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丽江黑龙潭泉群修复中地下水位作为补水控制信号的研究与应用

韩啸 王森林 贺睿 郑克勋

韩 啸,王森林,贺 睿,等. 丽江黑龙潭泉群修复中地下水位作为补水控制信号的研究与应用[J]. 中国岩溶,2024,43(2):302-313 doi: 10.11932/karst2024y007
引用本文: 韩 啸,王森林,贺 睿,等. 丽江黑龙潭泉群修复中地下水位作为补水控制信号的研究与应用[J]. 中国岩溶,2024,43(2):302-313 doi: 10.11932/karst2024y007
HAN Xiao, WANG Senlin, HE Rui, ZHENG Kexun. Research and application of groundwater level as a water replenishment control signal in the restoration of Lijiang Heilongtan spring group[J]. CARSOLOGICA SINICA, 2024, 43(2): 302-313. doi: 10.11932/karst2024y007
Citation: HAN Xiao, WANG Senlin, HE Rui, ZHENG Kexun. Research and application of groundwater level as a water replenishment control signal in the restoration of Lijiang Heilongtan spring group[J]. CARSOLOGICA SINICA, 2024, 43(2): 302-313. doi: 10.11932/karst2024y007

丽江黑龙潭泉群修复中地下水位作为补水控制信号的研究与应用

doi: 10.11932/karst2024y007
基金项目: 贵州省科技支撑计划“岩溶洼地建库地下水气作用机理及工程灾变防控关键技术研究(黔科合支撑[2022]一般212)”;贵州省科技计划项目“山地型压缩空气储能地下储气库建设关键技术(黔科合平台人才[2021]5635号)”
详细信息
    作者简介:

    韩啸(1988-),男,高级工程师,主要从事岩溶勘察处理实践与研究工作。E-mail:hanxiao1124@sina.com

    通讯作者:

    郑克勋(1982-),男,正高级工程师,主要从事水利水电工程勘察、岩溶工程与环境问题的勘察和处理工作。E-mail:848545331@qq.com

  • 中图分类号: P641

Research and application of groundwater level as a water replenishment control signal in the restoration of Lijiang Heilongtan spring group

  • 摘要: 文章以丽江黑龙潭为例,研究岩溶地区泉水修复补水控制过程。基于九子海洼地为黑龙潭泉群主要补给来源这一基本判断,从宏观的地形地貌、地层岩性、地质构造、岩溶现象和地下水位动态变化规律入手,首先明确拟采用作为补水控制信号的水文观测井与目标泉群属于同一地下水系统,而后分析观测井地下水位变化规律与目标泉群流量变化规律具有良好的相关性,可作为补水控制井。通过泉群目标状态的拟定—对应补水控制井水位—考虑补水过程提前量时间—修正补水控制井水位这一过程,确定考虑补水时间过程的补水控制井信号水位为2 409.41 m,最终实现对观测井水位数据为控制信号的补水过程的实时精准控制。

     

  • 图  1  研究区地质简图

    Figure  1.  Geology of the study area

    图  2  研究区水文地质简图

    Figure  2.  Hydrogeology of the study area

    图  3  水文观测井位置示意图

    Figure  3.  Schematic diagram of the location of hydrological observation well

    图  4  黑龙潭泉群流量—水文观测井水位关系图

    Figure  4.  Relationship between the flow rate of Heilongtan spring group and water level of hydrological observation well

    图  5  补水过程控制图

    Figure  5.  Diagram of controlling water replenishment process

    表  1  研究区地层岩性简表

    Table  1.   Stratigraphic lithology in the study area

    地质年代及地层代号厚度/m地层岩性分布范围
    第四系Q0~342(Qh)砾石、砂砾及黏土;(Qgl)砾石、砂砾、黏土层及河流相粉砂层;(Q1s)砂岩、粉土岩、砾岩多分布在研究区外围的白沙盆地、丽江盆地边缘;溶蚀洼地及山坡坡脚地带或海拔3 000 m以上的山麓地带
    下第三系丽江组第四段E2l4>400黏土岩夹砂砾岩丽江古城象山
    下第三系丽江组第三段E2l3108~650白云质、灰质角砾岩黑龙潭北部三叠系地层之上
    三叠系松桂组T3sn1 068长石石英砂岩、页岩、泥岩、底部砾岩九子海周边零星出露
    三叠系中窝组T3z65~292灰岩、泥灰岩,西部为页岩、钙质页岩腊日光—黄土坡一带
    三叠系北衙组三段T2b30~888致密状灰岩,粒屑灰岩大面积分布于研究区
    三叠系北衙组二段T2b285~604灰岩,白云质灰岩,灰质白云岩
    三叠系北衙组一段T2b1293~921灰岩、泥灰岩、钙质泥岩,下部砂页岩
    二叠系黑泥哨组P2h116~587玄武岩、灰岩局部夹砂岩、页岩、煤或炭质页岩研究区东侧及北西侧
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    表  2  研究区主要断裂特征表

    Table  2.   Main fault characteristics of the study area

    编号断层产状区内延伸长度/km断层带特征及其活动性评价
    F15N25°~35°E,
    SE∠70°~80°
    8该断层为玉龙雪山隆起区东部边界,上盘为三叠系中统北衙组灰岩等,下盘为二叠系上统黑泥哨组和玄武岩组砂岩、灰岩等;正断层,为全新世活动断裂
    F16N19°W~N30°E,SW~NW∠70°~83°20该断层位于研究区西侧盆地东边界,倾角较陡,地貌上清楚,上升盘的三叠系灰岩形成峭壁,多倒石堆;下降盘的冰碛物为一平台;断裂带上见滑动面和擦痕,属张性断裂
    F24N25°~40°E,
    SE∠85°
    20位于泉域南东侧边界,上盘地层以三叠系下统腊美组、二叠系黑泥哨组为主,下盘地层为三叠系北衙组及第三系丽江组,逆断层,据地表调查无明显断层破碎带,沿断层带边缘地貌上显示断层崖和断裂谷,属陡倾角压扭性断裂
    F43N1°~31°W,
    NE∠64°~75°
    9位于九子海北西侧,上盘为三叠系中统北衙组二段的白云质灰岩及下段的泥质灰岩夹砂泥岩地层,下盘为北衙组三段的灰岩、白云质灰岩地层;在地貌上,下降盘形成岩溶槽谷地形,属压扭性断裂
    F44N20°~35°W,
    SW∠75°~82°
    8上盘为T2b2地层,下盘为T2b3地层,逆断层,地貌上,上升盘的T2b3地层形成峭壁,高5~15 m,多倒石堆,断裂带上见滑动面和擦痕,属压扭性断裂
    F45N17°W,
    SW∠50°~70°
    10位于九子海北侧,自巴忙山向北延伸至新火山一带,在次美角一带北西盘仰冲,北衙组一段的泥灰岩夹砂岩、页岩盖于北衙组三段上的灰岩上, 地表无明显断层破碎带,属压扭性断裂
    F46N5°~35°W,
    NE∠50°~70°
    10位于九子海北侧,自白包林向北延伸至老纸厂一带,上盘为北衙组一段的泥灰岩夹砂岩、页岩盖于下盘北衙组三段的灰岩上,属压扭性断裂
    F47N10°~20°W,
    SW∠50°~60°°
    10该断裂为研究区东北侧边界,东侧由二叠系玄武岩组、黑泥哨组组成,断面指向研究区内层(西部),从外向内岩层和断面倾角由陡变缓,属张性断裂
    F51N40°E,
    NW∠60°~70°
    21该断裂西起研究区西侧第四系盆地东侧边界,中间穿越九子海洼地,向北东一直延伸穿越整个研究区,总体呈直线型,截割层位较多,其中在白包林一带北衙组一段的泥质灰岩夹砂泥岩盖于北衙组三段的灰岩、白云质灰岩之上,属压扭性断裂
    F53N50°~89°E,
    NW∠70°~80°
    15该断裂西起九子海附近,中间穿越红水塘,向北东延伸至建新公社一带,截割层位较多,断层错距不大,属压扭性断裂
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    表  3  研究区主要褶皱特征表

    Table  3.   Main fold characteristics of the study area

    褶皱编号轴向延伸长度/km基本特征
    A28NNW6核部由三叠系中统北衙组二段(T2b2)白云质灰岩、灰岩、白云岩组成,翼部为北衙组三段(T2b3)灰岩、白云质灰岩组成,两翼倾角25°~40°,为一近对称的倾斜褶皱,东翼受F45断裂破坏
    A29
    (巴忙牛背斜)
    NNW
    -
    NNE
    20平面形态呈弧形,轴长约20 km,核部为北衙组一段(T2b1)泥质灰岩夹砂泥岩地层,两翼为北衙组二段(T2b2)及三段(T2b3)的灰岩、白云质灰岩、白云岩组成,两翼倾角20°~40°,为一不对称褶皱;分布于大洋草—巴忙牛—海落沟一线
    A41
    (东巴谷背斜)
    NNE13核部为北衙组二段(T2b2)白云质灰岩、灰岩、白云岩组成,两翼为北衙组三段(T2b3)的灰岩、白云质灰岩、白云岩及中窝组(T3z)的灰岩、泥质灰岩组成,两翼倾角22°~32°,为一对称褶皱,两翼夹角50°~60°;分布于东巴谷—清溪水库一线。
    A42
    (腊日光背斜)
    NNE10分布于腊日光,核部为北衙组一段(T2b1)泥质灰岩夹砂泥岩地层,两翼为北衙组二段(T2b2)及三段(T2b3)的灰岩、白云质灰岩、白云岩组成,两翼倾角20°~30°,为一不对称褶皱,褶皱SE翼受断裂F24破坏
    S26
    (白浪花向斜)
    NNW
    -
    NNE
    7分布于白草坪一带,平面形态呈弧形,轴长约7 km,为一短轴状褶曲,核部地层为北衙组三段(T2b3)灰岩、白云质灰岩,两翼为北衙组二段(T2b2)的白云质灰岩、灰岩、白云岩及一段(T2b1)泥质灰岩夹砂泥岩组成,两翼倾角20°~40°,为一不对称褶皱
    S27NNW9分布于九子海北部,轴长约9 km,轴部地层为北衙组三段(T2b3)灰岩、白云质灰岩,两翼为北衙组二段(T2b2)的白云质灰岩、灰岩、白云岩地层,两翼倾角20°~35°,为一短轴状不对称褶曲
    S28
    (九子海向斜)
    NNE14分布于九子海—黑龙潭一线,轴部地层在北部为中窝组(T3z)的灰岩、泥质灰岩,在南部为北衙组三段(T2b3)灰岩、白云质灰岩,两翼地层为北衙组二段(T2b2)的白云质灰岩、灰岩、白云岩及一段(T2b1)泥质灰岩夹砂泥岩组成,两翼倾角20°~35°,为一对称褶皱
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    表  4  补水过程控制表

    Table  4.   Table of controlling water replenishment process

    泉水流量/m3·s−1水文观测井水位/m补水最小流量/m3·s−1
    02 406.061.0800
    0.0536 2 406.201.1336
    0.12922 406.401.2092
    0.20482 406.601.2848
    0.28042 406.801.3604
    0.35602 407.001.4360
    0.43162 407.201.5116
    0.50722 407.401.5872
    0.58282 407.601.6628
    0.6584 2 407.801.7384
    0.73402 408.001.8140
    0.80962 408.201.8896
    0.88522 408.401.9652
    0.96082 408.602.0408
    12 408.702.0800
    注:正文第3、第4章节内,相关水位及流量数据来源于云南省丽江市地震局数据库和云南省水文水资源局丽江分局数据库。
    Note: In the third and fourth sections, the relevant water level and flow data are taken from the database of Seismological Bureau of Lijiang in Yunnan Province and from the database of Lijiang Branch of Hydrological and Water Resources Bureau in Yunnan Province.
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-06-08
  • 网络出版日期:  2024-07-10
  • 刊出日期:  2024-04-30

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