【摘要】：目前地下水流數(shù)值模型的建立多基于等效連續(xù)介質(zhì)概化含水介質(zhì),在巖溶地區(qū),這樣的處理方法顯然不完全適用,尤其我國南方巖溶地區(qū)多發(fā)于暗河管道,介質(zhì)類型復(fù)雜,為多重介質(zhì),包括裂隙、溶隙和管道介質(zhì),其流動(dòng)形式為層流與紊流并存,等效連續(xù)介質(zhì)完全無法體現(xiàn)其水流特點(diǎn),那么如何在數(shù)值模型中較為有效的體現(xiàn)巖溶管道介質(zhì)特征是目前相關(guān)研究人員正在努力突破的研究方向。本文依托滇中引水工程昆明段的昆呈隧洞,運(yùn)用Visual-Modflow建立多尺度地下水流模型,通過大尺度宏觀模型A提取次級尺度細(xì)觀模型的邊界條件與水文地質(zhì)參數(shù),在次級細(xì)觀模型B中將溶隙介質(zhì)概化為等效連續(xù)介質(zhì)的條件下,運(yùn)用River模塊概化呈貢黑、白龍?zhí)秲纱髱r溶管道。通過這樣的多尺度數(shù)值模型對巖溶管道作出分析,并結(jié)合昆呈隧洞施工穿越黑、白龍?zhí)栋岛庸艿老到y(tǒng)對地下水動(dòng)態(tài)特征進(jìn)行研究,同時(shí)模擬預(yù)測隧洞施工完成后地下水滲流場的恢復(fù)情況,主要得到以下認(rèn)識(shí):(1)黑、白龍?zhí)秲纱蟀岛庸艿老到y(tǒng)屬于同源雙匯的地下水系統(tǒng),二者補(bǔ)給來源均為研究區(qū)北東部裸露型巖溶條帶,在徑流過程中受隔水層倒石頭組(P_1d)鋁土質(zhì)黏土巖阻隔,進(jìn)而分化為兩套獨(dú)立的暗河管道系統(tǒng)。黑、白龍?zhí)栋岛庸艿老到y(tǒng)之間無直接的水力聯(lián)系,且白龍?zhí)栋岛庸艿老到y(tǒng)地下水位高于黑龍?zhí)栋岛庸艿老到y(tǒng)。(2)隧洞施工模擬中,白龍?zhí)栋岛映隹谒辉诠艿滥Ｐ虰_2中下降約9m,在溶隙介質(zhì)模型B_1中下降約10m,均被疏干。黑龍?zhí)栋岛映隹谒辉诠艿滥Ｐ虰_2中僅下降1m而在溶隙介質(zhì)模型B_1中水位下降4m。巖溶管道的設(shè)置使得原本接受含水層補(bǔ)給的巖溶管道在隧洞施工引起水位下降后補(bǔ)給含水層,因此管道模型B_2內(nèi)軸線附近水位下降程度整體略緩于溶隙介質(zhì)模型B_1。(3)在無管道設(shè)置的模型B_1計(jì)算中,隧洞施工總涌水量為69876m~3/d,而管道模型B_2中,由于管道能夠快速將外界地下水傳遞至軸線附近,故總用水量顯著大于溶隙介質(zhì)模型B_1,總涌水量為95817 m~3/d。(4)通過對工后的隧洞進(jìn)行封堵模擬,黑白龍?zhí)秲纱蟀岛映隹谒灰约氨O(jiān)測孔水位均開始恢復(fù),恢復(fù)趨勢前期較為迅速,后期較為緩慢。最終經(jīng)過約8.5年黑、白龍?zhí)端煌耆謴?fù)至施工前,軸線附近觀測孔水位約10年完全恢復(fù)�；謴�(fù)過程中,巖溶管道與含水層地下水的水量交換模式由管道補(bǔ)給含水層轉(zhuǎn)化為含水層補(bǔ)給巖溶管道,故水位恢復(fù)的前期管道模型B_2略快于溶隙介質(zhì)模型B_1,后期則略低于溶隙介質(zhì)模型B_1。(5)大尺度宏觀模型與次級尺度細(xì)觀模型相結(jié)合,并運(yùn)用River模塊刻畫巖溶管道能夠有效的體現(xiàn)巖溶管道的水流動(dòng)態(tài)特征。
【圖文】：

尺度宏觀數(shù)值模型 A，根據(jù)測得泉口流量以及鉆孔水位對模型進(jìn)行校正；（4）使用校正后的區(qū)域數(shù)值模型 A 確定次級細(xì)觀模型 B 的邊界條結(jié)合 Modflow-RIVER 進(jìn)行巖溶管道介質(zhì)概化，搭建溶隙介質(zhì)模型 B1和管模型 B2，根據(jù)泉口及鉆孔水位等參數(shù)校正模型；（5）在次級細(xì)觀模型 B1和B2中，運(yùn)用 Drain 模塊模擬隧洞施工的過程得到等效連續(xù)介質(zhì)與巖溶管道介質(zhì)兩種不同介質(zhì)條件下的地下水滲流場化；（6）通過 Drain 模塊隨時(shí)間序列的運(yùn)行，得到隧洞穿越黑、白龍?zhí)栋倒艿老到y(tǒng)不同施工階段涌水量的變化，并模擬預(yù)測天然狀態(tài)下，隧洞周邊下水位恢復(fù)情況。.3.2 技術(shù)路線根據(jù)以上研究內(nèi)容，，本論文擬采用的技術(shù)路線如下圖 1-1：

第 2 章 研究區(qū)地質(zhì)環(huán)境概況第 2 章 研究區(qū)地質(zhì)環(huán)境概況概況水工程是從根本上解決滇中地區(qū)缺水問題的重大民生工程游石鼓河段取水，途徑南盤江流域，終點(diǎn)抵達(dá)紅河州元江是滇中引水工程中的 5 段之一，該段工程西起羅茨新家村圖 2-1。線路全長 116.155km，其中隧洞 6 條，總長度為 92.54%；倒虹吸 4 座，長 7.50km，占線路總長的 6.45%；占線路總長的 0.2%；渡槽 1 座，長 9.3km，占線路總長量可溶巖，隧洞施工進(jìn)入巖溶地層后可能產(chǎn)生涌突水事故
【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TV554

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2626824