MODFLOW-CFPv2 模型在岩溶隧道突涌水及对地下水环境影响中的应用: 以云南鹤庆锰矿沟岩溶水系统为例

滇中地区构造复杂、岩溶发育,隧洞突涌水及泉流量衰减是隧洞施工过程中最棘手的问题之一。锰矿沟岩溶水系统岩溶管道化程度高,岩溶裂隙与岩溶管道2种含水介质差异显著。采用MODFLOW-CFPv2双重介质数值模型对锰矿沟岩溶水系统展开数值模拟研究,精细刻画岩溶管道与引水隧洞,进而掌握隧洞施工对地下水流场影响以及泉流量变化的规律。结果表明:(1)MODFLOW-CFPv2模型能够刻画岩溶地区复杂的地质结构,较好地模拟研究区地下水位的动态特征和岩溶泉流量响应特征。(2)在强排工况下隧洞单位长度最大涌水量为164 m^(3)/(d·m),单位长度稳定涌水量为69 m^(3)/(d·m),锰矿沟岩溶泉流量也出现显著下降的趋势,在模拟期内平均泉流量从天然条件下1578 L/s下降至1098 L/s,总体减少了30.4%;峰值泉流量从2133 L/s下降至1375 L/s,减少了35.5%,强排工况施工会对隧洞工程施工和地下水环境造成显著影响;限排工况下隧洞单位长度最大涌水量为39 m^(3)/(d·m),单位长度稳定涌水量为24 m^(3)/(d·m),隧洞单位长度涌水量显著降低,锰矿沟岩溶泉流量的下降趋势也得到了一定程度的改善,模拟期内平均泉流量降低至1284 L/s,减少了18.6%,峰值泉流量降低至1617 L/s,减少了22.1%。采用的MODFLOW-CFPv2双重介质模型具有较精确刻画岩溶区管道、溶洞、裂隙共存的高度非均质岩溶水系统的能力,能够定量评价香炉山隧洞施工对锰矿沟岩溶水系统地下水流场及泉流量的影响,为香炉山隧洞工程的突涌水灾害防治提供参考依据,也为岩溶地区复杂地质条件下地下水研究提供借鉴经验。

滇东喀斯特石漠化区不同植被恢复模式下土壤水分空间变异特征研究

分析了7种不同植被恢复模式的土壤容重和水分等土壤特性的变异及分布特征.结果表明,土壤容重变异较小,土壤水分含量变化相对较大.不同植被恢复模式之间,天然成熟林的含水量最大,新造林最低;不同坡位之间,以下坡的含水量最大.容重变化与水分含量变化恰好相反.通过研究滇东喀斯特石漠化地区不同年龄植被在不同坡向、坡位、石漠化程度等条件下土壤水分的空间变异规律,为滇东喀斯特石漠化地区的植被建设和规划提供理论依据和实践依据.

云南省水富县大峡谷温泉岩溶承压水补给量分析计算

通过水文地质调查、同位素、水化学等分析方法对云南省水富县大峡谷温泉岩溶承压水的来源补给区进行定性分析,采用降水入渗补给系数法、地下水总补给模数法对补给区的岩溶地下水资源总量进行定量计算,利用水量平衡原理计算岩溶承压水的补给量。结果表明:温泉补给区主要是五角堡,补给源为大气降水,补给区多年平均地下水总量为621万m3,流量为0.20 m3/s。岩溶承压水分析计算为该区域的水资源开发、利用和保护提供依据。

云南白牛厂银多金属矿水文地质特征及其水害的预测与防治

云南白牛厂银多金属矿区位于红河与南盘江两大水系分水岭东侧的德厚河水文地质单元的补给区,属红河流域。为确保矿山的安全高效开采,须对矿床的充水通道、充水因素等进行分析。通过对云南白牛厂银多金属矿进行水文地质条件调查,详细分析矿区的水文地质特征,认为矿区充水通道主要为矿区的构造破碎带;矿床充水因素主要为大气降水、地下水、地表水:地下水是矿床充水的主要水源,大气降水与地表水是矿床充水的影响因素;该矿床为顶板和地板直接充水的水文地质条件中等-复杂的岩溶裂隙含水层充水矿床。预测了矿山开采可能会遇到的危险(如雨季发生突水等),提出了防治措施及建议。

云南泸西岩溶断陷盆地水循环系统及水资源循环利用方案

云南泸西岩溶断陷盆地水资源丰富,但水资源时空分布极为不均,水资源利用率低。盆地地貌具有水平分区明显,垂向分级清楚的特点,盆底沉积平坝区是南盘江流域的局部上层排泄基准,其间残存和恢复重建的湿地具有调节和净化水的功能,且高程接近于供水需求区带。因此,分析和构建地表水-地下水联合调度的水资源循环利用方案,可有效提高水资源的利用率。通过研究泸西典型岩溶断陷盆地流域的地质环境条件与水循环系统,查明其水资源赋存状况、可开发资源量和开发利用现状,以地球系统科学为指导,应用系统分析、水文及水文地质分析评价等方法,结合黄草洲、平海子湿地生态的恢复重建和涵养,提出岩溶断陷盆地水资源的循环利用方案,一是黄草洲湿地生态的恢复重建和涵养,采用物理、生物、化学措施进行水处理净化,泵站提水供应生产、农业灌溉循环利用,形成生态恢复工程-资源循环利用的方案;二是工农隧道调蓄时空不均的内涝,引自平海子水库,旱季供灌溉、雨季供发电;有效提高岩溶断陷盆地水资源的循环利用水平。云南岩溶断陷盆地众多,可在盆地下游建湿地或净化池,处理生活污水和地表水,提水输送、隧道引水调蓄内涝、抗旱,解决时空不均的水资源利用。该方案可操作性强,在断陷盆地推广运用前景好。

滇东岩溶山地不同类型云南松林地土壤团聚体稳定性差异

[目的]研究滇东岩溶山地不同类型云南松林地土壤团聚体稳定性差异,为岩溶脆弱生境土壤培肥、质量提升、水土固持提供依据。[方法]通过野外调查和室内分析,研究了滇东岩溶山地云南松纯林、云南松人工混交林、云南松天然混交林、灌丛和原生林5种植被类型水稳性团聚体及团聚体有机碳分布特征,揭示不同类型云南松林团聚体稳定性差异。[结果]①云南松纯林、人工混交林和天然混交林的<0.25 mm粒径质量分数(5.77%~9.39%)显著低于灌丛(20.92%)和原生林(27.47%)(p<0.05),且人工混交林和天然混交林>5 mm,2~5 mm粒径质量分数高于纯林。②湿筛处理的>0.25 mm水稳性团聚体比例(R 0.25)排序为:人工混交林>天然混交林>纯林>灌丛>原生林;平均重量直径(MWD)排序为:人工混交林>天然混交林>原生林>灌丛>纯林;几何平均直径(GMD)排序为:人工混交林>天然混交林>原生林>纯林>灌丛;分形维数(D)排序为:原生林>灌丛>纯林>天然混交林>人工混交林。③纯林、人工混交林、天然混交林的大粒级团聚体(>0.25 mm)对土壤有机碳的贡献率高于小粒级团聚体(<0.25 mm),且>5,2~5,<0.25 mm粒径水稳性土壤团聚体有机碳含量均显著小于灌丛、原生林(p<0.05)。[结论]云南松人工混交林的土壤团聚体稳定性最高,其养分积累和固碳能力低于灌丛和原生林,高于纯林,作为该区域水土保持的主要植被类型时需要避免人为干扰以提高土壤养分。

岩溶石漠化区县级水土流失重点防治区划分研究

岩溶石漠化区县级水土流失重点防治区的划分,可为科学编制岩溶石漠化区水土保持规划提供依据。在省级水土流失重点防治区基础上,在县级尺度范围内,以小流域为单元,统筹考虑水土流失现状防治需求,运用定性和定量分析相结合的方法,对云南省蒙自市水土流失重点防治区进行划分。构建了蒙自市水土流失重点防治区划分的指标体系,划分了南溪河省级水土流失重点治理区并落实至小流域,划分了1个县级水土流失重点预防区。划分结果可为蒙自市编制水土保持规划、实施水土流失防治提供科学依据。

云南玉溪抗旱找水定井典型实例分析

西南大旱百年不遇,山东找水专家组紧急驰援云南抗旱。通过对云南抗旱找水成功定井实例的分析,总结了高原岩溶水和"红层"基岩裂隙水的找水勘察工作,并联系云南、四川、山东等贫水区找水定井实践,阐述了贫水区找水定井思路与方法。

滇东南岩溶区找水打井经验——以云南省广南县珠琳地区为例

以1996-2012年期间抗旱打井实例,总结了找水技术方法、勘查工作流程,提出了滇东南高原斜坡地带岩溶区找水要点:分水岭弱径流带,主要目标是在古溶蚀台面上接近区域分水岭的地段、规模较大的溶蚀洼地中的扬起端寻找浅层岩溶水;缓坡区较强径流带,主要目标是寻找面积较大、产状较平缓的悬托弱透水层之上的滞水型岩溶水;斜坡区强径流带,主要应寻找暗河天窗、竖井中的岩溶水。确定井位应遵循区域调查分析+井位附近详细调查分析的工作程序,必要时配合开展物探准确定位;不宜在排泄区、强径流区、峰丛洼地区、大泉、地下河附近、负地形最低部位布井,物探成果应用须与水文地质调查成果紧密结合。

云南泸西皮家寨岩溶大泉束流调压壅水开发示范

皮家寨岩溶大泉为上升泉，流量1072．75～1957．5L／s，出露于岩溶盆地边缘槽谷底部松散土层覆盖区，出口及天然径流途径位置低下。根据该泉所处的具体水文地质及工程地质条件，构思设计了新颖的岩溶大泉束流调压壅水技术方案。方案利用了皮家寨岩溶大泉较高的承压水头和下游存在弱透水岩体、上覆弱透水盖层的有利条件，采用帷幕灌浆形成地下防渗帷幕，与地上束流调压池联合，通过开、闭束流调压池上的引水闸和泄水闸调节水位，对大泉进行束流调压壅水开发，使水位壅高，就势将水流输往更高的地区，实现自流引水灌溉。示范工程的建成不仅取代了原有的提水泵站，节约了抽水费用，而且还消除了下游低洼地带农田的长期积水危害。

基于地下水环境影响的隧洞选线研究

为解决隧洞建设对周边地下水环境影响的问题,以滇中引水工程海东隧洞为研究对象,利用专门水文地质调查测绘、勘探、观测等技术手段,以及解析法、数值法等研究方法,对线路区岩溶水系统水文地质特征及与周边地下水环境的影响关系开展了系统研究,从地下水环境影响角度对海东隧洞选线方案进行了合理优化,推荐选择对地下水环境影响较小的B线方案。此案例剖析为引调水工程隧洞方案比选的分析评估思路提供参考。