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白鹤滩水电站坝址区玄武岩渗透结构的三维建模及其应用

作　者: 许亮
导　师: 万力
学　校: 中国地质大学（北京）
专　业: 地下水科学与工程
关键词: 白鹤滩坝址区玄武岩渗透结构程序设计建模
分类号: TV221.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着经济的发展,我国的工业、企业等对能源的需求越来越多,但随着世界非可再生能源的减少,同时在全球节能减排的大形势下,要求我国对能源结构进行相应调整,而水电等可再生能源在我国能源结构调整中表现出了极其重要的地位。因此开发水电,不仅能够增加可再生能源的供应,以节约更多的煤炭及石油,把节约下来的煤炭能源用于其他方面,增加可再生能源比重,调整能源结构,满足我国能源需求,同时也是实现可持续发展的重要举措。在建和已建水利工程如三峡水电站、溪洛渡、锦屏、向家坝、龙滩、二滩等水电站绝大多数都分布在西南地区,其复杂的地质结构条件对水电站的渗透结构模拟以及安全建设是一个极大的挑战。该区内板块活动强烈,应力复杂,节理、断层和裂隙发育。为后期建筑物的建设安全性考虑,需要考虑坝基、坝肩、地下厂房、引水隧洞等建筑物的渗流稳定性,需要对裂隙岩体的渗流进行研究。本文通过对玄武岩裂隙岩体的应力、深度以及渗透性的耦合分析,得出岩体的渗透性随埋深呈负指数减小的趋势,基于该原理用Visual Basic编程。文章利用白鹤滩区水电站坝址区的钻孔压水试验数据,求出各种岩体的渗透性随深度减小的负指数方程。通过整理钻孔地层资料,确定一套完整的地层层序。利用程序计算出网格中心点对应的地表高程,以及网格中心的高程。在岩层倾斜、地层一致的情况下,该程序可以计算等长网格条件下,空间中网格单元中心点岩体的渗透系数,最后考虑断层对渗透结构的影响,从而确定网格单元最后的渗透性。使用美国Brigham Young University的环境模型研究实验室和美国军队排水工程试验工作站研发的地下水模拟系统(Groundwater Modeling System,简称GMS)对该坝址区地下水流场进行稳定流数值模拟,建立了考虑渗透结构模型与未考虑渗透结构的模型,并对两个模型进行对比分析,得出考虑壳状渗透结构更加符合实际。最后对该方法提出建议,并对后续工作的进行提供指导。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-11
第1章绪论  11-16
  1.1 选题背景  11
  1.2 裂隙含水层渗透特征的研究进展  11-13
  1.3 非均质含水层的一般建模方法  13-14
  1.4 研究思路和技术路线  14-16
    1.4.1 研究思路  14
    1.4.2 技术路线  14-16
第2章研究区水文地质工程地质条件分析  16-26
  2.1 自然地理  16
  2.2 坝址区地形地貌  16-19
  2.3 地层岩性及构造  19-23
    2.3.1 地层岩性  19-20
    2.3.2 构造  20-23
  2.4 玄武岩工程地质特征  23-24
  2.5 含水层类型及地下水特征  24-26
    2.5.1 孔隙水  24
    2.5.2 裂隙水  24-26
第3章基岩壳状渗透结构的识别  26-32
  3.1 壳状渗透结构概述  26-27
  3.2 数据来源及其处理  27-28
    3.2.1 数据来源  27
    3.3.2 数据处理  27-28
  3.3 风化带及裂隙发育特征  28-29
    3.3.1 风化带发育特征  28-29
    3.3.2 裂隙发育特征  29
  3.4 玄武岩渗透性随埋深变化趋势  29-32
第4章坝址区玄武岩三维渗透结构模型  32-53
  4.1 坝址区玄武岩渗透性的控制因素  32
  4.2 岩性分层结构模型  32-36
  4.3 渗透性空间分布的简化模拟公式  36-41
  4.4 程序设计  41-46
    4.4.1 渗透系数计算流程  41-43
    4.4.2 程序过程  43-46
  4.5 三维渗透结构展示  46-53
第5章渗透结构对区域地下水流的影响分析  53-60
  5.1 地下水流模拟工具(GMS)  53
  5.2 地下水流模型设计  53-55
    5.2.1 数学模型  53-54
    5.2.2 模型建立  54-55
  5.3 三维渗透结构的生成与导入  55-57
    5.3.1 渗透结构的生成  55-56
    5.3.2 渗透结构的导入  56-57
  5.4 模拟结果分析  57-60
第6章结论与展望  60-62
  6.1 结论  60
  6.2 展望  60-62
致谢  62-64
参考文献  64-67
个人简历  67

白鹤滩水电站坝址区玄武岩渗透结构的三维建模及其应用

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