大渡河大岗山段深切峡谷裂隙水系统研究

发布时间：2020-03-14 18:35

【摘要】：我国西南和西北部地区的环青藏高原的周边地带,多形成高山峡谷地形,在长期的地质过程中,峡谷区岩体由于构造运动、卸荷作用、风化作用等的影响,其内部和表面往往积累了大量的各种类型的不连续裂隙介质,如节理、断层、错动面、卸荷裂隙、风化裂隙等,裂隙的发育控制着岩体内地下水的赋存规律、水动力条件、水化学特征等,导使地下水在岩体中也表现出强烈的不均一、各向异性以及突变性。深切峡谷区往往成为区域地下水流系统、岸坡局部水流的排泄带,多级地下水的交互影响,使得此类峡谷区裂隙水更为特殊与复杂。大渡河大岗山段河谷区裂隙水除了具有上述典型特征,其河床深部裂隙水还具有水化学类型较为特殊、温度异常、具有承压特性等特点,因此选择其作为研究对象不仅可以对河谷区多级地下水流系统的发育及交互影响特征取得重要认识,并能对丰富峡谷裂隙承压水、中低温热水成因范畴具有重要理论价值。水电工程的枢纽区往往处于裂隙基岩的深切河谷地带,工程建设与资源开发不可避免的会遇到此类特殊水文地质条件下的裂隙水所引起的问题,其中以裂隙承压水最为显著。本文研究的内容为国内外并不多见的峡谷区裂隙水问题,依托大岗山水电站工程建设在前期勘察阶段、施工阶段积累的丰富地质资料,并通过后期具有针对性的野外水文地质调查及对已有地质资料、现场试验成果的室内分析,具体主要从含水介质、水文地球化学、动态变化三个方面分析河谷裂隙水发育及成因特征,最终得到如下结论:(1)在系统地研究大渡河大岗山段河谷区地质环境条件的基础上,明确了谷坡花岗岩裂隙的水文地质结构,具有陡倾角脉状含水结构(断层、岩脉)与缓倾展布的脉状、裂隙密集带含水结构围限组合的特征,结合压水试验及渗透张量计算的统计分析结果,得出了岩体渗透系数及各向异性系数(K1/K3)均随其埋深总体呈对数下降趋势,其间脉状含水结构加剧了岩体的渗透不均性、各向异性。(2)采用聚类分析、主成分分析、灰色关联度、同位素指示等方法对裂隙水水化学组分特征进行了分析,得出裂隙水化学特征方面总体上可以划分河谷深部承压裂隙水及浅部岸坡型裂隙水,前者水化学类型形成于深部循环的相对封闭环境内,表现出较强的脱碳酸作用,并具有受到浅部裂隙水混合效应的特征,补给来源与邻区温泉相近,均来源于3000m以上的贡嘎山区;后者主要表现为较强的氧化作用及溶滤作用特征。(3)浅部岸坡裂隙水与谷底承压水动态变化特征及机理不同,岸坡裂隙水水位变化是由降水丰、枯所引起的,主要表现为随季节变化的急剧上升期、峰丛波动期、缓慢下降期(拖尾下降期)。深部承压水钻孔流量及水位动态变化规律则体现出岩体裂隙含水介质的应力应变特征;承压自流的排泄机理也不尽相同,分为弹性释放期、稳定自流期。在稳定自流期,承压孔D3与D201表现出较强的随丰、枯季节变化的特征,承压孔D2与D46对降水的响应较为不敏感;承压孔D211与深部循环的区域地下水流关系密切、与大气降水、地表水关联度不强,水位动态变化较好的呈现出地震异常及固体潮效应。利用水化学动态判别分析,得出的结果与水位、流量动态变化特征一致,表明不同承压孔在丰、枯季节受到浅部裂隙水混合情况不同。(4)岸坡水文地质结构对裂隙水流具有一定的控制作用,浅部风化卸荷裂隙水位多与大渡河排泄高程(950m)持平,而深部构造裂隙水则会形成1040m以上的高位水头。基于热储及界域发育特征分析,河谷区地热异常为区域地下水流在河谷排泄所造成的。裂隙承压水的水化学、温度特征均具有区域水流与岸坡水流混合特征,混合份额可达到90%左右。钻孔揭露裂隙承压水含水带的埋深、承压水温度与承压高度线性回归程度较为显著,而与测压水位线性回归程度较差,表明区域上升水流对该类型承压水承压性能作用不大。在此基础上总结出承压水的形成机制:谷坡水文地质结构由岸坡陡倾角脉状含水结构(断层、岩脉)与谷底缓倾展布的脉状、裂隙密集带含水结构围限组合构成,谷底缓倾结构内裂隙水受岸坡构造高水头压作用便具备了承压性。
【图文】：

水系图,大岗山,水系图,海子

图 2-2 大岗山及外围地区水系图大渡河干流泸定-田湾河口（两河口）总体呈南北走向，其中得妥－两段河谷形态显示南北-东西向直角状转折，显示河道受直交节理和断层控点；两河口-石棉河段为 NNW-SSE 流向，两侧支流发育密度和规模相近受花岗岩体岩性控制的特征。干流大渡河，一级支流磨西河、正沟，二级东银沟和大沟、田湾大泥沟等，均明显呈 SN、NNE-SSW 以及 NNW-SS，显示出与区域南北向构造形迹的明显的一致性。两岸其他支流水流基本 NE-NW 向、EW 向断裂构造方向一致。可以看出，区内河系的发育受区断裂（大渡河断层、磨西断层）控制明显，总体显示出主要受川西高原区抬升、区域构造及岩性控制的水系发育特征。高山海子基本发育于大岗山 NW 侧的极高山区域，如黑海子（海拔 4631m腰子海子（3555m）、绿海子（4070m）、泸定干海子（3910m）、水耳海子（4050海子（2330m）、耳海(2120m)、石棉干海子（4330m）等，高山海子多与三级支流相接，成为二级或三级支流的源头；而左岸基本无高山海子发育

三维地形图,大岗山,大渡河,河谷

第 2 章研究区地质环境条件域内唯有贡嘎山 3000m 以上地区发育丰富的冰川资源，均属季风温地形地貌渡河大岗山段峡谷位于大渡河中下游，地貌区划属川西南高山区中高原区向川西南高山区的过渡区域。西侧的贡嘎山是区内北东向和裂彼此交织形成的菱形断块，在第四纪以来差异性强烈抬升形成
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TV221.2

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