天山南麓大石峡水电工程岩溶渗漏分析

【摘要】：在一定的地质条件下，水库蓄水抬高的水头有可能驱使库水通过一些地下通道向邻区或下游发生渗漏，降低水库蓄水能力，从而影响水库正常效益的发挥。拟建大石峡水电站工程位于新疆维吾尔族自治区，阿克苏地区温宿县与乌什县境内的阿克苏河一级支流库玛拉克河上，最大坝高250m，最大水头225m。坝址区位于大石峡峡谷出口处河段，库坝区岩性主要为泥盆系灰岩，由于岩溶地区地质条件复杂，易发生大规模的渗漏，有必要对库坝区安全性和稳定性条件进行研究。库玛拉克河流域位于典型的西北干旱气候区，现阶段对西北地区大型工程的岩溶问题研究较少，本文对大石峡库坝区的岩溶发育规律进行探讨，有利于干旱地区岩溶的研究。 本文从研究区地质环境条件出发，通过22个平硐调查和70个钻孔资料的整理，分析了岩溶区域地下水系统的水文地质条件及其水动力特征，查明地表和地下岩溶发育程度及规模，对可溶岩溶蚀的主要分布规律做出总结，评价岩溶介质的空间渗透性展布特征。在此基础上对可能存在的地下岩溶通道和不同渗漏模式进行分析，再利用Modflow软件进行库区数值模拟，计算出单薄山脊可能渗漏部位的危险性及渗漏量，从而更进一步评价库坝区渗漏的情况。 论文主要的研究成果有以下几个方面： （1）对研究区的基本地质资料进行收集和分析，包括：地形地貌、地层岩性、地质构造、区域构造稳定性及岩溶水文地质条件，对库区的工程水文地质条件进行研究。 （2）着重研究库坝区的岩溶发育特征，库坝区岩溶发育类型主要以小规模的溶管、溶洞为主；水平上主要分布在大坝位置沿河而上约700m的河段内，纵向宽约650m的范围内，垂向上溶蚀主要发育在右岸1510m、1700m高程，左岸1560m高程附近；库坝区的溶蚀现象主要为Ⅲ级（溶孔、方解石晶洞），对防渗的影响小。 （3）潜在渗漏通道的渗漏模式为裂隙性渗漏，分析结构面发育程度及空间组合规律，对研究区岩体钻孔压水试验资料进行成果分析，库坝区岩石渗透能力较弱，吕荣值一般小于20Lu。总结出库坝区可溶岩岩体在水平和垂向上渗透性能的空间展布情况，渗透性沿地形展布，埋深越大，渗透性越弱，为模型概化提供依据。 （4）对库坝区存在的渗漏通道及水动力条件进行分析。初步计算各渗漏通道的渗漏量，其中左岸库首单薄山脊在不加防渗帷幕的情况下渗漏量最大，达到2128m3/d，坝基渗漏量为420m3/d，左、右岸坝肩渗漏量为630m3/d。 （5）运用Modflow软件进行三维数值模拟分析，按照天然条件、水库蓄水和水库蓄水+加防渗帷幕三种不同工况，对研究区的地下水渗流场进行模拟。分别对几个可能的重点渗漏部位渗漏量进行计算，左岸库首单薄山脊渗漏量为3523.395m3/d；坝基处的渗漏量为1088.933m3/d；左岸坝肩的渗漏量为499.1182m3/d；右岸坝肩渗漏量为465.7903m3/d。在加上防渗帷幕后，主要渗漏通道渗漏量为：左岸库首单薄山脊1913.525m3/d；坝基351.2941m3/d；左岸坝肩174.9472m3/d；右岸坝肩340.1415m3/d。 （6）通过上述库坝区岩溶发育特征、岩体的渗透特性以及不同工况下库区渗流场的模拟分析结果，认为大石峡水电站库区岩溶发育程度较低，岩体的渗透性较弱，发生大规模渗漏的可能性较小，对工程的影响不大。但由计算结果看出主要渗漏通道的渗漏量仍然较大，对渗漏的重要部位采取防渗措施，确保水库的正常安全运行。 【关键词】：大石峡水电站 岩溶 渗透性 渗漏 数值模拟
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TV223.6
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 前言10-19
• 1.1 选题依据及研究意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-16
• 1.2.1 岩溶水库的建设与发展11-12
• 1.2.2 岩溶水库渗漏的研究12-14
• 1.2.3 水库防渗的研究14-15
• 1.2.4 西北岩溶研究现状15-16
• 1.3 研究内容及技术路线16-19
• 1.3.1 研究内容16-17
• 1.3.2 技术路线17-19
• 第2章 坝址区地质环境条件19-36
• 2.1 区域地质概况19-25
• 2.1.1 区域地貌19-20
• 2.1.2 区域构造20-22
• 2.1.3 区域地质条件22-25
• 2.2 坝址区地质环境条件25-36
• 2.2.1 地形地貌25
• 2.2.2 岩性及工程地质岩组25-26
• 2.2.3 地质构造与岩体结构26-30
• 2.2.4 水文地质条件30-36
• 第3章 库坝区岩溶发育特征36-53
• 3.1 溶蚀空间类型及分级36-38
• 3.2 岩溶的空间分布特征38-48
• 3.2.1 平硐揭露岩溶39-42
• 3.2.2 钻孔揭露岩溶42-45
• 3.2.3 岩溶空间分布规律45-48
• 3.3 岩溶的规模及发育程度48-52
• 3.3.1 岩溶的发育规模48-51
• 3.3.2 岩溶的发育程度51-52
• 3.4 本章小结52-53
• 第4章 库坝区渗漏地质分析53-63
• 4.1 渗漏基本条件和模式53-55
• 4.1.1 渗漏的基本条件53
• 4.1.2 渗漏模式分析53-55
• 4.2 潜在渗漏通道分析55-59
• 4.2.1 左岸库首单薄山脊渗漏55-57
• 4.2.2 坝基渗漏57
• 4.2.3 左、右坝肩渗漏57-59
• 4.3 可能渗漏通道的渗漏量计算59-62
• 4.3.1 渗透系数确定59-60
• 4.3.2 左岸库首单薄山脊渗漏量的计算60
• 4.3.3 坝基渗漏量计算60-61
• 4.3.4 左、右岸坝肩处渗漏量计算61-62
• 4.4 本章小结62-63
• 第5章 库坝区岩溶渗漏三维数值模拟预测分析63-79
• 5.1 模型的建立64-67
• 5.1.1 模拟范围的确定64
• 5.1.2 模型空间离散64-65
• 5.1.3 模型计算单元与边界条件概化65-66
• 5.1.4 参数的选取66-67
• 5.2 模拟方案及模型校核67-70
• 5.2.1 模拟方案67-68
• 5.2.2 模型校验68-70
• 5.3 不同工况下的模拟对比分析70-76
• 5.3.1 天然渗流场分析70-72
• 5.3.2 水库蓄水条件下渗流场分析72-74
• 5.3.3 水库蓄水+防渗帷幕工况下地下渗流场分析74-76
• 5.4 渗漏量预测与评价76-78
• 5.5 合理的防渗措施与建议78-79
• 结论79-81
• 致谢81-82
• 参考文献82-85
• 攻读学位期间取得学术成果85

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

丰满大坝渗水对混凝土的溶蚀分析    朴龙泽,赵淑明,高伟平

粉煤灰混凝土在不同水力梯度下溶蚀特性的研究    谢文涛,吴玲,潘玲

阳宗海电厂210/7.0m烟囱地基处理    马宇

基于地质雷达技术的岩溶场地地质综合评价    黄河;杨宇;王继勇;

岩溶发育程度的小区划评价方法    王禹;樊炼;梅涛;王星运;

水泥灌浆帷幕的耐久性分析    刘斌云

碾压混凝土(RCC)在不同水力梯度下渗透和溶蚀特性研究    阮燕,方坤河,曾力,吴定燕

某水电站引水隧洞群的围岩变形量测研究    陶振宇,张忠亭

蜂窝组件钎焊工艺    伍弟铣

透视探测在岩溶不良地质的应用研究    余国红;

锦屏二级深埋隧洞岩溶发育程度的宏观地质预报及其验证    单治钢;

三峡库区溶蚀泥灰岩边坡变形破坏机理分析    常中华;伍法权;刘海燕;梁宁;

温度与动水压力作用下灰岩微观溶蚀的定性分析    刘琦;卢耀如;张凤娥;齐继祥;张胜;

岩溶研究的发展及基本内容和理论问题的概略探讨    卢耀如;刘福灿;

离子键交联聚两性电解质凝胶在电场作用下的溶蚀现象    陈万煜;赵彦兵;杨亚江;

中国岩溶地区水文环境与水资源模式    卢耀如;

面板混凝土抗溶蚀耐久性研究    杨德福;马锋玲;

岩溶地质分形预报应用技术初步研究    李苍松;何发亮;陈成宗;

湖北马鞍煤系含煤特征和控制因素    陈锦海;

混凝土抗溶出性侵蚀试验方法研究    阮燕;方坤河;

龙门石窟：给我一把绿色的伞    王林香

广西凤山岩溶“天窗”树叶钓鱼成奇观    陆汉魁

广西发现串珠式岩溶地下河天窗群    陆汉魁

丰满大坝拟移址重建    记者 褚晓亮

丰田召回小开关撬动大市场    本报记者 翟亚男

元坝勘探再获超百万立方米高产井    夏宁　郑杰青

千佛崖 生命中承载多少风雨多少痛    本报记者 周萱

天坑,别样的世界    江枫

假翡翠“变身”记    本报记者 符王润

金沙江观音岩电站红层钙质砂岩类岩溶发育特征及渗透稳定性研究    张强

碱溶液在地层多孔介质中的输运规律研究    熊生春

含夹层盐穴建腔期围岩损伤灾变诱发机理及减灾原理研究    陈结

药物洗脱支架聚合物涂层的设计、制备与评价    刘洪泽

矿井深部裂隙岩溶富水规律及底板突水危险性评价研究    乔伟

基于三维地质分析模型的水电工程复杂坝基处理分析研究    于跃

含碳气溶胶采样与分析方法研究    程远

层状盐岩矿床油气储库建造及稳定性基础研究    徐素国

塔河油田二区奥陶系碳酸盐岩储集体研究    牛永斌

东营凹陷古近系沙四上亚段滩坝砂体固体—流体相互作用与有效储层预测    赵伟

天山南麓大石峡水电工程岩溶渗漏分析    任蕊

强碱三元体系对油层矿物的溶蚀特征研究    王洪涛

典型岩溶槽谷区不同土地利用类型岩溶地质作用速率及其碳汇效应研究    刘文

岩溶森林区地下水水文地球化学特征及碳汇效应研究    李清艳

岩溶区成土速率的影响因素研究    谢芳

火山岩储层酸化体系研究    王百坤

西黄寺石质文物表层劣化特征分析及机理研究    王帅

农业活动影响下的岩溶作用及碳汇效应研究    张兴波

青木关岩溶流域水—土系统碳氮同位素特征研究    汪智军

CO_2流体—石千峰组砂岩相互作用的实验研究    王怀远