季 備

(中鐵第一勘察設(shè)計院集團有限公司地路處，陜西西安710043)

1 地質(zhì)背景

錦屏一級水電站位于雅礱江中游錦屏大河灣之西側(cè)，地處屬青藏高原向四川盆地過渡之斜坡地帶。地貌上多屬侵蝕山地，地形上表現(xiàn)為高山峽谷，高差懸殊，呈典型的高山峽谷地貌景觀。

研究區(qū)在構(gòu)造上位于三灘向斜東翼，出露地層為三疊統(tǒng)中下統(tǒng)雜谷腦二段(T22-3z)大理巖，地層傾向北西，傾角30°～40°。主要斷裂為錦屏山斷裂和F13、F14斷層(圖1)。錦屏山斷裂為一區(qū)域性大斷裂，在區(qū)內(nèi)主要斷于三疊系內(nèi)部，斷裂總體傾北西，傾角較陡，約70°～85°，斷裂帶破碎帶寬十余米至數(shù)十米。F13、F14斷層傾向南東，傾角約50°～60°，斷層破碎帶主要為膠結(jié)緊密的碎裂巖。

2 樣品采集與測試

右岸采樣點22個(平硐滴水及平硐內(nèi)流水)，全部為大理巖巖溶裂隙含水層中的地下水。另外還包括1個雨水樣，2個雅礱江江水樣以及1個普斯羅溝溝水樣。

常規(guī)離子測試共計22個，送中國地質(zhì)大學(武漢)生物地質(zhì)與環(huán)境地質(zhì)教育部重點實驗室及中國地質(zhì)大學(武漢)環(huán)境學院測試中心進行測試，測試結(jié)果如表1。

圖1 研究區(qū)取樣點位置

3 水化學分析

3.1 地下水Piper三線圖分析

利用水化學軟件Piper三線圖將壩區(qū)水樣數(shù)據(jù)描繪于Piper圖中，得到右岸地下水水樣的piper三線圖，如下圖2。

圖2 錦屏一級水電站右岸地下水Piper三線圖

F13斷層以里:Ⅰ區(qū)，地下水為HCO3-Ca·Mg 型，礦化度(TDS)0.19～0.2 g/L;陽離子中 Ca2+、Mg2+含量高，Mg2+含量分布較離散，Ca2+含量較高且相對集中;Na+、K+含量較低。陰離子中含量較高+Cl-含量較低，且以為主。代表了F13斷層以里的地下水的水化學特征。

F13斷層與F14斷層之間:Ⅱ區(qū)，地下水為HCO3-Ca型，TDS為 0.22～0.244 g/L;陽離子中 Ca2+含量高;Na+、K+含量較低。陰離子中HCO3-含量較高+Cl-含量較低，且以SO42-為主。代表了F13斷層與F14斷層之間的地下水的水化學特征。

F14斷層以外:Ⅲ區(qū)，地下水為 HCO3·SO4-Ca·Na或HCO3·SO4-Na·Ca型，TDS為 0.11～0.23 g/L;陽離子中Ca2+、Na+含量高，Mg2+含量低。陰離子中含量較高。代表了F14斷層以外的地下水的水化學特征。

3.2 地下水的 TDS分布特征

在F13斷層以里，為地下水的強徑流帶，地下水滯留時間短，TDS值較小，為 0.11～0.2 g/L。F13斷層與 F14斷層之間的地下水體，由于 F13斷層的阻水作用，與F13斷層以里的水力聯(lián)系很弱，后由于工程的開挖使得部分地區(qū)F13斷層兩側(cè)得以貫通，及該區(qū)受降雨、普斯羅溝溝水及F13斷層以里地下水的影響，使得該處具有一定的徑流條件，為中等徑流區(qū)，地下水TDS較F13斷層以里的地下水要高，為0.13～0.24。在F14斷層以外，靠近河谷的采樣點的采樣高程在1 601～1 618之間，而雅礱江枯水期的水位為1 635.7 m，即采樣點基本位于江水水位以下。另外，在上游圍堰處的江水接觸的地層為同層大理巖，即上游圍堰江水與取樣點地下水存在水力聯(lián)系的條件。從TDS值的空間變化特征來看，F(xiàn)14斷層以外的TDS值為0.10～0.23，不具有相對于 F14斷層以里的連續(xù)變化特征，即F14斷層也具有一定的阻水效應(yīng)，只是由于F13斷層與F14斷層之間的地下水不具備F13斷層以里地下水的高壓的特征(補給有限)，而使得F14斷層的阻水效應(yīng)不明顯。雖然F14斷層以外的地下水體受上游江水的影響，但是TDS值又和江水TDS值有較大的不同，這主要是由于江水在補給該區(qū)地下水時有一個較長的徑流途徑，且在溝谷區(qū)風化裂隙發(fā)育，沿程受表層風化裂隙中包氣帶水的影響，使得在該區(qū)TDS相對江水要大。

表1 壩區(qū)主要突水含水層常規(guī)水化學分析數(shù)據(jù)

3.3 地下水的 分布特征

在壩區(qū)右岸F13斷層以里，屬于地下水的強徑流帶，地下水對F13以里的巖石溶濾及氧化作用影響較大，使得綠片巖中硫鐵礦的豐度降低，從而使得該區(qū)能夠被氧化的硫鐵礦的量減少，SO42-含量較低。在F13斷層與F14斷層之間，為地下水中等徑流區(qū)，地下水的氧化作用使得該段SO42-含量較F13斷層以里要高。在F14斷層以外，靠近河谷部位受上游江水的影響，但是SO42-含量又與上游江水相差較大，主要是由于江水在補給的時候有一較長的徑流段，且該徑流段巖體在平硐開挖前不受江水徑流沖刷，巖石硫鐵礦豐度較大，使得該區(qū)的地下水SO42-含量較大，表現(xiàn)為受江水混合及沿程的氧化作用的影響。

3.4 地下水的 Ca2+、Mg2+分布特征

F13斷層以里為地下水的強徑流帶，Ca2+、Mg2+含量是由于大理巖的溶濾作用占主導(dǎo)作用，使得在F13斷層以里，地下水的水化學類型為 HCO3-Ca·Mg型水。在F13斷層與 F14斷層之間，除受大理巖的溶濾作用的影響外，還受普斯羅溝溝水及降水的混合作用的影響，使得該處地下水的水化學類型為HCO3-Ca。在F14斷層以外，在靠近河谷的部位地下水除受上游江水的影響外，還受沿程大理巖溶濾作用的影響，使得該區(qū)Ca2+、Mg2+含量較江水要大。

4 結(jié)語

右岸大理巖地下水系統(tǒng)由于F13與F14斷層的阻水作用，使得右岸大理巖地下水系統(tǒng)的空間分布特征受構(gòu)造的影響很大:

在F13斷層以里，為地下水的強徑流帶，地下水中常規(guī)離子的變化特征主要受補給源水和F13斷層以里地層巖性的影響，即錦屏山大斷裂的側(cè)向補給、普斯羅溝上游的滲透補給及地層巖性的影響。

在F13與F14斷層之間，由于地下工程的開挖，使得原本不具水力聯(lián)系的F13斷層內(nèi)外兩地質(zhì)環(huán)境變得具有較強的水力聯(lián)系。在工況條件下，F(xiàn)13與F14斷層之間的地下水的常規(guī)離子含量除了受溝水及江水入滲的影響外，受F13斷層以里地下水的影響也較大。

在F14斷層以外，由于壩址區(qū)灌漿及排水廊道的最低開挖高程為1 601 m，且上游江水水位為1 635.7 m，導(dǎo)致開挖過程中江水具有倒灌進入廊道的條件，這也可能是B07，C01出水量巨大的原因。在工況條件下，F(xiàn)14斷層以外地下水除受F13與F14斷層之地下水，溝水入滲影響外，還受上游江水的影響，導(dǎo)致該處在低高程的開外面出水量很大。

通過對不同地質(zhì)環(huán)境地下水化學特征的分析，查明不同地質(zhì)環(huán)境下地下水的徑流特征，對指導(dǎo)工程設(shè)計與施工意義重大。