[发明专利]一种岩溶隧道涌水预测方法

说明书

本发明公开了一种岩溶隧道涌水预测方法,通过高分辨率的降雨和岩溶地下暗河管道流量的动态监测，掌握不同降雨量、降雨强度条件下岩溶水系统的响应特征，分析确定各岩溶子流域汇流的滞后时间，并将其运用于构建流域水文模型中，有效提高岩溶隧道涌水量的预测精度，可进行地质超前预报，对隧道岩溶水害防治极为重要，克服了以往隧道涌水量评价中的不足，对工程施工更具有实际的指导意义。

技术领域

本发明涉及岩溶隧道工程突涌水灾害预测防治技术领域，尤其涉及一种岩溶隧道涌水预测方法。

背景技术

近年来，随着山区高速铁路、高速公路隧道工程建设大力开展，为了防止隧道工程建设过程中出现重大突涌水事故，特别是在岩溶地区，岩溶及岩溶水导致的突水、突泥等地质灾害具有突发性和不确定性，对铁路工程构成重大威胁；长期以来岩溶地区隧道涌水量预测的方法和理论一直是水文地质工作者研究的重点和难点。由于岩溶区隧道穿越空间的复杂性、多变性和特殊性，加之地区差异性和水文循环系统的不确定性，致使准确预测岩溶区隧道涌水量大小很困难。

相关技术中，由于模拟者对实际对象的水文地质条件的认知程度和勘察精度不够，以及缺乏长期高精度的水文观测资料，导致预测计算岩溶隧道涌水量的方法和模型预的测结果远达不到实际工程需求。

发明内容

有鉴于此，本发明的实施例提供了一种通过高分辨率的降雨和岩溶地下暗河管道流量的动态监测，掌握不同降雨量、降雨强度条件下岩溶水系统的响应特征，分析确定各岩溶子流域汇流的滞后时间，有效提高岩溶隧道涌水量预测精度的岩溶隧道涌水预测方法。

为解决上述技术问题，本发明实施例采用的技术方案是，一种岩溶隧道涌水预测方法，包括以下步骤：

(1)对目标区域进行岩溶水文地质调查：对目标区域地质概况、水文地质条件及岩溶发育特征进行查阅资料及实地野外调查，然后进行岩溶流域系统划分；

(2)水文监测工作布设：根据划分的岩溶流域系统设置水文监测站，分别包括降雨监测站、复式矩形流量堰监测站及钻孔水位监测站；

(3)研究区岩溶水系统发育特征：根据所述降雨监测站、复式矩形流量堰监测站及钻孔水位监测站监测得到的流量、降雨量及水位信息得到各子流域汇流滞后时间，并对各洪水期流量衰减规律进行分析，得出岩溶水系统含水介质特征、各储水空间所占比例及各项水文地质参数；

(4)隧道涌水量预测：根据所述岩溶水系统含水介质特征、各储水空间所占比例及各项水文地质参数对隧道涌水量和涌水规律进行预测；

(5)超前地质预报：将隧道涌水量和涌水规律的预测结果传输至终端处理器，对隧道涌水洪峰流量和滞后时间进行超前地质预报。

优选地，所述岩溶流域系统划分为单级岩溶流域系统、双级岩溶流域系统或多级岩溶流域系统。

优选地，根据建立的所述流域水文模型对隧道涌水量和涌水规律进预测模拟，拟合得到系统汇总流量预测；并得到校订洪峰滞后时间与降雨强度关系。

与相关技术比较，本发明实施例提供的技术方案的有益效果是，本发明实施例的一种基于分布式流域水文模型的岩溶隧道涌水预测方法，对目标岩溶区域进行地质调查、划分岩溶流域系统、布设高分辨率水文监测站，通过水文监测站监测降雨量、流量、水位等信息对降雨-地下水文响应特征进行分析研究，得到精确的岩溶水系统的水文地质参数，将得到的水文地质参数运用于水文模型之中，大大提高了岩溶隧道涌水量的精度，同时还得到了隧道涌水的过程曲线，其中的峰值流量以及峰值滞后时间这两个关键参数，并传输至终端处理器进行地质超前预报，对隧道岩溶水害防治极为重要，克服了以往隧道涌水量评价中的不足，对工程施工更具有实际的指导意义。

附图说明

图1是本发明实施例的方法流程示意图；

图2是本发明实施例的单级岩溶流域系统示意图；