地下水资源评价中的不确定性因素分析

岩溶蓄水构造（或岩溶含水构造）是固结密实的岩深含水层的组成部份,由于次生构造裂隙和溶蚀形态发育强烈,它们的透水性高于围岩,因而具备在含水层内汇聚和集中传输地下水的功能,新生代以来小平阳地区的岩溶作用在热带气候和新华夏系第二沉降带构造双重背景下发育,对这一地区归纳出８种岩蓄水构造,体积上,它们只占含水层的１％～１０％。通过岩溶水文地质调查找出蓄水构造可以把找水的靶区面积缩小１～２个数量级,半定量地确定其三维几何形状的几部介质结构特征,可为水文物控解释提供地质依据。     

川东南隔挡式构造区隧道空间展布影响下岩溶涌突水特征简析

隔挡式构造区隧道工程涌水特征研究多局限于某个具体隧道工程及对应的特定岩溶水系统,缺乏关于隧道空间展布影响下涌突水问题的系统研究。文章提出以隧道穿越区岩溶发育及岩溶水水平与垂直分带差异作为隧道空间布置类型划分的主要标准,将隧道空间展布区的岩溶水文地质特征分为七类,对不同类型中岩溶含水介质空间结构特征、岩溶发育差异以及岩溶水在此区域流动的特点进行分析,并对八种类型的隧道涌突水的特征进行比较。据此,结合研究区拟建渝万客专铜锣山隧道和明月山隧道案例,分析此两隧道展布区域的岩溶水文地质特征,分别属于补给-垂直入渗型类型及补给径流-水平径流型类型。进一步对此两隧道可能遭遇的岩溶涌突水进行定性评价和涌水量计算,认为铜锣山隧道主要出现雨季涌水现象,水量大小受降雨强度控制,而明月山隧道涌水量较大。      

基于条分法原理的充填型岩溶蓄水构造突水突泥最小安全厚度

首次将条分法引入到充填型岩溶蓄水构造突水、突泥研究当中,基于边坡稳定性分析的条分法原理,对隧道-岩溶充填物-岩溶管道系统进行了抽象概化,建立了充填型岩溶蓄水构造充填物条分解析计算模型。假设充填物在滑动面上各处均达到极限平衡状态,且在滑动面上的破坏服从Mohr-Coulomb破坏准则,通过力的平衡条件推导了充填型岩溶蓄水构造突水突泥的最小安全厚度计算公式,形成了一种求解充填型岩溶蓄水构造突水、突泥最小安全厚度的工程实用解析方法。该方法为岩溶隧道突水、突泥计算提供了一种新思路,计算结果与数值计算吻合性较好且符合实际工程情况,具有一定的理论研究与工程应用价值。     

长治盆地岩溶地下水合理开发利用研究

用历史的观点,研究了长治盆地奥陶系碳酸盐岩岩溶发育规律,系统地分析了岩溶水赋存及盆地岩溶水系统特征。研究表明,长治盆地属辛安泉岩溶水系统部分,是其西部一个相对独立的岩溶水子系统。该盆地岩溶水受不同类型和规模的蓄水构造控制。单斜蓄水构造及地垒蓄水构造是建设集中水源地的理想地段,各煤矿矿井用水可在背斜蓄水构造中就近解决。根据各蓄水构造的岩溶水文地质特征,合理布置水源地、科学确定取水量是岩溶水合理开发和经济可持续发展的关键。      

西南岩溶地区不同含水介质地球物理勘查技术

针对西南岩溶地区表层带岩溶水、管道型岩溶水(溶洞、暗河、管道等)、构造裂隙岩溶水等不同类型地下水赋存介质特点,通过适宜的地球物理方法使用条件以及找水特点的分析,提出不同含水介质中寻找地下水地球物理勘查要解决的地质问题、拟采用的综合物探方法,分别总结出了它们的电性参数(或曲线)的响应特征,形成了不同含水介质的地球物理勘查技术组合方案。最后通过实例验证其实用性,并对在西南岩溶地区地下水地球物理勘查工作中积累的技术经验进行了总结。      

贵州赫章县珠市铁矿山矿井突水机制研究

贵州地区岩溶普遍发育,岩溶区矿产资源丰富。由于含矿层及上下部地层含水性强至极强,矿产开采过程中水害问题突出。大型地下堰塞水体是形成矿井突水的主要水体之一,因其隐蔽性高,防范难度极大。阐明大型地下堰塞水体成因及其形成矿井突水的特点,对矿山生产防水治水有重要意义。以赫章县珠市铁矿山2015年“11·22”突水事故为例,在对突水矿井开展技术调查的基础上,结合矿山水文地质条件,通过对断层构造部位的岩溶发育特点、地下水径流、赋存状态以及形成矿井突水的水源类型、各类水体形成突水特征等分析,揭示了岩溶区大型地下堰塞水体的形成机制; 阐明了该类水体形成矿井突水的一般特征及突水征兆; 明确了造成赫章县珠市铁矿山矿井突水的水源为大型地下堰塞水体,事故系矿井爆破掘进过程中揭穿大型地下堰塞水体下部岩溶管道所致。大型地下堰塞水体形成矿井突水有其独特性,针对性地开展矿井防治水工作,及时采取合理、有效的防治水措施意义重大。     

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。     

柿子园隧道在瞬时强降雨条件下的涌突水灾害分析

成兰铁路柿子园隧道于2018年8月发生了强降雨,降雨量最高达364.4 mm,强降雨后发生了特大涌突水,对隧道产生严重影响,为了研究涌突水的原因,采用水文地质调查、水文学和水文地球化学等方法对涌突水来源和过程进行了识别与分析。研究结果表明：(1)隧道涌水具有岩溶水化学特征,径流途径多为岩溶管道;(2)涌水量与降雨量具有线性响应关系,大气降雨是涌突水的主要补给来源,周边河流与涌突水水力联系较低;(3)暴雨破坏了隧道上覆岩溶含水层结构,致使渗透系数急剧增大是涌突水主要原因;(4)岩溶发育地层为隧道涌突水灾害发生主要段落,在治理时围绕预测涌水量危险较大的段落,进行重点治理。     

华北型煤田矿井岩溶水涌(突)出机理与涌(突)水量预测方法探讨

北方岩溶水系统的形成与相关河流的发育贯通相辅相成。不同的岩溶水系统模式表现出不同的地下水动力学特征,岩溶水径流带控制的岩溶水网络系统是北方岩溶水系统的基本特征。天然状态下,华北型煤田煤层顶板砂岩地下水系统与底板岩溶地下水系统有水力联系的区域,是矿井岩溶水涌(突)出的危险区。煤矿采掘工程打破了煤层顶、底板地下水系统水压力平衡,在压差作用下,承压岩溶水的"压裂"作用对构造煤系发育层段的疏通有着重要作用。承压岩溶水的释放或涌(突)出,是岩溶承压含水层弹性贮存量的释放,岩溶水运动属非稳定流。将断层等线形过水断面概化成环状井(孔)过水断面,则可用定降深非稳定流承压井流方程,预测可能的岩溶水涌(突)水流量及其变化规律。对流量函数Q(t)定积分,则可预测任意延续时间段的涌(突)水量。基于承压岩溶水弹性释放的非稳定流矿井岩溶水涌(突)水量预测方法,突破了岩溶水涌(突)水量无法预测的禁锢,对提升矿井岩溶水防治水平,解放华北型煤田下组煤有积极、重要意义。     

中国北方岩溶含水介质研究

岩溶含水介质是决定岩溶水文地质系统功能的最基本要素,是水文地质工作者长期关注的问题之一。本文把碳酸盐岩岩石学的现代理论同岩溶学、洞穴学、构造地质学与水文地质学密切结合起来,对碳酸盐岩骨架、岩溶含水空间的微观和宏观介质特征进行了深入的研究,把中国北方岩溶含水介质概化为五种类型。      

跨越法采煤控制矿坑涌水量及防治岩溶地面塌陷的研究——以湖南辰溪孝坪煤矿桠杉坡井为例

湖南辰溪孝坪煤矿桠杉坡井为岩充水煤矿井,采用跨越法采煤,辅以封闭突水点、废弃巷道、采空区和将矿坑水排泄补给浅部溶洞水,控制了矿坑涌水量,保持了地下水基本平衡,防止了矿坑疏干排水诱发岩溶地面塌陷。其成功经验可供借鉴。     

贵州某机场岩溶地基处理设计

目前,岩溶地区地基处理设计没有统一的规范或标准可以借鉴。本文根据机场自身特点,通过评判隐伏岩溶的埋藏深度、顶板安全厚度及顶板洞径比等三种主要因素,介绍了一种目前机场常用的岩溶地基处理评价方法,并结合贵州某机场岩溶地基处理设计情况,对场区隐伏岩溶进行评判并提出处理措施,为类似工程提供一些参考和借鉴。     

从研究岩溶地下水角度分析评价岩溶塌陷的危险性--以南宁坛洛塌陷为例

南宁市是广西岩溶地面塌陷危害十分严重的城市之一。2012年6月2日突发的岩溶地面塌陷主要集中分布在坛洛镇南西方向,形成塌陷坑19个,地裂缝17条,威胁62户共232人,潜在经济损失约870万元。坛洛塌陷多形成于松散盖层厚度小于15 m,地下水位埋深小于20 m,地下岩溶强发育的区段。碳酸盐岩岩溶发育、松散盖层厚度较小和水动力条件（降水、地表水和地下水）复杂为岩溶塌陷产生的必要条件,尤以地下水的作用对岩溶塌陷的形成起至关重要的作用。通过对坛洛地下水动态观测与岩溶塌陷的调查研究确定地下水强径流带,分析评价岩溶地面塌陷的危险性,为岩溶地区的岩溶塌陷危险性勘察、评价工作提供一定指导意义。     

圆梁山隧道毛坝向斜段典型岩溶现象及发育分布特征

圆梁山隧道毛坝向斜段核部及两翼的可溶地层中发衣分布有大量的典型岩溶现象，本文详尽讨论了岩溶洼地，槽谷，巨型组合槽谷和地下溶洞等大型岩溶形态的基本特征，形成机制，受控因素，并进一步认识到其发育分布主要受控于岩性和构造因素。     

Evaporite karst in Sicily

Karst areas are distributed over most of Sicily. The most widespread karst rocks are carbonates, particularly limestones, but karst phenomena can also be seen in evaporites and particularly in salt mines. This report provides an overview of evaporite karst in Sicily, along with a “case history” that shows some of the evaporite karst risks to the environment. In the centre and south of Sicily, a thick sequence of Messinian evaporite rocks are subject to dissolution from meteoric and formation waters. In areas where potassium salts and rock salts are being mined, some geomorphologic changes result from the drilling of boreholes and the collapse of underground mines, thus lowering or collapsing the land surface. An example is the old salt mine “Muti-Coffari”, situated in the commune of Cammarata, where there is a modification of the surface flow of the River Platani. Meteoric waters and runoff flow down through a borehole, enter the underground mine cavity and dissolve the salts, and then the resulting brine flows into a branch of the river, making it salty. Field investigations showed the presence of salt along the edges and on the bed of the stream where it comes out of the cave. Therefore, interventions for risk mitigation are necessary since the old mine constitutes a serious danger for damage or collapse of nearby infrastructures, and can lead to degradation of the river ecosystem and the natural environment.     

岩溶隧道涌水及其专家评判系统

在我国岩溶区许多的铁路、公路隧道及水工隧道的修建中,遇到大量的岩溶涌水、突泥问题,给工程施工和运营带来很大危害。基于岩溶水文地质学的最新理论和国内外工程实践,结合作者多年实践经验,提出隧道岩溶涌水专家评判系统。该系统认为岩溶隧道涌水是隧道与岩溶水系统在四维时空交汇的结果,因此,必须根据隧洞揭露的强岩溶层、岩溶水系统分布、水动力分带、岩溶结构面分析确定涌水的可能性及性质。在此基础上,根据岩溶水动态计算动态涌水量。      

石花洞8层溶洞展示北京西山新构造运动的隆升

北京大石河南岸从上游至下游依次分布鸡毛洞、银狐洞、石花洞、清风洞和孔水洞,由一条地下暗河将其连为一体,称为石花洞系。石花洞系为多层溶洞,可分为上下8层,即洞外山顶穿洞（唐县期）和洞穴上下7层。多层溶洞的每一层形成于岩溶水的水平流动带,新近纪以来,随着北京西山间歇性隆升,形成上下不同海拔高度的8层溶洞,可以和北京西山永定河的8级阶地对比,也可以和G．B．Barbour划分的8次华北地文期对比。石花洞的8层溶洞显示北京西山的8次抬升。     

隧道岩溶涌水专家评判系统在朱家岩隧道涌水预报中的应用

隧道岩溶涌水预测是个非常复杂的问题。直到目前,在我国铁路、公路、水工等的隧道施工中还经常发生由于岩溶涌水预测错误而引起施工安全问题的事例。预测之所以失误,主要是对隧道岩溶涌水机理缺乏全面认识,和没有一套科学实用的评判系统。本文以朱家岩隧道为例,运用隧道岩溶涌水专家评判系统对沪蓉西高速公路多条长隧道岩溶涌水进行预测评价及施工超前预报,获得了良好的效果。      

贵州红果某岩溶洞穴地基稳定性分析

溶洞是岩溶地区工程建筑常见的不良地质问题,随着城市规模的扩大,城市建筑亦不断向高空发展,因此,建筑物下伏岩溶洞穴的有效利用及稳定性评价成为工程建设必需进行的工作。本文结合贵州省盘县红果某地下溶洞实例,探索地下岩溶洞穴顶板稳定性评价的方法。     

徐州矿区奥灰岩溶水突出的原因与防治

徐州矿区开采深度大,水文地质条件复杂,水害严重。主要突出水源为奥陶系含水层。突水原因主要有:底板隐伏陷落柱或断层导水;底(顶)板含水层与奥灰含水层对接;顶板冒落裂隙带导通断层对盘的奥灰含水层;奥灰水通过基岩隐伏露头侧向补给矿井。其防治对策为:引进先进技术手段,探查分析奥灰岩溶水发育规律;分区隔离开采,完善防排水系统;注浆封堵突水通道;排供结合,综合利用。