[文学]博士答辩：深部岩溶水文学的模拟实验研究.ppt

深部岩溶水文学的模拟实验研究 第1章绪论 1.1选题背景和意义 1.1.1选题背景 我国表层岩溶研究成果丰富，但是深部岩溶特别是地表以下数千米处的超深部岩溶由于不易观测，缺少相应的实验手段，目前尚无系统研究。深部岩溶研究由于难于直接观测，取样困难，如无相应的钻探设备与隧洞施工，就很难获得岩溶研究所必须的岩石样品。 1.2锦屏二级水电工程 发源于巴颜喀拉山麓的雅砻江是金沙江的最大支流，干流全长1571公里，落差达3830米，其水电技术可开发容量达2856万千瓦，占四川省水电能力的四分之一。锦屏二级水电站位于四川省凉山彝族自治州木里、盐源、冕宁三县交界的雅砻江干流大河湾地区，为雅砻江下游规划5个梯级电站中的骨干水电站,是实施“西电东送”和“川电外送”战略的关键性工程之一，是雅砻江上装机规模最大的水电站, 工程总投资近三百亿元人民币、总装机四百八十万千瓦。 1.4工程区深部岩溶水文学研究的必要 地下含水层及其水文特征对隧道施工和安全生产具有决定性影响。锦屏二级水电站引水隧洞地处西南高山峡谷地区,最深处距地表约4000米，隧洞埋深大、洞线长,地层透水性的不同导致地层间的水压差异很大，对施工和生产安全构成很大威胁。因此,开展深部岩溶研究，查清当地碳酸盐岩地层岩溶水文性质是非常必要的，也是可以带来巨大社会效益与经济效益的。 第3章 锦屏地区自然概况 3.1地形地貌 锦屏二级水电站位于四川省凉山彝族自治州木里、盐源和冕宁三县交界处的雅砻江大河湾地区。 按自南而北穿越该区所见的地表景观，经度地带性与纬度地带性均不明显，但垂直地带性显著。该区自中生代白垩纪末期的四川运动以来，在区域构造的控制下地壳发生大幅度的均衡抬升，与此同时，在河流的强烈侵蚀切割作用下，形成了峰峦叠嶂，山高谷深的高山峡谷地貌，山体总体走向N15°E，东、西两侧岸坡冲沟发育，河谷深切，显示出典型的高山狭谷地貌景观。 3.3.1 地质背景 　锦屏地区位于青藏高原向四川盆地过渡的斜坡地带，岩层整体走向、褶皱轴面走向和锦屏山脉走向三者基本一致。区内碳酸盐类地层广泛分布，约占70%─80％，其中以三迭系中上统碳酸盐岩地层为主。 图3.3.1.1 当地航空照片拍摄的岩层、褶皱与山脉走向 3.3.2地层岩性 电站工程区出露地层以三叠系为主，其次为泥盆系、石炭系、二迭系和部分侏罗系与第四系地层。在这些出露的地层中，以三叠系为主的碳酸盐岩地层可占到70-80%。 4.3.1实验原理 4.4计算机图象分析 本法是利用扫描仪将加工好的石样扫描成为计算机图象，利用合适的算法定义一条曲线，将渗透率已经测定的5个石样作为标准曲线，将全部23个石样的曲线分为相对较高、相对高、相对中等、相对低、相对较低5级，再与实测的渗透系数比较，验证岩溶分析法的准确度。 5.2 水的溶蚀性 自然界中纯水的溶蚀力是十分微弱的，只有当水中含有CO2时，水才能对碳酸盐类岩石产生溶蚀作用。 第6章 碳酸盐岩地层透水性图象研究 本实验利用扫描仪将23个加工好的石样（共33个样品，有10个样品太大无法扫描）借助同一台明基扫描仪扫描成为计算机图象。将碳酸盐岩地层透水性岩石样品扫描后的图象，直接用本研究团队自行研发的ROCK岩样分析系统生成影象频谱图，将渗透率的大小已经测定的5个石样作为标准曲线系，由此展开对全部23个石样的频谱图曲线进行渗透特征鉴定，在此基础上，再与实测的渗透系数比较，即可验证岩溶分析法的准确度。 谢谢大家！ 图6.4.1-1 ROCK岩样分析系统打开地层1-1岩样图象图 上图中的曲线左侧起始部分偏高，第2周期开始出现密集段，第3周期有2个密集段，各周期最大值基本一致，右侧值偏低，与表6.2 中的1级曲线类似，说明该石样透水性相对较高。 其他地层的石样的透水性图象分析与本地层类似 第7章 工程区深部碳酸盐岩地层的次生透水性 7.1 工程区深部岩溶次生透水性的一般分布特征 深部岩溶次生透水性的形成与发展，是受其自身岩性性质和地质构造作用与溶蚀特征所制约的。锦屏二级水电站工程区碳酸盐岩地层的岩溶特征突出，地质构造复杂，其工程区的深部岩溶次生透水性具有如下一般分布特征： （一）工程区的碳酸盐岩地层受后期区域高温高压变质作用之后，一般都变质成为大理岩，岩块的密度大，矿物结构致密，孔隙率（n）小，连通性差，岩块的透水性极弱。 （二）工程区的碳酸盐岩地层受区域地壳构造运动的影响明显，地质构造复杂，地层陡倾，其倾角可高达60-85°，地层中的各种破碎面、断裂裂隙、地层错动带发育普遍，这些结构面成为了工程区碳酸盐岩地层中岩溶水的流动通道。 （三）工程区位于雅砻江大河弯之内海拔高达4300余米的锦