土壤及地下水防治措施范文

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导语:如何才能写好一篇土壤及地下水防治措施,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。

土壤及地下水防治措施

篇1

[关键词]土壤盐碱化 土壤次盐碱化 次盐碱化的治理 灌溉

中图分类号:S287 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)15-0098-01

一、土壤盐碱化的简介

土壤盐碱化(soil salinization)是指土壤含盐量太高(超过0.3%),而使农作物低产或不能生长。

土壤中可溶性盐类随水向表层移动并积累下来,而使可溶性盐(如石膏)含量超过0.1%或0.2%的过程。盐碱地在利用过程中,简单的说,可以分为轻度、中度、重度盐碱地。轻度盐碱地PH值为:7.1―8.5,中度盐碱地PH值为:8.5―9.5,重度盐碱地PH值为:9.5以上。

二、土壤次生盐碱化的概况

次生盐碱化又称“次生盐渍化”。指由于不合理的耕作灌溉而引起的土壤盐渍化过程。主要发生在干旱或半干旱地区地下水位较高、地下径流不畅、地下水中含有较多可溶性盐的冲积平原。

人类活动是引起土壤次生盐渍化的主因。从外因来看,主要是人类活动所致。归纳起来有:①灌排系统不配套:有灌无排或排水不畅,地下水位上升,导致土壤积盐。②大水漫灌、串灌:土地不平整,灌水量不加节制,大量水分入渗提高了地下水位,带来了次生盐碱化。③渠道渗漏:长期引水后,提升了渠道两侧的地下水位,引起水道两侧的次生盐碱化。④平原蓄水不当:平原水库的水位一般都接近于地面,如在水库周围不修建截渗设施,则由于水库水体的静水压,势必导致水库周围地下水位的升高,使土壤发生次生盐碱化。⑤利用矿化度较大的地面水或地下水进行灌溉所致。⑥不合理的耕种方式:有些灌区水旱插花种植,水田周围又无截渗措施,使四周旱田区的地下水位因稻田灌水而抬高,造成旱田土壤发生次生盐碱化。此外,在灌区耕作粗放、施肥不合理、土地不平整等,都易造成土壤次生盐碱化的加重。因此地下水是土壤发生次盐碱化的决定条件

三、土壤次盐碱化的治理

对于土壤盐碱化的治理, 一般是从旱、涝、碱综合治理入手, 而有灌有排, 调空地下水位, 则是防治盐碱化的根本措施。应本着以防为主, 防治结合原则进行治理。在拟定防治措施之前应进行水文地质调查研究, 着重观测和研究地下水和土壤盐分的动态变化。在此基础上采取科学的治理措施。

(一)、合理灌溉及合理安排种植时间

1、建立完善的灌溉系统,使地下水深度保持在临界深度以下。

2、建立现代化排水系统:①水平排水,主要以明沟、暗管的形式进行,既能降低地下水位,又可以排出土壤中的盐份;②垂直(竖井)排水,竖井排水价格低、不占地、水量大、水质好、控制调节性地下水位灵活、维修工作少,同时又可以和灌溉相结合,竖直设井以梅花型布井效果为最好。

(二)、化学改良。

一些发达国家如美国、澳大利亚在盐渍土上,特别在碱土上施化学改良剂,如:石膏、硫酸、矿渣(磷石膏),因土地类型不同,施入量也不同,施用时间长短取决于当地的经验和资金的状况。施用改良剂后需用大量水冲洗,在水资源缺乏的情况下应用困难,而且成本高。但是,用这种方法能使土壤积水从379天降到145天,渗水从292mm升到605mm。

(三)、植物改良

树木在生长过程中, 通过叶面蒸发排除大量的水分, 在一定条件下可以降低地下水水位。一棵15 年的柳树每年通过叶面蒸发消耗 91.4m3水, 杨树为82.9m3水。据研究灌溉渠系林带的排水影响范围可达200m, 潜水位下降最大的地方可达16m。一般多在灌溉渠旁植树, 利用它吸收渠道侧渗补给地下水的水量, 以消除灌溉渠道两侧可能产生的次生的盐碱化或沼泽化。

(四)、增施有机肥

施用有机肥后,土壤有机质含量和微团聚体数量增加,容重降低,总孔隙增加,入渗速度得到改善,从而使土壤易于脱盐;有机肥的施用也能增加有机胶体和腐殖质数量, 增加土壤胶体对盐分的吸附能力,降低盐分在土壤中的活性。半腐熟有机肥不断消耗耕层和表土盐分中氮源,并能吸收部分盐分和阻断部分毛管水流, 有抑制盐分积累的作用施用化肥的基础上施用腐熟有机肥,土壤电导率增加20.4%~40.9%; 施用不腐熟有机肥, 土壤电导率降低14.6%~36.4% ,差异达到极显著水平。

(五)、冲土排水

通过施用一定数量的灌水进行冲洗是排除土壤剖面过多盐分的最主要的措施。冲洗过程中加在土壤表面的水向土中入渗并溶解盐分,冲洗水通过下渗将盐分自根层带至深层。在上部土壤含盐量很高,且表层土壤透水性很差的情况下,有时也采用地表冲洗的方法,使表层土壤盐分溶解,并将地表带有盐分的冲洗水自明沟排除。

为满足作物正常生长的要求,需要使一定深度土壤的含盐量,经冲洗后在要求的时间内减少到允许的数量。冲洗后要求的土层淡化深度和允许的最大含盐量通常称为冲洗标准。冲洗标准因土壤盐分的类型和土地改良后所种植物的耐盐能力而异。设计的冲洗脱盐深度一方面决定于作物生长的要求,另一方面也决定防止土壤次生盐碱化的需要。在气候干旱蒸发强烈、作物根层较深的地区采用较大的脱盐深度。一般脱盐深度变化于0.6m至1.0m之间。干旱地区种植旱作物时脱盐深度通常采用1m.在缺乏天然排水,土壤含盐量高,且透水性又较差的地区,在土壤改良的第一年脱盐深度可以采用0.6m.

人工排水是控制地下水位的有效措施。

实行有灌有排, 排灌结合, 控制地下水位在临界深度以下。这样既防盐碱又防涝, 同时能加强浅层地下水交替作用, 使灌溉水和大气降水渗入过程中不断淋洗土壤中的盐分, 将其带入地下水中, 促使土壤向脱盐方向转化。

修建河渠系统, 不断将多余的地下水排走,达到控制地下水位和制碱的的。根据经验, 排水沟对于土壤脱盐的作用与排水沟的深度和土质有关。一般排水沟单侧脱盐影响范围与沟深的关系为: 轻质土沟深 1. 7~ 4m 时, 脱盐影响范围为沟深的80~ 100倍, 粘质土沟深 1~ 2 .5m 时,脱盐影响范围为沟深的80~ 130 倍。

四、结束语

以上就是本人总结的关于土壤盐碱化的概述,关于防治及治理次土壤盐碱化的方法,我所论述的仅仅是小部分,还有很多复杂但很科学的方法,在此就不在一一论述了。

参考文献

[1] 苏志学.土壤盐碱化及其防治措施.吉林水利,2006,第284期.

[2] 孙慧霞,王晖,张元东.土壤盐碱化防治措施概述.河南水利与南水北调,2008,第8期.

[3] 于志强,卢永国,付春艳.灌区土壤次生盐碱化的综合措施.黑龙江水利科技,2010,第4期.

篇2

【关键词】公路路基;病害;防治

路基是道路的基础,更是保证路面质量的关键。然而,在现实中,由于需要反复承受各种荷载和自然因素的作用,会导致路基的形状、边坡坡度发生改变,严重影响了路面的质量和稳定性。由于所处地区的差异,产生的路基病害也是多种多样的,最常见有边坡崩塌、滑塌,路基变形等,产生的原因涉及土质、人为的破坏、养护和管理等因素。彻底的控制路基病害的产生是不现实的,因此,只能找出其产生的原因并做好防范,采取一系列切实可行的措施,将其产生的可能性降到最低程度。

1.不同地区公路路基病害的类型及其危害

不同的地区,由于所处的地理环境不同以及多方面因素的影响,会造成多种公路路基病害,常见的有以下几类:

1.1 黄土地区公路路基病害类型及其危害。黄土土壤中粉粒含量大,且无层理,具有湿陷性和易溶蚀等特征,因而容易产生路基病害。主要类型有:路基边坡面的剥落、冲蚀和整体失稳;填方路基不均匀沉陷;浸水地基承载力不足;沥青面层的裂缝等。这些普遍存在的路基病害,严重影响着公路建设的发展。

1.2 盐渍土地区公路路基病害类型及其危害。①氯盐渍土。其易溶解,当含盐量多时,会造成湿陷、坍陷等病害。②硫酸盐渍土。其危害主要有:土壤盐分体积的变化会使路基表面疏松,边坡呈蜂窝状;会导致路肩疏松,且盐土粉末容易被除风吹蚀;土壤中硫酸盐含量过高时会造成路面鼓包、破裂。③碳酸盐渍土。塑性和黏附性较大,遇水后会导致路面泥泞不堪。

1.3 山区公路路基病害的类型及其危害。①坍塌。出现坍塌的主要原因是由于开挖路堑边坡较徒,导致边坡的支持力减弱,使土壤的抗剪强度降低,导致边坡的稳定性变差。由于坍塌发生时具有冲击力,经常会引起路基的变形,阻碍交通,给养护工作带来了不少麻烦。②滑坡。滑坡是堆积层在重力作用下沿着滑动面整体向下滑动的一种地质现象。滑动的形成条件很多,从地质条件上讲,滑坡多发生在土质松软或软弱岩层上。从地质构造上讲,岩层构造对山坡的稳定性影响较大。从水文条件上讲,由于地下水的作用,会破坏土体的稳定。发生滑坡现象往往会导致行车中断,给运输安全带来严重危害。③泥石流。泥石流是山区爆发的特殊洪流,往往是在很短的时间内,流出数十万乃至数百万立方米的物质,堵塞江河、催毁城镇和村庄、破坏森林、农田和道路,对人民的生命财产、生产活动以及环境造成很大的危害。④崩塌。大多数的崩塌是发生在雨季或暴雨之后,由于水的渗入,对岩石产生软化和作用,降低了岩体强度和摩擦力,造成崩塌;由风化的岩层组成的又高又陡的斜坡,稳定性差,易造成崩塌;其他的因素如地震、爆破及列车震动等,也都可能诱发崩塌。

1.4 泥沼、软土地带公路路基病害的类型及其危害。泥沼、软土地带的公路路基,因其地面低洼、地下水位高、降水充足,土壤含水饱和、透水性强和、抗剪强度低等特点,当受到巨大荷载作用时,容易出现基底向两侧挤压挤出淤泥以及沉降、沉陷、滑动等病害。

2.公路路基病害的防治措施

2.1 黄土地区公路路基病害的防治措施:①增加排水设施。可避免由于排水不良而导致的病害的产生,适用场合如路堑和站场。对于雨水冲刷作用较强,但未设置足够排水设施的病害部位,需根据水量大小,增设排水设施,以消除或减小地表水或地下水对路基的侵蚀作用。②及时查修,采取措施,尽量在初期或未到严重时进行修补,如更换破损材料等,以避免病害的发生。③植物防护。是指在公路的边坡上种草或树,利用植物根系能固着土壤的作用,以减轻雨水对边坡的冲刷,减缓水流速度,从而达到保护边坡的目的。

2.2 盐渍土地区公路路基病害的防治措施:①保持排水良好。因为盐渍土受到雨水、冰雪融水的淋溶严重,其含水量较大,极易导致坍塌、路基发软、强度减弱而降低承载力。因此,保持排水良好显得尤为重要。排水沟的设计要保持有0.5%~1%的纵坡。在低矮平坦且排水因难的地段,应加宽加深排水沟。②加固边坡。对于硫酸盐渍土路基,宜采用卵石、黏土或废砖头平铺在路堤边坡上,以起到保护边坡的作用,防止边坡被风蚀或人畜踩踏而破坏。③合理设计路基高度、宽度及边坡坡度。设计时应按照一定的要求,合理选择路基边缘高出地面的最小高度以及高出地下水位的最小高度。④加固路肩。对土质中含盐量大于8%的地区的公路,应采用渗水材料掺在土壤内以封闭路肩表层。⑤加强路基养护。特别是在秋冬季或春融时节,路肩易出现膨胀隆起,甚至翻浆。这类情况多是由于地面水造成的,因此,应当及时的将隆起的部分铲去,使地面水及时的排出。⑥种植耐盐性的植物。为防止边坡上发生水土流失的现象,应根据边坡的土质和植物生长情况,种植适合的耐盐性树木或草本植物。

2.3 山区公路路基病害的防治措施。山区公路容易产生的路基病害较多,所以,针对不同的病害应采取不同的防治措施。

2.3.1 坍塌和崩塌的防治措施:采取措施截断地下水流,使塌方体干燥并排出地下水;设置挡土墙,增加边坡的支撑力,以防止土体塌落,增强坡体的稳定性;当塌方规模较大且难以根治时,可考虑改道绕线;采用种植植物或铺砌石块的方法,加固边坡,以增强其受冲刷的能力。

2.3.2 滑坡的防治措施:在山坡上种植树木或草皮,借助其根系吸收地表水分,以排除地表水;设计截水沟或泄水洞,防止泥沙流入淤塞排水孔道,较好的排除地下水;采取减重或修建支撑物的办法,以确保建筑物基础的稳定,达到增设滑坡体重平衡条件的目的。

2.3.3 泥石流的防治措施:减少坡面荷重;采用草皮、面料等防护与加固边坡;设置支撑物,如挡土墙、石砌支柱等;水土保持可以减缓水流对山坡的冲刷作用,使土层干燥,是根治泥石流的一种有效办法;设置排水系统,如排水沟、泄水洞等;

2.3.4 泥沼、软土地带公路路基病害的防治措施:对软土路基采用置换法;在路堤两侧填筑土、石板压护道,使路堤下的淤泥隆起的趋势得到平衡;通过添加化学溶液等措施,使土壤颗粒胶结起来,加固土基;土工全成材料法。

篇3

关键词 地下水污染;成因;防治措施

中图分类号X131 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2014)116-0118-02

据统计,我国水资源总量约为28124亿m3,其中,29%为地下水[1]。地下水属于我国重要的水源之一。随着对地下水的需求日益增大,地下水超采也成为一个突出问题。此外,在工业化进程中,我国地下水污染问题也日趋严重。和地表水不同,地下水的典型特征是更新缓慢、隐蔽性强。即使受到污染,也不容易被察觉,治理难度大。因此,研究地下水污染的主要原因,并探讨防治办法,对实现地下水资源的合理利用有着十分积极的意义。

1 地下水污染的成因

1.1 地下水超采

过度开采地下水会造成地下水水质下降。另外,还会引起一些地震灾害,比如,地表发生塌陷、地面发生沉降、自然景观改变等。沿海地区过度开采地下水还会让淡水和海水间的压力失衡,引发严重的后果。比如,引起海水内侵,导致机井无法使用,土壤盐碱化、饮水困难、地下水水质下降等。

1.2 地表污水排放和农业生产引起的硝酸盐污染

农业生产中常常使用氮肥,未经作物吸收利用的氮肥在土壤中会转化为硝酸盐或亚硝酸盐。农业污染范围广、面积大。若长期将这种地下水作为生活用水,极易导致多种疾病,常见的有食道癌、氰紫症。

1.3 石油及石化产品的污染

伴随着工业化进程的不断推进,石油化工业发展迅速。越来越多的石油及石化产品被应用于日常的生产、生活中。而石油及石化产品发生泄漏也是造成地下水污染的一大原因。根据相关研究显示,石化产品是污染地下水的重要有机污染物。这类物质不易降解,对人类健康有极大的危害。

1.4 垃圾填埋场渗漏污染

我国很多垃圾填埋场并未对垃圾进行分类,集中堆放在一起。垃圾填埋场采用的是单层结构的防渗层。垃圾填埋场发生渗漏后,若未进行任何处理,长期下去将影响到地下水。

2 地下水污染的主要危害

2.1 危害人体健康

地下水受污染后,水中将含有一些有害物质。若将其作为生活水源,人喝水后极易引起中毒。如果吃了含有致病菌、相关病毒的地下水,也会引起相关疾病,甚至死亡。

2.2 对工业的危害

工业生产中使用受污染的地下水,可让机械设备受到腐蚀。同时,也直接影响到产品的品质,制约了工业生产的发展。

2.3 对农业的危害

将被污染的地下水用于农田灌溉,会影响农业器械的功能。同时,还会改变土壤的相关物理与化学特性,从而使土壤恶化。因此,不利于农作物的正常生长,造成农业减产。

3 地下水污染的防治对策

3.1 重视宣教工作,增强节水意识

针对我国地下水资源面临的严峻形势,地方政府部门要高度重视地下水污染问题,将其摆在重要的工作议程中。要积极开展宣教工作,向社会各界宣传《中华人民共和国水法》、《中华人民共和国水污染防治法》等法律法规,并向人们介绍地下水污染的严重后果[2]。同时,健全地下水资源防治的相关法律制度,做到依法治水。遵循“谁污染谁治理”的原则,进一步规范地下水的开采与利用行为。另外,还应组织多种浅显易懂、主题鲜明的环保活动,向市民介绍保护水资源的重要性。这样,才能逐步增强市民节约用水、科学用水的意识。

3.2 地下水资源的合理利用

地下水是一种不可再生资源,更新比较缓慢。如果过度开采地下水,将导致地下水位降低,从而引发严重后果,如地面沉降或塌陷,湖泊干涸、水井枯竭等。因此,必须制定地下水资源的管理制度,对地下水资源进行合理的配置与科学的利用,在法律规定的范围内,对地下水进行合理的开采和利用,避免地下水开采过量,引起过多的浪费。在水污染严重或地下水较少的地区,必须严格控制污染重、能耗高的工业生产。要实行排污许可证制度,并制定严格的惩罚措施。

3.3 积极消除污染源

首先要消除引起水污染的三大因素。相关部门要加强对生产企业的监管,重点监督工业废弃物的排放是否达标。对农药与化肥进行严格监管,并对农民给予正确的指导,让他们正确使用农药及化肥。一旦发现排污管道渗漏,必须立即解决。此外,可对生活垃圾进行专门的分类、处理,从而减少由生活垃圾造成的水污染。同时,将生活污水经净化处理后,实现循环利用。其次,针对已受污染的地下水,要借助先进的处理技术进行水质净化,从而将水中的污染物降至合理范围。常用的污水处理技术包括抽出处理技术、原位修复技术、渗透性反应墙修复技术、空气注入修复技术、植物处理技术、原位稳定一固化方法[3]。另外,应构建地方水质监测网络,逐步形成一套完整的水环境监测体系。尤其是对重点污染区域进行监测,采集相关的数据信息,为地下水保护提供有力的依据。

3.4 节约用水,充分利用降水资源

要想解决好地下水污染问题,必须做到节约用水,避免对水资源的过度浪费。农业生产用水量巨大。因此,要改进灌溉制度,积极运用低压管灌、滴灌等新技术,减少对水资源的浪费。其次,工业生产要摒弃落后的生产工艺,采用先进的生产技术,减少对水资源的消耗。同时,要加大研发力度,提高对生活污水的重复利用率。再次,要充分利用降雨资源,缓解部分地区的缺水状态。可利用多种工程技术手段,拦蓄降雨径流,从而提高对雨水的利用率。

总之,地下水属于生态环境中的重要组成部分。它在国民经济建设中发挥着重要的作用。地下水治污工作是一项长期而艰巨的任务。我们必须积极研发新的防污技术,增强人们的节水、用水观念,才能保证地下水的安全和洁净。

参考文献

[1]南海龙,邓鑫.浅析地下水污染及其防治措施[J].地下水,2013,3(2):41-42.

篇4

关键词:地下水;污染;整治;启示

1引言

地下水资源是支撑经济社会可持续发展的重要战略资源。我国北方地区65% 的生活用水、50%的工业用水和33%的农业灌溉用水都来自地下水。但随着我国经济的快速发展,地下水污染问题日益突出。据初步调查显示,全国近20%的城市集中式地下水水源水质劣于Ⅲ类,华北平原部分城市及工矿企业周边地下水存在重金属和有机物超标现象[1~5]。随着我国城镇化进程的不断加速,因产业结构升级、城市布局调整以及污染扰民企业搬迁所遗留在城市区域的工业污染场地(即“棕地”),成为了造成地下水污染的新一类污染源。因此,为保障饮水安全和人体健康,急需建立我国的地下水污染整治制度。

2地下水污染整治制度的国际经验

2.1立法支撑是开展地下水污染整治的前提

美国1980 年通过了《综合环境 反应、赔偿与责任法》(CERCLA,即超级基金),针对潜在责任方建立“严格、连带与具有溯及既往性”的法律责任,即无论潜在责任方是否实际直接参与污染行为造成污染,或任何污染行为是否合法,当场址发生污染,潜在责任方必须为后续的相关污染整治付费,当存在二个或更多潜在责任方时,环境保护局有权对其一责任方或全部责任方要求负担场址整治费用。为确保目标达成与强化超级基金制度实施成效,1986 年美国国会通过《超级基金修正与再授权法》(SARA),修正案根据前6年执行经验进行了调整与补充。

日本2002 年制定了《土壤污染对策法》,随后又制定了相关施行细则。根据法律要求,土地经调查被判定特定有害物质超过标准时,该土地即被指定为污染地域(即指定区域),除公告周知外,列入指定区域地籍册,并提供公众阅览。另外,为防止在指定区域空气及地下水污染危害人体健康,该法要求土地所有者等必须采取对策,进行污染整治。

英国污染场址法规主要目的是管理使用遭受污染场址所衍伸的问题,这些问题包含污染物对于人体健康的影响、对于环境的影响、如何整治、谁来整治、如何降低风险等等。1995年,英国通过了《环境保护法案1990(IIA部分)》(Environmental Protection Act 1990 Part IIA),该法的主要目标是处理因历史性的污染所产生的人体健康风险与环境伤害。此外在保护人体健康与复育土地的前提下,该法亦主张促进土地再利用,以减少对“处女地”或绿地不必要的开发。

韩国1994 年制定了地下水法,目的是防止地下水污染,保全及管理地下水生态系统,增进公共福利。该法主要内容包括:制定地下水污染程度的测量、制定地下水管理计划、地下水开发与利用许可、指定和维护需要地下水保护应对措施的地区、在地下水保护地区内的行为限制、地下水防治污染命令、水质污染测定、设立地下水相关事业机构和地下水净化业务、处罚、损失补偿等。

2.2标准制定是开展地下水污染整治的基础

美国、日本、韩国均制订了污染管制标准,并作为土壤及地下水是否遭受污染的判定依据,只有英国以“是否可能造成伤害”(即人体健康风险评估)作为判定依据。

以污染管制标准为是否遭受污染的判定依据,可使主管机关担负较低的行政成本,只要土壤或地下水经采样分析后超过污染管制标准,即判定具有污染,需进一步实行相关整治或管制措施。在此判定依据准则中,污染程度与风险排序系统的辅助尤其重要,其可协助主管机关与民众了解污染严重程度与暴露风险,并可提供后续政府或民间整治时进行资源分配参考;以“是否可能造成伤害”作为判定依据,将增加主管机关的行政成本,须根据各场址之周遭区域不同特性进行深度调查与研究,方可确定该污染场址是否对可能受体造成伤害。在此判定依据准则下,对于场址是否为“污染”的认定参考原则为民众风险暴露程度。

2.3资金来源是开展地下水污染整治的保障

美国、韩国均将污染行为人列为地下水污染整治责任者;日本则将污染行为人和土地所有人均列为地下水污染整治责任者;英国通过负责的“排除测试”来确定污染行为人。但对于找不到污染行为人的污染场址,其整治经费来源,各国的做法亦存在差异。

美国从1981~1995年,联邦政府环保局执行污染场址管理与整治的主要经费来源于超级基金信托基金,包括税费征收、罚金与成本追偿和利息收入三项。1995年以后,无法明确污染行为人的场址整治经费主要来源于政府经常性拨款。另外,为使污染土地活化,美国针对“棕地”再开发提供资金或税赋减免辅助政策,鼓励开发商投资治理污染。

日本相关法律规定,对于找不到污染行为人的污染场址,由土地所有人负担整治责任,但当整治金额超出土地所有人承担能力时,由“土壤污染对策基金”提供不同类别补助金额,“土壤污染对策基金”主要经费来源于土壤管理票部分捐赠、委托工程费用部分捐赠、委托调查费用部分捐赠、民间自发捐款等。同时,日本针对污染整治设备提供优惠税率与低利贷款,鼓励民间进行污染治理。

英国和韩国对于找不到污染行为人的污染场址,均由政府预算进行污染整治。为减小政府财政负担,英国还出台了鼓励开发商治理污染的相关辅助政策,如公司法人取得污染土地并进行治理,可获得150%的公司税金减免,并可申请相应的欧盟提供的棕地再开发补助[6~18]。

3建立我国地下水污染整治制度的建议

3.1立法先行,建立和完善地下水污染防治法律法规体系

统筹协调相关法律法规的关系,建立健全地下水环境管理和污染防治方面的政策法规。加快制定并完善与地下水环境资源利用和管理、污染责任追究和补偿、地下水环境标准和评价等方面相关的规章。建立地下水污染责任终身追究制,对造成地下水环境危害的有关单位和个人要依法追究责任,并进行环境损害赔偿,构成犯罪的,依法移送司法机关。借鉴美国、日本、韩国先进经验,完善现有环境标准体系,同时参考英国健康风险评估做法,研究制定适合于我国的地下水污染“标准控制-风险管理”相结合的整治模式,实行污染场地的分级管控。

3.2摸清家底,深入开展地下水污染调查评估

积极落实《全国地下水污染防治规划(2011-2020年)》和《华北平原地下水污染防治工作方案》,深入开展全国地下水基础环境状况调查评估,摸清家底,建立全国地下水污染源及污染场地清单。结合地下水污染程度及风险,对污染场地进行分级列管,并建立场地及其周边地下水定期调查、监测和评估制度。

3.3筹措资金,创新地下水污染整治经济政策

多方筹措资金,拓展融资渠道,保障地下水污染整治的永续实施。借鉴国际先进经验,适时建立“地下水污染整治基金”。以污染者付费为原则,向石油化工、矿山开采及加工、工业企业等涉及有毒有害的行业征收整治基金。同时要加大国家及地方财政对地下水污染整治的支持力度。另外,可通过优惠税率、绿色信贷、绿色保险、“棕地”再开发等辅助政策,鼓励开发商及民间治理资金的流入。

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[16] 李贵宝,谈国良,窦晓桂.韩国地下水资源利用与管理现状[J].南水北调与水利科技,2006(3):69~72.

篇5

关键词:环境岩土工程 地面沉降 地下水污染 防治措施

一、前言

环境岩土工程是随着人类重视环境问题而逐步发展起来的,它是环境科学与岩土工程互相交叉的结果。主要是应用岩土工程的观点、技术和方法为治理和保护环境服务,解决与人类工程经济活动有关的环境工程地质问题。随着城市建设的发展,人类在城市的岩土工程活动越来越频繁,由此产生一系列环境岩土工程问题。其中,由人类的工程活动引发的地下水灾害问题日趋显著,已经引起国内外专家的高度重视。地面沉降范围不断扩展,地下水水质逐年下降,是当前城市环境岩土工程中日益突出的地下水灾害中最广泛、最严重的两大问题。它们已严重威

胁着城市的可持续发展及居民的正常生活。

二、地面沉降

地面沉降是指某一区域内由于自然或人类活动引起的地面下沉的现象,其特点是波及范围广,下沉速率缓慢,所以早期一般不易察觉,也不易引起人们的重视。它多发生在大中城市,对人们的生产、生活影响极大,已经成为一种严重的环境地质问题,影响和制约着当地国民经济的可持续发展[1]。地面沉积已呈全球性问题,沉降范围之广,沉降量之大令人瞠目结舌,由此引发的经济损失更是惊人。引起沉降的原因很多,除了活动断裂和构造沉降等自然因素外,还有地下工程开挖施工,基坑降水和抽汲地下水等人为因素。从全世界范围看,过量抽汲地下水引起地层压密、固结是造成地面沉降的主要原因。

(一)开采地下水引起的地面沉降

抽汲地下水引起的地面沉降大多发生在大量开采第四系松散沉积物孔隙承压水的地区。其机理是:根据太沙基有效应力原理,饱和土体的自重应力由颗粒和孔隙水共同承担,由土颗粒所承担的那部分应力为有效应力。当抽水引起承压水水位下降时,含水层本身及其上下隔水层中孔隙水压力也随之降低。在总应力不变的条件下,饱和土体中孔隙压力减小必然会使土中有效应力等量增大,使土体被压密并导致地面沉降。

地面沉降具有累进性及不可逆性特征,其产生的影响亦具有持续性特点。为此,必须采取切实有效的防治措施:强化宣传,充分认识地下水超采的危害性、严重性;大力推广改水、节水经验,加大改水、节水力度;加大行政管理力度,强化和落实各项开采措施,加强地下水监测;采用人工回灌地下水,促进地下水位回升,使地面不再继续下沉甚至地面略有回升;调整开采层次,以此减缓地区的地面下沉。

(二)工程降水引起局部地面沉降

在深基坑和地下构筑物的开挖过程中往往会遇到地下水位高于施工作业面的情况,为防止基坑边坡失稳,保证顺利开挖,避免水下作业,须进行基坑降(排)水。但是,降水方案不当,会引起周围地面沉降,导致此范围内的建筑物、地下管网、道路及其它设施发生断裂、倾斜,影响其正常使用和安全。工程降水引起的地面沉降机理有多种:由于孔隙水从土中排出,导致有效应力增加,地层固结沉降;水位降低,减少了土中地下水对地上建筑物的浮托力,使软弱土层受到压缩而沉降;土壤中的细小颗粒随着流动的水不断流失,在土层中形成空洞,随着抽水的不断进行,空洞扩大,最终形成塌陷沉降。

由于地面沉降具有不可逆性,一旦产生,其带来的破坏性后果是不可估量的。所以在工程降水前,首先要查明场地的水文地质条件、周围建筑物的分布情况及地下管线性质及分布范围,根据实际情况设计科学的降水方案与防范措施。如在基坑工程降水中设置竖向止水帷幕,实施坑内降水;井点降水应连续运转,尽量避免间歇和反复抽水造成的累加沉降;采用井点降水与回灌相结合的技术,在井点降水管井与需保护的建筑、管线间设置回灌井点、回灌砂井或回灌砂沟,持续、不断地用清洁水进行回灌,形成一道水幕,以减少降水曲面向外扩张,防止临近建筑物、管线等基础下土层因释放水而沉降。总之,需根据现场的工程地质条件采用新工艺、新方法,使由降水带来的环境地质问题最小化[2]。

(三)涌水引起的地面沉降

在地下构筑物的修建过程中,往往要穿越含水层,由此破坏了地下水的原有渗流条件。当地下水位在施工作业面以上时,施工开挖初期,尚未施作防水层及支护封闭,地下水向地下空间突然涌入。涌水带走土层中大量细小颗粒,不断发展而形成流土或流沙,造成地面沉降(塌陷)。

由于涌水现象具有突发性特点,其造成的破坏往往极为严重。所以在可能发生涌水的地区施工时必须采取严密措施:在工程地质条件允许的情况下,施工前,在可能发生涌水地段设置止水帷幕,阻断可能发生涌水的含水层;正确预测地下工程的涌水量,对勘测设计,安全施工及运营均起着决定性作用。最大涌水量预测可根据地下构筑物的形状尺寸及其所揭示的水文地质工程地质条件,选择适当的公式预测涌水量及水位降深[3]。

三、城市地下水质的污染

随着经济的发展,城市的规模也在不断的扩大,人口相对集中,使固体废弃物的产量不断增加。这些废弃物含有汞、镍、铬、金等金属元素,固体废弃物的任意堆放已经成为地下水的重要污染源之一。我国每年都有大量的生活垃圾与工业废渣经腐蚀分解后,直接进入土壤。而这些固体废物经大气降水及地下水径流的淋滤作用严重的影响了供水水源的水质。

除了固体废弃物的污染,在岩土工程施工中对地下水也有环境污染问题。城市地表工程采用化学灌浆进行地基处理,化学灌浆多具有不同程度的毒性,特别是有机高分子化合物,如:环氧树脂、乙二胺、苯酚等。浆液注入构筑物裂隙与地层孔隙,通过溶滤、离子交换、分解沉淀、聚合等反应,不同程度的污染地下水,导致公害。另外,在一些矿山城市,由于采矿、选矿活动是地下水含酸性、含重金属和有毒元素。这种污染的矿山排水通称为矿山污水。它危及矿区周围河道、土壤,甚至破坏整个水系,影响生活用水以及工农业用水。由于地表水资源的可使用量在一定的空间和时间范围内是有限的,则地下水的污染和地下水的超采就会密切联系和相互作用,即其严重的污染往往会使可供水源的减少,以致增加对地下水的开采需求,这样往往会造成地下水的过量开采;而地下水的不合理开采或过量开采,会引起地下水水位的下降及其自净能力的削弱,也就加剧了地下水污染的程度。

地下水环境的防治措施:人类在不合理的开发和利用水资源的同时,已经间接或直接的改变了地下水环境,严重的影响了城市的可持续性发展。因此,我们必须采取一些措施以保护生态资源,改变地下水环境日益变坏的趋势。首先必须确立预防为主、防治结合的方针,即既要积极治理现存的污染,保护地下水资源,防止水质的进一步恶化,同时又要采取有力的措施防止新的污染产生,以此全面保护地下水资源。另外,鼓励工业企业一方面积极采用清洁生产,强化节约用水,提高用水效率,减少污水排放量,另一方面大力开展污水的综合利用,以再生污水代替新水源,提高污水再生利用率。最后,我国现有的地下水的法律法规一般都是把重点放在地下水水量的保护上,而对于地下水水质的保护这方面还比较薄弱。因此应该根据各地区的水文地质情况,出台一些地下水质的保护标准。

四、结语

综上所述,在地面沉降防治过程中,不仅需要采取科学合理的技术措施,还需要政府与社会各界从各方面给予配合与支持,才能使其得到根本控制。同时水质污染加剧了水资源短缺及供需矛盾,成为制约经济发展的影响因素。只有提高对水资源价值的认识,加强地下水污染的预防和控制,才能实现水资源可持续利用,保证社会与经济的可持续发展。

参考文献:

[1]薛禹群,张云,叶淑君.中国地面沉降及其需要解决的几个问题[J].第四纪研究,2003,23(6):585-593。

[2]邵艳.关于城市建设中一些环境岩土工程问题的探讨[J].安徽建筑工业学院学报(自然科学版),2004,(2)。

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关键词:路基 质量问题 原因 防治措施

公路路基工程具有线长面广、工程数量大而杂、干扰因素多、施工周期长、施工管理难度大等特点,在长期使用过程中,受到各种自然因素、自重、车辆荷载的作用,不可避免地产生各种各样的路基病害及质量问题,影响路基的正常使用。笔者就常见的路基工程质量问题进行分析,并提出防治措施。

一、土方路基“弹簧土”现象及防治措施

在车辆碾压过程中,路基呈现受压下陷,去压回弹的现象,成为“弹簧土”。如继续碾压,使底部和四周的水分向上积聚, “弹簧土”的面积会越来越大。

1.原因分析

出现“弹簧土”现象后应立即停止碾压,查找原因。原因可能有:地下水位高,地上毛细水渗透作用;填筑前积水未排除;填筑前淤泥未清除;带泥水回填;土料中杂物多;腐殖土填筑;土体含水量过大等原因。

2.防治措施

土方路基“弹簧土”现象大多是由于填土的含水量过大而引起的,因此出现“弹簧土”现象首先要找出水的来源,然后采取合理的防治措施。

(1)因地下水位高或地上毛细水渗透而造成较大面积土体呈弹簧土时,应采取在路基两侧开挖截水沟截断地上地下水,将水位降至路基50cm以下,采用轻型井点降水,降低地下水位;严格控制土体含水量,如工期允许可晾晒后在进行碾压,还可以采取掺加生石灰和原土搅拌后再进行碾压。

(2)雨季施工时应开挖纵、横向排水沟,排出积水、输干土体;根据工期要求及天气情况,采取果断措施,必要时进行换土;也可掺入5%~8%的生石灰拌匀、回填压实,或采用梅花形灰桩吸收水分;应保持连续作业,随摊随碾压,边坡防护及时跟进。

(3)路基填土之前必须清除杂物,对回填土中的树根、石块等进行人工挑拣,禁止使用有机土进行回填,对过湿的回填土可掺入生石灰处理,工期允许时可进行晾晒,达到或接近最佳含水量时方可进行回填碾压,并严格控制摊铺厚度。

(4)对粘性土质,在沟槽地段回填时必须排除积水,清除杂物,在池塘等位置填筑时应清除淤泥,并采用强度较高和水稳定性好的材料分层夯实至顶面。

(5)砂质土沟槽回填时可利用轻型井点进行水密法施工,但回填厚度不能超过60cm,其密实方法为采用插入式振捣器捣实。在水密法过程中保持井点降水,每层取样试验,达到密实度要求后,再进行下一层回填,待回填土全部碾压夯实完成后,密实度试验全部合格后再停止降水,拆除井点降水。

(6)路基填料要避免使用天然稠度小于1.1,液限大于40,塑性指数大于18,含水量高于最佳含水量2个百分点的土,一定要注意不能使用两种不同性质的土进行混填施工,特别是不能用透水性差的土壤包裹透水性好的土壤。

二、土方路基翻浆及防治措施

土方路基翻浆多发生在我国北方地区,路基在冰冻春融期,造成路基湿软、强度下降,在行车碾压的反复作用下,土方路基出现弹软、裂缝、冒泥浆等翻浆现象。

1.原因分析

(1)土质。粉性土是最易发生翻浆的土质,这种土的毛细水上升较高且快,在负温作用下水分聚流严重,土体强度降低快,失去稳定性;粘性土毛细水上升虽高,但速度慢,只有在水源充足情况下,才能形成翻浆;砂性土在一般情况下部不会发生翻浆。

(2)温度。一定的冻结深度和冷量是形成翻浆的重要条件。在同样的冷结深度和冷量的条件下,冬季负温作用的特点和化冻结速度的快、慢对形成翻浆的影响也很大。如果初冻温度较暖,且冷暖交替出现,温度在O~5℃之间停留时间较长,冻结线长期停留在路面下较浅处,大量的水分聚流到路面很近的地方,容易发生翻浆现象。反之,如果冬季一开始就很冷,冻结线很快下降到距离路面较深的地方,土基上部聚冰少就不易出现翻浆现象。除此以外春季气温的变化特点和化冻速度对翻浆也有影响,如果春季化冻快天气骤暖土基急速融化则会加重翻浆的程度。

(3)水分。翻浆过程就是水分在土基中转移、变化的过程。在地势低洼路基附近的地表水及浅层地下水能提供充足的水源,这是形成翻浆的重要条件。如果入冬前秋雨过多,土基含量加大,地下水位增高,容易形成翻浆现象。

(4)路面结构。不同的路面结构对翻浆有一定的影响。在比较潮湿的土基上铺筑黑色路面,路面结构的透气性差,路基中的水分不能通畅地从表面蒸发出来,使路基强度降低,在行车荷载的作用下就会出现严重的翻浆现象。

(5)行车荷载。土方路基的翻浆现象是通过行车荷裁的作用形成的,当其他条件相同时在翻浆季节和翻浆路段上交通量越大、车辆越重,土方路基翻浆也会越多越严重。

2.防治措施

土方路基防治翻浆的基本途径是防止地面水、地下水或其他水分在冻结前或冻结过程中进入路基上部;在化冻时可以将聚冰层中的水分及时排除或暂时蓄积在渗水性好的路面结构层中;提高路面强度和整体性,改善土基结构。

(1)开渠排水。路面经常处于潮湿状态,使路基发软开始翻浆,应及时在路肩上开挖横沟,排除表面积水,沟宽30~40cm,间距5m左右,沟深至路面基层以下,高于边沟底。路面坑洼严重地段,除设置横沟外,还应顺路面边缘修纵向小盲沟或渗水井。

(2)挖换土壤。将路基翻浆的土和稀泥挖出,换填40~60cm厚的砂性土或碎(砾)石,分层压实后重铺路面。严重翻浆部分,软土全部挖除,填入水稳性良好的砂砾料,并分层压实。

(3)排除路表积水。及时修补路面沟槽和路肩坑洼,使其平整、无堆积物、无积雪等,尽快排除表面积水。

(4)换铺粒料。挖除翻浆路段的稀泥,换填碎石、砖块或炉渣等粒料,整平后通车碾压。或挖除稀泥后填入水稳性较好的干土,再铺粒料垫平后通车碾压。

(5)设置砂桩。当路基翻浆时,可在行车道部位开挖圆形或矩形的渗水井,一般直径或边长为30~50cm,将井内的水淘出,边掏水边加深,直至冰冻层以下,当渗水停止后,即可填人粗砂或碎(砾)石,以形成砂桩,其桩距和根数可根据翻浆的轻重程度而定,通常一个砂桩的影响面积为6~10m2。

(6)在交通量较小,重车通过不多的公路上,可用木料、树枝等维持通车,翻浆停止,路基渐趋稳定后,应及时拆除柴排,恢复路基原状。翻浆严重路段,应严格控制重型车辆通过或令车辆绕道行驶。

三、路基沉陷及防治措施

路基沉陷是指路基表面在垂直方向产生较大的沉落。一是路基本身的压缩沉降;二是由于路基下天然地面承载能力不足,在路基自重的作用下引起沉陷或是两侧挤出而造成的下沉。

1.原因分析

路基沉陷的主要原因有:路堤填料选择不当,填筑方法不合理,压实度不足,在荷载和水、温度综合作用下而堤身沉陷;原地面为较弱土层,填筑前未经换土或压实不足而产生地基下沉。所谓填筑方法不合理,包括不同土混杂、为分层填筑和压实、土中含有未经打碎的大土块或冻土块等。填石路基亦因石料规格不一、性质不匀,或就地爆破堆积,乱石中空隙很大,在一定期限内亦可能产生局部的明显沉陷。此外遇到泥沼、流沙或垃圾堆等,填筑前未经换土或压实,造成地基下沉,亦可能引起路基下陷。

2.防治措施

路基沉陷主要是由于施工过程中质量控制措施不到位引起的质量问题,在施工时可采取以下措施。

(1)重视原地面处理。路基填筑前必须彻底清除地表植被、树根、垃圾和种植土,加大原地面的压实力度。地表植被、树根、垃圾、不良土质暴露于自然环境下,相对比较松软,不易压实,有的土壤易产生病害,如盐渍土、膨胀土等,因此必须予以清除。

(2)填筑路基前要做好路基临时排水工作,做到临时排水系统与永久性排水系统有机结合。施工过程中通过路基两侧纵横向排水系统及时疏散路基范围的积水,避免路基受水浸泡。

(3)严格选取路基填料,并控制好填料质量。在填料料场选择时,除按规范要求的液限、塑性指数、含水量和CBR等指标外,还应根据填料的性质综合选择水稳性好、干密度大、承载能力高的砾石类土填筑路基为宜。在路基填筑前必须将料场清除干净,防止树根、杂草、种植土等混填于路基之中。施工中严格控制填料含水量,严禁过湿的土填于路基之上;且要求不同土质分层填筑,剔除填料中超大颗粒,以保证各点密实度均匀一致。

(4)严格控制路堤填筑工艺。路堤填筑方式应采用水平分层填筑,即按照横断面全宽分层逐层向上填筑;当原地面纵坡大于12%的地段,宜采用纵向分层填筑施工,填筑至路基上部时,仍应采用水平分层法填筑。每层应保证层面平整,便于各点压实均匀一致。在路堤施工过程中要严格控制填层厚度,根据不同的填料和场地要选择不同的压实机具。

(5)抓好路基特殊部位的施工质量控制。如桥涵结构物台背回填、路桥过渡段填方以及填挖结合部,这些地方地形条件特殊,填方施工难度大。台背、路桥过渡段往往是路基和桥成后而剩余的缺口,因此,有必要将该段作为路基施工的管理点,抽调组成专门的回填队伍。台背处大型设备不易工作而采用小型夯实机具时,填筑的分层厚度若太厚就很难压实,一般宜控制在15cm左右,同时应加大抽检频率保证压实。对于填挖结合部,应彻底清除结合部的松散软弱土质,做好换土、排水和填前碾压工作。

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为改变这种错误的做法,就要加强水文地质问题的研究,只有这样才能提高工程勘察质量。按照工程地质勘察的实际要求,勘察工作既要查明与岩土工程相关的有关水文地质条件,还要针对地下水给岩土体和建筑物带来不良地质作用进行评价,对潜在的问题提出防治措施。

1 工程地质勘察工作中涉及的水文地质调查内容

一般情况下,影响工程的水文地质因素主要有:岩层中含水层与隔水层的厚度、分布和组合关系;地下水的类型、水位及水位变动幅度,承压含水层的特征和水头,土层或岩层渗透性的强弱等等因素。为提高工程地质勘察工作的质量,应在工程地质勘察中对下述几个方面进行调查和评价:

1)评价的关键应放在地下水给工程带来的影响上,针对水文地质对工程潜在危害,提出应对办法;2)在工程地质勘察中,应在弄清建筑物地基基础类型的基础上,着重调查与该基础类型相关的水文地质条件;3)在水文地质条件调查工作中,重点要查清地下水的自然状态及其发展变化规律,分析并预测工程实施过程中及实施后给地下地质水文情况带来的可能变化及不良影响,提前设计预防措施。

在对笔者所在的大连地区工程地质勘察中,多数建筑场地都涉及到地下水文地质问题。大连属临海城市,沿海岸线发育有大量的石灰岩,从金州、大连、旅顺转北向瓦房店的交流岛、长兴岛一带均为石灰岩地区,岩溶较发育,地下水丰富;另外,由于自然的地理环境造成大连地区的水系较为发育,大连市各市区内的第四系孔隙潜水也很丰富,它们大都赋存于地表砂土层中,使得勘察场地内大都见有地下水。这就使得水文地质调查在工程地质勘察中显得尤为重要。

2 水文地质条件对工程造成危害的主要因素

水文地质条件会给工程带来危害,究其原因,主要是地下水动水压力作用和地下水位升降变化两方面因素。自然或人为原因都会带来地下水位的变化,一旦地下水位变化突破临界值,就会给工程带来地质危害,研究表明,引起危害的地下水位变化主要有3种情况:

1)地下水位下降。当前,由于经济的快速发展,人为因素成为地下水位下降的主要原因,例如过度利用地下水、矿床疏干、修建水库截流下游地下水水源、流域上游筑坝等,这些因素常会引发一系列问题。一旦地下水位的下降过大过快,常会诱发一些地质灾害,如地面沉降、地面塌陷和地裂等,也会造成一些环境问题,如水质恶化、地下水源枯竭等,在年降水量较小的地区会引起土地的沙漠化,在海边有可能会造成海水倒灌。这些地质灾害或环境问题会给工程和人类的居住环境带来巨大的威胁;

2)潜水位上升。水利工程建设及区域水文条件的变化常会造成潜水位上升,如修建水库、地下水来源地的河流、湖泊、水库等水位的上升。建筑物的安全性和稳定性易受潜水位上升的影响,其影响主要有以下几个方面:

一是通过软化地基影响建筑物的安全。潜水位上升,促使粘性土压缩性增高、强度降低和含水率增高,诱发建筑物的沉降变形;二是潜水位上升会诱发地基隆起或侧移,前者会导致建筑物的基础上浮,后者导致建筑物倾斜或墙体破裂;三是潜水位上升会促使砂土或粉土达到饱和状态,通常会引发流砂、管涌现象,也会带来砂土液化等问题;四是造成潜水位以下的地下室浸水,使其丧失使用价值;五是改变土壤的化学性状,如沼泽化、盐渍化等,给建筑物带来腐蚀;

3)地下水位升降。通过对水文地质规律的研究发现,气候、气压、潮汐以及地球与月球引力变化,附近区域水体的水位变化等都会引起地下水位反复升降。地下水位的升降带来的影响主要有这几方面:导致建筑物基础土的压密;增加基础工程材料的腐蚀性破坏;水位变化导致的干湿交替容易腐烂;使建筑基础土层中一些盐类发生溶解作用导致建筑物位移;引起膨胀性岩土的均匀的胀缩变形,造成地裂并给建筑物造成结构破坏。

研究表明,自然状态下地下水的动水压力作用较弱,难于给地面工程造成不利影响,但随着人类工程建设活动的不断增加,特别是大型水利工程的建设,会改变较大区域范围内的水文地质状况,带来一系列严重的工程水文地质危害。

3 工程勘察中水文地质问题的应对措施

针对工程勘察中的水文地质问题,可以采取以下应对措施:

1)加强对工程地质勘察规范或规程学习。经过几十年的发展,当前我国工程地质勘察工作已经拥有了完备的规范、规程体系,这些规范性文件对勘察工作的目的、任务、评价都做了具体的、切实可行的规定,是工程地质技术人员开展工作的主要依据。工程地质技术人员必须要高度重视规范、规程,了解和熟悉其要求,这样才能在开展工程地质勘察时做足工作量布置,设置足够的原状土样测试数据、及时划分抗震地段。通过研读规范、规程,工程地质管理者和技术人员在吸收文件的相关规定后,能不断地充实和提高理论水平和实践操作能力;

2)重视地下水埋藏状况的调查。在调查时,要明确调查的重点,设置必要的调查指标体系,弄清地下水的类型、补给及排泄条件、地下水位、水位变化幅度及规律,在此基础上,对地下水对建筑材料的腐蚀性进行评价,涉及到基坑工程的还应做抽、压水试验,调查土层的渗透性质等。预估地下水可能带来的突涌、流沙或管涌等潜在的威胁,制定出有效和可行的防治措施建议。

4 结论

在建筑工程基础地质勘察中要高度重视水文地质调查,作为建筑工程地质环境的组成部分,较差的水文地质条件会给建筑工程带来多方面的危害,建筑工程项目的组织者、实施者在建筑工程实施前就应该调查清楚地基基础的水文地质情况,制定出有针对性防治措施,提高工程的稳定性和安全性,更好地完成工程建设。

参考文献

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关键词 盐碱地;成因;防话;陕西榆林

中图分类号 S156.41 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2012)02-0298-02

淤地坝是黄土丘陵沟壑区治理水土流失的最后一道防线,因其强大的拦泥淤地及生产效益,在黄土丘陵沟壑区得到大力发展,其蓄洪拦泥的最终产物――坝地,是宝贵的土地资源。但是沟道打坝建库改变了径流汇集状况,将雨水蓄在沟里,必然抬高地下水位,特别是水库高水位蓄水后,库下水位抬高更快,盐碱随水上升至地面,久而久之导致坝地盐碱化,制约坝地效益发挥。土壤盐碱化既是涉及农业、土地、水资源的综合问题,也是典型的生态环境问题。盐碱地作为一种重要的土地资源,其治理和改良意义重大,已经成为一个世界性的难题。

1 榆林市盐碱地现状

1.1 榆林市概况

榆林市位于陕西省最北部,地处陕甘宁蒙晋五省(区)接壤地带。东临黄河与山西省相望,西连宁夏、甘肃,北邻内蒙古。黄河沿东界南下涉境逾400km,地貌大体以长城为界,北部为风沙草滩区,占总面积的42%,南部为黄土丘陵沟壑区,占总面积的58%。平均海拔1300 m,气候属暖温带和温带半干旱大陆性季风气候,年平均气温10℃,年平均降水量约为400mm。

1.2 盐碱地现状

据统计,2008年榆林市横山县共有淤地坝2000多座,可淤面积4459.80hm2,已淤面积4067.27hm2(其中盐碱面积1266.67hm2,占已淤面积的31.14%,已利用面积2260.60hm2,占已淤面积的55.58%)。另据古水、赵石畔村6座坝的实地调查,总坝地面积174.67hm2,而盐碱面积就达114.40hm2,占总坝地面积的65.49%。粮食作物在这些盐碱坝地上不能生长,造成资源闲置。因此,治理坝地盐碱、提高坝地生产效益的任务艰巨且意义重大。

2 盐碱地的成因

从盐碱坝地外观分析,从上游到下游里“积水沼泽一盐荒地一重度盐碱一中度盐碱一轻度盐碱一非盐碱”分布。究其原因,主要有以下几个方面。

2.1 坝系规划不合理

坝地淤成后,因受地形、淤积物和原沟床比降的影响,地下径流坡度由大变小,径流条件由好变坏,使地下水排泄不畅,水位不断雍高,导致坝地产生盐碱。

2.2 坝内淤泥含有可溶性盐类

坝地有上部排水不良、地下水位较高的特点。由于蒸发作用,使淤泥中可溶性盐类随地下水毛细管上升,积于坝地表层,亦形成坝地盐碱。

2.3 排水渠道渗漏

坝内排洪渠多靠坝地一侧,除排泄汛期洪水外,还有来自上游的常流水,但往往因洪水淤积,使渠底高出坝地地面,在坝中形成“悬河”,增加坝地地下水补给,使地下水位不断增高,加速坝地盐碱化。

2.4 坝地埋压了泉水

较大的沟道多为地下水的排泄区,形式以泉水为主,在打坝后,淤泥将泉水埋压,也会因排水不畅导致坝地盐碱化。

2.5 坝地常流水无固定河槽而自由漫溢

坝地形成后,改变原沟道比降,一般由原来的1%-2%变为1‰-2‰,甚至有的坝地前部有高仰现象。因此,地表径流条件恶化,在坝地地面形成宽浅而弯曲的河槽,延长水流在坝地上的人渗时间,增加坝地内的地下水量。为盐碱化提供条件。

2.6 不合理灌水

多数农民由于对坝地墒情掌握不够,对排灌关系、灌水制度、农业技术措施等问题的结合应用没有经验,盲目灌水,增加地下水的含量,也会加剧坝地盐碱化。

3 盐碱地的防治

根据坝地盐碱化成因,按照“盐随水来,盐随水去”的水盐运行规律,在坝地盐碱化的防治中,其核心问题是将过多的地表水和地下水排除,尤其是排除土壤中毛细管水量,设法将地下水位降至碱临界水位以下(2.5m以下),这样就可从根本上解决坝地盐碱化的问题。根据对榆林市盐碱地的研究,可以从以下几个方面防治。

3.1 暗沟排水

陕西第二水文地质队的观测资料表明。当地下水位小于1.8m时,土壤表层盐面积累迅速增加,耕作层含盐量可达0.38%,土壤盐碱化程度会由轻变重;当地下水位小于2.4m时,土壤剖面盐分就逐渐向下运移,土壤表层盐由积累向减少转化。因此,先顺水库背水坡脚处挖2m深梯形沟1条,用反滤料回填1m,形成坡度为1-2°的排水砂沟,上面用土回填,再在重盐碱地末端修同样一条砂沟,砂沟出口与排洪渠相接,排除水库渗水和降低坝地地下水位,就能降低和改善坝地盐碱。

3.2 开挖集水马槽截渗防碱

在有些坝地末端,修水库或有较多的地下泉眼,就会使上游地下水逐渐向下游地段渗透,造成坝地全部盐碱化。在这种情况下,就应及时在坝地末端开挖集水马槽截渗防碱,使地下潜流集中于马槽内然后自流排出,或用机械畜力抽水,排入排洪渠或灌溉渠内,加以利用。截渗马槽的长度,应按潜渗范围确定,宽度4-6m,深度应低于所要求的地下水位,一般为2.0-2.5m,马槽为梯形,边坡为1:1.5:1:2.0,达到槽坡稳定。在石料方便的沟道,槽底和下游边坡最好用浆砌石。

3.3 开挖沟壕。排水治碱

在盐碱化、沼泽化的坝地下部,如有泄水涵洞,可在坝地的尾部盐碱分布区开挖沟壕排水,降低地下水位排除积水。排水渠可控制在排洪渠内侧,既能排除地下水,叉能拦截排洪渠的渗漏水。有条件的地方,排水、排洪可结合考虑,做到一渠多用、少占耕地。排水渠深一般为2.0-2.5m。排水渠的条数可根据盐碱面积大小而定。这种措施的优点是易于开挖,排水、工程费用低,便于检查。缺点是占地面积大,影响交通运输。不便耕作,坝地肥料易流失。

3.4 改变利用方式。种植耐盐碱作物

对于地下水位较高、实在难以治理的盐碱坝地,可以通过改变利用方式、种植耐盐碱作物等途径,提高坝地资源的利用率,逐步改良坝地。在水源充足的情况下,可种植水稻。水稻是一种需水量较大的耐盐作物,耕种前需大量的水来泡田。水稻需经常淹灌换水,土壤中盐分溶于重力水下渗入排水沟排走,使表层盐分降低。横山县赵石畔镇野人沟村利用盐碱坝地种植水稻,产量达到5700kg/hm2,既改良坝地,又增加收入。在水源不足的情况下,还可栽植柳树、杨树等。

3.5 洪淤压碱,落淤肥地

坝地是泥沙径流汇集的地方,在有潮碱返盐的坝地上,每年视作物生长收割情况,用控制溢洪道底高程的办法,有计划、有控制地引洪淤漫,压碱改土。特别是每年的头一两次洪水,其含有大量的牲畜烘干粪便、枯叶杂草和肥沃表土,落淤即可肥田。通过引洪淤漫,在盐碱坝地表层形成新的淡土层,有利于作物生长。每次淤漫厚度,一般以0.2-0.3m为宜,淤漫1年,可种2-3年不返碱。在无洪水可淤漫时,可采用抽水拉土或人工拉土的办法改良盐碱坝地,即先垫厚0.3-0.5m的黏土,然后再垫一层厚0.3-0.4m的黄土,有隔水阻盐的作用,能阻止下部水盐上升,并且黄土有利于作物生长。在轻、中度盐碱地上采用此法,可达到治碱、改土、增产的目的。

3.6 机械深翻。改变土壤性状

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摘要:近年来,随着我国国民经济的快速发展,各种资源开发和工程建设活动等人类工程活动的力度也普遍增大,给我国本就十分脆弱的地质环境带来了巨大的压力,地质灾害的频度和规模有逐年增加的趋势。为此,本文作者就岩土工程与地质灾害的内涵、地质灾害的特征与危害以及地质灾害防治工程的主要施工技术标准及防治措施进行阐述。

关键词:岩土工程 地质灾害 防治

一、岩土工程与地质灾害的内涵

自20世纪80年代末,90年代初,我国产生了一个新的学科――地质工程学。地质工程学,是研究与解决从规划到竣工乃至工程运行后效的全过程的与地质有关的工程问题的科学。地质灾害是指由于自然因素或者人为活动引发的危害人民生命财产安全或使人类赖以生存和发展的环境、资源发生严重破坏的地质现象。《地质灾害防治条例》规定,地质灾害包括山体崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等灾害。

二、我国地质灾害的特征与危害

由于我国地理位置独特,地质构造复杂,地球生态环境多变,加之人口众多的农业大国,经济较落后,承灾能力弱,所有这些叠加在一起,形成灾害类型多、分布广、频度高、强度大、影响面宽、损失严重的格局。

地质灾害可分两大类:第一类主要是由自然因素引起的地质环境问题,又称第一环境问题,属自然地质灾害:这些灾害不以人类历史的发展为转移:第二类主要是由人为活动引发的地质灾害,称第二环境问题,属人为地质灾害。这些灾害常随社会经济的发展而日益增加,据地质灾害成因分析,全国50%以上的地质灾害发生的主要原因是人类行为,尤其是人类不合理地大量挖掘能源所造成的。

1、滑坡

滑坡是指斜坡上的土体或岩体,受河流冲刷、地下水活动、地震、人工切坡等因素的影响,沿着一定的软弱面或软弱带,整体地或分散地顺坡向下滑动的自然现象。

滑坡的诱因:(1)地震:f2)降雨和融雪;(3)地表水的冲刷、浸泡;(4)河流等地表水体对斜坡坡脚的不断冲刷;(5)开挖坡脚;(6)蓄水排水;(7)堆填加载;(8)劈山放炮,乱砍乱伐。

滑坡发生的规律:下列地带是滑坡的易发和多发地区:(1)江、河、湖冰库、沟的岸坡地带,地形高差大的峡谷地区,山区铁路、公路、工程建筑物的边坡等。(2)地质构造带之中,如断裂带、地震带等。(3)易滑(坡)岩、土分布区。(4)暴雨多发区及异常的强降雨区。

2、崩塌

陡坡上被直立裂缝分割的岩土体,因根部空虚,折断压碎或局部移滑,失去稳定,突然脱离母体向下倾倒、翻滚,堆积在坡脚(或沟谷)的地质现象称为崩塌。

崩塌的诱因:(1)采掘矿产资源;(2)道路工程开挖边坡;(3)水库蓄水与渠道渗漏:(4)堆(弃)渣填土:(5)强烈振动。

3、泥石流

泥石流是由于降水(暴雨、冰川、积雪融化水)产生在沟谷或山坡上的一种挟带大量泥砂、石块和巨砾等固体物质的特殊洪流,是高浓度的固体和液体的混合颗粒流。

泥石流的诱因:(1)不合理开挖;(2)不合理的弃土、弃渣、弃石:(3)滥伐乱垦。

地面塌陷是指地表岩、土体在自然或人为因素作用下向下陷落,并在地面形成塌陷坑(洞)的一种动力地质现象。

4、地面变形

地面变形包括地面沉降、地面塌陷与地裂缝。造成中国城镇地面塌陷原因有三:一是不合理地大量开采地下矿产资源引起的塌陷:二是表面岩溶活动引起的塌陷:三是大量抽取地下水引起地面下沉。

地面塌陷发生的规律:(1)岩溶强烈发育的纯可溶岩分布地带或沿其与非可溶岩的接触地带:(2)沿可溶岩中的断裂带或主要裂隙交汇破碎带,岩层剧烈转折、破碎的地带:(3)松散盖层较薄且以砂石为主,其底部粘性土层缺失或甚薄(一般不足1―2米)的“天窗”地段;(4)岩溶地下水的主迳流带或岩溶管道上:(5)具有潜水和岩溶水双层含水层分布地带:(6)岩溶地下水的排泄区:(7)岩沉吟地下水位在基岩面上下频繁波动的地带,或受排水影响强烈的降落漏斗中心及近侧地段;(8)临近河、湖、塘地表水体的近岸地带:(9)岩溶地下水位埋藏较浅的低洼地带。

5、人为地质灾害的危险性分析

人为活动加剧或加速地质灾害的发生所带来的危害性大大超过正常状态下产生的地质灾害所带来的损失。如:矿产资源的开发以及铁道、公路等各种工程建设的开挖,亦经常加剧地质灾害的发生,如:土壤侵蚀、地面塌陷与沉降、滑坡、岩爆、泥石流、荒漠化以及坑道涌水、瓦斯爆炸等灾害。人工滥伐森林资源,也造成土壤侵蚀、滑坡和泥石流等灾害,并导致洪灾的加剧发生。人工爆破也会诱发岩溶塌陷、滑坡等灾害的发生,还有可能引起连锁性的岩溶塌陷。

人工诱发地质灾害的特点如下:

一是诱发速度快。在自然地质演化及气候变化过程中,岩体由相对稳定至不稳定的变化,经历长时间过程。而人工因素诱发下,就大大地缩短了自然演化时间,加速岩土体的岩性变化,而导致突变灾难的发生,并造成更大的损失。

二是诱发灾害面广。自然地质灾害的发生,除了特大灾害之外,一般其危害性有一定的局限性,在人工因素诱发下,其危害性就具有更大的影响面。例如由于生物资源――森林的破坏,工程的大规模开挖,影响的是区域性环境恶化,诱发区域性旱涝灾害,以至引发全球性荒漠化。人类活动产生的升温效应,对气候及地质灾害诱发作用的影响也是全球性的。

三是灾害损失巨大,除了地震之外,人工诱发的地质灾害所造成的损失是严重的。随着经济建设的发展,人工诱发地质灾害所造成的损失,仍会不断增加。

三、地质灾害防治工程的主要施工技术标准及防治措施

1、主要的施工技术标准

地质灾害防治工程的最大特点是隐蔽性(如抗滑桩)、复杂性(如抗滑桩+锚拉+挡板+冠梁)和多样性(防治滑坡可采用桩,亦可采用挡土墙),以地下工程施工为工艺特点,因此与地基与基础工程和岩土工程具有十分相近或相同的工艺流程、施工工序和施工工法。涉及地质灾害防治工程施工的技术规范和标准主要有:

(1)地质灾害防治工程现行施工技术标准和规范,如《滑坡防治工程设计与施工技术规范》(DZ/T0218-2006);

(2)各类工业与民用和市政工程建设项目的地基与基础、深基坑、高切坡、地基处理、基础病害工程防治等所涉及的技术规范和标准均可参考使用,如《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002);(3)各类水利水电工程的土石方、地基与基础和岩土工程所涉及的技术规范和标准均可参考使用,如《水电水利工程预应力锚索施工规范》(DL/T5083-2004):(4)各类交通建设中所涉及的边坡、滑坡、危岩、塌陷和沉降等工程防治的相关技术标准和规范,如《公路隧道施工技术规范》)(JTJ042-94)。

2、地质灾害防治工程防治措施

地质灾害防治工程设计,必须根据崩塌、滑坡、不稳定斜坡的成因机制、运动模式、易发性及防治目标制定。国内防治地质灾害的主要工程类型有:排(截)水工程、支(拦)挡工程、加固工程、护坡工程、减载与压脚工程及搬迁和避让等。

(1)工程防治措施

工程防治措施是防治地质灾害的重要组成部分,工程防治措施的适用条件及方式:大多数房后切坡造成的小型土质滑坡,选用滑坡后缘地表排水、前缘支挡或削方减载护坡等工程措施较为适应:对于中型以上滑坡,应根据工程地质勘察资料选择工程防治措施。

(2)生物防治措施

生物防治措施是指植树造林,种草护坡及合理耕牧。它具有应用范围广、投资省,能促进生态平衡,改善自然环境条件,防治作用持续时间长的特点,需较长时间才能发挥其效益。根据调查区地质灾害特点和自然经济条件,泥石流区,地面塌陷区及水土流失区应采取封山育林,退耕还林等防治措施,减少地质灾害的发生和经济损失。

(3)避让措施

①雨天避让措施。对灾害隐患点和变形斜坡,采取雨天临时避让措施,各镇在防灾预案的基础上编制安全转移预案,雨天对受威胁户一一作转移地点安排。应根据就近原则、转移地(接受户1不受地质灾害或其它灾害威胁的原则进行操作。

②搬迁避让措施。对一些危险性大、危害性严重的地质灾害,防治费用超过搬迁费用或再建房仍然受地质灾害威胁的,采用搬迁避让措施。调查区需搬迁避让或已搬迁的灾点。

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关键词:地下水污染;抽取-处理技术;渗透性反应墙技术;土壤气相抽提技术;空气注入修复技术;

: the part of the urban and the rural areas in our country, the groundwater is often the only source of water supply, occupying the important status in life process. In recent decades, with the development of the industry and social economy, more and more high to the requirement of groundwater resources, and the water quality of groundwater is suffered serious damage. In this paper, the ground water pollution in our country present situation and the main control technology to do the review.

Key words: groundwater pollution; Extraction - processing technology; The technique of building diaphragm wall by osmotic reaction; Soil vapor phase extraction technology; Air injection technology to repair;

中图分类号:TU991.11+2文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)

1 引言

地下水资源是农业、工业供水的重要水源。全世界超过15亿的人口主要依靠地下水作为饮用水,我国水资源总量的1/3和全国总供水量的近20%来自地下水【1】。但随着人口的增长和社会经济的快速发展,对水资源的需求量也大幅度增长。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,全国有400个城市开采地下水,40%的耕地部分或全部依靠地下水进行灌溉,地下水的供给量已经占到了全国总供水量的20%【2】。

近几十年的经济快速发展和人口剧增,使全球地下水遭受不同程度的污染【3】。根据中国地质环境检测院公布的信息,目前,我国地下水污染扩展趋势呈现由点到面、由浅到深、由城市到农村,污染程度也日益严重。全国195个城市地下水污染监测结果表明,97%的城市地下水受到不同程度污染,40%的城市地下水污染趋势加重;北方17个省会城市中16个污染趋势加重,南方14个省会城市中3个污染趋势加重【4】。

据估计,目前至少有50个国家约2000万公顷的耕地使用未处理或部分处理的污水进行灌溉【5】,其中我国污水灌溉面积为361.84 万km2(以1995年计),占我国总灌溉面积的7.33%【6】。

由于地下水不接触阳光和空气,其自净能力比地面水弱得多,而且污染物被捕集在地下,挥发性化合物无法蒸发,也可能附在蓄水层的凹处和裂缝中或吸附于岩石表面,使其去除更加困难【7】。因此,通过分析地下水的污染现状及污染途径,加强对地下水的污染治理,成为社会发展的迫切需要。

2 地下水污染类型及污染来源

2.1地下水污染的类型

地下水污染的种类按理化性质可分为:物理污染物、化学污染物、生物污染物、综合污染物;按形态可分为:离子态污染物、分子态污染物、简单有机污染物、复杂有机污染物、颗粒状污染物;按污染物对地下水的影响特征可分为:感官污染物、卫生污染物、毒理学污染物、综合污染物【8】。

2.2地下水污染的来源

按引起地下水污染的自然属性可划分为:天然污染源和人为污染源。人为污染源又根据产生各种污染的部门和活动划分为:工业污染源、农业污染源、生活污染源、矿业污染源。从我国地下水现状污染情况看,地下水污染主要来自人类活动的影响。

按污染的几何形状特征可划分为:点污染源、线污染源,面污染源,按污染物的运动特性划分为:固定源、移动源。

2.2.1工业污染源

工业污染源主要指未经处理的工业“三废”,即废气、废水和废渣。工业废气如二氧化硫、二氧化碳、氮氧化物等物质会对大气产生严重的一次污染,而这些污染物又会随降雨落到地面,随地表径流下渗对地下水造成二次污染;未经处理的工业废水如电镀工业废水、工业酸洗污水、冶炼工业废水、石油化工有机废水等有毒有害废水直接流入或渗入地下水中,造成地下水污染;工业废渣如高炉矿渣、钢渣、粉煤灰、硫铁渣、电石渣、赤泥、洗煤泥、硅铁渣、选矿场尾矿及污水处理厂的淤泥等,由于露天堆放或地下填埋隔水处理不合格,经风吹、雨水淋滤,其中的有毒有害物质随降水直接渗入地下水,或随地表径流往下游迁移过程下渗至地下水中,形成地下水污染。

2.2.2 农业污染源

农业污染源主要来源于土壤中的剩余农药、化肥和废污水灌溉等。一些常效农药如DDT、六六六等,由于它们在自然界比较稳定,在一定的时间内,会残留在土壤、水域及生物体内,并随着食物链逐步在人体内,引起一些不良后果【9】。常用的化肥有氮肥、磷肥、钾肥等,土壤中这些剩余的肥料将随下渗水一起淋滤渗入地下水中,引起地下水污染。污水灌溉虽然在一定程度上可以使土壤的含氮量增加,土壤肥力大大增加,但另一方面,因污水含有各种有毒有害物质,长期使用污水灌溉,可能引起对农作物、土壤及地下水的污染,甚至造成农作物的减产。

2.2.3 生活污染源

随着我国城镇化步伐的加快,生活垃圾与生活污水量激增,由于无害化处理率低,造成对陆地生态环境和水生态环境的严重污染。我国每年累计产生垃圾达720亿吨,占地约5.4亿平方米,并以每年占地约3000万平方米的速度发展。全国已有200多个城市陷入垃圾重围之中【10】。由于填埋技术的落后和选址不当,这些废物在生物降解和雨水淋滤的作用下,产生CL-、SO42-、NH4+、生化需氧量,总有机碳和悬浮固体含量高的淋滤液,并产生CO2 和CH4,这些垃圾的随意堆放,最终以污水形式补给并污染地下水,特别我国地下水埋深较浅的广大地区【11】。

2.2.4 采矿活动污染

由于采矿活动破坏了原有地质结构,使氧化环境加强,经过一系列反应,使水呈酸性会形成PH值低于6的酸性矿井水,酸性矿井水会下渗污染下伏含水系统,或者经排水污染地表水水源。同时由于矿坑排水降低了地下水,使原来处于饱和带的矿体岩转化为包气带,有些难溶矿物可转变为易溶矿物,经过风化、雨水渗入淋滤,或由于暂时停止抽水,水位回升时的溶解,是矿区地下水中增加某些成分,造成地下水水质恶化。此外矿区大量积存露天堆放的含硫化物等有害成分的煤矸石和废渣,经同化、淋溶、水蚀作用,形成酸性水流流入河道,渗入地下,使河川径流和浅层地下水遭受污染【12】。

2.2.5 自然污染

有些地区,由于特殊的自然环境与地质环境,地下水天然背景不良,有毒有害成分超标。我国部分地区分布有高砷水、高氟水、低碘水等。全国约有1亿多人在饮用不符合标准的地下水,使这些地区长期以来一直遭受砷中毒(皮肤癌)、地甲病、地氟病、克山病等地方病困扰。

2.2.6 地下水超采引起的污染

地下水超量开采引起地下水位持续下降,形成大面积的降落漏斗,改变了动力条件,引起水质不佳的浅层水越流补给深层水;同时含水层漏斗部分的氧化还原条件增强,促使土体中有机物分解,使二氧化碳分压增大,加之生活污染物进入土体,污染物中有机物质的分解也使二氧化碳分压增大的复合作用,促进土体中难溶的方解石、白云石的溶解,钙、镁离子转入地下水中,这是漏斗区总硬度升高的重要原因。

3地下水污染的控制修复技术

鉴于地下水有机污染的严重性,在过去的几十年中,国内外学者研究设计了许多修复地下水污染物的方法。一个污染现场的修复必须要解决两个主要问题:可溶性羽流性污染及污染源区。

通常所说的“污染控制”是指采用各种防护策略和工程措施控制污染源,使其进入地下水系统的污染物减少到最低限度;或者是把已污染的地下水控制在一定范围内防止其扩散到未污染区【13】。选择修复技术时必须综合考虑污染物的种类,站点的水文地质条件,源区的特征以及表层污染物的位置等方面的因素。

通常用于处理地下水污染问题的修复方案有:1、源区的彻底清除(即挖掘清除)2、源区或羽流的遏制(如设屏障、液压控制)3、质量缩约法(生物修复法、土壤蒸汽萃取法、自然衰减法)。决定任一修复系统最终成败的关键就是看它直接的处理能力。

3.1污染源控制方案

因为常规的泵吸系统有它的局限性,人们越来越对主要用来孤立源区域限制羽流迁移的物理控制方法感兴趣。保护壳的设计原理是用物理方法遏制或水利控制的方法来控制地下水表层污染物的蔓延。保护壳通常局限于池塘、储水池或垃圾填埋场泄漏的源区域,或者用于与一个已经污染的地下水源紧密连接的源区。水压或水力控制法常用在通过一系列围绕在源区的井来进行注射或泵吸的地下水区域或有急速羽流存在的区域。物理控制方法的目的是为了从当时环境中把已经受污染的土壤和地下水分离出来并最大限度的减少污染向下迁移。

3.1.1挖掘去除法

通常挖一条凹渠来去除受污染土壤,或者安装抽水井来控制羽流,并把挖掘出的污泥运到安全地点进行处理,如垃圾填埋场或地表人工湖。一般来说在大多数领域已不再允许这样的做法。挖掘和移走污染土壤和地下水的方法具有局限性,当污染物延伸到地表深处,或污染发生在大型建筑或设备下部以及存在非水相流体,不可能整体移走污染物。

3.1.2堤坝拦截地下水涌流法

这种方法是通过修建拦截地下水涌流的物理屏障来容纳受污染的地下水或沥出液,同时可以阻止未受污染的地下水进入污染的区域,主要有:泥墙、帷帐式灌浆、打板桩、紧密衬层或土工膜。泥墙屏障施工时必须挖掘出一条围绕在污染区域的狭窄渠道,且受地层条件限制较大。帷帐式灌浆屏障施工时注入浆液的速率必须控制好,且只有当土壤中砂粒尺寸过大时化学或微粒灌浆才是最为有效的。打板桩屏障施工时应注意施工时使用的材料,避免使用粗糙致密的原料。衬层法施工时应根据土壤和污染物的性质来选取衬层,并根据条件考虑是否需要与地表水控制和保护壳结合使用。

3.1.3地表水控制

地表水控制主要是通过控制地表水渗透效果来改变污染区域的污染物垂直迁移路径,通常可以和其他地表保护壳方法来结合使用。

3.2 水力控制和泵吸处理系统

地下水污染的水力控制主要是通过降低地下水位和地表电位,以阻止污染向站点外排放,通过去除污染物来减少迁移的速率,或者用泵吸和注射井联合的方法将羽流限制到一个低电位。这种方法要求对总井点和水泵的维护比较高,并且要求必须对泵吸到地面的污染水都进行生物处理或物理处理。最后根据污染场地的实际情况,对处理过的地下水进行排放,可以排入地表径流、回灌到地下或用于当地供水等。

这种技术适用范围广,对于污染范围大、污染晕埋藏深的污染场地也适用。但其自身也存在一些局限性:①当非水相溶液出现时,由于毛细张力而滞留的非水相溶液几乎不太可能通过泵抽的办法清除;②该技术开挖处理工程费用昂贵,而且涉及地下水的抽提或回灌,对修复区干扰大;③如果不封闭污染源,当停止抽水时,拖尾和反弹现象严重;④需要持续的能量供给,以确保地下水的抽出和水处理系统的运行,同时还要求对系统进行定期的维护与监测。

3.3生物降解

又称生物修复法,生物修复法是采用诸如提高通气效率、补充营养(对石油污染而言,主要是补充N、P),投加优良菌种、改善环境条件等办法来提高微生物的代谢作用和降解活性水平,以促进对污染物的降解速度,从而达到治理污染环境的目的。

生物类群可把生物修复分为微生物修复、植物修复、动物修复和生态修复,而微生物修复是通常所称的狭义上的生物修复。

根据污染物所处的治理位置不同,生物修复可分为2类:原位生物修复(in-situ bioremediation)指在污染的原地点采用一定的工程措施进行;异位生物修复(ex-situ bioremediation)指移动污染物到反应器内或邻近地点采用工程措施进行。异位生物修复中的反应器类型大都采用传统意义上“生物处理”的反应器形式。

3.4土壤蒸汽萃取法

不饱和区域在决定地表下污染物传输和修复的动力学方面起着重要的作用,土壤蒸汽萃取目标在于从不饱和区域中去除不稳定污染物,并使污染物从水蒸汽、NAPL和水流相态中去除。这种方法的优点在于对受污土壤造成尽可能小的扰动,能用标准设备来构造,具有成本效益。它运行能否成功取决于污染物从非水相和水相到气相的转换速率。需要考虑的变量有:(1)污染物的特征;(2)站点的性质。

4小结与展望

地下水是水资源的重要组成部分,在经济发展和社会进步中发挥着重要的作用。受人类生产、生活的影响,地下水污染问题日益突出,严重威胁着人类的生存与发展。为保障人类的健康和经济社会的可持续发展,必须对地下水污染的治理及预防措施展开深入的研究。对于已经污染的地下水,要查明污染源,切断污染途径,努力开发研究有效的污染治理技术。对于没有污染的区域,要未雨绸缪,防范于未然,积极采取预防措施,避免污染的发生。要全面贯彻“预防为主,防治结合”的方针,确保地下水环境的洁净与安全。

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