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西藏波密冰川覆蓋區(qū)大型河流與斷裂帶地下水轉(zhuǎn)化關(guān)系

2021-09-16 02:05:24馬劍飛李向全張春潮付昌昌白占學(xué)王振興
水文地質(zhì)工程地質(zhì) 2021年5期
關(guān)鍵詞:水化學(xué)斷裂帶冰川

馬劍飛 ,李向全 ,張春潮 ,付昌昌 ,白占學(xué) ,王振興

(1.中國地質(zhì)科學(xué)院水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)研究所,河北 石家莊 050061;2.自然資源部地下水科學(xué)與工程重點實驗室,河北 石家莊 050061)

涌水突泥災(zāi)害是威脅隧道施工安全最嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害之一。開展隧址區(qū)涌水突泥致災(zāi)構(gòu)造、富水特征和地下水循環(huán)過程研究是隧道涌水突泥災(zāi)害早期識別和涌水突泥災(zāi)害防范措施制定的基礎(chǔ)[1-2]。斷層類致災(zāi)構(gòu)造是隧道涌水突泥致災(zāi)構(gòu)造的主要類型[3],是涌水突泥災(zāi)害孕災(zāi)機(jī)制研究的重點之一。斷裂的儲水能力、物源補給能力是決定災(zāi)害威脅大小的重要因素,其中斷裂的力學(xué)性質(zhì)[4]、兩盤的巖性組合[5]、斷裂破碎帶內(nèi)物質(zhì)組成[6]等方面會影響斷裂帶的導(dǎo)水、充水能力,物源補給能力與補給量、補給強度和持續(xù)性相關(guān),因而斷裂帶構(gòu)造裂隙水的補給、徑流和排泄特征與斷裂帶致災(zāi)地質(zhì)構(gòu)造的規(guī)模和破壞性息息相關(guān)[7],是涌水突泥災(zāi)害孕災(zāi)機(jī)制研究的重點之一。

川藏鐵路西藏波密段位于高山峽谷區(qū),山高谷深,平均高差超過2 000 m。海拔4 000 m以上的高山區(qū)有冰川覆蓋。區(qū)內(nèi)發(fā)育多條大型河流,水量十分充沛。河流受高位發(fā)育的冰川融水和大氣降水補給,水力梯度大,水流湍急。該段鐵路處于嘉黎—察隅斷裂帶影響范圍內(nèi),多條河流與斷裂發(fā)育位置重合,存在地表水與斷裂帶空間溝通并形成高壓涌水突泥致災(zāi)構(gòu)造的可能性。但由于該區(qū)山體陡峭、植被茂盛、地層巖性多樣、構(gòu)造條件復(fù)雜,缺乏對斷裂帶的導(dǎo)水或充水能力、地表水與地下水之間的關(guān)聯(lián)機(jī)制、地下水循環(huán)過程等方面的認(rèn)識,難以直接獲取證據(jù)來開展涌水突泥災(zāi)害風(fēng)險評價。

針對以上問題,本文采用多期測流和對大氣降水、冰川、地表水和地下水水化學(xué)、同位素特征以及水文地球化學(xué)過程的分析,開展了西藏波密冰川覆蓋區(qū)大型河流的流量變化特征和地表水與構(gòu)造裂隙水的轉(zhuǎn)化關(guān)系研究,對鐵路隧道高壓涌水突泥災(zāi)害的早期識別和工程預(yù)案設(shè)計具有一定指導(dǎo)作用。

1 研究區(qū)概況

1.1 自然地理

西藏波密縣位于西藏東南部高山峽谷地貌區(qū)。高山區(qū)海拔4 000~6 000 m,最高點海拔6 643 m;河谷區(qū)海拔2 000~2 300 m,相對高差2 000~4 000 m[8],地形高差大、岸坡陡峻。研究區(qū)屬西藏東部溫帶山地濕潤季風(fēng)氣候,年均氣溫8.7 ℃;1月氣溫最低,平均為-0.2 ℃;最高溫度一般出現(xiàn)在7月,平均溫度為16.4 ℃[9]。研究區(qū)降水充沛,多年平均降水量1 276 mm,5—9月為雨季,占全年降水量的84.5%。

研究區(qū)整體屬于雅魯藏布江最大支流帕隆藏布流域。帕隆藏布發(fā)源于西藏八宿縣阿扎貢拉山,自南東向北西穿過研究區(qū),在林芝地區(qū)墨脫縣甘登鄉(xiāng)附近匯入雅魯藏布江,年均流量約為3.12×1011m3。隧址位于帕隆藏布右岸,共分布13條NE向大型河流和多條較小規(guī)模的河流[10],自溝頂冰川覆蓋區(qū)至溝口高差一般大于2 000 m,平均坡度260‰,水量大,水流湍急(圖1)。

圖1 研究區(qū)地質(zhì)地貌與采樣點位置圖Fig.1 Geological geomorphology and location of the samplingof study area

帕隆藏布兩岸海拔4 000 m以上的高山區(qū)有冰川覆蓋,面積約324.72 km2。受熱輻射和降水量變化影響[11-12],近30年來冰川面積減少了58.2%,整體處于退縮狀態(tài)[9,11-12],冰川融水量較大且逐年增加。冰川融水徑流匯入溝中,為河流的重要補給項。

1.2 地質(zhì)背景

研究區(qū)位于喜馬拉雅東構(gòu)造結(jié)東北部,一級構(gòu)造單元屬岡底斯—喜馬拉雅造山系。主要斷裂為NW向的嘉黎—察隅斷裂,屬全新世活動斷裂[13]。小型斷裂為張性和壓扭性NE向斷裂,其中古鄉(xiāng)—隨弄斷裂、比通曲斷裂、鴨容曲—索通斷裂和賽隆卡曲斷裂分別與古鄉(xiāng)溝、比通曲、龍沖曲和賽隆卡曲的發(fā)育位置重合[14]。

研究區(qū)出露的基巖包括中—元古代念青唐古拉巖群片麻巖夾大理巖、燕山期侵入巖、變質(zhì)巖、泥盆紀(jì)、石炭紀(jì)碎屑巖、碳酸鹽巖和變質(zhì)巖。出露的松散巖土體主要為更新世冰積碎石、全新世沖洪積碎石類土、泥石流堆積物等,主要分布于帕隆藏布河谷、沖溝低海拔處(圖1)。

區(qū)內(nèi)地下水類型分為松散巖類孔隙水和基巖裂隙水兩大類。松散巖類孔隙水分布在帕隆藏布河谷、沖溝的河漫灘、階地中,呈帶狀分布?;鶐r裂隙水分為風(fēng)化裂隙水和構(gòu)造裂隙水。風(fēng)化裂隙水分布于花崗巖、片麻巖、石英巖等硬質(zhì)巖的風(fēng)化層;構(gòu)造裂隙水呈帶狀或脈狀分布于斷裂帶中,其補徑排條件和賦存特征是本文討論的主要內(nèi)容。

2 研究方法與數(shù)據(jù)獲取

在研究區(qū)各河流近溝口位置選擇水流較平穩(wěn)、斷面形狀較規(guī)則的位置進(jìn)行流量測定。共完成了3期測流工作:在2019年8月22—25日和2020年9月8—10日分別開展了雨季流量測定,在2020年4月22—25日開展了旱季流量測定,見圖2。

圖2 研究區(qū)主要地表水流量統(tǒng)計Fig.2 Statistics of the main surface water flow in the study area

在坎戈曲流域?qū)嵤┧牡刭|(zhì)勘察鉆孔1眼,孔深200 m,目的是對斷裂帶地下水賦存和徑流特征進(jìn)行研究。在該鉆孔進(jìn)行3個落程的抽水試驗,獲取了水文地質(zhì)參數(shù)。

2019年8月和2020年4月,采集地表水樣品各13件,采集當(dāng)季降水樣品各1件(2019年8月為降雨樣品,2020年4月為降雪樣品),采集冰川樣品1件,采集泉點樣品3件,結(jié)合水文地質(zhì)勘察鉆孔,采集埋深170 m地下水樣品1件(圖1)。采集樣品時,使用意大利HANNA公司生產(chǎn)的多參數(shù)水質(zhì)分析儀現(xiàn)場測試水樣的溫度、pH值、氧化還原電位(Eh)、溶解性總固體(TDS)等參數(shù)。對采集的樣品進(jìn)行全分析、δ2H、δ18O、氚同位素(3H)分析,利用14C同位素測定鉆孔ZK01地下水樣品的年齡。用于陽離子和微量元素分析的水樣加入HNO3,使pH降到2以下,其余樣品不加保護(hù)液。所有樣品裝瓶后均不留空氣,擰緊瓶蓋后用封口膠封閉送檢。

水樣全分析在自然資源部地下水礦泉水及環(huán)境監(jiān)測中心完成。陽離子和陰離子測試分別采用ICP-AES(iCAP 6300, Thermo)和DX-120(Dionex)型離子色譜儀,執(zhí)行DZ/T0064-1993和GB8538-2016標(biāo)準(zhǔn),測試結(jié)果陰陽離子平衡相對誤差小于±5%。δ2H、δ18O、3H測試在自然資源部地下水科學(xué)與工程重點實驗室完成。δ2H和δ18O的測試?yán)貌ㄩL掃描-光腔衰蕩光譜儀(Picarro L2130i),測試精度分別為±1‰和±0.1‰。3H分析由超低本底液體閃爍譜儀(1220 Quantulus)計數(shù)測定,測試精度為±0.5TU。14C測年在美國Beta實驗室利用加速器質(zhì)譜(AMS)完成,測量精度為0.123%。

3 結(jié)果與討論

3.1 主要河流流量特征

在實際測定流量的17條主要河流中,2019年雨季河流流量為0.17×104~55.67×104m3/d,平均值為17.96×104m3/d,離散系數(shù)0.98,流量最大的是賽隆卡曲,最小的是優(yōu)易溝。有5條河水流量超過30×104m3/d,分別為扎隆溝、古鄉(xiāng)溝、龍沖曲、茶隆隆巴曲和賽隆卡曲。

2020年雨季河流流量為0.10×104~40.68×104m3/d,最大的為古鄉(xiāng)溝,最小的為巴卡溝,平均值為15.03×104m3/d,離散系數(shù)0.87,略小于2019年夏季。有4處流量超過30×104m3/d,分別為古鄉(xiāng)溝、龍沖曲、茶隆隆巴曲和賽隆卡曲。另外,比通曲流量超過了20×104m3/d。

2020年旱季河流流量為0.10×104~23.86×104m3/d,最大的為茶隆隆巴曲,最小為坎戈曲;平均值為5.72×104m3/d,僅為2019年和2020年雨季的1/3左右。其中茶隆隆巴曲(23.86×104m3/d)、賽隆卡曲(22.31×104m3/d)和龍沖曲(10.36×104m3/d)的河水流量超過10×104m3/d,古鄉(xiāng)溝(6.68×104m3/d)、角隆曲(5.63×104m3/d)和比通曲(4.30×104m3/d)流量也較大。

對比連續(xù)兩個雨季和一個旱季各河流流量變化,可以發(fā)現(xiàn)研究區(qū)河流流量在雨季和旱季差別明顯。雨季河流流量與旱季河流流量之比為1.31~12.20。其中嘎朗溝、瓦普溝、達(dá)打隆巴等河流的流域面積和流量較小,但豐枯期流量差別較大;面積和流量較大的河流(如比通曲、龍沖曲、賽隆卡曲等與斷裂復(fù)合發(fā)育的河流)的流量波動相對較?。▓D2),說明這些流域內(nèi)的地質(zhì)條件具有較強的地表水流量調(diào)蓄能力。

2019年8月和2020年9月的流量平均相差1.32倍。當(dāng)日照、氣溫和降水量等氣象條件相似時,地表水體得到的補給總量差別不大,說明氣象條件對河流流量具有較強的影響。

3.2 水化學(xué)特征

地表水、地下水、冰川和降水的水化學(xué)指標(biāo)統(tǒng)計分析見表1。雨、旱兩季河流和地下水的pH值均為7.33~8.05,基本為中性偏堿性水;大氣降水略偏酸性;冰川的pH值為7.45,基本呈中性。地表水各指標(biāo)的變異系數(shù)范圍為0.02~0.90,同一指標(biāo)在2019年8月和2020年4月的變異系數(shù)相差不大,說明研究區(qū)河流的水化學(xué)指標(biāo)隨季節(jié)整體等幅變動。地下水各點中,既包括淺層地下水,又包括鉆孔揭露的深層斷裂帶水,變異系數(shù)明顯大于地表水,說明不同深度地下水循環(huán)過程存在差異。2019年雨季降水(雪)主要離子濃度小于2020年旱季,2019年8月和2020年4月溶解性總固體(TDS)分別為10.63 mg/L和30.07 mg/L,Ca2+濃度分別為1.07 mg/L和4.15 mg/L,濃度分別為1.41 mg/L和4.33 mg/L。受溶濾作用長期影響,冰川樣品各指標(biāo)濃度明顯高于降水濃度。

表1 水樣主要水化學(xué)指標(biāo)值Table 1 Concentration statistics of the main hydrochemical indexes of water samples

對比4種分類下各指標(biāo)值的平均濃度,除Na++K+和Cl-外,各種離子濃度和TDS(溶解性總固體)都表現(xiàn)出地下水>地表水(2020年4月)>地表水(2019年8月)>降水及冰川。地表水在雨季與旱季離子指標(biāo)存在差異的原因有兩點:其一是雨季降水量較大,產(chǎn)生了稀釋作用;其二是雨季地下水與含水介質(zhì)之間反應(yīng)時間有限[15]。

河水中主要陽離子為Ca2+和Mg2+,主要陰離子為和與河水相似,地下水的水化學(xué)類型主要為HCO3·SO4—Ca型,說明地下水與河水存在關(guān)聯(lián)關(guān)系。大氣降水的水化學(xué)類型為HCO3·SO4—Ca(2019年8月)和HCO3—Ca·Mg(2020年4月)型,冰川的水化學(xué)類型為HCO3—Ca型(圖3)。大氣降水及冰川水化學(xué)類型與地表水和地下水水化學(xué)組分存在差異,地下水和河水主要組分受巖石風(fēng)化溶濾作用影響(圖4),水化學(xué)組分主要來自于水—巖相互作用[16-17]。

圖3 水化學(xué)Piper三線圖Fig.3 Piper diagram of the water samples

圖4 研究區(qū)河水和地下水吉布斯圖Fig.4 Gibbs diagram of river water and groundwater in the study area

地表水和地下水中鐵和錳的濃度較高,質(zhì)量濃度范圍分別為0.014~9.400 mg/L和0.006~0.343 mg/L,平均值分別為0.719 mg/L和0.032 mg/L。降水樣品中鐵和錳的濃度低。降水樣品中鐵低于0.001 mg/L,2019年8月降水中錳濃度為0.003 mg/L,2020年4月降水中未檢出錳。在排除人類活動影響的前提下,地下水和河水中的鐵和錳主要來源于水巖作用。沿嘉黎—察隅斷裂帶發(fā)育擠壓破碎帶,帶內(nèi)見糜棱巖、斷層角礫巖、斷層泥,含褐鐵礦和錳質(zhì)礦物[20]。通常還原環(huán)境有利于沉積物中Fe和Mn氧化物的溶解釋放[21],易溶的高價Fe和Mn氧化物會還原成溶解性更強的離子態(tài)Fe2+和Mn2+,提升水中鐵和錳的濃度[22-23];酸性環(huán)境更利于離子態(tài)Fe和Mn的富集[24]。通過圖6可以看出,地表水和地下水分布在Fe2+和Fe(OH)3的界線附近,略偏向Fe2+區(qū)域;Mn主要以Mn2+的形式存在。

圖6 研究區(qū)水體Eh-pH值關(guān)系圖Fig.6 Relationship between Eh and pH in the water samples in the study area

研究區(qū)各條河水中鐵和錳濃度存在較大差異,見圖7。河水中Fe濃度較高的有古鄉(xiāng)溝(9.400 mg/L)、來曲(1.822 mg/L)、龍沖曲(2.058 mg/L)和比通曲(1.381mg/L)和茶隆隆巴曲(0.896 mg/L),明顯大于其他河水。河水中Mn濃度較大的有古鄉(xiāng)溝(0.343 mg/L)、比通曲(0.083 mg/L)和龍沖曲(0.151 mg/L)。古鄉(xiāng)溝、比通曲和龍沖曲等與斷裂復(fù)合發(fā)育的地表水體的Fe和Mn質(zhì)量濃度較高。

圖7 研究區(qū)河水Fe和Mn的質(zhì)量濃度Fig.7 Concentration of Fe and Mn in river water

由此可以推斷,大氣降水和冰川融水補給地表水后,一部分轉(zhuǎn)化為斷裂帶地下水,在還原環(huán)境下鐵錳礦物溶解進(jìn)入水中,使得地下水中的鐵和錳濃度升高。當(dāng)斷裂帶與地表水流復(fù)合發(fā)育,斷裂帶地下水循環(huán)時間長,與含水介質(zhì)充分相互作用,鐵錳濃度高;非斷裂影響地區(qū)含水介質(zhì)中鐵錳濃度低。地下水最終排泄進(jìn)入各地表水流中,并與地表水發(fā)生混合,匯入帕隆藏布。

3.3 同位素特征

研究區(qū)水體氫氧同位素分析測試結(jié)果見圖8。所有水點均位于全球大氣降水線(GMWL)和青藏高原東部大氣降水線附近(青藏高原東部LMWL)[25],說明降水是研究區(qū)各類型水體的主要補給來源[26-27]。地下水與2020年4月地表水點高度重合,說明地下水與地表水水力聯(lián)系緊密。一般來說,在其他環(huán)境條件一定時,氣溫越低,δD和δ18O的值越小[28]。冰川形成時期氣溫低于現(xiàn)在的氣溫,圖8中冰川點的δD、δ18O值相比于降水點更小。地表水和地下水是由冰川融水和大氣降水共同補給形成的,δD和δ18O值位于在二者之間。

圖8 水樣δD和δ18O關(guān)系圖Fig.8 Plot of δD-δ18O of the water samples

2020年4月氣溫低于2019年8月,但圖8出現(xiàn)2020年4月各點的δD和δ18O的值大于2019年8月的異?,F(xiàn)象,這可能是由于河水補給源比例不同造成的。為證明這一推測,選擇龍沖曲作為典型流域,利用δD和δ18O計算雨季和旱季大氣降水和冰川融水對地表水補給量的比重(圖9),可以看出2019年8月冰川補給量占比為58.3%,2020年4月占比為38.5%。河水中冰川和大氣降水的補給比例不同,造成不同時期地表水中δD和δ18O的值不同。由此可以看出,雨季冰川融水補給比例大于旱季。

圖9 龍沖曲補給源比例圖Fig.9 Proportion of the supply sources in Longchongqu

利用氚同位素和14C同位素對地下水循環(huán)速率進(jìn)行半定量分析(表2)。YGA10、YGA28和YGA34泉水樣品的氚含量為3.9~6.2TU,根據(jù)Clark等[29]的氚方法定年解釋,YGA10、YGA28泉水接受現(xiàn)代地下水補給,地下水年齡5~10 a;泉水YGA34接受現(xiàn)代地下水補給并混有少量1952年以前補給的地下水。3個泉點地下水循環(huán)時間短,更新速率較快,循環(huán)深度淺。

表2 樣品年代半定量對應(yīng)表Table 2 Half quantitive corresponding table between content and age

在鉆孔ZK01中約132 m埋深處采集了裂隙地下水,測得氚含量為2.9 TU,說明地下水的補給時間早于1952年。14C同位素測試得出該水樣的表征年齡為4 640 a。相比于YGA10、YGA28和YGA34泉水樣品,鉆孔中裂隙地下水的循環(huán)深度較大,更新速率較慢,屬于中深循環(huán)的地下水。

YGA01(古鄉(xiāng)溝)、YGB17(比通曲)和YGB30(龍沖曲)河水樣品的氚含量為5.9~8.5 TU,高于泉點氚含量,但低于現(xiàn)代降雨中的氚含量(一般為101~102TU[29]),說明河水中存在混入地下水的現(xiàn)象。對比地表水、泉和鉆孔采集水樣的年齡,可以推斷,與斷裂復(fù)合發(fā)育的地表水中有地下水的混合,其中以現(xiàn)代地下水為主。

3.4 冰川融水-大氣降水-地下水-地表水轉(zhuǎn)化過程

基于冰川融水、大氣降水、河水和地下水等不同水體水化學(xué)和同位素組分的差異,分析研究區(qū)多種水體的轉(zhuǎn)化過程。研究發(fā)現(xiàn),西藏波密冰川覆蓋區(qū)大型河流的補給受氣象條件控制,徑流過程中河水與地下水的轉(zhuǎn)化過程受與河流復(fù)合發(fā)育的斷裂控制。

區(qū)內(nèi)河流發(fā)源于帕隆藏布右岸海拔4 000 m以上的冰川覆蓋區(qū),河水和地下水水體δD和δ18O值均落在區(qū)域大氣降水線附近,顯示其主要接受冰川融水和大氣降水補給。在雨季,河水的δD和δ18O的值偏向冰川,而在旱季河水的δD和δ18O的值偏向大氣降水,說明河水補給來源的比例在旱季和雨季存在差異。旱季大氣降水補給量占比大,雨季冰川融水補給量占優(yōu)。這可能是由于旱季屬全年氣溫較低的時期,冰川融水量小。因而大氣降水占總補給量的比例超過60%。雨季集中在氣溫較高的時期,冰川融水量激增,對河水補給的貢獻(xiàn)超過大氣降水,約占58.3%。

河水通常在高海拔處接受補給,因而河水和地下水相對排泄基準(zhǔn)面(帕隆藏布)具有較高的水頭。河水沿各溝谷自北西向南東方向徑流,斷裂帶地下水在河谷附近或以泉的形式、或以線狀排泄的方式排泄,最終匯入帕隆藏布。

河流自高位補給到匯入帕隆藏布的徑流過程中,存在2種不同的水體轉(zhuǎn)化過程類型(圖10)。

圖10 不同類型水體轉(zhuǎn)化過程模式圖Fig.10 Transformation process model of different types of water

第一種類型是古鄉(xiāng)溝、龍沖曲、比通曲和賽隆卡曲等與斷裂復(fù)合發(fā)育的河流。研究區(qū)內(nèi)所有河流2019年雨季與2020年旱季流量之比為1.71~11.15,2020年雨季與2020年旱季流量之比為1.31~12.20。而與斷裂復(fù)合發(fā)育的河流2019年雨季與2020年旱季流量之比為2.50~7.28,2020年雨季與2020年旱季流量之比為1.61~6.09,明顯小于全區(qū)河流的同類流量比值。說明以上幾條河流的流量較為穩(wěn)定。其原因為:在氣溫、降水量一定的前提下,斷裂帶地下水對河水持續(xù)補給,減小了河水流量在雨季和旱季的變化幅度。

與斷裂復(fù)合發(fā)育的河流流域內(nèi)巖體完整性差,利于地表水入滲。地下水接受河水持續(xù)的補給,方向基本與地形坡度保持一致。地下水與含水介質(zhì)發(fā)生水巖作用較為充分,TDS值升高,方解石的風(fēng)化和石膏的溶解使水中和富集,水化學(xué)類型由補給源的HCO3—Ca(Mg)型逐漸變?yōu)镠CO3·SO4—Ca型。裂隙含水介質(zhì)的還原環(huán)境也使地下水中鐵、錳濃度升高。

大部分地下水循環(huán)深度小,年齡為5~10 a,更新速率快,與河流存在密切的水力聯(lián)系和相互轉(zhuǎn)化。少部分地下水沿斷裂向深部徑流,地下水年齡在4 000 a以上。即便在斷裂帶滲透性較好的條件下,參與中深循環(huán)的地下水更新速率也較慢,水巖作用較充分,TDS值明顯高于河水和淺層循環(huán)地下水。地下水與地表水混合后匯入帕隆藏布。

第二種類型是非斷裂影響區(qū)的河流?;鶐r風(fēng)化裂隙水接受河水滲漏補給。風(fēng)化裂隙發(fā)育深度有限,地下水對河水的補給量和水量調(diào)節(jié)能力小于第一種類型,河水在雨季和旱季流量比值大。較弱的還原環(huán)境不利于地下水中鐵、錳溶解,地下水中鐵、錳濃度低。地下水年齡5~10 a,循環(huán)深度淺。臨近排泄基準(zhǔn)面的河水水化學(xué)類型為HCO3—Ca型和HCO3·SO4—Ca型,說明混入了少量淺循環(huán)的地下水。

從工程建設(shè)防災(zāi)減災(zāi)的角度考慮,第一種類型的河流,由于水量大且較為穩(wěn)定,水頭高,斷裂帶地下水與地表水存在較好的水力聯(lián)系,因而在施工過程中產(chǎn)生高壓涌水突泥災(zāi)害的風(fēng)險較大。在施工過程中,應(yīng)充分予以關(guān)注,充分考慮復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造的致災(zāi)風(fēng)險。

4 結(jié)論

(1)西藏波密冰川覆蓋區(qū)河水主要接受冰川融水和大氣降水補給。雨季河水的δ18O和δD值小于旱季,說明河水雨季和旱季的補給源結(jié)構(gòu)不同。在雨季冰川融水為主要補給源,旱季以大氣降水補給為主。

(2)河水成分及來源與斷裂有密切關(guān)系。根據(jù)河水與斷裂空間展布關(guān)系,河流流域內(nèi)水體徑流過程可分為2種類型。其一是古鄉(xiāng)溝、比通曲、龍沖曲等與斷裂帶復(fù)合發(fā)育的河流,可補給斷裂帶裂隙地下水。淺層循環(huán)斷裂帶水年齡5~10 a,循環(huán)速率快;中深層斷裂帶水年齡超過4 000 a,循環(huán)速率慢,水巖作用較充分。由于持續(xù)接受地下水補給,年內(nèi)河水流量波動較小。其二是非斷裂影響區(qū)內(nèi)的河流,河水可補給風(fēng)化裂隙地下水。地下水循環(huán)快,與河水交換較頻繁,水巖作用程度弱。年內(nèi)流量波動較大。河水與地下水混合后,排泄至帕隆藏布。

(3)研究區(qū)河水補給區(qū)海拔高,河水流量大,且與斷裂帶地下水存在較好的水力聯(lián)系,在地下工程建設(shè)過程中,與斷裂帶復(fù)合發(fā)育的古鄉(xiāng)溝、比通曲、龍沖曲存在高壓涌水突泥災(zāi)害風(fēng)險,應(yīng)予以高度關(guān)注。

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