海东隧洞施工过程中地下水动态变化预测概要1.docx

海东隧洞施工过程中地下水动态变化预测吕晶日张强韩晓磊竹娜胡元进张志强（成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室，四川成都610059）摘要：本文以海东隧洞萂村段为例，从隧址区地质概况入手，在地下水补给、径流和排泄规律宏观掌握的基础上，运用Visual MODFLOW地下水三维数值模拟软件对隧址区地下水动态变化进行预测分析，结果表明：随着隧洞施工的推进，隧址区天然渗流场逐渐受到干扰，水位逐渐降低，从而对周边地下水环境造成影响，影响到当地居民的生产生活用水。关键字：海东隧洞、萂村段、地下水动态、模拟预测1 引言近年来我国经济建设迅速发展，基础设施建设也在日益加快。隧洞作为基础设施建设的重要组成部分大大缩短了施工建设的里程，但同时也带来了不少环境问题。隧洞施工排水改变了地下水的径流和排泄条件，导致地下水位降低，甚至井泉干涸。在干旱少雨的地区或季节影响当地居民的生产生活用水。因此，预测隧洞施工工程中地下水位变化规律，为工程设计和建设提供依据就显得意义重大。本文利用Visual Modflowd地下水三维数值模拟软件对海东隧洞施工过程中地下水渗流场的动态变化进行了模拟预测。2 海东隧洞萂村段三维数值模拟2.1隧址区概况 图2-1 海东隧洞萂村段模型范围宾川县大营镇萂村地处大理白族自治州宾川县大营镇西北边，距县城28公里，辖东庄、黑家邑、茅草坪等21个村民小组。全村国土面积81.99平方公里，海拔1860米，年平均气温20.4℃，年降水量600毫米，现有人口5784人。全村供水来源于井水和地表水。海东隧道萂村段位于大理白族自治州宾川县大营镇境内，隧址区出露多种地层，包括第四系全新统（Qh）、二迭系下统（P1）、玄武岩系（Pβ1）、石炭系中上统（C2+3）、下统（C1）、中统长育村组（D2ch）、下统莲花曲组（D1l）、青山组（D1q）、康廊组（D1k）。靠近黑家营马头山至大黑山地表岩溶发育，溶蚀现象强烈，发育大型岩溶洼地，降雨后，地表水通过洼地的汇聚，再由落水洞对地下水岩溶管道进行落入式补给，在断裂带及地层分界附近以串珠状泉点形式出露地表。表2-1 研究区监测点情况监测点编号监测点位置地面高程（m）泉流量（L/s）监测点类型开发利用情况DL-S01上新村21171.83泉点生活用水DL-S02存德村栽秧箐21490.012泉点饮用DL-S03冷水箐21340.35泉点灌溉DL-S04萂村20215.28泉点DL-S05萂村萂尾20230.02泉点灌溉DL-S06黑家营21044.5泉点SK01萂（头）村2019/水库生活用水及灌溉SK02萂（中）村2014/水库生活用水及灌溉SK03萂（尾）村生活用水及灌溉说明论文的研究意义！2.2 三维地下水数值模型建立通过Visual Modflow对隧址区地质模型的模拟，实现海东隧道萂村段概念模型的概化。建立一个既符合岩溶水渗流特点又符合实际水文地质条件的渗流模型模拟，实现对天然状态下的地下水水位的拟合，进而对隧道开挖进程不同时期的地下水渗流场的变化进行预测。2.2.1 计算单元与边界条件概化根据研究区域大小及计算精度要求，采用举行单元对模型进行剖分。模拟隧址区X方向总长度为7900m，Y方向总长度8900m，按照79×89m网格将其剖分成100列，100行，层单元格数目为7031个；垂向Z方向取760m，划分为19层，模型总共133589个单元格；模拟选取模型底板为0m高程，模型顶板高程由Sufer软件插值萂村地形等高线生成GRD文件导入。垂向分层？模型边界：海东隧道萂村段地下水补给主要来源于大气降水，研究区内隧道北东方向的沟底河流为排泄基准面；隧址区地表水系发育，萂头至萂尾三个地表定水头边界，具体的模型边界概化示意图见图2-2。图2-2 海东隧道萂村段研究区模型边界概化示意图2.2.2 模型的参数取值与模拟校验模型参数的选取和确定，是模型建立过程中的一个重要步骤，主要包括渗透系数、岩土层给水度、贮水率、有效孔隙度和总孔隙度等指标。根据已有的钻孔抽水、压水试验，经过统计分析、筛选及整理。结合以往过程计算经验，在此范围内反复试算，初步确定模型参数，对模型进行多次反演、校验最终确定模型参数如下表所示 表2-2 模型水文地质参数选取表岩体类型分类Kx(m/d)Ky(m/d)Kz(m/d)Ss(1/m)SyEff.porTot.por可溶岩（P1、D1q、）10.00850.00850.00850.0020.0150.080.16可溶岩（D1k、C2+3）20.0090.0090.0090.0020.0150.0150.03可溶岩（D1l、C1）30.00110.00110.00110.0020.030.010.02玄武岩（pβ1）40.0009