新形势下我国岩溶研究面临的机遇和挑战

随着社会经济的快速发展,我国岩溶环境地质问题日益突出,已引起党和政府的高度重视。本文根据国家经济建设、社会发展的需求,分析了我国岩溶研究所面临的形势与机遇,认为进一步加强岩溶基础与应用问题研究,尤其是岩溶发育的气-生-水-岩的相互作用、油气富集与深层岩溶发育机理、岩溶作用对全球碳汇的影响,以及西南岩溶石漠化综合治理、岩溶地下水资源开发与保护研究,改善生态环境,促进岩溶地区社会经济的持续、和谐发展,是当前和今后一个时期内我国岩溶研究所面临的主要任务和工作重点。

水布垭工程岩溶研究与帷幕优化

水布垭水电站位于清江中游河段,大坝为混凝土面板堆石坝,地下式引水发电系统,装机1 840 MW,大坝正常蓄水位400 m,相应库容43.28亿m3,最大坝高233 m,坝高居世界同类坝首位。该电站是一个石灰岩坝址,岩溶化程度很高,坝基及绕坝渗漏问题十分突出,计算表明,如果坝址不作防渗处理,其渗漏量可达7 m3/s,水量及电能损失严重,还将对坝基中的剪切带产生冲刷破坏,埋藏在坝基下的多条岩溶管道系统在洪水期将直接冲刷大坝的堆石体。为此需要设置一条总长2 588.3 m,面积达44.14万m2,钻灌总进尺达39.2万m的地下帷幕工程。防渗帷幕初期采用了全封闭方案,投资4.76亿元(与大坝投资相当)。经大量的地质科学研究,包括岩溶发育规律、控制因素及岩体渗透特性等;提出了Ⅰ号岩溶管道具有独立的补、迳、排系统,邹家沟一带存在“弱岩溶化地块”,该地块隔断Ⅰ号岩溶系统与库水的联系;对于帷幕线上的强岩溶发育区通过封堵岩溶洞穴可以实现“变岩溶化岩体为裂隙性岩体”,同时提出了在复杂岩溶地区帷幕优化的原则和类型。水布垭工程按地质提出的帷幕优化图形实施后,钻灌进尺将小于30万m,初步估算可节省投资近亿元。

卢耀如院士的岩溶(喀斯特)学术研究与贡献

上世纪五十年代以来,中国工程院卢耀如院士把毕生的精力奉献在岩溶地质事业上。他对岩溶发育的规律及溶蚀机理进行了较系统的研究,特别是对碳酸盐岩与硫酸盐岩复合岩溶作用机理进行了详细的研究;他潜心研究岩溶地区的水文、工程与环境地质问题,参加了一系列水利水电工程的勘测研究,涉及长江、黄河、珠江、淮河等许多流域,包括三峡、乌江渡、新安江等百多座水利枢纽;他指导有关交通、城镇、矿山等建设的工程地质与环境地质勘测研究;他提出多种水动力条件、三相流的作用机理与混合溶蚀作用等问题;他提出地质—生态环境的新概念,提出喀斯特地区石漠化问题的概念并进行开拓性的研究探索,积极开展岩溶地区的地质灾害防治工作,建立了一套有关岩溶发育与工程效应的理论,为岩溶地区的开发及灾害防治做出了杰出的贡献。