应用于探查库坝区隐伏主渗流通道的水质分析法，实际上是一种水文地球化学方法，其基本原理如本章第1 节所述。

需要强调的是，人类工程活动（如大坝的兴建及基础帷幕体的形成等）对于区内地下水质的形成及其演变的影响是不可忽略的。这里指主要通过改变区内的渗流条件来影响水质的形成及其变化（宋汉周等，2001）。可见，在天然的及人为的双重因素影响下地下水质的分布及变化规律趋于更为复杂化，但只要在搞清楚研究区地质环境与人类工程活动的基本特征的基础上，根据水质分析资料所隐含的信息（如随时间的和空间的分布，及其差异性等）可以有效地探查大坝基础的地质薄弱部位及帷幕体的防渗薄弱部位等异常位置，从而为必要时基础补强工程的实施提供依据。

水质分析法可用于帷幕体防渗时效性的判别。分析帷幕体的防渗时效性即判定其潜在的依时性变化，是分析帷幕体防渗耐久性程度的一个重要方面。分析内容可以依据幕后具体的地下水的水质特征，当然也应参考相应部位地下水的其他物理量（如排水量及扬压力水头等）特征。

陈村水电站大坝为重力拱坝，由于河床部位坝段（第7～17号坝段）位于F11及F31等压性结构面的上盘，且该盘岩体中发育多条次一级断层，从而构成了若干潜在的坝基渗流通道，以致在第7～17号坝段完成了主体防渗工程之后仍存在较为严重的渗漏及扬压力偏高等问题。于是于1975～1979 年间对上述坝段部位增设了一排丙凝加强帷幕。根据当时的地下水动态观测资料，认为该加强帷幕的防渗效果是理想的。然而，自20世纪90年代以来的水质分析资料反映，该丙凝加强帷幕似存在局部的防渗时效性问题，即局部的防渗效果有衰减的迹象。其中，以灌浆廊道10 号坝段4 号排水孔（简称灌10-4）处最明显。其证据可归纳为如下。

（1）水的pH值及Eh 值低于该廊道其他排水孔位，见表3.3.3。水的pH值低反映出该部位地下水的径流条件较好，而Eh 值低则表明该部位地下水体处于缺氧的还原环境，这与上游库底水所处的环境特征基本一致。此外，根据具体的水质分析资料，该孔位水中含量为零但含有H2S，此标志着该部位地下水化学成分的形成作用中存在脱硫酸作用。这种水质特征及其所指示的水环境特征表明，该部位帷幕体的防渗性能在衰减。

表3.3.3　陈村坝址部分坝段灌浆廊道排水孔水的pH与Eh值统计

（2）水中具有化灌材料的水解产物—被检出。根据水质分析资料，坝前库底水中的含量在0.14～0.02mg/L之间，而在灌10-4孔处水中该组分含量在0.60～0.64mg/L之间，数倍于前者，也高于其他孔位。显然，该部位水中含量的增量来源于地下水对于加强帷幕中丙凝胶体的水解作用。这种水解作用尽管是缓慢的，但对于帷幕体的防渗耐久性显然是不利的。

（3）孔壁上灰白色凝胶体（此不同于一般的地下水析出物）的出现。由于灌10-4孔是在化灌结束后成孔的，故认为该孔孔壁上的灰白色凝胶体不是原施工过程的残留物，而是在长期的上游高库水头作用下从丙凝加强帷幕中被挤出的。曾作过取样分析，结果表明该灰白色凝胶体的主要成分为有机质。

综上所述表明，相邻于灌10-4 孔位的丙凝加强帷幕体的防渗效果在衰减。相应时期，该孔排水量与上游库水位之间较好的相关性为此提供了佐证（宋汉周等，1995）。

水质分析法也可用于防渗补强工程的效果评价。坝址区防渗补强工程（如水平铺盖或垂向帷幕体等）的实施改变了坝址区渗流性状，由此也改变了坝址渗流场内的水质特征。因此，可以根据区内防渗补强工程实施前、后的水质特征评价其防渗效果。显然，若区内防渗补强工程实施前、后水质之间的差异越大，则补强工程所产生的防渗效果越显著。与之相关的水质分析指标一般包括pH值、TDS 值等。

纪村电站坝址位于“红层”之上，此类地质体的工程地质特性较差，以致在电站开始发电（1977 年5 月）之后不久，即发现少数坝段扬压力实测值超设计值、渗漏量偏大以及部分坝段基础岩体的软化、泥化等问题。水质分析表明，该时期坝址地下水质与前池库水水质相似，见表3.3.4。此从一个侧面反映，坝址地下水与前池库水之间存在较密切水力联系，并由此诱发上述问题。因此，于20世纪80年代初开始实施坝基补强工程及之后的完善化处理，至90年代初结束。具体的补强工程包括：在距坝轴线上游0＋27m处设一道深20m，并向西与土坝相交至下游延伸成“∩”型的钢筋混凝土防渗墙；在距坝轴线上游0＋22m处设一纵向排水廊道，并设排水孔38 个。此外，对原坝前水平铺盖也作了延伸。(www.daowen.com)

表3.3.4　坝址补强工程之前大坝廊道地下水的主要水化学特征统计

表3.3.5 为该电站实施了防渗补强工程之后大坝廊道地下水的主要水化学特征统计。同表3.3.4 相比较不难得出，坝址地下水质于防渗补强工程实施前、后之间的差异是显著的。这种差异主要反映在水的pH 值、TDS 值及水化学类型等方面。补强工程实施之后，幕后地下水质的碱性化主要起因于滞缓的径流状态下碳酸盐类物质的缓慢的水解过程。该时期坝址地下水的TDS 值的增大也源于幕后滞缓的径流条件，正是后者使液—固相之间具有较长的相互作用的时间，以致幕后地下水中的不同组分含量均有所增大，由此亦使该时期地下水化学类型发生了相应的变化。

表3.3.5　补强工程之后大坝廊道地下水的主要水化学特征统计

水质分析法还可用于帷幕体防渗性能的差异性分析。众所周知，存在多个影响帷幕体防渗效果的因素，它们既与拟防渗区内地质体的复杂性有关，也与灌浆施工本身的原因有关，如所选用的压力值、浆液的比例以及灌浆孔与裂隙的相交率等。而有可能使帷幕体存在局部的防渗缺陷，此可通过区内坝踵帷幕体后地下水主要水化学指标（如pH、Ca2＋及TDS 等）沿坝轴线的变化来加以判定。

图3.3.5 为某大坝基础廊道幕后地下水主要水化学指标沿坝轴线的分布断面图，显示在该基础廊道水质监测点中，16-4孔位地下水具有异常的水化学特征。具体反映在：pH值（多年均值为7.56）低而相对接近于作为其主要补给源的坝前库水（多年均值为7.39）；TDS 值低而低于该廊道其余水质监测点的相应物理量；Ca2＋的含量（多年均值为7.14mg/L）亦为该廊道9 个水质点之最低。由此认为，在该孔位地下水与上游库水之间存在较通畅渗流通道，即位于该排水孔上游侧坝踵帷幕体似存在局部的防渗缺陷。近年来，地下水的宏观动态观测资料表明，该孔位排水量与上游库水位之间具有较密切的相关性（图3.3.6）。此应值得关注。

图3.3.5　某大坝基础廊道地下水主要水化学指标沿坝轴线分布断面

图3.3.6　16-4孔位近年来排水量与库水位过程线