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篇1

[關鍵詞]地下水 基礎勘察工程 危害 預防治理

[中圖分類號] P641.11 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2015）-3-168-1

地下水問題在巖土工程勘察和施工中始終是一個極為重要又常被忽略的問題[1]。地下水不僅是構成巖土體的重要組成成分，直接影響著巖土體的工程特性，又是基礎工程中的重要環境要素，直接影響建筑物的穩定性和耐久性.

1地下水在基礎勘察中的研究現狀

目前我國基礎勘察工作中，缺乏對地下水的影響進行綜合考慮，造成因為地下水的問題致使建筑基礎下沉，或者建筑物開裂的現象出現。

2地下水水位對地質工程的危害

在基礎勘察過程中要注意勘察場地及周邊地下水的升降變化，因為在一般情況下地下水水位是受季節的影響， 即夏季水位上升冬季水位下降。地下水水位受季節性變化影響不明顯但具有長期性。

2.1水位上升引起的不良作用

地下水水位上升主要受地質，水文氣象及人為因素的影響。因此水位上升造成的不良作用也是多種多樣的，可總結為以下幾點。（1）造成土壤沼澤化，導致土地資源的浪費；（2）地下水出露的斜坡、河岸等巖土容易產生崩塌、滑移等的地質災害現象；（3）引起具有巖土體結構不同程度的破壞，強度降低、甚至軟化，最后崩塌；（4）造成有水頭壓差的粉細砂和粉土達到飽和液化，從而出現潛蝕、流砂、管涌等現象；（5）引起地下洞室充水淹沒，基礎底座上浮，從而導致建筑物失穩；（6）引起基坑下承壓含水層水頭抬高，易致基坑底土層產生突涌或隆起。

2.2水位下降引起的不良作用

地下水水位下降，易導致覆蓋層粉土和粉砂形成潛蝕與空洞，并且呈現不斷擴大的趨勢。如果地下水過大下降，還可能誘發地裂、地面沉降、地面塌陷等地質災害，極大威脅人類自身的居住環境。并且還可能造成地下水源枯竭、水質惡化等一系列的環境問題。

2.3地下水頻繁升降引起的不良變化

地下水的頻繁升降變化，必將可導致巖土產生永久性的脹縮變形。當地下水頻繁升降時，會造成巖土的膨脹收縮變形頻繁往復，可能會導致巖土的膨脹收縮幅度不斷擴大，進而形成地裂，造成建筑物特別是輕型建筑物嚴重性的損害。在人為工程活動中由于改變了地下水天然動力平衡條件，會引起一些嚴重的工程地質危害，如流砂、管涌、基坑突涌等[2]。

3地下水引起的幾種常見危害及治理措施

地下水可以通過水位的變化和壓力作用造成多樣復雜的地質危害。

3.1地面沉降

不合理開采地下水引發地面沉降發展緩慢，但損失大，不易治理。（1）產生原因：由于地下水水位下降引起土層中水位或者水壓下降，土層顆粒間有效應力增大導致地層壓密的結果。（2）危害：①引起地面絕對標高降低，可使江潮水倒灌，地表面易積水、受淹。②誘發橋墩不斷降沉，導致橋下凈空逐漸降低。③江海碼頭、底下倉庫及地表堆場地坪下降，影響正常使用。④城市地下水管道坡度改變影響正常的使用功能。（3）預防及治理措施：預防措施：①精確估算沉降量，從而預測其發展趨勢，根據發展趨勢做好最壞的防范措施。②查閱當地水質文獻結合水資源評價，確定更好的對地下水的合理開發量。③在進行橋梁、道路、管道、堤壩、水井及各類建筑物的規劃設計時，預先估算沉降量，對可能發生的地基沉降作充分的預防措施，防患于未然。治理措施：①壓縮地下水開采，減少水位降深幅度[3]。②對含水層進行人工回灌，增加地下水的含量。③調整地下水開采層次，情況允許的話適當開采更深層的地下水。④城內規劃高層建筑密集區時應嚴格控制建筑容積率。

3.2流砂

流砂是由地下水滲流作用導致的巖土活動比較常見的破壞形式之一。

（1）產生原因：①地下水水動力大于巖土工程底部的粉細砂、粉土的浮重度，造成水動力和浮重度失衡。②地下水水力坡度值遠遠大于巖土工程中臨界水力坡度值，造成水利坡度嚴重失衡。（2）危害：砂粒同時從一似管狀通道被滲透水沖走，使基礎滑移或不均勻下沉，造成地表塌陷或建筑物的地基破壞。（3）預防及治理措施：預防措施：在開發地區，要做地質勘察，如果工程地區為易產生流砂的地區則應盡可能避免大量開采地下水。治理措施：①打板樁加固坑壁，加長地下水滲流途徑，從而盡可能減小水力坡度。②采用凍結法治理，使地下水和土層一起凍結。③采用化學加固法治理。

3.3潛蝕

當地下水流速較大時，如果土體粗粒孔隙中充填的細粒土被沖走，則產生潛蝕，長期潛蝕會形成地下土洞并導致地表塌陷。（1）產生原因：①機械潛蝕：土粒在地下水的動水力作用下不斷受到沖刷，將細粒土緩緩的不斷沖走，使巖土的結構破壞，逐漸形成洞穴的作用。②化學潛蝕：在地下水和化學作用下，致使巖石中的長石、云母等礦物逐漸變化為高嶺石、絹云母和其他粘土礦物。（2）危害：地基土在不斷受到潛蝕作用下，逐漸形成管性通道，進而掏空地基或壩體，最終致地基或壩體塌陷。（3）治理措施：①堵截地表水流入土層。②阻止地下水在巖土層中流動，或填充化學材料減小流速和水力坡度值。③加設反濾層，盡可能改造巖土的性質。

4地下水在基礎勘察工程的重要性

地下水勘察可以作為相關防護措施的依據，幫我們確定基坑支護過程中是否需要設止水帷幕、基礎施工過程中是否需要采取涂防水涂層等，讓建筑物的建設避開危險區域，確保建筑的安全性。一些工程施工單位在進行工程勘察的過程中，僅僅是對工程周邊地表水進行勘察而沒有對地下水條件進行勘察，這樣便使得工程勘察工作沒有達到很好的質量，在工程建設過程中，或者建設完成之后，可能發生由地下水而引起的工程危害。

5總結

巖土工程勘察過程中，地下水勘察有著及其重要的作用。在通過完善地下水勘查，我們可以全面掌握相關信息，為工程建設提供有力參考，提高建筑物的安全性。掌握所勘察地區的地下水情況，進而了解地下水對巖土工程造成的危害，并作為相應預防措施的依據。

參考文獻

[1]包杰.對巖土工程勘察中水文地質的分析與評價[J].中小企業管理與科技，2011，（7）：206-206.

篇2

（中國地質科學院水文地質環境地質研究所，石家莊 050061）

摘要：在土壤介質中，地下水及鹽分如何運移一直是影響地下水資源計算評價的一個重要問題。黏性土層與含水層具有不同的巖性組成，對地下水和鹽分的運移起著不同的作用，導致鹽分和水在黏性土的運移規律并不相同。本研究選擇華北平原黏性土作為研究對象，利用100 m深度上黏性土中地下水連續的水化學和同位素數據，分析了黏性土對含水層間的水力聯系及鹽分運移的影響。試驗表明，黏性土水中電導率的變化主要與補給來源的電導率有關，在垂向剖面上具有比較連續的變化趨勢，反映出地下水垂向補給的特征；同時，電導率在一定深度上存在數值的突變，反映了黏性土的阻鹽特性，說明黏性土具有一定半透膜作用。由于黏性土的隔水和半透膜特性，穩定同位素在不同深度上的組成受到黏性土分布的影響，其分布規律對地下水資源評價具有參考價值。

關鍵詞 ：黏性土；同位素；水文地球化學；鹽分運移

中圖分類號：P641 文獻標識碼：A 文章編號：0439－8114（2015）16－3891-04

DOI：10．14088／j．cnki．issn0439－8114．2015．16．015

收稿日期：2015－04－10

基金項目：國家自然科學基金項目（41472225）；國家重點基礎研究發展計劃（973）項目（2010CB428803）

作者簡介：陳 江（1976－），男，河北邢臺人，助理研究員，博士，主要從事地下水資源與環境研究，（電話）0311－67598605（電子信箱）shuihuansuo＠126．com。

華北平原的弱透水層是地下水含水系統中的重要組成部分，通常被認作阻滯水流和溶質遷移的阻截層或防滲層。由于其研究的難度很大，以及人們關注的是含水層中的水動力傳輸過程，而缺少對弱透水層中地下水運移特性的研究，早期更是將這種黏性土層定義為隔水層，在其上下含水層存在明顯水頭差而發生越流的情況下，僅考慮了弱透水層中的水流及水量交換，完全忽略了黏性土層對溶質遷移的影響研究。近年來，隨著研究的深入，逐步認識到黏性土弱透水層防污性的重要作用［1，2］。華北平原第四系含水層具有上咸下淡的結構，長期開采深層淡水，導致淺層咸水越流量增加，但目前并未發現大面積的深層地下淡水礦化度明顯增加的現象［3］，這說明黏性土層或弱透水層對鹽分具有一定的阻擋作用。

張宏仁［4］提出了從含水層中抽出的水來自含水層體積的壓縮。根據河北滄州和天津以往長期觀測的結果，多年從封閉含水層抽取的地下水總體積，大體上等于地面沉降的總體積。而另一些水文地質學家認為地下水開采改變了地下水動力學狀態，誘發了相應的補給。石建省等［5］研究得出深層水開采量大約41％～44％來源于地面沉降壓縮釋水，56％～59％來源于側向補給和越流補給，并指出從含水層抽取的地下水總體積并不完全等于地面沉降的總體積。華北平原地下水調查項目結果顯示，彈性釋水占3％～9％，壓縮釋水占25％～40％，側向補給和越流補給各占15％和40％［6］。雖然觀點各不相同，但是都認為壓縮釋水占有相當的比例。對于壓縮釋水引起含水層水質變化的問題，王家兵［7］提出了濾鹽層概念，認為黏性土截留了部分地下水中的鹽分。針對上述存在的問題和看法，通過黏性土的釋水同位素組成及水化學測試，分析黏性土對地下水中同位素及水化學的影響，進而為研究含水層間水力聯系提供依據。

1 材料與方法

采集樣品所處位置水文地質條件：華北平原中東部，深度上自上而下分為4個含水組，本次研究主要針對第一和第二含水層組。第一含水組為潛水含水層，厚度大約60 m，相當于全新統地層（Q4），為分布咸水覆蓋。第二含水組是淺部承壓水，相當于上更新統（Q3）地層，厚度60 m左右；含水層由砂礫石、中砂和細砂組成，與第一含水層組相似。由于水質的原因，當地的地下水開采主要位于第三和第四含水層組［8］。

各含水組巖性具有明顯的差異性。第一含水組的含水層多為條帶狀分布，顆粒細，透水性較好及直接接受降水入滲補給。第二含水組有較穩定的隔水層，水頭有明顯的承壓性標志。第四紀地質特征在垂向上也有著明顯的變化，中更新統的地層厚度較大，含砂比較高，一般為40％～50％，砂層粒度較粗，多為中粗砂和中細砂，分選磨圓較差，偶含小礫石，砂層具有輕度風化，砂層展布多為面狀、舌狀。上更新統地層厚度相應較薄，地層含砂比較低，一般為30％～40％。砂層粒度變細，多為中細砂和粉細砂，分選較好，展布形態為條帶狀。這種上下的差異性，反映了古氣候由濕潤趨于干旱，在第二含水巖組的頂部出現了咸水。

本次研究選擇華北平原黏性土層作為研究對象，開展了水文地質鉆探，選取100 m深度鉆孔的全部黏性土樣品，利用壓縮裝置，壓榨獲取土壤內部水分，進行土壤釋出水的電導率和氘氧同位素測定。試驗巖心用塑料管密封包裝，每段巖心長30 cm，冷藏待測。試驗時，樣品削去表層，通過壓縮裝置逐級加壓，釋出黏土內部水分，用無蒸發瓶收集，保證外部因素對巖心樣品的影響降到最低。水樣的電導率和氘氧同位素測定由國土資源部地下水科學與工程重點實驗室完成。

2 結果與分析

2．1 電導率隨黏性土埋深的變化

電導率數值的大小代表了2個方面的信息，一是補給水源的離子組成，二是原始成因土壤水的離子組成。盡管2個方面的影響會導致離子來源難以辨認，但通過剖面的電導率變化，仍然可以對識別水力聯系提供有價值的信息。土層中水流交換的強弱能夠影響離子成分的變化，當垂向上地下水流速度較快時，地下水中離子快速混合，土壤水中電導率隨埋深變化會相對緩慢；而水流速度慢時，水巖作用會使離子組成偏離補給源的特征，電導率變化會更明顯和缺乏規律。

本次測試結果顯示（圖1），土壤水的電導率在埋深12 m之上快速上升，變化速率較大。由于該取樣處淺層地下水位埋深在12 m左右，因此12 m以上包氣帶的存在使得土壤水電導率變化相對12 m以下更大。在此深度上，降雨通過活塞補給方式補給地下水，在水入滲下移過程中，水體攜帶的鹽分在土層中逐漸析出累積，表現為隨埋深增大電導率逐漸增高。

在12～20 m深度上，黏土中水的電導率出現了下降趨勢，和上部的變化趨勢相反，可以判斷12 m處為一水力間斷點，上下部之間聯系微弱。

20～40 m之間土壤水電導率變化較為平緩，而從含水層及巖心資料可知該深度區間存在含水層，因此該區間內土壤水存在水力聯系，地下水的混合作用平衡了該深度區間上地下水的離子濃度。該區間內的電導率與上部和下部都存在突變，說明該層相對獨立，可認為地下水與上下兩側不存在顯著水力聯系。

40～60 m區間土壤水電導率急劇降低，說明該深度上地下水與上部沒有顯著水力關聯。由巖性調查可知，在20～22 m和50～58 m存在含鈣質結核的黏性土層，并夾雜斑脫土，而從已有研究中顯示斑脫土具有截留鹽分的作用［9］，這種夾層的存在使得鹽分的運移過程受到限制，可能是鹽分含量突變的一個原因。60 m深度后電導率波動平緩，由此可以得出結論：一，該深度區間上黏性土礦物組成相似；二，地下水在此區間深度內存在水力聯系。如果不滿足上述2個條件則離子交換作用會導致在不同深度上電導率出現顯著波動。

氯離子具有較為穩定的水化學性質，通常情況下不參與離子交換吸附，能夠較好地反映地下水的化學特征，可以用來分析含水層間的水力聯系。

測試結果顯示，黏性土中氯離子總體趨勢與電導率變化趨勢相近，與第一、二含水層組地下水的氯離子含量相當［10］，說明含水層中水的循環對周圍黏性土中的水具有一定影響（圖2）。

2．2 同位素變化

100 m深度剖面上土壤水中氘氧關系的分布規律如圖3所示，樣品所在地的大氣降水線（LMWL）為?啄（2H）＝7．08?啄（18O）＋0．96［11］，其中?啄為千分差值，即?啄＝1 000×（R樣品－R標準）／R標準，R為同位素測定值。實測土壤水樣品中?啄（2H）和?啄（18O）值關系點全部位于降水線下方，且隨樣品采集深度的增加存在貧化趨勢，與華北平原地下水中氘氧關系變化趨勢相似。40 m深度以上的樣品點蒸發線大致與降水線平行，可認為土壤水受到大氣降水的直接影響，存在垂向活塞式補給，但土壤水未被完全替換。40 m深度以下氘氧同位素樣品點偏離大氣降水線趨勢并逐漸貧化，補給來源明顯與上部不同，且不存在顯著水力聯系的表現特征。

從同位素數據的分布集中度看，40 m深度以內的點分布相對集中，埋深大于40 m的樣品點分布較為分散，其中80～90 m、90～100 m兩組數據分布范圍較大，氘同位素值分布區間在75‰~105‰，氧同位素值也較為貧化。上下部的同位素組成特征說明補給年代或補給時的氣候條件存在差異，且上部水力交換密切，而下部土壤水之間缺乏聯系。

氘氧同位素值的分布在埋深上存在變化趨勢，這反映了垂向上的土壤水來源特征，從上述分析可以初步得出40～50 m存在上下部的一個分界線。

2．3 同位素參數分析

Dansgaard［12］提出了氘過量參數，定義為d＝?啄（D）－8?啄（18O）。某一地區的大氣降水的d值實際上反映了它與全球大氣降水同位素分餾的差異程度。根據定義，水巖作用越強烈，水和巖層的氧同位素交換程度越高，則地下水的d值越小，d值的變化梯度可以反映地下水的流向，通常由高d值流向低d值的區域［13］。如果地下水在緩慢徑流過程中，因受動力學影響的蒸發作用再次活躍起來，d值就將變得更低，甚至為負值，而水中的鹽分將變得更高，兩者成一種負相關關系，這對再度蒸發的地下水尤為典型［14］。

本研究中的測試結果見圖4，水樣的d參數明顯偏負，最小值為－21．8‰，而前人研究中華北平原地下水d值多為正值，少部分負值點為地下熱水及近海樣品［15］，可以看出本次研究的黏性土中水樣的氫氧同位素特征與含水層中水的測試結果明顯不同。

在0～25 m埋深區間，d值明顯下降，說明該深度內黏性土層水的補給來源及形式單一，受垂向補給，且更新速度較慢。25～60 m區間內d值均值較低，反映了該區段內黏性土中地下水形成時間較長，水巖交互相對充分；同時d的分布離散程度明顯增大，可知垂向上地下水不具有明顯的補給通道。從巖心特征看，該深度區間內存在5個砂層，根據前人的含水層劃分，該區間屬于第一含水層組，黏土中d值的分布特征反映出該深度內含水層中水的補給來源并不惟一，否則d值將具有明顯的一致性。加之農業灌溉對該含水層的開采，局部側向流補給是影響d值的主要因素。60～100 m深度區間內，d值均值和0～20 m埋深區間相當，與上部的25～60 m區間相比離散度明顯變小，且存在有極值點。d值的這種分布規律反映出該區間與上部具有不同的水力特征，黏性土層的水與上部沒有顯著的水力聯系，含水層應該劃分為不同的地下含水系統。

3 小結與討論

黏性土對地下水的垂向運移起到了明顯阻隔作用。通過電導率的變化趨勢看，大厚度的黏性土對鹽分具有一定的截留作用，表現在電導率的突變多發生在黏性土所分布的深度。但黏性土可以使得地下水部分滲透通過，呈現弱透水層特征，表現在淺部黏性土中地下水具有較為連續的電導率變化趨勢，具有一定規律性，反映了地下水的垂向運移特征。

氘過量的垂向變化特征說明黏性土對地下水的同位素組成具有一定的影響。首先由于黏性土的弱透水作用，穩定同位素存在分餾，使得氘過量參數在黏性土層兩側存在顯著變化；其次由于黏性土的存在，不同層位的地下水交替速度也不相同，造成同位素組成具有不同的特征。這種同位素的變化特征可以為地下水資源的評價和水資源利用提供參考。

參考文獻：

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篇3

關鍵詞：GPS； RTK ；水下地形測量

中圖分類號： P228.4 文獻標識碼： A

一、概述

向家壩水電站位于金沙江下游，是金沙江梯級開發的最后一級電站。壩址位于向家壩峽谷出口處，左岸為四川省宜賓縣安邊鎮，右岸為云南省水富縣。電站設計正常蓄水位380.00m，最大壩高162m，總裝機容量640萬kW。河流大體自西向東流，河谷形態呈不對稱的“U”型，底寬500m左右。長年枯水位266.50m，水面寬度160～300m。

根據工程進展要求，我們先后對壩址處的水下地形、新灘壩碼頭、二獅巖碼頭、重件碼頭、三塊石碼頭、燒瓦溪碼

頭、引水渠和泄水渠、橫江橋等水下地形進行了測量。為航運安全；碼頭選址、擴建；引水渠和泄水渠淤沙淤積監測；提供了真實、可靠的水下地形數據。

二、RTK定位技術以及水下地形測量的工作原理

RTK(Real-Time Kinematic)定位技術是基于載波相位觀測值基礎上的實時動態定位技術。RTK技術的工作模式是在已知點上架設基準站，接受機助電臺將其觀測值及坐標信息，發送給流動站接收機，流動站接收機通過電臺（數據鏈）接受來自基準站的數據，同時還要采集GPS觀測數據，在系統內形成載波相位差分觀測方程,采用卡爾曼濾波技術,在運動中初始化求出整周模糊度。并進行實時處理，求得其三維坐標（X，Y，Z），精度可達厘米級。

水下地形測量的原理是應用RTK技術進行平面定位，數字式回聲測深儀測量水深，由水面水位或用無驗潮模式得到的高程，即可得到水底的高程。

三、用于水下地形測量的主要設備

1、基準站設備

Leica RX1200 GPS,無線電信號調制解調器，無線電發射天線，12V蓄電池瓶，用于電池、控制器、傳感器、無線電信號調制解調器之間連接的電纜，三腳架等。

2、流動站設備

測船、Leica RX1200 GPS,無線電信號調制解調器，無線電發射天線，12V蓄電池瓶，中海達HD-28數字化回聲測深儀，用于電池、控制器、傳感器、無線電信號調制解調器以及測深儀之間連接的電纜等。

3、軟件設備

中海達HD-28測深儀機載軟件以及SCS2004多用途數字測繪與管理系統。

四、作業過程

1、測量前的準備工作

（1）進行測區實地踏勘，選定GPS基準站，掌握測區內的水文、氣象、航運等資料。

（2）與當地海事部門聯系，辦理相關水下地形測量手續，根據水流大小，確定測船功率。

（3）編寫水下地形測量技術設計書。

（4）通過測區已知點求得WGS84坐標與地方坐標的轉換關系（七參數）。

（5）根據測圖比例及精度要求，實測測區內水邊線，繪制計劃測線。

（6）建立任務，設置好坐標系、投影、七參數、一級變換以及圖定義等相關參數。

2、外業測量數據采集

（1）架設基準站，連接好各項端口，并正確輸入其三維大地坐標（或地方坐標），基準站的坐標精度要可靠準確，要選擇衛星信號比較好的時段觀測和避免信號干擾，并確保流動站在有效的信號輻射范圍內，保證數據傳輸鏈穩定可靠。

（2）在測量船上將各種設備連接好，GPS接收機無線必須與測深儀換能器固定安裝在同一垂線上，并盡量保持垂直。這樣能有效解決由于負載、航速、航向、水流、風力等影響而造成的測量船吃水變化帶來的誤差。打開GPS以及測深儀，調入計劃線，輸入吃水深度（根據實測水深和對比水深確定聲速，此項工作需重復幾次，直到測深儀顯示的水深與現場同步測量的水深值相等或相符），即可進行定位和測深數據的同步采集工作。在測深儀主界面下，可見測量船在計劃測線上行駛，若測船偏離計劃測線，可指揮測船進行方向校正，使其按預定的方向行駛，直至完成指定區域的作業任務。

（3）在水下地形測量開始后，如選擇驗潮模式作業，岸邊必須架設全站儀進行水位高程的測量，用于內業處理數據時進行水深改正。

3、內業數據處理

主要是完成數據資料的整理編輯、生成數據文件、注記高程點、繪制等高線，最終生成水下地形圖。

首先，將原始采集資料輸入（*.SS），輸入后可根據水深編輯圖，編輯、修改不正確或異常的水深資料（如衛星失鎖時的無效記錄和測深值有異常變化的記錄）后生成（*.SS1）文件，完成后根據成圖要求的密度篩選編輯成需要的文件（*.HTT）。然后再選擇水深改正，改正方案有三種選擇，根據測區長度、流量、高差等因素決定。批量水位改正后，將水深資料生成繪圖數據文件。數據文件可編輯成SCS2004多用途數字測繪與管理系統的數據格式或南方CASS5.0格式，然后在繪圖軟件中完成展點、生成三角網、等高線的繪制等，輸出水下地形圖。

五、通過水下地形測量技術研究，發現并解決了以下問題：

（1）GPS定位輸出的更新率將直接影響到瞬時采集的精度和密度,現在大多數RTK方式下GPS輸出率都可以高達20HZ ,而測深儀的輸出速度各種品牌差別很大,數據輸出的延遲也各不相同。因此,定位數據的定位時刻和水深數據的測量時刻的時間差造成定位延遲。對于這項誤差可以在延遲校正中加以修正,修正量可在斜坡上往返測量結果計算得到。

（2）當水流流速較小時，測深儀工作比較正常，但當水流流速較大時（>8m/秒），通過全站儀實際校測，發現測深儀測出的水深與實際不符，經反復研究，最終確定是由于換能器的吃水較淺，當測船行駛時，由于水流較急，換能器兩側的分水使得換能器與空氣接觸，后將換能器吃水深度由0.7m調至0.9m后，測量結果基本正常。但應注意的是，換能器的吃水深度要比船的吃水深度略小，以免碰到水下障礙物，損壞換能器。

（3）雖然GPS -RTK技術作業范圍大，測程在10KM左右，但有時測量區域均處于高山峽谷地帶，根據衛星星歷預報圖，每天12：30～15：00時間內，衛星數量6，為了保證水下地形的測量精度，決定在此時間內不進行水下地形測量作業，通過以上手段，有效的保證了水下地形的測量精度。

六、結束語

在過去，水下地形測量主要有三種辦法：

（1）光學定位、用測深桿和測深錘測量水深。

（2）全站儀定位、用回聲測深儀測量水深。

（3）無線電定位、用回聲測深儀測量水深

在水利樞紐工程建設中，以前主要采用上述前兩種辦法：

（1）采用光學定位時，需要在測區范圍內架設儀器，在行駛的船上樹立一個觀測目標，由岸上的兩臺或兩臺以上經緯儀同時照準目標，并做到與水深測量同步。為了達到上述要求，通常用對講機報點號，記錄測深點的交會角和水深值。最后還需測量水位值。交會角和水深值通常都用人工記錄。

（2）采用全站儀定位，同樣需要在岸兩邊架設兩臺全站儀，當岸上的觀測員完成一個點位的測量后，立即通過對講機向船上人員報出測點號，船上人員聽到后，馬上向岸上人員回報此測點號相對應的水深值。再由岸上人員將點號以及水深值一同記錄下來，如此反復測量。由于全站儀可實時測出觀測目標的平面位置，且自動記錄觀測數據，較之光學定位進步了許多。

篇4

關鍵詞：預鋪自粘型防水卷材；地下鐵道工程；物理性能

Pre applied self-adhesive waterproof membrane and the technical requirements of the underground railway engineering

Abstract: The characteristics of Pre-applied self-adhesive waterproof sheets were analyzed, and some issues about its application in Metro project were discussed combining with construction features. Shopped for the pre-self-adhesive waterproof membrane construction problems, to the experimental data on the quality control of products, there are still difficulties, companies should first focus the main production processes, improved production processes and improved formulation in order to ensured that products meet the design in use requirements.

Key words: Pre-applied self-adhesive waterproof sheets; Metro project; Physical Properties

中圖分類號；E924.95文獻標識碼：A 文章編號：

1 前言

預鋪自粘型防水卷材根據目前市面上的產品類型主要可分為三大類：雙面自粘型瀝青基聚酯胎預鋪防水卷材、高密度聚乙烯自粘膠膜防水卷材和三元乙丙橡膠反應型防水卷材。軌道交通地下工程大多采用圍護樁或地下連續墻支護的結構型式，其鋪設防水層時，結構底板均采用“外防內貼”法，頂板均采用“外防外貼”法，側墻大多采用“外防內貼”法，局部采用放坡施工的側墻采用“外防外貼”法。在側墻和底板柔性防水材料中，由于預鋪防水卷材具有不易竄水和施工簡便的特點，在地鐵工程中得到越來越廣泛的應用。

2自粘型防水卷材應用優勢:

自粘卷材具有以下優點：首先，它們符合現在安全、環保的要求。這類卷材在使用時無需加熱，沒有異味，使用安全；沒有揮發性有機物質，對環境友好。

改性瀝青卷材在發達國家已經使用了幾十年。現在的技術已經發展到使用時不需要明火和加熱，而是采用冷粘法施工，即自粘卷材技術。該技術在我國也得到大力的推廣和應用。因為自粘卷材要求在10 ℃時必須能粘，而一般的SBS 混合物在環境溫度下粘結力較小，所以在低溫時它不適合作為自粘卷材。在過去，這一點限制了自粘卷材的應用。近年來，技術不斷發展進步，自粘卷材已有這種現實，在低溫情況下也可施工自粘卷材不像冷粘劑那樣需要固化時間。自粘卷材可以直接用在處理過的基面上，立即就能達到初始的剝離強度，在環境溫度下就能防水。通常在空氣、陽光或其他外界的加熱作用下，幾天后搭接處就會達到最大的剝離強度。

自粘卷材的另一個優點就是使用方便。它不需要特殊的設備；與其它許多傳統防水卷材相比，勞動強度較小。施工步驟簡單：將卷材在處理好的基面上鋪開；稍后，撕去隔離膜，卷材就粘牢在基面上；接下來按照同樣的方法鋪設，端部搭接和接縫處按照生產商的要求施工。預鋪反粘防水卷材應用施工時更簡單：空鋪于基層上，做好臨時固定和接縫處理就完成鋪設。

自粘防水卷材方法的另一大優勢是它提供了更均一的施工速度，消除了粘結性不足或膠粘劑不夠的問題，并減少了相關的風干性問題。因為不需要相關的粘結固化時間，自粘施工方法勞動強度較小、施工速度快。最近有生產商做過試驗對比：該方法最多比膠帶接縫法快50倍，比水基粘結劑快5倍，比油基粘結劑快3倍。

3南京地鐵三號線、十號線自粘型防水卷材技術標準及檢測數據及分析

表1

表1續12組4mm厚雙面自粘型瀝青基聚酯胎預鋪防水卷材檢測數據匯總

數據分析：4mm厚雙面自粘型瀝青基聚酯胎預鋪防水卷材12家企業提供的12組樣品，其中合格1家，不合格11家。其中低溫柔性（-25℃）2個樣品不合格，不合格率17%；與后澆混凝土剝離強度10個樣品不合格，不合格率83%；熱老化后低溫柔性（-23℃）2個樣品不合格，不合格率17%；耐熱性（70℃，2h ）2個樣品不合格，不合格率17%。

從數據分析，樣品的拉伸性能合格率較高，體現了產品抗拉強度高、并具較大延伸率，對基層伸縮或開裂變形的適應性強；可形成高強度防水層，對壓力水抵抗能力強的特點。不合格項目主要集中在“與后澆混凝土剝離強度”項目上，強度值比標準要求低20%～50%。雖然產品的優勢在于粘結性能好，并具有自愈功能，卷材與基層滿粘接，接縫自身粘接與卷材同壽命，但是由于生產工藝的問題造成了產品先天不足，反而不能發揮產品性能的優勢。

4結論

實驗室試驗數據充分說明的預鋪防水卷材任有以下的缺點：1）低溫施工時搭接縫粘貼質量不易保證；2）高溫環境施工時，易出現流淌現象；3）產品粘貼質量受配方影響較大，遇水遇污染不易粘貼。4）耐久性老化性能存在爭論。

預鋪自粘型防水卷材雖然已經成為我國基礎建設特別是城市軌道交通建設的主流產品，代替了傳統的需要明火加熱連接的瀝青基防水卷材，但是在實際使用中，產品的質量殘差不齊，實驗室檢測通過率不高，通過企業出廠檢驗的合格品的性能仍不穩定。在現場施工使用中，效果也不是很理想，粘結處漏水現象時有發生，實驗室檢測與后澆混凝土的剝離強度很低，也反映了這一現象。因此，在總結上述實驗結果后，廠家應不斷總結經驗，按照檢測結果反映出的質量問題，攻克對材料配方、生產工藝的難點，達到實驗室技術指標，才能在施工應用中占領更廣闊的市場。

參考文獻

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[2] 何克文.地鐵天津站交通樞紐工程地下結構新型防水材料應用技術[J].新型建筑材料,2010(21):41-44.

[3] 蔣雅君.自粘防水卷材在隧道防水中得適應性探討[J].新型建筑材料,2007(2):69-72.

篇5

1.1地下水對巖土結構和建筑物的作用和影響

在巖土工程中，地下水對巖土結構和建筑物的作用和影響已經成為最需要考量的問題，對地下水對巖土結構和建筑物的作用和影響進行重點預測，并根據相關評價結果，制定切實可行措施，對工程項目順利實施有重要意義。勘察評價內容主要包括勘察目的、地下水埋藏情況、水位變化情況、場地穩定性、地下水對建筑材料的腐蝕情況等等。

1.2水文地質勘察要與建筑物地基類型結合

水文地質勘察需要與建筑物地基類型緊密結合，查明地質水文情況，可以為建筑物地基選擇提供最準確地質資料。勘察內容評價主要包括水文地質歷史情況、地下水成因類型、巖土性質、巖土風化程度、巖土物理力學性質等，還要將巖土、水文和建筑物三者因素進行對比分析，形成完善的評價體系。要在具體操作中判定和明確場地是不是存在地震斷裂的地質情況、場地有沒有斷裂活動，周圍有沒有其他不良的地質作用。通過多元評價，為工程提供全面水文地質評價報告。

1.3地下水對工程建設的作用和影響

地下水對工程的作用和影響呈現多元性，需要從不同角度展開具體評價。首先是對埋藏在地下水水位以下的建筑物基礎和砼內鋼筋的腐蝕情況進行評價；其次是地下水對選用的軟質巖石、殘積土、膨脹土等基礎持力層形成的軟化情況進行評價；再就是地下水對地基基礎范圍內存在的粉細砂、粉土產生的潛蝕、流砂、管涌的可能性進行評價；在地下水水位以下開挖基坑，需要進行富水性和滲透性試驗，要對人工降水可能引起的土體沉降、邊坡失穩等情況進行評估。

2巖土主要水理性質和具體測試方法

根據地下水在巖土中的存在方式可以分為：結合水、毛細管水和重力水三種形式。所謂巖土的水理性質，是指巖土和地下水相互作用產生的物理性質。根據地下水存在的方式具體分析其物理性質，對制定科學測試方法有積極作用。

2.1巖土的軟化性

巖土的軟化性，是指巖土在地下水作用下發生了力學強度降低的變化，一般情況要用軟化系數進行表示，根據軟化系數可以判斷巖土的耐水浸、耐風化的能力。如果在巖土層中存在較多容易被軟化的巖層，地下水對其產生的軟化作用就會更為顯著。在粘性土壤、泥巖、頁巖、泥質砂巖等地質條件下，都存在軟化特性。在地下水作用時，也容易產生較多軟化層，對建筑工程的影響自然呈現顯性。

2.2巖土的透水性

巖土都有透水性，自然水在重力作用下，穿過巖土下沉。巖土性質有差異，其透水性也表現出個體差異。松散巖土的顆粒加大，透水性較好；如果顆粒很細小，其透水性就差。巖土透水性用滲透系數來表示。巖土透水性大小，對巖土產生的軟化作用自然不同，進而對工程建設產生直接影響。巖土的滲透系數需要通過抽水試驗獲得。

2.3巖土的崩解性

巖土在地下水作用下，土粒連接被破壞，很容易造成土體崩散和解體等現象。巖土崩解系數高低，與巖土的顆粒成分、礦物質和結構有直接關系。如果是水云母、高嶺土為主的殘積土，大多會以散開方式崩解，如果是石英為主的殘積土，則會以裂開的形式崩解。厘清巖土崩解方式，可以針對性地制定防范措施。

2.4巖土的脹縮性

巖土在地下水浸透下，會吸收眾多水分，土體增大，而失水后，土體又會縮小。這是由于巖土的顆粒表面結合水膜吸水變厚了，而水分失去后，顆粒表面就會變薄。如果巖土發生大幅度脹縮，就會形成地裂、基坑隆起等現象，嚴重影響工程基礎的穩定性。對巖土的脹縮性進行測量時，需要針對如下指標：膨脹率、自由膨脹率、體縮率、收縮系數等。

2.5巖土的給水性

所謂給水性，是指巖土在地下水重力作用下從孔隙裂縫中自由流出水分的性能。測量巖土給水指數，對巖土穩定性做出科學推斷。給水性以給水度進行標識，需要進行相關試驗才能測定。

3水文地質問題對工程造成的危害分析

3.1地下水活動產生的壓力形成的危害

地下水活動會產生一定的壓力，對巖土形成的危害也不容小視。地下水活動是自然現象，在天然情況下，地下水活動產生的壓力不會造成多么嚴重的地質裂變現象，但在人工作用下，由于工程施工打破了地下水活動的平衡狀態，地下水活動會形成比較大的壓力，對巖土工程的危害也就顯示出來。在地下水活動作用下，巖土中的粉土、粉細砂等，在地下水活動中很容易形成流砂、管涌、基坑突涌等情況，給工程施工造成嚴重的影響。

3.2地下水水位變化引發巖土縮漲變形

地下水水位處于周期性變化之中，對巖土形成的物理作用也是非常顯著的。地下水水位變化，可以促使巖土結構發生不均勻脹縮，甚至會形成地裂，導致地基較淺建筑物出現坍塌現象。如果地下水水位發生大幅度變化，還會導致巖土脹縮幅度提升，對工程施工造成嚴重影響。在工程施工時，要注意對地下水具體情況進行勘察，盡量減少在地下水變動比較大的地帶進行施工。地下水水位變化雖然有一定規律，但也存在很多例外情況，在針對地下水水位變化勘察時，要注意地下水水位變化的多種可能性。通常情況下，如果地下水水位在建筑基礎底面以下壓縮層范圍內，不管是上升還是下降，都會造成建筑物的基礎失去穩定性。地下水水位上升，建筑物基礎地基的土質就會發生軟化現象，自然會導致建筑物發生沉降和變形。如果地下水水位下降，壓縮層巖土的自重力就會增加，也會導致建筑物發生沉降或變形。地下水發生頻繁升降，對巖土工程造成的危害更為嚴重。地下水水位變化能夠引起巖土結構產生脹縮變形等現象，當地下水升降頻率加大，巖土產生的脹縮幅度也會不斷加大，有可能形成地裂等劇烈地質現象，很容易造成建筑物的坍塌。由于地下水水位升降過于頻繁，也會促使巖土中鐵、鋁等成分的流失，土壤發生內質變化，土質變松、含水量孔隙增多，其承載力自然降低，也會對工程基礎造成嚴重威脅。工程水文地質勘察中，要了解和明確基坑開挖對周圍多種自然因素的影響，主要是巖性、承壓性、含水層類型等。

4結語

篇6

關鍵詞：水文地質；勘查技術；工程建設應用

Abstract: The hydrogeological exploration technology plays an important role in the engineering construction. According to the hydrogeological exploration, can further understanding of characteristics and the distribution of groundwater, water quality evaluation and the underground water. Hydrogeological exploration can promote the normal development of project construction. This paper expounds hydrogeological investigation content, illustrates the importance of hydrogeological problems in construction, reasonable construction water project through the study of hydrogeology.

Key words: hydrogeology; exploration technology; engineering application

中圖分類號：P641.72文獻標識碼：A 文章編號：

前言

國內的建設業快速發展，水文地質勘查技術的應用，可以查明工程建設場地的水文地質情況，防范水文地質問題對工程建設的危害，有效推動國內建設業的發展。水文地質勘查技術對工程建設的意義非常重大，在一些水文地質條件較復雜的地區，由于對場地水文地質問題不重視，從而導致建設工程在施工過程因地下水引發的各種巖土工程危害問題。在施工前進行水文地質勘查，得出地下水的流向與地勢分布情況，并根據勘查得出的情況進行建設施工設計，從而在施工前就把水文地質問題進行有效的防治。

水文地質勘查內容

水文地質勘查的主要內容是對地下水的流向與分布情況進行分析研究。分析地下水對建筑物與巖石層的影響，預測施工中可能出現的建設安全隱患，進而根據實際情況進行詳細的安全事故分析。充分考慮地下水對建設工程的影響，根據實際情況，設計出更好的模式進行建筑物的建設。

水文地質勘查還必須對地下水的水理特性進行詳細的資料掌握，地下水會與巖土間形成相互的作用，地下水具有流動性，可以與巖石之間形成物理作用。而且地下水的水理特性會對建筑物的穩定性產生非常重要的影響。通過水文地質勘查可以查明建設場地的水文地質情況，巖土的性質會非常大的影響到建筑物建設。采用水文地質勘查新技術對巖土與地下流動水二者的作用，可以進一步有效的把二者的關系進行細致深入的了解。并加強水理性質與建筑業關系的合理布局。

水文地質勘查除了了解地下水與巖石之間的關系以外，還必須有效了解地下水的形態與分布。地下水的形態是非常多樣的，可以按照地下水的結構進行區分。把地下水分為結合水與毛細管水還有重力水這幾種地下水的形態。地下水的結合水以強結合水與弱結合水二種形式進行分布。

二、水文地質條件變化對建設工程的影響

地下水的流動性會造成對地面建筑工程的損害，地下水的位置升降會形成自然的水壓，從而對地面產生一定的壓力。地下水的流動會沖擊巖土。地下水位的變化的原因是多方面的，天然因素與人為因素都是地下水位變化的原因之一。但是只要地下水位一旦發生變化，就會形成地面的變化。地下水位危害是多方面的，如果水位一旦上升就會引起巖土層的松動，地下水位上升，巖土被地下水所侵蝕，既而出現地下水的流動與地面形成一定的因果關系。

若巖土體被地下水侵入之后，那么巖土體就會受到地下水的地下水力的影響，從而進一步的影響地面建筑物。地下巖層的透水性與重力因素是形成松散巖石的主因。如果巖層上的巖粒越是細密，那么地下水就越容易從巖粒里面通過。巖層的透水性可以用一些基本的參數進行表示，若是巖層在浸水之后，就會出現一些巖層的剝落，影響巖層的穩定性。建筑物場地的穩定性與巖層的關系密切相關，所以必須按照巖層的透水性，設定合適的分水圖。巖土在吸水與失水之后會出現不同程度的體積變化，但是巖土經過體積變化之后，會出現土質動松。

三、水文地質勘查技術的應用

水文地質勘查技術可以有效的查明地下水水位變化情況。水文地質勘查的內容還包括地下含水層結構與巖層結構分布的情況。水文地質影響因素非常多，降雨量與溫度變化還有人為的灌溉與人造池塘都是影響地下水位變化的主要因素之一。

如果地下水的水位過高，那么埋入地底下的建筑物中的鋼筋與水泥會被地下水常年的接觸腐蝕。所以必須對地下水的水位，以及地下水的地勢分布做出詳細的了解，防止建筑物中的易腐蝕的鋼筋水泥被地下水腐蝕。而在建筑材料的選擇上，埋入地下的混泥土材料選擇更耐腐蝕、耐磨損的材料進行建筑物的建設。地下水的活動會造成建筑物地基的下沉與裂縫，所以應該在地基之上鋪上少許的細砂，并防止流砂與流水對建筑物底部的腐蝕作用。如果在地基中發現地下水，就應該進行引水，或者用其他建筑材料進行對地下水的吸干處理，達到降低建筑下沉，增強建筑物的穩定性的建設。

如果地下水位不斷的上升，與地面相接，那么地面就會演變成為沼澤地。地下流動水位的上升原因是多方面的，如果土壤出現鹽堿化，那么地下水與巖土層就會對埋入地下的建筑物腐蝕性大大的增強。如果地下水位不斷升高，巖土的固有結構就不斷的被腐蝕，出現軟化與流砂的情況，嚴重的還會產生破壞力較強的泥石流，對地面所有的建筑物產生毀滅性的破壞。當然地下水位的上升，也可能會造成巖層的磨細打滑，出現建筑物崩塌的現象。要是地下水位升高的位置不太高時，就會造成地面建筑基礎的不穩，造成建筑物的垮塌。如果對地下水大量的抽取，還會造成地下水河床的干涸，很多地區，由于地下水位下降過大過快，繼而發生地下的陷下，水質的惡化，水源的枯竭。通過水文地質勘查技術就能夠有效的防止此類施工事故的產生。

四、總結

地下水位不斷變化會對巖土層造成較高的危害。地下水過快過慢的變化都會形成巖土的形變。地下水升降快速的情況下，就會不斷的形成巖層的弱化形變。地下水具有一定的流動性，如果地下水在流動的過程中，形成水位較快速的變化時，就會形成地下水位對巖層的壓力變化。地下水的水壓變化會造成土層中金屬元素流失，流動水會帶動土壤中大量的金屬元素。土壤里的缺乏金屬元素之后，就會失去土壤本身所有的穩固性。

土壤中的金屬元素一旦失去，就會使得土壤里的土質孔隙增大，土層出現松動的現象。這時土層對地面建筑的承載能力也開始變差。水文地質勘查可以把巖土工程危害進行事先的預知，地下水的流動性具有其天然的特性。天然狀態下，地下水的水壓呈現較低的狀態，不會對建筑造成什么危害，但是通常在建筑施工過程中，需要改動地下水的平衡支點，才可以更好的把水的壓力調節到最好，但是在人為施工的情況下，就會造成巖土層的土質改變。造成非常多的自然災害的形成，因此，在使用水文地質勘查技術后，更好的了解建筑物下方的水文地質情況，應用好建筑力學的控制，防止水文地質問題引起的施工災害。

參考文獻

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[4] 記者 齊作權.省政府部署煤礦企業兼并重組整合礦井關閉專項行動攻堅戰[N]. 山西日報. 2010-09-10

篇7

[關鍵字]地下水 城市地下水 勘測 注意事項 解決策略

[中圖分類號] P641.72 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2013）-5-152-1

1地下水的相關介紹

所謂地下水通俗的來講就是存在于地下的水資源，準確的說它是地下巖層、縫隙以及溶洞中這些包氣帶一下底層中的水源。作為地球上所有水資源的重要組成部分，地下水相較于其他水源擁有水量穩定、水質好的優勢，這也是它成為農業灌溉、工業生產以及城市生活用水水源之一的原由。地下水也被稱為地下多孔介質中的水，其載體的介質包括孔隙和巖溶，

根據地下埋藏條件的不同，地下水可分為上層滯水、潛水和承壓水三大類。上層滯水是指大氣中的降水因為淺層巖石的隔離作用而停留在裂縫或者沉積層中的水；潛水是地表之下第一個穩定隔水層上的地下水，通常情況下我們掏挖泥沙時滲出的水就是潛水，有時因為水資源充足，當挖到水源聚集的時候會出現潛水流出地面形成泉的現象發生；而承壓水相較于上層滯水和潛水而言，地處的位置就更為深入了，它是埋藏較深的、賦存于兩個隔水層之間的地下水，當井或鉆孔穿過上層頂板時，強大的壓力就會使水體噴涌而出，形成自流水，所以承壓水又被稱為自流水。

2城市地下水勘測的相關內容

2.1城市地下水勘測的必要性

城市地下水是人們生活、工作、工農業生產必不可少的重要組成部分，但是因為人們過度對資源的利用，地下水在這種情況下也有了各種變化，而地下水的變化也往往帶動其他許多相關方面的改變，例如會引起沼澤化、鹽漬化、滑坡、地面沉降等不利自然現象。所以對地下水的勘測就非常必要，水利勘測是指為江河治理和水資源開發利用、保護而進行的測量、工程地質勘察地下水資源勘察和灌區土壤調查等工作，而城市地下水的勘測，就是對保護城市用水安全，以及對城市各類水利設施的合理規劃，以便發揮城市地下水對城市人民生活、城市工業生產以及城市防洪建設工程的重要作用。

2.2城市地下水勘測技術

隨著對城市地下水的不斷重視，城市地下水的勘測也變得十分重要，而相應的城市地下水的勘測技術也在不斷進步，實際上城市地下水的勘測離不開整個城市水利工程建設的相關輔助，而其勘測技術也對城市地下水的勘測提出了重要的保障。例如在國家基準網與衛星定位技術，對于城市地下水的各種性質特點都能夠進行精準的勘測，同時運用到數字測繪技術和變形監測技術，對于城市地下水因為自然或非自然的環境變化，而形成變化做出最準確、最及時的補救措施，這種技術的運用往往是在于維護和管理的階段，具體的操作實施工作還是需要具體的勘探技術的，例如水利工程中普遍應用的大口徑鉆探技術和物探監測技術，這些技術都能夠快速、簡單并有效的勘測城市地下水的具體狀況。[1]

3城市地下水勘測的注意事項及難點解決方法

雖說城市地下水擁有水利工程建設中運用的各種先進技術的輔助，來進行其具體的勘測，但是因為人們過度運用城市地下水資源，以及生活、生產對于城市地下水的各種污染，對城市地下水的勘測帶來了巨大的考驗和難題，下面我們就具體介紹下城市地下水勘測中存在的難點和注意事項，并相應的提出具體解決策略：

3.1城市地下水勘測注意事項

（1）勘測地下水流向的極差。城市地下水的勘測，主要是為了對區域內的水資源進行評價，并且繪制水文地質填圖，從而提出對運用和飽和地下水最好的方法。地下水流向的確定是非常關鍵的一個環節，但是這一問題并沒有的最合理的解決方法，對于局部小范圍的地下水流向，由于水井密度達不到要求及資料的缺乏， 很難準確判斷。

（2）特殊土質下的地下水無法勘測。對于城市地下水的勘測，難免會遇到具有松散土質的區域，其下面的地下水往往不能加以利用，因為其本身礦化度高，不能飲用，而且在松散層下伏基巖為石灰巖時.由于無好的隔水底板，地下水下滲，也不可能找到孔隙水富水，無法勘測到地下水的具體狀況，這就為城市地下水的勘測帶來了又一大難題。

（3）地下水污染帶來的勘測難點。工業的不斷發展，在帶來巨大經濟效益的同時也在不斷破壞自然環境，工業與生活廢水的任意排放，由最先污染的地表水不斷向地下水進軍；[2]而且因為大氣的污染，使得污染物以降水的方式對地上與地下的水資源污染，再加上城市近郊長期使用的農藥和化肥對地下水都是存在一定的負面影響，這對城市地下水的勘測，也提出了又一大考驗。

3.2城市地下水勘測難點解決策略

（1）自然電位法勘測地下水流向。自然電位法就是通過觀測自然電場來解決某些地質問題。其中最常用的就是：“8”字型觀測點，其原理是地下水流動方向上兩測點間的電位差為極大，在其他方向上地下水的相對運動速度和產生的電位差都處于過度狀態，所以，“8”字型長軸所指示的方向即為地下水流的軸向。確定了地下水水流方向，對于水資源的評價，和水文地質填圖的繪制都有了明確的保證。

（2）重磁資料在地下水勘測中的應用。這一方法的應用可以簡單、準確的找到隱伏基巖地下水蓄水構造、導水通道及有隔水基底的孔隙水，有效的進行特殊土質下地下水的勘測，同時也使布置電法工作更具目的性，最終取得較好的地質效果。

（3）地下水防治污染相應對策。針對地下水污染而造成的勘測難問題，我們需要加強保護水資源的意識，地下水評價制度也需要進一步加以完善，同時需要社會和相關國家部門加以重視，設立相應的規則條例，規范人們的行為。

綜上所述，各種勘測方法進入城市地下水勘測領域中，并且已經較為成熟，而且實踐中利用多種技術的結合取得了更好的效果，但是在勘測的過程當中還是存在著操作難點以及需要注意的地方，所以我們需要明確正視這些問題，運用具體的解決方案，來保證城市地下水的精準勘測，為城市地下水的各種應用做好最切實的準備。

參考文獻

篇8

[關鍵字]紅層 地下水 賦存規律

[中圖分類號] P641 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2013）-5-97-2

1江城紅層區的地層特征

云南江城紅層地下水含水巖組以中生界白堊系、侏羅系和新生界下第三系地層為主，含水巖性以褐紅、紫紅、紫灰色泥鈣質粉砂巖、鈣質泥巖、泥巖、粉砂巖、細砂巖、泥礫巖為主。

2江城紅層地下水的儲水模式

紅層裂隙水儲水模式主要有如下幾種：

2.1區域向斜構造盆地型的紅層裂隙水儲水模式

2.1.1康平鄉勐康向斜儲水構造

該向斜呈北西向展布，軸部為第三系勐野井組（E1m）和小丫口組（E2x）地層，兩翼為白堊系和侏羅系地層。由于向斜向東南方向微傾伏，且北部被一東西向斷裂所圍限，向斜軸部東南端富水性明顯較西北端好，尤其是處于東西向斷裂附近的勘查孔涌水量較小；而東南端勘查孔涌水量則較大。

2.1.2勐烈鎮景東—朵把向斜儲水構造

該儲水構造位于勐烈鎮西北部，向斜呈北西向展布，軸部為第三系勐野井組（E1m），兩翼為白堊系和侏羅系。向斜向東南方向微傾伏，且南部被一北東向斷裂所限，向斜軸部東南端富水性明顯較西北端好，富水性貧乏—中等。

2.2區域構造盆地內局部背斜軸部匯水型的紅層裂隙水儲水模式[1]

嘉禾鄉江西—明子山背斜軸部轉折處儲水構造：該儲水構造為麻栗樹背斜西北段，背斜為一寬展型背斜，軸面呈北西向展布，略傾向南西。軸部為二疊、三疊系及侏羅系地層，兩翼為白堊系地層。軸部北西向及東西向斷裂發育，受構造控制的地下水流向總體上是自南及南東方向向北及北西徑流，并在褶皺軸轉折處匯聚。背斜軸部的西北端富水性較東南端好，鉆孔單井涌水量從東南向西北方向有逐漸增大的趨勢。富水性貧乏—中等。

2.3不同巖性巖相接觸帶型的紅層裂隙水儲水模式[2]

不同巖性巖相接觸帶部位由于層面層理發育，在區域構造應力作用下，層間裂隙容易受構造擠壓而發生張性開裂，能為地下水補給、徑流和匯集提供足夠的空間。這些部位往往是地下水的富水地段。一般有如下二種形式。

2.3.1單一巖組不同巖性接觸面儲水構造

主要分布于白堊系曼寬河組（K2m）中風化泥巖及粉砂巖中，由于巖組泥巖及粉砂巖厚度較大，巖石多呈中厚層呈互層狀產出，層理較發育。在區域構造影響下，層間裂隙容易受構造擠壓而張開，使地下水有了足夠的空間進行徑流和匯集而形成富水塊段。

2.3.2不同巖性巖組接觸帶儲水構造

該類富水塊段在區內分布較零散，在構造應力及風化作用的共同作用下，其風化程度因粉砂巖與泥巖的交替出現而被加劇，巖石風化裂隙及構造裂隙發育，為地下水徑流和匯集提供了良好的賦存空間。抽水試驗成果顯示，其單井涌水量達148.00～180.00 m3/d，富水性中等。

2.4斷裂破碎帶型的紅層裂隙水儲水模式

2.4.1整董滑石—曼灘斷裂破碎帶儲水構造

該構造發育于白堊系曼寬河組（K2m）與下第三系勐野井組（E1m），沿北西向呈“S”型展布，傾向南西，為一壓扭性斷裂。上盤為白堊系曼寬河組（K2m），下盤為白堊系曼寬河組（K2m）和下第三系勐野井組（E1m）。構造部位地形總體上由北東向南西傾斜，接受大氣降雨補給的地下水總體上從北東向南西徑流。到達斷裂位置后，地下水將被斷裂所阻而匯集。總體上斷裂下盤富水性較上盤好。富水性中等。

2.4.2寶藏鄉老蘇寨斷裂交匯處儲水構造

該儲水構造軸部隆起區為侏羅系壩注路組（J3b）地層，周邊為白堊系地層。從地形地貌及構造特征看，該處地下水在接受補給后，地下水的徑流方向是先從南西向北東徑流，然后受北西向斷裂控制，分別從北西和南東側向斷裂交匯區匯聚。富水性中等。

2.4.3國慶鄉和平村老蘇寨斷裂交匯處導水構造

該導水構造由兩條北西向斷裂和一條北東向斷裂組成。附近出露地層有：侏羅系壩注路組（J3b）及白堊系景星組（K1j）、曼崗組（K1m）和曼寬河組（K2m），巖層傾向南西。受褶皺、斷裂構造及巖層層面的共同影響，在該區段內，地下水的總流向是從北東向南西徑流，而受構造控制的地下水也可能由北東向斷裂排出了區外。從而形成了一個較為完整的由地質構造與巖層面共同構成的地下水導水構造體系。在該區段內地下水儲水能力較差富水性貧乏。

3紅層地下水的賦存規律

通過對江城地層巖性、構造及與構造相關的儲水構造進行研究，得出紅層區地下水具有如下賦存規律：

（1）紅層地下水主要賦存于中風化層中，不同巖性風化帶中地下水的富水程度略有差異。而中風化帶的風化裂隙一般較發育，其張開度及連通性也較好。紅層地下水的富水層位一般分布于孔深30.00～70.00m的中風化帶孔段。紅層區地下水的賦存與風化裂隙的張開度及連通性有關[3]。

（2）地貌盆地相對較容易形成紅層地下水的相對富水地段，由于紅層層間裂隙較發育，谷地區的低矮嶺脊不構成地下分水嶺功能，地下水可從較高谷地順巖層徑流補給鄰近的低谷，使地勢相對較低的溝谷區為相對富水區。

（3）厚度大、分布連續的且具有層間裂隙和溶蝕裂隙的巖層富含地下水。厚度大、分布連續的砂巖是紅層區主要的層間裂隙含水層，可形成一定規模的中等富水地段，可溶蝕成分含量較高，易形成溶孔、溶隙的鈣質粉砂巖、鈣泥質粉砂巖等地層，有利于地下水的富集。

（4）不同粒徑的巖石富水性不同。由于地層巖性變化，組成巖石碎屑粒徑不同，導致裂隙發育特征及富水性稍有差異。一般情況下，較堅硬砂巖受構造應力作用，裂隙發育，透水性較好，而泥質類巖裂隙多為閉合狀，或被泥質風化物充填，透水性相對較差。

（5）不同巖性巖相接觸帶可以富含地下水。紅層的巖性巖相在縱橫向上的變化，使得風化裂隙在各方向上發育不均，裂隙張開度、連通性均有不同，裂隙發育的差異性導致含水層的富水性具有隨巖性變化的特點。

（6）褶皺軸部是地下水徑流匯集地段，地下水易在褶皺軸部及轉折端富集，尤其是構造和地形上的雙重盆地是最有利的富水塊段，一般在向斜軸部和轉折端等張應力集中帶，因裂隙發育，地形侵蝕強烈而低洼，常形成富水塊段。而背斜軸部張裂隙發育，易接受降雨補給和匯集地下水。

（7）斷裂交匯帶地下水富集，區內北西向斷裂控制著含水巖組的分布，經北東向張扭性斷裂截切后溝通了中含水巖組的水力聯系，地下水沿構造裂隙運移富集。

篇9

新：最近媒體對華北大漏斗的問題表現出了集中關注，給人的感覺是華北水漏斗問題這幾年才出現，過去華北平原是否也存在水漏斗的問題?

費：這個情況過去就有，比方說石家莊漏斗，在20世紀60年代初期，大概是1964～1965年就形成了。本身地下水開采就會形成漏斗。如果說長期開采，就會形成一個穩定的漏斗。

新：那如今華北地區的地下水沉降漏斗的情況大概是怎樣的呢?

費：現在華北平原的地下水系統分為淺層地下水和深層地下水。開采淺層地下水，一般形成區域性的漏斗，比如說在北京通州漏斗、石家莊漏斗、保定漏斗。深層地下水的漏斗范圍相對來說更廣闊一些。主要分布在華北平原中部和東部地區，包括天津漏斗、滄州漏斗、廊坊漏斗，這些地方的地下水開采量都比較大。總體來說，這兩種不同的水漏斗范圍已經超過了華北平原總面積的50％。

新：公眾是否應該擔憂水漏斗問題?

費：如果說開采地下水以及使用水的方式比較合理，再減少一定的用水量，也不用過分擔憂這個問題。如果說用水不合理，繼續這樣超采的話，確實是會對環境造成影響。

新：地下水問題還是有辦法恢復的?

費：得看具體指的哪一方面的恢復。深層地下水的開采造成的水資源量的減少，這種破壞是不可恢復的。

新：如果地下水進入到了惡性開采和使用的狀態，最壞的情況會怎樣?

費：對環境最壞的情況，就是地面沉降發生得很嚴重。有些照片上，天津的一些樓房，一層的窗戶已經和地面平齊，樓房整個沉到地下去了，這就是地下水沉降漏斗造成的。同時，地縫也可能出現，地面上開裂的長度達到幾十米，甚至上百米。海水開始倒灌，破壞內陸的土壤。

新：那為什么說深層地下水不可恢復呢?水漏斗造成的沉降可以恢復么?

費：深層地下水是承壓性質的，就是說它埋在地下，被上面一個很“硬”的東西壓著――有一個“水頭”的承壓的概念。一旦它儲存壓力的條件被釋放，這種情況就不可恢復。但深層地下水的“水位”是可以恢復的，如果這兩年減少開采，“水位”會慢慢地恢復。剛提到的深層地下水“水位”，我們叫“水頭”，這是一個虛擬的概念。在20世紀60年代的時候，地下還有很多泉水冒出來，這就是承壓水的壓力高于地表的壓力，現在這都沒有了。如果再去減少開采，水頭還是會慢慢恢復。

比方說我們開采地下200米的水，深層地下水的水頭應該在200米之下，現在減少開采，水頭一恢復，就可能上升到100米了。地下水承壓的水頭一旦恢復了，地面沉降就能得到恢復。這就是為什么上海這些大城市在20世紀70年代開始做地下水的回灌工作，也是為了恢復地下水的水頭，解決地面沉降問題。這是從環境的角度來講的，如果從水資源的角度來講，地下水是用一點少一點的。

新：國外一些地質科學家認為水漏斗的形成也受抽水強度和機井密度的影響。

費：這確實是地下水沉降水漏斗形成的諸多原因之一。為什么我們華北的水漏斗集中在城市區域，也是因為工業的集中開采。這里我要提到一個水文年的概念，一般來講，一個水文年通常是從每年的6月份到來年的5月份。它循環完了之后產生了漏斗，如果得到來年降雨的回補，漏斗就會恢復，如果為了工業生產長期地、大量地、高密度地開采，問題就比較大。

篇10

【關鍵詞】　地下水；水質惡化；防治措施

1 地下水水質惡化的主要特征及其危害

地下水水質惡化是地下水體在自然因素或人為因素影響下，導致地下水質量下降的現象。引起地下水質量惡化的原因很多，諸如：在強烈超采地下水的情況下，地下水位明顯下降，致使地區水質差的地下水（咸水、污染等）補給，使得開采層水質發生明顯惡化。在自然條件下某些天然過程，如火山噴發、地震等導致地下水水體中某些化學成分和物理性質發生變化；或由于人為開采地下水或進行地下工程，導致含水層的串通，改變原有地下水水質以致不能飲用，地下水水質明顯惡化；或由于土壤層受到污染，使淺層地下水水質惡化等，以致超過使用標準。

2 地下水水質惡化的成因

地下水水質惡化的原因很多，但歸納起來主要有三方面的原因：首先存在著引起地下水水質惡化的污染物來源(即污染源)。這些污染源既可以存在于地上，也可以存在于地下。從污染源的成因類型來看可分為兩大類。第一類是天然污染源，即自然界本來就存在著的各種劣質水體。如地下高礦化水或其他劣質水體。此外，含水層或包氣帶中所含的某些礦物 (特別是各種易溶鹽類)，也可構成地下水的污染源。第二類是人為污染源，這是指因人類活動所形成的污染源。如工業廢水、生活污水、工業或生活垃圾、化肥、農藥等所形成的地下水污染源。

其次是地下水污染途徑。地下水的污染途徑是多種多樣的，大致可歸為四類：①間歇入滲型。大氣降水或其他灌溉水使污染物隨水進入含水層，周期性的滲入含水層；②連續入滲型。污染物隨水不斷地滲入含水層，如廢水渠、廢水池、廢水滲井等和受污染的地表水體連續滲漏造成地下水污染；③越流型。污染物是通過越流的方式從已受污染的的含水層轉移到未受污染的含水層；④徑流型。污染物通過地下水徑流進入含水層。污染物能否進入含水層取決于地質、水文地質條件。

第三是地下水水質惡化的水動力和水化學起因。如果說，污染源和污染通道的存在是地下水水質可能惡化的必備條件，那么在開采條件下所出現的水動力、水化學作用則常常是導致地下水水質惡化的直接起因。凡污水體入侵開采含水層，均要求有一定的水動力條件。其一是開采含水層和污水體之間必須存在某種直接或間接的水力聯系；其二是由于開采抽水(或污水灌注)在開采含水層中形成相對于污染水體的負壓區，從而促使污水直接或間接地流入并污染了開采含水層 。

3 地下水環境保護措施

3.1 管理措施：所謂管理措施，就是為了達到預定的地下水環境質量目標而進行的規劃、組織、協調和監督工作。主要內容有以下幾個方面：一是地下水環境保護要堅持預防為主的原則；二是要建立健全地下水環境保護的政策法規；三是建立合理的地下水管理和環境保護監督制度；四是必須進行的監測，一旦發現應立即采取措施；四是劃定飲用水地下水源地保護區，建立衛生防護帶，雖不可能完全杜絕污染，但是它可在一定時間、一定水文地質條件下控制污染，也可以起到保護水質免于污染的積極作用。

3.2技術措施：對已污染水源地的治理措施，應針對引起地下水質污染的主要原因、污染途徑和當前國家的經濟條件來制定。主要措施有以下幾個方面：

3.2.1 治理污染源。污染源包括點源和面源兩種類型。點源是指工業“三廢“和城市生活污水、垃圾等所構成的污染源，它們是目前集中水源地水質污染的主要來源，其中尤以工業廢水的危害最大。因此，結合國家產業政策，調整工農業產業結構，合理進行產業布局。嚴格限制能耗大、污染重的產業上馬，按環境容量確定污染物允許排放總量，必須嚴格控制工業廢水和生活污水排放量及排放濃度，在其進入環境之前應進行凈化處理。工業企業應改進生產工藝，加強節水措施，提高污水資源化程度，減少水的消耗量和外排量。在點狀污染源的治理中，對于城市垃圾特別是某些工業廢渣，對地下水可能產生的污染作用同樣不可忽視為使地下水免遭垃圾或工業廢渣淋濾液的污染，除對垃圾和廢渣采取廢物回收、焚燒、發電、生化處理等綜合治理措施外，還要根據水文地質條件，為城市垃圾和工業廢渣選擇合適的堆放場地。面源(或非點源)主要指農業施肥、污灌、農藥以及城市暴雨徑流等所產生的污染。據美國統計，非點源對環境造成的污染負荷占總污染負荷的50%以上，因此是對地下水污染的一個不容忽視的因素。對面狀污染源的治理，主要應該做好以下的工作：慎重地開展污灌。首先要嚴格執行《農田灌溉水質標準》(GB5084-92)；控制灌溉定額，根據環境水文地質條件合理規劃污水灌區的位置。盡量使用易被植物吸收、土壤分解的化肥和易降解、低殘留的農藥，并嚴格控制化肥、農藥的使用量，使它們在土壤層中的殘余量和滲入含水層的數量盡量降低。對灌溉污水以及可能引起地下水質惡化的雨水和融化雪水等進行處理達標后使用。

3.2.2 興建配套的環境工程，大力開展污水的處理和利用。大量污水未經處理便排入環境，是當前造成環境、特別是水源污染的主要原因。因此積極開展污水處理和再利用是治理地下水質污染的治本措施。同時處理后的污水，又可根據其性質用于不同目的的供水，從而既節約了水資源，又保護了環境。

3.2.3 植樹造林涵養地下水源。通常有植被的地區，由于植被及地面上枯枝落葉具有滯水作用，增加了下滲時間，從而增大了下滲量。因而加大植樹造林力度，對保護地下水資源有著舉足輕重的作用。

4 結語

隨著社會的發展，人類對水資源的需求越來越大，同時各類工礦企業排放的廢水及城市生活污水，通過排污渠、污水灌溉等途徑滲漏進入地下水系統，對地下水水質造成了不同程度的污染，因此對地下水水質惡化原因及保護措施的分析意義重大。

參考文獻