南水北调实习报告

一.实习目的：1.通过实习巩固课堂所学的基本理论，理论联系现场实际，再回归到理论上来，培养我们独立思考的能力以及现场判断、解决实际问题的能力。2.培养学生野外实际工作能力和运用所学工程地质和水文地质专业课理论知识分析野外水文地质和工程地质现象。具体包括：（1）了解水文地质工程地质测绘的基本方法、操作技能和工作步骤；（2）掌握观察描述水文地质工程地质现象的能力；（3）掌握整理和编录野外调查资料方法和基本技能；（4）学会编写“水文地质工程地质调查报告”和编绘基本图件。主要任务有：在荥阳“南水北调”黄河交汇处开展水文地质工程地质测绘，通过野外调查，了解调查区域的地层、岩性、构造、地貌、水文地质条件和工程地质现象，然后对实习区的水文地质工程地质条件进行综合评价，编写水文地质工程地质调查报告和编绘水位线图等。3.培养学生吃苦耐劳、团结协作、积极主动的优良品质和提高学生的人文素质。巩固和深化课堂上的理论知识，使之尽可能达到理论和实践的有机结合。通过实习使学生具备分析、解决在实际工程中出现的简单条件下的地质问题的能力。本次实习要求学生能将课堂上所学的理论知识，灵活地运用于野外工作之中，对的常规工作方法、步骤，野外工作的基本技能，常见的工程地质问题等，有一个较全面、系统的了解。二.实习时间：2014年1月7日下午三.实习地点：河南省荥阳市南水北调中线一期穿黄工程四.实习成员：2011级水文专业五.实习内容：1.工程简介经过路途一小时的奔波，我们来到河南省荥阳市南水北调中线一期穿黄工程沿岸。穿黄工程是南水北调中线总干渠特大型河渠交叉建筑物，是总干渠上规模最大的关键性工程。它位于郑州市西约30km的河段上,见图0.1。南水北调中线工程采取分期建设，穿黄工程一期设计输水流量265m3/s，加大流量320m3/s。穿黄工程位于郑州市以西约30km处，位于黄河南岸的荥阳县和北岸的温县境内，于孤柏山湾由南向北横穿黄河，全长19.35km，是南水北调中线总干渠穿越黄河的大型输水工程，其中穿黄隧洞采用泥水平衡盾构机施工。穿黄工程自荥阳县王村化肥厂南的A点，与中线总干渠荥阳段相接，终点为温县南张羌乡马庄东的S点。主要建筑物自南向北包括：南岸连接明渠、退水建筑物、穿黄隧洞以及为盾构机出发和中继的工作竖井、北岸明渠、跨渠交叉建筑物、排涝建筑物、北岸防护堤和南岸孤柏嘴护湾工程等。1.1工程等别及建筑物级别根据可行性研究报告和初步设计报告审查批复，穿黄工程为一等工程。穿黄工程主要建筑物，包括南岸连接渠道、退水建筑物、穿黄隧洞(含邙山隧洞段和过河隧洞段)及其进出口建筑物、北岸河滩明渠、新蟒河渠道倒虹吸、老蟒河河道倒虹吸、北岸连接明渠，以及与渠道交叉建筑物（交通桥、跨渠渡槽、渠道倒虹吸、河道倒虹吸）等为1级建筑物，北岸防护堤、孤柏嘴护湾工程等为3级建筑物，临时工程为4级建筑物。1.2工程设计任务和规模穿黄工程是南水北调中线总干渠穿越黄河的关键性工程，工程的主要任务是安全有效地将中线调水从黄河南岸输送到黄河北岸；在水量丰沛时，视需要相机向黄河补水。根据南水北调工程总体规划，中线工程采取分期建设方式进行。一期工程多年平均调水量95亿m3，相应穿黄工程设计流量为265m3/s，加大流量为320m3/s。后期工程多年平均调水量130亿m3，最终规模设计流量为440m3/s，加大流量500m3/s。根据《南水北调中线一期工程项目建议书》和《南水北调中线一期工程总干渠总体设计报告》审查意见，本阶段穿黄工程按一期工程规模考虑。根据《南水北调中线工程总干渠水头分配优化研究》报告，穿黄工程设计流量下，黄河南岸工程启始端（以下简称A端）水位为118m，黄河北岸工程末端（以下简称S端）水位为108m，可利用水头为10m；加大流量下，S点水位按108.71m控制，A点水位按水面线反推得到118.754m。1.3穿黄线路和过河建筑物型式根据南水北调中线工程的总体布置，穿黄线路从河南省郑州市以西约30km处过黄河。在此范围内自下游向上游，曾综合比较过邙山头、桃花峪、牛口峪、孤柏嘴、李村、李寨等六条穿黄线路。其中邙山头线路挖方量巨大，桃花峪线路长距离的高填方，牛口峪线有可能影响沁南滞洪区的滞洪运用，而李寨线路较长、工程投资较大，在研究过程中均先后放弃了，最后穿黄线路集中到李村线（简称为上线）和孤柏嘴线（简称为下线），分别结合隧洞和渡槽两种过河建筑物型式，在各种比尺的河工模型上，就各种洪水级别、各种水沙条件组合，进行了大量的河工泥沙模型试验和数学模型计算。据不完全统计，先后进行的试验和计算组次有一百余组，仅大型泥沙试验就有57组。经主管部门组织全国资深泥沙专家审查认为，穿黄河段经整治后河势总体稳定，在（行洪口门）满足一定的长度后，上线、下线均能布设穿黄工程，对河势无较大影响。对于过河建筑物型式，经对隧洞和渡槽两种型式深入研究后，认为穿黄隧洞方案将行洪断面宽度缩窄至3.5km，对穿黄河段河势与防洪条件无实质性影响；隧洞方案对地质条件要求相对简单；深埋于河床中，避开了砂层震动液化范围，低于河床最低冲刷线，不存在冲刷影响隧洞安全问题；隧洞按双层衬砌设计，分别承受内、外水压力，设计合理；分缝、防水结构措施可以保证隧洞安全运用；盾构技术成熟，能够满足施工质量和工期要求；具备维护、检修条件；对河道生态与环境影响较小。最后穿黄工程初步设计报告经水利部水利水电规划设计总院（以下简称水规总院）审定：“考虑到黄河河势的不确定性，以及河道部门对河势控导工程的意见”，同意上线（李村线）作为穿黄工程的选定轴线”，“同意隧洞方案作为穿黄工程的选定方案”。2.水文地质条件本区地下水按其赋存条件及性质可分为孔隙水及孔隙～裂隙水两种类型。（1）孔隙水：分布于河床、北岸漫滩及北岸冲积平原，为第四系砂层含水层，根据抽水试验成果，具中等－强透水性，主要为潜水。北岸漫滩地下水位92.62～101.74m。北岸冲积平原地下水位88.5～90.9m，埋深16.5～17.5m。主要接受黄河水及大气降水补给，以迳流方式和农业灌溉方式排泄。为了详细了解含水层孔隙水压力及其随季节变化规律，在黄河漫滩上设置了8个孔隙水压力长期观测孔，埋设了16个探头，分别观测上第三系砂岩和全新统砂层不同深度处的孔隙水压力。观测结果表明：全新统砂层中的孔隙水压力与探头没入水中的深度有关，孔隙水压力约等于水柱压力。孔隙水压力随季节变化，变幅0.1～0.2Mpa，靠近黄河，变幅较大，远离黄河变幅较小。孔隙水压力的这一变化显然是受黄河水位的影响。由此可以计算出地下水位变幅约为1～2m。（2）孔隙～裂隙水：可分为黄土孔隙～裂隙水和基岩孔隙～裂隙水。黄土孔隙裂隙水分布于邙山黄土类土孔隙裂隙中，为潜水。地下水位102.00～139.27m，埋深4.4～61.2m。据钻孔揭露沿南岸邙山岭中间存在地下水分水岭。分水岭以北，地下水向黄河排泄；分水岭以南，地下水由西北流向东南。分水岭与邙山山脊基本平行，距山顶1.9km。（图1）根据钻孔抽水、自振法抽水、试坑渗水和室内渗透等水文地质试验，黄土在水平方向上的渗透系数比垂直方向上的稍小，但均属弱透水性。表层2～3m渗透系数稍大，为中等透水。根据带有观测孔的抽水试验计算结果，可见三次降深求得的渗透系数和影响半径基本相同，南北方向影响半径较东西方向的稍大，水文地质参数见表1。（表1）黄土中的孔隙水主要受大气降水补给，向测区南、北，以径流形式排泄。根据7个地下水动态长期观测孔和6个民井一年的观测成果，地下水位年变幅在0.3～0.8m之间。在南岸邙山Q3黄土状粉质壤土和Q2粉质壤土中设置了两个长期观测孔经过10个多月的观测表明：Q3黄土状粉质壤土中的地下水位和Q2粉质壤土中的地下水位基本一致，变化规律也一致。（图2）基岩孔隙裂隙水赋存于第三系胶结不良的砂岩、砂砾岩中，因粘土岩阻隔作用表现为多层含水层，并因胶结程度的差异而表现出富水程度及透水性的变化。该含水层水量较丰富，其补给、排泄均为地下迳流，是目前南岸邙山一带供水的主要取水层。胶结砂岩与粉砂岩单位吸水量0.01～0.08L/min.m.m，具弱透水性；松散砂岩具中等～强透水性，渗透系数为1×10-2cm/s。孔隙水压力观测表明，砂岩中的地下水位较第四系砂层中的潜水位低约5m。从工程区所取的16组水样水质分析成果看，区内地下水及河水多为微硬水～硬水，仅北岸新蟒河以北地带为极硬水；矿化度一般小于1.0g／Ｌ，为淡水，新蟒河北侧略大于1.0g／Ｌ，为微咸水；除新～老蟒河间地下水对混凝土有弱结晶类腐蚀外，其它地段地下水对混凝土均不具腐蚀性。按照舒卡列夫分类方法，本河段黄河水水化学类型为HCO3·SO4·CL－（K＋Na）·Ca型，南岸地下水为HCO3－Ｍg（K＋Na）或HCO3·SO4－（K＋Na）·Mg型，北岸地下水为HCO3－Mg·Ca（K＋Na）或HCO3－Mg·（K＋Na）型，蟒河水为HCO3－Ca·Mg型。总体上看，工程区黄河水及地下水水质较好，适于饮用与灌溉。但新、老蟒河由于造纸等乡镇工业废水排入，水质已遭受严重污染。六.实习心得体会：为期一天的工程地质实习圆满地结束了，回顾过去，短暂而充实，略显艰辛却又裨益无穷。此次实习不仅使我们对书本上的一些概念及相关内容有了一种直观的认识，更为重要的是，它教会了我们很多书本上学不到的实践知识及操作技巧。首先，尽管我们可以通过自己的想象，亦或是通过图片、影像资料可以对南水北调的宏伟景象拥有一个感性的认识，然而，当自己真正身临其境，还是要忍不住为水利工程的雄伟浩大赞叹不已。人类所做的事都必须遵循大自然的规律，否则迟早必将为自己的自大与盲目而买单，正如现今的环境问题。在老师的指导下，我们不仅仅是掌握了操作技术，更重的是在这样的实践过程中，我们提高了自己的动手能力与团队协作能力以及认识问题、解决问题的能力。这次的实习虽然略显短暂，我还是学会了很多东西，无论是知识层面上，还是精神层面上都是有所收获的，我相信这会是一次令人回味一生的受益无穷的之旅。短短一天的时间里，在老师的带领下，学到了很多书本上学不到的东西，不仅提高了自己的动手能力，而且在实践的过程中不断思索和总结，提高了自己的综合能力。在野外教学阶段，在带队老师的指导下，我对一些水文地质工程地质现象有了深刻的认识，学习了野外的调查方法；在室内编写报告阶段，我学会了各类图件的绘制和整理、实习报告的编写。所有这些都为我以后的学习和工作打下了良好的基础。