江西省上高縣瑤蘭堝地下河截流工程勘察研究

本報(bào)告系“上高缺水巖溶區(qū)暗河調(diào)查和開(kāi)發(fā)利用的研究”（江西省重點(diǎn)科研項(xiàng)目）。它是在總結(jié)瑤蘭堝地下河截流工程的地質(zhì)勘察成果和截流試驗(yàn)成果的，內(nèi)容主要有：自然地理和區(qū)域地質(zhì)，勘察區(qū)地貌及地層構(gòu)造，巖溶及地下河主要特征，巖溶水文地質(zhì)條件，截流工程的工程地質(zhì)條件和截流以及附件：丘陵區(qū)巖溶聯(lián)通試驗(yàn)方法討論等。 報(bào)告重點(diǎn)論區(qū)巖溶發(fā)育條件及地下河主要特征，初步揭示和探討了地下河多層河道道的基本特征及其形成條件。在分析區(qū)域地質(zhì)及水文地質(zhì)條件和勘探試上，對(duì)截流工程周邊的滲漏條件進(jìn)行了論證，對(duì)深部巖溶發(fā)育程度和滲進(jìn)行了探討。根據(jù)瑤蘭堝地下河的地質(zhì)條件，提出了截流工程壩址選擇施工方案。通過(guò)四期截流試驗(yàn)，庫(kù)內(nèi)水位由94m雍升至125m，水頭抬高水工設(shè)計(jì)水位尚差15m），取得了初步截流效果，對(duì)地質(zhì)推斷也進(jìn)行了部分 2100433B

第1章 巖溶地下河及其科學(xué)問(wèn)題 1

1.1 我國(guó)南方巖溶地下河及其分布 1

1.1.1 巖溶地下河分布 1

1.1.2 地下河水資源開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀 2

1.2 地下河管道結(jié)構(gòu)和水流運(yùn)動(dòng)復(fù)雜性 3

1.2.1 地下河管道結(jié)構(gòu)復(fù)雜性 3

1.2.2 地下河管道水流運(yùn)動(dòng)復(fù)雜性 4

1.3 地下河管道水評(píng)價(jià)模型研究進(jìn)展 5

1.3.1 多重含水介質(zhì)巖溶地下水評(píng)價(jià)方法 5

1.3.2 國(guó)外主要軟件及應(yīng)用進(jìn)展 6

1.3.3 國(guó)內(nèi)研究和應(yīng)用進(jìn)展 7

第2章 典型地下河自然條件 8

2.1 寨底巖溶地下河系統(tǒng)自然條件 8

2.1.1 人文地理 8

2.1.2 地層及構(gòu)造 9

2.1.3 寨底巖溶地下河系統(tǒng) 11

2.2 魚泉巖溶地下河系統(tǒng)自然條件 14

2.2.1 人文地理 14

2.2.2 地層和構(gòu)造 15

2.2.3 魚泉地下河系統(tǒng) 17

2.3 萬(wàn)華巖巖溶地下河系統(tǒng)自然條件 22

2.3.1 人文地理 22

2.3.2 地層與構(gòu)造 24

2.3.3 萬(wàn)華巖地下河系統(tǒng) 26

2.4 大小井巖溶地下河系統(tǒng)自然條件 29

2.4.1 人文地理 29

2.4.2 地層與構(gòu)造 32

2.4.3 大小井地下河系統(tǒng) 33

第3章 地下河示蹤及探測(cè) 39

3.1 示蹤方法 39

3.1.1 化學(xué)離子類示蹤劑 39

3.1.2 熒光類示蹤劑 40

3.1.3 示蹤劑投放量估算 41

3.1.4 示蹤劑投放方法 41

3.1.5 示蹤結(jié)果分析和應(yīng)用 42

3.2 地下河示蹤 44

3.2.1 萬(wàn)華巖地下河示蹤 44

3.2.2 魚泉地下河示蹤 49

3.2.3 大小井地下河示蹤 52

3.2.4 寨底地下河示蹤 55

3.3 濃度曲線分析管道結(jié)構(gòu)及案例 62

3.3.1 釣巖管道結(jié)構(gòu)分析 63

3.3.2 水牛厄管道結(jié)構(gòu)分析 66

3.4 回收強(qiáng)度曲線分析管道結(jié)構(gòu)及案例 68

3.4.1 回收強(qiáng)度曲線分析方法 68

3.4.2 回收強(qiáng)度曲線管道結(jié)構(gòu)分析實(shí)例 68

3.4.3 濃度和回收強(qiáng)度曲線分析方法適用范圍 70

3.5 水動(dòng)力場(chǎng)方法分析管道結(jié)構(gòu)及案例 70

3.5.1 水力梯度與水位變化關(guān)系 72

3.5.2 管道垂直方向結(jié)構(gòu)分析 73

3.6 水化學(xué)場(chǎng)方法分析管道結(jié)構(gòu)及案例 74

3.6.1 案例區(qū)水文地質(zhì)條件 74

3.6.2 水化學(xué)特征及地下河管道判別 76

3.7 溫度場(chǎng)方法分析管道結(jié)構(gòu)及實(shí)例 78

3.7.1 地質(zhì)背景及問(wèn)題 78

3.7.2 溫度場(chǎng)及水文地質(zhì)意義 78

3.8 示蹤材料及對(duì)比 82

3.8.1 鉬酸銨、鎢酸鈉及食鹽示蹤劑對(duì)比 82

3.8.2 熒光素鈉和羅丹明B 示蹤劑對(duì)比 83

3.8.3 示蹤材料對(duì)比結(jié)果 86

第4章 地下河動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè) 87

4.1 地下河監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng) 87

4.2 地下河監(jiān)測(cè)網(wǎng) 88

4.2.1 寨底地下河監(jiān)測(cè)網(wǎng) 88

4.2.2 魚泉、大小井及萬(wàn)華巖地下河監(jiān)測(cè)網(wǎng) 92

4.2.3 地下河出口流量監(jiān)測(cè)與計(jì)算 97

4.3 監(jiān)測(cè)儀器常見(jiàn)問(wèn)題及維護(hù) 101

4.3.1 壓力式水位計(jì)常見(jiàn)問(wèn)題及維護(hù) 101

4.3.2 水質(zhì)儀和雨量計(jì)常見(jiàn)問(wèn)題及維護(hù) 104

第5章 地下空間氣壓微動(dòng)態(tài)特征 106

5.1 空氣壓力與地下河動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)關(guān)系 106

5.1.1 水位監(jiān)測(cè)與氣壓關(guān)系 106

5.1.2 地下空間環(huán)境與氣壓關(guān)系 107

5.2 寨底地下河地下空間氣壓氣溫動(dòng)態(tài)特征 108

5.2.1 監(jiān)測(cè)區(qū)域自然條件 108

5.2.2 地下氣壓變化特征 109

5.2.3 地下氣溫變化特征 112

5.3 萬(wàn)華巖旅游洞穴內(nèi)氣壓動(dòng)態(tài)特征 114

5.3.1 氣壓動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè) 114

5.3.2 洞內(nèi)氣壓變化特征 114

第6章 地下河水化學(xué)動(dòng)態(tài)特征 118

6.1 寨底地下河水化學(xué)動(dòng)態(tài)特征 118

6.1.1 寨底地下河出口水化學(xué)動(dòng)態(tài) 118

6.1.2 水化學(xué)類型及其分布 123

6.1.3 R 型因子多元統(tǒng)計(jì)分析 126

6.1.4 硝酸鹽微污染特征及其來(lái)源分析 129

6.2 萬(wàn)華巖地下河水化學(xué)動(dòng)態(tài)特征 134

6.2.1 萬(wàn)華巖地下河出口水化學(xué)動(dòng)態(tài) 134

6.2.2 水化學(xué)類型及季節(jié)性變化 136

6.2.3 多元統(tǒng)計(jì)因子分析和聚類分析 139

6.3 魚泉地下河水化學(xué)動(dòng)態(tài)特征 143

6.4 大小井地下河水化學(xué)動(dòng)態(tài)特征 147

第7章 地下河水位和流量動(dòng)態(tài)特征 153

7.1 寨底地下河動(dòng)態(tài)特征 153

7.1.1 不同含水介質(zhì)水位動(dòng)態(tài)特征 153

7.1.2 水位季節(jié)性變化及其降水響應(yīng)特征 155

7.1.3 流量時(shí)空變化特征 158

7.2 魚泉地下河動(dòng)態(tài)特征 159

7.3 萬(wàn)華巖地下河動(dòng)態(tài)特征 160

7.4 大小井地下河動(dòng)態(tài)特征 162

7.4.1 地下河管道典型水文動(dòng)態(tài)類型 162

7.4.2 水位劇烈變化及成因分析 165

7.4.3 流量變化系數(shù)及洪峰運(yùn)動(dòng)速度 167

7.5 地下河流量衰減系數(shù)及對(duì)比 169

第8章 地下河水資源量計(jì)算 173

8.1 入滲系數(shù)和徑流模數(shù) 173

8.1.1 峰從洼地區(qū)入滲系數(shù)和徑流模數(shù) 173

8.1.2 溶蝕丘陵區(qū)入滲系數(shù)和徑流模數(shù) 177

8.1.3 深切峽谷區(qū)入滲系數(shù)和徑流模數(shù) 181

8.1.4 大小井地下河入滲系數(shù)和徑流模數(shù) 182

8.2 典型地下河水資源量計(jì)算 185

第9章 地下河系統(tǒng)模型模擬 187

9.1 Modflow 模型模擬 187

9.1.1 Modflow 和CFP、Drain 模型 187

9.1.2 地下河出口局部區(qū)域模型模擬及對(duì)比 188

9.1.3 寨底地下河系統(tǒng)模型模擬 191

9.2 SWMM 模型模擬 197

9.2.1 SWMM 模型原理 197

9.2.2 模型概化和模擬數(shù)據(jù) 200

9.2.3 模擬結(jié)果與討論 208

第10章 地下河管道流模型討論 211

10.1 高壓管流運(yùn)動(dòng)特征 211

10.1.1 地下河管道水位動(dòng)態(tài)快速響應(yīng)特征 211

10.1.2 地下河管道流速變化規(guī)律 213

10.1.3 水位響應(yīng)速度平均流速對(duì)比 214

10.2 Darcy￣Weisbach 管道流模型適宜性討論 215

第11章 地下河管道空間和庫(kù)容計(jì)算 217

11.1 寨底地下河管道空間及庫(kù)容評(píng)價(jià) 217

11.1.1 地下河管道空間及庫(kù)容計(jì)算方法 217

11.1.2 計(jì)算結(jié)果 219

11.2 巖溶發(fā)育強(qiáng)度定量評(píng)價(jià) 220

11.2.1 寨底地下河系統(tǒng)巖溶發(fā)育強(qiáng)度評(píng)價(jià) 221

11.2.2 溶蝕速率計(jì)算結(jié)果及比較 226

參考文獻(xiàn) 228

圖版 2100433B

《施工導(dǎo)截流與圍堰工程研究》主要研究施工導(dǎo)流工程中的一些常見(jiàn)的、研究成果較少的關(guān)鍵問(wèn)題，分四篇介紹，即施工導(dǎo)流、施工截流、施工圍堰、施工水力學(xué)模型試驗(yàn)等內(nèi)容?！∈┕?dǎo)流方面，主要包括導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)的合理確定，導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)的風(fēng)險(xiǎn)決策，施工導(dǎo)流系統(tǒng)超標(biāo)洪水風(fēng)險(xiǎn)率模型，施工導(dǎo)流系統(tǒng)超載洪水風(fēng)險(xiǎn)率模型，明渠、隧洞及底孔導(dǎo)流水力計(jì)算與分析等。　施工截流方面，主要包括平堵截流、立堵截流、雙戧堤立堵截流、寬戧堤立堵截流十大塊石串及混凝土四面體串截流、混合粒徑的石塊截流等的水力特性分析及計(jì)算研究。對(duì)截流時(shí)的分流建筑物泄水規(guī)律及深水截流規(guī)律進(jìn)行了專題研究，并提出了對(duì)三峽工程三期截流的意見(jiàn)等。　施工圍堰方面，主要包括不過(guò)水圍堰及過(guò)水圍堰風(fēng)險(xiǎn)率分析與計(jì)算，土石過(guò)水圍堰度汛的堰面及堰坡保護(hù)措施（大塊石、鉛絲籠、混凝土平板、混凝土楔形板）分析與計(jì)算，以及考慮墊層減壓效果后土石圍堰下游坡混凝土保護(hù)板的穩(wěn)定分析及計(jì)算等。　施工水力學(xué)模型試驗(yàn)方面，主要包括施工水力學(xué)模型試驗(yàn)特點(diǎn)，施工期水流特性分析，試驗(yàn)與原型的相似規(guī)律及換算分析，并分別具體論述了導(dǎo)流模型試驗(yàn)，截流模型試驗(yàn)，圍堰模型試驗(yàn)等的難點(diǎn)及對(duì)策，還介紹了模型試驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)等?！　妒┕?dǎo)截流與圍堰工程研究》是一本系統(tǒng)論述導(dǎo)流工程的基本理論、計(jì)算方法、模型試驗(yàn)、工程實(shí)踐等的論文專輯，全書主要內(nèi)容是《施工導(dǎo)截流與圍堰工程研究》著者首次提出的成果，特別注意理論結(jié)合實(shí)際，著重于應(yīng)用。　《施工導(dǎo)截流與圍堰工程研究》除作為水利水電院校研究生、高年級(jí)大學(xué)生參考教材外，還可供有關(guān)大專院校教師及從事水利水電工程設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、施工等研究人員的參考用書。2100433B

在施工導(dǎo)流中，截?cái)嘣哟菜?，把河水引向?qū)Я餍顾ㄖ锵滦顾捎玫墓こ檀胧┚褪墙亓?。截流?shí)際上是在河床中修筑橫向圍堰工作的一部分。截流施工技術(shù)要求高、難度大。截流施工的程序：戧堤進(jìn)占→龍口加固→合龍→閉氣。 截流以后，還需對(duì)戧堤進(jìn)行加高培厚，修成圍堰。