方量约2000×104m3。堆积体物质组成及成因复杂,是一混合成因的松散堆积体。堆积体地下水极为丰富,水文地质条件复杂。由于堆积体物质组成的复杂性,分析堆积体地下水赋存、补给、排泄条件,研究堆积体水文地质结构类型,是研究堆积体水文地质特征的重要内容。

念生垦沟堆积体基本地质概况

地貌特征

堆积体分布地段总体上呈上、下游均由山脊夹持的宽谷地貌,堆积体平面形态呈前宽后窄的长“喇叭”型。在谷内形成中间高,两边低的地形特征,两侧为冲沟,其中左侧冲沟冲蚀较深,枯季仍有少量流水或渗水。堆积体地貌具如下特征:临江地段即从河边至高程1540m左右地形相对较陡,坡度为20°~45°;高程1540m~1610m左右为一较宽缓的堆积台地地形,坡度为1°~6°,平均地形坡度小于4°;高程1610m~1660m左右为一斜坡地形,地形坡度约15°左右;高程1660m以上为缓坡或台地地形,地形坡度一般小于10°。

地层岩性特征

根据地质测绘、勘探及施工开挖揭露的情况,堆积体下伏基岩为二叠系上统东坝组玄武岩,堆积体物质组成极为复杂。

(1)玄武岩受喷出条件的制约,岩性种类较多,杏仁状玄武岩、致密玄武岩、火山角砾熔岩、褐铁矿化玄武岩、熔结凝灰岩相间分布,局部还存在凝灰岩条带,层厚薄者几十公分,厚者十余米。结构面发育,岩体多绿泥石化,流层面中等倾角倾向下游,倾角一般44°~65°。

(2)根据堆积体物质组成综合分析,其成因主要有冲洪积、坡积、残积、崩塌堆积、坍滑堆积和冰水堆积。堆积体的形成伴随着两侧山坡的崩塌、坍滑(上游侧可能还存在小型基岩滑动)、冰水作用及地表水流的冲蚀、侧蚀,局部地段的堆积,往复循环,形成现今的念生垦沟堆积体。总体上各种成因物质混杂堆积,分布具多期性、不均匀性、成层性差的特点。

水文地质特征

含水岩组及地下水类型

区内地下水类型主要为第四系松散岩类孔隙水和基岩裂隙水。

(1)松散岩类孔隙水:主要赋存于第四系堆积层中,属上层滞水,松散层由孤石、块石、碎石土层夹砾石土层与砾质粘土层相间组成。块碎石层结构松散,孔隙度大,连通性好,富水性较好,该层是堆积体内主要含水土层;砾石土层、砾质粘土层为细颗粒土,透水性较弱,为相对不透水层。

(2)基岩裂隙水:主要分布于东坝组地层裂隙中,岩性为玄武岩,岩性种类较多,岩性差异导致岩体风化差异较大,具隔层风化和囊状风化现象。同时受区域断裂的影响,结构面发育,沟谷深切,岩体卸荷强烈;玄武岩岩石较破碎,并有沟槽、垭口等负地形,为地下水提供了良好的储存空间和渗流通道,属于中强富水岩组。

地下水补、径、排特征

念生垦沟堆积体松散岩类孔隙水除接受大气降水补给外,尚接受周围较大区域范围坡体内基岩裂隙水的补给,该补给范围两侧以上、下游山脊并向高处扩展为界,后缘至梨园水电站水库与阿海水电站水库分水岭。念生垦沟处于三面环山,前缘为金沙江临空的低凹地带,下游侧有梨园大沟通过,与念生垦沟之间形成的山脊较为单薄,不利于地下水赋存,而后缘及上游侧山体雄厚,地下水相对较丰富。

图1念生垦沟堆积体补给范围

从地形、地势及岸坡结构来看,河谷整体上呈横向谷,而念生垦沟主要沿玄武岩流层面发育而成,为纵向谷,其上游侧山坡为顺向坡,岩体主要结构面(流层面)利于后缘及上游侧坡体内较丰富的基岩裂隙水向堆积体排泄。因此,金沙江虽为本区最低排泄基准面,但念生垦沟为该区域地下水的主要排泄通道,且造成堆积体地下水位相对较高,且枯丰期地下水位变幅相对较小。从堆积体的物质组成分布看,高程1560m以上堆积体以坡积、崩积为主,由孤块石及碎石土组成,富水性较好;以下为相对不透水层,因此在1565m一带出露泉水点。

区内地势东高西低,堆积体内地下水总体主要沿松散层中碎石、块石之间的空隙由东向西向金沙江方向径流,主要于堆积体前缘基岩与松散层接触面以下降泉的形式排泄。地下水埋深一般15m~43m,地下水平均水力坡降约11°,与地形坡度基本一致。

下层的残积土含水层属于此种类型,在粗粒土层及其附近形成承压含水层,并随堆积体变形发展而扩大。堆积体最下层残积粗粒土层地下水极为丰富,具有相当水量,在治理措施实施过程中经常遇到喷射状水流或残积层液化现象。其接受下伏基岩裂隙水的补给,是堆积体的主要含水层,是造成该含水层以上各种土体变形的主要内在因素。

(3)堆积体复合含水型,具有承压——潜水等不同含水层。堆积体由于物质组成结构复杂,具有含水层与隔水层相间的水文地质结构,堆积体受多层细粒土相对隔水呈现多层地下水含水层的特点,地下水运移受相对不透水层阻隔,层内地下水平面上多呈片状分布,具有垂直方向呈多层性、水平方向呈连续性的特点,该类型地下水来源主要为大气降雨及下伏基岩裂隙水的补给。由于堆积体物质组成的不均一性,堆积体内存在多层承压水——上层滞水,多个钻孔钻进过程中出现多层水位。堆积体复合含水性是造成堆积体出现多层及多期变形的主要内在因素。

(4)基岩含水顶托型,堆积体下部发育有含水层。下伏玄武岩为中强富水岩类,其为堆积体最下层残积土层地下水的主要补给来源,其上受粘质细粒土阻隔,同时在堆积残积层与其下伏基岩顶面间透水性存在明显的差异,大量地下水沿基岩顶面一带活动,并降低该残积层的物理力学强度,基岩含水层顶托和软化残积层是堆积体产生较大规模变形的重要原因,这也是堆积体主要的地下水类型。

结论

念生垦沟堆积体物质组成、成因及水文地质结构均较复杂,堆积体含水层与相对隔水层相间组合构成堆积体的水文地质结构,其控制着堆积体地下水的补给、径流、排泄条件。本文将念生垦沟堆积体水文地质结构类型划分为4种类型:堆积体常见含水型、粗粒土含水及囊状含水型、堆积体复合含水型、基岩含水顶托型。地下水及其周围含水介质是堆积体稳定性分析的敏感因子,这对堆积体防治工程设计的地下水排水设计提供了重要依据。

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