复杂岩溶水系统势汇区建坝成库可行性研究

胡大儒, 郑克勋, 赵代尧, 陈占恒. 复杂岩溶水系统势汇区建坝成库可行性研究——以北盘江流域普岔河水库为例[J]. 中国岩溶, 2022, 41(5): 736-745. doi: 10.11932/karst20220507
引用本文: 胡大儒, 郑克勋, 赵代尧, 陈占恒. 复杂岩溶水系统势汇区建坝成库可行性研究——以北盘江流域普岔河水库为例[J]. 中国岩溶, 2022, 41(5): 736-745. doi: 10.11932/karst20220507
HU Daru, ZHENG Kexun, ZHAO Daiyao, CHEN Zhanheng. Feasibility study on dam and reservoir construction in the catchment area of complex karst water system: Taking Pucha Reservoir of Beipan River as an example[J]. Carsologica Sinica, 2022, 41(5): 736-745. doi: 10.11932/karst20220507
Citation: HU Daru, ZHENG Kexun, ZHAO Daiyao, CHEN Zhanheng. Feasibility study on dam and reservoir construction in the catchment area of complex karst water system: Taking Pucha Reservoir of Beipan River as an example[J]. Carsologica Sinica, 2022, 41(5): 736-745. doi: 10.11932/karst20220507

复杂岩溶水系统势汇区建坝成库可行性研究

详细信息
    作者简介: 胡大儒(1988-),男,硕士,高级工程师,主要从事工程地质、岩溶水文等领域研究工作。E-mail:hudaru@ghidri.com.cn
    通讯作者: 郑克勋(1982-),男,硕士,正高级工程师,主要从事工程地质、岩溶水文等领域研究工作。E-mail:zhengkexun@ghidri.com.cn
  • 中图分类号: TV221.2

Feasibility study on dam and reservoir construction in the catchment area of complex karst water system: Taking Pucha Reservoir of Beipan River as an example

More Information
  • 北盘江流域沿线山高谷深,岩溶水文地质条件复杂,局部区域水资源短缺,岩溶渗漏问题成为水利水电工程建设的瓶颈。文章综合地质调查测绘、钻探及物探、水文地质试验、岩溶水系统分析、地下水均衡分析等方法,论证了PCH水库不会发生邻谷渗漏及绕坝基深部的岩溶管道型渗漏,但发生溶隙型渗漏的可能性较大。采用有限元法模拟溶隙渗漏显示:随着T1yn1-1灰岩溶蚀率的增大,坝基抗滑稳定系数稍有降低,潜在失稳模式为后缘剪断T1yn1-2岩体,前缘沿T1yn1-2层内岩屑夹泥型软弱结构面剪出;坝基渗漏量呈线性增加,T1yn1-1灰岩溶隙密集带为坝基主要渗漏区。当溶隙密集带沿T1yn1-1灰岩与T1yn1-2泥灰岩接触带水平发育且集中分布时,坝基抗滑稳定系数将明显减小,坝基渗漏量将明显增大;当溶隙密集带垂直发育、分散发育或主要分布于坝后区域时,其对坝基抗滑稳定及坝基渗漏量影响微弱。岩溶水文地质分析及数值模拟均显示,复杂岩溶水系统势汇区下游区域多以溶隙渗漏为主,其工程影响有限,具备建坝成库条件。

  • 加载中
  • 图 1  工程区岩溶水文地质图

    Figure 1. 

    图 2  工程区三维地质模型示意图

    Figure 2. 

    图 3  KS1溶洞出口图

    Figure 3. 

    图 4  K5地下岩溶暗河进口图

    Figure 4. 

    图 5  坝基渗漏模式示意图

    Figure 5. 

    图 6  钻孔CT测试成果图

    Figure 6. 

    图 7  有限元网格划分示意图

    Figure 7. 

    图 8  稳定系数及渗漏量与溶蚀率关系曲线

    Figure 8. 

    图 9  0%溶蚀率时总水头渗流场云图

    Figure 9. 

    图 11  50%溶蚀率时总水头渗流场云图

    Figure 11. 

    图 10  25%溶蚀率时总水头渗流场云图

    Figure 10. 

    图 12  稳定系数及渗漏量与溶隙密集形态关系曲线

    Figure 12. 

    表 1  工程区岩溶基本特征统计表

    Table 1.  Statistics of the basic karst features in the project area

    编号分布位置出口高程/m流量/L·s−1
    汛期枯期极枯
    S1普岔河干支汇合处990755017
    S2滴水沟左岸1#冲沟上游1 017510
    S3左岸1号冲沟源头1 125210
    S4坝轴线右岸上游侧1 019510
    S5岩溶盲谷左岸后坡1 004151515
    KS1坝轴线右岸1 1301030
    KS2滴水沟左岸吊水岩1 10050100.5
    KS3坝轴线左岸1 035830
    KS4坝轴线左岸995520
    KS7坝址下游暗河出口85130020040
    KS8坝址下游岩溶管道出口9001251.5
    KS9岩溶盲谷内侧右壁945720
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    表 2  工程区岩溶水系统区划表

    Table 2.  Division of the karst water system in the project area

    编号地层岩性分布位置发育岩溶统计
    T1yn1-1灰岩库区S1、S2、KS2
    T1yn1-3+4泥质灰岩坝址左岸S3、S5、KS3、KS4
    T1yn1-3+4泥质灰岩坝址右岸S4、KS1
    T1yn1-1灰岩坝址下游K5-KS7、K6-KS8
    T1yn1-1灰岩河床深部潜在岩溶渗漏通道
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    表 3  岩土体物理力学参数建议值表

    Table 3.  Physical and mechanical parameters of rock and soil

    地层类别物质成分密度
    /g·cm−3
    抗剪断强度渗透系数
    /cm·s−1
    tgϕc/Kpa
    T1yn1-1岩体灰岩2.651.0085010−4
    T1yn1-2岩体泥灰岩2.600.8065010−5
    层面岩屑夹泥2.150.455010−3
    T1f岩体泥页岩2.550.6555010−6
    Qal冲积砂卵砾石2.200.45010−2
    Ql湖积淤泥质粉土2.150.251010−5
    Qcol崩积块碎石土2.200.551010−1
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    表 4  溶蚀率模拟计算结果表

    Table 4.  Simulation results of the karst fissure rate

    溶蚀率/%0102025304050
    Fs2.6782.6682.6632.6602.6562.6432.638
    Q/m3·d−1225.0236.3248.5257.0261.0275.0283.5
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    表 5  溶隙密集带形态模拟结果表

    Table 5.  Simulation results with different karst fissure forms

    发育
    形态
    水平
    分散
    坝前
    垂直
    分散
    坝前
    分散
    水平
    坝前
    集中
    水平
    坝前
    坝前
    水平
    分散
    坝后
    水平
    分散
    Fs2.6602.6702.6652.6302.6532.698
    Q/m3·d−1257.0232.0240.0291.5237.5243.0
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出版历程
收稿日期:  2022-01-01
刊出日期:  2022-10-25

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