西南某水电站断裂构造和层间溶蚀带组合岩溶渗漏研究

西南某水电站坝址基岩为碳酸盐岩,坝区断层构造和岩溶较发育。水库蓄水后,坝址右岸抗力体1 315 m排水洞出现持续渗漏。随库区水位升高,涌水量逐渐加大至约1.9 m3·s?1,水库无法正常蓄水。为查明库水渗漏途径,有针对性地采取措施减少渗漏量,开展了岩溶渗漏研究。通过工程地质测绘、岩溶水文地质调查、钻探、压水试验、孔内电视、孔内电磁波CT等勘察手段,结合前期平硐、基坑开挖和物探等勘查成果,并利用灌浆孔灌浆过程试验数据,最终查明库水渗漏通道:在水压力作用下,库水沿断裂构造F₁₂下渗,在深部沿层间溶蚀带绕过防渗帷幕,呈30°倾角向下游逐步抬升,最终通过竖向岩溶发育带,从1 315 m排水洞地质薄弱点涌出。通过对灌浆帷幕采取补强措施,封堵了主要渗漏通道,库水渗漏得到有效控制,达到了设计要求。      

自强水库库区工程地质评价与坝线选址研究

自强水库位于陕南秦巴山地中低山地貌区,水库为镇巴县备用水源地及旅游观光风景区,属小(1型水库。通过对库坝区地质构造、地层岩性、岩溶发育等工程地质条件分析可知,对工程建设及坝线选址有影响的工程地质问题主要为库区内发育逆冲叠瓦小断裂以及岩溶发育可能导致水库渗漏等。库区内无大型活动性断裂构造,构造较为稳定,且库区蓄水范围小,蓄水量不大,不易诱发地震。而拟选坝址位于自强河段,沟谷对称顺直,综合水库坝址区地形地貌、工程地质等条件进行坝线比选,推荐下游坝线为较为理想的坝线位置,可满足工程建设要求。     

基于数值模拟的汾河二库对晋祠泉岩溶水系统渗漏补给作用研究

汾河二库的下闸蓄水，改变了晋祠泉域汾河地表水对岩溶水的渗漏补给条件，对区域岩溶水流场变化有着长远的影响。本研究通过系统梳理库区水文地质条件，勾画地表水渗漏补给岩溶水范围，考虑地层岩性、蓄水高度等因素，确定二库不同蓄水水位下晋祠泉域获渗漏量占比；构建晋祠泉三维岩溶地下水流模型，研究二库渗漏对泉域岩溶地下水补给作用，并预测不同蓄水情景下晋祠泉口水位变化趋势。结果表明:晋祠泉域获渗漏量占比随二库蓄水位非线性变化，最低为92.8%，在二库蓄水位达902 m后稳定在93.7%，而渗漏量与二库蓄水高度呈正相关；泉域岩溶水径流区受渗漏补给作用最显著，其次为排泄区、北部补给区；渗漏补给作用下，地下水位回升值受二库水位和补水距离影响；维持设计水位（905.7 m）和2017年水位（895.9~902.4 m）时，预计晋祠泉口水位分别在2021年7月和2023年1月达到泉口高程。      

水库岩溶渗漏及防渗研究综述

岩溶地区水库渗漏是可溶岩地区兴建水利枢纽的主要工程地质问题之一,尤其是在可溶岩广布、岩溶发育强烈、地形复杂地区,岩溶渗漏成为了该类地区水利水电工程的一个普遍问题.库区的岩溶渗漏不仅影响建坝后的正常蓄水,还将危及坝体的安全与稳定.因此,有必要对库区渗漏,特别是岩溶地区的库区渗漏进行渗漏机理、渗漏特征、渗漏条件等进行详细分...     

贵州冗赖水库岩溶成库条件分析

冗赖水库位于珠江流域的北盘江与南盘江两大水系之间的高原岩溶台地,左右岸外侧均存在低邻槽谷,坝址下游存在底部发育落水洞的大型岩溶海子,水库成库难度大,当地人饮水问题突出。通过岩溶水文地质调查、钻探、物探、连通试验等手段,从地形条件、地层岩性、地质构造、水文地质条件、岩溶发育特征等方面,对冗赖水库成库条件进行了分析论证。认为水库库盆底部依托隔水性岩体,不存在库水渗漏问题,但水库两岸受分水岭地下水位低、断层破碎带及岩溶发育等影响,存在库水渗漏问题,同时库首两岸可能存在顺平缓岩层面、溶蚀裂隙等产生渗漏问题。因此建议采用垂直防渗方式,防渗标准（透水率）小于3 Lu或防渗帷幕下限接稳定地下水位以下10 m,遇到溶洞等地质缺陷时应查明其分布特征,并根据实际情况降低防渗底线。      

贵州省三宝水库岩溶发育特征与规律研究

三宝水库位于贵州省晴隆县三宝乡境内,库区出露地层为三叠系下统夜郎组,是一套潮下带、潮间带为主的半局限台地沉积,以粘土岩和灰岩互层为主,岩溶十分发育。工程区f1、f2小型断裂穿库区而过,水文地质条件十分复杂。水库自1961年建成后至今未能正常蓄水,针对水库现状,在大量工程地质测绘、调查、走访、钻探、物探等技术手段基础上,对三宝水库区域水文地质条件进行分析研究,结果表明,工程区岩溶洼地、岩溶管道和落水洞现象较为普遍,主要分布于T1y2-4层位,岩性以灰至深灰色中厚层夹厚层灰岩为主,岩溶发育良好,形成穿越库区的岩溶管道,是水库至今无法正常蓄水的根本原因。为后续解决水库渗漏问题和水库成库条件评价提供了方向和依据。     

大藤峡水库岩溶塌陷预防的安全调度研究

水库运行容易在库区诱发滑坡、岩溶塌陷等地质灾害。通过水库运行的安全调度,可有效减少库区地质灾害的发生。本文以在建的大藤峡水库武宣防护区为例,分析计算了岩溶塌陷预防的安全调度水位、排蓄水速度;并根据现场调查,查明了研究区岩溶塌陷发育的地质背景和发育现状,建立了岩溶塌陷发育机理模式。为了分析水库运行改变地下水动力条件对岩溶塌陷发育的影响,运用Modflow软件,建立研究区数值模拟模型,通过数值模拟运算,预测了大藤峡水库不同蓄水水位引起的地下水位变化,以及不同排蓄水速度引起的地下水流速变化;探讨了包气带、潜水层和承压水层区域岩溶塌陷发育的可能性。结果表明:研究区岩溶塌陷预防的水库安全水位高程为51～62 m,蓄水水位安全上升速度为0～1.0 m·d-1和排水水位安全下降速度为0~3.0 m·d-1。      

水中自然电场法探测病态水库岩溶渗漏通道———以金鸡河水库一级水电站为例

在岩溶区修建的水库或矿山尾矿库等建筑物,常因库区岩溶地质条件复杂而出现库水或污水渗漏等问题,岩溶渗漏通道勘察中常用的物探方法多布置在库区的大坝、坝肩等库岸陆地一带,未能对库内的库底岩溶塌陷等岩溶渗漏通道直接进行探测与评价,致使探测与治理效果往往不佳。本文以桂北金鸡河水库一级水电站放水涵管旁岩溶渗漏通道探测为例,研究水上自然电场法探测水库岩溶渗漏通道的原理、现场工作方法及探测效果。研究区出露地层主要由泥盆系榴江组（D3l）石灰岩夹白云岩、白云质灰岩,泥盆系东岗岭阶（D2d）白云岩、石灰岩、泥质灰岩组成,隐伏岩溶中等发育。区内一级水电站放水管入水口放水可引起强烈水上自然电位负心区域场,经采用圆周平均法划分水上自然电位区域场与剩余局部异常计算,分离出6个被强烈区域场淹盖了的次级似等轴状或似椭圆状负心水上自然电位剩余局部异常。经潜水员潜水入库内查看,这6个负心剩余局部异常区在库底均有岩溶塌陷或岩溶开口或库底渗漏天窗一一对应,其中,16线46-48号测点附近出现的似等轴状负心剩余局部异常对应的库底岩溶塌陷规模最大,塌陷坑直径约1.8 m,塌陷坑深约2.5 m,其余异常区对应的库底渗漏天窗或岩溶开口规模次之。经库内外水的简易连通实验及工程地质钻探,物探异常查证效果好。水上自然电场法可用于岩溶病态库区水上应急、快速圈定浅层岩溶渗漏通道范围等岩溶地质问题调查。      

洞坪水库岩溶发育规律及水库渗漏条件分析

洞坪水电站左岸河间地块是由一套滨— 浅海相的碳酸盐岩地层组成。岩溶水文地质条件复杂,发育有呈串珠状、平行于忠建河展布的岩溶洼地,并直抵清江,其下是否存在贯通的地下岩溶管道? 水库蓄水后会不会形成自库尾向清江的岩溶管道式渗漏? 这是该工程急待解决的主要工程地质问题。本文在该区岩溶发育规律研究的基础上,分析了其岩溶水系统的特征及岩溶水流动子系统的空间展布规律,为水库渗漏问题的勘察和评价提供了方向和依据。      

地下水示踪技术在水库渗漏勘察中的应用

岩溶库区渗漏及坝基渗漏勘察往往需要投入大量人力财力和技术。给出了岩溶库区与坝基地下水渗漏勘察的3个实例,对典型岩溶库区渗漏进行的示踪试验表明,渗漏主要受库岸岩溶发育程度控制,水库蓄水水位剧烈变动成为诱发渗漏的主导因素,随着库区水位平稳及河流泥沙对库岸溶洞的淤填,渗漏会随之减弱。典型水库砂砾石坝基渗漏示踪试验显示,渗漏具有主渗通道。示踪成果为水库防渗加固治理提供重要依据。大型示踪试验是一项复杂的勘察工程,把握示踪试验过程与质量监控是取得成功的关键。      

贵州平寨水库左岸底层灌浆廊道大型充填溶洞及其形成机制

平寨水库坝址区以碳酸盐岩为主,岩溶较发育,水库左岸底层灌浆廊道大型充填溶洞,是水库地下工程施工开挖中揭露的规模最大、对水库渗漏影响最大、设计及施工处理难度最大的溶洞。本文以工程前期地质勘察工作为基础,在区域地貌、地质构造格局、地层岩性、地表及地下水系发育特征研究的基础上,结合工程防渗施工揭露的岩溶水文地质现象、洞穴充填物研究等,从可溶性岩层、地下水来源及运移途径、暗河冲刷与洞顶坍塌作用4个方面,对溶洞发育形成机制进行了研究。分析认为,鸡场背斜北西翼纵向张裂隙和横张裂隙及层间滑脱、断裂破碎带,为五里大洞鸡场洼地上坝洼地地下水向三岔河的径流提供了运移的原始空间与通道,形成溶洞的地下水为五里大洞鸡场洼地上坝洼地地下暗河,长期溶蚀作用使裂隙通道变为溶蚀宽缝并最终转化为岩溶管道,岩溶水沿此通道在左岸底层灌浆廊道桩号0+238～0+296m附近下中部岩体呈虹吸状循环,地下水的强烈冲刷与洞顶坍塌在溶洞形成过程中的作用巨大,后因深部径流条件改变,岩溶管道被逐渐堵塞,形成如今的大型充填溶洞。     

塔里木盆地奥陶系古潜山碳酸盐岩岩溶储层评价与预测——以轮古7井区以东为例

塔里木盆地奥陶系古潜山碳酸盐岩岩溶储层具有埋藏深、非均质性强的特点。岩溶储集空间主要为后期溶蚀孔、溶洞和溶缝为主。通过古地貌恢复及岩溶垂向分带研究,结合油藏开采动态,对轮古7井区以东地区奥陶系碳酸盐岩岩溶储层评价与预测。研究认为:高产高效井主要位于岩溶缓坡地的峰丘洼地、丘峰洼地及岩溶峰丛谷地的溶丘、溶峰及其边坡部位。垂向上表层岩溶带和垂向渗滤带的上部,开发效果较好,多发育裂缝-孔洞型、洞穴型储层;径流溶蚀带、潜流溶蚀带岩溶发育相对较弱,局部发育小规模溶洞或岩溶管道,岩溶储层以裂缝型或孔洞型为主。在此基础上预测出五个高产高效油气储层岩溶区,为油气勘探与开发提供依据。      

轮古奥陶潜山油水界面识别方法及油气分布特征评价——以轮古LG7井区为例

为保证油气勘探取得成效,本文以轮南奥陶系古潜山LG7井区为例,探讨油水界面的分析识别方法。轮古7井区位于轮古西部,岩溶储层主要为奥陶系中下统鹰山组泥晶、亮晶砂屑灰岩,灰岩原生孔隙较低,平均孔隙度仅为1.2 %,但岩溶构造缝洞相当发育,平均孔隙度可达3.4 %,且裂缝和溶蚀孔洞相互沟通,形成了以缝洞系统为主要储集空间的碳酸盐岩储集体。通过钻录井、测井、试油、试采等资料对比,并结合古岩溶地貌分析,认为控制岩溶残丘发育的岩溶沟谷底基本可以指示岩溶残丘的油水界面位置。在此基础上,结合完钻井生产情况,对油水界面之上的有利岩溶残丘油气储量进行了初步评价。结果表明油井产能与油水界面埋深关系密切,残丘厚度>90 m的Ⅰ类区,其分布面积为13.86 km2,油气资源量为693×104 t;残丘厚度50~90 m的Ⅱ类区,面积为27.13 km2,资源量为1085×104 t;残丘厚度<50 m的Ⅲ类区,面积为20.21 km2,资源量为404×104 t。      

塔中16-24井区奥陶系碳酸盐岩古岩溶研究

塔中16－24井区奥陶系碳酸盐岩古岩溶主要分为侵蚀面岩溶和深部岩溶。侵蚀面岩溶在垂向上具有良好的分带性，自上而下大致可分为5个带：风化壳（地表岩溶）、垂直渗流带、季节变化带、水平潜流带和深部缓流带，在地质历史上主要发育了3期。深部岩溶对本区碳酸盐岩储层孔隙发育程度有很大的影响，同时也发育了3期。塔中16－24井区奥陶系碳酸盐岩古岩溶的发育受多种因素的影响，其中岩性、沉积相、构造、温度和古水系对古岩溶的发育起决定性的作用。     

清华洞暗河堵洞成库与防渗技术

为解决富宁县城供水及其附近乡村农业灌溉问题,对清华洞暗河进行堵洞成库。水库设计总库容9934万m3,堵洞体高87.5m,最大蓄水深约116m。地质调查发现,库盆及四周均分布有较完整的相对隔水层、隔水层,山体雄厚,泉点出露均高于水库设计蓄水高程,但是,枢纽区地质构造较为复杂,岩溶发育,暗河进口左岸有溶洞和断层溶塌体分布,引起绕坝渗漏的可能性很大。根据枢纽区工程地质条件,选择附近有D3g隔水层分布并能避开溶洞影响,同时距暗河进口较近而利于施工的0+085坝址段对清华洞暗河进行封堵,并采用上下两层悬挂式半封闭帷幕灌浆对溶塌体和其他岩溶裂隙通道进行防渗处理。经多年实践表明,本防渗技术可行,坝址、防渗帷幕灌浆线路以及灌浆设计合理,水库造价低,有效地解决了县城供水和下游2.26万亩农田及21.5万亩热区作物灌溉问题。      

山东淄博沣水泉域岩溶水系统模拟及水源地优化开采预测

沣水泉域岩溶水系统是淄博市及周边地区最主要的供水水源,因原有大武水源地水质严重污染,急需开辟新的水源地,故须重新开展泉域岩溶水资源评价和开采规划工作。文章在充分概化研究区水文地质概念模型的基础上,借助FeFlow软件,建立了基于等效连续介质的三维非均质各向异性岩溶水模型,并利用2016年水位动态数据对模型进行识别和验证。经模型计算可知,在2000-2015年,研究区岩溶地下水日均补给量为104.47万m3/d,排泄量为80.27万m3/d,正均衡24.20万m3/d。对原大武水源地与新增刘征水源地优化开采方案预测的结果表明,最优开采方案为:（1）保持大武水源地现状35.91万m3/d开采条件下,刘征水源地最大开采量为5.5万m3/d,刘征 -大武富水地段最大可开采量为41.41万m3/d;（2）满足刘征 -大武富水地段最大开采条件,大武水源地最大可减采至33.41万m3/d,刘征最大开采量为8万m3/d。      

湘鄂西地区寒武系娄山关组古岩溶储层及其发育控制因素

为了掌握湘鄂西地区寒武系娄山关组储层发育特征及其控制因素,通过典型露头调查、岩溶充填物地球化学测试、岩石薄片鉴定及物性测试等,对该储层进行了多方位研究,得出以下结论:（1）储层岩性以白云岩为主,属孔洞—裂缝型储层,储集空间主要表现为溶蚀孔洞、晶间孔隙、粒间溶孔、裂溶缝等;（2）储层溶蚀作用不受岩石组构控制,属于非组构选择性溶蚀,溶蚀孔洞多沿层面发育,分布大都在不整合面以下约20 m范围内,而且随着深度的增大,孔洞丰度也越小;（3）娄关山组上部地层不整合面不仅是油气运移的良好通道,同时也是有机质生烃聚集成藏的有利场所;（4）储层的发育主要受地质构造、气候环境及地层岩性控制;不整合面及多期次的构造裂缝,为溶蚀孔洞发育创造了很好的条件,但由于沉积间断期气候炎热和较干旱,地表水不是非常丰富,大气淡水淋滤作用较弱,而且储层岩性本身主要为粉、细晶白云岩,不大有利于水岩作用,因而储层不具备形成大中型岩溶缝洞系统的环境物质条件;（5）尽管储层未能形成有规模的古岩溶缝洞系统,但由于其溶蚀孔洞发育并有古化壳存在,因此它仍是中上扬子海相下组合油气勘探中重要的储层之一。