江西省上高縣瑤蘭堝地下河截流工程勘察研究成果摘要

本報告系“上高缺水巖溶區(qū)暗河調查和開發(fā)利用的研究”（江西省重點科研項目）。它是在總結瑤蘭堝地下河截流工程的地質勘察成果和截流試驗成果的，內(nèi)容主要有：自然地理和區(qū)域地質，勘察區(qū)地貌及地層構造，巖溶及地下河主要特征，巖溶水文地質條件，截流工程的工程地質條件和截流以及附件：丘陵區(qū)巖溶聯(lián)通試驗方法討論等。 報告重點論區(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)域地質及水文地質條件和勘探試上，對截流工程周邊的滲漏條件進行了論證，對深部巖溶發(fā)育程度和滲進行了探討。根據(jù)瑤蘭堝地下河的地質條件，提出了截流工程壩址選擇施工方案。通過四期截流試驗，庫內(nèi)水位由94m雍升至125m，水頭抬高水工設計水位尚差15m），取得了初步截流效果，對地質推斷也進行了部分 2100433B

第1章 巖溶地下河及其科學問題 1

1.1 我國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 地下河水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀 2

1.2 地下河管道結構和水流運動復雜性 3

1.2.1 地下河管道結構復雜性 3

1.2.2 地下河管道水流運動復雜性 4

1.3 地下河管道水評價模型研究進展 5

1.3.1 多重含水介質巖溶地下水評價方法 5

1.3.2 國外主要軟件及應用進展 6

1.3.3 國內(nèi)研究和應用進展 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 地層和構造 15

2.2.3 魚泉地下河系統(tǒng) 17

2.3 萬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 地層與構造 24

2.3.3 萬華巖地下河系統(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 39

3.1 示蹤方法 39

3.1.1 化學離子類示蹤劑 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 示蹤結果分析和應用 42

3.2 地下河示蹤 44

3.2.1 萬華巖地下河示蹤 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構及案例 62

3.3.1 釣巖管道結構分析 63

3.3.2 水牛厄管道結構分析 66

3.4 回收強度曲線分析管道結構及案例 68

3.4.1 回收強度曲線分析方法 68

3.4.2 回收強度曲線管道結構分析實例 68

3.4.3 濃度和回收強度曲線分析方法適用范圍 70

3.5 水動力場方法分析管道結構及案例 70

3.5.1 水力梯度與水位變化關系 72

3.5.2 管道垂直方向結構分析 73

3.6 水化學場方法分析管道結構及案例 74

3.6.1 案例區(qū)水文地質條件 74

3.6.2 水化學特征及地下河管道判別 76

3.7 溫度場方法分析管道結構及實例 78

3.7.1 地質背景及問題 78

3.7.2 溫度場及水文地質意義 78

3.8 示蹤材料及對比 82

3.8.1 鉬酸銨、鎢酸鈉及食鹽示蹤劑對比 82

3.8.2 熒光素鈉和羅丹明B 示蹤劑對比 83

3.8.3 示蹤材料對比結果 86

第4章 地下河動態(tài)監(jiān)測 87

4.1 地下河監(jiān)測管理系統(tǒng) 87

4.2 地下河監(jiān)測網(wǎng) 88

4.2.1 寨底地下河監(jiān)測網(wǎng) 88

4.2.2 魚泉、大小井及萬華巖地下河監(jiān)測網(wǎng) 92

4.2.3 地下河出口流量監(jiān)測與計算 97

4.3 監(jiān)測儀器常見問題及維護 101

4.3.1 壓力式水位計常見問題及維護 101

4.3.2 水質儀和雨量計常見問題及維護 104

第5章 地下空間氣壓微動態(tài)特征 106

5.1 空氣壓力與地下河動態(tài)監(jiān)測關系 106

5.1.1 水位監(jiān)測與氣壓關系 106

5.1.2 地下空間環(huán)境與氣壓關系 107

5.2 寨底地下河地下空間氣壓氣溫動態(tài)特征 108

5.2.1 監(jiān)測區(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 萬華巖旅游洞穴內(nèi)氣壓動態(tài)特征 114

5.3.1 氣壓動態(tài)監(jiān)測 114

5.3.2 洞內(nèi)氣壓變化特征 114

第6章 地下河水化學動態(tài)特征 118

6.1 寨底地下河水化學動態(tài)特征 118

6.1.1 寨底地下河出口水化學動態(tài) 118

6.1.2 水化學類型及其分布 123

6.1.3 R 型因子多元統(tǒng)計分析 126

6.1.4 硝酸鹽微污染特征及其來源分析 129

6.2 萬華巖地下河水化學動態(tài)特征 134

6.2.1 萬華巖地下河出口水化學動態(tài) 134

6.2.2 水化學類型及季節(jié)性變化 136

6.2.3 多元統(tǒng)計因子分析和聚類分析 139

6.3 魚泉地下河水化學動態(tài)特征 143

6.4 大小井地下河水化學動態(tài)特征 147

第7章 地下河水位和流量動態(tài)特征 153

7.1 寨底地下河動態(tài)特征 153

7.1.1 不同含水介質水位動態(tài)特征 153

7.1.2 水位季節(jié)性變化及其降水響應特征 155

7.1.3 流量時空變化特征 158

7.2 魚泉地下河動態(tài)特征 159

7.3 萬華巖地下河動態(tài)特征 160

7.4 大小井地下河動態(tài)特征 162

7.4.1 地下河管道典型水文動態(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)及洪峰運動速度 167

7.5 地下河流量衰減系數(shù)及對比 169

第8章 地下河水資源量計算 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 高壓管流運動特征 211

10.1.1 地下河管道水位動態(tài)快速響應特征 211

10.1.2 地下河管道流速變化規(guī)律 213

10.1.3 水位響應速度平均流速對比 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容計算 217

11.1 寨底地下河管道空間及庫容評價 217

11.1.1 地下河管道空間及庫容計算方法 217

11.1.2 計算結果 219

11.2 巖溶發(fā)育強度定量評價 220

11.2.1 寨底地下河系統(tǒng)巖溶發(fā)育強度評價 221

11.2.2 溶蝕速率計算結果及比較 226

參考文獻 228

圖版 2100433B

《施工導截流與圍堰工程研究》主要研究施工導流工程中的一些常見的、研究成果較少的關鍵問題，分四篇介紹，即施工導流、施工截流、施工圍堰、施工水力學模型試驗等內(nèi)容?！∈┕Я鞣矫?，主要包括導流標準的合理確定，導流標準的風險決策，施工導流系統(tǒng)超標洪水風險率模型，施工導流系統(tǒng)超載洪水風險率模型，明渠、隧洞及底孔導流水力計算與分析等?！∈┕そ亓鞣矫?，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算研究。對截流時的分流建筑物泄水規(guī)律及深水截流規(guī)律進行了專題研究，并提出了對三峽工程三期截流的意見等?！∈┕叻矫?，主要包括不過水圍堰及過水圍堰風險率分析與計算，土石過水圍堰度汛的堰面及堰坡保護措施（大塊石、鉛絲籠、混凝土平板、混凝土楔形板）分析與計算，以及考慮墊層減壓效果后土石圍堰下游坡混凝土保護板的穩(wěn)定分析及計算等?！∈┕にW模型試驗方面，主要包括施工水力學模型試驗特點，施工期水流特性分析，試驗與原型的相似規(guī)律及換算分析，并分別具體論述了導流模型試驗，截流模型試驗，圍堰模型試驗等的難點及對策，還介紹了模型試驗的經(jīng)驗教訓等?！　妒┕Ы亓髋c圍堰工程研究》是一本系統(tǒng)論述導流工程的基本理論、計算方法、模型試驗、工程實踐等的論文專輯，全書主要內(nèi)容是《施工導截流與圍堰工程研究》著者首次提出的成果，特別注意理論結合實際，著重于應用。　《施工導截流與圍堰工程研究》除作為水利水電院校研究生、高年級大學生參考教材外，還可供有關大專院校教師及從事水利水電工程設計、試驗、施工等研究人員的參考用書。2100433B

在施工導流中，截斷原河床水流，把河水引向導流泄水建筑物下泄所采用的工程措施就是截流。截流實際上是在河床中修筑橫向圍堰工作的一部分。截流施工技術要求高、難度大。截流施工的程序：戧堤進占→龍口加固→合龍→閉氣。 截流以后，還需對戧堤進行加高培厚，修成圍堰。