地铁建设对岩溶水渗流场影响的修复效果模拟

地铁工程因穿越岩溶含水层,易引起地下水渗流场发生变化,从而诱发工程及地质问题,为保护地下水环境,迫切需要一种简易且安全的疏导方案。为探讨地铁建设对地下水渗流场的影响,在总结研究区岩性结构及其水文地质特征的基础上,采用数值模拟方法模拟地铁车站建设前后及增加导流措施后地下水渗流场的变化,分析不同地质条件下地铁建设对地下水渗流场的影响并验证导流措施的修复能力。结果表明:研究区地铁车站地下水渗流结构可划分为土层夹卵砾石-岩浆岩孔隙-裂隙渗流双层结构(车站A)、土层夹卵砾石-灰岩孔隙-岩溶渗流结构(车站B)、土层夹碎石厚层单层孔隙渗流结构(车站C)3大类,地铁基坑建设对周边原有渗流场水动力条件的影响程度与地层结构密切相关。地铁车站的建设导致迎水面水位上升,背水面水位下降,车站A、车站B和车站C迎水面水位最大壅高分别为0.40、0.32和0.62 m;对地下水渗流场的影响范围与地质条件、车站数量以及车站建设方向与水流方向的夹角密切相关,总体上迎水面影响范围大于背水面。导流措施能最大程度恢复地下水渗流场,各车站地下水回落后的水位与天然水位的欧式贴近度均大于0.98。但导流措施布设的数量与位置同时受水流夹角、地质结构、水动力条件等多重因素影响,需结合实际情况设置。该研究成果可为地铁工程建设与地下水环境保护提供依据。

人类活动对济南某小区周边水文地质条件的影响分析

近20年来,随着经济的增长及人口压力的加剧,城市建筑越来越高,基坑开挖越来越深,大量的桩基施工不可避免地对地下水的补给、径流、排泄条件产生影响,而水文地质条件的改变又反过来影响制约人类的活动,甚至引发地质灾害。该文以济南某小区为例,通过水文地质调查、野外钻探、综合分析等手段,研究分析近年来该小区周边地下水位上升的原因及水文地质条件的变化特征。结果表明,由于人类活动的影响,该小区周边水文地质条件发生了较大变化,小区周围由原来的径流排泄区慢慢转变为一小型的"蓄水区",由此造成小区周边地下水位大幅上升,并对构筑物产生了不利影响。研究结果对该小区结构的后期处理、周边地块开发及类似工程水文地质问题具有一定的指导意义。

济南市华山湖开挖建设渗漏分析研究

该文在查明区域水文地质条件、湖区地下水的类型、分布、埋藏条件、含水层及隔水层特征、岩性结构以及地下水的补给、径流、排泄条件的基础上,通过现场试验,确定了天然状态下湖区各含水层之间的水力联系、黄河侧渗补给量及湖区向小清河的排泄量,结合数值模拟,预测了湖区维持设计蓄水位21.5m时黄河的侧渗补给量、湖区向小清河的排泄量及湖区对周边地下水位的影响。结果表明,天然状态下,黄河侧渗补给量为748.23m^3/d,湖区向小清河排泄量大约为52.03m^3/d,黄河侧渗补给量远大于湖区向小清河的排泄量。数值模拟结果表明,湖区维持设计蓄水位21.5m时,不同水文年湖区接受的侧渗补给量均大于湖区的渗漏量,且对周围地下水位的影响不超过1.5m,因此,湖区维持设计蓄水位21.5m时可不考虑防渗措施。

瞬变电磁与跨孔CT成像探测岩溶分布及形态特征的应用——以山东省济南地区为例

文章以山东省济南西南裸露—覆盖型岩溶山区为研究对象,根据钻探资料,将区内岩溶发育形态分为小型溶洞与溶孔,并利用瞬变电磁法、电磁波CT成像两种物探方法,探讨岩溶分布、形态特征与地球物理场的关系。对比瞬变电磁剖面与钻探揭露的岩溶发育段,确定出120Ω·m作为解译岩溶发育区的分界值,以此圈定岩溶分布区域,之后实施钻孔进行验证,符合性较好;在验证孔及附近钻孔进行电磁波CT成像探测,进一步验证并刻画两孔间的岩溶发育特征。两种物探方法中,电磁波CT的探测数据离散程度较高;两种岩溶发育形态中,小型溶洞的地球物理参数离散程度较大,同时小型溶洞发育区视电阻率平均值较小,视吸收系数平均值较大。

济南四大泉群水化学特征及其成因分析

为明晰济南四大泉群水化学动态变化特征及成因,利用离子比例系数、PHREEQC模拟以及氢氧同位素反演等方法分析各泉群水化学成分特征及其形成过程。研究表明:(1)四大泉群阳离子Ca^(2+)为优势离子,阴离子HCO_(3)^(-)为优势离子;(2)潭西泉和珍珠泉水化学类型稳定,而趵突泉和黑虎泉由HCO_(3)-Ca型变为HCO_(3)·SO_(4)-Ca型;(3)四大泉群受地表水、寒武系凤山组-奥陶系岩溶水以及寒武系张夏组岩溶水混合补给,其中趵突泉、黑虎泉接受寒武系凤山组-奥陶系岩溶水补给占比略大,而潭西泉、珍珠泉接受寒武系张夏组岩溶水补给占比略大;黑虎泉滞留时间最短,循环交替强烈;(4)水岩相互作用强弱程度导致泉群水化学成分差异,溶解沉淀作用强度整体大于阳离子交换作用。趵突泉阳离子交换作用强度最弱,黑虎泉伴随有去白云化作用,潭西泉和珍珠泉水化学作用及强度类似,进一步印证潭西泉和珍珠泉有相同的补给来源及运移机制。该研究成果对水资源合理利用和岩溶大泉的保护具有重要意义。

地下工程建设对岩溶水流场的影响及其修复

工程建设改变地下水流场危及建筑物的安全。以济南经十路沿线大型地下综合体为例,通过数值模拟计算工程建设对地下水渗流场的影响,并建立了地下水流场修复模型。结果表明:地下空间结构会阻挡地下水运移,地下水水位壅高造成地基承载力降低;将地下工程设置导流措施后,其迎水面水位随时间呈现衰减趋势,且越接近天然状态水位衰减速率越慢;因地层结构差异,壅高水位基本回落的时间存在较大差异;不同地质条件下流场修复所需导流井数量与导流几何体结构参数呈负相关关系,所需导流井数量的预测方程反映了地质条件的复杂性和多变性。除导流几何体自身结构外,围岩水力梯度与渗透系数对导水能力产生影响,其中渗透系数大小制约导水速率的快慢,水力梯度则控制导水行为的发生。导流措施的实施可减小工程建设对地下水环境的影响,确保地下工程建设对水环境影响可控。