大岗山水电站坝区水化学特征及其在地下水系研究中的应用

田螺形矿井地下水化学特征分析与应用——田螺形矿井地下水系统包含四个子系统：第四系孔隙含水岩组、煤系基岩裂隙含水岩组、栖霞灰岩裂隙一岩溶含水岩组和老窑水。通过对四个子系统地下水化学特征的系统研究，建立了相应的四个含水模型，作为判别矿井突水水源的...

大岗山水电站枢纽大坝为双曲拱坝,坝址地质条件复杂,外围区域性断裂发育,坝址区小断层遍布。本文通过对坝址区范围内小断层的性状、特征分析,采用构造地质法、地貌法和测年法对坝址区小断层活动性进行研究,得出坝址区小断层早更新世以来不具活动性,其成果对大坝的设计及运行具有重要意义。

为了评价榆神矿区和神府矿区地下水水化学特征与演化规律,在研究区采集了53组地下水样品并进行检测,通过计算阴阳离子贡献率、不同离子的相关系数、na~+与cl~-毫克当量比值,绘制不同含水层地下水piper三线图、gibbs分布图,分析了地下水离子特征和水化学特征。分析发现,研究区地下水均为弱碱性水；受蒸发作用影响,溶解度较小的ca~(2+)相继析出,是地下水离子贡献率最高的阳离子；马兰黄土地下水的tds含量最低,冲洪积含水层地下水tds含量最高；总硬度从风沙滩地向黄土区逐渐增高；ca~(2+)、so_4~(2-)与tds呈极高相关性；地下水化学特征主要受水-岩作用控制,风沙滩地区地下水以hco_3类水为主,黄土梁峁区为hco_3·so_4类水。

为解决开发大西南水能遇到的最大问题岩溶渗漏,以云南省金沙江某水电站为例,应用区域水文地球化学理论,分析了其坝址区水化学特征。结果表明,该区地表水与地下水化学特征比较类似,为判定大区域内岩溶系统是否属于同一流动系统,解决岩溶渗漏问题提供了可靠的基础地质资料。

针对大岗山水电站坝区v型河谷地形地貌特征,根据地应力实测资料及地质构造条件,考虑边坡浅表全风化、强风化地层以及断层破碎带对坝区初始地应力场的影响,建立了坝区初始地应力场三维回归计算分析模型。通过多元回归三维数值计算,求得地应力最优回归系数,较为准确地反演了大岗山坝区的初始地应力场。计算结果表明,大岗山坝区初始地应力场是一个在浅部以构造应力为主、在深部以自重应力为主、由构造应力和自重应力联合组成的中等偏高的地应力场,研究结果为坝区边坡开挖及长期稳定性分析提供了重要依据。

大岗山水电站工程场地地震安全性评价表明,工程所在区域断裂带活动性强,工程场地基本烈度为ⅷ度,100a超越概率2%的基岩场地水平峰值加速度为557.5gal,大岗山拱坝设防地震加速度为目前国内外已建和在建工程之首,抗震安全成为工程建设的关键技术问题。通过深入开展地震动力反应分析、抗震性能评价及抗震措施设计研究,认为在强震作用下,坝踵部位、底部坝基面和坝体中上部梁向为抗震薄弱部位。通过配置梁向钢筋和跨横缝阻尼器,可显著改善强震下坝体损伤程度并减小横缝开度。采取上述抗震措施后,在设计地震下,坝体整体安全;在校核地震下,坝体整体稳定,并具有较高的安全裕度。

大岗山水电站混凝土高拱坝施工过程受地形地质条件、坝体结构形式、施工工艺、浇筑机械及施工材料等诸多因素影响,使得施工进度计划安排和资源优化配置非常复杂。通过研究开发大岗山水电站高拱坝施工进度动态仿真分析系统,对大坝施工进度进行动态实时仿真分析,提出了与现场生产条件相匹配的最佳资源配置计划和进度计划,合理安排了施工进度计划,实现了对后续施工方案的实时调整与优化。

大岗山水电站右岸坝肩边坡具有高地应力、高地震烈度、卸荷风化强烈的显著特点,受岩脉、卸荷裂隙、断层切割影响,形成了一系列关键块体,而在开挖过程中,这些块体底部剪出口附近受到开挖卸荷、爆破震动和地下水作用等因素的影响,出现了沿边界结构面的多次变形开裂与错动。对右岸开挖边坡变形开裂的机理进行深入研究,从边坡的开挖稳定、变形及塑性破坏区等方面,对原设计拟定的三种深层加固方案进行比选分析,选用方案二作为推荐优化方案。为了保证深层抗剪结构施工过程的整体稳定性,建议先开挖并回填低高程的三层抗剪洞,然后再进行高高程的抗剪洞施工。

大岗山水电站右岸坝肩边坡具有高地应力、高地震烈度、卸荷风化强烈的显著特点,受岩脉、卸荷裂隙、断层切割影响,形成了一系列关键块体,而在开挖过程中,这些块体底部剪出口附近受到开挖卸荷、爆破震动和地下水作用等因素的影响,出现了沿边界结构面的多次变形开裂与错动。对右岸开挖边坡变形开裂的机理进行深入研究,从边坡的开挖稳定、变形及塑性破坏区等方面,对原设计拟定的三种深层加固方案进行比选分析,选用方案二作为推荐优化方案。为了保证深层抗剪结构施工过程的整体稳定性,建议先开挖并回填低高程的三层抗剪洞,然后再进行高高程的抗剪洞施工。

　雅砻江某水电站左岸坝肩地表无泉水出露,勘探揭露地下水露头也极为有限,多为尚未充水的干燥岩体。通过对江水水化学分析,运用聚类分析和水化学组分对比的方法,发现该电站左岸岸边有地下水隐伏排泄,并导致江水水化学异常,而且岸边排泄地下水按其水化学特征可分为两类,相当于赋存在左岸谷坡大理岩中的岩溶裂隙水和砂板岩中的风化裂隙水,为左岸谷坡水文地质以及地下水系划分的研究提供了重要的依据。

大岗山水电站坝址区设计地震峰值加速度达到557.5cm/s2,大岗山拱坝的最大坝高达210m,其地震动响应规律复杂,通过前期勘测设计阶段系统、全面的研究,抗震方面存在的有关问题在可行性研究阶段已基本明确,采取的相应工程措施满足可行性研究阶段工程抗震的要求,大岗山拱坝的抗震安全性能够得到保证。

大岗山水电站坝址区设计地震峰值加速度达到557.5cm/s2,大岗山拱坝的最大坝高达210m,其地震动响应规律复杂,通过前期勘测设计阶段系统、全面的研究,抗震方面存在的有关问题在可行性研究阶段已基本明确,采取的相应工程措施满足可行性研究阶段工程抗震的要求,大岗山拱坝的抗震安全性能够得到保证。

大岗山水电站坝址区地形地质条件复杂,地震烈度高,枢纽布置难度大。根据坝址区水文地质条件,枢纽布置采取混凝土双曲拱坝挡水,坝身深孔、右岸泄洪洞泄洪及水垫塘、二道坝消能防冲,以及左岸引水发电系统,很好地利用了上、下游两个河湾地形,使左岸引水发电系统和右岸泄洪建筑物都能裁弯取直布置,在保证水流顺畅的同时,节约了工程投资。

介绍了大岗山拱坝坝基岩体透水性、地下水分布规律,坝区构造特点及对渗透性的影响。根据坝区水文地质条件及渗流特性,重点研究拱坝渗流控制措施设计,并采用单个排水孔解析理论、密集排水孔模拟方法以及干区虚拟流动不变网格法进行三维渗流分析,论证渗流控制措施效果。对不同方案及工况进行分析,得到坝基渗流量、扬压力折减系数等关键设计指标。通过分析论证,最终优选的渗控措施能够满足拱坝安全需要。

依据大汶口盆地东北部的水文地质条件将其地下水系统划分为第四系孔隙水、古近系裂隙水、寒武-奥陶系岩溶水,分析地下水系统中主要离子、矿化度和水化学类型的特征。结果表明,第四系孔隙水受人类活动的影响较为严重,古近系裂隙水第一含水层水质较好;第二含水层受含水岩性等因素影响,水质变差,水化学类型由hco3-ca型变为so4-ca型;寒武-奥陶系岩溶水受外部因素影响较少,水质较好。通过开采性抽水试验研究古近系第二含水层水质变化,发现长时间抽水可以改善水质,但不能从根本上使水质变好。

坝址环境水质及其时空变化隐含了丰富的信息,可以揭示水、岩、帷幕间的相互作用情况以及渗流条件的改变。以李家峡水电站为例,对坝址不同部位渗流水进行采样检测的基础上,综合运用水化学图示、统计分析等方法,研究了坝址环境水质空间分布特征,并与之前的检测结果对比分析水质变化趋势。研究显示,廊道内渗水总体上呈现出“高矿化”的特征,且坝基部位较两岸坝肩尤甚,表明两岸部位帷幕前后水力联系相对活跃;从时间演变看,左岸及坝基廊道部位的水质与此前检测分布较为一致,表明对应部位防渗性能变化稳定;右岸水样两次检测情况变化较大,表明右岸廊道部分部位渗流条件变化较大。

根据大岗山水电站厂坝区工程地质条件和水文地质条件,采用三维有限元法,在反演分析天然渗流场的基础上,系统研究施工期渗流场特性,为设计提供依据。

承压板试验是一种应用广泛的测定岩体变形参数的现场试验方法,根据中国水电顾问集团成都勘测设计研究院在大岗山水电站坝区现场进行的直径达1m的刚性承压板变形试验资料,详细介绍试验点岩体的加卸载变形关系曲线,根据推导的深部岩体压缩变形公式,计算出了坝址区左右岸试验点岩体的弹性模量、变形模量和等价变形模量等变形参数。通过回归分析,获得坝区试验点岩体的声波波速与变形模量的回归经验方程和高度显著的回归拟合曲线。现场承压板试验的计算分析结果表明:坝区左右岸辉绿岩脉地层的变形参数较小,岩体的压缩变形主要集中在辉绿岩脉软弱夹层上,右岸试验点岩体的变形参数总体小于左岸。这些试验分析结果为有效揭示坝区岩体力学参数的变化规律提供了重要依据。

以松辽盆地开鲁坳区地质和水文地质条件为基础,分析了地下水补给—径流—排泄特征及地下水水平及垂向分带特征.结果表明:沿地下水流方向,地下水的化学类型由碳酸型水变为氯化物型水;浅层含氧地下水带水化学类型以碳酸型水为主,地下水处于氧化环境;中部混合地下水带以cl·hco3型为主,处于氧化还原过渡环境;深部油田水化学带以cl·hco3和cl·so4型水为主,处于还原环境.

第2o卷第4期 i992年7月 河海大学学报 journalofhohaiunivf2-~ity v01．20no．4 】uli992 一 新安江水电站坝基地下水化学成分的成因分析 宋汉周彭汉兴√严安康施希京 (t程勘测系t 摘要应用三种数理统计方法对新安江水电站坝基水质分析资料作了处理．并作了水质成困机理 的探讨．认为水中碳酸盐类物质的来源除与地下水的补给源有关外．部分来源于地下水对于帷幕体 的侵蚀作用．此外．2～9坝段水的酸性化亦与基岩中硫化物及有机质的氧化有关；il～24坝段水 的碱性化与基岩中长石类矿物的风化溶解作甩有关．地下水径疲条件也给水质的形成于一定的髟 响．揭示了坝基渗流场的地质和水文地质环境，为防治方案的实施提供丁依据． 关键词塑萎埋王；相关分析；聚类分；因子分析；旦 中图法分类号p

根据大岗山大坝基础工程建基面及建基面地质情况，ⅱ类微新岩体分布于中、下部，抗变形能力较强，ⅲ2类花岗岩分布于上部坝基，基础地质发育d93、b97及f231等陡倾角的辉绿岩脉及断层破碎带，开挖后表部岩体需采取固结灌浆加固后才可满足建基的要求，通过本项目研究，取得满足本工程设计要求的固结灌浆施工工艺和参数。

针对西南某在建水电站坝区左岸交通洞开挖过程中多处出现滴水、线状或股状流水现象,利用水文地球化学信息分析了裂隙岩体的地下水来源。分析显示,上游支流已建水电站的引水洞对研究区存在渗漏影响,坝区地下水主要是原花岗岩体裂隙水侧向补给和引水洞渗漏补给的混合。两种补给水源水化学特征差异显著,ρ(so42-)可用来计算不同出水点两种水源的混合比。根据不同出水点引水洞渗漏补给的混合比,结合出水量大小,将坝区分为受引水洞渗漏补给影响较弱区、中等区和较强区,揭示了不同地段的地下水主要来源,为厂房施工过程中涌水量的预测与防渗排水设计提供了依据。