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04第三章巖溶工程地質(zhì)研究-在線瀏覽

2025-02-19 05:02本頁(yè)面
  

【正文】 05006007000 100 200 300 400 500 600 700 800 900AC′BC46 如果有兩種溫度不同而飽和度相同的水相混合,或一種水溶液由高溫變?yōu)榈蜏?,都可以加?CO2的溶解度,從而加強(qiáng)溶液的溶蝕能力。實(shí)際上,溫度降低同時(shí)又限制了溶液中分子的游動(dòng)和擴(kuò)散,減緩了溶解反應(yīng)的速度。如,地下水面附近;斷層交錯(cuò)等地下水下滲流匯合點(diǎn);河谷岸坡附近;溫泉出露點(diǎn)附近等。這些離子對(duì)溶液的溶解性都有一定影響,即產(chǎn)生離子效應(yīng),如下: 任何酸解離出 H+ 后,溶液中 H+ 濃度增加, H+ 和 CO32 結(jié)合生成 HCO31 ,從而加速 CaCO3 的溶解。 2233C aCO C a C O???? 加入 Ca2+ 或 CO32 等同等離子后,減緩水對(duì)碳酸鹽的溶蝕能力 。 第三節(jié) 影響巖溶發(fā)育的因素 凡是影響上述三個(gè)條件的因素均是影響巖溶發(fā)育的因素。 碳酸鹽巖是指碳酸鹽礦物含量超過(guò) 50%的一類(lèi)沉積巖。 常見(jiàn)的有:灰?guī)r、白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r、硅質(zhì)灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r等。 KV及 KCV越大,說(shuō)明巖石的溶蝕強(qiáng)度和溶蝕速度也越大。 ★ 酸不溶物含量越高, KV及 KCV越小。一般而言,泥晶 粒屑 亮晶。 ( 2)水是溶蝕作用的介質(zhì)和載體,充足的降水保證了水體的良好的循環(huán)交替條件,促進(jìn)巖溶作用的強(qiáng)烈進(jìn)行。一般,水溫升高 200 300 C,溶于水中的 CO2減少一半。一般溫度升高 100 C,化學(xué)反應(yīng)速度加快一倍。 溫?zé)岢睗竦臒釒?、亞熱帶地區(qū):巖溶作用較強(qiáng)烈 高寒干旱的地區(qū):巖溶不發(fā)育 不同氣候條件下,巖溶速度、形態(tài)、類(lèi)型都明顯不同 我國(guó)氣候分類(lèi) 副熱帶 亞熱帶 溫 帶 三大特征地區(qū) 青藏高寒地區(qū) 西北干旱地區(qū) 南部溫?zé)岬貐^(qū) 57 如溶蝕速度: 廣西: ; 湖北: ; 河北: 。 ? 河北、山東、山西等地 — 不太發(fā)育,侵蝕為主,幾乎不發(fā)育封閉溶蝕地形,以地下隱伏巖溶為主。例如: ? 區(qū)域地貌格局,宏觀上控制了某地區(qū)的地表水文網(wǎng)及地下水排泄基準(zhǔn)面的性狀,從而控制了地表地下水的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),進(jìn)而控制了巖溶發(fā)育的總體形式。 ? 不同地貌條件,因其垂直入滲帶埋深和水平徑流程度的不同,垂直巖溶形態(tài)及水平巖溶形態(tài)的明顯差別。 四、地質(zhì)構(gòu)造的影響 成巖、構(gòu)造、風(fēng)化、卸荷等作用形成的各種破裂面,為地下水入滲和流動(dòng)提供了通道,同時(shí)為地下水有效向深部滲入并形成深部巖溶提供了條件。例如,沿?cái)嗔衙鎺r溶發(fā)育強(qiáng)烈。 各種破裂面相互交織,使地下水混合溶蝕效應(yīng)明顯,促進(jìn)巖溶發(fā)育。如核部比翼部發(fā)育,背斜比向斜發(fā)育。 61 可溶碳酸巖與非可溶巖可能在不同地段形成十分復(fù)雜的各種組合形式,因而巖石溶蝕性存在顯著差異,從而形成復(fù)雜的巖溶現(xiàn)象。 ( 1)厚而純的碳酸鹽巖 最有利于巖溶發(fā)育,按地下水動(dòng)力特征剖面上分為四個(gè)帶: Ⅰ. 包氣帶:多發(fā)育垂直巖溶形態(tài),溶蝕通道間連通性差。 Ⅲ. 飽水帶:有利于形成規(guī)模大、連續(xù)性好的水平巖溶 Ⅳ. 深循環(huán)帶:由于水循環(huán)交替遲緩,巖溶發(fā)育很弱。但也常有巖溶現(xiàn)象發(fā)育,其程度因不可溶巖夾層的厚度和夾層多少而不同。 ( 4)非可溶性巖層夾碳酸鹽巖 巖溶發(fā)育極弱 非可溶巖隔水作用,地下水循環(huán)交替條件很差,巖溶發(fā)育極弱。 ? 地殼較快上升期: 侵蝕基準(zhǔn)面相對(duì)下降,地下水位適應(yīng)排泄基準(zhǔn)面而逐漸下降,側(cè)向巖溶不發(fā)育,規(guī)模小而少見(jiàn),分帶現(xiàn)象不明顯,以垂直形態(tài)的巖溶為主。 ? 地殼下降期: 常形成覆蓋型巖溶,地下水循環(huán)條件變差,巖溶作用受到抑制或停止。巖溶滲漏問(wèn)題是水利水電等工程中的主要工程地質(zhì)問(wèn)題之一。 69 70 一、滲漏的形式 裂隙分散滲漏 管道集中滲漏 繞壩滲漏:壩區(qū) 臨谷滲漏:庫(kù)區(qū) 暫時(shí)性滲漏:飽和包氣帶的洞、隙消耗的水量一旦飽和,滲漏停止。 二、巖溶滲漏條件分析 、分布規(guī)律 重點(diǎn)查明溶洞、暗河的展布位置、規(guī)模等,進(jìn)行巖溶泉水流量、高程調(diào)查,確定通道的位置及可能影響程度。 74 75 ( 1)巖層組合: 當(dāng)夾有非可溶巖地層時(shí),可借助該層防止?jié)B透 ( 2)地質(zhì)構(gòu)造: ★ 褶皺 :與河流所處褶皺的部位有關(guān) :修水庫(kù)不利,但充分利用隔水層,可能防止壩區(qū)滲漏。 縱向谷,背斜,地層產(chǎn)狀較緩,庫(kù)水沿巖溶通道向鄰巖滲漏。 灰?guī)r 灰?guī)r 隔水層 隔水層 灰?guī)r 隔水層 隔水層 巖溶灰?guī)r 斷層錯(cuò)動(dòng),破壞了良好的隔水邊界, 形成間鄰谷滲漏通道。 斷層錯(cuò)動(dòng),非巖溶地層搭接 形成良好隔水邊界。 3. 查明 河谷區(qū)水文地質(zhì)條件 庫(kù)水位與兩岸地下水位相對(duì)高程關(guān)系,直接關(guān)乎庫(kù)水能否向鄰谷滲漏,兩者關(guān)系可概括為如下圖各種情況 : 1— 建庫(kù)前地下水位 2— 建庫(kù)后地下水位 圖 a、 b、 c、 d、 e為補(bǔ)給型河谷。 a、 b、 d三種情況下,建庫(kù)后地下水位仍高于庫(kù)水位,不產(chǎn)生滲漏; c、 e建庫(kù)后,庫(kù)水位高于地下水位,產(chǎn)生滲漏。 圖 h是懸托型,天然地下水位位于谷底以下,建庫(kù)后肯定滲漏。常用灌、鋪、堵、截等措施。 鋪蓋 : 在地表水(如庫(kù)水)入滲地層(如壩上伏)鋪設(shè)一定高度的粘土等隔水層,阻止水體向地下入滲。 由于巖溶洞體循環(huán)于水位變動(dòng)與無(wú)
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