土地垭隧道降水方案优化及地下水环境影响分析

发布时间：2017-06-09 12:12

  本文关键词：土地垭隧道降水方案优化及地下水环境影响分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：土地垭隧道降水工程会对区域地下水的资源功能造成影响,导致地下水位的下降,可能给区域内自然环境及生态环境带来不利影响,同时,也会造成区域内居民日常用水和灌溉用水取水困难。此外,在隧道施工过程中,极易发生隧道涌水、突水,影响隧道的安全施工,尤其是当地下水水质呈酸性时,会腐蚀钢筋结构。针对以上问题,本文完成了以下工作：1、本文对土地垭隧道工程地质背景及区域水文地质条件进行了全面的调查；2、本文对隧道工程降水方案做了预先设计,通过比较不同的工程降水方式,最终选取管井井点降水。根据管井井点降水设计原理预设了初步降水点位,并根据不同的地质情况以及所需抽水量,本文将隧道分为三段进行分别设计。通过合理的模型假设,将隧道区域地下水敏感点,如农田、植被和水井等当作均匀分布,从而将最小化降水造成的环境损失简化为最小化单井抽水量。通过目标函数法对三段隧道的降水设计进行方案优化：以三段中最大的单井抽水量最小建立目标函数,以隧道各段所需抽水量、工程预算为约束条件,求解最小的单井抽水量。优化结果表明,三段分别需建6口、20口和4口井,建造成本分别为：10.4万元、95.5万元和3.6万元,由于隧道中段具有高埋深和高抽水量特点,所以隧道中段降水的成本远高于其余两段；3、本文通过Visual MODFLOW对最优降水方案进行地下水渗流场预测,通过对比施工前后渗流场的地下水水位,计算出隧道各段降深。结果表明,隧道各段降深均满足施工要求,在隧道降水后,地下水水位均下降到隧道所处平面之下,表明本项目降水方案可行。通过潜水影响半径计算公式可知,本项目隧道降水的影响半径较大,抽水最多的隧道中段,影响半径可达2000m,对周围的生态环境和居民生产生活造成一定影响。4、本文提出对应的隧道施工区域地下水保护方法,从而减少隧道施工对周围地下水环境的影响,并设计了一套相应的监测、应急方案,对隧道工程的潜在突发风险进行预防和控制。
【关键词】：地下水环境 工程降水 目标函数法 数值模型
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U455.4;P641.8
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 绪论12-17
• 1.1 选题背景12
• 1.2 国内外研究现状12-15
• 1.3 研究目标、研究内容、拟解决的关键问题15
• 1.3.1 研究目标15
• 1.3.2 研究内容15
• 1.4 拟采取的研究方法、技术路线15-17
• 1.4.1 研究方法15-16
• 1.4.2 技术路线16-17
• 第2章 工程概况17-28
• 2.1 隧道概况17
• 2.2 地理条件17-20
• 2.2.1 地形地貌17-18
• 2.2.2 气象水文18-20
• 2.3 地质条件20-24
• 2.3.1 地层岩性20-22
• 2.3.2 地质构造22-24
• 2.4 水文地质条件24-25
• 2.4.1 地下水赋存条件及分布规律24
• 2.4.2 地下水类型及其富水性24-25
• 2.4.3 地下水补径排条件25
• 2.4.4 地下水动态特征25
• 2.5 环境水文地质调查25-26
• 2.6 本章小结26-28
• 第3章 工程降水方案设计与优化28-42
• 3.1 工程降水简述28-30
• 3.1.1 均质含水层潜水完整井水平坑道涌水量计算28-29
• 3.1.2 降水井计算29-30
• 3.2 降水方案设计30-34
• 3.2.1 工程降水的必要性30
• 3.2.2 降水方式比选30-31
• 3.2.3 初步降水方案设计31-34
• 3.3 降水方案优化34-40
• 3.3.1 优化方法的选取34-35
• 3.3.2 优化模型35-38
• 3.3.3 模型求解38-39
• 3.3.4 计算结果39-40
• 3.4 本章小结40-42
• 第4章 地下水环境影响分析及预测42-55
• 4.1 地下水渗流模型42-43
• 4.2 隧道场区渗流场模型建立43-44
• 4.2.1 评价范围43
• 4.2.2 场区概化模型建立43-44
• 4.3 数值模型的识别与验证44-45
• 4.4 隧道降水方案预测45-50
• 4.4.1 初始渗流场45-47
• 4.4.2 工程降水后渗流场预测47-50
• 4.5 隧道工程对区域地下水环境的影响评价50-51
• 4.5.1 对区域地下水资源量的影响评价50
• 4.5.2 对隧道附近居民饮用水源的影响评价50
• 4.5.3 对隧道进出口地面沉降的影响50-51
• 4.6 地下水环境保护措施及对策51-53
• 4.6.1 施工期地下水环境保护措施51-52
• 4.6.2 施工期地下水监测52
• 4.6.3 施工期隧道漏水应急预案52-53
• 4.7 本章小结53-55
• 结论55-57
• 致谢57-58
• 参考文献58-61

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