溶洞建水庫
❶ 喀斯特地貌為什麼不適合修建水庫
具有溶蝕力的水對可溶性岩石進行溶蝕等作用所形成的地表和地下形態的總稱。又稱岩溶地貌。水對可溶性岩石所進行的作用,統稱為大喀斯特作用。它以溶蝕作用為主,還包括流水的沖蝕、潛蝕,以及坍陷等機械侵蝕過程。這種作用及其產生的現象統稱為喀斯特。喀斯特是南斯拉夫西北部伊斯特拉半島碳酸鹽岩高原的地名,當地稱為Kras,意為岩石裸露的地方。近代喀斯特研究發軔於該地而得名。
喀斯特地貌分布在世界各地的可溶性岩石地區。可溶性岩石有3類:①碳酸鹽類岩石(石灰岩、白雲岩、泥灰岩等)。②硫酸鹽類岩石(石膏、硬石膏和芒硝)。③鹵鹽類岩石(鉀、鈉、鎂鹽岩石等)。總面積達51×106平方千米,佔地球總面積的10%。從熱帶到寒帶、由大陸到海島都有喀斯特地貌發育。較著名的區域有中國廣西、雲南和貴州等省(區),越南北部,南斯拉夫狄那裡克阿爾卑斯山區,義大利和奧地利交界的阿爾卑斯山區,法國中央高原,俄羅斯烏拉爾山,澳大利亞南部,美國肯塔基和印第安納州,古巴及牙買加等地。中國喀斯特地貌分布廣、面積大。主要分布在碳酸鹽岩出露地區,面積約91-130萬平方千米。其中以廣西、貴州、雲南和四川青海(即雲貴高原)東部所佔的面積最大,是世界上最大的喀斯特區之一;西藏和北方一些地區也有分布。
喀斯特可劃分許多不同的類型。按出露條件分為:裸露型喀斯特、覆蓋型喀斯特、埋藏型喀斯特。按氣候帶分為:熱帶喀斯特、亞熱帶喀斯特、溫帶喀斯特、寒帶喀斯特、乾旱區喀斯特。按岩性分為:石灰岩喀斯特、白雲岩喀斯特、石膏喀斯特、鹽喀斯特。此外,還有按海拔高度、發育程度、水文特徵、形成時期等不同的劃分等。由其他不同成因而產生形態上類似喀斯特的現象,統稱為假喀斯特,包括碎屑喀斯特、黃土和粘土喀斯特、熱融喀斯特和火山岩區的熔岩喀斯特等。它們不是由可溶性岩石所構成,在本質上不同於喀斯特。
喀斯特地貌在碳酸鹽岩地層分布區最為發育。該區岩石突露、奇峰林立,常見的地表喀斯特地貌有石芽、石林、峰林、喀斯特丘陵等喀斯特正地形,溶溝、落水洞、盲谷、干谷、喀斯特窪地等喀斯特負地形;地下喀斯特地貌有溶洞、地下河、地下湖等;以及與地表和地下密切相關聯的豎井、芽洞、天生橋等喀斯特地貌。
喀斯特地貌下流水侵蝕形成的地下河。在地表常見有石芽、溶溝、石林、漏斗、落水洞、溶蝕窪地、坡立谷、盲谷、峰林等地貌形態,而地下則發育溶洞、地下河等各種洞穴系統以及洞中石鍾乳、石筍、石柱、石瀑布等。地下的喀斯特溶洞、喀斯特堆積物形態,如湖南張家界桑植縣的九天洞已列入洞穴學會會員洞,堪稱亞洲第一洞、黃龍洞被列為世界自然遺產、世界地質公園、首批國家5A級旅遊區張家界武陵源的組成部分,是張家界地下喀斯特的地形代表,其中喀斯特地貌約佔全市面積的百分之四十。碳酸岩分布面積約達130萬km2,喀斯特地貌分布十分廣泛,在我國主要分布在廣西、貴州、雲南、湖南等省區,如廣西的桂林山水、雲南的路南石林等馳名中外。
溶洞的形成是石灰岩地區地下水長期溶蝕的結果。石灰岩的主要成分是碳酸鈣(CaCO3),在有水和二氧化碳時發生化學反應生成碳酸氫鈣[Ca(HCO3)2],後者可溶於水,於是有空洞形成並逐步擴大。這種現象在南歐亞德利亞海岸的喀斯特高原上最為典型,所以常把石灰岩地區的這種地形籠統地稱之喀斯特地形。
按其發育演化,喀斯特地形可分出以下6種。1)地表水沿灰岩內的節理面或裂隙面等發生溶蝕,形成溶溝(或溶槽),原先成層分布的石灰岩被溶溝分開成石柱或石筍。2)地表水沿灰岩裂縫向下滲流和溶蝕,超過100m深後形成落水洞。3)從落水洞下落的地下水到含水層後發生橫向流動,形成溶洞。4)隨地下洞穴的形成地表發生塌陷,塌陷的深度大面積小,稱坍陷漏斗,深度小面積大則稱陷塘。5)地下水的溶蝕與塌陷作用長期相結合地作用,形成坡立谷和天生橋。6)地面上升,原溶洞和地下河等被抬出地表成干谷和石林,地下水的溶蝕作用在舊日的溶洞和地下河之下繼續進行。雲南路南的石林是上述第一階段(溶溝階段)的產物,這里的自然風光因阿詩瑪姑娘的動人傳說而變得格外旖旎。桂林的象鼻山,則是原地下河道出露地表形成的。在廣西境內,經常可看到這種抬升到地表以上的溶洞,俗稱「神女鏡」或「仙女鏡」。
喀斯特地貌由於其獨特的地貌特徵,經常容易「產出」類型各異的風景區,比如著名的張家界武陵源風景區就是石英砂岩峰林地貌,屬於典型的喀斯特地貌。武陵源景區內的巨厚的石英砂岩,產狀平緩,使岩層不能沿層面薄弱部位滑塌,覆蓋在志留系柔性的頁岩之上。重力作用,使得剛性的石英砂岩垂直節理發育,在水流強烈的侵蝕作用下,岩層不但解體、崩塌,流水搬運,殘留在原地的便形成雄、奇、險、秀、幽、曠等千奇百怪的峰林。
❷ 邱北六郎洞暗河地下水庫工程
4.2.1.1 工程概況及效益
六郎洞暗河地下水庫位於文山邱北新店鄉,是採用混凝土和鋼筋混凝土封堵地下溶洞,並同時在堵體下作地下帷幕灌漿對岩溶地層防滲處理,將洞內水位抬高後取得水頭,利用地下溶洞空間,形成的暗河調節水庫。其堵體長度194m,堵體下作地下帷幕灌漿,帷幕線穿過溶洞左右兩側斷層破碎帶與砂頁岩隔水層緊密相連。堵洞後形成的地下水庫,由5條暗河通道相互貫通組成,在正常蓄水位1086.0m高程以下庫容約27.1×104m3,有效庫容23.74×104m3,死水位1073m,正常蓄水位以上溶洞還有更大的空間。堵洞後洞內水位抬高14.5~18m,溶洞頂壁未出現異常現象。經過45年蓄水,在水庫水位升降變動的情況下,溶洞仍然保持穩定,說明地下水庫工程整體運營正常。為配合下游電站發電,利用原溶洞出口及下洞口修建溢洪道及沖沙閘。溢洪道布置在六郎洞下洞口石灰岩岩基上,為一重力式溢流堰,堰頂高程1083m,壩(閘)高11.6m,下游採用堰頂設弧形閘門,設計孔口尺寸(寬×高)為6m×3m;沖沙閘布置於溢洪道右側,六郎洞出口石灰岩基上。下游電站進水口布置在上洞內跌坎上游,底板高程1068m。進水口利用隧洞直接自洞內引水,地下壓力引水隧道長3368.33m,直徑4m,並建有調壓井和兩條地面鋼管引水到南盤江邊建地面廠房發電。
六郎洞地下暗河水庫發電站於1958年2月施工,於1960年2月投產發電,同年3月竣工,裝機容量2.5×104kW,總投資2499萬元,年發電量(1.16~1.82)×108kW,自1960年2月到2001年底累計發電量67.15×108kW,目前該電站主要供應文山地區用電。電站在電力系統中長期擔任基荷運行,機組年利用小時數平均為6500 h,最高達7200 h,還有長時間棄水。1997年6月,在2號機組上採用優化的A553不銹鋼轉輪,改進導葉和尾水管,使2號機組出力由1.25×104kW提高到1.5×104kW,增加了電站出力。六郎洞暗河發電站,是我國第二個五年計劃期間投資興建的16個水電站之一,也是中國第一座暗河水庫水電站,是在洞口築壩,以堵洞截流方式形成的利用暗河成庫蓄水的典型工程,享譽國內外。
4.2.1.2 水源地地質環境
六郎洞暗河流域分布於地形陡峻的南盤江深切山間河谷區,總體地勢東高西低,向河谷傾斜。暗河主要由大氣降水量補給,其次為地表水體(蓮花塘水庫,中和營河)的滲漏補給,旱季滲漏補給量約1063.83L/s。補給區地貌類型為峰叢窪(谷)地、溶丘窪(谷)地、殘丘坡地等,地形起伏不大,海拔在1400~1500m之間,年均降水量900~1300mm,年均氣溫16~20℃。入滲系數0.4,徑流模數8.732L/s·km2。
流域內含水層主要為個舊組、永寧鎮組、石炭系下統(C1)、中統(C2)上統(C3)、泥盆系中統東崗嶺組(D2d)、上統(D3)灰岩、生物灰岩、泥質灰岩、白雲岩,以純碳酸鹽岩含水層為主,呈片狀分布。構造以斷層為主,主幹斷層NW向展布,規模相對較大,次級斷層為NE方向,規模小,數量多。暗河流域北部為鳥格組、火把沖組、法郎組碎屑岩組成阻水邊界,東部邊界為樹皮至大梁子一帶的泥盆系中統坡腳組(D2p)、法郎組碎屑岩構成,西部為大片的鳥格組碎屑岩及開遠大黑山至馬吊陡坡壓性斷層組成隔水邊界,南部由近東西向展布的梁山組、飛仙關組、法郎組碎屑岩構成隔水邊界(圖4-2),整個流域邊界封閉性較完好。區內岩溶發育極不均一,地下岩溶形態以溶洞管道為主,地表落水洞、漏斗、天窗、豎井發育。
4.2.1.3 岩溶水資源特徵及開發技術條件
六郎洞暗河出口位於南盤江東岸陡壁上,地理坐標東經24°00′,北緯103°39′,高程1066m,出口高於南盤江河床121m。暗河出流後沿支流匯入南盤江。暗河流域面積2064km2,平均流量23.8m3/s,最大流量92.0m3/s,最小流量10.5m3/s,流量不穩定系數8.76,動態類型為波態型,年徑流量最大7.981×108m3,最小6.584×108m3,多年平均7.47×108m3,屬我國南方流域面積大於1000km2和年最枯水資源量大於1×108m3的四個超大型地下河系統之一。
圖4-2 六郎洞暗河流域水文地質圖
1—純碳酸鹽岩;2—不純碳酸鹽岩;3—碎屑岩;4—鬆散土層;5—下降泉,流量(L/s);6—暗河及出口,分子為最小-最大流量(L/s),分母為平均流量(L/s);7—豎井、落水洞;8—岩組類型界線;9—斷層
目前查明的暗河管道總長約110km,由1條主幹管道和4條支管道組成,平面上沿徑流方向呈樹枝狀由北東—南東方向向出口處集中,平均坡降約14‰,其中主幹管道長約40km,沿NW向斷層發育,按高程分為上洞和下洞,有很多支洞溝通,在高程為1080m附近的近出口段發育成地下湖,規模巨大。支管道有4條,分別長10~20km,總長約70km,沿NE至近EW向斷層發育,延伸至主幹管道。岩溶水以集中溶洞管道流為主,水位埋深沿管道集中徑流方向加大,上游普遍小於100m,一般7~30m,下游一般100~700m,系統儲存調節能力較弱,水位和流量隨季節變化較劇烈。
六郎洞暗河受斷層控制明顯,主流沿膩革龍NW70°斷裂帶發育,支流則沿SW20°和近東西向構造線發育。兩組斷層互相交錯,斷層交叉線內部為石灰岩,外側為砂頁岩,砂頁岩透水性弱,為相對隔水層,對地下水庫周邊起著封閉作用,可以充分利用。出口處為碎屑岩,成庫條件好,適宜在洞口處築壩形成地下水庫。地下水分水嶺高出六郎洞地下水庫正常蓄水位,水源可靠,堵洞蓄水後,不會向庫外產生側向滲漏。但出口附近尚有一段長134m的個舊組灰岩分布低於正常蓄水位1086.0m,成為滲漏的缺口,除對可見的溶洞通道直接封堵外,洞口至洞口以下灰岩中的岩溶管道、裂隙、斷層破碎帶,是產生滲漏的途徑,對缺口地段1055m高程以上滲漏段岩體,在建壩時,須進行防滲處理,以防壩基滲漏。
4.2.1.4 岩溶水勘查及開發技術
勘查及開發工程建設程序為:①水文地質測繪:暗河系統內開展1:5萬水文地質測繪,並同時進行洞穴調查測量、暗河流量觀測;②可行性論證;③工程地質勘查:進行鑽探、取樣分析測試、壓水試驗;④工程、施工設計;⑤勘探平硐;⑥高壓帷幕灌漿;⑦作灌漿檢查;⑧建混凝土截流壩,蓄水成庫。
通過水文地質測繪、洞穴調查、工程地質勘查,查明岩溶發育規律、特徵,岩溶水資源特徵,地下水的補給、徑流、排泄條件,地下溶洞管道的形態、規模和分布狀況,壩址的工程地質條件、滲漏情況等。採用帷幕灌漿防滲處理、封堵地下溶洞、岩塞爆破等多種工程技術手段建設水庫,關鍵是防滲處理和排沙。
4.2.1.4.1 帷幕灌漿防滲
暗河出口處於碳酸鹽岩中,岩溶發育不均勻,蓄水後高程1086m,高於洞口下碳酸鹽岩,防滲是建庫成功與否的關鍵。根據岩層的滲漏性,在壩址處採用灌漿進行防滲處理,將水泥漿灌入細小的孔隙、裂隙中,對空隙形成充填、固結,從而提高岩體抗滲透能力,形成防滲帷幕。為防止蓄水後產生繞壩滲漏,在壩址延長線上亦進行帷幕灌漿,使帷幕線穿過溶洞左右兩側斷層破碎帶與砂頁岩緊密相連,充分利用了砂頁岩作隔水層。
4.2.1.4.2 封堵地下溶洞
目的是通過封堵地下溶洞,將洞內水位抬高取得水頭,形成庫容。堵體位於出口下層溶洞,封堵截流材料採用干砌塊石、混凝土和鋼筋混凝土。堵水處理長度194m,壩高11.6m。
4.2.1.4.3 排沙
為防止泥沙堵塞進水口,形成水庫淤積,採用沖沙閘排砂,沖沙閘布置於溢洪道右側,為一鋼筋混凝土閘,閘體高度10.5m,採用底孔泄流,底孔巧妙地設計成弧形工作閘門,孔口尺寸(寬×高)為1.8m×1.8m,有利於泄流。
4.2.1.4.4 岩塞爆破
採用岩塞爆破的方法擴大引水進水口橫斷面,提高單位時間進水量,進一步增大庫水下泄的勢能。
❸ 在石灰岩地區建造水庫要注意什麼問題
首先你理解錯來了,並不是只有自地下水溶蝕的結果。喀斯特地貌,是具有溶蝕力的水對可溶性岩石進行溶蝕等作用所形成的地表和地下形態的總稱,又稱岩溶地貌。只要是流水流經石灰岩地區再加上當地的溫度適宜其實就可以形成喀斯特地貌的。溶洞有的在地上有的在地下,並沒有很明確的規定
❹ 水庫選址應盡量避免斷層、破碎帶和喀斯特地貌
喀斯特地貌
就是石灰岩地區,由於石灰岩地區極易形成溶洞,而且溶洞內大多通過
潛流
層與地表水系連通,如果在此地區建造水庫,水庫中的水很容易流到其他地方,造成水庫水流失,達不到蓄水的作用。
❺ 開發商建房地下溶洞的問題
地下溶洞屬於喀斯特地貌的一種,這是由於碳酸鹽岩(例如灰岩)被雨水浸泡沖刷版形權成的一種地質形態。探測地下溶洞最有效的方法是利用人工誘發的地震採集地震波的方式進行地球物理勘察,根據反射地震波的形態特徵來解釋是否有地下溶洞的存在。人工誘發地震需要專業許可,因此做這種地球物理勘察需要有特定資質的公司才能做。開發商是否會請地球物理公司做這個,就不好說了。另外,由於地下溶洞的鑒別還是有方法的,例如觀察建築物周邊的岩石露頭是不是灰岩。灰岩的鑒別很簡單,用稀鹽酸滴在岩石的新鮮表面,如果產生大量氣泡,就說明岩石是灰岩。另外,,觀察周邊的水溝,會不會流著流著就莫名其妙進了地下的一個孔洞,如果能看見,地下必有溶洞或裂隙。
❻ 在石灰岩地區建造水庫要注意什麼
首先抄你理解錯了,並不是只有地下水溶蝕的結果。喀斯特地貌,是具有溶蝕力的水對可溶性岩石進行溶蝕等作用所形成的地表和地下形態的總稱,又稱岩溶地貌。只要是流水流經石灰岩地區再加上當地的溫度適宜其實就可以形成喀斯特地貌的。溶洞有的在地上有的在地下,並沒有很明確的規定
❼ 溶洞如何建酒庫,想利用自留山內天然洞庫存酒,請問如何建設
規劃局規劃局規劃局掛機
❽ 為什麼水庫選址不能選在喀斯特地貌
在喀斯特地貌的地區,地下溶洞、裂隙發育,水會漏進地下存不住回.水庫目的是蓄水,在喀斯特答地貌地區不具備蓄水的條件,所以選址水庫不能選在喀斯特地貌地區.
喀斯特地貌就是石灰岩地區,由於石灰岩地區極易形成溶洞,而且溶洞內大多通過潛流層與地表水系連通,如果在此地區建造水庫,水庫中的水很容易流到其他地方,造成水庫水流失,達不到蓄水的作用.
❾ 在石灰岩喀斯特地區建造水庫要注意什麼問題
首先你理解錯了,並不是只有地下水溶蝕的結果。喀斯特地貌,是具有溶蝕力的水版對可溶性岩石進權行溶蝕等作用所形成的地表和地下形態的總稱,又稱岩溶地貌。只要是流水流經石灰岩地區再加上當地的溫度適宜其實就可以形成喀斯特地貌的。溶洞有的在地上有的在地下,並沒有很明確的規定
❿ 為什麼水庫選址不能選在喀斯特地貌
在喀斯特地貌的地區,地下溶洞、裂隙發育,水會漏進地下存不住。水庫目的是蓄水,在喀斯特地貌地區不具備蓄水的條件,所以選址水庫不能選在喀斯特地貌地區。