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龙门山隧道对龙门山地区地下水环境的影响研究

左蔚  
【摘要】:长大隧道的开挖相当于在地下增加一条新的地下水排泄长廊,打破既有的多年形成的地下水补径排平衡,对当地地下水环境产生一定的影响。如果对于隧道排放地下水不加控制,就会造成区域地下水位的下降,使得影响半径范围内地下水露头减少,井泉、溶洞、暗河等不同程度的水量减小或消失,造成农作物减产和地表植物枯萎死亡等,直接或间接地影响当地居民的生活、生产。 龙门山隧道穿越龙门山环境敏感区。本文拟以成兰线的龙门山双线隧道为例分析该隧道开挖对穿越区域地下水环境的影响。论文首先在现场踏勘、收集资料和水化学资料分析的基础上,对隧道穿越区岩溶发育状况、地下水补径排等地下水环境现状进行分析,并以地下水系统的观点具体分析龙门山隧道涌水量的大小及可能对研究区地下水环境造成的影响,对研究区地下水环境受影响程度进行分区,通过分析认为隧道穿睢水河可溶岩段对地下水环境的影响最大,而越岭段地下水环境因埋深大、岩溶不发育等原因而受影响程度较小。隧道对千佛山景区和熊猫栖息地产生的影响都较小。最后论文采用模糊层次分析法分析整个龙门山隧道开挖对研究区地下水环境的影响。 通过分析认为龙门山隧道对龙门山地区地下水环境有一定影响,但总体来说影响程度不大,对环境敏感区影响也不大。主要影响区在于穿睢水河的可溶岩段,尤其是高川坪一带。具体成果如下: (1)岩溶发育受北东向构造控制而呈北东向发育的特征。隧道D1K91+166.08~D1K95+818段岩溶发育中等,隧道穿越层位主要属于岩溶水水平径流带。隧道越岭D1K95+410~D1K111+35.88段岩溶发育微弱,隧道穿越层位主要属于岩溶水深循环带。 (2)在研究区水样优势离子为Ca~(2+)、Mg~(2+)、HCO_3~-和SO_4~(2-),平均矿化度为327mg/L。其中金溪沟上游水样具有Na~+,SO_4~(2-),SiO_2高的特征表明其流经的震旦系地层岩溶发育微弱。通过水化学和同位素分析认为研究区地下水主要是大气降水补给,一般径流较短,金溪沟流域主要流经非岩溶地层。 (3)隧道穿越区主要划分为四个地下水系统,包括麻柳坪地下水系统、大屋基地下水系统、大马槽地下水系统和半坡地下水系统,其中麻柳坪地下水系统主要地下水类型为碳酸盐溶洞裂隙水,地下水最为富集,水文地质条件最为复杂。 (4)将隧道分为五段进行涌突水和地下水环境影响分析,a.D1K91+166.08~D1K95+822段由于横穿睢水河,地层主要以可溶岩地层为主,涌突水的可能性最大。所以发生涌突水根据地下水系统划分、涌突水危险性等进行隧道各段对地下水环境影响程度分区,通过划分认为隧道起始穿可溶岩段对地下水环境影响最大。隧道对千佛山景区和熊猫栖息地两个环境敏感区影响小。 (5)涌水量主要通过降雨入渗法和地下水径流模数法两种方法预测,地下水径流模数法为12196 m~3/d,降雨入渗法为15970m~3/d,总的来说结果相差不大。综合考虑后涌突水估算结果采用地下水径流模数法的12196m~3/d,其中a段麻柳坪地下水系统占32.2%,为主要涌水段。 (6)采用模糊数学层次分析法进行隧道环境负效应评价,把隧道造成的环境负效应分为五级,评判结果致为2.69,即龙门山隧道施工下水环境负效应程度为弱和中等之间。由结果可知龙门山隧道对龙门山地区地下水环境有一定的负效应,但是权衡利弊评价认为工程可行。


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