高密度电法电性结构揭示天山天池堆积坝体厚度及其阻渗稳水功能分析

作     者：尚彦军 金维浚 伊学涛 姜东廷 HASAN Muhammad SHANG Yanjun;JIN Weijun;YI Xuetao;JIANG Dongting;HASAN Muhammad

作者机构：中国科学院地质与地球物理研究所页岩气与地质工程重点实验室北京100029 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049 新疆地质灾害防治重点实验室(新疆工程学院)新疆乌鲁木齐830023 

出 版 物：《现代地质》 (Geoscience)

年 卷 期：2023年第37卷第1期

页      面：31-39页

核心收录：

学科分类：081801[工学-矿产普查与勘探] 081802[工学-地球探测与信息技术] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 

基　　金：科技部“第二次青藏高原综合科学考察研究”项目(2019QZKK0904) 国家自然科学基金项目(41772320) 地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室课题(SKLGP2017K021) 

主　　题：天池 坝体结构 高密度电法 电性结构 阻渗水功能 

摘      要：天山天池北堆积坝体结构受其成因和演化控制,影响其含水和渗流特性。对该坝体稳定至关重要的下伏基岩埋深、坝体结构阻渗水结构特征等需现场探测并给出科学判断。在地质调查基础上采用高密度电法对天池堆积坝体结构进行探测,首次获得深达下伏基岩的堆积坝体纵向和横向电性剖面。结合光释光测年、水化学成分对比、水量平衡计算等手段,分析坝体堆积物形成时代以及坝体水文地质结构特征。结果显示:天池坝堆积体厚度大于100 m并可分为3层,上部浅表层滑坡形成的巨大块石层厚30~40 m且基本不含水,其下松散含水层厚度为30~50 m;下部为较低电阻率弱透水的冰碛物,主要分布在坝体下游和东端;底部为高电阻率不透水的石炭系火山岩。坝体中间部位地下水集中下渗补给了西小天池。同时靠坝体东侧发育排泄通道,呈现多处溢水点,控制了飞龙涧左岸下降泉季节性发育,同河谷冲刷作用一起影响并导致下游左岸冰碛物中发育4处滑坡体。电法剖面揭示出与坝体轴向近平行的2条隐伏断层,其中堆积坝高堤处气象台所在山丘上游一侧发育一条近东西走向并倾向上游的断层F1,构成地下水阻隔带而使天池堆积坝上游潜水水位呈现一定雍高,同坝体下伏基岩和弱透水冰碛物联合组成的坝体结构致使旱季天池水不会大量溢出,夏季丰水时浅表泉水渗漏,保证了天池水满而不溢、结构松而不垮。由此构建该堆积体内断层和地层结构组成的浅表导水模型,计算得出天池堆积体地下水排泄量约为1200 m^(3)/d,天池总下泄水量为52×10^(4)~113×10^(4)m^(3)/d(从冬季到夏季),维持了天池湖水动态稳定。