关于小南海的地质研究论文

遵义—恩施铁路宏观走向方案研究分析论文

遵义—恩施铁路起于贵州省遵义市，终止于湖北省恩施市。线路东端在湖北恩施境内与既有宜万铁路、规划的安张常铁路相连，中部与既有渝怀铁路相通，西端在贵州的遵义地区和既有川黔铁路、在建渝黔铁路以及规划遵攀铁路相连，是黔东北通往重庆东南部及湘西、鄂西北等地区的便捷通道，也是西南地区通往中南及华东等地区辅助通道的重要组成部分。拟定的技术标准为单线、设计时速160 km、电力牵引、客货共线铁路。

1 宏观走向方案

根据本项目所处区位特点、区域铁路网现状及发展规划，确定线路宏观走向研究的合理范围应为西起川黔铁路(既有)、东至安张常铁路(规划)、北接渝利铁路(既有)、南抵沪昆客专(在建)以北地区，如红色线框范围所示。结合区域经济据点分布以及渝怀铁路走向情况，自西向东分别研究了利用渝怀铁路和宜万铁路的西线、利用渝怀铁路的中线和全线新建的.东线3大宏观走向方案。

西线方案

线路自遵义地区引出，向北经绥阳、正安、道真后折向东至彭水，利用渝怀铁路彭水—郁山区间后，经宗路于利川境内接入宜万铁路凉雾站，凉雾—恩施段利用既有宜万铁路，抵达恩施，沿线途经7个县市。线路全长441 km，其中新建长度349 km，桥隧比，利用渝怀铁路22 km，利用宜万铁路70 km。

中线方案

线路自遵义地区引出，经绥阳、湄潭、凤冈、德江，跨乌江，经沿河至酉阳，利用渝怀铁路至黔江，接着利用在建黔张常铁路至咸丰后，再向北经宣恩抵达恩施，沿线途经11个县市。线路全长501 km，其中新建长度394 km，桥隧比，利用渝怀铁路71 km，利用黔张常铁路36 km。

东线方案

线路走向遵义—酉阳段同中线方案，线路至酉阳后向东北方向经龙山、来凤至宣恩，宣恩—恩施段同前述中线方案，本方案全线为新建线路，沿线途经11个县市。线路全长466 km，桥隧比为。

2 方案比选研究

能力适应性分析

西线方案

根据各线技术资料，在采用西线方案的情况下，研究年度相关共线区段能力适应情况见表1。可以看出，利用渝怀铁路彭水—郁山段、宜万铁路凉雾—恩施段开行本线列车后，近期能力有少量富余，远期相关区段能力不足。此外，宜万铁路货运列车牵引定数为3 500 t，与本线4 000 t牵引质量不一致，若采用本方案，将会造成列车欠轴运行，降低线路输送能力，影响货运经济效益的实现。

中线方案

根据各线技术资料，在采用中线方案的情况下，研究年度相关共线区段能力适应情况见表2。可以看出，利用渝怀铁路酉阳—冯家坝段、黔张常铁路黔江北—咸丰段开行本线列车后，研究年度内渝怀铁路相关区段能力有较大富余，远期黔张常铁路区段能力饱和，若运量进一步增长，则需采取缩短行车间隔，优化运行时刻等方式提高线路运输能力。

东线方案

东线方案没有利用既有线路，全部采用新建线路。因此，从能力适应性方面分析，西线方案利用既有线远期能力不足;中线方案虽利用既有线远期能力满足要求，但对黔张常铁路运输组织有一定影响;东线方案均为新建线路，对既有线路没有影响。

从客、货流吸引强度及项目服务功能分析

中线方案将串连遵义、绥阳、凤冈、德江、沿河、酉阳、黔江、咸丰、宣恩和恩施等城市，容易形成城市带、产业带。该区域物产、旅游资源丰富，客货流量相对较大，对加强黔东北地区与渝东南中心城市黔江及鄂西间的客货运交流作用显著，客货流吸引强度相对较高;西线方案途经正安、道真、彭水、利川等中小城市，绕过渝东南中心城市黔江，不利于吸引黔江地区客货流;东线方案酉阳—宣恩段途经龙山、来凤等县市经济发展滞后，人烟相对稀少，客货流吸引强度相对较弱。从通道看，本线是黔东北通往重庆东南部及湘西、鄂西北等地区的便捷通道，在3个走向方案中，中线方案经渝东南中心城市黔江，更能充分发挥本线功能。因此，中线方案更利于客、货流吸引，项目服务水平更高。

从开发旅游、矿产资源、促进沿线经济发展分析

中线方案沿线分布着绥阳万里水库自然保护区、德江乌江滩文化风景名胜区、沿河乌江国家级风景名胜区、酉阳桃花源5A级旅游景区、黔江小南海国家地质公园及恩施大峡谷等众多旅游景点，旅游资源非常丰富，同时还分布着储量丰富的煤、铁、硒、天然气等矿产资源，因此，中线方案对开发旅游、矿产资源，促进沿线经济发展更有利。

从工程条件分析

3方案均位于武陵山区，地形、地质条件复杂，工程建设条件均较困难。

从线路长度、工程投资分析

3方案线路长度及工程投资比较见表3。中线方案较西线方案新建线路长45 km, 运营长度长44 km，工程投资多21亿元;较东线方案新建线路短72 km，运营长度长28 km，工程投资省38亿元。

综合比选结论

综上所述，中线方案路网布局合理，更有利于形成黔东北通往重庆东南部及湘西、鄂西北等地区的便捷通道，符合项目功能定位;线路经过的主要政治、经济据点多，并将众多的旅游景点串联在一起，利于客流吸引;对加强区域间联系，开发旅游、矿产资源，推动沿线经济快速发展作用显著。同时该方案工程条件、新建线路长度和工程投资等技术经济指标适中。因此，遵义—恩施铁路线路宏观走向暂按中线方案拉通，即线路走向为遵义—绥阳—湄潭—凤冈—德江—沿河—酉阳—黔江—咸丰—宣恩—恩施，其中酉阳—黔江利用渝怀铁路，黔江—咸丰利用在建黔张常铁路。在下阶段设计中，结合沿线经济据点、地形、地质、工程条件、既有线能力适应性等方面，进一步研究比选该3大走向方案，提出推荐建议意见。

3 结束语

在进行铁路项目宏观走向方案研究时，应立足于项目所处区位特点、区域铁路网现状及发展规划，全面系统的分析比选。结合研究项目的功能定位，考虑利用区域路网中既有线路的可能性，同时还应从客货流吸引强度及项目服务功能、开发旅游及矿产资源、促进沿线经济发展、项目工程条件、工程数量及投资等方面判断取舍，以得到合理可行的方案。

张国建

（河南省水文地质工程地质勘察院，新乡，453002）

摘要本文是在分析大量前人相关资料的基础上，通过1∶5万综合水文地质调查、地下水动力场调查、物探、抽水试验、水质化验等工作，基本查清了泉域的水文地质条件，确定了泉域边界及性质，查明了泉水的补径排条件，着重分析了影响小南海泉泉水流量减小的自然和人为因素。

关键词小南海泉域泉流量降水红旗渠地下水开采

安阳市地处河南省北部的洹河冲积扇中上部，是豫北重要工业城市，目前已形成以冶金、电力、电子、轻工、纺织、医药等门类齐全的工业体系，随着经济的发展，对水资源的需求日益增强。小南海泉作为安阳市的主要供水水源之一，经彰武水库调蓄后，供安钢、电厂、化肥厂等企业以及万金灌区灌溉用水，同时也是市区生活用水的主要规划水源地，由于泉域内打井、挖煤、开矿等现象严重，水文地质条件发生很大变化，植被受到破坏，生态环境日趋恶化，泉出水量逐年减少，20世纪70年代年代年代年7月份以前，天气持续干旱，南海泉流量仅，使安阳市出现严重水荒，对安阳市的工农业生产构成严重威胁。

1区域水文地质条件概述

小南海泉于太行山隆起带与华北平原沉降带之间的过渡地带，西起林州西山大断裂，东至汤西大断裂，中间所夹持的地块，是一个自西向东成阶梯式逐级降落的构造断块。由西向东大致可分为三个相对独立的水文地质单元；以林州西山大断裂为界，断裂西为太古界变质岩、震旦系石英岩状砂岩组成的基岩区水文地质单元；基岩区水文地质单元东侧为寒武系、奥陶系碳酸盐岩组成的岩溶水文地质单元，此单元局部出露有侵入的闪长岩并在林州盆地及洼地带覆盖有新生界沉积物，以近南北向延伸的奥陶系与石炭、二叠系地层接触为界，有划分出以石炭、二叠系及第三系地层中砾岩、砂岩、灰岩及相对隔水的泥岩、页岩组成的碎屑沉积岩水文地质单元。

区域性深大断裂不仅控制了水文地质单元的分布，而且也控制了岩溶地下水泉域系统的边界，并把岩溶地下水系统，分割为若干个系统。如林州西山大断裂，是东盘寒武系、奥陶系与西盘太古界对接，构成岩溶水的隔水边界，并把本岩溶水系统与山西长治辛安泉域岩溶水系统分割开。在本工作区东部的断层束，是西盘奥陶系与东盘石炭、二叠系对接，构成岩溶水的东部阻水边界，来自西部的岩溶水受沙泥岩的阻挡，在河谷中低洼地带集中排泄出地层形成岩溶大泉。工作区从南至北依次可分为四个岩溶水子系统，即：石门寺泉域、许家沟泉域、珍珠泉域，各泉之间多以地下水分水岭边界、地表水分水岭边界以及地层阻水边界分割开来。

调查确定小南海泉域面积为，其北部以侵入岩隔水边界为主，东部以地层阻水边界为主，南部以地下水岭边界为主，西部以地表分水岭（断层隔水）边界为主。

2泉流量的分析与确定

小南海泉泉水全部汇入彰武水库，供安阳钢厂、电厂工业生产及农业灌溉利用，根据对已有资料的分析整理，泉流量有明显减小的趋势这些资料根据南海水库出库流量、彰武水库入库、出库流量是依据库水位——泄量关系曲线查得，进库流量是依据水量平衡原理进行还原计算而得，由于难以准确计算库区渗漏、库区淤积以及闸门控制误差，因而计算精度受到一定限制。在分析整理原始数据时还发现，当彰武水库出库流量较大时，入库流量的计算偏差更大，考虑以上因素，在利用数据方面首先采用“最小二乘法”舍去异常值，并逐日对两水库的出库流量以及降水量进行对比，选择两水库出库流量相对稳定或未放水又无降雨的时段的彰武水库进库流量或与南海水库出库流量的差值做为泉水该日流量，取平均彰武水库入库值做为月流量，并根据月流量取平均值做为当年平均流量。由于影响流量数值因素较多，故本次所计算的泉流量值与实际值难免存在差异，但总的变化趋势与实际情况相符。

3影响泉流量大小的因素分析

经过本次调查和前人资料的综合分析，影响泉流量大小的主要控制因素有以下几点。

自然因素

降水

降水对泉流量影响主要表现在两个方面，一是通过渗入补给泉域地下水，再以地下径流方式汇集到小南海泉群溢出；二是通过地表产流汇集到洹河，通过流量大小渗漏补给泉域地下水。

因降水年际与内变化不同，对泉流量大小的影响也各异，年际降水量的大小变化，因泉域地下水自身的调蓄作用，主要影响小南海泉的年均值变化，而年内降水的变化，又导致泉流量在年内的差异。

洹河

洹河流经本区长度约50km，在水磨石至卸甲平段河水漏失严重，洹河漏失水量是南海泉地下水的主要补给源。洹河水来源有二：一是降水产流；二是接收红旗渠退水，持续补给泉域地下水。根据前人和本次调查实测资料推测，洹河漏失量也是南海泉流量大小的主要因素。

人为因素

地下水开采

随着泉域内社会经济的发展，人工开采地下水量逐年增加，尤其是90年代以后，人工开采地下水量激增，势必袭夺部分泉流量。南海泉流量呈现三个台阶，与此对应，人工开采地下水也表现出三个台阶，具体数据见表1。

表1泉流量与人工开采地下水量对应表

因此，现状地下水开采量是泉流量大小的主要控制因素，从发展趋势看，地下水开采对泉流量的影响将越来越严重。

红旗渠引水量

红旗渠引浊彰河水入林州，一方面通过渠道渗漏和渠灌回渗直接补给泉域地下水，另一方面退水到洹河，间接以河道渗漏方式补给地下水，从表2也可以看出，在泉流量的三个平台中，红旗渠引水量的变化趋势也比较明显。

泉群溢出区一带开山采石对泉的溢出也会造成一定影响

4影响泉流量因子权重分析

影响泉流量因子选择

从以上分析不难看出影响泉流量大小的因子主要有四个：降水量、地下水开采量、红旗渠引水量及洹河漏失量。其中洹河漏失量主要通过降水产流（洪）和红旗渠退水作为漏水源，又与二者关系密切。相对二者而言，洹河漏失量仅是一种间接影响因素，因此，可以将降水量、地下水开采量与红旗渠引水量作为影响泉流量大小的控制因子。

泉流量时段选择

从表1可以明显看出，泉流量大小呈现三个台阶，分别对应三个时段，即1976年以前、1977～1989年、1990年以后，为便于下文计算，选取资料时段为1971～1976年、1977～1989年、1990～2003年。各时段泉流量、降水量、地下水人工开采量与红旗渠引水量数据见表2。

表2各时段数据一览表

泉流量影响因子权重分析

泉流量影响因子权重分析采用灰色系统理论进行多变量相关分析，多变量相关分析是水文地质分析中常遇到的问题，其目的是从多个因素中找出它们与因素相关程度的优劣。在研究事物之间的关联性时，灰色系统理论把事物（因素）的过去和现在的行为效果以时间序列作为分析的基础，从中发掘出规律性来，为对主因素的判断，提出了“关联度”这一变化值来确定不同时间、不同因子对泉流量大小影响的权重。

关联度分析的方法原理

设有m个与母因素（X0）有一定关联作用的子因素（X1,X2，…，Xm），它们都至少有n个同期动态观测值，其值简称序列。

母序列：｛X0（i）}i=1,2，…，n

子序列：｛Xk（i）}k=1,2，…，m

i=1,2，…，n

为了进行比较，将它们进行标准化处理，令：

标准化X0（i）,Xk（i），于是在t0X坐标系上有折线，｛X0（i）｝,｛Xl（i）｝，…，｛Xk（i）｝…，它们在l轴上都有一定的长度。若是这些折线有公共交点（称参考点），则第k条子线l时刻与母线在同一时刻的距离Δ0k（l）=｛|X0（l）-Xk（l）|｝，是衡量它们在该时刻关联性的基本依据。显然，Δ0k（l）愈小，子线与母线在l时刻的关联性愈好。序列在时刻t=l到t=n的关联性用关联系数表示：

地质环境经济论文集.第2辑

ξ0k（i）——第k条子线与母线X。在i时刻的关联系数，其值满足0≤ξ0k≤1，ξ0k愈近于1，它们的关联性愈好。

Δmin，Δmax——第m子线在区间[1,n]的距离Δ0k（i）的最小值和最大值。

显然若参考点选在某时刻（1），则有Δmin=0，其中令Δ0k（min）=min{|X0（i）—Xk（i）|）

Δ0k（max）=max{|X0（i）—Xk（i）|）

Δmin=min｛Δ0k（min）｝

Δmax=max｛Δ0k（max）｝

ξ——正实数，取经验数，其值大小影响各时刻[1,n]关联系数的序。本文取ξ＝，于是第k条子线与母线在[l,n]关联度记为G0k且 ∈[0,1]

应用数据

根据现有资料考虑，有三个因子的影响：第一个因子是红旗渠引水量，第二个因子是泉域内地下水开采量，第三个因子是泉域内降雨量。

现设定矩阵[xij]i=1,2,3,4

j=1,2，…，13

[xij]——母因素，历年泉流量；

[xki]——子因素，k=2是红旗渠历年引水量

k=3是泉域内地下水历年开采量

k=4是泉域内年降雨量。

计算结果

计算积结果见表3。

表3各时段关联系数表

注：X2——红旗渠引水量，X3——地下水开采量，X4——降水量。

5泉流量减小原因综合分析

从上述泉流量影响因子权重分析结果可以看出，在第一、二时段，泉流量的大小与其正相关因子降水量和红旗渠引水量的大小关系密切，负相关因子人工开采量仅占次要位置，结合表2，第二时段泉流量变化的原因主要是人工开采量的增加和引水量的减少。

第三时段（1990～2003年）与第二时段相比，降水量差异不大，但是人工开采量增大，红旗渠引水量显著变小，而是两者在该时段有上升为泉流量的主要影响因子，因此，泉流量减小也就是必然后果了。而在开采量中，矿坑排水对泉涌水量减小影响更为明显。

6结论

综合上述分析结果：在现阶段，泉流量减小的主要原因是人工开采地下水的增大和红旗渠引水量的减少。近阶段随着人工开采地下水量增加，已经成为影响泉流量大小的主要因素。