在中國巖溶區(qū)的分布相當廣泛,總面積達到3.46×106km2,占中國土面積的1/3,且主要分布在西南地區(qū)。由于巖溶區(qū)含水介質(zhì)差異較大,常形成寬大稀疏的裂隙管道,水量時間變化較大,所以對巖溶含水層水力特性的研究一直以來都是一個難點。巖溶地下水資源是中國西南地區(qū)水資源的供給補給的重要來源,但由于巖溶發(fā)育完整,水文響應迅速以及巖溶地區(qū)土層較薄,巖溶地下水極易受到污染,而目前西南巖溶地區(qū)的主要研究工作集中在探究巖溶管道的連通性,于是研究巖溶含水層的水力特性對維護西南巖溶區(qū)地下水資源的管理有著重要的實際意義。為此,本文首先通過前期物探資料選取了巖溶發(fā)育較好的桂林市毛村地下河流域中下游的大巖前地區(qū)作為研究區(qū)。在大小裂隙區(qū)域分別打兩口鉆井,然后通過定流量抽水試驗研究大小裂隙間的水力聯(lián)系和各向異性方向,以及各聯(lián)系間的水文地質(zhì)參數(shù);再通過抽水條件下的示蹤試驗,刻畫研究區(qū)的含水介質(zhì)特征,并對抽水試驗得出的結(jié)果進行驗證�；谝陨显囼炑芯�,得出以下幾點結(jié)論:1、以zk3-1號鉆井為抽水井進行定流量抽水試驗,抽水流量為7.18m3/d,抽水共持續(xù)19h。觀測井zk3-2、zk3-3和zk3-4分別下降了:10.7m、2m和10.8m。根據(jù)抽水試驗數(shù)據(jù)計算出研究區(qū)的主要滲透張量分別為:7.128m2/d和0.672m2/d,給水度為1.19E-04,優(yōu)勢方向為東偏南18.47°,即指向zk3-2的方向2、示蹤試驗以zk3-1為接收孔,其他孔為投放孔。根據(jù)抽水條件下的定流量示蹤試驗所獲得BTC曲線可知,投放孔zk3-2和zk3-3與接收孔zk3-1之間有一條連通性較好的優(yōu)勢流通道,但zk3-2與zk3-1之間的運移通道以優(yōu)勢流通道為主,而zk3-3與zk3-1之間的運移通道以含水介質(zhì)的彌散作用為主;而投放孔zk3-4與接收孔zk3-1之間運移通道主要為相對均勻,巖溶發(fā)育較差的含水介質(zhì)。3、示蹤劑回收率不僅受到各向異性的影響,更加受到基質(zhì)彌散作用的影響。對比示蹤劑的回收率以及濃度曲線形態(tài)與抽水試驗數(shù)據(jù)所得的滲透系數(shù)以及各向異性主方向可知結(jié)果相互吻合。結(jié)合抽水試驗數(shù)據(jù)所得的結(jié)論與示蹤試驗所得結(jié)論可知本次試驗所獲得的水文地質(zhì)參數(shù)真實可靠,可為巖溶含水層地下水流數(shù)值模型提供參考,為巖溶區(qū)地下水資源的開發(fā)利用與污染防治提供理論依據(jù)。
【學位單位】：中國地質(zhì)大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2017
【中圖分類】：P641.134
【部分圖文】：

西南巖溶地區(qū)典型的巖溶地貌和水文系統(tǒng)特征，大型地下河系統(tǒng)及巖溶泉較為發(fā)育(楊榮豐，2006；江忠榮等，2010)。圖1-1 中國巖溶分布圖巖溶地下水在流動過程中可以通過CaCO3+ CO2+ H2O Ca2++2HCO3-與周圍巖石和大氣發(fā)生化學反應來吸收大氣中的二氧化碳系統(tǒng)，從而達到固碳增匯的效果，如圖1-2所示。有研究表明，碳酸鹽巖體做為全球最大的碳庫，在全球碳循環(huán)中仍相當活躍（袁道先，蔣忠誠，2000）。巖溶水巖反應對全球溫室效應的控制作用有著不可替代的地位。巖溶含水層與一般含水層有所不同，它與外界的響應非常迅速，與大氣圈和巖石圈有著緊密的聯(lián)系，所以它是一個開放性很強的系統(tǒng)。當有大雨，甚至暴雨時，降雨補給能夠很快的進入到巖溶含水介質(zhì)中，當降雨強度超過了巖溶含水系統(tǒng)的最大排泄能力時

但是由于含水介質(zhì)具有較強導水性，巖溶流域地下水循環(huán)具有區(qū)別于其他地區(qū)的獨特性，由于巖溶管道的存在，巖溶地區(qū)含水層的水力傳導率較高，污染物圖1-2 巖溶動力系統(tǒng)示意圖擴散較快，地下水極易受到污染。而地下水一旦受到污染，由于其運移速率快和污染面廣，對于治理和修復代價很是巨大，短時間內(nèi)難以獲得有效的恢復。而且?guī)r溶區(qū)水資源短缺的原因在很大程度上是由于巖溶地下水時空分布不均及對巖溶區(qū)水循環(huán)了解不足所致。地下水流主要由管道控制，而管道分布極其復雜且與周圍含水介質(zhì)聯(lián)系密切，同時缺乏有效的地下水資源管理模式。巖溶含水介質(zhì)的特點是不僅有管道介質(zhì)，還有裂隙和孔隙介質(zhì)，在水流過程中伴隨著三種介質(zhì)的相互作用，相互聯(lián)系，但目前國內(nèi)大多數(shù)的研究都集中在巖溶管道連通性的研究上，對于巖溶含水層三種介質(zhì)之間的水力聯(lián)系研究較少，而掌握巖溶地下水的運移規(guī)律就必須先了解三種含水介質(zhì)之間的水力聯(lián)系。綜上所述

技術(shù)路線
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本文編號：2892702