水_岩作用的线性规划模型与应用研究_以溪洛渡水电工程为例.pdfVIP

　第 10 卷 第 2 期 水 科 学 进 展 　 V o l10, N o 2 　1999 年 6 月　　 A DV AN CE S IN W A T ER SC IEN CE 　　　 J un , 1999　 水岩作用的线性规划模型与应用研究 —— 以溪洛渡水电工程为例 王锦国　周志芳　汤瑞凉 (河海大学地质及岩土工程系　南京 2 10098) 摘　要　采用水岩作用热力学模拟的方法, 以溪洛渡水电站工程为实例, 从水化学方面对坝区复 杂水文地质条件作了定量分析评价。研究成果充分反映了水岩作用这种物理化学反应的结果, 同 时也为正确评价溪洛渡水电站复杂水文地质条件提供了可靠的依据。 关键词　水岩作用　线性规划　水文地质条件　溪洛渡 分类号　 64 112 P 溪洛渡水电站是金沙江干流上拟建的一座规模仅次于三峡水利枢纽的工程。枢纽布置初拟 混凝土拱坝方案, 最大坝高 273 m 。电站坝区地质条件复杂, 从钻探、硐控、物探资料来看, 两 岸山体天然地下水位低; 局部地下水温异常; 地下水的补给源复杂多样。这些因素综合表明坝 区天然环境地下水动力条件复杂, 内容丰富。正确评价溪洛渡水电站复杂水文地质条件是关系 水工建筑物安全与稳定的关键性技术之一。本文采用水岩作用模拟的方法, 探讨了水工建筑物 地区的复杂水文地质问题。 水岩作用线性规划模型, 就是根据能量最小值原理, 以水岩作用过程中自由能变化为 目标 函数, 由质量守恒原理、 电荷守恒原理等构成约束条件, 得到完整的线性规划问题。用最优化 方法求解线性规划模型, 可以得到水岩作用过程中的化学反应程度、反应方向及矿物溶蚀量等。 这种方法有助于定量研究地下水的运动与排泄方式及其地球化学意义, 从而为正确评价水工建 筑物地区的复杂水文地质问题提供科学依据。 1　溪洛渡水电站坝区水文地质概况 金沙江干流河谷地貌形态总体上呈 ‘’字型。坝址附近两岸谷肩出露基岩为峨眉山玄武岩, V 总厚度达 490～ 520 m 。在玄武岩之上的山顶平台上有第四纪松散沉积物覆盖; 之下是二迭纪阳 新石灰岩, 该灰岩地层在坝址区以向斜形式埋藏于玄武岩下部。 金沙江横贯永盛盆地, 其切割深度大于 1000～ 1500 m , 是盆地最低侵蚀基准面与地下水、地 表水的排泄区。盆地内陡峻的谷坡、狭窄的河道、向斜盆地状分布的透水岩体有利于区域地下 水流和局部地下水流系统发育。从现有的地质勘探成果分析, 坝址区发育有二个既相互独立, 又 相互联系的地下水流系统, 即区域地下水流系统和局部地下水流系统。局部地下水流系统受地 收稿 日期: 修改稿 日期: 国家教委博士点基金资助项 目 (N o. 9647 1983) 。 　第 2 期 王锦国等: 水岩作用的线性规划模型与应用研究—— 以溪洛渡水电工程为例 119 形地貌、地层岩性、地质构造、岩体的风化卸荷作用和特定的水文地质结构的影响, 总体上较 为复杂。区域地下水流系统, 地下水由永盛盆地阳新灰岩P 1 出露的地方得到补给, 顺阳新灰岩 经深循环流向排