裂隙水偏流——一种寻找岩溶洞穴靶区的实用理论

本文在分析水在岩溶洞穴形成中的作用以及裂隙水偏流理论的涵义基础上,定量研究了裂隙水偏流对岩溶洞穴分布的控制作用。得出结论: ( 1)在引起岩溶分异发育的各种因素中,水动力因素是特别重要的。裂隙水偏流是产生裂隙水动力因素差异的根本原因,因此,裂隙水偏流理论是引起岩溶分异的原因,对岩溶洞穴的生产起着控制作用。( 2)地下水遵循裂隙水偏流理论,按照偏向、偏流和最小阻力原理在裂隙中流动,为达到偏向、偏流和最小阻力状态,那些宽缝裂隙中造成妨碍偏流、偏向和阻力增大的碳酸盐岩必然成为地下水溶蚀、侵蚀和冲蚀的对象。这些对象被溶蚀、侵蚀和冲蚀的最终结果就是形成岩溶洞穴。( 3)岩溶洞穴经常分布在岩溶裂隙交叉的部位,而且,沿着宽缝裂隙方向形成支洞穴,其规模大小依岩性、水流大小、原生裂隙交角、原生裂隙宽度等的不同而不一样。最后还以河南嵩山东麓岩溶洞穴寻找为例,阐述了利用裂隙水偏流寻找岩溶洞穴靶区的方法和步骤。      

淮北市水资源开发利用对策

淮北市是以岩溶地下水为供水水源的城市,本文分析了淮北市水资源开发利用现状和水资源条件,指出水资源开发存在的问题,提出了淮北市开发利用水资源的方向。     

湖南省耒阳市白山坪煤矿岩溶裂隙水水害治理

因采动白垩系红层压覆下的煤层,从而破坏了白垩系底砾岩岩溶裂隙水的动态平衡,导致白山坪矿白采动前的矿井南翼水量50m^3／h,突增至3700m。／h（1996～1997年）,造成矿井6次穿水,2次淹井严重后果。1997年采用帷幕注浆治理,并经近10年运行及多次洪水考验,目前矿井南翼矿井涌水量稳定在150m^3／h之内,一般120m^3／h。帷幕注浆治理矿井水害获得巨大成功。     

会宁县华家岭北麓岩溶水及基岩裂隙水水文地质特征

华家岭北麓地质构造条件复杂,主要控水构造为华家岭—暖泉大断裂,该断裂由一系列NW向雁行排列的逆断层组成。受断裂的影响,断裂带内岩石的裂隙、溶隙非常发育,为地下水的储存和运移提供了良好的空间。本文利用取得的勘查资料,对赋存于断裂带内的岩溶水及基岩裂隙水形成的地质背景、水文地质特征等进行了分析。     

湖南煤炭坝矿区岩溶水害特征及防治对策

煤炭坝矿区是全国闻名的大水矿区,矿区最大涌水量已超过12000m^3／h,年排水费用达1．2亿元,吨煤成本达150元,并呈上升趋势,严重影响了煤矿的安全生产。本文在详细论述煤炭坝矿区水文地质特征的基础上提出了切实可行的治理思路,治理方法,并进行了效益预测。对矿区防治水患具有指导性作用。     

北京市丰台区东高地岩溶裂隙水与第四系地下水的水力联系

专家一般认为东高地地区寒武系岩溶裂隙水的补给来源以上游的佣向径流为主,与第四系地下水没有明显的水力联系;通过近来地下水位动态监测和岩溶裂隙水的同住素成分研究,我们认为寒武系岩溶裂隙水与第四系地下水之间有着明显的水力联系。     

淮北市岩溶地下水防污性能评价

为有效保护和合理开发利用岩溶地下水资源,在深入了解评价区水文地质条件基础上,采用PI(保护层和渗透条件)方法,对淮北市岩溶地下水防污性能开展评价。其结果表明,地下水防污性能π值小于2的区域分布在低山丘陵区,该地区基岩埋深＜50m,属于裸渗区;π值2～3的区域主要分布在低山丘陵区、残山和山前区,基岩埋深在50～200m,属于覆盖区;平原区的π值多大于4,基岩埋深＞200m,属于埋藏区。无论是PI评价结果还是评价对象的地质条件均表明,岩溶地下水的防污性能在低山丘陵区为弱和较弱,随着远离山区,防污性能有所提高,平原区的防污性能最佳。      

山东福山铜矿岩溶裂隙水充水矿井涌水量预测

福山铜矿位于山东省烟台市,围岩主要是大理岩,岩溶裂隙水为矿床直接充水水源。在分析研究区水文地质条件、岩溶发育特征和地下水流态的基础上,建立了地下水三维渗流模型,模型考虑了地下水在三个主渗流方向上的各向异性,将疏干巷道概化为排水沟,针对金属矿床开采水位降深大,边界流量随着降深的增大而增加,采用通用水头边界,随着降深的变化边界流入量依据水位值计算得到。利用群孔抽水试验资料和长期观测资料对模型进行识别和验证,最终对矿井疏干排水量和不同年份的正常涌水量进行预报,模拟结果为-80 m、-200 m、-300 m、-400 m和-450 m水平平水年正常涌水量分别为7 500 m3/d、14 060 m3/d、28 070 m3/d、37 200 m3/d和41 600 m3/d。从岩溶发育特征和地下水流动特征看,在这类岩溶地区建立地下水三维渗流模型是可行的。      

地球化学模拟在南北古脊梁岩溶裂隙水系统划分中的应用

南北占脊梁是贺兰山经向构造体系的核心部分,为一条SN向的震旦系、寒武系、奥陶系地层隆起。寒武系、奥陶系地层主要为灰岩和白云岩,其问赋存有较丰富的岩溶裂隙水。由于埋深大,构造情况复杂,南北古脊梁的岩溶裂隙水的分布和径流规律至今仍不是十分清楚。本文利用地球化学模拟的方法,对南北古脊梁深埋岩溶裂隙水的系统划分和各部分之间的水力联系进行了研究。认为：系统I和系统Ⅱ的边界应当在严湾和吕套之间,其边界为一条由第四系地下水补给形成的,地下水位较高的可移动地下分水岭;系统I和系统Ⅲ之间存在水力联系,系统I北端排泄口太阳泉的水量有46％来自系统Ⅲ的补给,在萌城泉和太阳泉之间可能存在一条导水断层形成的岩溶裂隙水的强径流带。     

安徽淮北市区岩溶地下水位动态变化及预测

本文首先阐明淮北市区为溶富小区。在岩溶水开采量稳定（３０万ｔ／ｄ）情况下，详述了十年来地下水位的动态变化，并认为降水量是水位变动的决定性因素。从剖析当地降水量的多年性周期循环入手，对未来地下水位作出了长期预测，并确认现有的开采水量在今后是有保证的。     

西南岩溶区水资源安全与对策

特殊的环境地质结构,导致西南岩溶区水资源安全长期受到威胁,包括季节性的水资源短缺、频繁交替的洪灾与旱灾以及水污染。本文在分析西南岩溶区水资源安全影响因素的基础上,提出了西南岩溶区水资源安全评价的四个方面的内容水量安全评价、水质安全评价、水资源利用安全评价以及水灾害防治安全评价,并阐明了西南岩溶区水资源安全的主要保障措施,包括建立水资源安全预警系统、经济转型、保护性开发地下水源、优化水资源分配、加快生态环境建设等。     

激发极化法在下河泉水源地寻找岩溶裂隙水的应用效果

激发极化法探测岩溶地下水主要是利用一次供电获得的视电阻率、视极化率、半衰时、衰减度多个含水参数值,依据各参数在含水岩体上的特征—低阻高极化、高半衰时、高衰减度的特征,通过对测深曲线和剖面等值线的综合分析,查明奥陶系灰岩岩溶裂隙发育情况,圈定岩溶富水区,最终为选定最佳井位、合理开发岩溶地下水资源提供科学依据：本文根据实测结果分析证明应用激发极化法在岩溶山区寻找岩溶裂隙水是行之有效的。     

岩溶地区隧道裂隙水突出力学机制研究

岩溶地下水是诱发隧道发生突（涌）水地质灾害的主导因素之一,岩溶裂隙水对隧道围岩的危害越来越成为岩溶地区隧道建设中的热点研究问题之一。基于目前岩溶裂隙水突出机制研究现状,运用岩溶地质学、工程水力学和断裂力学相关理论分析岩溶地区隧道水岩相互作用机制,探讨了水岩相互作用对岩溶地区隧道施工发生突（涌）水的影响,揭示岩溶地区隧道裂隙水突出前后过程的力学机制。研究表明：岩溶隧道裂隙水突出是裂隙岩体在岩溶水及水压的持续作用下受施工外力干扰发生劈裂的结果,岩溶水和水压在裂隙岩体突水破坏过程中的力学作用主要体现在4个方面,即突水蓄势期岩溶水对裂隙岩体的软化溶蚀作用、水压对裂隙岩体的劈裂作用,突水失稳期水流的冲刷扩径作用、水压对突水量的动力控制作用。基于上述分析,以断裂力学、弹塑性力学理论为基础,提出岩溶隧道岩溶裂隙水突出的最小岩石防突厚度概念,推导了其半解析解表达式,并为工程实例所验证,其结果可为高风险岩溶地区隧道突水理论与防治措施提供参考。     

平顶山第八矿区岩溶矿泉水动态预测及开采研究

1 概述 平顶山矿区位于河南省西部,伏牛山以北箕山以南,界于汝河与沙河之间,西邻宝丰郏县盆地,东接黄淮平原,总面积550km~2。因四周分别有襄郏、郏县及叶县深大正断层作用,使本区形成一个地垒型构造的独立水文地质单元。区内主要由一系列复式褶皱构造,伴随北西向为主的断裂和次一级的北东向断裂,控制了整个煤田的形态和展布,形成了以李口向斜为中     

隧道信息化施工岩溶裂隙水超前地质预报

隧道突水是岩溶地区隧道信息化施工过程中经常遇到的一类地质灾害,给施工安全带来了重大危害和经济损失,因此,对隧道掌子面前方的岩溶裂隙水进行准确及时的超前预报,是岩溶地区隧道动态设计与信息化施工中亟待解决的重要问题,具有重要的理论意义和重大的工程实用价值。总结了隧道信息化施工中岩溶裂隙水超前预报方法,重点介绍了在水文地质分析的基础上,综合运用TSP预报系统和红外探水法两种方法对某特长公路隧道岩溶裂隙水进行了工程实例探测,收到了良好的预报效果,对类似工程具有一定的指导意义。     

桂林毛村岩溶区和非岩溶区牧草养分动态的对比研究

通过进行岩溶区和非岩溶区牧草田间对比试验,测定植被在生长季内( 6- 8月)的养分动态变化,并结合N / P化学计量学的原理和方法,研究了岩溶区牧草的养分限制状况。结果表明: ( 1)在生长季节的6- 8月,岩溶区4种牧草N、P养分浓度都具有显著的随月份的增长而减少的趋势。从岩溶区和非岩溶区所测定的4种牧草养分结果来看,岩溶区牧草的N素平均值为22. 79 mg /g ,非岩溶区牧草的N素略小于岩溶区,为22. 15 mg /g ;岩溶区的P素平均值为6. 03 mg /g ,非岩溶区牧草的P素小于岩溶区,为5. 35 mg /g。( 2)无论是岩溶区还是非岩溶区,牧草的N /P与N 的相关性最大,相当系数都大于0. 6,与非岩溶区不同的是,岩溶区牧草的N /P与Ca 的相关性也很大,而非岩溶区的则较小。( 3)岩溶区牧草植物体Ca、Mg总含量分别是非岩溶区的2和1. 5倍。不同种类的牧草对Ca、Mg 的吸收和累积能力有较大的差异,本研究中的类玉米其钙含量远远小于其它3种牧草的钙含量。      

复信号分析技术在地质雷达预报岩溶裂隙水中的应用研究

对岩溶裂隙水进行及时准确的预报,是当前岩溶隧道设计和施工中亟待研究和解决的关键问题。复信号分析技术能够提取多个参数进行综合判断,基于此优点,尝试将复信号分析技术引入到地质雷达探查水体的研究中。对雷达数据中的水体异常分别从振幅、频率和相位等方面进行综合判断,克服了以往判断依据单一的缺点,为利用地质雷达进行岩溶裂隙水预报提供了一种切实可行的方法。首先,介绍了复信号分析技术的原理,阐述了在地质雷达信号处理中引入复信号分析技术的必要性;然后探讨了基于复信号分析技术的地质雷达预报岩溶裂隙水的可行性,得出了判断水体的依据。最后结合工程实例,对地质雷达数据进行了复信号处理,并对岩溶裂隙水进行了综合判断。与开挖结果对比显示,复信号分析技术的运用较大的提高了岩溶裂隙水预报的准确性和可信性。     

岩溶区地质勘察技术研究

本文对岩溶地区工程地质勘察方法中的地质测绘、工程钻探、地球物理勘探、遥感技术、静力触探进行详细的研究,明确了每种勘察方法的使用条件,阐述了岩溶勘察应注意的问题和勘察要求。     

蔚县矿区奥陶系下统灰岩岩溶发育规律及煤层开采对策研究

在充分收集蔚县矿区勘探资料、生产矿井资料的基础上,进行了归纳整理与分析研究,总结出矿区奥陶系下统灰岩岩溶发育规律(岩溶发育程度在平面上划分为三个区,垂向上大致可分为三个带)及岩溶水的赋存条件,并提出了受奥陶系下统岩溶水威胁的1、5号煤层的以防为主,带压开采、不直接疏排岩溶水的技术和方法和开采对策。