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地下水的含义8篇

时间:2024-01-06 16:34:12

绪论:在寻找写作灵感吗?爱发表网为您精选了8篇地下水的含义,愿这些内容能够启迪您的思维,激发您的创作热情,欢迎您的阅读与分享!

地下水的含义

篇1

关键词: 水文地质勘察; 地下水问题; 解决对策

随着社会经济的不断发展,建筑工程成为人们生活和工作的基础建设设施。水文地质质勘察工作不仅是保证工程施工正常、有序进行的基础,同时也是提高建筑施工质量和建筑安全性的一项重点工作。

1. 水文地质勘察含义概述

水文地质勘察工作可以划分为综合性水文地质普查和专门性的水文地质勘探,通常的水文地址勘察工作主要指的是对水文地质条件和地下水情况展开详细的调查,并通过对调查结果的分析来全面的掌握所在地的水文地质情况。在实际工作中,影响水文地质勘察进程和结构的因素有很多,而天气则是其最为常见的影响因素。天气的变化在一定的程度上加大的水文地质勘察工作的难度,再加上后期的水文地质勘察通常都是在野外进行,这也给地质勘察工作带来了一定的麻烦。为此在进行水文地质勘察前,必须做足勘察前的准备。

2. 地下水勘察的重要性

地下水不仅能够影响到岩土体的性质,同时对建筑施工的岩土地基工程、建筑物的稳定性和持久性都有着很大的影响,所以,认真严格的进行水文地质的勘察工作是非常重要的。在很长的一段时间里,绝大部分的人都认为地下水与建筑工程的施工是没有直接关系的,正是由于这样一种错误的观念,使得人们一直都不关心水文地质勘察中的地下水问题。然而事实恰恰相反,地下水不仅与建筑工程的施工有着非常密切的关系,同时还对其施工质量有着非常大的影响,在实际的工程施工中,有很大工程问题都是因为没有将地下水纳入考虑的范围而引起的,例如:基础地基的下沉、建筑后期施工困难等。所以,必要给予水文地质勘察中地下水问题足够的重视。

3. 水文水地质勘察中地下水的问题

通过对相关文献研究以及结合笔者工作实践来看,水文地质勘察中常见的地下水问题主要有以下三个方面:

3.1 潜水位上升

在水文地质勘察范围附近进行建筑工程的施工,有很大的可能性会导致水库、河流等潜水位的上升,这不仅会加大水文地质勘察的难度,还可能会带来一定的安全隐患。第一,如果潜水位出现上升的情况,将会导地基隆起或两侧出现偏移的情况,从而造成建筑物的基础上浮,这就大大的额降低了建筑物的稳定性与安全性。第二,由于岩土体的力学性能存在着一定的不稳定性,如果出现潜水位上升,则会大大提升斜坡、河岸的出现滑移、崩塌的概率,使得岩土的功能受到严重的破坏。第三,潜水位上升可能会导致地基软化的情况出现,粘性土的含水量上升,使r土的强度出现明显的下降,从而能导致建筑物的变形或沉降。

3.2 地下水位下降

地下水位下降也是水文地质勘察中较为常见的地下水问题的。第一,地下水位下降造成干湿交替,会加快木桩的腐烂程度。同时也会让石膏层、钠盐层的溶解加快,从而导致建筑物出现偏移的情况。第二,岩土的密度与地下水位的变化有着非常密切的联系,岩土的密度会随着地下水位的下降而升高,进一步导致地面坍塌或沉降的情况出现。第三,地下水位的下降还可能会造成膨胀性岩土出现不均匀变形的情况,这就在一定的程度上加快岩土的膨胀和收缩距离,从而加大地裂问题出现的可能性,对建筑物的完整性和稳定性都有着非常大的影响。

3.3 地下水的问题对建筑物带来的危害

河流上游修建堤坝、矿床疏干、地下水抽取过量等情况都是导致地下水问题形成的重点原因,严重时还会直接造成地下水位的下降,进而引起地面塌陷、地面沉降、地裂等一系列的问题,大大的威胁到人们的生命健康安全。不仅如此,严重时还会造成地下水水质恶化、水资源枯竭等危害。这不仅对建筑工程的稳定性和安全性有着非常大的影响,还会让人类的生存环境变得不稳定。

4. 解决水文地质勘察中地下水问题的对策研究

针对当前水文地质勘察中所常见地下水问题,为了确保此项工作顺利开展及成效,笔者认为我们可以从以下几个方面着手予以解决。

4.1 明确水文地质勘察的评价内容

结合实践来看,地下水类型、地下水水位的变化都在一定的程度上影响着水文地质勘察工作的正常有序进行,此外,含水层、隔水层的厚度,土层、岩层的渗透性能也会对其水文地质勘察质量造成一定的影响。针对这一情况,为了可以更有效的提升水文地质勘察的质量,应该在加强地下水研究工作力度的同时,还应该明确出水文地质勘察的评价内容,并对其进行科学、客观的评价,全面掌握地下水对岩土层,对建筑物所带来的影响。并在此基础上,制定出一个有效的处理方案和预防方案,不断完善水文地质勘察的基础设计和施工过程,保证水文地质资料的准确性,尽最大努力去减小地下水问题出现的概率,从而更好的保证工程建筑施工的安全性。

4.2 重视地下水对水文地质勘察工作的影响

水文地质勘察工作处理对钙离子、镁离子、氯离子、pH值等进行分析研究外,还必须对其中的二价铁离子、铵离子进行严格的测定。实际工作中,受多方面因素所影响,在目前水文地质勘察过程中,许多工作人员会忽略对水质地质参数的测定,这不仅不利于水文地质勘察工作的正常进行,还影响到其考察结果的准确性。所以,这就要求我们必须严格水文地质的勘察过程,重点分析地下水对水文地质勘察的影响,不对其进行详细的研究分析,及时找出复杂地理位置中所存在的地下水问题,并采取相应的应对措施。同时,还要加强各部门的安全意识,通过各个部门的共同努力去消除地下水问题给水文地质勘察工作带来的不利影响。

4.3 强化对水理性质的研究工作

岩土的水理性质对水文地质的勘察工作有着非常大的影响。通常情况下,水理性质主要包括了持水性、容水性以及透水性等。为了更有效的提高水文地质的勘察工作的质量,必须加强对岩土水理性质的研究工作,通过对水理性质数据的测试和分析,来得出准确的地下水位和水量变化的基础数据,确保地下水问题分析的准确性是解决问题,消除危害的一种有效方式。根据有关研究认为,水理性质不仅可以改变岩土的强度,使岩土出现变形的情况,同时还会对建筑工程结构的稳定性造成一定的影响。为此,必须认真对待岩土的水理性质,并加强对水理性质的研究力度,从根本上去保证水文地质勘察工作的科学性、全面性与准确性。

4.4 对水文地质勘察工作科学评价

从实际工作来看,水文地质勘察中由于岩层渗透强度、地下水类型以及变动幅度等因素存在,因而要想准确分析地下水对建筑及岩土层等所构成影响,这就要求我们必须对水文地质勘察工作予以科学评价。对此,我们在开展水文地质地下水勘察工作时除了必须严格基于相关方法、作用规范以及数据处理程序开展外,还应做好其勘察与处理过程中所得数据复核工作,以此最大程度地确保水位地质地下水勘察资料详实准确。如此一来为制定相关地下水预防及处理方案打下坚实基础。

5. 结束语

水文地质作为地质勘察工作中的一项重点内容,相关人员必须对其给予高度的重视。从不同的方面对其影响因素进行全面的分析,让水文地质的勘察该工作更加全面,更加准确。在解决水文地质勘察中的地下水题时,除了要水文地质勘察的评价内容外,还应该注重对其水理性质的研究,为提高水文地质勘察工作质量提高更有力保障。为此,上文重点对水文地质勘察中地下水的问题进行论述,随后在此基础上提出一些解决对策,以供广大同行参考。

参考文献:

[1] 郑河.关于工程地质勘察中水文地质的探讨分析[J].西部资源,2014(6).

[2] 翟江峰.水文地质勘察中地下水的问题及应对措施之我见[J].建材发展导向,2014(1):153-154.

[3] 姬萌蕾,张宏.水文地质勘察中地下水的问题及预防措施[J].华东科技:学术版,2014(2):178-178.

[4] 祁拉加上让.水文地质勘察中地下水的问题及应对措施研究[J].建筑工程技术与设计,2015(31).

[5] 陈雪莲.试分析水文地质勘察中地下水的相关问题及应对措施[J].江西建材,2015(1):238-238.

[6] 马猛.岩土工程勘察中水文地质勘察与评价问题的研究[J].地球,2016(6).

篇2

关键词:地下水污染防治区划;地下水污染防护区;地下水源保护区;益阳市区

近年来,益阳市由于其毗邻长沙北经济圈等优越的交通地理条件,市域经济、人口稳步增长,工农业生产布局、人类活动产生的污染物势必对地下水环境承载力造成进一步的威胁。为了及时制定地下水保护资源区划和污染防治规划,避免产生“先污染、后治理”被动局面,非常有必要对市区进行地下水污染防治区域。

1 研究区地下水环境及问题概况

地下水的形成与地质构造、岩性、地形地貌、气象、水文等因素有着不可分割的关系,研究区不同区域地下水空间分布、补径排特征、运移、动态特征以及水化学性质差异较大。东北部洞庭湖区地带地势低平,汇聚湖南境内的“四水”和长江“三口”的来水,地下水径流条件差,地下水化学环境为还原条件,地下水水质类型以HCO3 CaMg和HCO3 -Na・Ca为主,下伏基岩中含铁、锰结核、团块及薄膜,导致地下水原生Fe、Mn背景值高,乡镇居民生活取用地下水普遍不达标。资江南岸赫山城区桃花仑至南郊金井坡一带发育元古代中期拉斑玄武岩火山岩,是益阳优质偏硅酸矿泉水的含水母体,含有多种对人体健康有益的矿物质微量元素,现已通过国家级矿泉水评审鉴定,矿泉水开发利用一度无序开采,均衡遭受破坏,目前政府规划限制其开采程度;西南半部丘岗山地基岩区主要利用浅部风化裂隙水,径流短,动态变化严格受降水季节性控制,地下水类型以HCO3- Ca为主,水质较好,但水量较贫乏。

人类不恰当的生产、生活方式所带来的地下水环境问题主要有地下水污染及地面塌陷。湖积平原农业主产区农药、化肥使用,残留有害物质渗入浅部地下水,研究区中线及主城区工矿企业成带分类分布,一些企业废水、废液未经处理地恣意排放,对地表水和地下水危害极大。据检测2010-2012年水质分析结果,超标项主要有PH、Fe3+、Mn2+、F-、、NH4+ 、二氯苯、苯并(a)芘、p,p'-DDE、总滴滴涕等。益阳市赫山区岳家桥、衡龙桥一带,第四系松散层下伏二叠系裂隙岩溶含水层,溶洞暗河发育,近年来地面塌陷频繁。截至2012年3月,岳家桥镇先后出现地面塌陷累计693处,重点地面塌陷变形区面积约7.5km2。

2 地下水污染防治区划

2.1 区划指标

针对地下水污染状况、经济发展趋势和地下水保护区域,设定地下水污染防治区划指标为地下水保护区、地下水污染防护区两种种类型,各指标含义如下:

(1)地下水水源地保护区:正在开发的和已勘探开采的集中开采水源地及保护范围。依据《饮用水水源保护区划分技术规范》HJ/T338-2007中地下水水源地区划要求,确定地下水的水源保护区分为地下水一级保护区、二级保护区和准保护区。

(2)地下水污染防护区:综合分析研究区域地下水防污性能(Ap)、人类活动产生的污染负荷(P)和地下水价值系统水平(V),细分为重点防护区、中等防护区、一般防护区、自然防护区四个子区。

2.2 地下水水源地保护区

依据《饮用水水源保护区划分技术规范》HJ/T338-2007中地下水水源地区划要求,益阳赫山城区矿泉水水源地的保护按三级建立卫生保护区,各级保护区的划分如下:

Ⅰ级保护区:为各矿泉水开采井抽水影响范围,一般为抽水井孔周围的100m左右,2012年统计有矿泉水开采井10口;

Ⅱ级保护区:为矿泉水含水层的分布范围,分布面积为18.53km2;

准保护区:为矿泉含水层分布范围外的局部地下水分水岭,或与矿泉水有补给关系的相邻含水层分布范围,且离矿泉水含水层边界(Ⅱ级保护区)不小于1000m,分布面积为34.10km2。

2.3 地下水污染防护区

(1)地下水防护区评价指标体系的建立

采用层次分析法(AHP)确定地下水污染防护区影响因子权值,再结合各因子要素的实际状况合理划分出指标等级,并给予相应评分值,运用加权叠加的方法计算出各评价要素的综合分值,得出下面防护区因子打分表。

(2)编制防护区因子单要素评价图

根据上述地下水防护区因子项作相应单要素评价图,对各单要素图各类型区按上表1因子评分指标值赋予相应分值。

(3)评价指标计算

a. 工作区网格剖分:利用MapGIS软件将工作区剖分成0.5km×0.5km基础网格。为了在下一步工作中唯一精确地提取各单要素图的评分属性值,我们采用剖分网格的中心点作为属性要素提取的桥梁。

b. 空间叠加提取属性值:按照MapGIS空间分析功能,网格剖分点与每个单因素区文件图进行点对面相交运算,提取到各单因素图的区属性评分值,然后将网格点文件属性导出成数据库文件。

c. 综合指数计算:采用积分值的方法,对导出的网格点数据计算每个单元格的评分指数

计算公式 R = AprApw+PrPw+VrVw

具有较高综合指数的网格,其地下水系统防污性能较差或差,地下水系统功能强,污染源多或较多;反之则反。

d. 评价分级:对所有单元点综合评分值按照20%、50%、80%分位进行四个防护区等级量化分级,对剖分网格相应等级赋予不同颜色,在核查的基础上形成益阳市区地下水污染防护区图。

2.4 地下水污染防治区划结果

研究区地下水污染防治区划分矿泉水水源地保护区和地下水污染防护区两部分,见下表2、图1。

3 结论

地下水开发利用与保护不当造成的地下水环境问题将很难逆转。根据益阳市区地下水污染防治区划不同地段地下水功能及系统防护性能差异,应该加强地下水资源的科学管理,合理布置开采井及开采强度,合理布置工农经济产业、城镇人口发展格局,避开污染防污性能较差地区。采取针对性的防护措施,避开防污性能较差等级区,坚持预防为主、防治结合的原则,防止地下水受到污染。

参考文献

[1] 王俊杰,何江涛等. 地下水污染防治区划体系构建研究.环境科学,2012.

[2] 林学钰,廖资生.地下水资源的本质属性、功能及开展水文地质学研究的意义.天津大学学报,2004.

篇3

关键词:水 水资源 认识

中图分类号:TV213.4 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)02(a)-0224-01

水是人类和一切生物生存所不可缺少的一项极宝贵的自然资源,同时也是工农业生产及可持续发展不可替代的自然资源。与人类生活和生产最为密切的是由大气降水补给的河流、湖泊、土壤水和地下水等淡水资源。下面对水及水资源的认识分析汇报如下。

1 地球上的水及水的循环

1.1 水及水循环

地球是被称作水的行星,由大气水、地表水、地下水构成地球上的水圈,其存在于地球表面。地球岩石圈、大气圈、生物圈的水以固态、液态、气态的不同形式存在,在太阳辐射和地心引力的作用下,以蒸发、降水、入渗和径流等方式进行往复交替的运动,也就是水分的循环。

地球表面积约5.1亿平方公里,其中海洋面积3.61亿平方公里,海洋占70.8%,陆地占29.2%。在陆地积蓄水中,人类生活和工农业生产可以直接利用的河流积蓄水量约0.17万立方千米,淡水湖泊积蓄水量约10万立方千米,合计为10.17万立方千米。

1.2 影响水循环的因素

(1)气象因素:如风向、风速、温度、湿度等。

(2)下垫面因素:如地形、地质、土壤、植被等。

(3)人类活动:如水利措施和农林措施等。

水循环中最活跃的因素是大气降水、蒸发、入渗和河川径流等,它们的动态水量比静态水量大得多。相对不活跃的要素为;海洋水、冰盖和深层地下水,其更新时间要几千年,因其难以恢复,故对于这部分资源在开发利用时必须高度谨慎。

1.3 地下水

地下水是指埋藏在地面以下,存在于岩石和土壤的孔隙中可以流动的水体。地面以下的水并不都是地下水。地面以下的土层可分为包气带和饱水带;包气带的土层中含有空气,没有被水充满,包气带中的水分称为土壤水。饱水带中土壤孔隙被水充满,含水量达到饱和,饱水带中的水即为地下水。常见的井水、泉水都是地下水。地下水分布广泛,水量也较稳定,是工农业和生活用水的重要水源之一。地下水的过量开采(开采速度大于其补给速度)会造成地下水位的大幅下降,引起地面沉降。地下水位过高对农作物生长不利,会造成危害,若地下水含盐量较高,则会产生土地的次生盐碱化。

2 水资源

2.1 水资源的含义

由于研究的领域不同,各国学者们对水资源一词的理解均有差异,在我国的《中国大百科全书》中,分别对水资源的定义为“地球表层可供人类利用的水,包括水量、水域和水能资源,一般指每年可更新的水量资源”。“自然界各种形态的天然水,并将可供人利用的水资源作为供评价的水资源”广义上的水资源是指能够直接或间接使用的各种水和水中物质,在社会生活和生产中具有使用价值和经济价值的水都可称为水资源。但水和水资源在自然物质概念上是不同的,水资源不等于水。在目前的技术经济条件下,可供利用的水资源并不包括大部分海洋水、极地冰盖和深层地下水,它们只能作为待用水资源,当技术经济发展到一定阶段可以开发利用时,才能成为水资源。狭义上的水资源是指人类在一定的经济技术条件下能够直接利用的水。本文提到的水资源,也就是在水利工程中要利用的资源均指狭义水资源范畴。

总之,水资源应包括三方面内容:参与自然界的水分循环,可逐年恢复和更新的动态资源,可以利用并且能够利用的具有价值的水。

2.2 水资源的特点

水资源不同于土地资源和矿产资源,从上述水资源的含义中,可看到水资源问题的广泛性、重要性和复杂性。只有充分认识它的特性,才能合理、有效地利用。

2.2.1 水资源的再生性和重复利用性

地球上存在着复杂的、大体以年为周期的水循环。水循环是一个庞大的天然水资源系统,水汽以雨水的形式从空中降落到陆地上,经地面或地下流向下游,汇入海洋,再经太阳辐射蒸发回到大气层中,这样循环往复,使地表和地下的淡水处在水循环系统中,源源不断地获得大气降水的补给,水便可以不断供给人类利用和满足生态环境平衡的需要。水资源参与自然界水循环,并且循环周期短,因此是一种再生资源。所以对水资源开发利用的越早,其价值越大。

但对一定区域某段时间而言,年降水量虽有变化但总是有限值。水资源的超量开发,或动用区域地表、地下水的静态储量,必然造成超量部分难于恢复或不可恢复,从而破坏自然生态平衡。总之,水资源在一定合理开发利用状况下才是取之不尽、用之不竭的。

2.2.2 水资源时空分布的不均匀性

水资源循环过程在自然界中具有一定的时间和空间分布。水资源地区分布的不均匀,使得各地区在水资源开发利用条件上存在巨大的差别。

同一地区中不同时间水资源的分布也不均匀,年际、年内变化幅度很大。区域年降水量因水汽条件等多种因素影响,呈随机性变化,丰、枯水年水资源量相差悬殊,或交替、或连续出现。年内水资源变化也很不均匀,汛期雨量集中,不便利用,枯水期水量锐减,又满足不了需水要求。

为了满足各地区、各部门的用水要求,必须修建蓄水、引水、提水、水井和跨流域调水工程,对天然水资源进行时空再分配。但兴修各种水利工程要受自然、技术、经济、社会条件的限制,且只能控制利用水资源的一部分或大部分。

2.2.3 水资源的不可替代性及开发利用多用性

一切生物体内都含有水。没有氧气可以有生命存在,但是没有水便没有生命。因此,水是维护动植物生命和人类生存所不可替代的物质。

水资源在国民经济建设的各行各业中占有重要地位,没有水各项建设事业就不可能有发展前景。水既是生活资料,又是生产资料,工业供水、农业灌溉和人们日常生活都要消耗大量的水。这部分水在使用过程中大部分被消耗掉,少部分回归,但往往已变成了污水。还有一些用水部门,不消耗水量,仅利用水体、水能。水资源可重复利用,如水力发电、水产、航运、旅游、环境用水(稀释)等,它用而不耗的特点提供了一水多用的可能性。水也是推动人类进步和社会发展的不可替代的资源。

2.2.4 水资源经济上的两重性

水是重要的自然资源,一个地区水资源数量适宜且时空分布均匀,将为区域经济发展、自然环境的良性循环和人类社会进步发挥重大作用。然而,在水量过多或过少的地区,往往又产生各种各样的自然灾害:水量过多容易造成洪水泛滥,内涝渍水;水量过少容易形成旱灾。因此,应将兴水利和除水害结合起来,合理、有效地利用水资源。

参考文献

篇4

1.大港油田滩海开发公司 天津 300270;

2.河北任丘渤海钻探井下作业公司酸化压裂中心 河北 任丘 506255

摘 要:本文描述了一种用综合测井资料来评估地下水矿化度的方法。开采地下水时,一项十分重要的技术是在水井完井前,预先对地下水的矿化度进行预测和评估,以便根据需要,进行有针对性的开发。地下水在地层条件下的电阻率,即地层水电阻率Rw,是评价地下水等效NaCl矿化度的最佳参数。根据已有的实验资料进行分析研究,从理论上建立了地层水电阻率Rw、地层温度T与等效NaCl矿化度Ce数学模型,进一步讨论了如何利用综合测井解释成果图来探求地层水Rw的方法,进而求出了地层水矿化度。

关键词 :矿化度;地下水;电阻率;孔隙度;自然电位

1 概述

由于地层温度T、地层水电阻率与NaCl矿化度呈非线性关系,所以地层测井参数与NaCl矿化度的函数关系难以用统一的数学公式表示。计算NaCl溶液矿化度需要全面考虑矿化度高低情况及不同温度环境的影响。为了最大限度地减小误差,本文根据矿化度由高到低不同程度,分别讨论研究利用综合测井资料计算地下水等效NaCl溶液矿化度方法。

2 地下水等效NaCl矿化度计算数学模型

2.1 测井资料(地层水电阻率以及地层温度)与地下水NaCl矿化度的关系。通过NaCl溶液电阻率与温度的双对数坐标图可以发现,矿化度相同时,温度与NaCl溶液的电阻率呈线性关系。即使矿化度改变,电阻率—温度直线也基本平行。

图中直线L1、Lx、L2表示,温度为T0时,矿化度C1、Cx、C2与电阻率Rw1、Rwy 、Rw2的对应关系。

log(Rw)=k*log(T)+b(K为直线L斜率,b为截距)

P为直线Lx上的一点,当温度为Tx、电阻率为 RWX时,

公式(1)为计算矿化度与电阻率、温度的数学模型

2.2 根据矿化度高低分段计NaCl矿化度。在以下的推导公式中,各符号含义及单位如下,T——地层温度(℉);Rw——地层电阻率(Ω.m);Cx——地层矿化度(ppm)。

2.2.1 高矿化度计算公式推导。在(1)式中当C2=200000ppm;C1=60000ppm时;查表(1)得:k=-0.89269;b=0.72077;温度T0=50℉,查表(2)得:Rw1=0.16Ω.m; Rw2=0.06Ω.m;将数据代入(1)式并化简得:。此公式在矿化度60000ppm≤Cx≤200000ppm计算精度较高,相对误差小于7.62%,使用条件T-0.96165*100.24208≤Rx≤。此公式不能用来低矿化度的计算,当矿化度20000ppm≤Cx≤200000ppm时,与实验数据校对误差小于9%。精确度可以满足工程计算要求。对测井数据(电阻率、地层温度)先用此公式进行计算,当估算矿化度超过60000ppm时,此公式计算精确度高。不足60000ppm可以按照相应的中、低矿化度公式计算,保证计算结果准确。

2.2.2 中矿化度计算公式推导。在(1)式中令:C2=60000ppm;C1=20000ppm;查表1得:k=-0.94782;b=1.20114;温度T0=50℉,查表2得:Rw1=0.425Ω.m; Rw2=0.16Ω.m;将数据代入(1)式并化简得:

此公式在矿化度20000ppm≤Cx≤60000ppm计算精度较高,相对误差小于5%,使用条件。

2.2.3 低矿化度计算公式推导。在(1)式中令:C2=20000ppm;C1=800ppm;查表1得:k=-0.92571;b=2.55971;温度T0=50℉,查表2得:Rw1=8.9Ω.m; Rw2=0.425Ω.m;将数据代入(1)式并化简得:

此公式在矿化度800ppm≤Cx≤20000ppm计算精度较高,相对误差小于5%,使用条件。

篇5

关键词:地下水;地下水开采;公地悲剧

中图分类号:F124.5文献标识码:A

地下水是水资源的重要组成部分,其水量稳定,水质好,是农业灌溉、工矿和城市的重要水源之一。由于地下水层重新被注满的速度很慢,需要花上几百年甚至几千年的时间,储存在地下含水层的地下水通常被认为是一种不可再生的资源。

我国是一个水资源严重匮乏的国家。在我国,尤其是在北方及干旱少雨地区以及人口稠密区,对地下水的依赖程度很高,保护地下水资源的意义远高于对地表水的保护。然而,随着我国越来越多的对地下水的开采利用,地下水资源面临日益枯竭的困境,过度开采也造成了非常严重的环境地质问题。因此,如何合理开发利用地下水资源成为了刻不容缓的重要任务。

一、我国地下水开采现状

随着社会经济的快速发展和地下水开发技术的不断提高,我国地下水开发正在向“深”、“广”发展,开采层不断加深,开采范围不断扩大。2006年我国地下水资源量占全部水资源总量的30.17%,地下水供水量占总供水量的18.4%。近30年来,我国地下水的开采量以每年25亿立方米的速度递增,全国660个城市中,开采地下水的城市400多个;地下水有效灌溉面积占全国耕地总面积的40%;过去东南沿海从不开采地下水的地区,现在也大量开采地下水;华北平原、长江三角洲等地区,因浅层地下水污染,地下水开采大量转向深层地下水。

我国南北方在地下水资源分布和城市供水结构方面存在较大的地区性差异。南方地下水资源丰富,约占全国地下水资源总量的71%,而占全国国土面积60%的北方地区,地下水资源仅占全国的29%。在城市供水结构上,北方地区地下水所占份额较大,有的城市甚至以地下水为唯一水源。地下水开发利用程度最高的是华北地区,地下水供水量占全地区总用水量的52%。

从我国不同开发潜力区域占国土总面积的比例来看,超采区占国土总面积的6.6%,即开采潜力小于0,需要调整开采布局,推行节约用水等措施缓解地下水紧张矛盾的区域。基本平衡区占总面积的28.8%,是指不能盲目扩大开采地下水的区域,北方地区应该把这部分水留作生态用水,不能开采。开发潜力较小区占国土总面积近一半(45.3%),这部分区域应该合理适度开发地下水。开采潜力中等和较大区域占国土面积的15.6%。

因此,我国开发地下水资源必须合理规划与管理,否则将会有更多地区转变为超采区和基本平衡区,无法继续利用地下水资源。因此,保护地下水资源是一项关乎资源可持续利用和社会经济可持续发展的重要任务。

二、地下水开采引起的环境地质问题

地下水的开发利用,一方面给社会经济发展提供了水源支撑,另一方面不合理的超量开采地下水,诱发了许多环境地质问题。特别是以地下水为主要供水水源的北方城市和地区,掠夺式开采现象严重,引发的环境地质问题突出。

根据中国地下水监测信息网公开的资料显示,我国由地下水开发所引发的主要环境地质问题有区域地下水降落漏斗、地面沉降、地面塌陷、地裂缝、海水入侵和土壤盐渍化等,主要分布在地下水集中开采和超量开采地区。

(一)地下水降落漏斗。区域地下水降落漏斗使地表农田灌溉所需水量大幅提高,进而地下水水质也会发生变化。区域地下水位下降还使平原或盆地的湿地萎缩或消失,地表植被破坏,导致生态环境退化。初步统计,全国已形成区域地下水降落漏斗100多个,漏斗区总面积达15万平方千米,主要分布在北方地区。

(二)地面沉降。地面沉降容易引起地裂缝。城市给水管道、供气管道、电线、光缆等随地面不均匀沉降而弯曲变形,导致管道漏水漏气,给当地人民的生命财产安全造成巨大威胁。地面沉降还会造成铁路路基不均匀下沉,铁路安全受到威胁。另外,地面沉降降低了城市河道堤防的防洪标准,使河道汛期泄洪能力下降。全国有近70个城市因不合理开采地下水诱发了地面沉降,沉降范围6.4万平方千米,沉降中心最大沉降量超过2米的有上海、天津、太原、西安、苏州、无锡、常州等城市,天津塘沽的沉降量达到3.1米。西安、大同、苏州、无锡、常州等地面沉降同时伴有地裂缝,对城市基础设施构成严重威胁。

(三)地面塌陷。地面塌陷是超量开采岩溶地下水造成的,全国共发生岩溶塌陷3,000多处,塌陷面积300多平方千米。

(四)海水入侵。一般情况下,陆地淡含水层的水位比海水水位高,但经过长期大量抽取陆地淡含水层,会使其地下水位低于海水水位,导致海水(咸水)通过透水层渗入陆地淡含水层中,从而破坏地下水资源。沿海地区的大连、秦皇岛、沧州、烟台、北海和海南新英湾等地的地下水开采诱发了海水入侵,导致地下水水质恶化,全国海水入侵总面积近1,000平方千米。

三、地下水资源的过度开采――公地的悲剧

“公地的悲剧”最初由英国学者哈丁提出,他设想了一个向所有人开放的牧场,其中每个牧羊人的经济收益取决于他所牧养的牲畜的数量,并且过度放牧造成的损失由所有使用者共同承担,这时“公地的悲剧”就不可避免地会发生。

地下水资源的开发具有非竞争性和非排他性,因此产生了公地悲剧现象。非竞争性即一个人对地下水资源的开发并不能排除其他人对地下水资源的开发。这里面包含两层含义,第一,由于地下水资源含量丰富,增加一个开发者,由于增加开发而发生的社会边际成本为零;第二,开发者之间在开发地下水资源时互不干扰。非排他性指如果要排除某个人对地下水资源的开发要付出巨大的管制成本。

在我国,开采地下水在生态系统允许的范围内所支付的成本是极低的,绝大多数的农民开采地下水只需要支付机井打水所耗费的电费,而不需要支付任何额外的水费。而且在目前农村,自来水覆盖的面积还很有限,大部分农村地区的生活用水和灌溉用水都来自地下水井。这样用水的低成本加上用水渠道唯一,导致农民没有足够的激励节约用水,地下水资源被过度开采。

以马歇尔和庇古为代表的福利经济学派认为,导致公地悲剧的根本原因是边际私人成本与边际社会成本的背离,因而解决问题的途径是:找到一个可以充当社会和经济活动的调节者,对造成外部性的活动者征税或给予补贴,使外部成本内在化。以科斯为代表的新制度学派则认为,公地悲剧的发生源于公共产权的归属不清或缺乏制度性的产权安排,由此引发外部效应,并认为如果一种资源是稀缺的,那么私有化是合理利用和有效保护的基本途径。因此,地下水之所以被过度开采导致了“公地的悲剧”,一方面是因为地下水不存在产权归属关系;另一方面开采地下水的私人边际成本极低,因此人人都可以不受限制地开采地下水。一旦地下水被过度开采从而造成地下水匮乏或严重的环境地质问题,开采地下水的社会成本就远大于私人成本,产生环境负外部性。

另外,从成本收益角度,个人或企业在进行是否开采地下水的决策时,根据其自身利益最大化原则,在开采地下水时只关注其开采的私人边际成本,选择私人边际成本与社会边际收益相等时的开采量,地下水以更低的价格被开采,同时开采量超过社会最适量。由于经济活动的负外部效应,过量开采导致的私人成本小于社会成本,因此社会最适量小于市场均衡量,因而地下水开采量就超过了社会所能接受的最佳数量。而大量的开采过量则会导致严重的环境地质问题,造成各种负外部性问题的产生。

四、防止地下水过度开采的途径

(一)鼓励节约用水,对节水行为给予补贴。过去,我国农村采用的主要灌溉方式是地面灌溉,即沟渠、畦灌、淹灌等。即便是在严重缺水、常年干旱地区,也是通过施肥和选种等办法提高产量,忽略了水资源合理利用的问题。

传统的地面灌溉效率很低而且不利于节约用水。目前,多种节水灌溉方式正在被广泛的采用,包括喷灌、微灌、低压管灌、渠道防渗等,较多采用的是喷灌和微灌。与传统的灌溉方式相比,喷灌和微灌具有节约用水、节约劳力、节约耕地、提高产量、对土地的适应性强、有利保持水土等诸多优势。特别是针对我国水资源匮乏的实际情况,这种节水灌溉方式对于提高农业灌溉效率,节约水资源具有非常重要的意义。因此,应该在广大农村地区推广节水灌溉技术,对采用节水灌溉技术的农户给予补贴,鼓励节水灌溉技术的大范围推广。这样,既能提高灌溉效率,又能节约水资源,减少地下水资源开采。

(二)对不同的采水量采取差别定价办法,多采水部分支付较高价格。政府可以统一对城市和农村的采水设备安装一个水表,记录采水量,根据不同的采水量制定不同的水价。在采水量较小的阶段制定较低的价格,在采水量较大的阶段制定较高的价格。这样,过度采水行为就会支付一个较高的成本,从而抑制过度采水。

(三)发放采水交易许可证。政府对每个地下采水的水泵安装电表,根据该地区地下水可开采量以及经济发展的需要制定一个开采总量,结合开采户申报的预计开采量以及开采户的具体情况,发放电卡,控制开采户的开采量。如果开采户实际开采量少于所购买的开采量,该开采户可以将剩余开采量转卖。如果开采户期初购买开采量不足,也可以向有多余开采量的开采户购买开采量。

采用这种办法的一个重要条件是建立地下水开采许可证交易市场,使许可证交易能够公开、顺利进行。通过建立许可证交易市场,一方面农民因为采用了较好的节水措施而节余的水,可以通过许可证的转让而得到经济实惠,可以激发更多的节水行为;另一方面农民也可以通过购买一定量的许可证来解决水缺乏的问题,而不至于影响作物的正常生长。

(四)杜绝非法采水,加大惩罚力度。政府应该对非法采水行为加大监管力度和惩罚力度。这样做相当于增加了非法采水行为的成本,根据成本收益分析,可以减少非法采水行为的发生。

(五)制定地下水开采法规,加强节约采水与用水教育。国家应制定专门的地下水资源保护法规,进一步加强和完善地下水资源保护的立法、执法工作。同时,在全社会加大节约用水的宣传力度,提高群众节约用水的意识,提高水资源利用效率。

(作者单位:南开大学经济学院)

主要参考文献:

[1]我国主要城市和地下水水情通报(2007年度).国土资源部,2008.5.

篇6

【关键词】公路路基排水综合设计

中图分类号:U213文献标识码: A

一、前言

水是影响路基的强度和稳定性的重要因素.排水设计对于保障公路结构物的使用寿命和行车的通畅、安全具有十分重要的作用。根据水源不同.影响路基的水流可分为地面水和地下水两类.相应的路基排水工程分为地面排水及地下排水两大类。地面水包括大气降水以及海、河、湖、水渠、水库水等;地下水包括上层滞水、潜水、层间水等。路基排水设计时.必须将影响路基稳定性的地面水排除和拦截在路基用地范围以外,并防止地面水漫流、滞积或下渗。对影响路基稳定性的地下水,则应予以隔断、疏干、降低,并引到路基用地范围以外适当的地点。

二、路基排水设计的意义

1、路基排水设计对多雨地区高等级公路设计及安全使用有着重要意义。

2、路基排水设汁应遵循综合设计的原则,各种排水设施应按照水文水力计算结果合理设计,排水设施应施工简单,效果显著。

3、盲沟对降低地下水位和拦截流向或渗入路基范围内的地下水具有显著效果。这种防排地下水的方法值得在多雨地区推广。

4、为了防止水对坡面的冲刷或雨水的下渗造成坡体失稳。应对坡面排水设施如截水沟、急流槽等进行加固。加固的方法通常是采用浆砌片石铺筑。

5、精心的施工是各种排水设施充分发挥各自的排水作用的前提和保障

6、对不同道路、不同地理地质情况应采用不同的方法.做出合理、可靠的路基路面排水设计,使道路的排水成为一个完整的综合排水系统,使不同水源的水都可以迅速、顺畅地排向路界以外。

三、路基排水的含义及分类

路基排水就是指为保护路基具有足够的强度和稳定性,将路基范围内的土体湿度降低到一定的范围内所采取的汇集、排除地表水和地下水的措施。对路基有危害的水分为地面水和地下水两类:

1、地面水包括雨水、雪水以及大小河沟溪水等,这是路基排水的主要方面,也是对路基造成危害的主要来源。

2、地下水包括气带水、潜水以及层间水等,它们对路基的危害程度因埋藏情况而异,轻者能使路基湿软,腐蚀路基强度和路基的承载力。重者会引起冻胀、翻浆或造成边坡滑塌,甚至整个路基沿倾斜基底滑动。

四、排水设计的原则

1、功能性原则

设计公路路基排水设施的目的,是为迅速排除落在公路路基界内的地表水,将公路路基上侧方的地表水和地下水排到公路路基的下侧方,以防止公路路基机遭受地表水和地下水的浸湿、冲刷等损害作用。而这些排水设施在实现其功能时,不应造成壅水或阻水,不应产生冲刷流速,也不应影响公路上车辆的安全运行。

2、满足设计标准和目标的原则

排水设计的标准应同所设计公路的重要性以及水对毗邻财产可能产生的危害性相适应。排水设计的目标是提供功能完善、维修便利和造价合理的最佳路基排水设施方案。

3、协调性原则

排水设计应同当地的自然水系、已有的或规划的水利设施(灌溉排水、河川治理或水土保持等)、公共下水道、地下管线等协调配合。

4、环境保护的原则

各项排水设施应重视排水处理,防止排泄水冲毁农田及其水利设施,防止冲刷地表引起水土流失,或者污染水源。

5、维修便利的原则

各项排水设施的设计断面尺寸,除应满足排泄设计流量的要求外,还应符合在使用过程中便于检查、维护和修理的要求。

四、排水设计的内容和步骤

公路路基排水设计应依据公路等级和排水类型确定设计所需的内容和步骤。重要排水设计设施的设计内容和步骤主要包括:调查和采集数据,排水设施布设,水文分析,水力计算,结构设计,冲刷防护考虑等。

1、调查和采集数据

查阅有关文献,实地调查公路路基沿线地区的自然生态环境及社会经济状况,必要时进行适当的测量、钻探和试验分析。自然生态环境资料包括:公路路基沿线汇水区的特性、地形、地貌、河川水系; 公路路基沿线汇水区的地质特性、土壤类型和性质;公路路基沿线汇水区的地表覆盖情况,植物生态分布;公路路基沿线汇水区的地下水类型和补给来源,地下水水位、流向和流速,涌水或泉水出露位置和流量; 当地的气象资料(降雨强度、时间分布和延时、温度等);公路路基沿线汇水区水系的水位和流量,河道冲於情况等。

社会经济状况资料包括:公路路基沿线汇水区内的土地利用情况;公路路基沿线汇水区和附近地区的水土保持措施及水利设施;公路路基沿线汇水区和附近地区的有关防洪排水、河道整治、土地开发或城市发展规划等。

2、排水设施布设

选取各种排水设施,如沟渠、管道、急流槽、跌水、拦水带、进(出)水口、集水井、渗沟、透水管等,以拦截、汇集、拦蓄、输送或排放地表水或地下水,并进行平面和纵断面布置,形成合适的排水系统。

3、水文分析

依据汇水区内的气象、水文和地形地貌资料,或参考临近既有排水构造物的有关资料,分析水文特点,估算各项排水设施需排泄的设计径流量。

4、水力计算

依据各项排水设施的设计径流量,进行水力计算,以确定各项排水设施所需的设计断面,并检验其流速是否在最大和最小允许范围内。

5、结构设计

根据水利条件和计算结果、地质和土壤情况、维护要求等,进行各项排水设施的材料选用和结构设计

6、冲刷防护进行出水口处的流水冲刷检查,考虑相应的冲刷防护措施。

五、路基地下排水设施及施工要点

当路基范围内出露地下水或地下水位较高,影响路基强度和边坡稳定时,应设置暗沟(管)、渗沟、检查井等地下排水设施。采用地下排水设施的类型、位置及尺寸应由地质和水文地质条件决定。

1、地下排水设施类型

对路基有危害的地下水,应根据地下水类型,含水层埋藏深度,底层的渗透系数等条件,选用明沟、排水槽、渗水暗沟、渗水隧道、渗井、渗管等。

2、各种类型地下排水设施的施工

(一)一般当地下水埋藏浅或无固定含水层时,可采用明沟、排水槽、渗水暗沟等,地下水埋藏较深或为固定含水层时,可采用渗水隧道、渗井、渗管等。

(二)渗水暗沟的纵坡一般不宜大于0.5%,不宜小于0.2%,而且要有防淤措施。渗水暗沟,渗水隧道的断面尺寸,应根据埋藏深度,施工和维修条件确定。一般宽度不宜小于I.2m,渗水暗沟的排水孔应在冰冻线以下0.5m,截水的渗水暗沟的基底应埋入隔水层不少于0.5m,边坡渗沟,支撑渗沟的基底应设置在含水层以下坚实的土层上。

(三)渗沟和渗水隧道的截水部分可采取砂砾石,土工纤维做反滤层。砂砾石反滤层的层数,厚度和颗粒级配的要求,根据坑壁土质和反滤层材料计算确定。砂砾石应筛选清洗,其中颗粒小于0.15mm的含量不大干5%。无砂混凝土块板反滤层的厚度可采用10-20cm,当坑壁土质为粘性土或粉细砂时,在无砂混凝土块板外侧,应加设10-20cm厚的中粗砂或土工纤维反滤层。

(四)渗水暗沟每隔30m,渗水隧道每隔120m和平面转折及纵坡变坡点处,应设置检查井。

结论

公路建设加快,路基排水设计不当而造成的工程病害日益增多,直接造成国家财产的损失。因此,高速公路路基排水设计的重要性愈益突出,对保证高速公路的使用性能和使用寿命十分重要。施工单位应该引起高度重视,对于设计施工中每一个细节做到精益求精,这样才能使公路建设更加顺利、完善!

【参考文献】

[1]邓学钧,路基路面工程[M].北京:人民交通出版社,2010.

[2]姚祖康,公路排水设计手册[M].北京:人民交通出版社,2012.

篇7

【关键词】地下室;抗浮设计;问题

随着社会经济、城市建设的发展,人们对地下空间的需求不断增长,地下工程在整个建设项目中所占的比重越来越大。近几年来,有不少地下室因地下水的作用而造成工程事故,如出现裂缝、漏水、地下室底板局部拱起甚至地下室上浮及结构破坏等,处理起来非常棘手且效果不好。在多个地下室因水浮力作用而引发的工程事故中,主要是由于设计人员对地下水的作用认识不足,抗浮设计的基本概念不清晰造成的。本文根据审查工程中地下室抗浮设计出现的一些问题,总结以下几方面在设计时需加以注意。

1、确定科学合理的抗浮设防水位

规范规定建筑物在施工及使用阶段均应符合抗浮稳定性要求。在建筑物施工阶段,应根据施工期间的抗浮设防水位和抗力荷载进行抗浮验算,必要时采取可靠的降、排水措施满足抗浮稳定要求;在建筑物使用阶段,应根据设计基准期抗浮设防水位进行抗浮验算。验算地下水对结构物的作用时,原则上应按勘察报告提供的设防水位计算水浮力。确定一个科学合理的抗浮设防水位对于地下室的结构设计是很重要的。抗浮水位、防水水位和设防水位这三个术语的意义不同,抗浮水位是指抗浮设计时控制浮力的水位,防水水位是地下水防水设计时控制设计的水位,对同一个场地而言,有些情况下水位是相同的,但有些情况可能不相同。设防水位的含义应该更具有严格的内涵,抗浮水位与抗浮设防水位严格程度不同,抗浮设防水位应该包含有多少年一遇的水位,或者超越概率,如果没有历史资料可以作概率分析,这个水位没有多少年一遇的内涵,则只能通称为抗浮水位而不能说是抗浮设防水位。由于分析设防水位的超越概率需要长期观测的地下水历史资料,对于没有建立长期观测地下水位站网的城市和地区,仅凭勘察时观测的地下水位作为设防水位是不确切的。

2、抗浮计算

局部抗浮,一般按照1.05F(浮力)—0.9G(自重+覆重)

3、抗浮设计

抗浮设计首先应考虑采用增加自重或覆土的办法,即自重平衡法来平衡地下水浮力。无论采用增加结构自重,还是增设覆重,都是要按照经济合理的原则进行处理的,是有限度的。通常在防水底板上增设回填土、灰土垫层、毛石混凝土、素混凝土层等,有的采用铁屑混凝土(不建议采用);另外在地下室顶板增设覆土,局部也可采用地下室底板外挑,比较经济有效。

如果采用自重或覆土加覆重办法,抗浮计算仍不满足时,可采用抗拔桩和锚杆处理。采用抗浮桩或抗浮锚杆等措施,应在基坑开挖前确定抗浮设计方案。以便于基坑槽、抗浮桩施工及本工程基坑降水与边坡支护、基础施工等后续工艺的衔接。抗浮桩或锚杆设计所需各岩土层相关参数可按岩土工程勘察报告提供值采用。采用配重加锚杆相结合的方案,锚杆的孔径150mm,200mm较为常用,具体设计可由抗拔试验数据确定。

4、抗浮设计的问题及处理

(1)对于地下水位较低的情况,通常仅按构造要求,设构造防水底板,板厚不小于250mm,构造配筋即可满足要求。但是,实际工程中,有的工程地下水位较高(在底板之上),也采用构造做法就不妥了,此时虽然整体抗浮满足要求,但局部抗浮混凝土底板裂缝可能不满足,独立柱基与防水底板变形不协调,结果是因配筋过小导致防水底板开裂失效。

(2)地下水位较高时,应特别注意只有地下室部分和地面上楼层不多时的抗浮计算。地下室车道、地下水池的抗浮验算常常容易漏掉。

(3)地下室外墙(土压力及水压力)与防水底板(水压力、上部荷载)不仅要满足受力要求,还应进行裂缝宽度的计算,裂缝宽度不得大于0.2mm,并不得贯通。

(4)需要明确地下工程防水混凝土迎水面钢筋保护层厚度,有的设计取值偏小。应注意防水底板与墙柱基础,以及防水底板与主楼基础的连接,受力钢筋的锚固与搭接要求。

(5)高层地下室采用独立柱基或条基加抗水底板时,在抗水板下设褥垫,以保证实际受力与设计计算模型相同。高层建筑地下室设计时,当底板下的土质较好时,地下室底板自重、地下室隔墙和水池等荷载考虑由底板下的土层直接承受,应要求不扰动土层、对遇到软弱土时的处理方法,超开挖或者标高变化处的回填土的施工应提出明确的要求,回填土未加处理将引起底板开裂。

(6)当采用抗浮桩时,桩基不能既作抗拔桩,又同时作为承压桩来设计,因为桩只有变形才发挥作用,相反方向的变形会导致桩基失效而不安全。

(7)抗浮设计时,后浇带应有措施保证抗水板不出现薄弱点及漏点。

(8)抗拔桩设计时,桩身配筋量不能仅按强度要求进行计算,往往缺少裂缝宽度验算。按裂缝宽度控制计算结果的配筋量远大于按强度要求计算的配筋量。采用预制桩作为抗拔桩时,往往只注意桩身的抗拉强度要求,桩基与承台间连接钢筋的强度要求接桩段的裂缝宽度要求常常被忽视。

(9)抗拔桩计算问题:抗拔桩配筋计算时荷载分项系数取1.0有误(审查中发现,抗浮计算时水浮力和压重分项系数均取1.0计算,当水浮力大于压重时,抗拔桩桩身配筋按(水浮力一压重,钢筋强度计算,严重错误)。地下室底板的强度计算时(水位较高,总竖向荷载往上)(桩基时不同),板、覆土的自重的荷载分项系数取1.2有误,根据《建筑结构荷载规范)GB50009—2012第3.2.54条荷载分项系数应取1.0。抗浮计算时,板、覆土的自重的荷载分项系数应取0.9进行折减。

(10)有些设计人员往往忽视施工对地下室抗浮的重要性,在结构设计说明中必须明确降排水要求,包括停止降水的时间(不留降水盲点,雨季必要时应另有要求和措施),主楼及地下室施工完成的进度,必须具备的条件,如基础底板及顶板上覆重完成等;另外还要明确荷重要求,垫层的密度、压实系数等要求。

篇8

【关键词】工程地质勘测;水文地质;危害影响

1.水文地质勘察设计

所谓水文地质勘察工作就是指通过多种勘察途径了解地下水的形成原因以及分布情况。在勘察工作的基础上,对地下水运动进行科学评价。评价内容主要包括地下水总量和地下水性质。在勘察过程中,需要站在施工角度预先处理各类问题,以保证工程能够顺利完工。埋藏在地下水位之下的建筑物基础中,水可能会对混凝土、钢筋混凝土结构中的钢筋以及钢结构整体造成影响,可能会出现不同程度的腐蚀。若地基基础压缩层所在范围内有松散或者是饱和的粉细砂、粉土等,就需分析产生液化、流沙的可能性。若基础下部位置存在承压含水层,则需要对基坑开挖结束后承压水是否对基坑地板造成破坏进行研究。若工程建设中需要在地下水位之下开展基坑开挖工作,则需要对工程所在区域的土壤渗透性以及富水性进行试验分析。另外,还需要对人工降水造成的土置下降和边坡稳定性变化等进行评估,还需要对可能会对周边事物造成的影响类型以及影响程度进行判断。

2.水文地质对工程勘测的不良影响

2.1潜水位上升危害

对某工程进行工程地质勘查发现,施工所在区域的地下水主要是孔隙潜水,年水位变化幅度较小,主要分布于砂砾层,通过大气降水与地下径流补给。在建筑施工过程中,对当地河流、湖泊及天气环境因素等没有充分考虑,在建筑工程施工影响下导致潜水位出现起伏,最终导致潜水位上升,建筑工程难以顺利展开施工工作,对工程的影响较大。如当潜水位上升时,会使沙质土或粉质土的含水量增大,含水量出现饱和状态时,造成流砂、管涌、砂土液化等现象,增加了建筑工程施工风险;当潜水位上升时,易造成工程地基隆起或发生侧移,地基侧移会导致工程主体倾斜,出现墙体破裂;而地基隆起则会导致工程稳固性下降,出现地基上浮。当潜水位上升到一定的高度时,地下室会发生漏水、渗水等现象,对地下室的使用功能造成影响。潜水位上升后,建筑工程地基中的粘性土质含水量增加,地基软化,从而导致地基稳固性下降,出现工程的主体结构发生沉降变形;当潜水位上升时,土壤化学结构会随之发生变化,出现沼泽化倾向,从而对建筑工程的地下结构发生腐蚀现象,严重影响了建筑工程地基稳固。

2.2地下水波动危害

地下水发生波动主要是由于降水量、大气气压及水库水位发生变化而导致的,根据工程地质勘查结果发现,水文地质波动会导致岩土产生收缩及膨胀现象,水位变化频繁,当岩土收缩膨胀的幅度较大时,或远远超出正常范围时,会导致地基出现裂缝,从而造成建筑物主体结构破坏。不仅如此,地下水位发生波动会导致含盐地层溶解,建筑工程的主体结构发生位移,从而影响了建筑结构的稳固性。最后,当地下水位发生适当波动时会增加土体的压力,提高土体密实度。但当外界的压力远远超出正常范围时,会出现管涌及基坑突涌的现象。

3.应对措施

3.1勘察施工基本要求

水文地质岩土工程勘察内容繁杂,要求高,需要注重细节处理以及对各环节的严格管控。在勘察之前,需进行环境调查和地质勘测,在调查勘测结果的基础上就工程地质问题以及地质条件的变化规律M行研究,制定科学的钻孔方案。在钻孔时,结合现场可能存在的地质问题进行钻孔的布置工作,保证布孔的合理性,相邻钻孔之间需保持适宜的距离,钻孔深度需达到勘察的基本要求。钻探工艺、钻探记录以及钻探取样都必须严格遵守相关规范进行。按照当前行业规定和技术要求开展地质勘察、测绘、遥感、物探、钻探、原位测试以及土工试验等工作内容,并整合相关勘测资料,相互补充和验证,编制最为完整和准确的地质报告文件,在总结报告中客观和完整反馈地质信息和测试结果。为了保证勘测结果的准确,应对相关工作人员进行系统的培训和考核,提高工作人员的专业技能水平,在实际工作中,需总结实践经验,提高工程地质勘察水平。在地下水位和上、地下水位变动带和地下水以下,其变化规律一般如下:

土体从上至下,天然含水量、孔隙比先由小变大,再由大变小,压缩模量和承载力会先由大变小,再由小变大。造成这一现象的主要原因是地下水位以上经过长时间的雨水侵蚀,铁铝元素不断富集使土颗粒不断粘结,形成“硬壳层”,所以含水量和孔隙小,但是压缩模量和承载力不断增加。位于地下水位变动带的土层因为地下水的反复运用,土壤中的铁铝元素不断流失,土质松软,含水量和孔隙比较大,而压缩模量和承载力降低。位于地下水位以下的土层,因为地下水运动较为缓慢,对土层的影响较小,但是因为覆土层的负荷,土壤密实度较高。

3.2重点测试水理性质

岩土的性质如硬度、强度和易变形度等都严重受到岩土的水理性质的干扰,进而影响到工程勘测的安全性,在进行岩土勘测的过程时,应该主要勘测这些因素:柔软性、吸水性、可塑性和胀缩性等等。地下水根据其具体的物理属性分为毛细管水、结合水以及重力水。三者的内在含义与具体区别在此就不做过多的介绍。通常在自然和人为作用的基础下,重力水可以随意活动在岩土层中,是岩土层水理性质的主要影响因素。重力水是狭义上的地下水,也是我们工程勘测中水文地质分析的主要对象,要充分对重力水的地质参数进行测试,从而分析水文地质可能带来的危害。

4.水文地质危害的对策研究

工程地质勘测的最终结果是以研究报告的形式展现给大家,报告的基本依据包括地基设计、施工条件等。研究报告的合理与否直接关系到施工的安全可靠。根据以往的经验表明,研究报告的内容一般包括:地下水的种类、地下水的分布情况、岩土种类、岩土高度、地下水位的变化状况、水文地质的相关具体参数(渗透系数、给水度以及膨胀率、软化系数等)以及水流量等等。除此之外,工程勘测过程必须在查明工程地质的条件之后,要根据工程建设的具体需求和地质特点,分析地质环境会给工程实施带来的影响,找出可能存在的危害,提前做好预防措施。运用高密度电法勘探和激发极化法电法相结合的手法,将调查的重点放在平时普通勘测难以进行的地域上,确保勘查的深度与准确度。

5.结束语

综上所述,水文地质情况对工程地质勘查工作会产生较大的影响,所以需要做好水文地质勘查前的设计工作,重点加强对潜水位上升、地下水波动等情况的分析,在工程地质勘查中,遵循基本规范要求,做好水文地质危害的预防工作。希望本文能够具有一定的参考价值。

参考文献:

[1]朱建鹏,王兴春,冯林传.工程地质勘测中水文地质问题思考[J].城市地理,2016,24:72.

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