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【摘要】某水利枢纽工程坝址区左岸发育一条古河道，水库蓄水后存在向下游渗漏问题。左岸砂砾石层渗漏量的大小，直接决定着该水利枢纽工程的经济效益和水资源的调节作用大小。本文对该水利枢纽工程左岸古河道渗漏问题做出初步分析。
【关键词】古河道；覆盖层；渗透系数；渗漏量估算
1.工程概况
某水利枢纽工程位于某河出山口附近，该工程是一座以灌溉、防洪和生态保护为主，兼顾发电的综合性水利枢纽工程。
该工程枢纽由拦河坝、导流泄洪冲砂洞、表孔泄洪洞、发电洞、厂房及电站尾水渠等建筑物组成。
2.古河道的形成过程
新生代青藏高原经历了三次隆升，第三次隆升发生在第四纪早更新世，从300万年至今，青藏高原进入全面隆升期。目前意义上的青藏高原，源于第三次高原的隆升过程。该水利枢纽工程坝址区左岸的古河道的形成就缘于第三次隆升。
3.古河道形态
在勘察过程中结合对古河道的分析，以进一步查明古河道形态、走向及成因，在充分利用原有资料和勘探结果的基础上，结合地质测绘成果，查明了枢纽区古河道的特征。该古河道较宽，整体呈SE-NW向，进口位于上坝址库区左岸，距上坝轴线100m，出口位于下坝址下游300m。古河道进口处呈直立的陡坎状，进口处顶部高程为2365m左右，宽度为2.8km，底宽1km。上部岩性为第四系上更新统Q3砂卵砾石层，呈青灰色，厚34～38m。且全部位于正常高水位以上，在渗漏方面对水库蓄水没有影响。下部岩性为巨厚层的Q2砂卵砾石层，泥质半胶结，呈土黄～棕黄色，厚度50～260m，古河道底部低于正常高水位164m，未见基岩出露，该层存在渗漏的可能。根据对古河道进口处纵断面的勘测古河道两岸基岩出露，河道内沉积了深厚层的砂卵砾石，当库区正常高水位高程为2294m时，位于库区的古河道宽2.4km。
4.古河道砂卵砾石层渗透特性
为查明库区左岸古河道内第四系上更新统Q2砂卵砾石层的物理力学性质，在勘察过程中，在古河道进口不同高程上，针对性布置了勘探平硐，本次每个平硐中按不同的深度分别做了原位注水试验，并取样在试验室进行了颗粒分析、比重、相对密度、压缩、渗透等试验，查明了古河道第四系上更新统Q2砂卵砾石层的物理力学性质。根据试验资料分析，库区Q2砂卵砾石层渗透系数取值5×10-4cm/s比较合适。
根据钻孔资料显示，在Q2砂卵砾石地层中，局部发育有细颗粒充填的大颗粒架空结构透镜体，厚度一般10～20cm，在钻探勘测过程，此种情况渗漏较大。又在古河道进口区随机抽取了两处不同高程的地方，并统计了这两处的架空架构所占的比例，计算结果分别为0.5%和4%。根据这两处的试验数据和勘探中的渗漏情况，架空结构处的渗透系数取值为1.0×10-1较合适。
5.古河道工程地质问题
5.1古河道渗漏计算
当该枢纽工程建库之后，由于水库蓄水，水位抬高，水压力的增大改变了库区周围地下水的流动状态，就会产生水库的渗漏损失。
根据前面所讲该古河道砂卵砾石层渗透系数5.0×10-4cm/s，架空结构处的渗透系数为1.0×10-1cm/s。该枢纽工程库区的水主要是通过库区左岸古河道进口处Q2砂卵砾石层向外渗漏出去的。
古河道卵砾石渗漏量估算：
古河道卵砾石渗漏量计算选用《水利水电工程地质手册》表3-3-1中坝基渗漏计算公式进行计算 （7-1）
式中：Q—古河道渗漏量（m3/d）
B—古河道宽度，取平均值为2800m
K—古河道卵砾石渗透系数，取值5.0×10-4cm/s即4.32×10-1m/d
H—水库正常蓄水位到古河道卵砾石顶部的高差，取值83.5m
2b—古河道卵砾石顶部坝基宽度，取值2400m
M—古河道卵砾石平均厚度，取值147.4m
参数的选取：计算时所需的数据必须根据库区及坝址的水文地质、地形、水工建筑物的型式等条件来决定，而这些地质条件及渗流运动均较复杂，往往难以用理论计算的方法获得较好的成果。因此，在生产实际中，常根据水文地质情况，定出一些经验性的数据，作为初步估算渗漏損失的依据。为安全计，对该古河道分为四种不同的渗漏方式。
（1）根据勘察资料所绘古河道的渗漏断面，根据公式（7-1）：
通过计算，估算古河道日渗漏量为3184.59m3/d，年渗漏量为116.24万m3/a，渗漏量不大。
（2）计算架空结构所占比例为0.5%时的渗漏量。根据公式（7-1）：
计算出古河道日渗漏量为6353.26m3/d，年渗漏量为231.90万m3/a。
（3）计算架空结构所占比例为0.5%时的渗漏量。根据公式（7-1）：
计算出古河道日渗漏量为28533.93m3/d，年渗漏量为1041.49万 m3/a。
（4）计算架空结构所占比例介于0.5%～4%之间时的渗漏量。根据公式（7-1）：计算出古河道日渗漏量为6366910.79m3/d，年渗漏量为636.69万m3/a。
在水库运行的最初几年，渗漏损失往往较大于上述经验数据，因为初蓄时，为了湿润土壤及抬高地下水位需要额外损失水量。水库运行多年之后，因为库床泥沙颗粒间的空隙逐渐被水内细泥或粘土淤塞，渗漏系数变小，同时库岸四周地下水位逐渐抬高，渗漏量减少。从已计算出的渗漏量可知古河道的渗漏量不大，对水利枢纽工程正常蓄水后的正常运行不会产生特别大的影响。
6.结语
对古河道的勘察应通过工程地质测绘初步结果，以及对古河道形成演化过程的分析推理，有针对性的布置各类勘探手段，以钻探为主，结合物探、开挖、试验等手段，确定古河道的形态、延伸方向，切割深度及古河道内规堆积的地层性特点，为工程设计提供较为准确的地质资料。古河道的渗漏对该工程的正常运行有重要的影响，此次的分析只是从一个方面对该古河道的渗漏量进行一个初步的计算，所得结果可以做为库区古河道渗漏治理的一个参考。
【关键词】古河道；覆盖层；渗透系数；渗漏量估算
1.工程概况
某水利枢纽工程位于某河出山口附近，该工程是一座以灌溉、防洪和生态保护为主，兼顾发电的综合性水利枢纽工程。
该工程枢纽由拦河坝、导流泄洪冲砂洞、表孔泄洪洞、发电洞、厂房及电站尾水渠等建筑物组成。
2.古河道的形成过程
新生代青藏高原经历了三次隆升，第三次隆升发生在第四纪早更新世，从300万年至今，青藏高原进入全面隆升期。目前意义上的青藏高原，源于第三次高原的隆升过程。该水利枢纽工程坝址区左岸的古河道的形成就缘于第三次隆升。
3.古河道形态
在勘察过程中结合对古河道的分析，以进一步查明古河道形态、走向及成因，在充分利用原有资料和勘探结果的基础上，结合地质测绘成果，查明了枢纽区古河道的特征。该古河道较宽，整体呈SE-NW向，进口位于上坝址库区左岸，距上坝轴线100m，出口位于下坝址下游300m。古河道进口处呈直立的陡坎状，进口处顶部高程为2365m左右，宽度为2.8km，底宽1km。上部岩性为第四系上更新统Q3砂卵砾石层，呈青灰色，厚34～38m。且全部位于正常高水位以上，在渗漏方面对水库蓄水没有影响。下部岩性为巨厚层的Q2砂卵砾石层，泥质半胶结，呈土黄～棕黄色，厚度50～260m，古河道底部低于正常高水位164m，未见基岩出露，该层存在渗漏的可能。根据对古河道进口处纵断面的勘测古河道两岸基岩出露，河道内沉积了深厚层的砂卵砾石，当库区正常高水位高程为2294m时，位于库区的古河道宽2.4km。
4.古河道砂卵砾石层渗透特性
为查明库区左岸古河道内第四系上更新统Q2砂卵砾石层的物理力学性质，在勘察过程中，在古河道进口不同高程上，针对性布置了勘探平硐，本次每个平硐中按不同的深度分别做了原位注水试验，并取样在试验室进行了颗粒分析、比重、相对密度、压缩、渗透等试验，查明了古河道第四系上更新统Q2砂卵砾石层的物理力学性质。根据试验资料分析，库区Q2砂卵砾石层渗透系数取值5×10-4cm/s比较合适。
根据钻孔资料显示，在Q2砂卵砾石地层中，局部发育有细颗粒充填的大颗粒架空结构透镜体，厚度一般10～20cm，在钻探勘测过程，此种情况渗漏较大。又在古河道进口区随机抽取了两处不同高程的地方，并统计了这两处的架空架构所占的比例，计算结果分别为0.5%和4%。根据这两处的试验数据和勘探中的渗漏情况，架空结构处的渗透系数取值为1.0×10-1较合适。
5.古河道工程地质问题
5.1古河道渗漏计算
当该枢纽工程建库之后，由于水库蓄水，水位抬高，水压力的增大改变了库区周围地下水的流动状态，就会产生水库的渗漏损失。
根据前面所讲该古河道砂卵砾石层渗透系数5.0×10-4cm/s，架空结构处的渗透系数为1.0×10-1cm/s。该枢纽工程库区的水主要是通过库区左岸古河道进口处Q2砂卵砾石层向外渗漏出去的。
古河道卵砾石渗漏量估算：
古河道卵砾石渗漏量计算选用《水利水电工程地质手册》表3-3-1中坝基渗漏计算公式进行计算 （7-1）
式中：Q—古河道渗漏量（m3/d）
B—古河道宽度，取平均值为2800m
K—古河道卵砾石渗透系数，取值5.0×10-4cm/s即4.32×10-1m/d
H—水库正常蓄水位到古河道卵砾石顶部的高差，取值83.5m
2b—古河道卵砾石顶部坝基宽度，取值2400m
M—古河道卵砾石平均厚度，取值147.4m
参数的选取：计算时所需的数据必须根据库区及坝址的水文地质、地形、水工建筑物的型式等条件来决定，而这些地质条件及渗流运动均较复杂，往往难以用理论计算的方法获得较好的成果。因此，在生产实际中，常根据水文地质情况，定出一些经验性的数据，作为初步估算渗漏損失的依据。为安全计，对该古河道分为四种不同的渗漏方式。
（1）根据勘察资料所绘古河道的渗漏断面，根据公式（7-1）：
通过计算，估算古河道日渗漏量为3184.59m3/d，年渗漏量为116.24万m3/a，渗漏量不大。
（2）计算架空结构所占比例为0.5%时的渗漏量。根据公式（7-1）：
计算出古河道日渗漏量为6353.26m3/d，年渗漏量为231.90万m3/a。
（3）计算架空结构所占比例为0.5%时的渗漏量。根据公式（7-1）：
计算出古河道日渗漏量为28533.93m3/d，年渗漏量为1041.49万 m3/a。
（4）计算架空结构所占比例介于0.5%～4%之间时的渗漏量。根据公式（7-1）：计算出古河道日渗漏量为6366910.79m3/d，年渗漏量为636.69万m3/a。
在水库运行的最初几年，渗漏损失往往较大于上述经验数据，因为初蓄时，为了湿润土壤及抬高地下水位需要额外损失水量。水库运行多年之后，因为库床泥沙颗粒间的空隙逐渐被水内细泥或粘土淤塞，渗漏系数变小，同时库岸四周地下水位逐渐抬高，渗漏量减少。从已计算出的渗漏量可知古河道的渗漏量不大，对水利枢纽工程正常蓄水后的正常运行不会产生特别大的影响。
6.结语
对古河道的勘察应通过工程地质测绘初步结果，以及对古河道形成演化过程的分析推理，有针对性的布置各类勘探手段，以钻探为主，结合物探、开挖、试验等手段，确定古河道的形态、延伸方向，切割深度及古河道内规堆积的地层性特点，为工程设计提供较为准确的地质资料。古河道的渗漏对该工程的正常运行有重要的影响，此次的分析只是从一个方面对该古河道的渗漏量进行一个初步的计算，所得结果可以做为库区古河道渗漏治理的一个参考。