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摘要:為查明土溪口水庫庫壩區巖溶發育情況，采用地面調查、地球物理勘探、水文地質鉆探、示蹤試驗、水化學及同位素等方法手段，獲取了較全面的水文地質資料。主要依據地面調查及水文地質鉆探成果，結合工程區前人資料綜合分析研究，查明了庫壩區巖溶形態特征及分布;深入分析巖溶發育規律及分布的成層性，為水庫滲漏、壩基滲漏評價提供了重要的依據。

關鍵詞:土溪口水庫，巖溶，地質調查，壩基滲漏

土溪口水庫位于四川省達州市宣漢縣渡口鄉境內，是在前河上游河段興建的一座以防洪為主，兼發電的大型水利工程。由于庫、壩區出露地層以二疊系、三疊系碳酸鹽巖的可溶巖地層為主，巖溶較發育，主要工程地質問題是巖溶滲漏。因此，對區內巖溶發育特征開展了詳細的地質調查，為后續的評價、設計、施工提供基礎地質資料。

1巖溶形態特征及分布

據調查，庫區內巖溶出露形式可分為地表巖溶和地下巖溶兩大類型。按形態特征，地表巖溶可分為溶溝、溶槽、溶蝕洼地、漏斗、落水洞及巖溶泉等;地下巖溶可分為溶洞、地下巖溶通道(暗河)等。

1．1地表巖溶溶溝和溶槽主要發育在灰巖斜坡部位，沿陡傾角層面裂隙和NW向構造裂隙溶蝕而成，寬度0．2m～2m，長度3m～10m，深度1m～5m不等，多充填棕紅色粘土。溶蝕洼地在東河左岸、前河左右岸及中河左岸均有分布。典型地貌見圖1。各溶蝕洼地分布位置均較高，位于庫岸山頂或地表分水嶺附近。地面高程一般在1000m～1300m左右，平面形態呈長條形或橢圓形等，四周封閉，洼地寬度50m～500m，長度0．3km～1．5km，面積0．04km2～0．35km2。大多沿NW方向發育，部分沿NW和NE兩個方向發育，與本區兩組張性陡傾角裂隙發育方向一致。溶蝕漏斗分布于溶蝕洼地內或地下巖溶管道通過地帶，地面高程一般在1000m～1200m，平面形態呈圓形或橢圓形，直徑一般10m～20m，最大可達100m，可見深度2m～12m。大多沿NW或NE向陡傾角裂隙溶蝕塌陷而成。現大多由于塌陷而堵塞，底部覆蓋土層，生長植物。典型地貌見圖2。圖1典型溶蝕洼地圖2典型溶蝕漏斗落水洞大多分布于溶蝕洼地內(少量在斜坡)，典型地貌見圖3。地面高程一般在1000m～1300m，其平面形態多呈圓形～橢圓形、縫狀～槽狀等，長一般1．5m～10m，最大50m;寬一般0．3m～5m，最大10m;可見深度一般3m～20m，最大37m。其底部一般與地下巖溶管道相通，多沿NW向陡傾角構造裂隙及層面溶蝕發育而成，洞底覆蓋塊碎石或雜物，各溶蝕洼地雨后均被積水淹沒1m～3m，依靠洼地中落水洞作為消水通道，1d～2d后積水排干。庫區前河兩岸，及鄰谷東河右岸和中河左岸共出露55個巖溶泉點，典型巖溶泉出露情況見圖4。本區泉點流量大多受降水影響，補給來源與降水關系密切，流量隨季節變化。部分巖溶泉不渾濁，說明其補給來源相對較遠或有較穩定的地下水補給。泉點出露受地層巖性及構造的控制。泉點受巖溶發育系統的影響。在高程750m以下和950m～1250m左右泉點分布較為集中，與水平巖溶系統(溶洞、暗河出口)在這一帶較發育有關;在高程750m～950m和1250m以上泉點較少，與漏斗、落水洞和地下斜洞等在這一帶較發育有關。

1．2地下巖溶前河左右岸、東河右岸及中河左岸均分布有溶洞，典型地貌見圖5。區內溶洞從河床至山頂(高程300m～1500m)均有分布，洞口距河床高度0m～1000m。洞口多呈圓形、半圓形、方形、三角形等，向內呈管道狀、廳狀或縫狀。洞徑大小不等，一般小于10m，洞長多為5m～40m。順層面或長大結構面發育。大多洞內無水，暴雨后有水流出。結合巖溶泉點出露情況，初步分析庫區前河及鄰谷東河、中河范圍內共存在有15條暗河或地下巖溶通道。各溶蝕洼地中的漏斗和落水洞，雨季地表水大多集中下滲沿地下巖溶通道排泄，其進口段位置較高，大多順巖層傾向發育;中段順層面(或切層)與傾向斜交方向發育;出口段沿走向

2巖溶發育規律

2．1巖溶結構面工程區處于大巴山弧形構造帶南緣。主構造線方向為北西向(310°左右)。構造形跡以擠壓緊密的褶皺、壓性逆斷裂構造及直立巖帶為主，基本見不到推覆構造體。可溶性巖體中存在各種有利于巖溶發育的地質結構面，如不同性質和規模的斷層、裂隙帶、層間滑動面、可溶巖與非可溶巖界面、膏溶帶、古巖溶面等。這些地質結構面破壞了可溶巖體完整性，成為巖溶水入滲及運動的途徑，也成為巖溶不均勻發育的主要通道。巖溶水運動的動力來源于補給區地下水位與排泄基準面之間的水位差。巖溶水在從補給區向排泄區的運動過程中，通過自主選擇和溶蝕改造，形成能量消耗最小的優勢管道或通道路線。區域構造結構面組合如圖6所示。

2．2地貌及氣象條件對巖溶發育的影響壩址區位于渡口鄉上游1km峽谷河段，屬侵蝕溶蝕高中山地貌。河谷谷底寬度50m～70m，正常蓄水位時谷寬237m，總體呈“V”型峽谷特征。兩側水位埋深大，地下水以垂向運動為主，巖溶形態為落水洞、漏斗、巖溶洼地。巖溶槽谷區面積愈大，巖溶發育以水平為主，富水性愈好，谷地中及可溶巖與非可溶巖接觸帶常有泉水出露。背斜翼部常為地下的徑流排泄區，巖溶發育，背斜壟脊山頂，多為巖溶的補給區，水位埋深大，地下巖溶以垂直發育為主。壩址區為亞熱帶濕潤季風氣候。多年平均氣溫18．5℃;極端最高氣溫39．5℃，極端最低氣溫－4．8℃，多年平均降水量1254．6mm，多年平均蒸發量1109．8mm，多年平均相對濕度81%。徑流與降雨的年內分配基本一致，每年4月起徑流隨降雨的增大而增大，7月，9月水量最豐。6月，8月次豐，11月后由于降雨量減少，地下水補給比重漸漸增大，徑流漸以地下水補給為主。徑流在年內的分配不均，直接影響本區巖溶地下水位的動態及流態特征，很多巖溶泉及地下河的流量變化極為劇烈，雨季最大流量是枯水季節最小流量的幾十倍甚至上百倍，巖溶地下水位變化可達幾十米。壩址區雨量豐富，入滲地下補給迅速，溶蝕作用強非常有利于巖溶的豎向發育。

2．3地表水、地下水對巖溶發育的影響地表水文網的發育分布及其特點是控制巖溶水循環條件的一個極其重要因素。壩址區內橫切槽谷的深谷和眾多的橫順向沖溝伸入槽谷的狀況決定了巖溶作用的強度、方向及巖溶地貌的分布規律。碳酸鹽巖地下水的運動是巖溶發育的必要條件。巖溶地下水的動態因地而異，主要決定于巖體的透水性、補給和排泄條件。本區地下水屬氣象型，補給源為大氣降雨。在分水嶺地段，地下水以沿裂隙的垂直運動為主，有利于豎向巖溶形態的發育;在地下水季節變動帶內，由于地下水的垂直運動與水平運動交替變化，因此，垂直和水平巖溶形態都有發育。綜上所述，巖溶發育基本條件和自然因素是彼此相互聯系、相互作用、相互制約的。在多種因素共同作用下，形成了該區特有的巖溶發育形態。

3巖溶發育的分期性及分布的成層性

前河是長江五級水系，作為一個四級支流，深切峽谷應是在區域最低剝夷面形成以后切割而成的。該剝蝕面在區內尚有保存，以普遍分布高程1100m～1250m的峰從洼地、谷地為代表。從區域對比來看，該剝夷面可能形成晚第三紀末(N)。當時前河尚未形成。第四紀以來，在喜山運動作用下，大巴山區一直處于間歇性抬升過程中，河流不斷深切，兩岸巖溶水排泄基準面不斷下降，導致兩岸巖溶地下水位不斷下降，在峽谷兩岸山體中形成新的強巖溶帶，在河谷則形成新的排水溶洞或巖溶泉。目前在高程750m以下的河谷中可以見到三層溶洞，足以說明溶洞發育具有分期性和成層性。高程500m～580m，高出河床30m～110m，可見水平干溶洞處于包氣帶中，相當一部分處于水庫正常蓄水位以下;高程680m～750m，高出河床220m～290m，發育較多水平溶洞，且多為處于包氣帶中的干溶洞;在高程400m～460m河水面以下可見排水溶洞和溶隙系統。由于構造斷裂伸展到河床以下，河水面下可能存在巖溶管道、溶隙，并形成河面以下的排泄通道。高程460m～480m發育有現代水平溶洞系統(如圖7所示)與現代河床排泄基準面基本適應，以地下河出口及泉水排泄點為代表。根據地質調查結果發現，壩址區以溶溝、溶槽、溶蝕洼地等為代表的地表巖溶及以溶洞、暗河為代表的地下巖溶發育，且分布較廣。分析了工程區巖溶發育特點，總結了巖溶發育規律。巖溶水在從補給區向排泄區的運動過程中，通過自主選擇和溶蝕改造，形成能量消耗最小的優勢管道或通道路線。同時闡述了巖溶發育的分期性及分布的成層性，為水庫滲漏、壩基滲漏評判提供了基礎的地質資料。

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作者：李瓏 單位：四川省水利水電勘測設計研究院勘察分院