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张玉坑磷石膏集中库岩溶水文地质调查与示踪

赵志豪 王孔伟 周准 刘士元 张凯元 王岚

赵志豪,王孔伟,周 准,等. 张玉坑磷石膏集中库岩溶水文地质调查与示踪[J]. 中国岩溶,2023,42(3):413-424 doi: 10.11932/karst2023y017
引用本文: 赵志豪,王孔伟,周 准,等. 张玉坑磷石膏集中库岩溶水文地质调查与示踪[J]. 中国岩溶,2023,42(3):413-424 doi: 10.11932/karst2023y017
ZHAO Zhihao, WANG Kongwei, ZHOU Zhun, LIU Shiyuan, ZHANG Kaiyuan, WANG Lan. Karst hydrogeological survey and tracing of Zhangyukeng phosphogypsum repository[J]. CARSOLOGICA SINICA, 2023, 42(3): 413-424. doi: 10.11932/karst2023y017
Citation: ZHAO Zhihao, WANG Kongwei, ZHOU Zhun, LIU Shiyuan, ZHANG Kaiyuan, WANG Lan. Karst hydrogeological survey and tracing of Zhangyukeng phosphogypsum repository[J]. CARSOLOGICA SINICA, 2023, 42(3): 413-424. doi: 10.11932/karst2023y017

张玉坑磷石膏集中库岩溶水文地质调查与示踪

doi: 10.11932/karst2023y017
基金项目: 湖北省创新群体项目(2020CFA049),国家自然科学基金重点项目(U2034203)联合资助;Hubei Provincial Innovation Group Project (2020CFA049);Supported by the Key Project of the National Natural Science Foundation of China (U2034203)
详细信息
    作者简介:

    赵志豪(1996-), 男, 硕士研究生,研究方向为地质灾害防治及成因机理。E-mail:17628153486@163.com

    通讯作者:

    王孔伟(1966-),男,博士,副教授,硕士研究生导师,研究方向为地质灾害防治与成因机理。E-mail:wongkongwei@126.com

  • 中图分类号: P641.7

Karst hydrogeological survey and tracing of Zhangyukeng phosphogypsum repository

  • 摘要: 磷石膏是生产磷酸过程中产生的废弃物,对其最有效的处理方法就是采取集中堆填处理。张玉坑磷石膏集中库就是一个典型的磷石膏堆填场所,建造磷石膏集中库对地质环境要求严格,涉及磷石膏堆填体稳定性问题,同时还涉及对地下水可能造成的污染。文章在野外地质调查、钻井岩心观察、地球物理剖面解释的基础上,利用示踪评价技术,对研究区岩溶发育及岩溶水的径流、排泄特征进行评价,得出如下结论:①张玉坑磷石膏集中库所在冲沟与临谷无任何水力联系,不会发生向临谷的地下水渗漏;②NE向岩溶管道的存在控制着张玉坑地区岩溶水的径流和排泄,排泄通道唯一,地质点(D5)是该区存在的接触式下降泉——岩溶地下水的排泄通道;③示踪曲线具有拖尾特征的单峰式曲线,地下岩溶管道类型单一,相对简单,同时也说明试验区地下岩溶较为发育,存在着由地质点(D2)到地质点(D5)的主流径通道,且通道畅通;④磷石膏堆填场地的理想要求就是具有相对独立的地下水文地质单元,与临谷没有水力联系,排泄通道单一清楚,张玉坑磷石膏集中库岩溶水文地质条件基本满足上述要求,满足建库水文地质条件。

     

  • 图  1  研究区地质图

    Figure  1.  Geological map of the study area

    图  2  研究区地形地貌卫片图

    Figure  2.  Relief and geomorphic map of the study area

    图  3  张玉坑横向地质剖面图(垂直背斜枢纽方向)

    Figure  3.  Horizontal geological profile of Zhangyukeng (in the direction of vertical anticline pivot)

    图  4  李坪西侧山体泥岩产状

    Figure  4.  Occurrence of mudstone on the west side of Liping

    图  5  李坪东侧山体泥岩产状

    Figure  5.  Occurrence of mudstone on the east side of Liping

    图  6  张玉坑与临谷岩溶发育联系特征图

    Figure  6.  Connection between Zhangyukeng and the karst development of the adjacent valley

    图  7  张玉沟纵向岩溶体系

    Figure  7.  Vertical karst system of Zhangyugou

    图  8  地质点(D1)落水洞特征

    Figure  8.  Characteristics of sinkholes at the geological point (D1)

    图  9  地质点(D2)控制岩溶通道节理构造特征

    Figure  9.  Joint structure characteristics of the karst channel controlled by the geological point (D2)

    图  10  地质点(D3)控制落水洞节理构造特征

    Figure  10.  Joint structure characteristics of the sinkhole controlled by the geological point (D3)

    图  11  地质点(D4)控制落水洞节理构造特征

    Figure  11.  Joint structure characteristics of the sinkhole controlled by the geological point (D4)

    图  12  地质点(D5)张玉坑地区唯一泉水出露点

    Figure  12.  Geological point (D5)—the only spring outcrop point in Zhangyukeng area

    图  13  张玉坑岩溶管道物探解释成果图

    Figure  13.  Results of geophysical exploration of the karst pipeline in Zhangyukeng

    图  14  张玉坑与李坪之间山梁部位岩溶管道物探解释成果图

    Figure  14.  Results of geophysical exploration of the karst pipeline in the mountain ridge between Zhangyukeng and Liping

    图  15  李坪南部岩溶管道物探解释成果图

    Figure  15.  Results of geophysical exploration of the karst pipeline in the south of Liping

    图  16  张玉坑磷石膏集中库岩溶地下水的径流排泄通道

    Figure  16.  Discharge channel of the karst groundwater runoff in Zhangyukeng Phosphogypsum Repository

    图  17  荧光素钠浓度历时曲线

    Figure  17.  Time-lapse curve of sodium fluorescein concentration

    图  18  示踪穿透曲线类型及水文地质意义

    Figure  18.  Tracer curve types and hydrogeological interpretation

    表  1  岩溶地下水示踪试验情况一览表

    Table  1.   List of the tracer test of karst groundwater

    投放地点示踪剂类型投放量/g试验时间接收地点
    地质点(D2)荧光素钠5002021年4月24日11点开始,历时62 h,持续降雨20 h地质点(D5)
    下载: 导出CSV

    表  2  示踪试验主要参数一览表

    Table  2.   Main parameters of the tracer test

    投放点接收点直线距
    离/m
    水力梯
    度/%
    初现时
    间/h
    峰值时
    间/h
    最大流
    速/m·h−1
    优势流
    速/m·h−1
    平均流
    速/m·h−1
    回收
    率/%
    地质点(D2)地质点(D5)9837.42712134811689.8
    下载: 导出CSV

    表  3  示踪试验估算的水文地质参数

    Table  3.   Hydrogeological parameters estimated by the tracer test

    参数管道储水
    体积/m3
    管道平均横
    截面积/m2
    管道平均
    直径/m
    弥散系数/
    m2·s−1
    纵向弥散
    度/m
    摩擦系数
    (f)
    雷诺兹数
    (NR
    舍伍德数
    (Nsh
    施密特数
    (Nsc
    数值1 7132.50.840.506783.60.0339673841.41 140
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-06-06
  • 网络出版日期:  2023-04-10
  • 刊出日期:  2023-06-30

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