[發明專利]一種巖溶地區防滲體滲透性評價水文地球化學模型

在審

• 申請號: 202210494581.3
• 申請日: 2022-05-07
• 公開（公告）號: CN114813510A
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 余波;劉勝;鄭克勛;葉建龍
• 申請（專利權）人: 中國電建集團貴陽勘測設計研究院有限公司
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08;G01N33/18;G01D21/02
• 代理公司: 北京聯創佳為專利事務所(普通合伙) 11362
• 代理人: 石誠

本發明公開了一種巖溶地區防滲體滲透性評價水文地球化學模型，對巖溶區多個工程的防滲體進行現場調查、取樣，獲得各滲水樣的水化學類型和pH；根據防滲體厚度，帷幕前后水位，幕后滲流量、滲水面積等計算滲透系數，再統計各水樣水化學類型、pH與滲透系數之間的對應關系，根據對應關系建立不同水化學類型與防滲體滲透性分級對應簡表和不同滲透強度下的水文地球化學過程對應的水文地球化學模型。對目標工程待檢防滲體進行滲透性評價時，將幕后水樣的水化學類型和pH，對照建立的防滲體滲透性分級對應簡表和水文地球化學模型，可快速獲知待檢防滲體的滲透系數區間、滲透性等級、滲流條件、滲漏介質特征及初步處理意見等，有效評價防滲帷幕的防滲效果。

技術領域

本發明涉及一種防滲體滲透性評價水文地球化學模型,特別是一種巖溶地區水庫大壩防滲帷幕滲漏評價水文地球化學模型。

背景技術

防滲體是水庫、礦井和市政工程等地下堵漏、防滲或隔水的重要工程設施，包括防滲帷幕、防滲墻等。例如：水庫所在庫岸分水嶺單薄，在壩基、壩肩及地下廠房等洞室周邊的滲流敏感地段，通常需要設置灌漿防滲帷幕，以有效減少庫水滲漏，降低對大壩及地下廠房等建筑運行帶來的不利影響。防滲帷幕設計的滲透系數一般為10^-5cm/s量級，建成后的防滲帷幕仍具有一定滲透性，受地質體結構特征、灌漿工藝、防滲材料(主要為水泥)等的影響，尤其是巖溶地區發育巖溶管道、溶蝕裂隙等防滲處理難度大，防滲帷幕施工往往存在一定缺陷，成為帷幕的薄弱環節，后期存在滲漏可能。

經過帷幕體的滲透水流具有特殊的水文地球化學響應過程,防滲帷幕水泥灌漿材料形成的水泥結石中富含Ca(OH)₂，在具有較強溶解性且持續不斷的地下水(庫水)滲透作用下，帷幕漿液結石中的Ca(OH)₂將發生溶出型侵蝕，并與地下水中的HCO₃^-等離子成分發生反應，造成幕后地下水的水質相比幕前地下水水質發生部分離子減少，部分離子成分集聚，即發生水質改變，不同程度的水質類型可以反映帷幕的不同滲透性特征。

目前，防滲體的防滲效果(滲透性)評價主要依據滲透系數(透水率)指標來進行。采用壓水試驗、振蕩試驗等方式獲取滲透系數的方式較為直接、可靠，但耗費巨大，勘探測試孔的數量較少，控制范圍有限，且工期較長。采用化學動力學可以計算帷幕的滲透系數，即幕后滲水點取樣檢測后，對水樣的離子成分飽和指數進行分析計算，從而獲得相應滲透系數，其數據易獲取，缺點是滲透水水化學成分中的化學離子眾多、絡合物成分結構復雜，計算過程較為復雜且影響因素眾多，往往導致結果不穩定。因此，找到一種可綜合利用現有滲流滲壓監測成果、水化學分析測試成果，形成一套以水化學類型為主要判據的巖溶地區防滲體滲透性分析評價方法，將具有重要的應用意義。

在現有理論及技術體系中，針對水化學類型及地下水循環條件，不同研究人員及高校、科研院所建立了多種針對開啟或封閉條件下的天然地質條件下的水文地球化學模型，但針對天然地質條件疊加人工防滲體系的地下水滲流體系，例如水庫大壩防滲帷幕等的有限滲流場范圍內的水文地球化學模型，目前未見有系統的研究成果，亦未見在防滲體滲透性評價中的應用。

發明內容