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原文传递中梁山隧道开挖对地下水环境影响应用研究

论文题名：	中梁山隧道开挖对地下水环境影响应用研究
关键词：	隧道开挖;数值模拟;时间变化;地下水环境影响
摘要：	随着社会的发展，环境破坏成为了影响人们生活的重要问题。其中隧道开挖导致大量地下水排出，从而引发了一系列灾害成为人们关注热点和重点。西南地区普遍存在隧道开挖导致地表水、地下水环境改变，在富水隧道中还可能会引发涌水、突泥的危险，而岩溶水、暗河水无法封堵只能引排；对地下水采取了过度的排放，又将会导致地下水水量大量减少、水位出现下降，甚至是使得一定深度内的地下水和地表水被疏干还可能产生河流枯竭，地面塌陷等一系列水文地质灾害，对当地的生产生活产生了严重的影响。本文分别以中梁山华岩、华福隧道为例，利用VisualMODFLOW模拟隧道开挖后的地下水渗流场，分析地下水环境随时间变化，以及在不同降雨量影响下的变化，并对华岩、华福隧道的最大降深点水位变化进行拟合，建立时间模型，得到以下几点结论：　　（1）经现场调查研究的部分中梁山隧道区域1km范围内对地质和地下水环境影响均较为强烈，岩溶塌陷、井泉干枯的数量明显居多，地下水位下降明显；隧道区域2km范围内都存在一定的影响，存在较少岩溶塌陷和干枯的井泉，地下水位也存在下降的情况；岩溶塌陷主要的物质和空间条件是隧道区域的槽谷位置覆盖层厚度较大、地面汇水条件好、岩溶较发育（浅部岩溶尤其发育），岩溶塌陷发生的地点有以下两个特点，一是地表水和地下水的汇集区域，这些区域主要是谷地中的洼地、冲沟等有利于形成水交汇的位置，二是地下水流动循环较为强烈的地区。　　（2）地下水环境恢复总时长受到隧道施工时排水总量的影响，华岩隧道排水量较大，地下水位恢复到初始状态最长需要十八年的时间，华福隧道排水量较小，地下水位恢复到初始状态值最长需要十年的时间。排水时间越长排水总量越大，地下水影响范围越大，地下水最大降深越长，恢复到初始状态需要的时间越长。　　（3）当多年平均降雨量为恒定值时，且隧道区址地下水位在隧道完工同时进行堵水，地下水位开始恢复后，初期地下水位均恢复较快，两年水位最大回升约为最大降深的四分之三以上，随后地下水位恢复速度逐渐变缓直至达到稳定状态。　　（4）中梁山区域隧道开挖排水到完工堵水，对于地下水环境影响的时间预测可分为以下时间段；水位快速下降期，水位快速恢复期，水位缓慢恢复期以及水位平衡期四个阶段。隧道对地下水的破坏会随着时间推移恢复到隧道开挖前的状态。　　（5）降雨量对地下水的补给速率有所不同，降雨量越大，隧道开挖对地下水的影响时间就会越短。多年平均降雨量为1600mm较多年平均降雨量为800mm时，华岩、华福隧道的地下水恢复时间可以缩短约5年，降雨量的改变对地下水的补给产生了较明显的影响。华岩、华福隧道与新中梁山隧道同为穿越中梁山的隧道，新中梁山隧道地下水的实际监测资料，与对华岩、华福隧道三维数值模拟结果所显示的地下水变化特征比较吻合。
作者：	郑力
专业：	水利工程
导师：	杨乐;林军志
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆交通大学
学位年度：	2023