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西昌某钢铁新基地工程水文地质研究

作　者: 沈飞
导　师: 曹净
学　校: 昆明理工大学
专　业: 岩土工程
关键词: 场区工程水文地质学渗流场盲排系统数值模拟
分类号: P641
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着社会经济的发展,为了适应人类生产、生活的需求,越来越多的大型工程项目建设实施,由于农业用地和生产用地的矛盾加剧和环境保护等要求,大型的工程项目往往建设在地质、地形条件复杂的地区,而这些区域的地质、地形条件的复杂性使得地下水条件也变得复杂。场地的建设过程中,将对地表水、地下水产生扰动,改变其补给、径流、排泄条件。若治理不当,地表水在洪水期可能会淹没场地,严重影响厂区的正常生产；地下水将在场地内产生壅积,浸泡地基土(尤其是填筑土),使地基土(尤其是填筑土)的强度降低,危及场地的稳定性和厂房及其它实施的正常运行。如何较为准确的模拟地下水渗流场及预测场地平整中的涌水量,为大型建设场地制定合理的防排渗措施提供依据,成为日益关注的课题之一。本文以拟建的西昌某钢铁新基地场地平整前后的地下水变化为研究对象,在野外地质调查及区域水文地质特征分析的基础上,研究地下水对大型工程建设的影响,提出工程水文地质的意义,建立概念模型及数学模型,利用GMS软件,运用有限差分法,对场地平整前后的地下水变化进行数值模拟,预测场地平整后,增设盲排系统的条件下,地下水渗流场及涌水量变化情况,研究表明：1、拟建西昌钢铁基地地下水动态成因类型属于气象型,大气降水是其主要补给源；径流模式是波态型,降水补给地下水其渗透和径流都有一定的深度和长度,地下水具有明显的分带性；地下水排泄主要为侧向排泄及泉点渗水。2、场区内的潜水层主要接受区内地表水体和降雨补给,而承压水层主要接受降雨补给；降雨对地下水的补给滞后性较明显。昔格达组的粘土岩和粉砂岩互层,并且粘土岩节理裂隙发育,补、径、排条件极其复杂。根据地下水分水岭与次级分水岭位置、埋藏分布、以及补、径、排条件,可将场地分为三个相对独立的水文地质单元：罗家沟水文地质单元、范家沟-小桥沟水文地质单元和王家村水文地质单元。依据研究区域的地质背景和划分的各水文地质单元的水文地质特征,建立模拟区的水文地质概念模型、数学模型,通过模型的校正和调参,模拟结果与实际观测地下水水位基本吻合,获取了一套适合于拟建场地的实际水文地质参数(渗透系数、给水度等)。3、利用GMS对场地平整前后的地下水渗流场进行了模拟并对比分析,得出：(1)场平后挖方区地下水水位下降,填方区地下水位有所上升。挖方区地下水位下降幅度为8-30m,填方区地下水位上升幅度为7-22m。(2)原王家村水文地质单元与罗家沟水文地质单元之间地下水分水岭将不明显。场平后在局部边坡地段将形成地下水位陡降面,导致坡体地下水渗流压力较大,影响到边坡的稳定性。4、对场地平整后地下水渗流场与增设盲排系统的地下水渗流场进行对比分析,并与实测值对比得出：(1)增设盲排系统后,场地地下水水位有较明显的下降,特别是在盲排措施的周围,水位下降4-12m,且与实测地下水水位较为相近,说明盲排措施是有效的,布置也较合理。(2)场地平整后1号出口(罗家沟与范家沟出口)的日涌水量为1452.22m3/d；2号出口(王家村出口)的日涌水量为271.36m3/d,与实测值较为接近,随着场地的后期建设,地表固化处理措施的实施,大气降水补给量减少,日涌水量将有所减小并最终稳定。

全文目录

摘要  7-9
Abstract  9-12
第1章绪论  12-23
  1.1 引言  12
  1.2 工程水文地质学的研究现状及研究趋势  12-15
  1.3 地下水动力学的发展概况  15-16
  1.4 地下水系统数值模拟的研究现状  16-19
    1.4.1 国外地下水系统数值模拟的研究现状  17-18
    1.4.2 国内地下水系统数值模拟的研究现状  18-19
  1.5 研究意义、内容及技术路线  19-23
    1.5.1 研究意义  19-20
    1.5.2 研究内容  20-21
    1.5.3 技术路线  21
    1.5.4 论文预期成果  21-23
第2章拟建场区区域研究背景  23-41
  2.1 自然地理概况  23-30
    2.1.1 地理位置与交通  23-24
    2.1.2 地形、地貌  24-28
    2.1.3 气象条件  28-29
    2.1.4 水文条件  29-30
  2.2 工程地质背景  30-40
    2.2.1 区域地层与构造  30-32
    2.2.2 工程场区地层与构造  32-38
      2.2.2.1 工程场区地层  32-36
      2.2.2.2 工程场区构造  36
      2.2.2.3 工程场区第四系演化历史  36-38
    2.2.3 昔格达岩组的相关特征分析  38-40
  2.3 小结  40-41
第3章拟建场区场地水文地质条件研究  41-68
  3.1 地表水发育特征  41-46
    3.1.1 场区附近地表水系统  41-43
    3.1.2 场区内地表水系统  43-45
    3.1.3 场区地表水水文地质单元划分  45-46
  3.2 地下水发育特征  46-66
    3.2.1 地下水类型  46-48
    3.2.2 地下水的循环特征  48-50
      3.2.2.1 地下水的补给  48-49
      3.2.2.2 地下水的径流  49-50
      3.2.2.3 地下水的排泄  50
    3.2.3 场区地下水水文地质单元的划分及特征  50-59
      3.2.3.1 罗家沟水文地质单元  53-54
      3.2.3.2 范家沟-小桥沟水文地质单元  54-58
      3.2.3.3 王家村水文地质单元  58-59
    3.2.4 场区地下水的动态与均衡  59-66
      3.2.4.1 场地地下水的动态及其特征  59-63
      3.2.4.2 场地地下水的均衡及均衡方程  63-64
      3.2.4.3 场地地下水的均衡估算  64-66
  3.3 小结  66-68
第4章拟建场区地下水渗流场数值模拟及涌水量预测  68-100
  4.1 GMS程序原理简介  68-71
    4.1.1 GMS软件简介  68-69
    4.1.2 GMS软件模拟的基本原理和一般过程及建模方法  69-71
  4.2 GMS对场地现状的地下水渗流场数值模拟  71-86
    4.2.1 模型的建立  71-77
      4.2.1.1 水文地质概念模型的建立  71-75
      4.2.1.2 水文地质数学模型的建立  75-77
    4.2.2 有限差分计算及结果分析  77-80
    4.2.3 模型的识别与校正  80-83
    4.2.4 模型的识别校正结果分析  83-86
  4.3 GMS对场平后的地下水渗流场数值模拟  86-90
    4.3.1 场地平整后地表水特征  86-87
    4.3.2 场地平整后地下水特征  87-88
    4.3.3 场地平整后地下水渗流场数值模拟及分析  88-90
  4.4 GMS对增加盲排工程措施后的地下水渗流场数值模拟  90-99
    4.4.1 增加盲排工程措施后的地下水渗流场及涌水量预测  92-96
    4.4.2 增加盲排工程措施后的地下水渗流场及涌水量对比  96-99
  4.5 小结  99-100
第5章结论及建议  100-102
  5.1 结论  100-101
  5.2 建议  101-102
致谢  102-103
参考文献  103-106
攻读学位期间发表的论文和参加的科研活动  106-107
附录  107-112

西昌某钢铁新基地工程水文地质研究

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