1.1 课题研究的意义
黔中地区是贵州省政治、经济、文化、交通中心,是贵州省城市最密集、交通最发达、工业基础最好、人口最集中、耕地资源集中成片的地区,是贵州省经济社会发展核心地区和最有基础、最有发展潜力的地区,区位优势突出,在全省占有举足轻重的地位。但因地处苗岭宽缓山脊、两江分水岭河源地带、岩溶强烈发育的山区,山高谷深水源低,雨多水少不易蓄,坡陡土薄涵水弱,旱灾频繁单产低,水资源开发利用难度极大,加上水资源时空分配不均,人均水资源量少,可利用水资源非常紧缺,缺水成为发展的首要瓶颈。黔中区属于用水紧张地区,总体表现为资源型缺水,也存在水质型缺水和工程型缺水。缺水表现为:一是供水能力不足,供需矛盾尖锐,以牺牲发展速度和质量为代价维系生存;二是无大型骨干工程支撑,灌溉面积小,供水保证率低;三是旱灾严重而频繁,抗旱能力极差;四是当地水生态遭破坏,治理和保护任务繁重。
根据黔中区周边水源点比选研究,从乌江上游三岔河平寨河段取水解决该地区缺水问题的布局方案具有提水耗能最低、投资和年运行费最省、输水线路最符合区域用水布局、工程布局最符合区域水资源优化配置等优点,由此提出从三岔河引水的黔中水利枢纽工程解决该地区的缺水问题。平寨水库工程即为黔中水利枢纽工程水源点。
平寨水库工程位于乌江上游南源三岔河六枝北部与织金交界处的木底河段,属长江流域,发源于贵州西部高原威宁县盐仓镇西南的乌蒙山东麓,河流由西北向东南流经威宁、水城、纳雍,至六枝的龙场转向东北向,流经织金、普定、平坝县境,于平坝县吴家渡附近折向北流,在清镇市、黔西县、织金县交界的化屋基和六冲河汇合后始称乌江。三岔河干流全长325.6km,落差1339.8m,平均比降2.83‰,集水面积7264km2。
水库设计正常蓄水位1331.00m,总库容10.89亿m3,混凝土面板堆石坝最大坝高157.5m,为Ⅰ等大(1)型水利枢纽工程。工程全部建成后可解决黔中灌区7县49个乡镇65.14万亩农灌用水、5个县城和36个乡镇供水、农村41.8万人和36.4万头牲畜饮水以及贵阳、安顺城市供水,总的毛供水量7.67亿m3/a。
水库坝址区主要出露三叠系下统永宁镇第四段(T1yn4)为中至厚层白云岩、泥质白云岩、角砾状白云岩夹少量灰色白云质灰岩及泥灰岩;第三段(T1yn3)为极薄至中厚层灰岩、泥质灰岩夹4层黄灰色泥质白云岩;第二段(T1yn2)为薄至中厚层泥质灰岩、钙质泥岩夹灰岩;第一段(T1yn1)为灰色中厚层灰岩。帷幕线上、下游分别发育三塘向斜、鸡场背斜,主要为短轴式褶皱。
库首一带强岩溶透水层与弱岩溶弱透水层相间分布的渗透结构型式,形成了本区复杂的岩溶水文地质条件。水库近坝右岸河间地块分水岭区存在马场垭口、上下岩冲垭口地下水位低于水库正常蓄水位地段,水库蓄水后有向懒龙河低邻谷渗漏的可能;左岸在永宁镇组的第一段、第三段强岩溶化灰岩中发育有Ks1、Ks3、Ks4、Ks6等岩溶系统。平寨水库库首岩溶渗漏问题复杂,库首防渗是该工程的核心,近坝库岸的岩溶渗漏问题不仅是本工程的难点,也是水源工程最大的工程地质风险点,是工程成败的关键。
为总结以往岩溶渗漏勘察及防渗处理经验及教训,在工程建设前研究平寨水库库首岩溶渗漏机理、型式、规模,提出可靠的防渗对策,并尽可能优化原水库防渗结构,为此,贵州省水利水电勘测设计研究院向贵州省科学技术厅申请贵州省科技计划项目“黔中水利枢纽工程重大关键技术研究与应用”(〔2012〕6013)对工程建设中所遇重大关键技术开展研究,研究课题为“黔中水利枢纽工程重大关键技术研究与应用”课题1“库首褶皱带隐伏型岩溶发育特征及其渗漏研究”。