济南岩溶大泉优势渗流通道识别
济南岩溶水系统的含水介质类型、岩溶裂隙发育程度及岩溶大泉景观等是中国北方岩溶的典型代表。本文以济南四大泉群的直接补给区为主要研究对象，对研究区区域地质、水文地质条件进行分析的基础上，采用野外地质调查、地下水位动态监测、水文地质钻探、示踪试验、模糊综合判别等方法，对岩溶水系统的岩溶裂隙的渗流通道特征进行了研究，确定了适应于研究区的三种热传导模型，提出了两种优势渗流通道识别体系，建立了岩溶含水系统优势渗流通道定性识别模型，为保泉工作提供科学指导，具有一定的理论和实践意义。 本文通过上述分析研究，得出以下结论： (1)济南泉域内泉水位与大气降水关系密切，分析了不同时间尺度下泉水位变化幅度与降水的关系，得到不同时间尺度下水位滞后时间较短、对泉水位影响较大的雨量站为兴隆、燕子山和东红庙。三种时间尺度中，次降雨量尺度下相关系数整体最好，并且奥陶纪区内雨量站与泉群的关系比较密切，相关系数都在0.9以上，表明奥陶纪区内存在与泉群之间的优势渗流通道。 (2)根据研究期间两次示踪试验结果分析，钼离子浓度历时曲线可以划分为单峰与多峰两种形式，说明泉域内岩溶水径流通道单一管道型与多管道型并存；由兴隆示踪试验分析，兴隆渗漏带的凤山组含水层不存在迅速补给泉群的优势渗流通道；综合分析兴济河示踪试验和经十路示踪试验，表明奥陶纪马家沟组灰岩含水层存在补给泉群的优势渗流通道，并总结出了“层→井→水平延伸方向”的优势渗流通道识别体系。 (3)受区域地下水流动的影响，研究区垂向上地温有渐变降温型、渐变升温型、增温型和S型四种类型，基于四种地温类型，建立了适应于本区的三种热传导模型。采用拐点法判别补给区奥陶纪地层存在三个深度段的水平径流通道，且浅部水平径流强度大于深部；利用温度示踪总结出了“层→井→垂向赋存深度”的优势渗流通道识别体系；通过热运移模型计算，泉域直接补给区奥陶纪灰岩100m以浅，地下水垂向流速在1.3×10-7-3×10-6cm/s之间，流速较小；野外示踪试验计算岩溶水系统的视流速在29.41-115.02m/d之间，表明岩溶水以水平运动为主。孔内测温方法简便，温度变化信号可以用于揭示地下水渗流特性，地下水示踪技术研究表明济南泉域岩溶发育及渗流特征均具有不均一特性。 (4)利用专家系统模糊判别理论建立了岩溶含水系统优势渗流通道定性识别模型，在全面考虑岩溶含水系统优势渗流通道特点的基础上，将其分为岩溶裂隙不发育、正常渗流通道、弱优势渗流通道和优势渗流通道四种情况；采用模糊综合判别法对济南四大泉群的直接补给区内的优势渗流通道进行了识别，识别出补给区存在正常的渗流通道，径流区存在优势渗流通道；利用示踪试验和泉水位与大气降水的关联度对模糊综合评判模型识别优势渗流通道的可行性进行了验证，论证得出：运用模糊综合评判模型识别岩溶水系统优势渗流通道是正确合理的。
岩溶水系统;渗流通道;定性识别;泉水位;模糊综合评判
济南大学
硕士
水利工程
邢立亭
2019
中文
P641.134
2020-01-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）