江西省上高县瑶兰埚地下河截流工程勘察研究

本报告系“上高缺水岩溶区暗河调查和开发利用的研究”（江西省重点科研项目）。它是在总结瑶兰埚地下河截流工程的地质勘察成果和截流试验成果的，内容主要有：自然地理和区域地质，勘察区地貌及地层构造，岩溶及地下河主要特征，岩溶水文地质条件，截流工程的工程地质条件和截流以及附件：丘陵区岩溶联通试验方法讨论等。 报告重点论区岩溶发育条件及地下河主要特征，初步揭示和探讨了地下河多层河道道的基本特征及其形成条件。在分析区域地质及水文地质条件和勘探试上，对截流工程周边的渗漏条件进行了论证，对深部岩溶发育程度和渗进行了探讨。根据瑶兰埚地下河的地质条件，提出了截流工程坝址选择施工方案。通过四期截流试验，库内水位由94m雍升至125m，水头抬高水工设计水位尚差15m），取得了初步截流效果，对地质推断也进行了部分 2100433B

第1章 岩溶地下河及其科学问题 1

1.1 我国南方岩溶地下河及其分布 1

1.1.1 岩溶地下河分布 1

1.1.2 地下河水资源开发利用现状 2

1.2 地下河管道结构和水流运动复杂性 3

1.2.1 地下河管道结构复杂性 3

1.2.2 地下河管道水流运动复杂性 4

1.3 地下河管道水评价模型研究进展 5

1.3.1 多重含水介质岩溶地下水评价方法 5

1.3.2 国外主要软件及应用进展 6

1.3.3 国内研究和应用进展 7

第2章 典型地下河自然条件 8

2.1 寨底岩溶地下河系统自然条件 8

2.1.1 人文地理 8

2.1.2 地层及构造 9

2.1.3 寨底岩溶地下河系统 11

2.2 鱼泉岩溶地下河系统自然条件 14

2.2.1 人文地理 14

2.2.2 地层和构造 15

2.2.3 鱼泉地下河系统 17

2.3 万华岩岩溶地下河系统自然条件 22

2.3.1 人文地理 22

2.3.2 地层与构造 24

2.3.3 万华岩地下河系统 26

2.4 大小井岩溶地下河系统自然条件 29

2.4.1 人文地理 29

2.4.2 地层与构造 32

2.4.3 大小井地下河系统 33

第3章 地下河示踪及探测 39

3.1 示踪方法 39

3.1.1 化学离子类示踪剂 39

3.1.2 荧光类示踪剂 40

3.1.3 示踪剂投放量估算 41

3.1.4 示踪剂投放方法 41

3.1.5 示踪结果分析和应用 42

3.2 地下河示踪 44

3.2.1 万华岩地下河示踪 44

3.2.2 鱼泉地下河示踪 49

3.2.3 大小井地下河示踪 52

3.2.4 寨底地下河示踪 55

3.3 浓度曲线分析管道结构及案例 62

3.3.1 钓岩管道结构分析 63

3.3.2 水牛厄管道结构分析 66

3.4 回收强度曲线分析管道结构及案例 68

3.4.1 回收强度曲线分析方法 68

3.4.2 回收强度曲线管道结构分析实例 68

3.4.3 浓度和回收强度曲线分析方法适用范围 70

3.5 水动力场方法分析管道结构及案例 70

3.5.1 水力梯度与水位变化关系 72

3.5.2 管道垂直方向结构分析 73

3.6 水化学场方法分析管道结构及案例 74

3.6.1 案例区水文地质条件 74

3.6.2 水化学特征及地下河管道判别 76

3.7 温度场方法分析管道结构及实例 78

3.7.1 地质背景及问题 78

3.7.2 温度场及水文地质意义 78

3.8 示踪材料及对比 82

3.8.1 钼酸铵、钨酸钠及食盐示踪剂对比 82

3.8.2 荧光素钠和罗丹明B 示踪剂对比 83

3.8.3 示踪材料对比结果 86

第4章 地下河动态监测 87

4.1 地下河监测管理系统 87

4.2 地下河监测网 88

4.2.1 寨底地下河监测网 88

4.2.2 鱼泉、大小井及万华岩地下河监测网 92

4.2.3 地下河出口流量监测与计算 97

4.3 监测仪器常见问题及维护 101

4.3.1 压力式水位计常见问题及维护 101

4.3.2 水质仪和雨量计常见问题及维护 104

第5章 地下空间气压微动态特征 106

5.1 空气压力与地下河动态监测关系 106

5.1.1 水位监测与气压关系 106

5.1.2 地下空间环境与气压关系 107

5.2 寨底地下河地下空间气压气温动态特征 108

5.2.1 监测区域自然条件 108

5.2.2 地下气压变化特征 109

5.2.3 地下气温变化特征 112

5.3 万华岩旅游洞穴内气压动态特征 114

5.3.1 气压动态监测 114

5.3.2 洞内气压变化特征 114

第6章 地下河水化学动态特征 118

6.1 寨底地下河水化学动态特征 118

6.1.1 寨底地下河出口水化学动态 118

6.1.2 水化学类型及其分布 123

6.1.3 R 型因子多元统计分析 126

6.1.4 硝酸盐微污染特征及其来源分析 129

6.2 万华岩地下河水化学动态特征 134

6.2.1 万华岩地下河出口水化学动态 134

6.2.2 水化学类型及季节性变化 136

6.2.3 多元统计因子分析和聚类分析 139

6.3 鱼泉地下河水化学动态特征 143

6.4 大小井地下河水化学动态特征 147

第7章 地下河水位和流量动态特征 153

7.1 寨底地下河动态特征 153

7.1.1 不同含水介质水位动态特征 153

7.1.2 水位季节性变化及其降水响应特征 155

7.1.3 流量时空变化特征 158

7.2 鱼泉地下河动态特征 159

7.3 万华岩地下河动态特征 160

7.4 大小井地下河动态特征 162

7.4.1 地下河管道典型水文动态类型 162

7.4.2 水位剧烈变化及成因分析 165

7.4.3 流量变化系数及洪峰运动速度 167

7.5 地下河流量衰减系数及对比 169

第8章 地下河水资源量计算 173

8.1 入渗系数和径流模数 173

8.1.1 峰从洼地区入渗系数和径流模数 173

8.1.2 溶蚀丘陵区入渗系数和径流模数 177

8.1.3 深切峡谷区入渗系数和径流模数 181

8.1.4 大小井地下河入渗系数和径流模数 182

8.2 典型地下河水资源量计算 185

第9章 地下河系统模型模拟 187

9.1 Modflow 模型模拟 187

9.1.1 Modflow 和CFP、Drain 模型 187

9.1.2 地下河出口局部区域模型模拟及对比 188

9.1.3 寨底地下河系统模型模拟 191

9.2 SWMM 模型模拟 197

9.2.1 SWMM 模型原理 197

9.2.2 模型概化和模拟数据 200

9.2.3 模拟结果与讨论 208

第10章 地下河管道流模型讨论 211

10.1 高压管流运动特征 211

10.1.1 地下河管道水位动态快速响应特征 211

10.1.2 地下河管道流速变化规律 213

10.1.3 水位响应速度平均流速对比 214

10.2 Darcy￣Weisbach 管道流模型适宜性讨论 215

第11章 地下河管道空间和库容计算 217

11.1 寨底地下河管道空间及库容评价 217

11.1.1 地下河管道空间及库容计算方法 217

11.1.2 计算结果 219

11.2 岩溶发育强度定量评价 220

11.2.1 寨底地下河系统岩溶发育强度评价 221

11.2.2 溶蚀速率计算结果及比较 226

参考文献 228

图版 2100433B

《施工导截流与围堰工程研究》主要研究施工导流工程中的一些常见的、研究成果较少的关键问题，分四篇介绍，即施工导流、施工截流、施工围堰、施工水力学模型试验等内容。　施工导流方面，主要包括导流标准的合理确定，导流标准的风险决策，施工导流系统超标洪水风险率模型，施工导流系统超载洪水风险率模型，明渠、隧洞及底孔导流水力计算与分析等。　施工截流方面，主要包括平堵截流、立堵截流、双戗堤立堵截流、宽戗堤立堵截流十大块石串及混凝土四面体串截流、混合粒径的石块截流等的水力特性分析及计算研究。对截流时的分流建筑物泄水规律及深水截流规律进行了专题研究，并提出了对三峡工程三期截流的意见等。　施工围堰方面，主要包括不过水围堰及过水围堰风险率分析与计算，土石过水围堰度汛的堰面及堰坡保护措施（大块石、铅丝笼、混凝土平板、混凝土楔形板）分析与计算，以及考虑垫层减压效果后土石围堰下游坡混凝土保护板的稳定分析及计算等。　施工水力学模型试验方面，主要包括施工水力学模型试验特点，施工期水流特性分析，试验与原型的相似规律及换算分析，并分别具体论述了导流模型试验，截流模型试验，围堰模型试验等的难点及对策，还介绍了模型试验的经验教训等。　《施工导截流与围堰工程研究》是一本系统论述导流工程的基本理论、计算方法、模型试验、工程实践等的论文专辑，全书主要内容是《施工导截流与围堰工程研究》著者首次提出的成果，特别注意理论结合实际，着重于应用。　《施工导截流与围堰工程研究》除作为水利水电院校研究生、高年级大学生参考教材外，还可供有关大专院校教师及从事水利水电工程设计、试验、施工等研究人员的参考用书。2100433B

在施工导流中，截断原河床水流，把河水引向导流泄水建筑物下泄所采用的工程措施就是截流。截流实际上是在河床中修筑横向围堰工作的一部分。截流施工技术要求高、难度大。截流施工的程序：戗堤进占→龙口加固→合龙→闭气。 截流以后，还需对戗堤进行加高培厚，修成围堰。