隧道工程对昆明呈贡黑龙潭地下水系统的影响

摘要

滇中引水工程是为了解决沿线水资源（城镇生活及工业用水）缺乏而将金沙江流域水资源引入滇池的非污染生态建设项目，黑龙潭暗河系统位于昆明呈贡新区，是当地主要集中饮用水源地，滇中引水工程（昆明-呈贡隧道）穿过该暗河系统的补给区和径流区，因此隧道修建可能会使黑龙潭泉断流或泉流量减少，这成为人们关心的主要问题。
　　鉴于此，本文在现场调查、资料收集的基础上，对隧址区水文地质条件分析，在此基础首先采用解析法分析隧道工程对黑龙潭地下水系统的影响，进一步用三维数值模拟分析隧道在不同施工工况下对黑龙潭系统的影响，最后提出相应的线路优化方案。具体研究内容及主要成果如下:
　　(1)研究区内存在两岩溶水系统，分别为黑龙潭地下水系统和和白龙潭地下水系统，两个系统同时接受北东部裸露型岩溶的补给，由于P1d铝土质页岩、粘土岩具有稳定的隔水性，使得两个系统相对独立，而在距离黑龙潭2.25km的浑水塘一带，石炭系和二叠系两套含水层之间的P1d隔水条带受断层错断失去隔水效果，两个系统之间存在沟通。
　　(2)涌水量的大小受地下水位、地质构造、地层岩性、岩溶发育程度、地面汇水条件等的影响，因此将整个隧道按地层岩性和地质构造分为16段采用地下水动力学法计算隧道开挖涌水量，其中最大涌水量为106892.03m3/d，稳定涌水量为36809.58m3/d，最大影响范围影响半径达到R=1.1km，而黑龙潭地下系统出口仅距隧道1.02km，在其影响范围之内。施工阶段的各种废水渗入地下后污染地下水，影响地下水水质;运营期隧道形成一条天然的阻水屏障，使过水断面减小，地下水位产生一定的壅高，而由于地下水位雍高会使污染的地下水难以及时排出，使其系统地下水受到污染。
　　(3)数值模拟显示无论隧道采用何种工况开挖都会对地下水渗流场造成很大影响;在对隧道进行封堵五年后，渗流场基本恢复到天然状态，隧道周围地下水位有一定的雍高值，但对渗流场影响不大。
　　(4)通过分析认为线路绕避该暗河系统的可能性极小，在实际工程中唯有优化线路，尽可能的减小对地下水环境的影响。本文所考虑的优化方案，得到地下水渗流模型的验证，大大减小了工程对黑龙潭暗河系统的影响，为引水工程的线路调整提供了较为科学的依据。

目录

声明

摘要

第1章 前言

1．1 选题依据及研究意义

1．2 国内外研究历史及现状

1．2．1．黑龙潭暗河系统研究现状

1．2．2 隧道工程对地下水系统的影响研究现状

1．3 研究内容及技术路线

1．3．1 研究内容

1．3．2 技术路线

第2章 研究区地质环境条件

2．1 自然地理条件

2．1．1 交通位置

2．1．2 地形地貌

2．1．3 气象、水文

2．2 区域地质概况

2．2．1 地层岩性

2．2．2 区域地质构造

第3章 研究区水文地质条件

3．1 地下水类型及含水岩组

3．2 岩溶发育特征

3．2．1．岩溶负地形

3．2．2 岩溶正地形

3．3 地下水系统补、径、排特征

3．3．1 地下水系统补给特征

3．3．2 地下水系统径流特征

3．3．3 地下水系统排泄特征

3．4 水文地质单元分区概述

3．4．1 大新册水文地质单元

3．4．2 马金铺水文地质单元

3．5 地下水的开发利用情况

第4章 隧道对黑龙潭地下水系统影响分析

4．1 隧道概况

4．2 隧道施工期对系统的影响

4．3 隧道运营期对地下水系统的影响

4．3．1 地下水渗流场的影响

4．3．2 地下水水质的影响

第5章 隧道对黑龙潭地下水系统的数值模拟分析

5．1 水文地质概化模型

5．1．1 地下水系统的空间结构概化

5．1．2 参数的选择

5．1．3 边界条件的概化

5．1．4 降雨入渗

5．2 天然地质模型

5．2．1 模型的建立

5．2．2 模型的校验

5．3 不同施工工况下模拟分析

5．3．1 隧洞全段排水工况下模拟分析

5．3．2 堵、排结合工况下模拟分析

5．4 运营期数值模拟

第6章 线路优化方案及建议

6．1 线路优化方案

6．2 模型验证优化方案

6．3 施工建议

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间取得的学术成果