水文地質(zhì)專業(yè)本科畢業(yè)論文答辯

2013/6/17某水庫壩址區(qū)巖溶滲漏研究學(xué)院：環(huán)境與土木工程學(xué)院姓名：***專業(yè)：環(huán)境工程（水文地質(zhì)方向）2013屆本科畢業(yè)論文2在建的某水庫位于四川省某縣某江左岸支流某河上，是兼有灌溉、供水、防洪發(fā)電等多項功能的骨干水利樞紐工程。設(shè)計正常蓄水位488.00m，總庫容1497萬m3,壩型為鋼筋混凝土面板堆石壩，壩上下游水位差74m。大壩位于華鎣山背斜北西翼，橫跨三條斷層，可溶巖覆蓋100%。自2011年底施工以來，在壩基開挖、導(dǎo)流洞施工過程中發(fā)現(xiàn)多處溶洞、寬大裂隙、并于壩下游約1km處發(fā)現(xiàn)某泉，復(fù)雜的巖溶地質(zhì)問題導(dǎo)致工期嚴(yán)重滯后。如此集中分布的巖溶洞穴、裂隙和斷層帶可能構(gòu)成巖溶管道—溶隙網(wǎng)絡(luò)體系，形成連通上下游的巖溶管道網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，導(dǎo)致水庫嚴(yán)重滲漏。針對滲漏問題，為下一步設(shè)計和施工提出合理意見顯得非常重要。基于此，對此展開研究。1.1選題依據(jù)及研究意義2013/6/171.前言31.2研究內(nèi)容及技術(shù)路線：

在三次野外水文地質(zhì)調(diào)查和現(xiàn)場試驗的基礎(chǔ)上，本論文結(jié)合室內(nèi)資料的收集整理，對某水庫壩址區(qū)巖溶發(fā)育特征、水文地質(zhì)條件、巖溶滲漏等問題展開了研究。2013/6/17技術(shù)路線圖1.前言42.區(qū)域地理地質(zhì)環(huán)境條件2.1自然地理2013/6/17研究區(qū)位于四川東部某縣某江以東華鎣山南端某河中上游，某縣鐵路、公路、航道縱橫貫通，交通便利。壩址區(qū)交通位置圖52.1自然地理某河屬長江四級、某江一級支流，水力坡度約17‰，枯期流量0.1m3/s，洪期流量25m3/s，一般流量1.25m3/s，不穩(wěn)定系數(shù)250.0。研究區(qū)地勢北高南低，某河峽谷呈V字形。相對高差200米左右，屬典型的低山峽谷地貌。研究區(qū)區(qū)屬亞熱帶濕潤季風(fēng)性氣候，氣候溫和，四季分明，多年平均降雨量1094mm，年平均氣溫17.4℃，2013/6/172.區(qū)域地理地質(zhì)環(huán)境條件壩區(qū)水系圖6庫壩區(qū)及其附近出露地層主要有三疊系飛仙關(guān)組（T1f）、嘉陵江組（T1j）、雷口坡組（T2l），其中嘉陵江組出露范圍較大。西部丘陵及平壩區(qū)主要出露三疊系、侏羅系紅色陸相地層，第四系零星分布于江、河兩岸。本區(qū)在構(gòu)造上位于四川盆地川東褶皺帶西緣華鎣山背斜中段北部。川東褶皺帶由一系列NE～SW向不對稱褶皺組成，為背斜緊密、向斜開闊的隔檔式構(gòu)造2.2地層巖性及構(gòu)造：2013/6/172.區(qū)域地理地質(zhì)環(huán)境條件73.1巖溶發(fā)育形態(tài)及發(fā)育程度壩址區(qū)地表巖溶形態(tài)以溶溝石芽、干溶斗、干溶洞為主，地下巖溶形態(tài)以溶蝕裂隙、溶蝕孔洞為主。鉆孔和平洞揭露巖溶形態(tài)主要是溶孔、溶隙、小溶洞，大多數(shù)被粘土和巖屑充填。在統(tǒng)計的13個鉆孔中有4個遇到溶洞，遇洞率30.8%，各鉆孔溶蝕程度較大，單個鉆孔最長溶蝕段累計16.5m,最短2.6m。平均8.58m。鉆孔線溶蝕率3.6%-20.7%。說明巖溶發(fā)育分布廣泛，3.壩址區(qū)巖溶發(fā)育特征2013/6/1783.壩址區(qū)巖溶發(fā)育特征2013/6/17垂直分帶性平面不均勻性3.2空間分布特征主要表現(xiàn)為兩點：3.3控制因素壩區(qū)溶洞平面分布圖A、深度分析：兩岸溶蝕孔洞低于地表近80m，河谷處約為60米。溶蝕現(xiàn)象大多發(fā)育在地表以下55m深度范圍以內(nèi)，通過高程換算，壩區(qū)內(nèi)溶蝕現(xiàn)象多集中在海拔370～490m的區(qū)間范圍內(nèi)。92013/6/173.壩址區(qū)巖溶發(fā)育特征3.4河谷深巖溶及成因分析鉆孔溶蝕空間分布高程示意圖103.4河谷深巖溶及成因分析B、成因分析3.壩址區(qū)巖溶發(fā)育特征2013/6/17a水流系統(tǒng)循環(huán)改造b去白云巖化作用c混合溶蝕作用11水文地質(zhì)條件是巖溶水庫滲漏問題研究的重點，本章結(jié)合水文地質(zhì)調(diào)查及前幾章節(jié)論述，對某水庫壩區(qū)地下水類型、構(gòu)造的巖溶水文地質(zhì)意義、水化學(xué)特征、地下水循環(huán)交替條件進(jìn)行系統(tǒng)分析，將壩址區(qū)巖溶徑流流系統(tǒng)劃分為I、II、III三個徑流帶（區(qū)），確定了地下水優(yōu)勢徑流方向和水動力特征、為分析滲漏條件和類型提供了依據(jù)。4.壩址區(qū)巖溶水文地質(zhì)條件2013/6/17124.1含水巖組及地下水類型壩址區(qū)含水層包括T1j、T2l、Q4，地下水按含水介質(zhì)可分為碳酸鹽巖類裂隙溶洞水和第四系松散巖類孔隙水。4.2構(gòu)造對巖溶水流系統(tǒng)的控制壩址區(qū)三條斷層封閉性較好，隔水性較強(qiáng)，裂隙可分為三種類型：橫張裂隙、層面裂隙、剪切裂隙。這些構(gòu)造對壩址區(qū)水流起著一定控制作用。4.壩址區(qū)巖溶水文地質(zhì)條件2013/6/172023/2/4134.2構(gòu)造對巖溶水流系統(tǒng)的控制4.壩址區(qū)巖溶水文地質(zhì)條件橫張裂隙密度小、裂隙面寬大、延伸長、是良好的導(dǎo)水介質(zhì)剪切裂隙密度大、延伸短、構(gòu)成裂隙網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、富水性好層面裂隙密度較大、延伸長、張開度好、富水性導(dǎo)水性好剪裂隙含水豐富，而層面裂隙和橫張裂隙控制著地下水的主要運動方向144.壩址區(qū)巖溶水文地質(zhì)條件2013/6/17壩區(qū)各溶洞及裂隙等溶蝕空間的發(fā)育方向很大程度上控制了地下水天然徑流方向，研究其連通性對于查明地下水水力聯(lián)系非常必要。在現(xiàn)場調(diào)查的基礎(chǔ)上，對壩區(qū)開挖洞穴進(jìn)行了簡易連通試驗。4.3壩基溶蝕空間的連通性連通試驗平面布置圖154.3壩基溶蝕空間連通性

結(jié)果分析：近垂直發(fā)育的R02、R06在注入后水很快排入某河，水流方向垂直于河谷方向，說明右岸存在水平發(fā)育的大型巖溶管道可能性較小。左岸L02溶洞注水試驗結(jié)果顯示，水流動方向大致與洞身發(fā)育方向一致，和某河谷斜交，傾向河流下游，說明左岸存在縱向發(fā)育的巖溶通道，河床地下水接受縱向補(bǔ)給。4.壩址區(qū)巖溶水文地質(zhì)條件2013/6/172023/2/4164.4某泉徑流通道分析某泉位于壩址下游約1km處某河河谷左岸。出露地層為T1j4。海拔400m，流量30.928-223.49L/s。結(jié)合泉出露位置地質(zhì)條件利用水均衡和水化學(xué)方法分析某泉徑流通道。4.壩址區(qū)巖溶水文地質(zhì)條件174.5巖溶徑流系統(tǒng)分區(qū)2013/6/174.壩址區(qū)巖溶水文地質(zhì)條件2023/2/4185.巖溶滲漏分析Lu分級統(tǒng)計柱狀圖5.1巖溶介質(zhì)滲透性分析192013/6/175.巖溶滲漏分析壩基滲漏繞壩滲漏穿越兩側(cè)單薄分水嶺滲漏202013/6/175.巖溶滲漏分析5.2庫水通過河谷兩側(cè)山體單薄分水嶺滲漏水庫正常蓄水位與左岸T1f頂板高程的關(guān)系21水庫壩基選在可溶巖構(gòu)成的縱向谷河段，巖溶發(fā)育，裂隙溶孔分布密集，且順層發(fā)育F1、F2和F3斷層破碎帶，業(yè)已形成巖溶管道—溶隙系統(tǒng)，存在溝通壩基上、下游的滲漏通道，水庫存在壩基滲漏和繞壩滲漏。5.4滲漏量計算

目前，水庫巖溶滲漏計算的幾種方法均有一定的應(yīng)用條件和局限性，加之巖溶管道及滲漏的邊界條件難以查明，無論用何種方法，其計算成果均只能是概略。2013/6/175.巖溶滲漏分析5.3壩基滲漏和繞壩滲漏分析225.巖溶滲漏分析2013/6/17滲透系數(shù)求取選取左岸、右岸、河谷各兩個鉆孔換算K值235.巖溶滲漏分析2013/6/17壩基滲漏量計算分別利用卡明斯基公式和巴甫洛夫斯基計算壩基滲漏量公式滲漏量（m3/d）占河流平水期流量百分比是否超過允許量巴甫洛夫斯基公式4896.34.53%是卡明斯基公式3730.43.45%是平均4313.43.99%是24壩基滲漏量超過允許量，必須采取防滲措施，根據(jù)卡明斯基公式變形算出所需垂直防滲帷幕深度。結(jié)合壩址區(qū)巖溶發(fā)育深度，建議防滲帷幕不低于60m.5.巖溶滲漏分析2013/6/17滲漏比例（%）臨界垂直防滲帷幕深度（m）326.5293.31183.325繞壩滲漏計算由于壩址區(qū)兩岸巖性差異大，風(fēng)化程度不一樣，故分別求取滲透系數(shù)，對繞壩滲漏進(jìn)行分別計算，用裘布依公式算出兩岸繞壩滲漏量：左岸為858.7m3/d，

994.6m3/d，合計1851.3m3/d。滲漏評價及建議：總滲漏量達(dá)到6164.7m3/d，占某河平水期流量的5.71%，5.巖溶滲漏分析2013/6/172013/6/1726通過前面各章節(jié)論述，對壩址區(qū)滲漏可以得到以下結(jié)論：兩岸山脊地下