复杂岩溶山区空间多尺度水文地质模型——以滇中引水工程小扑隧洞为例

来源 :成都理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tiger10208
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
中国西南部黔、桂、滇、川、湘属于复杂岩溶山区,区域内可溶性碳酸盐岩地层分布广泛,岩溶水文地质条件极其复杂。随着我国西南部建设步伐的加快,复杂岩溶水文地质与建设工程相互影响的问题受到了更多重视。数值模拟作为研究该问题的主要方法存在较大缺陷:岩溶水系统边界条件不确定性与模拟精度之间存在矛盾,并且复杂岩溶介质难以概化。鉴于此,本文基于多尺度模拟的分级块动态方法(HPDP),提出使用MODFLOW软件建立山区复杂岩溶水文地质条件下的空间多尺度水文地质模型,并以滇中引水工程小扑隧洞施工影响预测为例对模型模拟效果进行验证。该方法的提出对于建立精确度较高的复杂岩溶山区地下水模型具有重要的指导意义。  根据小扑隧洞复杂岩溶山区的岩溶发育情况与水文地质条件,提出了复杂岩溶山区空间多尺度水文地质模型的建立方法,对各尺度模型的介质概化、水文地质参数和边界条件的确定进行了研究与描述。并在对小扑隧洞研究区岩溶水文地质条件深入研究的基础之上,建立小扑隧洞岩溶区的空间多尺度水文地质模型。论文的主要研究成果如下:  (1)复杂岩溶山区空间多尺度水文地质模型一般是由一个区域大尺度模型及多个次级尺度子模型组成。区域大尺度模型主要是为了整体评价区域地下水资源,为次级尺度的模型确定边界范围;次级尺度子模型主要是为了对重点地区地下水的动态特征、演化趋势进行精确定量的的预测评估。  (2)大尺度模型使用等效多孔介质对岩溶介质中的暗河、溶孔、溶隙、溶缝以及基质空隙进行概化;次级尺度模型则需要对具有控水作用的暗河管道使用MODFLOW中的溪流子模块(STR)进行单独概化。模型中降雨入渗系数通过水均衡法进行确定,渗透系数、给水度、孔隙度通过实验以及经验数据获取,并通过PEST模块反演。大尺度模型的边界必须拓展至确定的固定边界以外,次级尺度模型边界根据大尺度模型初步预测结果确定。  (3)滇中引水工程小扑隧洞研究区为典型复杂岩溶山区,位于长江流域与珠江流域地表分水岭地带,侵蚀、溶蚀、堆积等地貌类型发育齐全。区内发育二叠系~前震旦系的多套可溶岩地层,岩溶发育典型,岩溶形态丰富。区内岩溶水主要接受大气降雨补给,受到地形、岩性和构造因素的控制,通过溶蚀空隙径流、排泄。除受岩性控制外,构造强烈发育区亦为岩溶水的富集区,区内王家湾断裂带、石洞河-长岭岗断层和安化向斜强烈地控制着岩溶水的富集与运动。  (4)在小扑隧洞研究区大尺度模型中,各岩溶地下水单元内地下水径流量与实际情况基本吻合,根据大模型的初步预测,确定了隧洞南、北段两个重点影响区块进行次级尺度子模型的模拟。小扑隧洞北段次级尺度子模型模拟结果显示:岩溶洞段在无封堵工况下水位降深最大达到160m,影响范围最远可达15km,岩溶洞段雨季单位长度涌水量最大达到13.8 m3/d·m;在封堵施工工况下虽然影响范围没有显著减小,但影响程度大大削弱,地下水位普遍仅有10~20m不等的降深,岩溶洞段雨季单位长度涌水量最大为1.62m3/d·m。小扑隧洞南段次级尺度子模型模拟结果显示:隧洞岩溶洞段处于岩溶地下水的径流区,对下游排泄区岩溶地下水水位的影响较小,主要是对上游补给区水位有一定程度的降低,无封堵施工工况下岩溶洞段雨季单位长度涌水量最大达到4.28 m3/d·m,封堵施工工况下下降至0.63 m3/d·m。  通过对滇中引水工程小扑隧洞研究区的成功建模实践,验证了复杂岩溶山区空间多尺度水文地质模型的可行性与合理性,这种建模方法的提出为今后相关的理论与实践的研究提供了一种借鉴思路。
其他文献
夏日多岩体位于玉龙斑岩铜(钼)矿带或者夏日多—马牧普斑岩铜矿带的北端,位于特提斯—喜马拉雅构造域东部三江构造带的中部,为构造线由近东西向急转为近南北向的转折部位,成
本文基于放射性测井中经常使用的蒙特卡洛方法,采用蒙卡模拟软件MCNP,建立补偿中子测井模型,通过大量粒子的模拟计算,研究了纵向分辨率与源距的响应关系;不同近、远源距组合下
滑坡是一种常见的地质灾害,特别是对于我国这样的山地众多的国家,它常常会造成巨大的生命和财产损失。安徽省大别山区是滑坡频发的地区,研究滑坡发育分布规律并对典型滑坡进
旋转机械常见的故障主要有转子不平衡、转子不对中、轴承内圈损坏、轴承外圈损坏等故障。论文结合小波变换、遗传算法(Genetic Algorithm,GA),提出了一种适用于旋转机械故障诊断的新方法。论文分析了旋转机械几种常见故障的机理。利用现有的机械实验台、加速度传感器、信号采集箱、工控机,结合Matlab软件,建立了能模拟轴承故障,不平衡故障,不对中故障的旋转机械故障诊断实验系统。利用傅里叶变换对
在系统收集前人资料的基础上,充分运用野外地质填图资料、实测地层剖面资料、槽探及钻探资料、样品测试资料,以沉积地质学、矿床学等理论和方法为指导,对华蓥山地区纤维用玄武岩
目前我国西南地区许多拟建和在建的大型高坝水电站都处于高山峡谷地带,工程地质条件较为复杂。在水电站的前期勘测设计研究阶段,因坝型较高、装机容量大、库容大,出现一系列的工
本文研究了4343铝/4A60铝/08A1钢三层复合材料制备工艺及其性能,这种复料主要应用于制备火电厂空冷系统的散热基管。散热基管必须具备耐高温、耐腐蚀、高强度、导热性,钎焊性
随着汽车保有量的不断增加,环境污染和石油资源的匮乏日益明显。电动汽车因其具有绿色环保和能源利用率高等优点,引起了世界各国的广泛关注。电动机驱动及控制技术是制约电动
自由曲面光学元件具有优良的光学性能,能有效简化结构,提高光学系统可靠性,在测量、航天、军事等领域有着广泛的需求。随着光学技术的发展,光学自由曲面需要更高的轮廓精度和
针对直径在5000-20000m之间的大圆环平面在现场加工过程中存在平面精度难以保证这一实际难题,在分析研究了其关键问题的基础上,提出了在加工转臂上安装高精度两轴倾角传感器