南水北調實習報告

1、實習目的：通過實習鞏固課堂所學的基本理論，理論聯(lián)系現(xiàn)場實際，再回歸到理論上來，培養(yǎng)我 們獨立思考的能力以及現(xiàn)場判斷、解決實際問題的能力。培養(yǎng)學生野外實際工作能力和運用所學工程地質和水文地質專業(yè)課理論知識分析野 外水文地質和工程地質現(xiàn)象。具體包括：（1）了解水文地質工程地質測繪的基本方法、操作技能和工作步驟；（2）掌握觀察描述水文地質工程地質現(xiàn)象的能力；（3）掌握整理和編錄野外調查資料方法和基本技能；（4）學會編寫“水文地質工程地質調查報告”和編繪基本圖件。主要任務有：在滎陽“南水北調”黃河交匯處開展水文地質工程地質測繪，通過野外調 查，了解調查區(qū)域的地層、巖性、構造、地貌、水文地質條件和工程地

2、質現(xiàn)象，然后對實習 區(qū)的水文地質工程地質條件進行綜合評價，編寫水文地質工程地質調查報告和編繪水位線圖 等。培養(yǎng)學生吃苦耐勞、團結協(xié)作、積極主動的優(yōu)良品質和提高學生的人文素質。鞏固和 深化課堂上的理論知識，使之盡可能達到理論和實踐的有機結合。通過實習使學生具備分析、 解決在實際工程中出現(xiàn)的簡單條件下的地質問題的能力。本次實習要求學生能將課堂上所學 的理論知識，靈活地運用于野外工作之中，對的常規(guī)工作方法、步驟，野外工作的基本技能， 常見的工程地質問題等，有一個較全面、系統(tǒng)的了解。實習時間：2014年1月7日下午實習地點：河南省滎陽市南水北調中線一期穿黃工程實習成員：2011級水文專業(yè)實習內容：工程

3、簡介經過路途一小時的奔波，我們來到河南省滎陽市南水北調中線一期穿黃工程沿岸。穿黃 工程是南水北調中線總干渠特大型河渠交叉建筑物，是總干渠上規(guī)模最大的關鍵性工程。它 位于鄭州市西約30km的河段上，見圖0.1。南水北調中線工程采取分期建設，穿黃工程一期 設計輸水流量265m3/s，加大流量320m3/s。穿黃工程位于鄭州市以西約30 km處，位于黃河南岸的滎陽縣和北岸的溫縣境內，于 孤柏山灣由南向北橫穿黃河，全長19.35km，是南水北調中線總干渠穿越黃河的大型輸水工 程，其中穿黃隧洞采用泥水平衡盾構機施工。穿黃工程自滎陽縣王村化肥廠南的A點，與 中線總干渠滎陽段相接，終點為溫縣南張羌鄉(xiāng)馬莊東的

4、S點。主要建筑物自南向北包括： 南岸連接明渠、退水建筑物、穿黃隧洞以及為盾構機出發(fā)和中繼的工作豎井、北岸明渠、跨 渠交叉建筑物、排澇建筑物、北岸防護堤和南岸孤柏嘴護灣工程等。1.1工程等別及建筑物級別根據可行性研究報告和初步設計報告審查批復，穿黃工程為一等工程。穿黃工程主要建 筑物，包括南岸連接渠道、退水建筑物、穿黃隧洞（含邙山隧洞段和過河隧洞段）及其進出口 建筑物、北岸河灘明渠、新蟒河渠道倒虹吸、老蟒河河道倒虹吸、北岸連接明渠，以及與渠 道交叉建筑物（交通橋、跨渠渡槽、渠道倒虹吸、河道倒虹吸）等為1級建筑物，北岸防 護堤、孤柏嘴護灣工程等為3級建筑物，臨時工程為4級建筑物。1.2工程設計任務

5、和規(guī)模穿黃工程是南水北調中線總干渠穿越黃河的關鍵性工程，工程的主要任務是安全有效地 將中線調水從黃河南岸輸送到黃河北岸；在水量豐沛時，視需要相機向黃河補水。根據南水北調工程總體規(guī)劃，中線工程采取分期建設方式進行。一期工程多年平均調水 量95億m3，相應穿黃工程設計流量為265 m3/s，加大流量為320 m3/s。后期工程多年 平均調水量130億m3，最終規(guī)模設計流量為440 m3/s，加大流量500m3/s。根據南水 北調中線一期工程項目建議書和南水北調中線一期工程總干渠總體設計報告審查意見， 本階段穿黃工程按一期工程規(guī)?？紤]。根據南水北調中線工程總干渠水頭分配優(yōu)化研究報告，穿黃工程設計流量

6、下，黃河 南岸工程啟始端（以下簡稱A端）水位為118m，黃河北岸工程末端（以下簡稱S端）水 位為108m，可利用水頭為10m；加大流量下，S點水位按108.71m控制，A點水位按水 面線反推得到118.754m。1.3穿黃線路和過河建筑物型式根據南水北調中線工程的總體布置，穿黃線路從河南省鄭州市以西約30 km處過黃河。 在此范圍內自下游向上游，曾綜合比較過邙山頭、桃花峪、?？谟⒐掳刈臁⒗畲?、李寨等 六條穿黃線路。其中邙山頭線路挖方量巨大，桃花峪線路長距離的高填方，牛口峪線有可能 影響沁南滯洪區(qū)的滯洪運用，而李寨線路較長、工程投資較大，在研究過程中均先后放棄了， 最后穿黃線路集中到李村線（簡

7、稱為上線）和孤柏嘴線（簡稱為下線），分別結合隧洞和渡 槽兩種過河建筑物型式，在各種比尺的河工模型上，就各種洪水級別、各種水沙條件組合， 進行了大量的河工泥沙模型試驗和數學模型計算。據不完全統(tǒng)計，先后進行的試驗和計算組 次有一百余組，僅大型泥沙試驗就有57組。經主管部門組織全國資深泥沙專家審查認為， 穿黃河段經整治后河勢總體穩(wěn)定，在（行洪口門）滿足一定的長度后，上線、下線均能布設 穿黃工程，對河勢無較大影響。對于過河建筑物型式，經對隧洞和渡槽兩種型式深入研究后，認為穿黃隧洞方案將行洪 斷面寬度縮窄至3.5km，對穿黃河段河勢與防洪條件無實質性影響；隧洞方案對地質條件要 求相對簡單；深埋于河床中，

8、避開了砂層震動液化范圍，低于河床最低沖刷線，不存在沖刷 影響隧洞安全問題；隧洞按雙層襯砌設計，分別承受內、外水壓力，設計合理；分縫、防水 結構措施可以保證隧洞安全運用;盾構技術成熟，能夠滿足施工質量和工期要求;具備維護、 檢修條件；對河道生態(tài)與環(huán)境影響較小。最后穿黃工程初步設計報告經水利部水利水電規(guī)劃設計總院（以下簡稱水規(guī)總院）審定： 考慮到黃河河勢的不確定性，以及河道部門對河勢控導工程的意見”，同意上線（李村線） 作為穿黃工程的選定軸線”，“同意隧洞方案作為穿黃工程的選定方案。水文地質條件本區(qū)地下水按其賦存條件及性質可分為孔隙水及孔隙裂隙水兩種類型。（1）孔隙水：分布于河床、北岸漫灘及北岸沖

9、積平原，為第四系砂層含水層，根據抽 水試驗成果，具中等一強透水性，主要為潛水。北岸漫灘地下水位92.62101.74m。北岸沖積平原地下水位88.590.9m，埋深16.5 17.5m。主要接受黃河水及大氣降水補給，以逕流方式和農業(yè)灌溉方式排泄。為了詳細了解含水層孔隙水壓力及其隨季節(jié)變化規(guī)律，在黃河漫灘上設置了 8個孔隙水 壓力長期觀測孔，埋設了 16個探頭，分別觀測上第三系砂巖和全新統(tǒng)砂層不同深度處的孔 隙水壓力。觀測結果表明：全新統(tǒng)砂層中的孔隙水壓力與探頭沒入水中的深度有關，孔隙水 壓力約等于水柱壓力?？紫端畨毫﹄S季節(jié)變化，變幅0.10.2Mpa，靠近黃河，變幅較大， 遠離黃河變幅較小?？?/p>

10、隙水壓力的這一變化顯然是受黃河水位的影響。由此可以計算出地下 水位變幅約為12m。(2)孔隙裂隙水：可分為黃土孔隙裂隙水和基巖孔隙裂隙水。黃土孔隙裂隙水 分布于邙山黃土類土孔隙裂隙中，為潛水。地下水位102.00139.27m，埋深4.461.2m。 據鉆孔揭露沿南岸邙山嶺中間存在地下水分水嶺。分水嶺以北，地下水向黃河排泄；分水嶺 以南，地下水由西北流向東南。分水嶺與邙山山脊基本平行，距山頂1.9km。(圖1)根據鉆孔抽水、自振法抽水、試坑滲水和室內滲透等水文地質試驗，黃土在水平方向上 的滲透系數比垂直方向上的稍小，但均屬弱透水性。表層23m滲透系數稍大，為中等透 水。根據帶有觀測孔的抽水試驗

11、計算結果，可見三次降深求得的滲透系數和影響半徑基本相 同，南北方向影響半徑較東西方向的稍大，水文地質參數見表1。(表1)黃土中的孔隙水主要受大氣降水補給，向測區(qū)南、北，以徑流形式排泄。根據7個地下 水動態(tài)長期觀測孔和6個民井一年的觀測成果，地下水位年變幅在0.30.8m之間。在南岸邙山Q3黃土狀粉質壤土和Q2粉質壤土中設置了兩個長期觀測孔經過10個多月 的觀測表明：Q3黃土狀粉質壤土中的地下水位和Q2粉質壤土中的地下水位基本一致，變化 規(guī)律也一致。(圖2)基巖孔隙裂隙水賦存于第三系膠結不良的砂巖、砂礫巖中，因粘土巖阻隔作用表現(xiàn)為多 層含水層，并因膠結程度的差異而表現(xiàn)出富水程度及透水性的變化。該

12、含水層水量較豐富， 其補給、排泄均為地下逕流，是目前南岸邙山一帶供水的主要取水層。膠結砂巖與粉砂巖單 位吸水量0.010.08L/min.m.m，具弱透水性；松散砂巖具中等強透水性，滲透系數為1 X10-2cm/s?？紫端畨毫τ^測表明，砂巖中的地下水位較第四系砂層中的潛水位低約5m。 從工程區(qū)所取的16組水樣水質分析成果看，區(qū)內地下水及河水多為微硬水硬水，僅北岸 新蟒河以北地帶為極硬水;礦化度一般小于1.0g/L，為淡水，新蟒河北側略大于1.0g/L， 為微咸水；除新老蟒河間地下水對混凝土有弱結晶類腐蝕外，其它地段地下水對混凝土均 不具腐蝕性。按照舒卡列夫分類方法，本河段黃河水水化學類型為HC

13、O3 SO4CL(K+Na) - Ca 型，南岸地下水為HCO3 Mg (K+Na)或HCO3 SO4(K+Na) Mg型，北岸地下水 為 HCO3 Mg Ca (K+Na) 或 HCO3 Mg (K+Na) 型，蟒河水為 HCO3 Ca Mg 型?？傮w上看，工程區(qū)黃河水及地下水水質較好，適于飲用與灌溉。但新、老蟒河由于造紙 等鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)廢水排入，水質已遭受嚴重污染。六.實習心得體會：為期一天的工程地質實習圓滿地結束了，回顧過去，短暫而充實，略顯艱辛卻又裨益無 窮。此次實習不僅使我們對書本上的一些概念及相關內容有了一種直觀的認識，更為重要的 是，它教會了我們很多書本上學不到的實踐知識及操作技巧。首先，盡管我們可以通過自己 的想象，亦或是通過圖片、影像資料可以對南水北調的宏偉景象擁有一個感性的認識，然而， 當自己真正身臨其境，還是要忍不住為水利工程的雄偉浩大贊嘆不已。人類所做的事都必須 遵循大自然的規(guī)律，否則遲早必將為自己的自大與盲目而買單，正如現(xiàn)今的環(huán)境問題。在老 師的指導下，我們不僅僅是掌握了操作技術，更重的是在這樣的實踐過程中，我們提高了自 己的動手能力與團隊協(xié)作能力以及認識問題、解決問題的能力。這次的實習雖然略顯短暫，我還是學會了很多東西，無論是知識層面上，還是精神層面上