一种岩溶地区防渗体渗透性评价水文地球化学模型的制作方法

1.本发明涉及一种防渗体渗透性评价水文地球化学模型,特别是一种岩溶地区水库大坝防渗帷幕渗漏评价水文地球化学模型。


背景技术：

2.防渗体是水库、矿井和市政工程等地下堵漏、防渗或隔水的重要工程设施，包括防渗帷幕、防渗墙等。例如：水库所在库岸分水岭单薄，在坝基、坝肩及地下厂房等洞室周边的渗流敏感地段，通常需要设置灌浆防渗帷幕，以有效减少库水渗漏，降低对大坝及地下厂房等建筑运行带来的不利影响。防渗帷幕设计的渗透系数一般为10-5
cm/s量级，建成后的防渗帷幕仍具有一定渗透性，受地质体结构特征、灌浆工艺、防渗材料(主要为水泥)等的影响，尤其是岩溶地区发育岩溶管道、溶蚀裂隙等防渗处理难度大，防渗帷幕施工往往存在一定缺陷，成为帷幕的薄弱环节，后期存在渗漏可能。
3.经过帷幕体的渗透水流具有特殊的水文地球化学响应过程,防渗帷幕水泥灌浆材料形成的水泥结石中富含ca(oh)2，在具有较强溶解性且持续不断的地下水(库水)渗透作用下，帷幕浆液结石中的ca(oh)2将发生溶出型侵蚀，并与地下水中的hco
3-等离子成分发生反应，造成幕后地下水的水质相比幕前地下水水质发生部分离子减少，部分离子成分集聚，即发生水质改变，不同程度的水质类型可以反映帷幕的不同渗透性特征。
4.目前，防渗体的防渗效果(渗透性)评价主要依据渗透系数(透水率)指标来进行。采用压水试验、振荡试验等方式获取渗透系数的方式较为直接、可靠，但耗费巨大，勘探测试孔的数量较少，控制范围有限，且工期较长。采用化学动力学可以计算帷幕的渗透系数，即幕后渗水点取样检测后，对水样的离子成分饱和指数进行分析计算，从而获得相应渗透系数，其数据易获取，缺点是渗透水水化学成分中的化学离子众多、络合物成分结构复杂，计算过程较为复杂且影响因素众多，往往导致结果不稳定。因此，找到一种可综合利用现有渗流渗压监测成果、水化学分析测试成果，形成一套以水化学类型为主要判据的岩溶地区防渗体渗透性分析评价方法，将具有重要的应用意义。
5.在现有理论及技术体系中，针对水化学类型及地下水循环条件，不同研究人员及高校、科研院所建立了多种针对开启或封闭条件下的天然地质条件下的水文地球化学模型，但针对天然地质条件叠加人工防渗体系的地下水渗流体系，例如水库大坝防渗帷幕等的有限渗流场范围内的水文地球化学模型，目前未见有系统的研究成果，亦未见在防渗体渗透性评价中的应用。


技术实现要素：

6.防渗体是水库、矿井和市政工程等地下堵漏、防渗或隔水的重要工程设施，工程防渗体主要采用以水泥为主的材料。对防渗帷幕水泥灌浆材料形成的帷幕体结构，如图2所示，上游为水库，下游为尾水，大坝坝基内设置灌浆廊道，廊道设置防渗帷幕，幕后设置排水孔。幕体中水泥结石富含ca(oh)2，具有较强的溶解性。岩溶地区的幕前地下水(库水)的主
要离子成分一般以ca
2
、mg
2
、na

k

等阳离子和hco
3-、so
42-、cl-等阴离子为主。在持续不断的地下水(库水)渗透作用下，帷幕浆液结石中的ca(oh)2将发生溶出型侵蚀，并与地下水中的ca
2
、hco
3-等离子成分发生反应，反应过程如下：
7.ca(oh)2→
ca
2
2oh-ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
8.ca
2
oh- hco
3-→
caco3↓
h2o
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
9.幕体渗透性强弱随上述水文地球化学过程反应强度有所不同。本发明主要针对以下两种情况：如果幕体所在岩体本身渗透性强，但吸浆量小，灌浆效果差，岩体中充填的水泥结石少，形成的帷幕渗透性强，渗流快，幕后地下水和幕前地下水水质几乎不存在明显的改变。
10.如果幕体所在岩体本身渗透性强，且吸浆量大，灌浆效果好，幕体中的水泥结石丰富，形成的帷幕渗透性弱，地下水通过幕体的渗透持续时间长，上述水文地球化学作用充分，幕后地下水与幕前地下水的水质相比，hco
3-、ca
2
和mg
2
将减少，生成caco3沉积于幕体或幕后，幕前地下水不断补给的溶解度较大的na

k

、so
42-等离子成分逐渐集聚，浓度增大，随着hco
3-进一步减少，甚至消失，ca(oh)2继续溶解，将产生游离oh-，其浓度逐渐增加，ph值逐渐升高，因为碳酸平衡关系，将出现游离的co
32-离子。不同的帷幕灌浆效果，不同的帷幕渗透性，上述水文地球化学过程反应程度的不同，将产生不同程度的水质改变，形成不同水化学类型的幕后渗流水，因此不同的水化学类型可以反映帷幕的不同渗透性特征。
11.本发明的目的是根据上述原理和大量岩溶地区防渗体实际观测资料建立一种应用于岩溶地区防渗体渗透性评价的水文地球化学模型，即根据防渗体地下水有限渗流场范围内不同渗透强度下幕后渗漏水流的水文地球化学过程对应的地下水水质、ph值等指标与防渗体渗透系数等级的对应关系统计，建立不同水化学类型与防渗体渗透性分级对应简表和不同渗透强度下的水文地球化学过程对应的水文地球化学模型。在对防渗体渗透性评价应用时，先检测待检防渗工程幕后渗漏水(钻孔水)的水化学类型和ph值，再对照建立的防渗体渗透性分级对应简表和水文地球化学模型，可快速获得待检防渗区域所处渗透系数区间，进行渗透性分析，有效评价防渗体的防渗效果，并提出初步处理建议。
12.本发明的技术方案：一种岩溶地区防渗体渗透性评价水文地球化学模型，对岩溶区多个工程的防渗体进行现场调查，对渗漏水取样做水质检测获得各渗排水样的水化学类型和ph值，同时获得相应渗水试段防渗体厚度，幕前幕后水位或渗压，幕后廊道环境中各渗漏水的渗流量、渗水面积，计算出渗透系数，再统计各渗排水样的水化学类型、ph与渗透系数之间的对应关系，根据对应关系统计建立出不同水化学类型与防渗体渗透性分级对应简表和不同渗透强度下的水文地球化学过程对应的水文地球化学模型，然后对目标工程待检防渗体进行渗透性评价时，先检测待检防渗体幕后渗漏水样的水化学类型和ph值，再与建立的“不同水化学类型与防渗体渗透性分级对应简表和不同渗透强度下的水文地球化学过程对应的水文地球化学模型”进行对照，获得目标工程待检防渗体所处的渗透系数区间，快速判定出目标工程防渗帷幕相应部位的渗透性等级、渗流条件、可能的渗漏异常区域和渗漏介质特征，据此得到初步的渗漏处理意见。
13.前述的岩溶地区防渗体渗透性评价水文地球化学模型中，不同水化学类型与防渗体渗透性分级对应简表和不同渗透强度下的水文地球化学过程对应的水文地球化学模型，其建立过程具体包括有以下步骤：
14.s1.现场调查、取样和监测：对岩溶地区多个代表性工程防渗体幕后出水点进行现场调查，并取渗漏水水样，记为an，同时获得渗水试段对应的防渗体厚度，幕前幕后水位或渗压，幕后廊道环境中各渗漏水的渗流量、渗水面积；
15.s2.获得幕后渗漏水的水化学类型和ph值：将所采水样an进行水质检测分析，水质检测的主要指标有：阳离子ca
2
、mg
2
、na

k

；阴离子hco
3-、so
42-、cl-、co
32-、oh-；ph值，各水样主要水质指标按舒卡列夫分类——顺序命名法进行标示命名，即将水质检测得到的各渗水样的各离子浓度毫克当量百分数＞25％的阴阳离子进行组合，以浓度大小顺序，按阴离子在前、阳离子在后进行排列，得到各渗漏水样an的水化学类型记为fn，渗漏水样an的ph值记为phn；
16.s3.获得渗漏水相应防渗体的渗透系数k：幕后渗漏水点防渗体有钻孔压水试验数据的，采用压水试验透水率换算的渗透系数kn，无钻孔压水试验的，根据各渗水点防渗体厚度，幕前幕后水位或渗压，幕后廊道环境中各渗水点的渗流量、渗水面积这些监测数据资料，根据达西定律v＝ki反算帷幕渗水区域的渗透系数；
17.计算步骤如下：
18.①
通过公式计算出防渗体渗水区域的水力比降，
19.式中：
20.i——水力比降，无量纲；
21.h1——幕前水位，单位m，可采用幕前钻孔水位，或用库水位代替；
22.h2——幕后水位，单位m，可采用幕后廊道内的钻孔水位，或用幕后渗压监测资料换算；
23.b——帷幕厚度，单位m，可采用防渗体设计厚度，或用帷幕灌浆的排数估算；
24.②
通过公式计算出防渗体渗水区域的渗流速度；
25.式中：
26.v——渗漏水流速，单位m/s；
27.q——渗水区域内的渗流量，单位m3/s；
28.a——渗水区域面积，单位m2；
29.③
通过公式计算防渗体渗水区域的渗透系数；
30.式中：
31.k——渗透系数，单位cm/s；
32.v——渗漏水流速，单位m/s；
33.i——水力比降，无量纲；
34.s4.渗透系数、水化学类型与ph对应关系统计：整理水样an的水化学类型fn、phn值及各渗水点对应试段的渗透系数kn数据，统计各水化学类型、ph值与渗透系数之间的对应关系(fn、phn、kn),根据帷幕体渗透性强弱进行渗透系数区间划分，对应划分为“k≥1
×
10-4
cm/s、1
×
10-5
cm/s≤k＜1
×
10-4
cm/s、k＜1
×
10-5
cm/s”三个等级的区间范围，从大到小分别为第一等级～第三等级。将(kn、fn)和(kn、phn)对应关系按渗透系数区间进行归类，除去
异常数据，得到不同渗透系数区间范围对应的主要水化学类型和主要ph区间范围；
35.s5.不同渗透系数区间幕后渗水的水化学类型特征：根据(kn、fn)对应关系，对应三个渗透系数区间的幕后渗水水化学类型中的主要离子成分不同，其中对应渗透系数第一等级的水化学类型和幕前水质接近，其阴离子主要以hco
3-为主，so
42-次之，阳离子以ca
2
、mg
2
为主；对应渗透系数第二等级的水化学类型其阴离子主要以so
42-为主，hco
3-次之，阳离子以ca
2
、mg
2
为主；对应渗透系数第三等级的水化学类型变化复杂，出现na

k

增多、hco
3-浓度降低直至消失趋势，按照水化学类型与ph对应的变化特征，将对应渗透系数第三等级的水化学类型分为两大类，其中三-1类阴离子以so
42-为主，水化学类型中开始出现co
32-，hco
3-浓度降低；三-2类水化学类型的阴离子中均无hco
3-，其阴离子以so
42-、co
32-和oh-为主，或以oh-、co
32-、so
42-为主，阳离子均以na

k

和ca
2
为主；
36.s6.不同渗透系数区间幕后渗水的ph值特征：根据(kn、phn)对应关系，对应三个渗透系数区间的幕后渗水ph值逐渐增大，其中对应渗透系数第一等级的ph值和幕前水接近，为7.0≤ph＜8.0；对应渗透系数第二等级的ph范围为8.0≤ph＜9.0；对应渗透系数第三等级的ph值分两大类，其中三-1类的ph范围为9.0≤ph＜10.5；三-2类的ph范围为10.5≤ph＜12.5；
37.s7.渗透性等级划分：根据帷幕体渗透性强弱划分的渗透系数区间，再结合《水利水电工程地质勘察规范》(gb50487-2008)中所示的岩土体渗透性分级对应的渗透性等级类型，对应三个渗透系数区间将渗透性等级划分为强～中等透水、弱透水和微透水三个等级；
38.s8.渗透介质特征及处理建议划分：根据(fn、phn、kn)对应关系，结合《水利水电工程地质勘察规范》(gb50487-2008)中所示的岩土体渗透性分级对应的岩体特征，对应三个渗透系数区间将渗透介质特征划分为三个等级；根据前述各对应关系，再结合渗漏处理工程经验，划分出针对不同等级渗透系数、渗透性条件对应的三种处理建议等级；
39.s9.将s4～s8所示的各项对应关系进行整理统计，建立出不同水化学类型与防渗体渗透性分级对应简表和不同渗透强度下的水文地球化学过程对应的水文地球化学模型。
40.前述的岩溶地区防渗体渗透性评价水文地球化学模型中，所述不同水化学类型与防渗体渗透性分级对应简表中，设置有：水化学类型、ph值、渗透系数、渗透性等级、渗漏介质特征和处理建议六个类别，各类别又划分为若干个等级。
41.前述的岩溶地区防渗体渗透性评价水文地球化学模型中，所述岩溶地区不同渗透强度下的水文地球化学过程对应的水文地球化学模型中，结合不同水化学类型与防渗体渗透性分级对应简表中所示(fn、phn、kn)与渗透性等级之间的对应关系，将不同渗流条件下对应的水化学类型中包含的主要阴阳离子归纳总结，建立由库水流经防渗体系至幕后廊道中渗流排泄出的有限循环条件下岩溶地区不同渗透强度下的水文地球化学过程对应的水文地球化学模型，根据(fn、phn、kn)对应区间等级中的主要离子成分不同，反应出的水质对防渗帷幕的侵蚀能力不同，造成防渗帷幕的渗透性及渗流条件不同，水文地球化学模型中五个等级对应区间的主要离子种类如下所示：
42.①
hco
3-、so
42-、ca
2
、mg
2
、na

k

；
43.②
so
42-、hco
3-、ca
2
、mg
2
、na

k

；
44.③
so
42-、hco
3-、co
32-、cl-、na

k

、ca
2
、mg
2
；
45.④
so
42-、co
32-、oh-、cl-、na

k

、ca
2
；
46.⑤
oh-、co
32-、so
42-、cl-、na

k

、ca
2
；
47.五个等级按照(fn、phn、kn)对应关系中不同水化学类型区间包含的主要离子成分的不同进行划分，因防渗体建造过程中，吸浆量与灌浆效果的好坏影响着防渗体的渗透性强弱，对于所在岩体本身渗透性较强，吸浆量大且灌浆效果好的防渗体，其水泥结石中富含的ca(oh)2越多，则渗流水环境中的oh-离子也越多，对应反映的渗流条件由好向差、渗透性由强到弱逐渐变化；各等级中根据不同渗流条件的水化学环境中阴阳离子发生累积、化学反应程度，离子按照浓度毫克当量百分数＞25％的浓度大小顺序排列组合，形成的水化学类型与防渗体渗透性分级对应简表中各等级所含的水化学类型相对应。
48.前述的岩溶地区防渗体渗透性评价水文地球化学模型中，所述的岩溶地区不同水化学类型与防渗体渗透性分级对应简表和不同渗透强度下的水文地球化学过程对应的水文地球化学模型源于乌江流域和北盘江流域岩溶区部分水电工程的统计归纳总结，可推广应用于南方岩溶地区。
49.本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明基于防渗体溶出型侵蚀的过程和机理，结合地下水动力学及水文地球化学原理，提出一种新的针对有限循环环境下岩溶地区防渗体尤其是坝基防渗帷幕渗水部位或坝段、地下洞室的水文地球化学评价模型及相应防渗体渗透性分级对应简表，采用本发明中提出的不同水化学类型与防渗体渗透性分级对应简表和不同渗透强度下的水文地球化学过程对应的水文地球化学模型，可在实际工程的防渗体渗漏评价中避免大量开展检测性钻孔、压水试验等耗时、费力、费用高、作业不便的问题，使本发明对坝基、地下厂房、其它工程防渗体的渗漏检测、渗透系数变化情况和帷幕防渗效果衰减评价具简便、高效、针对性强的特点，该方法原理清晰，操作简便，方法快捷，数据丰富，控制范围宽，具有较好的应用前景和意义。
附图说明
50.附图1为本发明的形成及应用过程流程图；
51.附图2为本发明所示的岩溶区防渗帷幕渗流概化模型示意图；
52.附图3为本发明的岩溶地区不同渗透强度下的水文地球化学过程对应的水文地球化学模型示意图。
53.图2中：
①
为坝前库水；
②
为碳酸盐岩，其成分主要为caco3和camg(co3)2；
③
为地下水(库水)渗流示意图；
④
为防渗帷幕，其灌材形成的水泥结石中含ca(oh)2；
⑤
为幕后钻孔；
⑥
为灌浆廊道；
⑦
为幕后廊道渗排水；
⑧
为大坝；
⑨
为尾水；
⑩
为高程基准面；h1为库水位；h2为幕后钻孔水位或渗压水头；b为防渗体厚度。
具体实施方式
54.下面结合附图1-3和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
55.本发明的实施例：在地下水的循环过程中，受补给条件、渗透介质特征、水的循环渗流速度、径流路径等影响，将形成不同的水化学分带，即随着地下水渗径的延长或渗流速度的变缓，地下水与渗流介质之间接触时间和相互作用强度增加，地下水的化学成分将产生有规律的变化，一般呈现阴离子中so
42-、cl-和阳离子中的na

k

等离子逐渐富集增多，ph
值逐渐增高，而hco
3-、ca
2
等离子逐渐减少的规律。
56.岩溶地区，水库蓄水后，在坝址区将形成一个相对独特的在有限范围内存在的岩溶地下水渗流系统——帷幕防渗体系渗流系统。在该帷幕渗流系统内，补给源为稳定的、富含hco
3-的库水；渗透介质为碳酸盐岩和帷幕灌浆形成的幕体，在该幕体内，灌浆形成的富含ca(oh)2的水泥结石充填于岩体裂隙孔洞中，其表面积大，渗透性高于完整围岩，尤其是在岩溶地区，不均匀分布的溶洞或溶蚀裂隙更容易形成帷幕体系的防渗薄弱部位甚至渗流通道，在该薄弱部位周边相对隔水的完整岩体或未溶蚀的帷幕体的约束下，源于库水的地下水循环形成相对封闭的渗流系统，并最终排泄于幕后的灌浆廊道中或坝面上。因此，在库水——幕后灌浆廊道或坝面的有限范围内，形成若干相对独立的、稳定的补、径、排系统，受不同渗流条件的影响，地下水将出现不同的水化学特征，且因防渗材料水泥结石中ca(oh)2的溶解，幕后廊道中渗滤水的水化学类型会与一般地下水有着明显区别，尤其是ca
2
、oh-离子含量明显高于源头汇入的库水或一般地下水。因此，引用本发明，可通过幕后廊道中渗流水化学类型、ph及其中关键离子含量的变化，反向分析出防渗帷幕渗水试段相应区域的渗透性及渗流条件，从而有效分析帷幕的防渗可靠性。
57.本发明的一种岩溶地区防渗体渗透性评价水文地球化学模型，主要包括有模型构建和应用两个阶段，其中模型构建的具体步骤如下：
58.s1.现场调查、取样和监测。对岩溶地区多个代表性工程防渗体幕后出水点进行现场调查，并取渗漏水水样，记为an，同时获得渗水试段对应的防渗体厚度，幕前幕后水位或渗压，幕后廊道环境中各渗漏水的渗流量、渗水面积等数据。
59.s2.获得幕后渗漏水的水化学类型和ph值。将所采水样an进行水质检测分析，水质检测的主要指标有：阳离子ca
2
、mg
2
、na

k

；阴离子hco
3-、so
42-、cl-、co
32-、oh-；ph值。各水样主要水质指标按舒卡列夫分类——顺序命名法进行标示命名，即将水质检测得到的各渗水样的各离子浓度毫克当量百分数＞25％的阴阳离子进行组合，以浓度大小顺序，按阴离子在前、阳离子在后进行排列命名，得到各渗漏水样an的水化学类型记为fn，渗漏水样an的ph值记为phn。
60.s3.获得渗漏水相应防渗体的渗透系数k。幕后渗漏水点防渗体有钻孔压水试验数据的，可根据压水试验透水率换算成渗透系数kn。无钻孔压水试验的，可根据各渗水点防渗体厚度，幕前幕后水位或渗压，幕后廊道环境中各渗水点的渗流量、渗水面积等监测数据资料，根据达西定律v＝ki反算帷幕渗水区域的渗透系数。
61.计算步骤如下：
62.①
通过公式计算出防渗体渗水区域的水力比降，
63.式中：
64.i——水力比降，无量纲；
65.h1——幕前水位，单位m，可采用幕前钻孔水位，或用库水位代替；
66.h2——幕后水位，单位m，可采用幕后廊道内的钻孔水位，或用幕后渗压监测资料换算；
67.b——帷幕厚度，单位m，可采用防渗体设计厚度，或用帷幕灌浆的排数估算；
68.②
通过公式计算出防渗体渗水区域的渗流速度；
69.式中：
70.v——渗漏水流速，单位m/s；
71.q——渗水区域内的渗流量，单位m3/s；
72.a——渗水区域面积，单位m2；
73.③
通过公式计算防渗体渗水区域的渗透系数；
74.式中：
75.k——渗透系数，单位cm/s；
76.v——渗漏水流速，单位m/s；
77.i——水力比降，无量纲。
78.s4.渗透系数、水化学类型与ph对应关系统计。整理水样an的水化学类型fn、phn值及各渗水点对应试段的渗透系数kn数据，统计各水化学类型、ph值与渗透系数之间的对应关系(fn、phn、kn)。根据帷幕体渗透性强弱进行渗透系数区间划分，对应划分为“k≥1
×
10-4
cm/s、1
×
10-5
cm/s≤k＜1
×
10-4
cm/s、k＜1
×
10-5
cm/s”三个等级的区间范围，从大到小分别为第一等级～第三等级。将(kn、fn)和(kn、phn)对应关系按渗透系数区间进行归类，除去异常数据，得到不同渗透系数区间范围对应的主要水化学类型和主要ph区间范围。
79.s5.不同渗透系数区间幕后渗水的水化学类型特征。根据(kn、fn)对应关系，对应三个渗透系数区间的幕后渗水水化学类型中的主要离子成分不同。其中对应渗透系数第一等级的水化学类型和幕前水质接近，其阴离子主要以hco
3-为主，so
42-次之，阳离子以ca
2
、mg
2
为主。对应渗透系数第二等级的水化学类型其阴离子主要以so
42-为主，hco
3-次之，阳离子以ca
2
、mg
2
为主。对应渗透系数第三等级的水化学类型变化复杂，出现na

k

增多、hco
3-浓度降低直至消失趋势，按照水化学类型与ph对应的变化特征，将对应渗透系数第三等级的水化学类型分为两大类，其中三-1类阴离子以so
42-为主，水化学类型中开始出现co
32-，hco
3-浓度降低；三-2类的水化学类型阴离子中均无hco
3-，其阴离子以so
42-、co
32-和oh-为主，或以oh-、co
32-、so
42-为主，阳离子均以na

k

和ca
2
为主。
80.s6.不同渗透系数区间幕后渗水的ph值特征。根据(fn、phn、kn)对应关系，对应三个渗透系数区间水化学类型的幕后渗水的ph值逐渐增大。其中对应渗透系数第一等级的ph值和幕前水接近，为7.0≤ph＜8.0；对应渗透系数第二等级的ph范围为8.0≤ph＜9.0；对应渗透系数第三等级的ph值分两大类，其中三-1类ph范围为9.0≤ph＜10.5；三-2类ph范围为10.5≤ph＜12.5。
81.s7.渗透性等级划分。根据帷幕体渗透性强弱划分的渗透系数区间，再结合《水利水电工程地质勘察规范》(gb50487-2008)中所示的岩土体渗透性分级对应的渗透性等级类型，对应三个渗透系数区间将渗透性等级划分为强～中等透水、弱透水和微透水三个等级。
82.s8.渗透介质特征及处理建议划分。根据(fn、phn、kn)对应关系，结合《水利水电工程地质勘察规范》(gb50487-2008)中所示的岩土体渗透性分级对应的岩体特征，对应三个渗透系数区间将渗透介质特征划分为三个等级；根据前述各对应关系，再结合渗漏处理工程经验，划分出针对不同等级渗透系数、渗透性条件对应的三种处理建议等级。
83.s9.将s4～s8所示的各项对应关系进行整理统计，建立出不同水化学类型与防渗体渗透性分级对应简表(表1)和不同渗透强度下的水文地球化学过程对应的水文地球化学模型(图3)。
84.表1不同水化学类型条件下防渗系统渗流条件对比分析简表
85.[0086][0087]
表中：
①
：hco为hco
3-离子、so为so
42-离子、cl为cl-离子、co为co
32-离子、oh为oh-离子，ca为ca
2
离子、mg为mg
2
离子、na k为na

k

离子。
[0088]
②
：表中水化学类型按照舒卡列夫分类中的顺序命名法，即根据水中阴阳离子浓度毫克当量百分数＞25％的顺序排列，阴离子在前，阳离子在后。
[0089]
应用过程中，通过图3和表1的对比分析可系统分析出帷幕中各渗水区域的渗透性、可能的渗透介质特征、渗漏异常区域，并提出相应的初步处理建议。
[0090]
为了验证建立的“不同水化学类型与防渗体渗透性分级对应简表(表1)和不同渗透强度下的水文地球化学过程对应的水文地球化学模型(图3)”在实际工程中的运用情况及应用价值，我方特选取岩溶区乌江流域上的索风营和东风水电站为实施对象，对其适用性进行验证。
[0091]
具体实施流程如下：
[0092]
1、资料收集及现场调查、取样：
[0093]
①
收集整理水电站历年的降雨、库水位、渗流、渗压、监测孔位置等资料和已有的水化学检测成果；
[0094]
②
对水电站幕后灌浆廊道进行现场调查，在枯汛期不同时段多次量测灌浆廊道中各渗排水点(渗水洞段)的渗水流量、钻孔水位、渗压水头等，观测廊道中析出物分布等表观现象；
[0095]
③
对库水、幕后渗排水和钻孔水取样密封。
[0096]
2、水质检测：
[0097]
①
将密封水样送水质检测机构做水质检测分析，获得各水样中八个阴阳离子(其中钾离子k与钠离子na合并)含量、ph及其水化学类型；
[0098]
②
将幕后渗排水、钻孔水及代表性环境地下水的离子含量与库水做比较，得到离子含量的变化特征，同时通过幕前幕后水化学成分的对比，可分析出受外界因素影响而出现的特殊离子，排除干扰离子，并结合地质条件用于分析渗径介质特征。
[0099]
3、现场钻探获取各试点渗透系数
[0100]
在水电站各层灌浆廊道中不同洞段幕后靠下游侧打钻，进行分段压水试验，获得各试验段的渗透系数k’。
[0101]
4、现场实际与本发明的应用对照
[0102]
已知各验证性钻孔试验段的水化学类型和ph值，将其与图3所示的水文地球化学模型和表1所示的不同水化学类型与防渗体渗透性分级对应简表进行对照，获得各验证性
钻孔试验段的渗透系数k，把参照本发明获得的各验证性钻孔试验段的渗透系数k与钻探过程中通过压水试验所得渗透系数k’进行对比，如下表2所示：
[0103]
表2验证性钻孔渗透系数对比分析简表
[0104][0105][0106]
由上表2可知，将验证性钻孔试验段对照本发明的水文地球化学模型和不同水化学类型与防渗体渗透性分级对应简表进行应用，获得各验证性钻孔试验段所在渗透系数区间k与验证性钻孔通过压水试验所得渗透系数k’相比，两种方式所得渗透系数总体处于同一数量级范围，表明本发明具备较好的适用性。
[0107]
因此本发明在岩溶地区相应工程应用过程中，通过对现场库水、幕后渗排水、钻孔水和代表性环境地下水进行调查取样，获得相应渗排水流量、水化学类型和ph值后，先通过幕前幕后水化学成分的对比，分析出受外界因素影响而出现的特殊性离子，排除干扰离子，再将目标工程的水化学类型和ph与本发明中提出的“不同水化学类型与防渗体渗透性分级
对应简表(表1)和不同渗透强度下的水文地球化学过程对应的水文地球化学模型(图3)”进行对照应用，可直接得出目标工程试点所处渗透系数区间，渗透性等级、渗流条件及渗漏介质特征，据此提出初步的渗漏处理意见，为后续工作奠定基础。
[0108]
本发明可大大提高对岩溶区防渗帷幕渗漏及帷幕性能分析评价工作效率，对坝基、地下厂房、其它工程防渗体的渗漏检测、渗透系数变化情况和帷幕防渗效果衰减评价具简便、高效、针对性强的特点，避免大量开展检测性钻孔、压水试验等耗时、费力、费用高、作业不便的问题。