（环境科学专业论文）成都市关口水库右岸邻谷渗漏分析.pdf

l e a k a g ea n a l y s i so f t h en e i g h b o r h o o dv a l l e yo nr i g h tb a n ko f g u a nk o ui nc h e n g d u a b s t r a c t r e s e r v o i rl e a k a g ei sac o m m o np r o b l e mo fr e s e r v o i rc o n s t r u c t i o na n de n g i n e e r i n g g e o l o g y r e s e r v o i rl e a k a g ei sa f f e c t e db ya n u m b e ro ff a c t o r s ，s u c ha st o p o g r a p h y , l i t h o l o g y , g e o l o g i c a ls t r u c t u r e ，k a r s td e v e l o p m e n ta n dh y d r o g e o l o g i c a lc o n d i t i o n s i nt h em o s tf a c t o r s o fi n f l u e n c i n gr e s e r v o i rl e a k a g e ，t w oo ft h em o s tc r u c i a lf a c t o r si st h el e a k a g ep a s s a g e w a yi n t h ep r o j e c ta r e ad e c i d e db yt h eg e o l o g i c a ls t r u c t u r ea n dl i t h o l o g ya n dh y d r o d y n a m i c c o n d i t i o n sd e c i d e db yh y d r o g e o l o g y n o r m a l l y , t h er e s e r v o i r i s l e a k i n gc h a n n e l so f c o m m u n i c a t i o ne x i s tw i t h i na n do u t s i d et h es t r o n gr e s e r v o i rp e r m e a b i l i t ym e d i a , i st h em o s t c o m m o nm e d i u mo fk a r s ta q u i f e r sa n df r a c t u r e df a u l tz o n e , a n c i e n tf i v e r , a n dh u m a n a c t i v i t i e s ( s u c ha sc o a lm i n i n gs h a f i ，t u n n e lp r o j e c t ，e x p l o r a t i o nb o r e s ，e t e ) o f t h ec h a n n e li s v e r yr a r e r e s e r v o i rw a t e rl e a k a g ei sd y n a m i cc o n d i t i o n sw i t ht h ea d j a c e n tv a l l e yr e s e r v o i r , a sw e l la sd u r i n gt h ew a t e r s h e db e t w e e nt h eu n d e r g r o u n dw a t e rp o w e r , w h e nt h er e s e r v o i r w a t e re l e v a t i o nb e y o n dt h eu n d e r g r o u n dw a t e r s h c de l e v a t i o n , r e s e r v o i rl e a k a g eo ft h e h y d r o d y n a m i cc o n d i t i o n so f t h ef u l lt e r m sa n dc o n d i t i o n sa r e s e tu p t h eg u a nk o ur e s e r v o i rl o c a t e si nt h en o r t h e me d g eo ft h ec h e n g d up l a i na tt h el o w m o u n t a i n s ，w i l lb ec o m p l e t e da sab a c k u pw a t e rs o n r c eo fc h e n g d u r e s e r v o i rb u i l to nt h e j i a nj i a n gr i v e ru p p e rr e a c h e so ft u n j i a n gw a t e rs y s t e m ，o p e nv a l l e ya r e a , t h et e r r a i ns l o p e s g e n t l e rs l o p e b e c a u s em o s to ft h el e f tb a n ko ft h er e s e r v o i ra r e aa l et a l lm o u n t a i n s , t h e p o s s i b i l i t yo fl e a k a g ei ss m a l l ，t h i sp a p e rd i s c u s s e st h er i g h tb a n ko ft h er e s e r v o i rl e a k a g e f i r s t , w ea n a l y z e dt h eb a s i cl e a k a g ec o n d i t i o n s ，u n d e rn a t u r a lc o n d i t i o n si nb e d d i n g d e v e l o p m e n to f t h eu n c o n f i n e da q u i f e rc o n s t i t u t e sa n a t u r a lc h a n n e ll e a k a g e ，c o a lm i n i n ga n d u n d e r g r o u n dr o a d w a ya f t e rt h ef o r m a t i o no fa r t i f i c i a lc h a n n e ll e a k a g e a f t e rt h ed a mw a t e r l e v e la n dt h el e v e lo fc o a lm i n i n gb 咖e e nt h eh e a do fah u g ed i f f e r e n c e t h i sr e s e r v o i r l e a k a g eo ft h eh y d r o d y n a m i cc o n d i t i o n s ，t h er e s e r v o i rc h a n n e ll e a k a g ep o w e ra n dw a t e r c o n d i t i o n sh a v eb e e ne s t a b l i s h e d ；r e s e r v o i rt h e ne x p o u n d e dt h eb a s i cp a t t e r no fl e a k a g ea n d r e l a t e dt r e a t m e n t ，o nt h er i g h tb a n ko f t h i ny a k o ua n dc o a lr e s e r v o i rl e a k a g eo f t h ei n f l u e n c e o ft h ed e t a i l e da n a l y s i s ；f i n a l l y , u s e dt h ec a r r e n tp r e v a i l i n gi n t e r n a t i o n a ls o f t w a r ev i s u a l m o d f l o wt ob u i l dar e a l i s t i ct h r e e - d i m e n s i o n a lm o d e lo fg r o u n d w a t e rf l o wt y p e ， i m p l e m e n t a t i o no f t h er i g h tb a n ko f t h e r e s e r v o i ra r e ab e f o r ea n da f t e rt h er e s e r v o i rw a sf i l l e d , w h e r ec o a lm i n i n ga n dc o a lm i n ea f t e rw a t e rs t o r a g er e s e r v o i r si sn o te x p l o i t a t i o no f g r o u n d w a t e rf l o wc h a n g e si nt h es i m u l a t i o no ft h es t u d ya r e aa ld i f f e r e n tt i m e s u n d e r d i f f e r e n tc i r c u m s t a n c e sg r o u n d w a t e rf l o wg r a p h o nt h i sb a s i s ，t h r o u g hd i f f e r e n tt i m e sa n d c i r c u m s t a n c e so fg r o u n d w a t e rf l o ws i m u l a t i o n o fc o a lm i n i n gi nt h er e g i o nb e f o r ea n da f t e r t h er e s e r v o i rw a sf i l l e d ，t h ew a t e rt a b l ec h a n g e s ，m i n es t u d ya r e af o rt h ef u t u r eo fw a t e ra f t e r t h ed r a i n a g ec h a n n e la n dt h ed e v e l o p m e n to fm e a s u r e st oc o n t r o lw a t e ra n dp r o v i d e sa s c i e n t i f i cb a s i s , a l s of o rt h ec o n s t r u c t i o no ft h eg a t e w a yt ot h er i g h tb a n ko ft h er e s e r v o i r v a l l e yl e a k a g ee f f e c t sl a i dt h ef o u n d a t i o nf o re v a l u a t i o n k e yw o r d s ： g u r i 做o ur e s e r v o i r t h el e a k a g ep r o b l e mo ft h en e i g h b o r h o o dv a l l e y a n a l y s i sp r e v e n t i o na n dc u r e 3 t 0 1 m m 的平均降水日数为1 5 4 天，多年 平均降水量为9 3 2 5 m m ；年极端气温最高为3 6 9 c ，最低为一6 2 ，年际变幅为1 3 ， 多年平均气温为1 5 6 ；相对湿度年平均为8 1 0 2 ，绝对湿度年平均为1 3 6 ，风速年 产均为1 1 6 m s 。区内气温低但无严寒酷暑，潮湿多雨，7 、8 、9 月为雨季，常下暴雨， 多西北风，风力在4 6 级之间。 0 481 2 目，口一目，目， 图2 - 1 关口水库气候要素曲线图 库区内主要水系为湔江及其右岸多条支沟，由西北流向东南，中部海窝子以南有自 鹿江汇入其中；西部磁丰附近有一条小河经桂花场向南流入岷江支流；东南部平原地带 则以湔江水系的分支灌渠为主，如鸭子河等，其支流小河发育，可谓水系纵横，图2 2 。 湔江市沱江三大源头支流之一，湔江源于岷山山脉之茶坪山，主峰太子城海拔 4 8 1 2 m ，主河道长1 2 0 k m ，河道比降1 5 2 ，落差达3 5 0 0 m 。据关口水文站4 9 年长系列 资料分析，多年平均流量为2 1 5 m 3 s 1 9 8 6 年为特枯水年，该年径流量为4 1 9 亿m 3 ；最 丰水年发生在1 9 6 0 年，年径流量为1 0 3 9 亿m 3 ，年最大丰枯比为2 4 6 ，表2 1 。 8 第2 章水库库区地质环境条件 表2 - i湔江河多年平均径流量表 月份567891 01 11 2 12 3 4全年 多年平均径 2 4 3 4 7 7 5 9 34 3 32 0 51 1 1 7 2 0 5 0 4 5 2 4 6 7 3 1 2 6 1 7 5 2 1 8 流( m 3 s ) 多年平均月径 9 8 21 9 92 4 8 1 7 5 8 5 6 4 4 8 3 0 1 2 1 0 1 9 8 2 8 l 5 0 9 7 3 11 0 0 流分配( ) 2 2 地形地貌 图2 - 2 湔江及周边地区水系图 库坝区位于四川盆地西北侧的龙门山南麓，龙门山山地向成都平原交界过渡地带， 总地势西北高南东低，地貌上属侵蚀构造低山区，左岸地形坡度3 0 。4 0 。，右岸较陡， 地形坡度达6 0 。左右。山峰主峰高程多在1 0 6 0 1 1 7 0 m ，河谷高程7 5 0 8 7 0 m ，岭谷高 差不大，临江相对高差1 0 0 4 0 0 m 。湔江流域主要为现代河床河漫滩沉积，两岸发育i 级阶地及冲积扇，峡谷段阶地多零星分布，上游宽谷段以i i i 级阶地、冲积扇中前 缘最为发育。进入成都平原后主要发育冲积扇中前缘堆积，第四纪冰川堆积少见。 库区右岸低邻谷属横向河谷，因受构造、岩性和新构造运动影响，库区山脉及岩层 走向北东，与构造线基本一致，湔江河横切岩层走向形成“v ”型峡谷地貌，河流两岸 阶地及漫滩平坦，多河段见有规模不等的i 、级阶地，其中i 级阶地保存较好，i i 级 阶地仅局部残存。按成因可分为河流冲、洪积堆积地貌和侵蚀构造地形，因砂岩、粘土 岩互层出露，粘土岩、页岩易风化，形成凹槽，而砂岩不易风化而构成山脊，故区内形 成与构造线一致的齿状单面山。 库区右岸至临谷磨刀溪之间山体巨厚，岩体完整，右岸低邻谷河谷开阔，岸坡地形 坡度较缓。现场踏勘调查表明，库岸未发现大的不稳定岩体存在，坡脚覆盖层构成的岸 成都理工大学工学硕士学位论文 坡在蓄水后大部份已被淹没。库岸稳定条件总体较好。 2 3 地层岩性 库区主要出露中生代地层，走向大致北东，与构造线基本一致，出露的地层从老至 新分别论述如下： ( 1 ) 三叠系上统须家河组( t 岱) 本段为河道及湖沼沉积，属扇三角洲前缘亚相，含丰富的植物化石又较多的双壳类。 岩性为灰色中厚层粉砂岩与深灰色粉砂质泥岩、炭质页岩不等厚互层，夹灰色中厚层钙 质岩屑砂岩、泥板岩屑石英砂岩( 或透镜体) 和煤线；砂岩中常含植物茎干，并发育斜层 理，底冲刷明显，泥岩和粉砂岩中发育水平层理、脉状层理，含大量菱铁矿结核等；本 段地层中夹可采工业煤层，如狮子山大白禾炭、八窝茶煤矿等。 须家河组在库区内出露面积最大，于映秀断裂以东连续分布，多构成飞来峰底座， 为海陆交互相及河湖沼泽相含煤砂页岩建造，依据前期区域调查资料和本次野外现场踏 勘，将三叠系须家河组按岩石组合特征进一步划分为四段，分述如下： 第一段( t 3 x ) 须家河组一段主要出露于库区西北方向大火冒顶处，呈断片与下三叠统飞仙关组和 须家河组二段断层接触，分布面积约2 k f f ，平均厚度 2 1 7 6 5 m 。 底部岩层组成背斜核部末见底，顶与三段整合接触。 该段沉积环境为辫状河道与平原沼泽属三角洲平原亚相。岩性主要为灰色中厚层岩 屑石英砂岩、云岩屑钙岩屑砂岩、深灰色薄中层粉砂岩与灰黑色粉砂质泥岩、泥岩、 炭质页岩组成不等厚旋回层；本段上部夹3 5 层砾岩，现场调查中在磨刀溪深谷切割 部位可见3 层砾岩出露，厚度在1 5 8 5 m 内变化，砾石主要成分为灰岩，约占砾石总 量的6 0 8 0 ，其次为砂岩、石英岩、页岩及燧石，粒径大小一般2 4 c m ，分选差， 磨圆中等，由于灰质砾石易风化脱离，致使砾岩表面多显孔洞；钙质胶结部位多溶蚀形 成空腔，铁质、硅质胶结部位则地貌上形成山脊。砾岩中显叠瓦构造，砾岩、粉砂岩中 层理发育，见沙球构造、底冲刷明显。 本段为区内主要含煤岩系段，夹多层可采工业煤层。地层中碳屑成分高，含云母片 及大量菱铁矿结核，地貌上具明显的槽隆相间特征，并为大片农田所盖。 l o 第2 章水库库区地质环境条件 第三段( t 。x 。) 须家河组三段紧邻二段南东侧分布，沿北东南西走向展布，与上部的须家河组四 段及下部的二段均呈整合接触。主要在靠近库区上游的海窝子狮子山、舍家山、磁丰刘 家槽等地出露，出露面积3 8 5 k i n 2 ，厚5 4 1 0 5 r a ，由北东南西厚度逐渐减薄，砾岩渐变 为含砾砂岩，砂岩粒度也变细的特点。 该段为冲积扇砾岩、辫状河道及河口坝形成砂体，属扇三角洲平原亚相。岩性主要 为灰色中层至块状石灰质砾岩、含砾不等粒砂岩与厚层块状细一粗粒含高岭石、长石石 英砂岩、砾质中一粗粒钙岩屑石英砂岩不等厚互层，夹少量粉砂岩；砾岩多层见于中下 部，厚度在l l o m 不等，砾石成分主要为灰岩，局部以石英岩为主，粒径一般2 5 c m ， 分选磨圆较好，填隙物为砂泥质，颗粒支撑，局部见叠瓦构造；砂岩中常见碳屑( 有时 形成炭屑层) 和沥清质，发育板状斜层理和变形层理；砂岩多作砂矿开采，地貌上形成 山脊陡壁，如库区狮子山、舍家山一带。 第四段( t 3 x ) 须家河组四段紧邻三段南东侧分布，出露的地点与三段同。分布面积7 2 5 k i n 2 ，厚 3 9 4 m ，顶与侏罗系千佛崖组假整合接触，在横向上及纵向上与三段互为消长关系，从北 东南西方向上三段厚度减薄，四段却增厚。 本次研究在库区踏勘的基础上，对库区海窝子背斜( 即1 ：5 万灌县区域地质调查 报告中的思文场背斜) 南东翼须家河组二、三段在库区下游熊家沟至上游易家湾一带范 围的地层进行了实测，剖面如图2 3 。t 3 x 2 、t 3 x 3 从底部至上部的地层特征如下： 躺倒- 圜z 圈s 圈亘s 国e 圉，国s 国。固 1 0 园l t 目1 2 固1 3 国1 4 目1 5 国1 6 国1 7 囫1 8 曰 1 g 睁# 2 十层勘般i $ 鼻魁轴# t4 较性# 腰l5 蕊旗“嚣6 罐质岢璎t7 群捌牡f8 十t 绷件皆t9 肆g 船神鸯l 雕倒配明l o 辑砂m 矩船l ，l 塔l1 2 青戗艇撕岩t 】3 十一薄耀自硪m # _ 帮静l1 4 犀船壮，1 5 十。特壮口ll 6 鬻膳骑砂岩。 1 7 地m ”# 缱il h 雉彤 图2 - 3 海窝子背斜南东鬻熊家沟一易家湾段l x 2 地层实测剖面图 第1 层厚度2 5 m ，产状n 4 9 。e s e 4 9 。，为铁锈黄色薄层粉砂质泥岩，风化严重； 成都理工大学工学硕士学位论文 第2 层厚度3 0 m ，产状n e 6 7 。e s e 6 4 。 2 m 灰白色中层钙质细砂岩。 第3 层厚度4 0 m ，产状n 5 2 。e s e 5 2 。 构造，顶部夹少许砂岩，出现芦苜化石。 第4 层厚度5 0 m ，产状n 6 9 。e s e 3 7 。 黄色。 第5 层厚度2 5 m ， 第6 层厚度2 0 m ， 第7 层厚度2 0 m ， 第8 层厚度2 5 m ， 质胶结。 产状n 5 6 。e s e 4 1 。 产状n 4 4 。e s e 3 6 。 产状n 4 9 e 。s e 5 6 。 产状n 6 8 。e s e 6 9 。 ，为褐黄色中厚层细砂岩含少量岩屑，夹1 ，为黄灰色薄层泥岩夹炭质页岩，出现火焰 ，为白灰色厚层一块状细砂岩，风化后为褐 ，为薄层粉砂岩，岩性较软。 ，为褐黄色中厚层中细粒砂岩。 ，为褐黄色中薄层粉砂岩。 ，为黄色中厚层中细粒石英砂岩，无c a 第9 层厚度1 5 m ，产状n 6 0 。e s e 5 6 。，为灰黄色薄层粉砂岩。 第1 0 层厚度3 6 m ，产状n 4 8 。e s e 5 3 。，为黄色厚层一块状中细粒长石石英砂 岩( 有钙质胶结) 与黄色泥质粉砂岩( 2 5 m ) 互层。出现帚状构造。 第1 1 层厚度2 5 m ，产状n 4 8 。e s e 5 3 。，为黄色薄层粉砂岩夹块状细砂岩。 第1 2 层厚度1 8 m ，产状n 5 3 。e s e 4 4 。，为褐黄色中厚层长石石英细砂岩( 无 钙质胶结) 。 第1 3 层厚度8 0 m ，产状n 5 3 。e s e 4 4 。，为黄色薄层泥质粉砂岩，夹炭质页岩 和中厚层细砂岩，含l o c m 煤层。 第1 4 层厚度l l o m ，产状n 5 9 。e s e 5 4 。，为黄色中厚层中细粒砂岩无，c a 质 胶结，夹薄层粉砂岩。有芦苜化石。 第1 5 层厚度6 5 m ，不见露头，表现为凹槽，薄层粉砂岩夹炭质页岩，据访问局 部夹2 0 4 0 c m 煤层。 第1 6 层厚度1 2 0 m ，产状n 5 4 。e s e 6 8 。，为褐黄色中厚层长石石英质细砂岩， 夹薄层泥质粉砂岩和炭质页岩，夹5 0 6 0 c m 煤层。 第1 7 层厚度1 7 0 m ，产状n 6 0 。e s e 4 9 。，为黄色薄层泥质粉砂岩夹厚层砂岩。 第1 8 层厚度1 l o m ，产状n 7 0 。e s e 4 5 。，为偏灰白色中一薄层粉砂岩，上段 有坚硬细砂岩。 第1 9 层厚度9 0 m ，产状n 5 5 。e s e 5 5 。，为黄色薄层泥质粉砂岩夹炭质页岩、 钙质泥质粉砂岩，局部为f e 质胶结。 第2 0 层厚度7 5 m ，产状n 6 5 。e s e 5 3 。，为褐黄色中厚层细砂岩夹薄层粉砂岩。 第2 1 层厚度9 0 m ，产状n 6 5 。e s e 5 3 。，岩性特征为黄色中一薄层粉砂岩。 第2 2 层厚度3 0 m ，产状n 6 5 。e s e 5 3 。，岩性特征为黄色钙质中层细砂岩。 第2 3 层厚度3 5 m ，产状n 6 5 。e s e 4 0 。，岩性特征为灰白色中一薄层粉砂岩， 夹炭质页岩，有芦苜化石。 第2 章水库库区地质环境条件 第2 4 层厚度2 5 m ，产状n 6 4 。e s e 5 8 。 英砂岩，局部钙质胶结。 第2 5 层厚度5 0 m ，产状n 6 4 。e s e 5 8 。 岩，有芦苜化石。 第2 6 层厚度4 5 m ，产状n 7 5 。e s e 4 2 。 砂岩夹炭质页岩，夹煤线。 第2 7 层厚度8 0 m ，产状n 7 5 。e s e 4 2 。 岩夹2 3 m 煤层。本区主要煤层。 第2 8 层厚度1 2 0 m ， m 石。 第2 9 层厚度1 4 0 m ， 岩。 ，岩性特征为灰白色中层白云母长石石 ，岩性特征为薄层粉砂岩夹中厚层细砂 ，岩性特征为中层细砂岩夹薄层泥质粉 ，岩性特征为薄层泥质粉砂岩夹炭质页 产状n 7 5 。e s e 4 2 。，岩性特征黄色薄一中厚层铁质细砂 产状n 8 2 。e s e 3 0 。，黄色薄层泥质粉砂岩夹中厚层粉砂 第3 0 层厚度2 9 0 m ，产状n 8 4 。e s e 4 8 。，黄色薄一中层细砂岩，含炭质岩屑。 t 。x 3 在库区舍家山一带上部整合于t 3 ) 【4 ，下部整合于t 3 x 2 ，从下到上出露的主要岩性 特征如下： 第1 层厚度2 0 m ，产状n e 6 7 。e s e 6 4 。，中厚层砾岩，砾石为灰色长石石英砂 岩，硅质胶结。 第2 层厚度1 5 m ，产状n 4 9 。e s e 5 0 。，为褐黄色中厚层岩屑石英砂岩，风化 严重。 第3 层厚度不确定，产状n 7 0 。e s e 5 0 。，为黄色中薄层粉砂岩，黑色岩屑， 表现为凹陷地貌。 第4 层厚度l o m ，产状n 6 5 。e s e 5 3 。 第5 层厚度2 5 m ，产状n 4 5 。e s e 3 8 。 化，具包卷构造。 ，为黄色中厚层细砂岩夹薄层粉砂岩。 ，为褐黄色厚层一块状细砂岩，水底蠕 第6 层厚度2 5 m ，产状n 7 3 。e s e 2 4 。，砾岩，砾石主要为灰白色灰岩。 第7 层厚度1 5 m ，产状n 7 3 。e s e 2 4 。，为黄色薄层粉砂岩。 第8 层厚度3 5 m ，产状n 5 4 。e s e 3 5 。，为中厚层细砂岩夹薄层粉砂岩。 ( 2 ) 侏罗系地层( j ) 侏罗系地层主要出露于库区上游位置，下部与须家河组呈假整合接触，从老到新分 述如下： 千佛崖组( j 。) 分布于新兴乡一带，基本层序类型由湖滨亚相的沙坪沉积和泥坪沉积构成。与上伏 沙溪庙组为整合或平行不整合接触，与下伏须家河组为角度不整合或假整合接触。下部 一般为厚度不等的石英质砂岩；中部为灰白色、灰绿色中厚层石英砂岩、岩屑石英砂岩 与灰绿色、暗红色粉砂岩和泥岩不等厚互层；上部为暗红色、灰绿色粉砂岩、细砂岩与 成都理工大学工学硕士学位论文 暗红色、灰黑色泥岩不等厚互层。在垂向上显示为由若干基本层序构成的一个向上变细 的退积型基本层序组，由下向上，砂、泥岩比降低，砂岩层变薄，粒度变细。该组横向 上厚度变化大，向东在什邡八角乡一带，厚度为1 8 0 2 0 0 m ，向西变薄，具有由北东向 南西变薄直至尖灭的趋势。 沙溪庙组( j 。；) 沙溪庙组为一套以灰绿色厚层一块状岩屑砂岩、岩屑石英砂岩与暗红色粉砂岩和泥 岩不等厚互层为特征的地层，与下伏千佛崖组为整合或平行不整合接触，厚度为6 4 3 m 。 沙溪庙组具有曲流河和辫状河两种基本层序类型。在垂向上，由以两套砾岩为界的 沉积旋回构成，每个旋回均由底部的砾质辫状河沉积，下部的砂质辫状河沉积和上部的 曲河沉积构成，由下向上，砾岩层减少，砂、泥岩比降低，沉积物粒度变细，显示为一 个向上变细的退积型基本层序组。 该组横向上略有自北东向南西，砾岩层增多、增厚，地层厚度亦有增大的趋势。 遂宁组( j ：。) 遂宁组以河流相沉积为主，并以砾质辫状河沉积和砂质辫状河沉积为特征。垂向上 具辫状河沉积基本层序，下部为河道沉积，以砂岩、含砾砂岩与泥岩、粉砂岩不等厚互 层为特征，上部以含砾砂岩、砂岩夹砾岩、粉砂岩和泥岩为特征，显示了具有向上变粗 的沉积序列。地层岩性明显变粗，以鲜红色、灰褐色、紫红色厚层不等粒岩屑砂岩、岩 屑石英砂岩和含砾砂岩为主，并夹鲜红色泥岩、粉砂岩和砾岩透镜体，厚度为1 5 1 m 2 3 2 m ；砾岩厚度不稳定，呈透镜状；底部以砾岩与下伏沙溪庙组整合接触。该组横向上 相对稳定，沉积物粒度具有北东向南西增粗，砾岩层也增多，增厚的趋势。 莲花口组( j z ) 莲花口组在库首位置分布广泛，厚度巨大，一般为8 7 9 m 1 2 1 0 m ，属冲积扇沉积， 可区分为扇根亚相、扇中亚相和扇端亚相，分别分布于该组一段( 口1 ) ，二段( 2 ) 和三 段( 3 ) 。一段以紫灰色块状复成分砾岩为主；二段以紫灰色厚一块状含砾砂岩和砂岩 为主；三段以紫灰色中厚层细砂岩、粉砂岩与砖红色粉砂质泥岩、泥岩不等厚互层为特 征。该组与下伏遂宁组为平行不整合接触。 1 ：即扇根亚相，由碎屑流砾岩、颗粒流砾岩和片流砾岩构成。碎屑流砾岩单层 厚度大，一般为4 2 0 m ，局部达5 0 m 以上，砾石分选性差，常见大漂砾偶具侵蚀界面， 内部不成层，缺乏叠瓦构造和定向水流所形成的沉积构造。颗粒流砾岩由砾岩与含砾砂 岩、砂岩不等厚互层组成，砾岩层厚度为2 4 m ，内部不成层，底面较平整，砾石分选 和磨圆性较好。砾石排列略显定向性，并见叠瓦构造。片流砾岩也由砾岩与砂岩不等厚 互层构成，两者呈过渡关系，砾岩单层厚度小，一般为0 4 2 m ，底面略显不平整；砾 径小，分选和磨圆好，砾石最大扁平面顺层排列，具明显的定向性和叠瓦构造，显示其 具牵引流的粒度分布特征。 如2 ：即扇中亚相由河道砾岩、河道砂岩和洪泛沉积构成，河道砾岩厚度较小，多 第2 章水库库区地质环境条件 呈透镜状叠置，侧向延伸不稳定，分选和磨圆较好，砾石排列具明显定向性，一般由紫 灰色厚层块状岩屑砂岩构成，砂体多呈透镜状和楔状；洪泛沉积仅呈夹层状夹于河道 砂岩之中，位于每个沉积旋回的顶部，由暗红色薄一中层粉砂岩和泥岩构成，发育水平 层理，虫管和钙质结核。 且3 ：扇端亚相主要由洪泛沉积构成，夹少量砾岩和砂岩。发育水平层理、钙质结 核和虫管，并夹钙质胶结岩层。 在垂向上，莲花口组一段为巨厚的冲积扇扇根砾岩，二段为扇中辫状河道砂、砾岩， 三段为扇端的洪泛平原沉积。由下向上砾岩层和砂岩层厚度变薄，数量变少，显示为一 个由若干基本层序类型构成的退积型基本层序组。在横向上相变剧烈，宏观上表现为呈 扇状分布的冲积扇，自南西至北东，冲积扇扇根砾岩和扇中砂、砾岩厚度变薄，而扇端 砂、泥岩增多增厚。 ( 3 ) 第四系堆积层 湔江流域两岸发育i 级阶地及冲积扇，峡谷段阶地多零星分布，上游宽谷段以 i 级阶地、冲积扇中前缘最为发育。河谷阶地、漫滩、现代河床覆盖层为湔江冲积、 冲洪积的含砂漂卵砾石层，厚度一般6 - 2 2 m ，最大4 9 9 m 。漂卵砾石成分以花岗岩、变 质岩为主，粒径0 5 - 7 0 c m ，磨圆较好，砂粒充填其间。含砂漂卵砾石层渗透性好，属强 透水层。此外第四系全新统坡积、残坡积、崩坡积均有分布，但厚度不大，一般仅0 2 - 1 3 m ， 为粘土质砂、砂质粘土夹碎石构成。 2 4 地质构造 库区在大地构造部位上位于龙门山断褶带中段前缘，即位于巨大的复合型推覆构造 带龙门山逆掩推覆构造内的前缘推覆构造带的中段，龙门山逆掩断裂带主边界断裂( 通 常称江油一灌县断裂) 中段的灌县二王庙断裂与龙门山山前隐伏断裂的绵竹一彭县一灌 县隐伏断裂间。 彭灌断裂带位于龙门山推覆构造带的前缘，如图2 4 ，经过老君山、断腰山、宽河 坝等地，在地层中表现明显，呈北东一南西向展布，总体倾向北西，倾角6 0 。左右，断 裂的上、下盘均为须家河组二段含煤砂泥岩地层，在平面上由多条断层组成一个断裂带， 并具有分枝复合现象，在剖面上呈叠瓦状，断裂带内劈理化，透镜体化发育，并有大量 的方解石脉、石英石脉的穿插，构造岩以角砾石、碎裂岩为主，显微构造主要是些微断 裂，微裂隙和多期次方解石脉、石英脉的穿插，反映出一种浅层的脆性变形特征，是一 条多期次继承性逆冲推覆断裂带，断裂从晚侏罗世开始活动，喜山期为主要活动时期。 成都理工大学工学硕士学位论文 f 3 映秀- ：l l ：j t l 断裂 f 4 灌县一安县断裂f s 龙门山前缘隐伏断裂 图2 - 4 龙门山推覆构造纲要图 在彭灌推覆构造带前部外缘须家河组二段含煤砂泥岩中，褶皱构造较发育，主要为 一些对称，斜歪褶皱，褶皱轴面倾向北西，也发育一些倾向北西、倾角较陡的逆冲断裂， 断裂带劈理化发育，但主要以发育褶皱为特征，这可能与推覆构造带的影响有关。远离 推覆构造带的须家河组地层和侏罗系红层中，褶皱、断裂构造则不发育，主要以走向北 东、倾向南或南东的单斜岩层产出，倾角2 0 6 7 。，仅在局部见有挠曲，据物探资料， 红层中主要为隐伏断裂，在局部地段地表有出露，如关口一困牛山断裂。在桂花场一带 存在一些较开阔的向斜构造，主要由白垩系地层组成，而须家河组地层与侏罗系地层间 则为角度不整合或假整合。 水库库区主要的构造形迹有海窝子背斜( 思文场背斜) 、通济场向斜。两者均为近 东西向大致平行的正常褶曲，分别自海窝子、通济场向莲花水库倾没；轴向n 3 0 。 8 0 。e ，背斜南翼地层倾南东，倾角2 0 6 7 。，东段被断失，背斜北翼地层倾北西，倾 角3 5 6 4 。向斜北翼倾南东，倾角3 7 。左右，南翼倾北西，倾角3 5 6 4 。背、向 斜相距0 3 1 5 k m ，均发育于三叠系须家河组地层之中。库区位于海窝子背斜南东翼， 岩层总体倾向下游，如图2 - 5 。 图2 - 5 厍区地层剖面图 库区断裂构造不发育，地表未见切穿库盆的断裂构造分布，仅于库尾仰天窝处见一 n n w 向展布的小型断裂构造。库区各煤矿开采勘探历史过程中在海窝子背斜核部发现一 系列近于与构造线一致的小断层，性状如表2 - 2 。 库区属横向河谷，岩层走向、构造线与湔江大角度相交。库区河谷开阔，岸坡地形 坡度较缓。现场踏勘调查表明，库岸未发现大的不稳定岩体存在，库岸稳定条件总体较 第2 章水库库区地质环境条件 好。 表2 - 2 海窝子背斜核部一系列小断层性状表 编号出露位置 产状延伸规模断层性状 纵向逆断层，本区最大的断 自光辉村石鸡公煤 顺走向延伸层，落差在湔江边约3 6 0 m ， f 1n 5 5 屯n w 6 0 7 0 。 矿至大石梯约3 0 0 0 m自东向西逐渐减小，在大石梯 附近与背斜核部相交并消失 自马家坡果木沟至 顺走向延伸纵向逆断层，规模较小，在龙 f 2 n 5 2 t n w 6 0 7 0 。 独柏树继改厂煤矿约2 0 0 0 m怀沟附近与背斜核部相交 自龙怀村假砂炭煤 顺走向延伸 纵向逆断层，规模较小，在龙 f 3n 5 2 。e n w 6 0 7 0 。怀村假砂炭煤矿附近与背斜 矿至檬子树附近 约1 3 0 0 m 核部相交 在大石梯处与f l 相 发育规模较大，在跃进煤矿、 接，并顺f 1 走向延 顺走向延伸 f 4n 5 5 。e s e 6 0 8 0 。安家梁子附近与背斜核部相 至跃进煤矿、安家梁 约5 0 0 0 m 交，破坏了背斜轴部的完整性 子 在独柏树继改厂煤 顺走向延伸 纵向逆断层，规模小，发育在 f 5 矿顺f 2 走向延至石 n 5 0 0 e s e ( 6 5 7 5 。 约1 7 0 0 m背斜南东翼，距核部近1 0 0 0 m 梯村青竹标煤矿附近 从冷家山至龙怀村 顺走向延伸 横向逆断层，水平断距 f 6n 4 5 唧s w 1 4 0 0 m 距核部近1 0 0 0 m 从石梯村巴子炭煤矿顺走向延伸横向逆断层，规模小，水平断 f 7n i o 可s e 5 5 7 5 。 卒石梯村= 线子煤矿 近1 0 0 0 m距5 0 m ，发育在背斜南东翼 顺走向延伸 f 8 石梯村白炭煤矿附近走向n 1 5 0 l 短小 从易家湾延至石梯 顺走向延伸横向正断层，发育在背斜南东 f 9 n 4 5 穗 n e 7 5 4 村附近约3 0 0 m翼，规模小，垂向断距约3 0 m 顺走向延伸发育在背斜南东翼，横向正断 f i o 假砂炭煤矿附近n 6 0 w n e 5 0 。 约2 0 0 m层，规模小，垂向断距约2 5 m 成都理工大学工学硕士学位论文 第3 章库区右岸水文地质条件 3 1 含水岩组划分和地下水类型 库区无大的构造破碎带，大部分地区为基岩和第四系堆积物出露，库区中上 游主要出露基岩为三叠系须家河组( t 3 x ) 中厚层岩屑石英砂岩、钙质岩屑砂岩、 深灰色薄一中层粉砂岩与灰黑色粉砂质泥岩、泥岩、炭质页岩不等厚旋回层；坝 址区主要出露基岩为侏罗系钙质、铁质砾岩、中一细粒厚层石英砂岩、粉砂岩、 泥质粉砂岩及泥岩。坝址区无大的构造破碎带，岩体透水性主要取决于节理裂隙 的发育程度、张开度及其连通状况。砂岩中裂隙较发育，为较好的透水层，泥质 粉砂岩、煤质页岩及煤层则起相对隔水作用，而砾岩、砂岩中钙质胶结物的溶蚀 流失加大了原有裂隙的张开度和连通性。 根据本区水在地下介质中的赋存和运移，将含水介质分为：孔隙介质、裂隙 介质、裂隙一溶隙介质。 ( 1 ) 孔隙介质 库区河床和大部分河谷段以及河流阶地大面积分布的第四系更新统和全新 统的松散堆积物、冲洪积物以及残坡积、崩坡积物，透水性极强，富含孔隙水， 为孔隙介质。 ( 2 ) 裂隙介质 库区右岸大面积分布的库区须家河组( l x 2 ) 和侏罗系地层砂岩和粉砂岩中 裂隙发育，为本区强含水、透水层，地下水类型为裂隙水。 砂岩中裂隙的发育 据现场调查，出露于地表的l x 2 砂岩与粉砂岩呈全风化一强风化状态，岩体 卸荷严重，有两组结构面相对较发育( 图3 1 、3 - 2 ) ： a ：n 6 2 。e s e 么4 8 。，沿层面发育的裂隙，裂面整体较平直粗糙，可见迹 长达数十米；裂隙间距约0 5 m ；微张，强风化，多充填次生泥。 b ：n 2 9 。w s w 么6 9 。，裂隙平直，裂面粗糙；间距较大，一般为0 3 m l m 延伸多数大于l o m ，少部分张开，充填次生泥和岩屑；强风化，无地下水活动。 第3 章库区右岸水文地质条件 图3 - 1t + x 2 砂岩裂隙极点等密图图3 - 2t 3 【2 砂岩裂隙走向玫瑰花图 砾岩中裂隙的发育 砾岩中层间裂隙发育较长大，贯通性较好，但发育间距一般在1 m 以上，其它 裂隙发育稀疏，延伸短小且基本闭合。 泥岩中的裂隙 薄层状泥岩中层间结构面发育短小，贯通性差，闭合，渗透性差。 ( 3 ) 裂隙一溶隙介质 库区范围内须家河组二段t 3 】【2 、三段t 。x 3 和莲花口组( 皿) 的砾岩条带中钙 质胶结部位在地下水活动较强时，形成局部溶蚀空间，同时扩大了砾岩中裂隙的 张开度，成为裂隙、溶隙混合型介质含水层，地下水类型为裂隙一溶隙水。 3 2 地下水补给、径流、排泄 ( 1 ) 自然条件下补给、径流、排泄 库区两条区域性的大河流湔江和土溪河为本区地下水的最终排泄基准面，走 向近南北，两河将库区右岸切割为一狭长河间地块。库盆内湔江水系相对发育， 地貌上各支沟与山脊相间分布，天然情况下，本区地下水主要靠大气降水补给， 山脊部位存在天然地下分水岭，区内地下水接受大气降水补给，顺着砂岩、粉砂 岩中的裂隙向地下发生运移，主要以泉和泻流的形式向区内几大支沟河流排泄， 共同汇入湔江。地下水类型以基岩裂隙水、裂隙一溶隙水为主，排泄途径较短， 基本为就近排泄。在丰水季节，湔江河水水位高于河流两岸地下水位，河水补给 地下水。水样分析结果显示，本区地下水无远距离地下水补给。 ( 2 ) 煤矿排水条件下地下水的补给、径流、排泄 从矿区的水文地质条件来看库区右岸煤田区地下水主要属于海窝子背斜的 基岩裂隙水，但其基岩裂隙水的补给条件则因区段的不同而略为有些差异。在远 离湔江河的石梯村煤矿等区域地下水主要以接受大气降水入渗补给为主；而在离 成都理工大学工学硕士学位论文 湔江河比较近的青竹标煤矿等区域地下水在丰水季节由于湔江河水位比地下水 位高，从而使得河水补给地下水，也就是说在丰水季节这些区域地下水除了接受 大气降水入渗补给外，还接受来之于湔江河河水的补给。整个煤田区来自北面和 西面地下水的侧向补给很少。 煤田区的构造部属于海窝子背斜的n e 翼，整个区域处于一个单斜地层中。 受到构造的影响，区内地下水主要以裂隙流为主。由于煤矿井下采煤的影响，区 内地下水的径流途径发生了巨大的变化，形成了以各矿井下最低开采水平为中心 的小型漏斗，而从整个煤田区来看则形成了一个长轴方向为n e 向的复杂的椭圆 形降压漏斗。地下水的径流主要表现为向邻近漏斗中心流动的趋势。 在天然状态下湔江河是煤田区地下水的最终排泄基准面，地下水主要以泉的 形式出露，然后汇集于各支沟，再通过支沟排泄到湔江河。但是，由于受到井下 采煤的影响，各矿为了能正常地采煤，必须要进行大排量的井下降压疏干排水， 这样就使得区内的地下水都以各矿抽排水的形式抽出地表，也就是说在采矿条件 影响下，煤田区内的地下水主要以井下抽水的形式向地表排泄。 煤矿开采后，库区右岸地下水渗流场发生了巨大改变，由于采煤巷道的开挖， 改变了地下水原有的渗流途径，局部小型地下分水岭大部分消失，区域地下分水 岭逐渐发生偏移。随着各煤矿开采过程中大排量的井下降压疏干排水，使采空巷 道成了地下水的集中排泄区，地下水以各矿抽排水的形式排出地表，即在采矿条 件影响下，煤田区内的地下水主要以井下抽水的形式向地表排泄，地下水位被降 低至煤矿现今开采水平之下。 3 3 地下水化学特征 库区井泉点水化学简分析测试结果见表3 1 。从结果可以看出：水样s 4 8 $ 5 4 七个水样均取自煤矿排水，除煤矿排水外，本区地下水阳离子以c a 2 + 为主， 其次为m 9 2 + 和n a + ：阴离子以h c 0 3 。为主，其次为s o , 2 。，这一规律清楚地