地下水的特征范文

导语：如何才能写好一篇地下水的特征，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

高砷地下水是一个世界性的环境问题，全球数亿人面临着高砷地下水的威胁[1]。慢性砷中毒是饮用高砷地下水导致的主要地方病。中国是受慢性砷中毒危害最为严重的国家之一[2]。高砷地下水主要分布在内蒙古、新疆、山西、吉林、江苏、安徽、山东、河南、湖南、云南、贵州、台湾等省（自治区）的40个县（旗、市）。暴露在砷质量浓度等于或超过50 μg·L-1饮用水中的人口为560×104，暴露在砷质量浓度等于或超过10 μg·L-1饮用水中的人口为1 466×104[3]。据调查，在内蒙古高砷暴露区饮水型地方性砷中毒患病率高达15.54%[45]。因此，地下水中砷异常以及由此产生的环境问题已引起各国政府和公众的高度关注。

疾病防控部门经过两轮饮水型地方性砷中毒调查（包括2002～2004年饮水型地方性砷病区和高砷区水砷筛查和2010年饮水型地方性砷中毒监测），基本掌握了中国范围内饮水型地方性砷中毒的分布和高砷地下水中砷质量浓度范围。近几年，国土资源部也相继开展了北方平原盆地地下水资源及环境问题调查评价、中国第二轮水资源评价、地下水污染调查评价以及严重缺水区和地方病区地下水勘查与供水安全示范等方面的调查研究工作，对主要高砷区水文地质条件、地下水化学特征等有了进一步认识。笔者选择以河套盆地、呼和浩特盆地、大同盆地、银川盆地为代表的干旱内陆盆地和以江汉平原、珠江三角洲为代表的湿润河流三角洲为研究对象，主要介绍了中国不同地区高砷地下水的常量组分、氧化还原敏感组分特征，分析了其地下水的水文地球化学过程，探讨了不同区域高砷地下水形成机理的差异。

1中国高砷地下水的分布

在中国大陆地区，高砷地下水主要分布在干旱内陆盆地和河流三角洲（图1，其中ρ（·）为离子或元素质量浓度）。内陆干旱盆地主要包括新疆准噶尔盆地、山西大同盆地、内蒙古呼和浩特盆地和河套盆地、吉林松嫩盆地、宁夏银川盆地等。河流三角洲主要包括珠江三角洲、长江三角洲、江汉平原等。

1.1干旱内陆盆地

1.1.1新疆准噶尔盆地

1980年，中国大陆第一起大面积地方性砷中毒在新疆奎屯地区被发现，在20世纪60年代当地人开始打井开采并饮用地下水，从而引发砷中毒。王连方等在1983年报道这种饮用地下水中砷质量浓度达850 μg·L-1[6]。在天山以北、准噶尔盆地南部的奎屯123团地下水砷污染严重，自流井水中砷质量浓度为70～830 μg·L-1[7]。相比之下，浅层地下水（或地表水）中砷质量浓度较低（从小于10 μg·L-1到68 μg·L-1），这些水源是20世纪60年代以前居民的饮用水。19世纪60年代居民饮用自流的高砷地下水后，产生了慢性砷中毒[8]。在北疆地区，高砷水点分布以准噶尔盆地西南缘最为集中，西起艾比湖，东到玛纳斯河东岸的莫索湾[9]。到目前为止，尽管对地下水中砷质量浓度、土壤砷分布及健康效应等开展了大量的调查和研究，但是这些高砷地下水形成的水文地质条件、水文地球化学环境和过程却缺乏足够的认识。

1.1.2山西大同盆地

山西大同盆地首例地方性砷中毒患者在19世纪90年代早期被发现。该病的流行发生在19世纪80年代中期居民把饮用水源从10 m以内的大口井转变为20～40 m的压把井之后的5～10年间。1998年，王敬华等研究表明，地下水中砷质量浓度为20～1 300 μg·L-1[10]。近期调查显示，所测试的3 083口井中544%超出了50 μg·L-1[11]。高砷地下水的pH值较高，一般为71～87，PO3-4质量浓度达127 mg·L-1，而SO2-4质量浓度较低（一般低于20 mg·L-1）[1214]。高砷地下水主要赋存于冲积湖积沉积物中，其有机碳含量（质量分数，下同）相对较高，可达1.0%[15]。As（Ⅲ）是地下水中砷的主要形态，占总砷的55%～66%[12]。基于同位素研究，Xie等认为地下水中的砷主要来自于恒山变质岩的风化作用[16]。灌溉水的入渗和径流冲洗是控制地下水系统中砷释放的重要过程[17]。

1.1.3内蒙古呼和浩特盆地和河套盆地

在内蒙古地区，砷质量浓度大于50 μg·L-1的地下水主要存在于克什克腾旗、河套盆地和土默特盆地（呼包盆地）[1819]。砷影响区面积达到3 000 km2，超过10×105位居民受到威胁。超过40×104位居民饮用砷质量浓度大于50 μg·L-1的地下水，在776个村庄中有3 000位确诊的地方性砷中毒患者[4]。马恒之等调查研究表明，内蒙古地方性砷中毒的临床症状包括肺癌、皮肤癌、膀胱癌、过度角质化、色素异常等[20]。克什克腾地区的高砷地下水主要由毒砂矿的开采造成的，而河套盆地和土默特盆地（呼包盆地）高砷水主要是由地质成因引起的，主要存在于晚更新世—全新世冲湖积含水层中[2023]。

在呼和浩特盆地，主要受还原环境的影响，地下水中砷质量浓度高达1 500 μg·L-1，60%～90%的砷以As（Ⅲ）形式存在[22，24]。在盆地的低洼处，情况更糟。在一些大口井中，地下水中砷质量浓度也较高（达到560 μg·L-1）。由于蒸发浓缩作用的影响，浅层地下水中盐分和F-质量浓度均较高，尽管F-和砷质量浓度之间并不具有相关性[22]。

在河套平原，浅层地下水中砷质量浓度为11～969 μg·L-1，90%以上的砷以As（Ⅲ）形式存在[21]。Guo等提出高砷地下水主要在还原环境下形成[2，21，25]。相反，Zhang等认为地下水中的砷主要受狼山山前采矿活动的影响，砷从采矿区迁移至地下水流动系统的下游[26]。Guo 等发现，高砷地下水主要存在于浅层冲湖积含水层中，地下水中的砷主要来源于含水层沉积物中的交换态砷和铁/锰结合态砷[2]。这一点被室内原状沉积物微生物培养试验研究所证实[27]。在高砷地下水中，砷主要与细颗粒的有机胶体结合，而与含Fe胶体无关，意味着有机胶体对地下水中砷分布的控制作用[28]。此外，水文地质和生物地球化学对砷活化的制约作用显著，在灌渠和排水干渠附近存在低砷地下水[23]。浅层地下水中砷的分布非常不均匀，无论是在平面上，还是在垂向上，地下水中砷质量浓度差异很大[29]。这种差异导致局部地段地下水中砷质量浓度的动态变化[30]。

1.1.4吉林松嫩平原

2002年在松嫩平原的西南部发现砷中毒新病区。砷中毒主要分布在通榆县和洮南 市，当地居民大多以潜水作为饮水水源，部分饮用承压水[31]。地下水水化学特征具有明显的水平分带性和垂直分带性[32]。在垂向上，砷主要富集在深度小于20 m的潜水和深度在20～100 m的白土山组浅层承压水中。在水平方向上，地下水中砷质量浓度为10～50 μg·L-1的潜水主要分布在山前倾斜平原的扇前洼地及与霍林河接壤的冲湖积平原内。砷质量浓度大于100 μg·L-1的高砷水主要分布在新兴乡、四井子乡沿霍林河河道区域[33]。在重点砷中毒疑似病区的调查发现，地下水中砷的超标率为4665%，砷质量浓度为50～360 μg·L-1，均值为96 μg·L-1[34]。在地形极为平缓的低平原区，含水层以湖积相沉积的粉细砂为主，各含水层之间有黏土、亚黏土隔水层，地下水径流不畅，水位埋深变浅，导致地下水中砷和氟的富集[33]。

1.1.5宁夏银川盆地

宁夏银川盆地于1995年发现有地方性砷中毒病区和砷中毒病人[35]。地下水中砷质量浓度为20～200 μg·L-1[3536]。高砷地下水主要分布在银川平原北部沿贺兰山东麓的黄河冲积平原与山前洪积扇地带[36]，呈2个条带分布于冲湖积平原区：西侧条带位于山前冲洪积平原前缘的湖积平原区，在全新世早期为古黄河河道；东侧条带靠近黄河的冲湖积平原区，在全新世晚期为黄河故道，平行于黄河分布。在垂向上，地下水中砷质量浓度随深度增加而降低，高砷地下水一般赋存于10～40 m 的潜水含水层（砷质量浓度从小于10 μg·L-1到177 μg·L-1）；第一、二承压水大部分地区未检出砷或检出砷质量浓度低于10 μg·L-1[3738]。高砷地下水呈中性—弱碱性，为HCO3NaCa、ClHCO3Na、ClHCO3NaCa型水，氧化还原电位较低[3940]。特殊的古地理环境特征、地下水径流条件、氧化还原环境等被认为是地下水中砷富集的重要因素[41]。地下水中砷质量浓度随水位改变呈现出动态变化特征[38]。

1.2河流三角洲

1.2.1珠江三角洲

珠江三角洲也存在高砷地下水。地下水中砷质量浓度为2.8～161 μg·L-1。

1.2.2长江三角洲

长江三角洲高砷地下水也普遍存在。20世纪70年代以来相继发现长江三角洲南部南通—上海段第一承压水中砷质量浓度（大于50 μg·L-1）严重超过国家饮用水卫生标准[45]。这一带地下水的还原性相对较强。高砷地下水中Fe2+质量浓度普遍较高，多数大于10 mg·L-1[4546]。地下水中砷质量浓度高时，相应Fe2+质量浓度也较高。长江三角洲南部地下水中砷质量浓度高的主要原因是，在还原环境中，AsO3-4还原为AsO3-3，而且与砷酸盐相结合的高价铁还原成比较容易溶解的低价铁形式[47]。于平胜研究表明，在长江南京段，沿岸5 km内地下水中砷质量浓度普遍高于远离长江的地下水[48]。浅层地下水（潜水）中砷质量浓度普遍较低（小于40 μg·L-1）。

1.2.3汉江平原

2005年，江汉平原首次发现高砷水源和首例地方性砷中毒病例[49]。其中，仙桃市和洪湖市是江汉平原砷中毒最为严重的地区。调查表明，仙桃市848口井中有115口井砷质量浓度超过50 μg·L-1[4950]，地下水中砷质量浓度最高达2 010 μg·L-1。该区属于亚热带季风气候，降雨量充沛，地下水埋深浅，地下水以HCO3CaMg型为主。相对于内陆干旱盆地，地下水溶解性总固体（TDS）较低（0.5～1 g·L-1）。

2不同区域高砷地下水化学特征

以大同盆地、河套盆地、呼和浩特盆地、银川盆地为代表的内陆干旱盆地地下水和以珠江三角洲、江汉平原为代表的河流三角洲地下水中砷质量浓度较高，现以这些地区为例，简要总结中国高砷地下水的水化学特征。其中，大同盆地的数据引自文献[12]～[14]；河套盆地的数据引自文献[14]、[23]；呼和浩特盆地的数据引自文献[22]；银川盆地的数据为笔者2012 年的调查结果；珠江三角洲的数据引自文献[43]；江汉平原的数据引自文献[51]。

2.1常量组分

高砷地下水中常量组分质量浓度分布范围广。从江汉平原大同盆地银川盆地呼和浩特盆地河套盆地珠江三角洲，地下水中Na+和Cl-质量浓度逐渐升高[图2（a）]。在江汉平原，地下水中Na+质量浓度明显大于Cl-；在河套盆地、银川盆地，Na+与Cl-质量浓度近似相等；而在珠江三角洲，Cl-质量浓度大于Na+。这些地区地下水中HCO-3质量浓度较为相近，而Ca2+质量浓度相差较大[图2（b）]。总体来说，珠江三角洲Ca2+质量浓度最高，银川盆地次之，然后江汉平原、河套盆地和大同盆地均较低，这些地区TDS值为200～20 000 mg·L-1，江汉平原TDS值最低（平均为427 mg·L-1），其次是大同盆地、银川盆地和河套盆地，珠江三角洲则最高[图2（c）、（d）]。除江汉平原外，高砷地下水中Na+质量浓度和TDS值具有显著的正相关关系[图2（c）]；在江汉平原，高砷地下水中HCO-3质量浓度与TDS值之间呈显著的正相关关系[图2（d）]，而其他地区HCO-3质量浓度总体上低于TDS值。

由图4可知：河套盆地、呼和浩特盆地和大同盆地高砷地下水的Stiff图比较类似，说明其水化学性质比较相近，尽管河套盆地中高砷地下水常量组分质量浓度高于呼和浩特盆地和大同盆地；银川盆地地下水与其他地区存在显著区别，表现为SO2-4和HCO-3是主要阴离子，且质量浓度相近，Na+和Ca2+是主要阳离子；江汉平原地下水更为特殊，表现为HCO-3是主要阴离子，Ca2+是主要阳离子；相比之下，珠江三角洲高砷地下水常量组分质量浓度较高，Cl-为主要阴离子，Na+为主要阳离子。

2.2氧化还原敏感组分

无论是干旱内陆盆地，还是河流三角洲，高砷地下水总体上处于还原环境，其氧化还原电位绝大部分小于0 mV[图5（a）]。其中，河套盆地高砷地下水氧化还原电位最低，其次是呼和浩特盆地、大同盆地和银川盆地。相应 地，地下水中的溶解性有机碳（DOC）质量浓度较高，大部分为5～20 mg·L-1[图5（a）]。其中，河套盆地高砷地下水中DOC质量浓度最高，平均达到12.0 mg·L-1；其次是呼和浩特盆地（平均为8.3 mg·L-1）、银川盆地（平均为6.0 mg·L-1）和大同盆地（平均为5.0 mg·L-1）。此外，珠江三角洲地下水中DOC质量浓度与呼和浩特盆地相当，平均为8.7 mg·L-1；江汉平原地下水中DOC质量浓度与银川盆地相当，平均为62 mg·L-1。总体而言，高砷地下水中DOC质量浓度与氧化还原电位呈负相关关系，DOC质量浓度越高，氧化还原电位越低。这表明，溶解性有机碳质量浓度是促进地下水中还原环境形成的主要因素。

在还原环境中，高砷地下水中SO2-4和NO-3质量浓度较低[图5（b）]。其中，江汉平原SO2-4质量浓度最低，平均为2.5 mg·L-1；河套盆地NO-3质量浓度最低，平均为2.3 mg·L-1。这表明江汉平原地下水中SO2-4来源有限。尽管银川平原NO-3质量浓度与江汉平原相当（平均为4.5 mg·L-1），但是其SO2-4质量浓度（平均为277 mg·L-1）远高于江汉平原。河套盆地SO2-4质量浓度最高，平均达230 mg·L-1。相对于河套盆地和银川盆地，大同盆地和呼和浩特盆地NO-3质量浓度（平均分别为12.5、9.2 mg·L-1）较高，而SO2-4较低（分别为61.5、65.8 mg·L-1）。低质量浓度的NO-3和SO2-4意味着高砷地下水中发生了脱硫酸作用和反硝化作用。

3.2蒸发浓缩作用

除了风化作用外，蒸发浓缩作用也影响高砷地下水的化学特征（特别是在干旱—半干旱的内陆盆地）。这里采用Gibbs图来说明蒸发浓缩作用对地下水化学成分的影响[5556]。图7表明：江汉平原主要受岩石风化作用影响，这与上述分析一致；其他地区除了受风化作用影响外，还受到蒸发浓缩作用的控制。其中，河套盆地受蒸发浓缩作用影响最大，其次是呼和浩特盆地、大同盆地和银川盆地。高砷地下水中Cl-和砷质量浓度之间的相关性并不显著，这种关系表明地下水中砷质量浓度受蒸发浓度作用的影响有限。

3.3阳离子交换吸附作用

3.4还原作用

氧化还原条件对地下水中砷的富集起着至关重要的作用。从图9（a）可以看出，砷质量浓度大于50 μg·L-1的地下水主要位于氧化还原电位小于-50 mV的区域。地下水中氧化还原电位越低，砷质量浓度相应越高。相对于大同盆地、河套盆地和呼和浩特盆地，银川盆地地下水中氧化还原电位较高，相应地砷质量浓度较低（平均为28.0 μg·L-1）。因此，还原条件有利于含水层中砷的释放[5859]。

在还原环境中，铁/锰氧化物矿物的还原性溶解被认为是地下水中砷富集的主要原因[4，5960]。在含水介质中，铁/锰氧化物矿物对砷的吸附起主要作用[61]，被认为是地下水系统中砷的主要载体[62]。在还原环境中，这种富砷的矿物可被还原为溶解态组分，进入地下水中；与此同时，矿物上吸附的砷也被释放出来，并在一定条件下在地下水中积累。然而，地下水中砷与铁质量浓度之间的相关性并不显著[图5（d）]。在江汉平原，地下水中铁/锰质量浓度相对高，砷质量浓度也较高；在大同盆地、河套盆地和呼和浩特盆地，地下水中铁/锰质量浓度低，但砷质量浓度较高[图9（b）]。因此，地下水中砷质量浓度不受铁/锰质量浓度的限制。高砷地下水中，铁/锰质量浓度既可能高，也可能低[63]。造成这种现象的原因可能包括以下几点。

（1）As（V）的还原性解吸附是地下水中砷释放的主要原因。在还原环境中，被吸附的As（V）直接被还原为As（Ⅲ），由于在铁/锰氧化物表面，As（Ⅲ）的附着能力比As（V）低，所以As（V）被还原为As（Ⅲ）后被释放出来[64]。在此过程中，没有涉及铁/锰的还原，铁/锰并没有释放出来，因此地下水中铁/锰质量浓度并不高。

（2）在还原性溶解中产生的Fe（Ⅱ）重新被吸附到沉积物的表面。羟基氧化铁对Fe（Ⅱ）具有很强的亲和力，可大量吸附Fe（Ⅱ）[6566]。

（3）由于地下水相对于黄铁矿和菱铁矿过饱和，还原性地下水中Fe（Ⅱ）以黄铁矿和菱铁矿的形式沉淀，所以被从地下水中去除[63，6768]。尽管部分砷可与黄铁矿共沉淀[69]，或被菱铁矿吸附[70]，但是还原性溶解所释放的砷远多于被黄铁矿/菱铁矿去除的砷。

（4）在pH值较高的情况下，铁/锰氧化物吸附态砷进行解吸附。由于在pH值较高时，矿物对As（V）的吸附能力较低[71]，这种解吸附主要以As（V）为主。

高砷地下水存在于SO2-4和NO-3质量浓度均较低的江汉平原，也存在于SO2-4和NO-3质量浓度均较高的银川盆地、河套盆地和呼和浩特盆地[图9（c）]；并且，高砷地下水中发生了脱硫酸作用和反硝化作用。在较强还原条件的河套盆地和呼和浩特盆地，铁、锰质量浓度较低的原因可能与SO2-4质量浓度有关。由于铁的硫化物矿物溶解度低，还原环境中较高质量浓度SO2-4还原产生的S2-限制了铁、锰在地下水中的积累。因此，在河套盆地和呼和浩特盆地，黄铁矿沉淀可能是控制地下水中铁、砷质量浓度的一个重要过程。这一结果与河套盆地地下水中Fe同位素研究和化学特性时空演化研究结果一致[63，68]。相比之下，在江汉平原，低质量浓度SO2-4还原产生的S2-比较有限，不能有效控制铁在地下水中的积累，因此铁/锰氧化物矿物的还原性溶解和Fe（Ⅱ）的再吸附可能是地下水中的主要水文地球化学过程，尽管确切证据需要来自于含水层沉积物中Fe形态的结果。此外，在大同盆地、河套盆地和呼和浩特盆地，地下水中pH值较高，因此在碱性条件下吸附态砷的解吸附也是一个重要的富砷过程。

4结语

（1）中国高砷地下水既存在于干旱内陆盆地，也存在于湿润的河流三角洲。尽管这2类地区地下水中砷质量浓度均较高，但是地下水化学特点却存在显著差异。在干旱内陆盆地，高砷地下水的pH值较高，呈弱碱性；而湿润河流三角洲地下水的pH值为中性。江汉平原的高砷地下水以HCO3Ca型为主；大同盆地、河套盆地和银川盆地高砷地下水主要为HCO3Na型；而珠江三角洲高砷地下水为ClNa型。高砷地下水中氧化还原电位低，处于还原环境。总体上，SO2-4和NO-3质量浓度较低。其中，江汉平原SO2-4质量浓度最低，河套盆地NO-3质量浓度最低。此外，铁与砷之间的相关性并不显著。在珠江 三角洲，铁、锰质量浓度最高，但砷质量浓度相对较低；而大同盆地高砷地下水中铁、锰质量浓度最低，但砷质量浓度相对较高。

（2）在高砷地下水系统中发生了不同程度的风化作用、阳离子交换吸附作用和还原作用。河套盆地、大同盆地、呼和浩特盆地和银川盆地地下水均位于全球平均硅酸盐风化区；江汉平原地下水位于全球平均碳酸岩风化区附近；而珠江三角洲地下水位于蒸发岩风化区附近。相对而言，河套盆地和呼和浩特盆地地下水中阳离子交换吸附程度高，而银川盆地和江汉平原阳离子交换吸附程度较低。高砷地下水中发生了反硝化作用、脱硫酸作用以及铁、锰氧化物还原过程。在较强还原条件的河套盆地和呼和浩特盆地，铁、锰质量浓度较低的原因可能与SO2-4质量浓度有关。还原环境中较高质量浓度SO2-4还原产生的S2-限制了铁、锰在地下水中的积累。在河套盆地和呼和浩特盆地，黄铁矿沉淀可能是控制地下水中铁、砷质量浓度的一个重要过程。在江汉平原，铁/锰氧化物矿物的还原性溶解和Fe（Ⅱ）的再吸附是地下水中主要的水文地球化学过程。此外，在地下水pH值较高的干旱内陆盆地，吸附态砷的解吸附也是一个重要的富砷过程。

篇2

【关键词】地下水开采 地质灾害 地面沉降

随着我国经济快速发展，地下过度开采情况严重，已经造成了众多灾害性的问题，如地下水污染严重、地面沉降问题突出。如何有效管理地下水开展，减少灾害的发生，成为水利管理部门的重要课题。本文通过研究地下水开采与灾害发展之间关系，了解地质沉降等灾害的危害性，为合理开采地下水提供参考意见。

1.地下水过度开采与各种灾害

1.1地面沉降

（1）区域的地面标高降低 造成地面沉降的主要原因分为自然因素和人为因素，自然因素包括：地壳新构造运动、海平面相对上升造成地质抬升、土层的松紧程度及其结构、地震的冲击作用以及火山运动等等。人为因素有：抽取地下液体（包括了水、油、天然气等）、对地下矿产进行开采（如对有色矿产开挖）、修造地下工程并对地下结构进行改造（如修建地铁、隧道等）、还包括地表活动对地质施加负荷（包括地表的各种建筑）等。在我国北方地带地壳运动不频繁、土质结构稳定，因此自然因素对地面沉降的影响较小、沉降的速度也十分缓慢。但是，在我国大部分地区于近年集中出现了不同程度、不同面积的地面沉降现象，其中，人为因素是最主要的原因。

（2）地下水位下降地表因此出现下降 地面沉降是当今我国很多地区出现的较为严重的地质灾害之一，地面沉降会造成基础建设受损、人员伤害、降低城市防洪能力等严重的后果，主要有以下几点：①基础设施、房屋等建筑受到损害。由于地质表面出现局部下降等不规则升降，容易出现地表建筑倾斜、墙壁开裂，基础设施如公路、铁路、地下建筑等更容易受到破坏，公路塌陷、铁路地基不稳、地下建筑坍塌等严重事故出现的概率增多。②供水成本增高：由于地面沉降，使抽水井管相对上升，导致抽水深井降低甚至失去取水功能，从而增加工农业用水的重复取水投资。③农业损失加大，在农村出现地面沉降虽然不如城镇肯能会造成重大损失，但对农业的影响也是极大。④降低城市防洪能力，地面沉降造成整个城镇的地面不平，地段有高有低，排水系统则不能发挥作用，容易造成堵塞情况。⑤在水系发育丰富的河网地区，地面沉降造成桥梁净空减小，使过桥能力大大地降低，同时也使城市的港湾、码头的使用能力降低。

1.2地下水化学灾害及水质污染

地下水的补给、径流、排泄的特征，都有其自身的规律，如果不受到人为影响，则地下水资源不易造成污染，水质也较为自然。地下水可分为浅表地下水和深层地下水。一般对地下水的开采和利用多为浅表地下水，浅表地下水所受到人类活动的影响更为深远。现今中国发展速度离不开工业等行业拉动，各地不同程度的污染排放直接或者间接地通过地表水渗入这一方式补给至浅表地下水，从而造成地下水污染情况日益严重。除了补给特征造成污染外，地下水径流及排水特征也加重了地下水污染和化学灾害。浅表地下水的径流及排泄主要受地形、地貌、水文条件的影响，一般由山区向平原缓慢流动，也有部分向深层地下水渗入。受到人类活动的影响，如今绝大城镇区域的地下水的排水方式为人工开采，彻底改变了地下水的天然特征。同时，由于地下水被过度开采，容易造成水位低槽带或临时性水位降落漏斗，地下水越来越向漏斗中心流去，地下水污染问题则集中在低槽带不得排泄，使得地下水污染更加严重，化学灾害出现可能性更大。

1.3 山体滑坡

通常认为山体滑坡的主要原因是受到人类活动而破坏了地表层，致使山体滑坡出现。但事实上据统计，因地下水渗透作用引起的山体滑坡占90%以上。受到地下水的补、径、排特征影响，山体地下水越是丰富则山体滑坡的可能性则越大，在城镇区域，地下水的径、排特征被人类活动彻底改变，而山体中的地下水无法按照原有规律进行排水，而加大了山体滑坡发生率。

1.4 地下水咸化

随着地下水开采不断加重，浅表层的淡水区被不断开采，水位越来越低。根据地下水的补、径、排的特征，浅层地下水不断被人为排出，而补给的淡水却是越来越少，出现了深层地下水、咸水地下水反补浅层地下水和淡水地下水，出现了地下水咸化的现场，同地下水漏斗地带和低槽带的出现也加重了地下水咸化的过程。 地下水咸化的现象在我国各个地方，特别是北方沿海地区都有不同程度的危害。地下水是北方的主要水源，若是咸化则直接影响了人民的生活用水、农业用水和工业用水，极大地影响了经济发展和人们生活。

2.科学管理地下水开采与防治灾害

2.1合理利用客水，减少地下水开采量

实施南水北调工程，将黄河小浪底水库水资源调给涑水河流域，运城拥有大量客水资源，在经济条件允许的情况下，建议农用和生态用水采用上客水，减少地下水的开采量，把优质不易得到的地下水用在居民饮用水工程上。减轻对地下水的超量开采，有利于缓解地面沉降问题。

2.2建立地下水科学监测体系，分区控制开采地下水

结合地下水现状，地下水补、径、排的特征通盘考虑，对运城市各地的地下水进行分级评估，划分为地下可采区、控采区、禁采区。这就需要加强对地下水资源的监测工作，完成地下水监测网络。可采区域限定开采数量，提高地下水资源利用率；禁采区域严格执行禁止令，通过行政法律手段加以管理；控采区域一般条件下不得开采，只有满足特定条件才准予开采。这样，可以极大缓解地下水消耗量过大，防治出现地下水漏斗带，缓解地下水污染及咸化程度。

2.3建立污染处理设施，对污染排水进行严格管理

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[关键词]水文地质条件、地下水、赋存规律、富水性、补给、径流、排泄条件、动态特征。

中图分类号：P641.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）02-0048-01

为彰武油田产能建设项目环境影响评价之需，我队根据《环境影响评价技术导则―地下水环境》的技术要求，结合彰武油田产能建设项目区域的环境特点，对工作区水文地质进行现状调查，并开展有针对性的水文地质实验，通过调查和实验对本区地下水水文地质条件分析论述如下：

1、地下水富村规律及富水性

1.1 地下水富存规律

区域水文地质条件是受气象、水文、地貌、岩性及地质构造多种因素控制的。大气降水、地表水与地下水三者之间有着密切的联系，大气降水的多与少，地表水径流条件的好与差，蒸发作用的强与弱，是决定地下水赋存程度的重要因素。岩层的孔隙、裂隙和断裂构造的发育情况，是地下水赋存程度的控制因素。

工作区第四纪松散堆积物主要为风积成因的粉土夹粉砂和冲积成因的粉土、粉细砂层，冲积成因的粉细砂层分布连续、稳定，含水比较丰富，是工作区主要含水层。含水层颗粒由河漫滩向两岸一级阶地颗粒由粗变细，河漫滩含水层为粉细砂夹砂砾，颗粒较粗，一级阶地含水层颗粒较细，为粉细砂；含水层厚度自柳河河漫滩向两岸一级阶地逐渐变薄，含水量相对也是逐渐减少的。地下水埋深总体来看，自柳河两岸一级阶向河漫滩、自上游向下游是逐渐变浅的。

区域上本区属中生代彰武断陷盆地，断裂构造比较发育。断裂构造中北西向张性、张扭性断裂带岩层比较破碎，裂隙发育，张开性好，少粘土类充填，在有利于降水入渗补给和储存的条件下，易形成线状断裂充水构造，多以断裂充水带上的上升泉形式出现，流量约1升/秒，流量稳定；而北西向和北东向挤压断裂带，裂隙紧闭，不富水。通过本次施工和收集的水文地质钻孔资料来看，工作区未见有上升泉，基底岩层中赋存有基岩裂隙水，但基底白垩系泥岩夹砂砾岩，岩石呈泥质结构，节理、裂隙不发育，故岩层中基岩裂隙水富水性较差，水量微弱。

1.2 地下水类型及富水性

工作区地下水可分为第四纪松散堆积物中的孔隙潜水和基岩裂隙潜水两大类型。第四纪松散堆积物中的孔隙潜水为本区主要的地下水类型，基岩裂隙潜水在本区富水性较差，水量微弱。

工作区孔隙潜水含水层为全新统冲积粉细砂层，厚度为20-32m不等，渗透系数为4.17-6.57m/d，地下水埋深为0.88-4.97m，水位年变幅为0.32-1.0m，水化学类型为重碳酸-钙型水，矿化度为435.0-825.0mg/l。

进行地下水富水性分级，为了便于对比，将松散岩类的农灌井、民井及施工用水井换算成同一井径0.4m、同一水位降低5m的水量，依据潜水完整井稳定流裘布依（Dupuit）公式，可推导得到单井涌水量，通过计算并结合区域水文地质图，分出工作区中北部（柳河两岸）大部分地区属水量中等区，单井涌水量500-1000 m3/d，仅工作区南部G101国道以南部分地区，单井涌水量为100-500 m3/d，属水量较贫区。

2、地下水的补给、径流及排泄条件

2.1地下水的补给条件

工作区地下水的补给主要是大气降水的垂直入渗补给和侧向高地地下水径流补给，河谷区是地下水的排泄地段，地下水以地下径流方式排泄到河谷冲积层中，再流出工作区，或直接以表流方式排到河中，补给地表水，地下水与地表水水力联系密切，全是地下水补给河水，在枯水季节，河水全靠地下水补给，才有地表径流，地下水流向均指向河流方向。

2.2地下水的径流条件

本区含水层为粉细砂层，地下水径流条件较好，地下水接受大气降水补给后，主要表现为水平运移，由高处向低处运动，即由山坡向沟谷流动。

2.3地下水的排泄条件

地下水排泄方式有三种：一是以地下径流的形式向下游运移；二是地面蒸发和植物蒸腾；三是项目区生产、生活用水，村庄生产、生活用水和农业灌溉用水。

3、地下水动态特征

3.1地下水动态类型

根据影响地下水水位的主要因素，可将本区地下水动态类型划分为气象型、水文-气象型两种类型。

（1）气象型

主要分布于柳河两岸一级阶地，地下水的补给主要为大气降水垂直入渗补给，由于年内降水极不均一，决定了地下水的渗入补给也具有季节性的变化规律，每年的7、8月份，大气降水集中，地下水得到大量补给，水位急剧上升，并在8、9月份出现高峰值，以后，由于降水减少，地下水失去补给，水位缓慢下降，翌年4月，春回大地，冰化雪消，地下水得到少量补给，略微上升后又持续下降，5月上旬出现一个最低值，动态变化呈极不对称的波状，体现了“集中补给，常年消耗”动态特征。

（2）水文-气象型

分布于柳河河漫滩地带，大气降水、河水水位是影响该类型地下水的主要原因。其动态特征为：1-3月份，大地处于封冻状态，河水水位较低，受其影响，地下水位低平且具有缓慢下降趋势。4月下旬，随着冰雪消融和上游水库放水，地下水位开始回升，7-8月份，雨季来临，地下水位大幅上升。9月份以后，伴随着降雨减少和上游水库关闸，地下水位呈缓慢持续下降状态，一直延续到翌年4月。

4、地下水水温及水化学变化

地下水水温变化随气温变化而变化，但滞后于气温，其变化范围为7-10℃。

地下水水化学组份含量变化也具有随季节变化的规律，每年雨季来临，地表经过一春积累的盐分，大量被溶解淋滤，地表脱去的盐分有相当部分伴着降水下渗而进入地下，因此地下水水量在得到大量补给的同时，水中各种化学成份也骤然增加，并出现峰值，随着降水的继续增加，水质淡化，盐分含量相对下降，雨季过后，水中含盐量相对稳定，并逐渐显示出上升的趋势。

篇4

【关键词】高氟地下水；地氟病；成因；周村北部

周村区位于淄博市西部，东临张店、西靠章丘，南接淄川，北面与桓台和邹平接壤。区内发育中生代白垩系及新生代第四系地层。由于高氟水地区居民长期饮用高氟水，普遍患有氟斑牙、氟骨病等地氟病，患者牙齿先出现黄斑，后畸形或腿弯背驼，严重危害了当地居民的身体健康。为此探讨区内高氟水特征，除氟改水，治理“氟害”，势在必行。

1．高氟区现状

1.1高氟区地下水环境特征

1.1.1高氟区分布范围

根椐国家生活饮用水卫生标准（GB5749-2006），地下水中氟含量＞1mg/L的地下水即为高氟地下水。由岩石、土壤、地下水等自然因素使其氟含量超过国家规定标准的地域即为高氟区。

周村北部沈家庄、南阎、石门、十里铺、大姜、邓家庄、丰乐、固玄店及南营一带F-离子含量较高，面积约65km2，地下水氟含量一般在2mg/L左右，其中邓家庄、丰乐村、固玄店一带F-离子含量最高，其值为2.5～3mg/l，区内受氟害程度较重，有5000余人患有氟斑牙病和氟骨病。该区土壤中F-含量亦较高，多在450～700mg/kg。

1.1.2地下水氟含量分区及特征

区内分布含氟较高的第四系松散沉积物。钻孔资料显示，第四系松散沉积物的厚度55～118m。地下水主要赋存于第四系松散沉积物中，主要为潜水。地下水类型为HCO3·Cl-Ca·Mg型、SO4-Ca·Mg或SO4·Cl-Ca·Mg型，矿化度600～2000mg/L，全硬度400～1300mg/L。将全区划分为氟含量＜1mg/L区、1～2mg/L区和＞2mg/L区共3个大区。氟含量＜1mg/L区：氟平均含量0.87mg/L，分布于沈家庄、仇家庄和西钨头一带。1～2mg/L区：氟平均含量1.91mg/L，分布于大姜村、固玄店和仇家套一带，面积16km2。＞2mg/L区：氟平均含量2.79mg/L，最高含量3mg/L，主要分布于邓家庄和丰乐村一带，面积9km2。

1.2 地方性氟中毒现状

地方性氟中毒是由于居民长期从生活环境中摄入过量的氟而引起的一种慢性全身性地球化学性疾病，俗称“大黄牙”、“干沟牙”、“糠骨病”、“黑骨病”等 [1]。周村区北部地区都有不同程度的发病。病情较轻的病人，表现为牙齿变黄、发黑、脱钙变脆等，重病人表现为全身关节疼痛、强直变形，甚至导致瘫痪，丧失劳动能力。据周村区地方病办公室2005年统计资料，因饮用地下高氟水，全区有轻病区村30个，中病区村20个，重病区村15个，涉及病区人5000余人。氟斑牙人数3000余人，氟骨病2000余人。

2.高氟地下水水文地球化学特征

氟元素是人类生命过程中所必须的微量元素。适量的氟可以提高牙齿的搞酸能力，抑制细菌分解醣所需要的酶，增强牙齿釉质的烃基磷灰石保护层，提高牙齿的硬度等。但氟含量过高或偏低，则会影响人体健康，引发氟斑牙、氟骨病等“地氟病”[2]。

2.1平面上分布特点

地下水中氟离子含量极不均一，变化在0.5～3.0mg/L间。高氟地下水多呈点状或片状分布。大姜、丰乐一带最高，向西逐渐降低。

2.2垂向上分布特点

在垂向上，地下水氟含量有向深处逐渐增高的趋势。由于愈向深处，地下水交替循环速度愈缓，加之地下水中钠离子含量逐渐增大，有利于氟离子富集。

2.3水文地球化学特征

2.3.1地下水运动条件

该区地下水径流缓慢，以垂直运动为主。地下水在运动过程中溶解土壤中的氟离子，有利于在该区富集。

2.3.2水文地球化学特征

氟赋存于土壤中，随溶滤和水解作用而转化到地下水中，在随水迁移的过程中，当地下水碱化程度增强时便发生富集[3]。

从该区地下水水化学资料统计分析，氟与地下水中的主要离子成分、总碱度等有着不同程度的相关性。

（1）氟离子与钠、钙离子交替的关系。

从氟离子含量（F+）与Na+的含量及F+与Ca+的含量相关散点图上可以看出，F+含量与Na+ 及Ca+的含量间的关系虽不呈明显的线性关系，但亦存在着一定的规律：即当Na+ 增加或Ca+减少时，地下水中F+含量明显增加；说明地下水中阴离子由同钙的伴存转变为同钠的伴存，是形成有利于地下水中氟富集的水化学环境。而钙的减少和钠的增加，与地下水中钠对钙的交替（置换）有关。也就是说，地下水中氟的富集与钠、钙的交替有关。

（2）氟与总碱度及总硬度间的关系。

氟与总碱度及总硬度的相关性不是太明显，只表明其大概趋势，氟与总碱度大致呈正相关，而与总硬度关系不明显。

3.高氟地下水的形成及治理措施

3.1高氟地下水的形成

氟在水中的富集需要3个必要条件：第一有供氟源或者促使氟迁移进入地下水；第二有使氟稳定的水文地理化学环境；第三有使氟赋存和富集的地理环境或水文地质条件[4]。

土壤中含有较高的氟，经过溶滤、水解作用使氟析出转化到液态地下水中富集，并随地下水径流迁移，在地形平缓，地下水径流缓慢、径流不畅区，地下水则形成相对静止状态，形成滞水，地下水含氟量聚集增高。

地下水中的SO42-、HCO3-对氟的迁移起着十分重要的作用，SO42-、HCO3-越多，越有利于氟的迁移。Na+、Ca+与F+可形成稳定的化合物，故对氟的稳定性起控制作用[5]。

3.2高氟地下水的治理措施

（1）水质净化处理。

丰乐村施工一眼水井作为村中饮用水源，但水质较差。村中上了一台水质净化处理设备，水经处理后作为村中饮用水源。对该村的水源水和净化后的水进行了取样化验，其结果见水源水中矿化度、F-超出国家饮用水标准，全硬度接近国家饮用水标准，NO3-、Na+含量较高，但水源水经净化处理后水中各项均降低，特别是F-、SO42-、Na+降幅最大，成为低矿化(下转第346页）(上接第330页）度、低钠水。

该水质净化处理设备价格3万元左右，加上厂房，总投资5万元左右。处理1m3水用电不足2度，加上从水源井中取水，每处理1m3水费用不足1.5元。在水源条件和其它条件较差的地区采用水质净化降氟改水是行之有效办法。

（2）区外引水。

周村区现已建成“引萌济周”、“引黄济周”两大工程。萌山水库水及黄河水经适当处理后可作为高氟区的饮用水源。由于区内地下水资源不足，亦可从区外水质较好的水源地直接引用作为饮用水源。　[科]

【参考文献】

［1］张新平.山东省高密市高氟区现状及高氟地下水形成机制探讨[J].山东国土资源，2007，23（10）：23-25.

［2］冯超臣.鲁西南平原高氟地下水水文地球化学特征[J].山东国土资源,2005，21（5）：39-42.

［3］戎秋涛，翁焕新.环境地球化学[M].北京：地质出版社，1989，251-254.

篇5

【关键词】地下水；硝酸盐；污染；成因分析；治理

0 引言

在进行作为饮用水水源的地下水中硝酸盐的去除时，还可以直接在被污染的地下水水体中进行处理，称为原位反硝化或地下反硝化，其运行费用低、操作简便。无论是在工业发达国家还是发展中国家，由于农村地区大量氮化肥的施用，生活污水和含氮工业废水的未达标排放及其渗漏，固体废物的淋滤下渗，污水的不合理回灌，以及地下水的超量开采等原因，导致地下水中的硝酸盐浓度上升，成为一个十分重要的环境问题[1]。

1 地下水硝酸盐污染的成因分析

1.1 氮素化肥的施用

氮素化肥的施用，虽然大大地提高了土地的生产力，在农业生产中发挥了重要的作用，但由于施用的不当，也带来了一系列的环境问题。据报道，由于农田氮肥施用量的增加，世界范围内的地表水和地下水中氮化合物含量都在不同程度上呈现出上升趋势。大量的化肥进入农田后不能被农作物完全吸收，除一小部分可通过挥发或脱氮返回大气圈外，绝大部分残留在土壤或经降水溶解进入地下，使地下水受到氮素的污染，导致地下水中硝酸盐氮的提高。据研究表明，施用于土壤的肥料有30%～50%经土壤淋滤于地下水环境中，地下水NOF-N污染与氮肥施用量成线性关系。李文庆等对大棚土壤硝酸盐状况进行了研究，结果表明，棚区地下水中较非棚区含有更多的硝酸盐，而且在大棚种植时间较长的地区硝酸盐的增加更加明显，这说明农业活动氮素化肥的施用对地下水中硝酸盐含量的增加起到了较大的作用。

1.2 污水灌溉

由于水资源的日益紧张短缺，出现了污水灌溉。近年来，不但污灌面积大幅度增加，而且污水水质发生明显变化，水中污染物浓度增高，有毒有害成分增加。利用污水灌溉虽然在一定程度上可以缓解农业用水和水资源短缺的矛盾，在利用污水中大量有机物作为肥料的同时，污水也得到了一定的净化。但是，如果灌溉不合理，不仅污染了农田环境，对土壤和农作物形成直接危害，甚至污染地下水，导致地下水中硝酸盐的增加。污水灌溉已成为我国农村水环境恶化的主要原因之一。

1.3 固体废物的淋滤下渗

固体废物通过降雨的淋溶渗漏使污染物随水渗入地下含水层，对地下水形成污染。城市生活垃圾含氮量很高，据对某水源井区垃圾堆放场附近水源井的监测表明，垃圾堆放的淋溶下渗对地下水有明显污染，井群周围地下水硝酸盐平均每年以2.6mg/L的速度提高。而由于畜牧业、养殖业的迅速发展所造成的其周围畜禽粪便的大量堆积，引起区域性地下水水质污染更加严重[2]。

2 地下水硝酸盐污染的评价

根据水文地质特征和水体功能，结合地区人口分布及经济发展特点，以地区平原部分为研究对象，依据地表水与地下水补给关系，本着既突出重点又兼顾全面的原则，地下水从居民家中直接取样。

氮的转化明显地受环境因素及地质因素的影响。例如，土壤与地质特征，它包括土壤的质地与地层岩性、孔隙度、结构、组成、剖面的深度和渗透率；气候特征，它包括降水量、降水频率、降水持续时间、降水时间、蒸发率和温度；生物特征，包括植被覆盖率、根系带深度、农作物氮的利用特征、植物生长期、有机物水平以及微生物和动物数量；农业活动特征，包括土地利用和土壤管理；氮的特征，主要指化肥施用的种类和数量等。这些因素对氮的迁移和转化的影响是相互作用复合影响[3]。

地下饮用水中硝酸盐浓度的提高会对人体的健康造成严重的危害。高铁血红蛋白症是与饮用水中的硝酸盐密切相关的健康问题。血液中含有一种铁基化合物，称为血红蛋白，是用来传送氧气的，硝酸盐本身对人体并没有危害，但在人体内经硝酸盐还原菌作用生成亚硝酸盐，亚硝酸盐会与血液中的血红蛋白反应形成高铁血红蛋白，它是不能输送氧气的，从而影响血液中氧的传输能力。在成年人的血液中，酶可以将高铁血红蛋白再转换回血红蛋白，使得高铁血红蛋白的含量不超过1%；新生儿体内这种酶含量较低，因此他们的高铁血红蛋白的含量通常在1%～2%，任何高于该含量的血液病均被称为是高铁血红蛋白症。少数有明显症状发生在高铁血红蛋白的含量在1%～10%之间，在含量较高时，通常会有紫绀出现。在这种情况下，婴儿会出现黏膜变蓝以及消化和呼吸系统疾病。

3 地下水硝酸盐污染的治理方法

当饮用水中硝酸盐氮浓度高于10mg/L时，婴儿饮用后可能患变性血色蛋白症，严重时可导致缺氧死亡。在硝酸盐转化过程中形成的亚硝酸胺等具有致癌、致畸和致突变作用。过多的硝酸盐对农作物的生长也有一定的影响。世界卫生组织规定饮用水中硝酸盐单浓度不超过10mgN/L，推荐标准为5mgN/L。

（1）原位生物处理方法对于去除浅层地下水中硝酸盐来说，费用较低、方法简单，但随着深度的增加，费用将显著增加，而且所加基质很难均匀地分布于地下蓄水层中，控制地下水的水流方向困难，效果难以控制；再加上由于大量脱氮菌的产生和反应产生的氮气，会引起土壤的堵塞，土壤堵塞非常不利于进行硝酸盐氮的去除，也有发生亚硝酸盐氮蓄积的情况；并且原位修复时所投加的有机碳可能对地下水产生二次污染。所以，在实际应用中应采取相应的防范措施，一般原位处理法只限于某些地质条件较好的、地下水污染面积不是很大的地区[4]。

（2）自养型生物脱氮法。脱氮菌中也有能用氢气、还原态硫化物和二氧化碳等无机物作为氢供体的自养型细菌，一般情况下自养型细菌增长率低、增长速度慢、菌的增长量少，所以具有剩余污泥的产生量低的优点。另外，因不需要添加有机物，所以不需要处理残留的有机物，在以饮用水为前提的情况下，该方法较为合适。自养型生物脱氮法目前主要有硫―石灰石白养反硝化脱氮工艺和生物供氢自养反硝化脱氮工艺。

4 结论

通过对地下水硝酸盐污染的成因进行调查分析，能够有效地处理地下水硝酸盐产生的影响，为居民的饮用水安全提供有效的保障。

【参考文献】

[1]艾小凡，王鹤立，陈祥龙.地下水硝酸盐污染生物修复中的亚硝态氮积累研究[J].环境工程，2014，01：33-36.

[2]丁清华，常刘伟.进水中硝酸盐浓度对砂柱脱氮的影响[J].广州化工，2014，02：69-70.

篇6

引言

水文地质勘察是岩土工程勘察的一个重要组成部分，虽然它极其重要但也常常被忽略，因此，为加强岩土工程勘察，水文地质的勘察工作也是必不可少的。本文对岩土工程勘察中水文地质勘察进行简要的分析。

一、岩土工程勘察概述

岩土工程勘察是根据建设工程的要求，查明、分析、评价工程建设所直接占有并使用的有限面积的土地（例如厂区、居民点、自然村所涉及的区域范围的建筑物所在地）的地质、环境特征和岩土工程条件，编制勘察工程文件（即在原始资料的基础上进行整理、统计、归纳、分析、评价，提出工程建议，形成系统的为工程技术服务的勘查技术文件）的活动。岩土勘察工程的主要目的和要求是旨在查明场地稳定性和建筑适应性、查明场地工程地质和水文地质条件、查明场地地震效应、查明场地内不良地质作用（有地球内力或外力产生的对工程可能造成危害的地质作用）、提供满足设计、施工所需的岩土参数、提出地基基础、基坑支护、工程降水和地基处理设计与施工方案的建议。按不同勘察阶段和相关规范规程、工程条件提供合格的岩土工程勘察报告。其任务是要正确反映场地和地基的工程地质条件，结合工程设计和施工条件进行技术论证和施工评价，提出解决岩土工程的建议并服务于岩土工程建设的全过程，确保工程质量，为设计施工提供依据。

二、了解地下水引起的岩土工程危害

由于地下水引起的岩土工程危害，主要是因为地下水动水压力及地下水水位升降的变化两方面原因造成的。人为因素或天然因素可引起地下水水位的变化，但无论什么原因，地下水位的变化达到一定程度的时候，都会对岩土工程造成一定的危害，地下水位的变化引起的危害可以分为四种方式：

1、地下水位上升引起的岩土工程危害

潜水位上升的原因有很多种，其中主要受到地质因素的影响如总体岩性、含水层结构、水文气象因素如降雨量、气温及人为因素施工、灌溉等的影响，有些时候很可能是几种因素的综合结果。潜水位上升对岩士工程可能造成：土壤的盐泽化，地下水及岩土对建筑物腐蚀性的增强；岩土体产生崩塌等不良的现象；特殊性岩土体强度降低、结构破坏；引起粉细砂液化出现管涌等现象；地下洞室基础上浮、建筑物失稳。

2、地下水位下降引起的岩土工程危害

地下水位之所以降低多是因为人为的因素所造成的。例如大量集中的抽取地下水、在采矿过程中上游筑坝、矿床疏干、修建水库截夺下游的地下水的补给等等。由于地下水的过度下降，常常诱发地面塌陷、沉降、地裂等地质灾害以及地下水质恶化、水源枯竭等环境问题，对建筑物、岩土体的稳定性及人类自身所居住的环境造成了很大的威胁。

3、地下水的频繁升降对岩土工程造成危害

由于地下水的升将变化会引起膨胀性岩土产生胀缩变形，如果地下水升降频繁时，不仅使岩土的膨胀收缩变形往复，而且导致岩土的膨胀收缩的幅度不断的加大，进而形成由地裂引起的建筑物特别是轻型建筑物的破坏。地下水升降变动带内由于地下水的积极交换，会使土层中的铁、铝成分大量的流失，土层失去胶结物会导致土质变松、含水层的孔隙增大、地基承载力降低、压缩模量减少，为岩土工程的处理、选择带来了很大的麻烦。

4、地下水动压力作用引起的岩土工程危害

地下水在天然状态下动水压力作用比较微弱，一般不会造成什么危害，但在人为工程活动中由于改变了地下水天然动力平衡条件，在移动的动水压力作用下，往往会引起一些严重的岩土工程危害。

三、工程地质勘察中水文地质评价内容

工程地质勘察中水文地质评估内容在以往的工程勘察报告中，由于缺少结合基础设计和施工需要评价地下水对岩土工程的作用和危害，在很多地区已发生多起因地下水造成基础下沉和建筑物开裂的质量事故，总结以往的经验和教训，在今后在工程勘察中，对水文地质问题的评价主要考虑以下内容：

1、应重点评价地下水对岩土体和建筑物的作用和影响，预测可能产生的岩土工程危害，提出防治措施。

2、工程勘查密切结合建筑物地基基础类型的需要，查明有关水文地质问题，提供选型所需的水文地质资料。

3、应从工程角度，按地下水对工程的作用与影响，提出不同条件下应当着重评价的地质问题，如：对埋藏在地下水位以下的建筑物基础中水对砼及砼内钢筋的腐蚀性；对选用软质岩石、强风化岩、残积土、膨胀土等岩土体作为基础持力层的建筑场地，应着重评价地下水活动对上述岩土体可能产生的软化、崩解、胀缩等作用；在地基基础压缩层范围内存在松散、饱和的粉细砂、粉土时，应预测产生潜蚀、流砂、管涌的可能性；当基础下部存在承压含水层，应对基坑开挖后承压水冲毁基坑底板的可能性进行计算和评价；在地下水位以下开挖基坑，应进行渗透和富水性试验。并评价由于人工降水引起土体沉降，边坡失稳进而影响建筑物稳定性的可能。

四、工程勘察之中的水文地质勘察内容

在实际的工程建设当中，对其有影响的水文地质因素有许多方面，包括地下水位的变化及变化的幅度、地下水的类型和性质、隔水层和含水层之间的厚度以及具体的分布组合关系、土层以及岩层当中渗透性强度和渗透的系数、含水层的特点和水头等方面，都是其勘察的主要内容。在工程勘察之中，为了更好的提高质量和效率，在最大程度上消除或者减少由于地下水而带来的工程建设危害，在相关的工作当中更好的明晰会影响岩土层的水文问题和要点内容，需要进行实际的勘察，对地下水会造成的影响进行评价和分析，并且为工程建设提供所需的资料和文件等。

1、地质环境

在水文地质勘察当中，对地质的环境和具体的条件等进行分析和调查，是一项基础工作。相关的内容主要有对工程建设所处的区域之内的地质构造实际特征、地基的构造情况以及对厚度的控制情况、地层的岩性以及新构造方面，详细深入地对这些内容进行勘察和分析，将对日后的工程建设起到非常关键的作用。

2、自然地理

在自然地理的勘察之中，同样包括有许多方面的内容，而主要的方面，则是地形特征、地貌特征以及水文特征和气象特征等。其中，气象水文的特征，指的是工程所处的区域之内是热带还是亚热带，是否属于季风性的气候，其实际的热量和湿润度的情况等。而地形地貌的特征，则指的是在工程建设的区域之内，周边的水系环境，高原特征或者平原特征，地形是否开阔等等。这一点在实际的工程建设当中也有极为重要的应用。

3、地下水的水位

水文地质勘察的地下水位情况，主要包括的有最近几年之内的水位变化以及变化的趋势，地下水的补给实际条件，地下水以及地下水的实际补给关系、对水位的影响等方面。其中，地下水位的变化情况，对岩土工程有着非常大的影响，所以，这一点应该是相关勘察当中的重点。

4、含、隔水层情况

包括含、隔水层的埋藏条件、分布情况、地下水类型、流向、水位及其变化幅度，主要含水层的分布情况、厚度及其埋深，并通过现场试验来测定地层的渗透系数等水文地质参数，该地质条件下对地下水赋存和渗流状态的影响，判定地下水对建筑材料的腐蚀情况等。

五、工程勘察过程中水文地质参数的测定

在水文地质参数的测定方面，主要有地下水位的测定、地下水渗入系数和倒水系数的测定、给水度、释水系数、越流系数、越流因数、吸水率、毛细水上升高度等详细参数的测定。对于以上这些不同的参数，应采取不一样的方式进行测定，现状普遍采用对地基钻孔或借助测压管观测两种方式进行地下水位的测定；采用抽水、注水、压水试验和采样进行室内渗入实验的方式测定地下水的渗入系数、单位吸水率和导水系数；采用单孔地层抽水试验、地层非稳定流的抽水试验、实地水文观测等方式测定地下水的给水度和地下水的释水系数；采用对地层进行多孔抽水试验达到测定越流系数和因数的目的；对于毛细水位上升高度的测定，一般通过试坑直接观测及室内试验进行测定。

篇7

关键词：地质灾害；岩溶塌陷；灾情预测；防治措施

一、前言

地质灾害是由不良的地质作用引发的事件，可能造成重大人员伤亡、重大经济损失和环境改变。随着国民经济的飞速发展，工程地质作用对人类生存环境及工程环境本身的影响与致灾性越来越明显。地质灾害的发育分布及其危害程度与地质环境背景条件(包括地形地貌、地质构造格局和新构造运动的强度与方式，岩土体工程地质类型、水文地质条件等)、气象水文及植被条件，人类经济工程活动及其强度等有着极为密切的关系。

自然因素和人为因素都可能引起地表塌陷，例如地下空间开挖活动、矿产资源开发、地下工程施工、古溶洞、隐蔽工程、含水层中地下水流失、地层液化、建筑物自重、冲积层中含水量变化、化学物侵蚀作用、地壳移动、古窑老采区、地层滑移、地下水超量开采、陷落柱及淤泥地带等因素。

由于特殊的地质演化过程，岩溶地区相对于其他地区往往更频繁地发生地面塌陷、崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害，其中地质灾害最多表现形式为岩溶地面塌陷。

二、岩溶塌陷的概念及产生原因

岩溶地面塌陷是指覆盖在溶蚀洞穴之上的松散土体，在外动力或人为因素作用下产生的突发性地面变形破坏，其结果多形成圆锥形塌陷坑。

岩溶地面塌陷是地面变形破坏的主要类型，多发生于碳酸盐岩、钙质碎屑岩和盐岩等可溶性岩石分布地区。激发塌陷活动的直接诱因除降雨、洪水、干旱、地震等自然因素外，往往与抽水、排水、蓄水和其他工程活动等人为因素密切相关，而后者往往规模大、突发性强、危害也就大。岩溶地面塌陷发现于碳酸盐岩分布区，其形成受到环境和人类活动的双重影响。

1. 可溶岩及岩溶发育程度

可溶岩是由岩溶地面塌陷形成的物质基础，而岩溶洞穴的存在则为地面塌陷提供了必要的空间条件。大量塌陷事件表明，塌陷主要发生在覆盖型岩溶和型岩溶分布区，部分发育在埋藏型岩溶分布区。

溶穴的发育和分布受岩溶发育条件的制约，一般主要沿构造断裂破碎带、褶皱轴部张裂隙发育带、质纯层厚的可溶岩分布地段、与非可溶岩接触地带分布。一般情况下，岩溶越发育，溶穴的开启性越好，洞穴的规模越大，则岩溶地面塌陷也越严重。

2. 覆盖层厚度、结构和性质

松散破碎的盖层是塌陷体的主要组成部分，由基岩构造成的塌陷体在重力作用下沿溶洞、管道顶板陷落而成的塌陷为基岩塌陷。塌陷体物质主要为第四系松散沉积物所形成的塌陷叫土层塌陷。据南方十省区统计，土层塌陷占塌陷总数的96.7%。

3. 地下水运动

地下水运动是塌陷产生的动力条件――主要动力。地下水的流动及其水动力条件的改变是岩溶塌陷形成的最重要动力因素，地下水径流集中和强烈的地带，最易产生塌陷，这些地带有：

（1）岩溶地下水的主径流带；

（2）岩溶地下水的（集中）排泄带；

（3）地下水位埋藏浅、变幅大的地带（地段）；

（4）地下水位在基岩面上下频繁波动的地段；

（5）双层（上为孔隙、下为岩溶）含水介质分布的地段，或地下水位急剧变化的地段；

（6）地下水与地表水转移密切的地段。

地下水位急剧变化带是塌陷产生的敏感区，水动力条件的改变是产生塌陷的主要触发因素。

水动力条件发生急剧变化的原因主要有降雨、水库蓄水、井下充水、灌溉渗漏、严重干旱、矿井排水、强烈抽水等。

此外，地震、附加荷载、人为排放的酸碱废液对可溶岩的强烈溶蚀等均可诱发岩溶地面塌陷。

三、岩溶塌陷勘查及预报

（一）勘查工作内容的一般要求

(1) 查明岩溶塌陷的发育现状、历史过程及其危害性。

(2) 确定岩溶塌陷的成因、类型、形成条件和地质模式，研究其分布规律。

(3) 确定岩溶塌陷发育的动力因素，研究其动态特征及其与塌陷的相关关系。

(4) 确定岩塌陷的机制及其临界条件。

(5) 研究岩溶塌陷综合评价预测和信息管理系统，评价其稳定性。

(6) 确定岩溶榻陷的前兆现象与监测预报方法，研究预警措施。

(7) 研究岩溶塌陷的防治工程方案和措施。

（二）勘查区岩溶环境调查研究

目的是了解勘查区所处的岩溶工程地质环境的特征及其组成要素的分布规律，以保证勘查工作的质量。调查研究方法主要是综合分析研究已有助各种资料，必要时进行补充的路线调查。调查研究范围以达到上述目的为原则，一般应包括一个完整的水文地质单元。调查研究的主要内：

1. 地形地貌

调查研究山川形态与走势，地形切割起伏特征，地表水文网的配置格局，夷平面和阶地的发育特征和分布高程，地貌成因类型与形态特征。着重调查岩溶地貌形态的成因类型和形态组合类型及其分布。

2. 气象与水文

(1) 气象要素中着重调查降水特征，包括多年长周期丰、贫水年变化特征，多年平均降水量，年降水量分布特征，单次最大降水量及持续时间，最大降水强度(以小时计)等。

(2) 水文要素包括地表汇流面积，径流特征，河、湖及其它地表水体(包括季节性淹没的洼地)的流量和水位动态，包括最高洪水位和最低估水位及出现日期和持续时间，汛期洪水频率及变幅等。

3．地层

调查研究组成地质环境的地层层序及时代、成因类型、岩性岩相特征与接触关系及其工程地质特征。其中，侧重对碳酸盐岩及其它可溶岩和第四系松散沉积物的调查研究，

(1) 对碳酸盐岩及其它可溶岩，调杏研究其岩石成分和结构构造，非可溶岩夹层的岩性、厚度与分布，划分岩溶层组类型。

(2) 对第四系松散沉积物，调查研究其岩性结构、沉积年代和成因类型及其厚度与分布。注意调查红粘土、软土及其它特殊土类的岩性成分、结构、厚度及埋藏分布条件。

4．地质构造

调查研究区域构造格架与构造线方向，主要构造的形态特征、产状、性质、规模与分布，其形成时期与组合关系。着重调查断裂构造、其规模、产状、力学性质、组合与交切关系，以及破碎带的性状与特征。

5．新构造运动与地震

(1) 调查研究新构造运动的性质与特征。根据地震活动性、地形变特征、地貌差异及水热活动等迹象判定活动性断裂，注意调查其产状规模和破碎带特征，切割的最新地层及最新充填情况，判明其活动时期、活动特点及强度。着重调查构造现今活动迹象，根据地形变资料，分析现今活动特征。

(2) 搜集历史地震资料，了解震中位置与震级，分析评价地震活动水平。

6．岩溶发育特征

(1) 调查研究岩溶的形态、规模、组合特征及其分布，统计分析不同条件下岩溶发育密度。分析研究岩溶发育与岩溶层组类型、构造、地貌及地下水动力条件的关系，了解岩溶发育与分布规律。

(2) 以岩溶层组类型及岩溶地貌特征为基础，结合地表岩溶形态、岩溶率及蓄水性等指标，评价岩溶的发育程度，一般可划分为强、中、弱三级。

(3) 对覆盖岩溶区、着重调查研究浅层岩溶洞隙的发育特征，包括其形态、规模、组合特征、连通情况及充填状况，分析研究强岩溶发育带在平面上的分布和剖面上的发育深度。注意调查研究隐伏于松散覆盖层之下的岩溶形态及其分布特征．如漏斗、洼地、槽谷等，分析研究其与浅层岩溶发育的关系

7．岩溶水文地质条件

(1) 调查研究岩溶地下水的类型及其特征

岩溶地下水总体上具有赋存状态复杂(集中管道状或分散网络状)，动态变化迅猛，径流通畅，流态多变的特点。这些特征在不同的地区，由于其补、径、排条件的不同又有明显的差异。影响补、径、排条件的因素除了地质构造外，主要是受地貌所控制，不同的地貌类型具有不同岩溶地下水特征。据此可将岩溶地下水划分为三种类型：岩溶山地(棵露型岩溶)的岩溶地下水，岩溶平原、盆地、谷地(覆盖型岩溶)的岩溶地下水和河湖近岸地带的岩溶地下水。

(2) 调查研究岩溶水文地质结构

调查研究各岩溶含水层组的层位、岩性、含水介质类型、富水性及水化学特征，其埋藏和分布条件，其相互间的水力联系及与第四系孔隙水和地表水体的关系，分析研究岩溶水文地质结构的类型及特征。

(3) 调查研究岩溶水系统的组成与分布特征

调查研究岩溶泉和地下河的发育与分布特征，结合岩溶水文地质结构，分析研究岩溶水系统的组成和分布特征，其补给、径流、排泄的水动力条件及其水位、流量的动态变化持征。

(4) 调查研究覆盖岩溶区的地下水流场特征。

着重调查研究岩溶水的流场特征和水位(水头)埋深与基岩面的关系及其动态变化。岩溶水主径流带的分布与水动力特征。近河(湖)地段注意调查研究岩溶地下水、上覆土层水与地表水之间的补排关系、洪水涨落过程所引起的它们之间的水位(头)差及水力坡降的变化，以及洪水倒灌的影响范围。

（三）岩溶塌陷监测

岩溶塌陷研究中，要监测地面、建筑物的变形和井泉或水库水量、水位变化，地下洞穴发展动态，及时发现塌陷前兆现象，对预防、减轻塌陷灾害损失非常重要。在地面塌陷频繁发生地区或潜在地面塌陷区内，可采取以下监测和预报措施：

(1) 在具备地面塌陷的三个基本条件(即塌陷动力、塌陷物质、储运条件)与岩溶低洼地形地区，在抽排地下水的井孔附近，应对地面变形(开裂、沉降)进行监测。

(2) 进行宏观水文监测，当出现地表积水或突然干枯，放水灌溉及雨季前期降雨都可视为可能发生塌陷的前兆。

(3) 监视井泉内、坑道与水库渗漏点的地下水位降深是否超过设计允许值，地下水位升降速度有否骤然变化，渗漏水中泥沙含量是否高。。

四、岩溶塌陷的灾情评估

（一）岩溶塌陷等级划分

岩溶塌陷应查明：塌陷的位置、范围及面积；塌陷量；塌陷区的环境水文地质条件；塌陷原因以及发展趋势。依据塌陷面积进行等级划分（表1）。

表1岩溶塌陷灾变等级划分表

（据张梁等著《地质灾害灾情评估理论与实践》1998， P28）

（二）岩溶塌陷的灾情预测

预测步骤包括以下三个：

1. 查明研究区的地质、水文地质条件。

2. 调查已有塌陷点的塌陷特征、分布规律及形成条件，确定出现塌陷的综合判断指标。

3. 考虑塌陷发展趋势和对环境的影响程度，对研究区进行塌陷预测分区，提出地表各种重要设施的保护方案和预防措施。

目前国内岩溶塌陷灾情评估的方法，主要采用经验公式法、多元统计分析法，也可根据岩溶类型、岩溶发育程度、覆盖层厚度和覆盖层结构，进行岩溶塌陷活动程度判定（表2）。

表2岩溶塌陷活动程度判定表

五、岩溶塌陷的防治措施

我国对岩溶塌陷的防治工作开始于60年代，目前已有一套比较宪整和成熟的方法，即采取以早期预测、预防为主，治理为辅、防治相结合的办法。

塌陷前的预防措施主要有：合理安排厂矿企业建设总体布局；河流改道引流，避开塌陷区；修筑特厚防洪堤；控制地下水位下降速度和防止突然涌水，以减少塌陷的发生；建造防渗帷幕，避免或减少预测塌陷区的地下水位下降，防止产生地面塌陷；建立地面塌陷监测网。

塌陷后的治理措施主要有：塌洞回填；河流局部改道与河槽防渗；综合治理。

一般来说，岩溶塌陷的防治措施包括工程加固措施、控水措施和非工程性的防治措施。

（一）工程加固措施

1. 清除填堵法：用于相对较浅的塌坑、土洞。

2. 跨越法：用于较深大的塌坑、土洞。

3. 强夯法：用于消除土体厚度小，地形平坦的土洞；

4. 钻孔充气法：设置通风调压装置，破坏岩溶封闭条件，减小冲爆塌陷发生的机会。

5. 灌注填充法：用于埋深较深的溶洞。

6. 深基础法：用于深度较大，不易跨越的土洞，常用桩基工程。

（二）控水措施

1. 地表水防水措施

清理疏通河道，加速泄流，减少渗漏；对漏水的河、库、塘铺底防漏或人工改道，严重漏水的洞穴用粘土、水泥灌注填实。

2. 地下水控水措施

根据水资源条件，规划地下水开采层位、开采强度、开采时间，合理开采地下水，加强动态监测。危险地段对岩溶通道进行局部注浆或帷幕灌浆处理。

（三）非工程性的防治措施

1. 开展岩溶地面塌陷的风险评价。

2. 开展岩溶地面塌陷的试验研究，找出临界条件。

3. 增强防灾减灾意识，建立防灾减灾体系。

参考文献：

［1］ 张梁 ，等 地质灾害灾情评估理论与实践 ， 地质出版社1998

［2］ 贺跃光、王江，等岩溶地貌矿山地质灾害的特征及防治措施 ，工业安全与环保2007

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关键词：区域地下水；污染；评价方法；研究内容

引言

地下水资源是宝贵的，地下水是循环的系统，也是我国的主要供水源之一。但从目前的情况来看，我国地下水资源正在面临着严峻的考验，越来越多的污染物正在侵蚀着我国地下水资源。尤其是对于部分一线城市而言，城市化和工业化废水已经严重地阻碍了我国地下水的运用。有些工业地区将生产中所产生的废水直接排出，并没有经过任何处理，这样就会对土壤和地下水造成很大的危害。久而久之，据有关部门研究结果显示，我国地下水污染程度正在逐年加剧，越来越多的城市污染和地下水污染侵蚀着我国的环境资源，如果不对其做出正确的处理，将会严重地影响我国未来环境的发展和建设[1]。下面笔者将会针对区域地下水污染风险评价方法等内容进行具体的研究和论述。

1. 方法的构建

1.1 地下水污染风险影响因素分析

影响区域地下水污染风险的因素有很多，我国地域辽阔，很多一线城市和二线城市中的工业化发展较为迅猛。在发展工业的同时，人们却忽视了地下水污染风险的管理。在环境风险评价中，从评价范围划归等级，区域地下水污染风险评价属于系统风险评价。影响地下水污染的因素有很多，其中环境因素是最为主要的一个因素。在实际的生活中，地下水污染特殊脆弱性、区域污染源特性评价和区域污染物健康风险评价等，这些都是区域污染风险评价方法中的主要内容，只有清楚地意识到地下水污染风险影响因素的多样性，才会更好地对其制定具体的解决措施。由此可见，地下水污染风险影响因素是多种多样的，只有不断地完善现有的地下水污染风险管理文件，才会在未来的发展中为我国区域地下水的评价方法给予可靠的保障。

1.2 多因素耦合综合评价方法

多因素耦合评价法在对待地下水污染风险评价的时候，往往不考虑包气带中的水平扩散。在对地下水污染进行管理的时候，主要分析地下水污染过程及其对人群健康风险的影响。在运用多因素耦合方法的时候，需要对污染源进行具体的分析，经过健康风险和区域污染风险的分析，可以更加清楚的意识到区域地下水污染的情况，进而有助于相关部门作出正确的处理措施。在实际的管理中，有关部门可以建立空间图层，经过图层之间的叠加，进而更加清楚地表征区域地下水污染存在的风险[2]。

1.3 评价步骤

1.3.1 区域地下水脆弱性评价

区域地下水脆弱性主要是指地下水在自然状态下能够遭受外界影响的程度。在实际的地下水污染风险评价研究中，人们经常运用DRASTIC指标法对其进行评价。在这些指标中，一般会包括地下水埋深、净补水量、含水层介质、土壤介质、地形、非饱和带的影响等，这些都是在对区域地下水污染风险评价中需要考虑的因素，只有清楚地意识到区域地下水风险评价的重要性，才会更好地实现我国环境保护的长期发展。在实际的工作中，区域地下水脆弱性评价是人们所关注的主要内容，只有从根本上意识到区域地下水脆弱性评价的重要，才会加强对这方面的管理，进而为推动区域地下水污染风险评价的长期发展奠定坚实的基础。

1.3.2 区域污染源特性评价

在对区域地下水污染风险评价的过程中，需要对特征污染物进行细致的分析和考虑，根据迁移性、毒性、讲解能力，并结合我国水中优先控制污染物黑名单和美国EPA重点控制的水环境污染物名单对其进行筛选。这样能够将区域污染物中的一些不利因素筛选出来，进而对其进行恰当的处理和评价。对于我国而言，区域污染源的特性评价会涉及很多因素，在实际的工作中一定要从根本上意识到污染物的种类和污染源，这样才会对区域地下水的风险评价方法进行正确的处理，为实现我国地下水污染环境的长期发展奠定坚实的基础[3]。

1.3.3 区域特征污染物健康风险评价

在对污染物进行健康风险评价的时候，通常会运用US EPA，运用其推荐的健康风险评价模型能够更加清楚地意识到区域特征污染物健康风险评价的主要内容。进而为污染物的健康风险评价提供有力的保障。对于健康风险评价而言，在自然环境中，区域污染物健康风险评价指标不仅仅与区域特征有着密切的内在联系，还与健康风险评价模型公式有着一定的联系，只有从根本上意识到区域特征污染物健康风险评价的重要性，才会更好地促进我国区域地下水风险评价方法的建设和发展。

2. 存在的问题

2.1 地下水污染风险的内涵和评价的理论基础有待进一步探讨

从目前的情况来看，我国地下水污染风险的内涵和评价体系还有待进一步完善。我国有关学者在研究地下水脆弱性的时候，并没有从根本上意识到地下水污染风险评价方法的主要内容，而是具有针对性地对其水层进行了细致的分析。我国有些地区的水污染风险并没有受到人们的重视，而是在实际的生活和地下水功能价值评价研究中被人们所忽视，笔者认为这种错误的研究方式将会严重地阻碍我国区域地下水污染风险评价的建设和发展[4]。

2.2 评价结果主观性较强，缺少验证

我国区域地下水污染风险评价方法，在实际的评价中存在着评价结果主观性强，缺少验证等问题，这将会严重地阻碍我国区域地下水污染风险评价的发展和建设。对于我国而言，如何对评价方法进行深入地研究和运用是非常重要的。社会在进步，科学技术在发展，只有不断地运用现代化的技术对其进行风险评价和管理，才会更好的实现全方位的发展。在对区域地下水污染进行风险评价的过程中，一定要全方位、多角度地对其进行研究，采用定性与定量相结合的方法，这样才会使评价结果更加具有客观性和合理性，能够符合我国现代化的发展状况[5]。

2.3 数据储备较弱，尚未建立技术性文件

二十一世纪是一个多元化的信息化时代，只有清楚的意识地到区域地下水污染数据储备的重要性，才会更好的推动我国未来经济的建设和发展，从目前的情况来看，我国很多地区的区域地下水仍然存在着数据不准确，资料管理不科学的情况，这样将会严重的阻碍我国地下水污染的发展和建设。所以笔者建议在未来的发展中，我国有关部门应该对地下水区域污染风险评价方法进行正确的管理和研究，只有不断地完善我国现有的区域地下水建设，才会更好地推动我国污染风险评价的长期发展。以便于协助和监督环境风险评价工作更好的开展。由此可见在区域地下水污染风险评价方法中，对数据进行储存是非常重要的。只有这样才会更好地保证区域地下水文件的完整性，为我国环境保护的未来发展提供便利的条件。

3. 区域地下水污染风险评价的未来发展

从目前的情况来看，我国区域地下水在污染风险评价方面仍然存在着一些问题，为了更好地实现我国区域地下水的全方位发展，就应该从根本上落实区域地下水污染风险评价体系。在设置具体评价体系的时候，需要从多方位进行考虑。只有清楚的意识到区域地下水污染风险评价的重要性，才会更好地实现创新式的建设与发展，为我国未来环境保护的发展奠定坚实的基础。实际上现如今我国区域地下水的管理和保护就已经受到了有关部门的重视，越来越多的人们开始关注区域地下水的处理过程和风险评价细节，这就可以清楚地意识到区域地下水风险评价方法的重要性，为实现我国未来水环境的长期发展奠定坚实的保障基础。

结束语

综上所述，笔者简单地论述了我国区域地下水污染风险评价方法研究等内容。通过分析可以发现，我国区域地下水正在面临着严峻的考验，很多地区的地下水并没有受到有关部门的重视，这将会严重的阻碍我国未来经济的建设和发展，所以笔者认为只有现代开始逐渐的加强我地下水污染风险评价方法，技术指南等技术文件，才会更好地推动我国未来区域地下水的建设和发展，为实现区域地下水的长期发展奠定坚实的基础。

参考文献：

[1] 杨艳，于云江，王宗庆，李鼎龙，孙宏伟.区域地下水污染风险评 价方法研究[J].环境科学，2014（09）：143―146.

[2] 滕彦国，邹瑞，苏小四，王金生.区域地下水环境风险评价技术方 法[J].西部资源研究，2015（07）：178―186.

[3] 王金生，王业耀，李明耀，王亚楠.我国地下水污染风险评价方法 研究进展[J].北京师范大学学报（自然科学版），2014（07）：116― 118.

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关键词：水文地质；地质勘察；地下水

1.岩土工程中水文地质的勘察要求

在岩土工程勘察中，应根据工程的具体要求，通过搜集资料和水文地质勘察工作，查明工程所属区域的水文地质条件。

1.1自然地理条件：这里面包括气象水文特征和地形地貌等内容，气象水文特征是指工程所属地域，是属于亚热带还是热带、季风气候，湿润程度与热量等。地形地貌是指工程区域周围的水系、平原或高原特征、地形开阔平坦与否、地貌侵蚀和堆积情况如何等。

1.2地质环境。包括上程所在区域的地质构造特征、基底构造及其对第四系厚度的控制、地层岩性、新构造运动等方面的内容。

1.3地下水位情况。包括近2~5年最高地下水位、水位变化趋势；地下水补给排泄条件、地表水与地下水的补排关系及对地下水位的影响等。地下水位的变化对岩土工程的影响巨大，是工程勘察的重点内容。

1.4各含水层和隔水层的埋藏条件、地下水类型、流向、水位及其变化幅度；主要含水层的分布、厚度及埋深；通过现场试验测定地层渗透系数等水文地质参数等；场地地质条件下对地下水赋存和渗流状态的影响、判定地下水水质对建筑材料的腐蚀性等。

2.水文地质类型区的划分

赋存于复杂地貌地质体中的地下水，它具有水资源的一般特征，又具有系统性、整体性、流动性、可调节性和循环再生性。通过对赋存环境的分析研究，可划分出不同的单元系统，这些单元系统相互联系，相互影响。因此开发利用地下水资源时，必须从含水系统整体上考虑取水方案，寻求整体开发利用地下水资源的最优方案，水文地质类型区的划分就是将赋存环境类似的地下水地貌地质体进行分类，从而进行系统性和整体性的管理。

2.1定义

水文地质类型区是指按照地下水含水层岩石的结构条件及地貌形态和成因相似性划分的独立或相对独立的区域。

2.2特征

水文地质类型区的特征是地下水按一定的地下水流域分布、运移，在一定的地质、水文地质条件制约下，在一定的空间范围内存储、运动，完成补给、径流、排泄过程。

2.2.1具有一定的边界类型和构造组合。

2.2.2具有一定的容积和内部组合。

2.2.3在空间范围内有势能的转换机能。

2.2.4具有相对独立的补给、径流、排泄系统即同一地下水类型区中，一定的排泄量等于一定的补给量(或包含部分储存量的变化量。

2.2.5与相邻的水文地质类型区存在一定的联系。

2.2.6具有一定的水质类型和组合关系。

2.2.7具有自身的发展变化历史。

2.3划分原理。

2.3.1划分原则。

a.水文地质类型区勘查和地下水资源评价相结合。

b.水文地质类型与地质成因相结合。

c.主要含水层的介质类型与地形地貌、埋藏条件、岩性、透水性能和地下水化学类型相结合。

d.舍小就大原则。

e.水文地质类型区的划分要达到分类命名简单、便于操作和水政管理为目的。

2.3.2划分标准

根据上述分类原则，水文地质类型区划分采用自然条件、地貌条件、地质条件、埋藏条件、边界条件和含水层的储存条件来综合考虑，侧重考虑水文地质类型区勘查方法和评价方法。划分标准选用地貌类型和不同的含水介质相结合作为划分标准。

3.工程地质勘察中水文地质问题的评价内容

对工程有影响的水文地质因素有：地下水的类型，地下水位及变动幅度，含水层和隔水层的厚度和分布及组合关系，土层或岩层渗透性的强弱及渗透系数，承压含水层的特征及水头等。为提高工程地质勘察质量，应在工程地质勘察中加强对水文地质问题的研究，不仅要求查明与岩土工程有关的水文地质问题，评价地下水对岩土体和建筑工程可能产生的作用及其影响；更要提出预防及治理措施的建议，为设计和施工提供必要的水文地质资料，以消除或减少地下水对工程建设的危害。但在工程地质勘察报告中，通常缺少结合基础设计和施工的需要评价地下水对岩土工程的作用和危害。今后在工程地质勘察中应从以下几个方面对水文地质问题进行评价。

3.1应重点评价地下水对岩土体和建筑的作用和影响，预测可能产生的岩土工程危害，提出防治措施。

3.2工程地质勘察中还应密切结合建筑物地基基础类型，查明与该地基基础类型有关的水文地质问题，提供选型所需的水文地质资料。

3.3不仅要查明地下水的天然赋存状态和天然条件下的变化规律，更重要的是分析和预测今后在人为工程活动影响下地下水的变化情况，及其对岩土体和建筑物的不良作用。

3.4地下水位的高低对各种建筑物都很重要，在分析工程地质问题时，地下水位以上和以下要分别对待。

4.地下水位升降变化引起的岩土工程危害

地下水位升降变化能引起膨胀性岩土产生不均匀的胀缩变形，严重者形成地裂，引起建筑物特别是低层或轻型建筑物的破坏。当地下水位变化频繁或变化幅度大时，不仅岩土的膨胀收缩变形往复，而且胀缩幅度也大。因此，在膨胀性岩土地区进行工程勘察时，应特别注意对场地水文地质条件的研究，特别是地下水位的升降变化幅度和变化规律。这对地基基础深度的选择(宜选在地下水位以上或地下水位以下，不宜选在地下水位变动带内)有重要的参考价值。若水位在压缩层范围内上升时，软化地基土，使其强度降低、压缩性增大，建筑物可能产生较大的沉降变形；若水位在压缩层范围下降时，岩土的自重应力增加，可能引起地基基础的附加沉降，如果土质不均匀或地下水位的突然下降也可能使建筑物发生变形破坏。

5.岩土工程勘察中地下水问题分析及对策

5.1传统地下水测量方法的一些问题

岩土工程勘察中，地下水的测量与计算沿用的传统方法为：(1)钻孔；(2)提取岩芯后0.5h，测量孔内水位；(3)有条件时，测量终孔后24h水位，作为稳定地下水位。对于只有含水层贯通的地层，这种方法是合理的，但对于含水层不贯通的地层和局部(或大部)不透层水的地，这种方法会带来一些问题。

5.2岩土工程勘察中地下水问题解决方法探讨

为测取岩体中的真实地下水位，进而找出透水带，可采取如下方法在钻孔中进行水位测量。为操作方便，可以采取分段钻进方法，设计好每天的钻进工作量，开钻后可以先以一天的钻进量为一段。每天钻进结束后，将孔中水抽于，第二天开钻前测量水位，即可查明该段是否含水。若上部地层均不含水，则可一直这样进行下去。若上部已有含水层(如第四系含水层)，则需将测量段密封起来，抽干其中的水，第二天测量该段是否有水及水压大小以确定其含水性及水位情况。岩体完整段一般不含水，节理、裂隙密集段可能有水，也可能无水，总体来说，由于岩体中渗透的裂隙性，钻孔中肯定只有小部分区段有水(一般在断层、密集节理带产出部位)。这样，通过测量可以把地层分为含水段与不含水段，再结合地球物理勘探测量，确定出地层的含水部位(裂隙带)与不含水部位(与水文地质中的找水勘探类似)。以此资料作为岩体稳定性分析的依据，要准确可靠得多。含水带确定之后，可以根据含水带的分布特点，用裂隙渗透的原理，来确定地下水对岩体稳定性的影响。以最简单的边坡平面破坏模型为例，其计算如下：边坡滑面裂隙带宽d，长为L，全滑面上的水头差为H，则地下水作用力为：

J=(H/L)γwdL=Hγwd

此即为裂隙带上的总渗透力，平行于滑面，方向向下，作为下滑力参与计算，而滑面上计算应力时不再计及地下水浮力。边坡的上安全系数为:

式中W――滑体的总重量；α、ϕ、c――分别为滑面的倾角、内摩擦角和粘聚力。这样算出的地下水对岩体稳定性的影响，比之用浸润线计算的影响要小得多。

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【关键词】矿山开发；地下水；影响分析

1 水文地质条件

1.1 含水层岩组类型及特征

根据地层岩性特征及赋存地下水介质的空隙特征，将评价区地下水类型划分松散岩类孔隙水、基岩裂隙水、碳酸盐岩岩溶水及火成岩裂隙水四大类型。各类型地下水含水层（组）及其富水性描述如下：

（1）松散岩类孔隙水含水层岩组（Q1Pe+al）：该层主要分布在矿区（段）。由亚粘土夹砂、砾石组成，无分选，涌水量100 m3/d，水量贫乏。

（2）基岩裂隙水含水层岩组（E2L1）：为一厚约0-175 m的含砾砂粘土岩，虽固结程度差，但泥质充填好，富水性较较弱，隔水性能良好。

（3）基岩裂隙水含水层岩组（T1）：灰绿、灰黑色含碳砂质泥岩、火山碎屑砂砾岩。厚80―100 m，风化裂隙、层间裂隙发育，线裂隙率3%左右，局部地段有泉水出露，泉流量0.2―7.6 l/s，平均1.4 l/s，富水性中等。

（4）火成岩隙水含水层岩组（ξπq）：为灰白色正长斑岩，煌斑岩呈脉状、岩枝状、透镜状穿插于T2b灰岩中，裂隙不发育，局部较破碎（钻孔中），厚度0-50 m，富水性较弱，为相对隔水层。

（5）碳酸盐岩岩溶水含水层岩组（E2l2）：岩性为半固结的灰质角砾岩，地表有少量泉水出露，单泉流量0.14―10.5 l/s，在主斜井涌水量为0.65―1.85 l/s，水位标高1819―1824 m，单位涌水量q=0.093l/s・m，=3.41 m/d，泉水极不稳定，为中

等富水的岩溶含水层。该岩溶含水层厚0―46m覆于矿体之上；在矿带东部，含水层底板距矿体顶板12―37m，中间有E2l1隔水层阻挡，在天然状态下，不会对矿（床）坑充水造成大的影响。对矿坑、硐的开采影响较大。

（6）碳酸盐岩岩溶水含水层岩组（T2b1-5）：按岩性分为上、下两段，上段为深灰色灰岩为主，厚245―346 m；下段以碎屑灰岩为主，厚66―253 m，整套灰岩在补给区岩层，岩溶漏斗、落水洞，溶蚀洼地发育分布广泛，单泉流量9.38―500 l/s，平均142升/秒；暗河出口流量达620―6900 l/s，平均流量达1056 l/s，占总流量的99%以上，富水性极强，由于分布广，厚度大，补给充足，为评价区主要含水层。

1.2 构造富水特征

F11断裂带走向近南北，倾向西，倾角8-38°，长大于1000 m，宽5.12-41.50 m；断裂带岩体较破碎，岩溶较发育，富（透）水性中等。深部从南到北穿过整个矿带，错断了矿体和含（隔）水层；倾向延伸较远，地表多被覆盖。早期表现为张性，晚期为压扭性，金矿体多赋存在破碎带中。F11断裂带富水性较复杂，据钻孔揭示的地下岩溶发育于地下水位以上，岩溶水以垂直运动为主。据开拓斜井及采矿坑道揭示的F11的特征来看，普遍无淋水、涌水、滴水现象，其水位埋深完全限于T2b灰岩，透水而不含水，且F11被泥质充填（水位以上），为无水断层；而1734m以下则属含水断层。因此，1734m以上或T2b岩溶水水位1718m以上，F11对矿（床）坑充水无影响，1734m标高或岩溶水位1718米以下，对矿（床）坑充水有影响。

1.3 地下水补给、径流、排泄条件

盆地（向斜）东、西、南三面为高山、洼地组成的斜坡。地形和岩性均有利于地表、地下水的汇集和渗透。向斜西翼，山高坡陡，地表水系不发育，因此大气降水是地下水的主要补给来源，地表水和裂隙水补给为辅。大气降水主要通过溶隙、溶洞、漏斗、落水洞等直接渗入或灌入地下。在山坡地带，基岩，岩溶发育，浅部及地表溶蚀洼地、漏斗、落水洞发育，极利于大气降水的渗入补给，雨后地表积水也能很快消失，渗入性极佳。

该区地下水迳流条件受地形和构造控制，在山坡地带岩溶水主要赋存于溶隙和溶洞中，由上向下作垂直运动（循环）；在接近地下水面后作水平运动，汇入暗河支流，最后注入暗河形成管道流。

地下水的排泄受地形，构造和岩性控制，在地形低洼的沟谷中、接触界面、断裂带、向斜轴部倾没端等有利部位，岩溶水常以下降泉及暗河的形式排出地表，其中以暗河排泄为主。暗河自南西向北东穿过盆地。

该区岩溶地下水的主要补给区为马鞍山山梁一带，山坡地带为径流区，向斜倾没端， 矿区东侧暗河出口为排泄区，构成一个较为完整的三面补给一面排泄为主的水文地质单元，而矿区正好位于区域水文地质单元的径流排泄区。

2 地下水环境影响分析

2.1 采矿活动对地下水的影响分析

（1）矿段位于盆地北部地带，地形低洼，有利于地表水和地下水的汇集及排泄。采矿场位于区域水文地质单元的径流区，主要含水层为岩溶含水层。采矿场位于当地最低侵蚀基准面标高1694 m上，且设计露采的矿体资源储量赋存于主要岩溶含水层（地下水位埋深1719―1726 m）以上，因此，矿山开采不会对主要含水层造成影响。

（2）采矿活动会造成以采场为中心的露采范围内含水层被疏干，由于露采场最低开采标高为1734 m，因此采矿活动主要会使1734m以上矿体上覆的松散岩类孔隙水含水层、基岩裂隙水含水层岩组（E2L1）和碳酸盐岩岩溶水含水层岩组（E2l2）含水层遭受破坏，使其地下水储量损失；同时由于矿坑排水疏干影响，采矿活动会使采区范围外山体汇水区内含水层水位下降。由于露采场过去已受到历史采矿活动的破坏，且其下游及附近无泉点出露，因此采矿活动不会影响附近居民村庄生活生产用水。

（3）由于矿石为氧化矿，无产生酸性矿坑水的条件，采矿活动一般不会改变原来地下水水质，对地下水水质无影响

2.2 废石渣对地下水的影响

废石成分主要为灰岩、石英正长斑岩，灰岩主要化学成分为CaO、MgO，石英正长斑岩岩石化学总体特征是低铁镁，富碱，尤其富钾，富SiO2，TiO2、FeO、MnO、CaO、Na2O含量偏低，K2O的含量明显高于Na2O，K2O/Na2O1.88-20.21。

从岩石主要元素含量来看，围岩中有害元素及重金属元素含量均偏低，淋沥液中主要是悬浮物过高。

排土场处于地下水的径流区。排土场地层上部为富水性较弱的第四系坡残积和洪积层（Q1Pe+al）和富水性较强的T2b岩溶水地层，地表水转入地下水过程中由于上部粘土层渗透性较弱（10-5cm/s-10-6cm/s），厚度较大，由于上部粘土层过滤作用，悬浮物吸附在上部地层中，因此废石渣淋沥液对地下水的影响较小。

评价区泉点均在排土场影响范围外，故废石排放对泉点水质水量无影响。

3 小结

（1）矿区主要含水层为碳酸盐岩岩溶水含水层，地下水迳流条件受地形和构造控制，在山坡地带岩溶水主要赋存于溶隙和溶洞中，岩溶水常以下降泉及暗河的形式排出地表，其中以暗河排泄为主。