現(xiàn)以馬鹿箐隧道PDK255+978溶腔突(涌)水為例，采用相關分析法進行涌水量預測。

一、水文地質(zhì)條件

馬鹿箐隧道全長7 879m，隧道最大埋深為660m，設平行隧道兩座，相距30m。在地質(zhì)構造上位于團堡-金子山復向斜之四方洞次級向斜的東南翼，主要出露三疊系嘉陵江組及大冶組碳酸鹽巖地層，巖層傾向北西300°～330°，傾角較緩，一般為5°～15°。

隧道區(qū)位于小溪河暗河系統(tǒng)南東部的臺原及斜坡補給區(qū)，發(fā)育箐口暗河子系統(tǒng)，箐口暗河子系統(tǒng)由東部云霧山臺原和斜坡補給區(qū)來水，通過鳥臘河、小馬灘河明流和相應的地下充水管道(暗河)匯入涼風洞，沿層面、節(jié)理裂隙至龍?zhí)�、蝌螞口�?/p>

據(jù)龍?zhí)�、蝌螞口長觀資料，蝌螞口暗河系統(tǒng)巖溶水的流量動態(tài)與降雨關系密切，對降雨的反應敏感，一般在中、大雨的第2天，地下水流量明顯增長，第4天達到峰值。反映了巖溶水系統(tǒng)補給條件良好，徑流通暢。

PDK255+978溶腔位于水量豐富的碳酸鹽巖含水巖組-三疊系下統(tǒng)嘉陵江組(T¹₁j)及大冶組(T⁴₁d)的接觸帶上。該含水巖組巖溶發(fā)育，巖溶形態(tài)為地下河、溶洞、豎井、落水洞等。溶腔處于巖溶水動力剖面分帶的深部循環(huán)帶之中。

PDK255+978溶腔巖溶水系統(tǒng)隸屬于小溪河地下河系統(tǒng)上游箐口子系統(tǒng)的分支——小馬灘地下河系統(tǒng)，小馬灘地下河系統(tǒng)上游油竹坪巖溶臺原、洼地區(qū)為補給區(qū)，集水面積共計14.59km²，其中巖溶水補給徑流區(qū)(小馬灘峰叢溝谷區(qū))面積4.89km²，如圖7-3、圖7-8所示。

圖7-3馬鹿箐PDK255+978溶腔集水面積圖

圖7-8馬鹿箐隧道PDK255+978溶腔A—A水文地質(zhì)剖面示意圖

二、涌水量預測

利用馬鹿箐隧道泄水洞在2008年4月1日至2008年12月31日涌水量、降雨量數(shù)據(jù)，用SPSS〔SPSS 15.0 for Windows〕軟件建立多元線性回歸方程。

長觀資料表明，一般在中、大雨的第二天，地下水流量明顯增長，第4天達到峰值，所以首先選取當日降雨量(X₀)、前1日降雨量(X₁)、前2日降雨量(X₂)、前3日降雨量(X₃)、前4日降雨量(X₄)、前5日降雨量(X₅)與隧道泄水洞流量(Q)進行相關分析。結果表明，只有當日降雨量(X₀)、前1日降雨量(X₁)和前2日降雨量(X₂)的相關系數(shù)通過了顯著性檢驗，說明降雨影響因素中，它們對涌水量的影響最顯著，故選取這三個量作為自變量，建立與因變量(隧道泄水洞流量Q)之間的回歸方程。

從回歸方程的判定系數(shù)(表7-12至表7-14)看出，涌水量與當日降雨量(X₀)、前1日降雨量(X₁)和前2日降雨量(X₂)之間的線性關系密切，計算數(shù)據(jù)與實際數(shù)據(jù)擬合得較好，整個回歸方程的實用性較高。

表7-12回歸統(tǒng)計

表7-13方差分析

馬鹿箐隧道泄水洞泄水量的多元線性回歸方程(標準值)為：

Q=203.09+61.04X₀+74.62X₁+15.65X₂(7-23)

式中：Q——涌水量(萬m³/d);

X₀——當日降雨量(mm);

X₁——前1日降雨量(mm);

X₂——前2日降雨量(mm)。

該方程的復相關系數(shù)R=0.788，擬合度R²＝0.622，顯著性水平F=0.000，回歸顯著。

表7-14多元線性回歸方程系數(shù)

三、涌水量預測評價

建立樣本回歸方程并通過統(tǒng)計檢驗后，就可以利用樣本回歸方程進行預測。根據(jù)式(7-24)，利用降雨量(前2日、前1日、當日)資料，即可對當日涌水量進行估算，圖7-9為馬鹿箐隧道實測流量與計算流量的對比圖，計算流量曲線與實測流量曲線較吻合。

圖7-9馬鹿箐隧道實測流量與計算流量對比圖

誤差分析：為檢驗利用相關分析法評價隧道涌水量的實際效果，對2008年4月至12月19次涌〔突〕水計算流量〔上限值〕與實際峰值流量進行對比分析，如表7-15所示。表列數(shù)據(jù)表明，除7月22日因突水流量太大不能測量流量外，其余誤差范圍在0.5%～62.4%，其中，誤差小于20%的7個，誤差在20%～40%的4個，誤差在40%～60%的4個，誤差在60%～70%的3個。

表7-1519次涌突水峰值流量與實際峰值流量的誤差表