王春永，孙 杰

（陕西省水利电力勘测设计研究院勘察分院，陕西 咸阳 712000）

0 引言

东庄水库2.7 km 近坝库段岩性为白云岩和灰岩，岩溶现象普遍，地表存在溶洞、溶隙、溶孔等溶蚀现象，在地下一定深度范围内存在岩溶现象，地下水位低于河水位30 m～50 m，形成悬托河。

1 地质概况

碳酸盐岩库坝段河谷为“V”型谷，两岸基岩裸露，岸坡陡峻，自然坡度60°～75°，河谷宽15 m～30 m；两岸深切沟谷整体不发育。

地层岩性主要为奥陶系（O）下统冶里—亮甲山组（O1（y-l））白云岩夹浅黄色薄层泥质白云岩中统马家沟组（O2m）厚层微晶白云岩与中薄层含生物灰岩互层、巨厚层灰岩。

根据地层岩性、薄片鉴定和实测地质剖面资料，并结合岩溶发育程度和矿物成分分析成果，将2.7 km 碳酸盐库坝段划分为A、B、C 三个区。

2 地下水位总体特征

东庄水库近坝段2.7 km 地下水属于碳酸盐岩溶裂隙水，含水层及透水层均为碳酸盐岩层，无可靠的不透水层或相对隔水层。据钻孔揭露，两岸远处地下水位高于河水位，但在靠近河谷部位，受河水的补给作用，沿河床形成一条带状地下水丘，略高于两岸近岸的地下水位，泾河在此段为悬托型河谷（见图1 和图2）。

根据地下水位长期观测资料，近坝段近岸地下水整体平缓（水位整体在545 m～555 m），两岸远端存在地下水相对分岭，左岸钻天岭一带地下水位728.7 m～760 m，右岸五峰山一带推测地下水位高于正常蓄水位，地下水由两岸远端向河床方向径流。

图1 坝址区两岸地下水位示意图

图2 碳酸盐岩库坝段地下水长期观测孔分布及同期地下水位

3 地下水位长期动态

本工程地下水位资料最早源于1965 年，共经历了1965 年～1966 年、1980 年～1981 年、1993 年～1994 年、2010 年～2017 年几个时段。在东庄坝址附近，前后施工地质勘探孔近50 余个，大部分都观测到了地下水位。由于各阶段钻孔勘察目的不同，时间跨度大，早期的钻孔没有连续的、系统的长期水位动态观测资料。

2.3.1 盲目施用化肥，有机肥料投入逐年减少 随着花椒种植面积的扩大，椒农为了提高产量，过量施用化肥，导致土壤可溶性盐类浓度增高，土壤有机质分解加速，理化性质发生改变，地力下降，致使椒树提前衰老死亡。据调查，秦安椒农施用化肥以氮肥和磷肥为主，单一施用氮肥造成生理病害蔓延，过量施用磷肥造成对某元素的积聚，严重影响了果实的品质，且长期施用劣质化肥对土壤肥力造成严重破坏，污染严重。

1980 年～1981 年和1993 年～1994 年分别进行了为期1 年的地下水位长期观测，2011 年～2017 年进行了近30 个钻孔的地下水长观，反映了阶段性的地下水位动态变化，各个阶段的地下水位变化见表1～表3。

从各个时期观测的地下水位资料可以看出：总体上，1965 年以来库坝区地下水位呈下降趋势，下降幅度约20 m～30 m。同时年际间存在一定的波动，如1993 年～1994 年间的地下水位略高于1980 年～1981 年的地下水位，2013 年～2017 年观测期间地下水位也呈现出年际间有升有降的波动。

表1 碳酸盐岩库坝段1965 年～1966 年钻孔地下水位统计表

表2 碳酸盐岩库坝段1980 年～1981 年、1993 年～1994 年钻孔地下水位统计表

表3 碳酸盐岩库坝段2014 年～2017 年钻孔地下水位统计表

4 地下水动态特征分析

4.1 2014 年～2017 年地下水位动态分析

在2014 年～2017 年在近坝区共布置了13 个地下水位长期观测孔，其中11 个获取了1～2 个水文年（2013 年～2014 年）的长观资料，分别是：A 区的2 个钻孔ZK323 和ZK455 位于左、右岸；B 区的3 个钻孔中ZK458 和ZK456 位于左、右岸，ZK322位于河床；C 区的5 个孔为位于左坝肩的ZK405、ZK301，位于左岸破碎体上游的ZK419 和右坝肩的ZK306、ZK404，ZK459 位于左岸帷幕线附近(距泾河直线距离约350 m)。每孔中均放置地下水自动记录仪，观测频率为1 次/d，各孔的地下水位与河水位、降雨量的动态关系曲线见图3。

图3 2014 年～2017 年近坝库段不同分区地下水位动态与河水位、降雨量关系示意图

A、B 区地下水位低于河床30 m～50 m，地下水与地表水的水力联系较弱，即使是位于B 区河床部位的ZK322 钻孔，其地下水位也基本未受到河水的动态变化影响，结合区内河床孔非长观孔ZK451～ZK454 的终孔观测地下水位 (分别为562.43 m、560.05 m、559.79 m、557.38 m，2013 年2 月～3 月)，认为A、B 两区附近河水对地下水的补给作用较弱，且地下水径流缓慢。

C 区坝肩ZK301、ZK306、ZK404、ZK405 和位于左岸破碎体上游的ZK419 长观孔地下水位低于河水位5 m～15 m，地下水位动态曲线反应出坝肩地下水位与河水位动态关系较为密切，表明库首灰岩段河水沿河床对地下水有补给作用，是未来库坝区防渗的重点，而远离河床的ZK459 长观孔（距泾河直线距离约350 m），其2013 年地下水位长观数据平均低于坝址河床35 m 左右，受河水的影响不及左右坝肩显著，且相对河水变化有滞后现象，对比C 区6 个长观孔的水位观测资料，随着与河床距离的增加，地下水位受河水的影响有减弱的趋势，表明沿河床和近岸岸坡地带，岩体透水性相对较强。

根据上述地下水动态变化特征，可以将其分为两类，一是气象型，二是水文型。

（1）气象型：钻孔中地下水位与河水位关系不密切，河水对地下水影响小，主要分布在A、B 区和C 区远离河床地段，如A、B 区的ZK322、ZK455、ZK456、ZK458 等，该类型地下水位变化主要受气候的影响，反映在地下水位曲线比较平缓，峰谷不明显。

（2）水文型：地下水位与河水位动态密切相关，河水位上涨，地下水位也随之上升，主要分布在C 区的近河谷带，如C区左右坝肩的ZK301、ZK306、ZK404、ZK405 孔和左岸破碎体上游的ZK419。随着远离河床，地下水动态受河水位动态变化的影响逐渐减弱，表现出一定时间的滞后现象，滞后时间取决于钻孔与河道的距离（C 区ZK459 孔），水位的变化同时又受降水的影响，属于气象- 水文型。

4.2 2017 年～2018 年地下水位动态分析

在2013 年～2017 年长期观测孔的基础上，2017 年～2018 年对库坝区地下水位长观孔分布进行了适当调整，增加了一些钻孔，并在钻孔中放置地下水自动记录仪作为长观孔进行监测。目前库坝区共有19 个地下水位长期观测孔进行地下水位动态观测，分别是：A 区4 个，左岸的ZK465、ZK463、ZK323 和右岸的ZK455；B 区4 个，左岸的ZK458、ZK321 和右岸的ZK456，ZK322 位于河床；C 区11 个，位于左岸ZK405、ZK301、ZK431、ZK439、ZK459、ZK423 和ZK425，右岸的ZK306、ZK434、ZK422和ZK424。根据获取的一个水文年（2017 年3 月～2018 年3 月）的地下水位变化特征，其中2017 年5 月份和10 月份分别有两次较大的降雨过程，导致河水位明显上涨，各观测孔监测曲线均有反映。

（1）库区右岸

图4 2017 年～2018 年库区右岸钻孔地下水位动态变化曲线

2017 年3 月～2018 年3 月地下水观测资料（图4）表明：在正常时期，右岸远岸坡钻孔ZK455、ZK456 和ZK434 钻孔中地下水位动态变化平缓，主要随降水年际变化呈缓慢的上升或下降，受短期降水或河水位变动影响较小。2017 年4 月以后，降水强度及历时、河水流量较其它年份明显增大，A、B 区地下水位开始轻微波动，至汛后10 月份开始明显抬升，但具有滞后效应，较汛期滞后约3 个月，在一定程度上反映出降水及河水入渗补给地下水缓慢，地下水与河水等地表水的水力联系较弱。

右岸C 区近岸坡钻孔ZK422、ZK306 地下水在汛期6 月～9 月受降水或河水位变动影响，地下水位出现明显的波动抬升，其它时段地下水位平缓下降，水位变动与降水和河水变化基本同步，说明地下水与河水等地表水联系紧密。反映出河水等地表水对地下水具有一定的渗漏补给，主要沿河床两岸发育的顺层大裂隙、溶蚀裂隙等结构面入渗补给。

从地下水位来看，右岸C 区近岸坡受河水的补给，地下水位较高。远岸坡随着远离河床，钻孔地下水位逐渐升高，地下水位由远岸向近岸径流，最终补给河水。

综上所述：库区右岸地下水在C 区近岸坡受河水影响较大，但影响范围未达到ZK434 钻孔，说明坝址右岸主要渗漏地段分布在近岸坡河床至ZK434 之间。

（2）库区左岸

图5 2017 年～2018 年左岸钻孔地下水位动态变化曲线

图6 2017 年～2018 年左岸A、B 区钻孔地下水位动态变化曲线

图7 2017 年～2018 年左岸C 区钻孔地下水位动态变化曲线

2017 年3 月～2018 年3 月地下水观测资料（图5～图7）表明：在正常时期，库区左岸A、B 区钻孔ZK458、ZK465、ZK321、ZK322 和ZK323 钻孔中地下水位动态变化平缓，主要随降水年际变化呈缓慢的上升或下降，受短期降水或河水位变动影响较小。但随着汛期6 月～9 月降雨量的增加，各钻孔中地下水位均有相应的抬升，而后有逐渐恢复的趋势，具有滞后效应，较汛期滞后约3 个月。在一定程度上反映出降水及河水入渗补给地下水缓慢，地下水与河水等地表水的水力联系较弱。

左岸C 区近岸坡钻孔ZK405、ZK439 和ZK459 在汛期6 月～9 月受降水或河水位变动影响较大，其它时段地下水位平缓下降，水位变动与降水和河水变化基本同步，说明地下水与河水等地表水联系紧密。反映出河水等地表水对地下水具有一定的渗漏补给，主要沿河床两岸发育的顺层大裂隙、溶蚀裂隙等结构面入渗补给。但随着与河床距离的增加，地下水动态受河水位动态变化的影响逐渐减弱。

钻孔ZK431 地下水位较高，受河水位变化影响较弱，随着5 月份和10 月份降雨量的增加，钻孔内地下水位上升的滞后现象更加明显，除了ZK431 距离河床较远以外，该处地下水径流速度慢，地层渗透性较差也是产生这种现象的主要原因。

从地下水位来看，左岸C 区近岸坡受河水的补给，地下水位较高。A、B 区随着远离河床，钻孔地下水位逐渐升高，地下水位整体上由远岸向近岸径流，最终补给河水。

综上所述：库区左岸地下水在C 近岸坡受河水影响较大，但随着距离的增加，影响程度逐渐减弱，影响范围未达到ZK431 钻孔。

5 结语

通过对东庄水库近坝碳酸盐岩库段地下水位特征的分析研究可知：近坝库段地下水位是低于河水位5 m～50 m；河水和地下水位联系较紧密。从岩溶发育程度上来说工程区岩溶不发育，以溶孔、溶隙为主，蓄水后发生渗漏的可能性不大；但是从地下水位特征分析，河水和地下水位联系紧密，地表水可以沿河床两岸发育的顺层大裂隙、溶蚀裂隙等结构面入渗补给地下水；因此对水库采取一定的防渗措施是很有必要的。