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喀斯特连通试验

2020-04-09 21:01

喀斯特地区利用人工辅助的方法探查地下洞穴通道连通情况的试验。连通试验是利用地下水天然露头或人工揭露点投放指示剂或抽、排、封堵地下水等方法,了解喀斯特通道的连通状况及地下水的流向。通过试验还可概括了解通道的平面位置、延伸方向、形态特征及其地下水流状态和流速、流向,了解喀斯特水与大气降水、地表水的补、排关系,为合理开发利用地下水资源或处理喀斯特渗漏提供依据。

连通试验必须在工程地质、水文地质测绘或勘探的基础上,根据测区的水文地质条件,选择有代表性的喀斯特通道进行。试验段通常布置在暗河进出口或地下水水位低槽带。试验方法取决于喀斯特通道的形态、发育规模、连通程度、洞内有无常年水流、流量大小、流速快慢及试验段长度等条件。常用的方法有以下4种。

(1)指示剂法。向洞内投放指示剂,通过水流携带,表明地下水运动途径和连通情况。该法适用于洞穴系统内有水流运动的地段。指示剂要求性能稳定,易溶于水,与围岩不发生化学反应,不易被围岩吸附,无环境污染等。包括浓度或颜色比较法、化学试剂示踪法、放射性同位素示踪法等。在上游投放,下游出水点观察或定时取样分析对比。与之类似的是投放易被水流携带的漂浮物,如石松孢子。指示剂法在中国应用最为广泛,并在喀斯特地区水利工程地质勘察工作中取得了很好的应用效果。

(2)水压传递法。利用喀斯特地区的落水洞、暗河的出口或天窗进行抽水、注水、堵水、放水,将水位抬高或降低,观测其周围水点的水位、流量和水的物理、化学成分的变化,以了解地下洞穴的连通性。该法适用于喀斯特发育强烈、连通性好的岩体。中国广西大化水电站、四川彭水水电站和盐源龙塘水库等,通过在天然落水洞四周筑堤抬高水位,在落水洞内进行大流量抽水以及封堵暗河出口等方法,取得了喀斯特管道的连通情况和地下水系状况的宝贵资料。

(3)遥控引爆法。采用特制的遥控引爆装置,投入喀斯特系统的流水之中,记录投入时间、地点,布设监测仪器,定时遥控起爆,通过仪器监测,获得地下水径流场的相关资料。

(4)烟雾法。利用烟雾随气流上升可以在孔洞中自由运移的特点,探查喀斯特通道间的相互连通情况。此方法一般用于干燥无水条件下,探查垂直型喀斯特洞穴的连通情况。

试验结束后,要及时进行资料分析整理,提出报告与图表,如连通试验平面图、示踪剂浓度历时曲线、成果汇总表等。

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