水文地质专业本科毕业论文答辩

2013/6/17某水库坝址区岩溶渗漏研究学院：环境与土木工程学院姓名：***专业：环境工程（水文地质方向）2013届本科毕业论文2在建的某水库位于四川省某县某江左岸支流某河上，是兼有灌溉、供水、防洪发电等多项功能的骨干水利枢纽工程。设计正常蓄水位488.00m，总库容1497万m3,坝型为钢筋混凝土面板堆石坝，坝上下游水位差74m。大坝位于华蓥山背斜北西翼，横跨三条断层，可溶岩覆盖100%。自2011年底施工以来，在坝基开挖、导流洞施工过程中发现多处溶洞、宽大裂隙、并于坝下游约1km处发现某泉，复杂的岩溶地质问题导致工期严重滞后。如此集中分布的岩溶洞穴、裂隙和断层带可能构成岩溶管道—溶隙网络体系，形成连通上下游的岩溶管道网络系统，导致水库严重渗漏。针对渗漏问题，为下一步设计和施工提出合理意见显得非常重要。基于此，对此展开研究。1.1选题依据及研究意义2013/6/171.前言31.2研究内容及技术路线：

在三次野外水文地质调查和现场试验的基础上，本论文结合室内资料的收集整理，对某水库坝址区岩溶发育特征、水文地质条件、岩溶渗漏等问题展开了研究。2013/6/17技术路线图1.前言42.区域地理地质环境条件2.1自然地理2013/6/17研究区位于四川东部某县某江以东华蓥山南端某河中上游，某县铁路、公路、航道纵横贯通，交通便利。坝址区交通位置图52.1自然地理某河属长江四级、某江一级支流，水力坡度约17‰，枯期流量0.1m3/s，洪期流量25m3/s，一般流量1.25m3/s，不稳定系数250.0。研究区地势北高南低，某河峡谷呈V字形。相对高差200米左右，属典型的低山峡谷地貌。研究区区属亚热带湿润季风性气候，气候温和，四季分明，多年平均降雨量1094mm，年平均气温17.4℃，2013/6/172.区域地理地质环境条件坝区水系图6库坝区及其附近出露地层主要有三叠系飞仙关组（T1f）、嘉陵江组（T1j）、雷口坡组（T2l），其中嘉陵江组出露范围较大。西部丘陵及平坝区主要出露三叠系、侏罗系红色陆相地层，第四系零星分布于江、河两岸。本区在构造上位于四川盆地川东褶皱带西缘华蓥山背斜中段北部。川东褶皱带由一系列NE～SW向不对称褶皱组成，为背斜紧密、向斜开阔的隔档式构造2.2地层岩性及构造：2013/6/172.区域地理地质环境条件73.1岩溶发育形态及发育程度坝址区地表岩溶形态以溶沟石芽、干溶斗、干溶洞为主，地下岩溶形态以溶蚀裂隙、溶蚀孔洞为主。钻孔和平洞揭露岩溶形态主要是溶孔、溶隙、小溶洞，大多数被粘土和岩屑充填。在统计的13个钻孔中有4个遇到溶洞，遇洞率30.8%，各钻孔溶蚀程度较大，单个钻孔最长溶蚀段累计16.5m,最短2.6m。平均8.58m。钻孔线溶蚀率3.6%-20.7%。说明岩溶发育分布广泛，3.坝址区岩溶发育特征2013/6/1783.坝址区岩溶发育特征2013/6/17垂直分带性平面不均匀性3.2空间分布特征主要表现为两点：3.3控制因素坝区溶洞平面分布图A、深度分析：两岸溶蚀孔洞低于地表近80m，河谷处约为60米。溶蚀现象大多发育在地表以下55m深度范围以内，通过高程换算，坝区内溶蚀现象多集中在海拔370～490m的区间范围内。92013/6/173.坝址区岩溶发育特征3.4河谷深岩溶及成因分析钻孔溶蚀空间分布高程示意图103.4河谷深岩溶及成因分析B、成因分析3.坝址区岩溶发育特征2013/6/17a水流系统循环改造b去白云岩化作用c混合溶蚀作用11水文地质条件是岩溶水库渗漏问题研究的重点，本章结合水文地质调查及前几章节论述，对某水库坝区地下水类型、构造的岩溶水文地质意义、水化学特征、地下水循环交替条件进行系统分析，将坝址区岩溶径流流系统划分为I、II、III三个径流带（区），确定了地下水优势径流方向和水动力特征、为分析渗漏条件和类型提供了依据。4.坝址区岩溶水文地质条件2013/6/17124.1含水岩组及地下水类型坝址区含水层包括T1j、T2l、Q4，地下水按含水介质可分为碳酸盐岩类裂隙溶洞水和第四系松散岩类孔隙水。4.2构造对岩溶水流系统的控制坝址区三条断层封闭性较好，隔水性较强，裂隙可分为三种类型：横张裂隙、层面裂隙、剪切裂隙。这些构造对坝址区水流起着一定控制作用。4.坝址区岩溶水文地质条件2013/6/172023/2/4134.2构造对岩溶水流系统的控制4.坝址区岩溶水文地质条件横张裂隙密度小、裂隙面宽大、延伸长、是良好的导水介质剪切裂隙密度大、延伸短、构成裂隙网络系统、富水性好层面裂隙密度较大、延伸长、张开度好、富水性导水性好剪裂隙含水丰富，而层面裂隙和横张裂隙控制着地下水的主要运动方向144.坝址区岩溶水文地质条件2013/6/17坝区各溶洞及裂隙等溶蚀空间的发育方向很大程度上控制了地下水天然径流方向，研究其连通性对于查明地下水水力联系非常必要。在现场调查的基础上，对坝区开挖洞穴进行了简易连通试验。4.3坝基溶蚀空间的连通性连通试验平面布置图154.3坝基溶蚀空间连通性

结果分析：近垂直发育的R02、R06在注入后水很快排入某河，水流方向垂直于河谷方向，说明右岸存在水平发育的大型岩溶管道可能性较小。左岸L02溶洞注水试验结果显示，水流动方向大致与洞身发育方向一致，和某河谷斜交，倾向河流下游，说明左岸存在纵向发育的岩溶通道，河床地下水接受纵向补给。4.坝址区岩溶水文地质条件2013/6/172023/2/4164.4某泉径流通道分析某泉位于坝址下游约1km处某河河谷左岸。出露地层为T1j4。海拔400m，流量30.928-223.49L/s。结合泉出露位置地质条件利用水均衡和水化学方法分析某泉径流通道。4.坝址区岩溶水文地质条件174.5岩溶径流系统分区2013/6/174.坝址区岩溶水文地质条件2023/2/4185.岩溶渗漏分析Lu分级统计柱状图5.1岩溶介质渗透性分析192013/6/175.岩溶渗漏分析坝基渗漏绕坝渗漏穿越两侧单薄分水岭渗漏202013/6/175.岩溶渗漏分析5.2库水通过河谷两侧山体单薄分水岭渗漏水库正常蓄水位与左岸T1f顶板高程的关系21水库坝基选在可溶岩构成的纵向谷河段，岩溶发育，裂隙溶孔分布密集，且顺层发育F1、F2和F3断层破碎带，业已形成岩溶管道—溶隙系统，存在沟通坝基上、下游的渗漏通道，水库存在坝基渗漏和绕坝渗漏。5.4渗漏量计算

目前，水库岩溶渗漏计算的几种方法均有一定的应用条件和局限性，加之岩溶管道及渗漏的边界条件难以查明，无论用何种方法，其计算成果均只能是概略。2013/6/175.岩溶渗漏分析5.3坝基渗漏和绕坝渗漏分析225.岩溶渗漏分析2013/6/17渗透系数求取选取左岸、右岸、河谷各两个钻孔换算K值235.岩溶渗漏分析2013/6/17坝基渗漏量计算分别利用卡明斯基公式和巴甫洛夫斯基计算坝基渗漏量公式渗漏量（m³/d）占河流平水期流量百分比是否超过允许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坝基渗漏量超过允许量，必须采取防渗措施，根据卡明斯基公式变形算出所需垂直防渗帷幕深度。结合坝址区岩溶发育深度，建议防渗帷幕不低于60m.5.岩溶渗漏分析2013/6/17渗漏比例（%）临界垂直防渗帷幕深度（m）326.5293.31183.325绕坝渗漏计算由于坝址区两岸岩性差异大，风化程度不一样，故分别求取渗透系数，对绕坝渗漏进行分别计算，用裘布依公式算出两岸绕坝渗漏量：左岸为858.7m3/d，

994.6m3/d，合计1851.3m3/d。渗漏评价及建议：总渗漏量达到6164.7m3/d，占某河平水期流量的5.71%，5.岩溶渗漏分析2013/6/172013/6/1726通过前面各章节论述，对坝址区渗漏可以得到以下结论：两岸山脊地下