地下水的形成范文

导语：如何才能写好一篇地下水的形成，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

[关键词]地下水 基础勘察工程 危害 预防治理

[中图分类号] P641.11 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-3-168-1

地下水问题在岩土工程勘察和施工中始终是一个极为重要又常被忽略的问题[1]。地下水不仅是构成岩土体的重要组成成分，直接影响着岩土体的工程特性，又是基础工程中的重要环境要素，直接影响建筑物的稳定性和耐久性.

1地下水在基础勘察中的研究现状

目前我国基础勘察工作中，缺乏对地下水的影响进行综合考虑，造成因为地下水的问题致使建筑基础下沉，或者建筑物开裂的现象出现。

2地下水水位对地质工程的危害

在基础勘察过程中要注意勘察场地及周边地下水的升降变化，因为在一般情况下地下水水位是受季节的影响， 即夏季水位上升冬季水位下降。地下水水位受季节性变化影响不明显但具有长期性。

2.1水位上升引起的不良作用

地下水水位上升主要受地质，水文气象及人为因素的影响。因此水位上升造成的不良作用也是多种多样的，可总结为以下几点。（1）造成土壤沼泽化，导致土地资源的浪费；（2）地下水出露的斜坡、河岸等岩土容易产生崩塌、滑移等的地质灾害现象；（3）引起具有岩土体结构不同程度的破坏，强度降低、甚至软化，最后崩塌；（4）造成有水头压差的粉细砂和粉土达到饱和液化，从而出现潜蚀、流砂、管涌等现象；（5）引起地下洞室充水淹没，基础底座上浮，从而导致建筑物失稳；（6）引起基坑下承压含水层水头抬高，易致基坑底土层产生突涌或隆起。

2.2水位下降引起的不良作用

地下水水位下降，易导致覆盖层粉土和粉砂形成潜蚀与空洞，并且呈现不断扩大的趋势。如果地下水过大下降，还可能诱发地裂、地面沉降、地面塌陷等地质灾害，极大威胁人类自身的居住环境。并且还可能造成地下水源枯竭、水质恶化等一系列的环境问题。

2.3地下水频繁升降引起的不良变化

地下水的频繁升降变化，必将可导致岩土产生永久性的胀缩变形。当地下水频繁升降时，会造成岩土的膨胀收缩变形频繁往复，可能会导致岩土的膨胀收缩幅度不断扩大，进而形成地裂，造成建筑物特别是轻型建筑物严重性的损害。在人为工程活动中由于改变了地下水天然动力平衡条件，会引起一些严重的工程地质危害，如流砂、管涌、基坑突涌等[2]。

3地下水引起的几种常见危害及治理措施

地下水可以通过水位的变化和压力作用造成多样复杂的地质危害。

3.1地面沉降

不合理开采地下水引发地面沉降发展缓慢，但损失大，不易治理。（1）产生原因：由于地下水水位下降引起土层中水位或者水压下降，土层颗粒间有效应力增大导致地层压密的结果。（2）危害：①引起地面绝对标高降低，可使江潮水倒灌，地表面易积水、受淹。②诱发桥墩不断降沉，导致桥下净空逐渐降低。③江海码头、底下仓库及地表堆场地坪下降，影响正常使用。④城市地下水管道坡度改变影响正常的使用功能。（3）预防及治理措施：预防措施：①精确估算沉降量，从而预测其发展趋势，根据发展趋势做好最坏的防范措施。②查阅当地水质文献结合水资源评价，确定更好的对地下水的合理开发量。③在进行桥梁、道路、管道、堤坝、水井及各类建筑物的规划设计时，预先估算沉降量，对可能发生的地基沉降作充分的预防措施，防患于未然。治理措施：①压缩地下水开采，减少水位降深幅度[3]。②对含水层进行人工回灌，增加地下水的含量。③调整地下水开采层次，情况允许的话适当开采更深层的地下水。④城内规划高层建筑密集区时应严格控制建筑容积率。

3.2流砂

流砂是由地下水渗流作用导致的岩土活动比较常见的破坏形式之一。

（1）产生原因：①地下水水动力大于岩土工程底部的粉细砂、粉土的浮重度，造成水动力和浮重度失衡。②地下水水力坡度值远远大于岩土工程中临界水力坡度值，造成水利坡度严重失衡。（2）危害：砂粒同时从一似管状通道被渗透水冲走，使基础滑移或不均匀下沉，造成地表塌陷或建筑物的地基破坏。（3）预防及治理措施：预防措施：在开发地区，要做地质勘察，如果工程地区为易产生流砂的地区则应尽可能避免大量开采地下水。治理措施：①打板桩加固坑壁，加长地下水渗流途径，从而尽可能减小水力坡度。②采用冻结法治理，使地下水和土层一起冻结。③采用化学加固法治理。

3.3潜蚀

当地下水流速较大时，如果土体粗粒孔隙中充填的细粒土被冲走，则产生潜蚀，长期潜蚀会形成地下土洞并导致地表塌陷。（1）产生原因：①机械潜蚀：土粒在地下水的动水力作用下不断受到冲刷，将细粒土缓缓的不断冲走，使岩土的结构破坏，逐渐形成洞穴的作用。②化学潜蚀：在地下水和化学作用下，致使岩石中的长石、云母等矿物逐渐变化为高岭石、绢云母和其他粘土矿物。（2）危害：地基土在不断受到潜蚀作用下，逐渐形成管性通道，进而掏空地基或坝体，最终致地基或坝体塌陷。（3）治理措施：①堵截地表水流入土层。②阻止地下水在岩土层中流动，或填充化学材料减小流速和水力坡度值。③加设反滤层，尽可能改造岩土的性质。

4地下水在基础勘察工程的重要性

地下水勘察可以作为相关防护措施的依据，帮我们确定基坑支护过程中是否需要设止水帷幕、基础施工过程中是否需要采取涂防水涂层等，让建筑物的建设避开危险区域，确保建筑的安全性。一些工程施工单位在进行工程勘察的过程中，仅仅是对工程周边地表水进行勘察而没有对地下水条件进行勘察，这样便使得工程勘察工作没有达到很好的质量，在工程建设过程中，或者建设完成之后，可能发生由地下水而引起的工程危害。

5总结

岩土工程勘察过程中，地下水勘察有着及其重要的作用。在通过完善地下水勘查，我们可以全面掌握相关信息，为工程建设提供有力参考，提高建筑物的安全性。掌握所勘察地区的地下水情况，进而了解地下水对岩土工程造成的危害，并作为相应预防措施的依据。

参考文献

[1]包杰.对岩土工程勘察中水文地质的分析与评价[J].中小企业管理与科技，2011，（7）：206-206.

篇2

（中国地质科学院水文地质环境地质研究所，石家庄 050061）

摘要：在土壤介质中，地下水及盐分如何运移一直是影响地下水资源计算评价的一个重要问题。黏性土层与含水层具有不同的岩性组成，对地下水和盐分的运移起着不同的作用，导致盐分和水在黏性土的运移规律并不相同。本研究选择华北平原黏性土作为研究对象，利用100 m深度上黏性土中地下水连续的水化学和同位素数据，分析了黏性土对含水层间的水力联系及盐分运移的影响。试验表明，黏性土水中电导率的变化主要与补给来源的电导率有关，在垂向剖面上具有比较连续的变化趋势，反映出地下水垂向补给的特征；同时，电导率在一定深度上存在数值的突变，反映了黏性土的阻盐特性，说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，稳定同位素在不同深度上的组成受到黏性土分布的影响，其分布规律对地下水资源评价具有参考价值。

关键词 ：黏性土；同位素；水文地球化学；盐分运移

中图分类号：P641 文献标识码：A 文章编号：0439－8114（2015）16－3891-04

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

收稿日期：2015－04－10

基金项目：国家自然科学基金项目（41472225）；国家重点基础研究发展计划（973）项目（2010CB428803）

作者简介：陈 江（1976－），男，河北邢台人，助理研究员，博士，主要从事地下水资源与环境研究，（电话）0311－67598605（电子信箱）shuihuansuo＠126．com。

华北平原的弱透水层是地下水含水系统中的重要组成部分，通常被认作阻滞水流和溶质迁移的阻截层或防渗层。由于其研究的难度很大，以及人们关注的是含水层中的水动力传输过程，而缺少对弱透水层中地下水运移特性的研究，早期更是将这种黏性土层定义为隔水层，在其上下含水层存在明显水头差而发生越流的情况下，仅考虑了弱透水层中的水流及水量交换，完全忽略了黏性土层对溶质迁移的影响研究。近年来，随着研究的深入，逐步认识到黏性土弱透水层防污性的重要作用［1，2］。华北平原第四系含水层具有上咸下淡的结构，长期开采深层淡水，导致浅层咸水越流量增加，但目前并未发现大面积的深层地下淡水矿化度明显增加的现象［3］，这说明黏性土层或弱透水层对盐分具有一定的阻挡作用。

张宏仁［4］提出了从含水层中抽出的水来自含水层体积的压缩。根据河北沧州和天津以往长期观测的结果，多年从封闭含水层抽取的地下水总体积，大体上等于地面沉降的总体积。而另一些水文地质学家认为地下水开采改变了地下水动力学状态，诱发了相应的补给。石建省等［5］研究得出深层水开采量大约41％～44％来源于地面沉降压缩释水，56％～59％来源于侧向补给和越流补给，并指出从含水层抽取的地下水总体积并不完全等于地面沉降的总体积。华北平原地下水调查项目结果显示，弹性释水占3％～9％，压缩释水占25％～40％，侧向补给和越流补给各占15％和40％［6］。虽然观点各不相同，但是都认为压缩释水占有相当的比例。对于压缩释水引起含水层水质变化的问题，王家兵［7］提出了滤盐层概念，认为黏性土截留了部分地下水中的盐分。针对上述存在的问题和看法，通过黏性土的释水同位素组成及水化学测试，分析黏性土对地下水中同位素及水化学的影响，进而为研究含水层间水力联系提供依据。

1 材料与方法

采集样品所处位置水文地质条件：华北平原中东部，深度上自上而下分为4个含水组，本次研究主要针对第一和第二含水层组。第一含水组为潜水含水层，厚度大约60 m，相当于全新统地层（Q4），为分布咸水覆盖。第二含水组是浅部承压水，相当于上更新统（Q3）地层，厚度60 m左右；含水层由砂砾石、中砂和细砂组成，与第一含水层组相似。由于水质的原因，当地的地下水开采主要位于第三和第四含水层组［8］。

各含水组岩性具有明显的差异性。第一含水组的含水层多为条带状分布，颗粒细，透水性较好及直接接受降水入渗补给。第二含水组有较稳定的隔水层，水头有明显的承压性标志。第四纪地质特征在垂向上也有着明显的变化，中更新统的地层厚度较大，含砂比较高，一般为40％～50％，砂层粒度较粗，多为中粗砂和中细砂，分选磨圆较差，偶含小砾石，砂层具有轻度风化，砂层展布多为面状、舌状。上更新统地层厚度相应较薄，地层含砂比较低，一般为30％～40％。砂层粒度变细，多为中细砂和粉细砂，分选较好，展布形态为条带状。这种上下的差异性，反映了古气候由湿润趋于干旱，在第二含水岩组的顶部出现了咸水。

本次研究选择华北平原黏性土层作为研究对象，开展了水文地质钻探，选取100 m深度钻孔的全部黏性土样品，利用压缩装置，压榨获取土壤内部水分，进行土壤释出水的电导率和氘氧同位素测定。试验岩心用塑料管密封包装，每段岩心长30 cm，冷藏待测。试验时，样品削去表层，通过压缩装置逐级加压，释出黏土内部水分，用无蒸发瓶收集，保证外部因素对岩心样品的影响降到最低。水样的电导率和氘氧同位素测定由国土资源部地下水科学与工程重点实验室完成。

2 结果与分析

2．1 电导率随黏性土埋深的变化

电导率数值的大小代表了2个方面的信息，一是补给水源的离子组成，二是原始成因土壤水的离子组成。尽管2个方面的影响会导致离子来源难以辨认，但通过剖面的电导率变化，仍然可以对识别水力联系提供有价值的信息。土层中水流交换的强弱能够影响离子成分的变化，当垂向上地下水流速度较快时，地下水中离子快速混合，土壤水中电导率随埋深变化会相对缓慢；而水流速度慢时，水岩作用会使离子组成偏离补给源的特征，电导率变化会更明显和缺乏规律。

本次测试结果显示（图1），土壤水的电导率在埋深12 m之上快速上升，变化速率较大。由于该取样处浅层地下水位埋深在12 m左右，因此12 m以上包气带的存在使得土壤水电导率变化相对12 m以下更大。在此深度上，降雨通过活塞补给方式补给地下水，在水入渗下移过程中，水体携带的盐分在土层中逐渐析出累积，表现为随埋深增大电导率逐渐增高。

在12～20 m深度上，黏土中水的电导率出现了下降趋势，和上部的变化趋势相反，可以判断12 m处为一水力间断点，上下部之间联系微弱。

20～40 m之间土壤水电导率变化较为平缓，而从含水层及岩心资料可知该深度区间存在含水层，因此该区间内土壤水存在水力联系，地下水的混合作用平衡了该深度区间上地下水的离子浓度。该区间内的电导率与上部和下部都存在突变，说明该层相对独立，可认为地下水与上下两侧不存在显著水力联系。

40～60 m区间土壤水电导率急剧降低，说明该深度上地下水与上部没有显著水力关联。由岩性调查可知，在20～22 m和50～58 m存在含钙质结核的黏性土层，并夹杂斑脱土，而从已有研究中显示斑脱土具有截留盐分的作用［9］，这种夹层的存在使得盐分的运移过程受到限制，可能是盐分含量突变的一个原因。60 m深度后电导率波动平缓，由此可以得出结论：一，该深度区间上黏性土矿物组成相似；二，地下水在此区间深度内存在水力联系。如果不满足上述2个条件则离子交换作用会导致在不同深度上电导率出现显著波动。

氯离子具有较为稳定的水化学性质，通常情况下不参与离子交换吸附，能够较好地反映地下水的化学特征，可以用来分析含水层间的水力联系。

测试结果显示，黏性土中氯离子总体趋势与电导率变化趋势相近，与第一、二含水层组地下水的氯离子含量相当［10］，说明含水层中水的循环对周围黏性土中的水具有一定影响（图2）。

2．2 同位素变化

100 m深度剖面上土壤水中氘氧关系的分布规律如图3所示，样品所在地的大气降水线（LMWL）为?啄（2H）＝7．08?啄（18O）＋0．96［11］，其中?啄为千分差值，即?啄＝1 000×（R样品－R标准）／R标准，R为同位素测定值。实测土壤水样品中?啄（2H）和?啄（18O）值关系点全部位于降水线下方，且随样品采集深度的增加存在贫化趋势，与华北平原地下水中氘氧关系变化趋势相似。40 m深度以上的样品点蒸发线大致与降水线平行，可认为土壤水受到大气降水的直接影响，存在垂向活塞式补给，但土壤水未被完全替换。40 m深度以下氘氧同位素样品点偏离大气降水线趋势并逐渐贫化，补给来源明显与上部不同，且不存在显著水力联系的表现特征。

从同位素数据的分布集中度看，40 m深度以内的点分布相对集中，埋深大于40 m的样品点分布较为分散，其中80～90 m、90～100 m两组数据分布范围较大，氘同位素值分布区间在75‰~105‰，氧同位素值也较为贫化。上下部的同位素组成特征说明补给年代或补给时的气候条件存在差异，且上部水力交换密切，而下部土壤水之间缺乏联系。

氘氧同位素值的分布在埋深上存在变化趋势，这反映了垂向上的土壤水来源特征，从上述分析可以初步得出40～50 m存在上下部的一个分界线。

2．3 同位素参数分析

Dansgaard［12］提出了氘过量参数，定义为d＝?啄（D）－8?啄（18O）。某一地区的大气降水的d值实际上反映了它与全球大气降水同位素分馏的差异程度。根据定义，水岩作用越强烈，水和岩层的氧同位素交换程度越高，则地下水的d值越小，d值的变化梯度可以反映地下水的流向，通常由高d值流向低d值的区域［13］。如果地下水在缓慢径流过程中，因受动力学影响的蒸发作用再次活跃起来，d值就将变得更低，甚至为负值，而水中的盐分将变得更高，两者成一种负相关关系，这对再度蒸发的地下水尤为典型［14］。

本研究中的测试结果见图4，水样的d参数明显偏负，最小值为－21．8‰，而前人研究中华北平原地下水d值多为正值，少部分负值点为地下热水及近海样品［15］，可以看出本次研究的黏性土中水样的氢氧同位素特征与含水层中水的测试结果明显不同。

在0～25 m埋深区间，d值明显下降，说明该深度内黏性土层水的补给来源及形式单一，受垂向补给，且更新速度较慢。25～60 m区间内d值均值较低，反映了该区段内黏性土中地下水形成时间较长，水岩交互相对充分；同时d的分布离散程度明显增大，可知垂向上地下水不具有明显的补给通道。从岩心特征看，该深度区间内存在5个砂层，根据前人的含水层划分，该区间属于第一含水层组，黏土中d值的分布特征反映出该深度内含水层中水的补给来源并不惟一，否则d值将具有明显的一致性。加之农业灌溉对该含水层的开采，局部侧向流补给是影响d值的主要因素。60～100 m深度区间内，d值均值和0～20 m埋深区间相当，与上部的25～60 m区间相比离散度明显变小，且存在有极值点。d值的这种分布规律反映出该区间与上部具有不同的水力特征，黏性土层的水与上部没有显著的水力联系，含水层应该划分为不同的地下含水系统。

3 小结与讨论

黏性土对地下水的垂向运移起到了明显阻隔作用。通过电导率的变化趋势看，大厚度的黏性土对盐分具有一定的截留作用，表现在电导率的突变多发生在黏性土所分布的深度。但黏性土可以使得地下水部分渗透通过，呈现弱透水层特征，表现在浅部黏性土中地下水具有较为连续的电导率变化趋势，具有一定规律性，反映了地下水的垂向运移特征。

氘过量的垂向变化特征说明黏性土对地下水的同位素组成具有一定的影响。首先由于黏性土的弱透水作用，稳定同位素存在分馏，使得氘过量参数在黏性土层两侧存在显著变化；其次由于黏性土的存在，不同层位的地下水交替速度也不相同，造成同位素组成具有不同的特征。这种同位素的变化特征可以为地下水资源的评价和水资源利用提供参考。

参考文献：

［1］ 赵晓波，谢 雪，李 莹，等．不同EH条件下弱透水层中硝酸盐截留能力［J］．吉林大学学报（地球科学版），2013，43（5）：1603－1607．

［2］ 李绪谦，朱雅宁，于 光，等．氨氮在弱透水层中的渗透迁移规律研究［J］．水文，2011，31（3）：71－75．

［3］ 王亚斌，邵景力，王家兵，等．天津市咸水区深层地下淡水资源可恢复性研究［J］．资源科学，2010，36（6）：1188－1195．

［4］ 张宏仁．“地下水库”之我见［J］．今日国土，2002（7－8）：42－44．

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［9］ 席永慧，冯世进．粘质土壤的膜性能研究进展［J］．同济大学学报（自然科学版），2009，37（2）：187－191．

［10］ 师永霞，王贵玲，高业新．华北东部平原地下水垂向循环的水化学与同位素标示［J］．水文地质工程地质，2010，37（4）：18－23．

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［12］ DANSGAARD W． Stable isotopes in precipitation［J］．Tellus，1964，16（4）：436－468．

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篇3

关键词：GPS； RTK ；水下地形测量

中图分类号： P228.4 文献标识码： A

一、概述

向家坝水电站位于金沙江下游，是金沙江梯级开发的最后一级电站。坝址位于向家坝峡谷出口处，左岸为四川省宜宾县安边镇，右岸为云南省水富县。电站设计正常蓄水位380.00m，最大坝高162m，总装机容量640万kW。河流大体自西向东流，河谷形态呈不对称的“U”型，底宽500m左右。长年枯水位266.50m，水面宽度160～300m。

根据工程进展要求，我们先后对坝址处的水下地形、新滩坝码头、二狮岩码头、重件码头、三块石码头、烧瓦溪码

头、引水渠和泄水渠、横江桥等水下地形进行了测量。为航运安全；码头选址、扩建；引水渠和泄水渠淤沙淤积监测；提供了真实、可靠的水下地形数据。

二、RTK定位技术以及水下地形测量的工作原理

RTK(Real-Time Kinematic)定位技术是基于载波相位观测值基础上的实时动态定位技术。RTK技术的工作模式是在已知点上架设基准站，接受机助电台将其观测值及坐标信息，发送给流动站接收机，流动站接收机通过电台（数据链）接受来自基准站的数据，同时还要采集GPS观测数据，在系统内形成载波相位差分观测方程,采用卡尔曼滤波技术,在运动中初始化求出整周模糊度。并进行实时处理，求得其三维坐标（X，Y，Z），精度可达厘米级。

水下地形测量的原理是应用RTK技术进行平面定位，数字式回声测深仪测量水深，由水面水位或用无验潮模式得到的高程，即可得到水底的高程。

三、用于水下地形测量的主要设备

1、基准站设备

Leica RX1200 GPS,无线电信号调制解调器，无线电发射天线，12V蓄电池瓶，用于电池、控制器、传感器、无线电信号调制解调器之间连接的电缆，三脚架等。

2、流动站设备

测船、Leica RX1200 GPS,无线电信号调制解调器，无线电发射天线，12V蓄电池瓶，中海达HD-28数字化回声测深仪，用于电池、控制器、传感器、无线电信号调制解调器以及测深仪之间连接的电缆等。

3、软件设备

中海达HD-28测深仪机载软件以及SCS2004多用途数字测绘与管理系统。

四、作业过程

1、测量前的准备工作

（1）进行测区实地踏勘，选定GPS基准站，掌握测区内的水文、气象、航运等资料。

（2）与当地海事部门联系，办理相关水下地形测量手续，根据水流大小，确定测船功率。

（3）编写水下地形测量技术设计书。

（4）通过测区已知点求得WGS84坐标与地方坐标的转换关系（七参数）。

（5）根据测图比例及精度要求，实测测区内水边线，绘制计划测线。

（6）建立任务，设置好坐标系、投影、七参数、一级变换以及图定义等相关参数。

2、外业测量数据采集

（1）架设基准站，连接好各项端口，并正确输入其三维大地坐标（或地方坐标），基准站的坐标精度要可靠准确，要选择卫星信号比较好的时段观测和避免信号干扰，并确保流动站在有效的信号辐射范围内，保证数据传输链稳定可靠。

（2）在测量船上将各种设备连接好，GPS接收机无线必须与测深仪换能器固定安装在同一垂线上，并尽量保持垂直。这样能有效解决由于负载、航速、航向、水流、风力等影响而造成的测量船吃水变化带来的误差。打开GPS以及测深仪，调入计划线，输入吃水深度（根据实测水深和对比水深确定声速，此项工作需重复几次，直到测深仪显示的水深与现场同步测量的水深值相等或相符），即可进行定位和测深数据的同步采集工作。在测深仪主界面下，可见测量船在计划测线上行驶，若测船偏离计划测线，可指挥测船进行方向校正，使其按预定的方向行驶，直至完成指定区域的作业任务。

（3）在水下地形测量开始后，如选择验潮模式作业，岸边必须架设全站仪进行水位高程的测量，用于内业处理数据时进行水深改正。

3、内业数据处理

主要是完成数据资料的整理编辑、生成数据文件、注记高程点、绘制等高线，最终生成水下地形图。

首先，将原始采集资料输入（*.SS），输入后可根据水深编辑图，编辑、修改不正确或异常的水深资料（如卫星失锁时的无效记录和测深值有异常变化的记录）后生成（*.SS1）文件，完成后根据成图要求的密度筛选编辑成需要的文件（*.HTT）。然后再选择水深改正，改正方案有三种选择，根据测区长度、流量、高差等因素决定。批量水位改正后，将水深资料生成绘图数据文件。数据文件可编辑成SCS2004多用途数字测绘与管理系统的数据格式或南方CASS5.0格式，然后在绘图软件中完成展点、生成三角网、等高线的绘制等，输出水下地形图。

五、通过水下地形测量技术研究，发现并解决了以下问题：

（1）GPS定位输出的更新率将直接影响到瞬时采集的精度和密度,现在大多数RTK方式下GPS输出率都可以高达20HZ ,而测深仪的输出速度各种品牌差别很大,数据输出的延迟也各不相同。因此,定位数据的定位时刻和水深数据的测量时刻的时间差造成定位延迟。对于这项误差可以在延迟校正中加以修正,修正量可在斜坡上往返测量结果计算得到。

（2）当水流流速较小时，测深仪工作比较正常，但当水流流速较大时（>8m/秒），通过全站仪实际校测，发现测深仪测出的水深与实际不符，经反复研究，最终确定是由于换能器的吃水较浅，当测船行驶时，由于水流较急，换能器两侧的分水使得换能器与空气接触，后将换能器吃水深度由0.7m调至0.9m后，测量结果基本正常。但应注意的是，换能器的吃水深度要比船的吃水深度略小，以免碰到水下障碍物，损坏换能器。

（3）虽然GPS -RTK技术作业范围大，测程在10KM左右，但有时测量区域均处于高山峡谷地带，根据卫星星历预报图，每天12：30～15：00时间内，卫星数量6，为了保证水下地形的测量精度，决定在此时间内不进行水下地形测量作业，通过以上手段，有效的保证了水下地形的测量精度。

六、结束语

在过去，水下地形测量主要有三种办法：

（1）光学定位、用测深杆和测深锤测量水深。

（2）全站仪定位、用回声测深仪测量水深。

（3）无线电定位、用回声测深仪测量水深

在水利枢纽工程建设中，以前主要采用上述前两种办法：

（1）采用光学定位时，需要在测区范围内架设仪器，在行驶的船上树立一个观测目标，由岸上的两台或两台以上经纬仪同时照准目标，并做到与水深测量同步。为了达到上述要求，通常用对讲机报点号，记录测深点的交会角和水深值。最后还需测量水位值。交会角和水深值通常都用人工记录。

（2）采用全站仪定位，同样需要在岸两边架设两台全站仪，当岸上的观测员完成一个点位的测量后，立即通过对讲机向船上人员报出测点号，船上人员听到后，马上向岸上人员回报此测点号相对应的水深值。再由岸上人员将点号以及水深值一同记录下来，如此反复测量。由于全站仪可实时测出观测目标的平面位置，且自动记录观测数据，较之光学定位进步了许多。

篇4

关键词：预铺自粘型防水卷材；地下铁道工程；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

中图分类号；E924.95文献标识码：A 文章编号：

1 前言

预铺自粘型防水卷材根据目前市面上的产品类型主要可分为三大类：双面自粘型沥青基聚酯胎预铺防水卷材、高密度聚乙烯自粘胶膜防水卷材和三元乙丙橡胶反应型防水卷材。轨道交通地下工程大多采用围护桩或地下连续墙支护的结构型式，其铺设防水层时，结构底板均采用“外防内贴”法，顶板均采用“外防外贴”法，侧墙大多采用“外防内贴”法，局部采用放坡施工的侧墙采用“外防外贴”法。在侧墙和底板柔性防水材料中，由于预铺防水卷材具有不易窜水和施工简便的特点，在地铁工程中得到越来越广泛的应用。

2自粘型防水卷材应用优势:

自粘卷材具有以下优点：首先，它们符合现在安全、环保的要求。这类卷材在使用时无需加热，没有异味，使用安全；没有挥发性有机物质，对环境友好。

改性沥青卷材在发达国家已经使用了几十年。现在的技术已经发展到使用时不需要明火和加热，而是采用冷粘法施工，即自粘卷材技术。该技术在我国也得到大力的推广和应用。因为自粘卷材要求在10 ℃时必须能粘，而一般的SBS 混合物在环境温度下粘结力较小，所以在低温时它不适合作为自粘卷材。在过去，这一点限制了自粘卷材的应用。近年来，技术不断发展进步，自粘卷材已有这种现实，在低温情况下也可施工自粘卷材不像冷粘剂那样需要固化时间。自粘卷材可以直接用在处理过的基面上，立即就能达到初始的剥离强度，在环境温度下就能防水。通常在空气、阳光或其他外界的加热作用下，几天后搭接处就会达到最大的剥离强度。

自粘卷材的另一个优点就是使用方便。它不需要特殊的设备；与其它许多传统防水卷材相比，劳动强度较小。施工步骤简单：将卷材在处理好的基面上铺开；稍后，撕去隔离膜，卷材就粘牢在基面上；接下来按照同样的方法铺设，端部搭接和接缝处按照生产商的要求施工。预铺反粘防水卷材应用施工时更简单：空铺于基层上，做好临时固定和接缝处理就完成铺设。

自粘防水卷材方法的另一大优势是它提供了更均一的施工速度，消除了粘结性不足或胶粘剂不够的问题，并减少了相关的风干性问题。因为不需要相关的粘结固化时间，自粘施工方法劳动强度较小、施工速度快。最近有生产商做过试验对比：该方法最多比胶带接缝法快50倍，比水基粘结剂快5倍，比油基粘结剂快3倍。

3南京地铁三号线、十号线自粘型防水卷材技术标准及检测数据及分析

表1

表1续12组4mm厚双面自粘型沥青基聚酯胎预铺防水卷材检测数据汇总

数据分析：4mm厚双面自粘型沥青基聚酯胎预铺防水卷材12家企业提供的12组样品，其中合格1家，不合格11家。其中低温柔性（-25℃）2个样品不合格，不合格率17%；与后浇混凝土剥离强度10个样品不合格，不合格率83%；热老化后低温柔性（-23℃）2个样品不合格，不合格率17%；耐热性（70℃，2h ）2个样品不合格，不合格率17%。

从数据分析，样品的拉伸性能合格率较高，体现了产品抗拉强度高、并具较大延伸率，对基层伸缩或开裂变形的适应性强；可形成高强度防水层，对压力水抵抗能力强的特点。不合格项目主要集中在“与后浇混凝土剥离强度”项目上，强度值比标准要求低20%～50%。虽然产品的优势在于粘结性能好，并具有自愈功能，卷材与基层满粘接，接缝自身粘接与卷材同寿命，但是由于生产工艺的问题造成了产品先天不足，反而不能发挥产品性能的优势。

4结论

实验室试验数据充分说明的预铺防水卷材任有以下的缺点：1）低温施工时搭接缝粘贴质量不易保证；2）高温环境施工时，易出现流淌现象；3）产品粘贴质量受配方影响较大，遇水遇污染不易粘贴。4）耐久性老化性能存在争论。

预铺自粘型防水卷材虽然已经成为我国基础建设特别是城市轨道交通建设的主流产品，代替了传统的需要明火加热连接的沥青基防水卷材，但是在实际使用中，产品的质量残差不齐，实验室检测通过率不高，通过企业出厂检验的合格品的性能仍不稳定。在现场施工使用中，效果也不是很理想，粘结处漏水现象时有发生，实验室检测与后浇混凝土的剥离强度很低，也反映了这一现象。因此，在总结上述实验结果后，厂家应不断总结经验，按照检测结果反映出的质量问题，攻克对材料配方、生产工艺的难点，达到实验室技术指标，才能在施工应用中占领更广阔的市场。

参考文献

[1] 郭德友.预铺防水卷材应用技术探讨[J].中国建筑防水,2010(21):1-4.

[2] 何克文.地铁天津站交通枢纽工程地下结构新型防水材料应用技术[J].新型建筑材料,2010(21):41-44.

[3] 蒋雅君.自粘防水卷材在隧道防水中得适应性探讨[J].新型建筑材料,2007(2):69-72.

篇5

1.1地下水对岩土结构和建筑物的作用和影响

在岩土工程中，地下水对岩土结构和建筑物的作用和影响已经成为最需要考量的问题，对地下水对岩土结构和建筑物的作用和影响进行重点预测，并根据相关评价结果，制定切实可行措施，对工程项目顺利实施有重要意义。勘察评价内容主要包括勘察目的、地下水埋藏情况、水位变化情况、场地稳定性、地下水对建筑材料的腐蚀情况等等。

1.2水文地质勘察要与建筑物地基类型结合

水文地质勘察需要与建筑物地基类型紧密结合，查明地质水文情况，可以为建筑物地基选择提供最准确地质资料。勘察内容评价主要包括水文地质历史情况、地下水成因类型、岩土性质、岩土风化程度、岩土物理力学性质等，还要将岩土、水文和建筑物三者因素进行对比分析，形成完善的评价体系。要在具体操作中判定和明确场地是不是存在地震断裂的地质情况、场地有没有断裂活动，周围有没有其他不良的地质作用。通过多元评价，为工程提供全面水文地质评价报告。

1.3地下水对工程建设的作用和影响

地下水对工程的作用和影响呈现多元性，需要从不同角度展开具体评价。首先是对埋藏在地下水水位以下的建筑物基础和砼内钢筋的腐蚀情况进行评价；其次是地下水对选用的软质岩石、残积土、膨胀土等基础持力层形成的软化情况进行评价；再就是地下水对地基基础范围内存在的粉细砂、粉土产生的潜蚀、流砂、管涌的可能性进行评价；在地下水水位以下开挖基坑，需要进行富水性和渗透性试验，要对人工降水可能引起的土体沉降、边坡失稳等情况进行评估。

2岩土主要水理性质和具体测试方法

根据地下水在岩土中的存在方式可以分为：结合水、毛细管水和重力水三种形式。所谓岩土的水理性质，是指岩土和地下水相互作用产生的物理性质。根据地下水存在的方式具体分析其物理性质，对制定科学测试方法有积极作用。

2.1岩土的软化性

岩土的软化性，是指岩土在地下水作用下发生了力学强度降低的变化，一般情况要用软化系数进行表示，根据软化系数可以判断岩土的耐水浸、耐风化的能力。如果在岩土层中存在较多容易被软化的岩层，地下水对其产生的软化作用就会更为显著。在粘性土壤、泥岩、页岩、泥质砂岩等地质条件下，都存在软化特性。在地下水作用时，也容易产生较多软化层，对建筑工程的影响自然呈现显性。

2.2岩土的透水性

岩土都有透水性，自然水在重力作用下，穿过岩土下沉。岩土性质有差异，其透水性也表现出个体差异。松散岩土的颗粒加大，透水性较好；如果颗粒很细小，其透水性就差。岩土透水性用渗透系数来表示。岩土透水性大小，对岩土产生的软化作用自然不同，进而对工程建设产生直接影响。岩土的渗透系数需要通过抽水试验获得。

2.3岩土的崩解性

岩土在地下水作用下，土粒连接被破坏，很容易造成土体崩散和解体等现象。岩土崩解系数高低，与岩土的颗粒成分、矿物质和结构有直接关系。如果是水云母、高岭土为主的残积土，大多会以散开方式崩解，如果是石英为主的残积土，则会以裂开的形式崩解。厘清岩土崩解方式，可以针对性地制定防范措施。

2.4岩土的胀缩性

岩土在地下水浸透下，会吸收众多水分，土体增大，而失水后，土体又会缩小。这是由于岩土的颗粒表面结合水膜吸水变厚了，而水分失去后，颗粒表面就会变薄。如果岩土发生大幅度胀缩，就会形成地裂、基坑隆起等现象，严重影响工程基础的稳定性。对岩土的胀缩性进行测量时，需要针对如下指标：膨胀率、自由膨胀率、体缩率、收缩系数等。

2.5岩土的给水性

所谓给水性，是指岩土在地下水重力作用下从孔隙裂缝中自由流出水分的性能。测量岩土给水指数，对岩土稳定性做出科学推断。给水性以给水度进行标识，需要进行相关试验才能测定。

3水文地质问题对工程造成的危害分析

3.1地下水活动产生的压力形成的危害

地下水活动会产生一定的压力，对岩土形成的危害也不容小视。地下水活动是自然现象，在天然情况下，地下水活动产生的压力不会造成多么严重的地质裂变现象，但在人工作用下，由于工程施工打破了地下水活动的平衡状态，地下水活动会形成比较大的压力，对岩土工程的危害也就显示出来。在地下水活动作用下，岩土中的粉土、粉细砂等，在地下水活动中很容易形成流砂、管涌、基坑突涌等情况，给工程施工造成严重的影响。

3.2地下水水位变化引发岩土缩涨变形

地下水水位处于周期性变化之中，对岩土形成的物理作用也是非常显著的。地下水水位变化，可以促使岩土结构发生不均匀胀缩，甚至会形成地裂，导致地基较浅建筑物出现坍塌现象。如果地下水水位发生大幅度变化，还会导致岩土胀缩幅度提升，对工程施工造成严重影响。在工程施工时，要注意对地下水具体情况进行勘察，尽量减少在地下水变动比较大的地带进行施工。地下水水位变化虽然有一定规律，但也存在很多例外情况，在针对地下水水位变化勘察时，要注意地下水水位变化的多种可能性。通常情况下，如果地下水水位在建筑基础底面以下压缩层范围内，不管是上升还是下降，都会造成建筑物的基础失去稳定性。地下水水位上升，建筑物基础地基的土质就会发生软化现象，自然会导致建筑物发生沉降和变形。如果地下水水位下降，压缩层岩土的自重力就会增加，也会导致建筑物发生沉降或变形。地下水发生频繁升降，对岩土工程造成的危害更为严重。地下水水位变化能够引起岩土结构产生胀缩变形等现象，当地下水升降频率加大，岩土产生的胀缩幅度也会不断加大，有可能形成地裂等剧烈地质现象，很容易造成建筑物的坍塌。由于地下水水位升降过于频繁，也会促使岩土中铁、铝等成分的流失，土壤发生内质变化，土质变松、含水量孔隙增多，其承载力自然降低，也会对工程基础造成严重威胁。工程水文地质勘察中，要了解和明确基坑开挖对周围多种自然因素的影响，主要是岩性、承压性、含水层类型等。

4结语

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关键词：水文地质；勘查技术；工程建设应用

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

中图分类号：P641.72文献标识码：A 文章编号：

前言

国内的建设业快速发展，水文地质勘查技术的应用，可以查明工程建设场地的水文地质情况，防范水文地质问题对工程建设的危害，有效推动国内建设业的发展。水文地质勘查技术对工程建设的意义非常重大，在一些水文地质条件较复杂的地区，由于对场地水文地质问题不重视，从而导致建设工程在施工过程因地下水引发的各种岩土工程危害问题。在施工前进行水文地质勘查，得出地下水的流向与地势分布情况，并根据勘查得出的情况进行建设施工设计，从而在施工前就把水文地质问题进行有效的防治。

水文地质勘查内容

水文地质勘查的主要内容是对地下水的流向与分布情况进行分析研究。分析地下水对建筑物与岩石层的影响，预测施工中可能出现的建设安全隐患，进而根据实际情况进行详细的安全事故分析。充分考虑地下水对建设工程的影响，根据实际情况，设计出更好的模式进行建筑物的建设。

水文地质勘查还必须对地下水的水理特性进行详细的资料掌握，地下水会与岩土间形成相互的作用，地下水具有流动性，可以与岩石之间形成物理作用。而且地下水的水理特性会对建筑物的稳定性产生非常重要的影响。通过水文地质勘查可以查明建设场地的水文地质情况，岩土的性质会非常大的影响到建筑物建设。采用水文地质勘查新技术对岩土与地下流动水二者的作用，可以进一步有效的把二者的关系进行细致深入的了解。并加强水理性质与建筑业关系的合理布局。

水文地质勘查除了了解地下水与岩石之间的关系以外，还必须有效了解地下水的形态与分布。地下水的形态是非常多样的，可以按照地下水的结构进行区分。把地下水分为结合水与毛细管水还有重力水这几种地下水的形态。地下水的结合水以强结合水与弱结合水二种形式进行分布。

二、水文地质条件变化对建设工程的影响

地下水的流动性会造成对地面建筑工程的损害，地下水的位置升降会形成自然的水压，从而对地面产生一定的压力。地下水的流动会冲击岩土。地下水位的变化的原因是多方面的，天然因素与人为因素都是地下水位变化的原因之一。但是只要地下水位一旦发生变化，就会形成地面的变化。地下水位危害是多方面的，如果水位一旦上升就会引起岩土层的松动，地下水位上升，岩土被地下水所侵蚀，既而出现地下水的流动与地面形成一定的因果关系。

若岩土体被地下水侵入之后，那么岩土体就会受到地下水的地下水力的影响，从而进一步的影响地面建筑物。地下岩层的透水性与重力因素是形成松散岩石的主因。如果岩层上的岩粒越是细密，那么地下水就越容易从岩粒里面通过。岩层的透水性可以用一些基本的参数进行表示，若是岩层在浸水之后，就会出现一些岩层的剥落，影响岩层的稳定性。建筑物场地的稳定性与岩层的关系密切相关，所以必须按照岩层的透水性，设定合适的分水图。岩土在吸水与失水之后会出现不同程度的体积变化，但是岩土经过体积变化之后，会出现土质动松。

三、水文地质勘查技术的应用

水文地质勘查技术可以有效的查明地下水水位变化情况。水文地质勘查的内容还包括地下含水层结构与岩层结构分布的情况。水文地质影响因素非常多，降雨量与温度变化还有人为的灌溉与人造池塘都是影响地下水位变化的主要因素之一。

如果地下水的水位过高，那么埋入地底下的建筑物中的钢筋与水泥会被地下水常年的接触腐蚀。所以必须对地下水的水位，以及地下水的地势分布做出详细的了解，防止建筑物中的易腐蚀的钢筋水泥被地下水腐蚀。而在建筑材料的选择上，埋入地下的混泥土材料选择更耐腐蚀、耐磨损的材料进行建筑物的建设。地下水的活动会造成建筑物地基的下沉与裂缝，所以应该在地基之上铺上少许的细砂，并防止流砂与流水对建筑物底部的腐蚀作用。如果在地基中发现地下水，就应该进行引水，或者用其他建筑材料进行对地下水的吸干处理，达到降低建筑下沉，增强建筑物的稳定性的建设。

如果地下水位不断的上升，与地面相接，那么地面就会演变成为沼泽地。地下流动水位的上升原因是多方面的，如果土壤出现盐碱化，那么地下水与岩土层就会对埋入地下的建筑物腐蚀性大大的增强。如果地下水位不断升高，岩土的固有结构就不断的被腐蚀，出现软化与流砂的情况，严重的还会产生破坏力较强的泥石流，对地面所有的建筑物产生毁灭性的破坏。当然地下水位的上升，也可能会造成岩层的磨细打滑，出现建筑物崩塌的现象。要是地下水位升高的位置不太高时，就会造成地面建筑基础的不稳，造成建筑物的垮塌。如果对地下水大量的抽取，还会造成地下水河床的干涸，很多地区，由于地下水位下降过大过快，继而发生地下的陷下，水质的恶化，水源的枯竭。通过水文地质勘查技术就能够有效的防止此类施工事故的产生。

四、总结

地下水位不断变化会对岩土层造成较高的危害。地下水过快过慢的变化都会形成岩土的形变。地下水升降快速的情况下，就会不断的形成岩层的弱化形变。地下水具有一定的流动性，如果地下水在流动的过程中，形成水位较快速的变化时，就会形成地下水位对岩层的压力变化。地下水的水压变化会造成土层中金属元素流失，流动水会带动土壤中大量的金属元素。土壤里的缺乏金属元素之后，就会失去土壤本身所有的稳固性。

土壤中的金属元素一旦失去，就会使得土壤里的土质孔隙增大，土层出现松动的现象。这时土层对地面建筑的承载能力也开始变差。水文地质勘查可以把岩土工程危害进行事先的预知，地下水的流动性具有其天然的特性。天然状态下，地下水的水压呈现较低的状态，不会对建筑造成什么危害，但是通常在建筑施工过程中，需要改动地下水的平衡支点，才可以更好的把水的压力调节到最好，但是在人为施工的情况下，就会造成岩土层的土质改变。造成非常多的自然灾害的形成，因此，在使用水文地质勘查技术后，更好的了解建筑物下方的水文地质情况，应用好建筑力学的控制，防止水文地质问题引起的施工灾害。

参考文献

[1] 武选民,郭建强,文冬光,张福存,武毅,张二勇,李旭峰.“逐步逼近式”找水方法及其在缺水地区水文地质勘查中的应用[J]. 西北地质. 2009(04)

[2] 郇 环,王金生,滕彦国,翟远征.基于过程模拟的地下水脆弱性评价研究进展[J]. 矿物岩石地球化学通报. 2013(01)

[3] 傅耀军,华解明,方向清.试论煤田(矿)水文地质问题及勘探技术方法[J]. 华北科技学院学报. 2009(04)

[4] 记者 齐作权.省政府部署煤矿企业兼并重组整合矿井关闭专项行动攻坚战[N]. 山西日报. 2010-09-10

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[关键字]地下水 城市地下水 勘测 注意事项 解决策略

[中图分类号] P641.72 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-5-152-1

1地下水的相关介绍

所谓地下水通俗的来讲就是存在于地下的水资源，准确的说它是地下岩层、缝隙以及溶洞中这些包气带一下底层中的水源。作为地球上所有水资源的重要组成部分，地下水相较于其他水源拥有水量稳定、水质好的优势，这也是它成为农业灌溉、工业生产以及城市生活用水水源之一的原由。地下水也被称为地下多孔介质中的水，其载体的介质包括孔隙和岩溶，

根据地下埋藏条件的不同，地下水可分为上层滞水、潜水和承压水三大类。上层滞水是指大气中的降水因为浅层岩石的隔离作用而停留在裂缝或者沉积层中的水；潜水是地表之下第一个稳定隔水层上的地下水，通常情况下我们掏挖泥沙时渗出的水就是潜水，有时因为水资源充足，当挖到水源聚集的时候会出现潜水流出地面形成泉的现象发生；而承压水相较于上层滞水和潜水而言，地处的位置就更为深入了，它是埋藏较深的、赋存于两个隔水层之间的地下水，当井或钻孔穿过上层顶板时，强大的压力就会使水体喷涌而出，形成自流水，所以承压水又被称为自流水。

2城市地下水勘测的相关内容

2.1城市地下水勘测的必要性

城市地下水是人们生活、工作、工农业生产必不可少的重要组成部分，但是因为人们过度对资源的利用，地下水在这种情况下也有了各种变化，而地下水的变化也往往带动其他许多相关方面的改变，例如会引起沼泽化、盐渍化、滑坡、地面沉降等不利自然现象。所以对地下水的勘测就非常必要，水利勘测是指为江河治理和水资源开发利用、保护而进行的测量、工程地质勘察地下水资源勘察和灌区土壤调查等工作，而城市地下水的勘测，就是对保护城市用水安全，以及对城市各类水利设施的合理规划，以便发挥城市地下水对城市人民生活、城市工业生产以及城市防洪建设工程的重要作用。

2.2城市地下水勘测技术

随着对城市地下水的不断重视，城市地下水的勘测也变得十分重要，而相应的城市地下水的勘测技术也在不断进步，实际上城市地下水的勘测离不开整个城市水利工程建设的相关辅助，而其勘测技术也对城市地下水的勘测提出了重要的保障。例如在国家基准网与卫星定位技术，对于城市地下水的各种性质特点都能够进行精准的勘测，同时运用到数字测绘技术和变形监测技术，对于城市地下水因为自然或非自然的环境变化，而形成变化做出最准确、最及时的补救措施，这种技术的运用往往是在于维护和管理的阶段，具体的操作实施工作还是需要具体的勘探技术的，例如水利工程中普遍应用的大口径钻探技术和物探监测技术，这些技术都能够快速、简单并有效的勘测城市地下水的具体状况。[1]

3城市地下水勘测的注意事项及难点解决方法

虽说城市地下水拥有水利工程建设中运用的各种先进技术的辅助，来进行其具体的勘测，但是因为人们过度运用城市地下水资源，以及生活、生产对于城市地下水的各种污染，对城市地下水的勘测带来了巨大的考验和难题，下面我们就具体介绍下城市地下水勘测中存在的难点和注意事项，并相应的提出具体解决策略：

3.1城市地下水勘测注意事项

（1）勘测地下水流向的极差。城市地下水的勘测，主要是为了对区域内的水资源进行评价，并且绘制水文地质填图，从而提出对运用和饱和地下水最好的方法。地下水流向的确定是非常关键的一个环节，但是这一问题并没有的最合理的解决方法，对于局部小范围的地下水流向，由于水井密度达不到要求及资料的缺乏， 很难准确判断。

（2）特殊土质下的地下水无法勘测。对于城市地下水的勘测，难免会遇到具有松散土质的区域，其下面的地下水往往不能加以利用，因为其本身矿化度高，不能饮用，而且在松散层下伏基岩为石灰岩时.由于无好的隔水底板，地下水下渗，也不可能找到孔隙水富水，无法勘测到地下水的具体状况，这就为城市地下水的勘测带来了又一大难题。

（3）地下水污染带来的勘测难点。工业的不断发展，在带来巨大经济效益的同时也在不断破坏自然环境，工业与生活废水的任意排放，由最先污染的地表水不断向地下水进军；[2]而且因为大气的污染，使得污染物以降水的方式对地上与地下的水资源污染，再加上城市近郊长期使用的农药和化肥对地下水都是存在一定的负面影响，这对城市地下水的勘测，也提出了又一大考验。

3.2城市地下水勘测难点解决策略

（1）自然电位法勘测地下水流向。自然电位法就是通过观测自然电场来解决某些地质问题。其中最常用的就是：“8”字型观测点，其原理是地下水流动方向上两测点间的电位差为极大，在其他方向上地下水的相对运动速度和产生的电位差都处于过度状态，所以，“8”字型长轴所指示的方向即为地下水流的轴向。确定了地下水水流方向，对于水资源的评价，和水文地质填图的绘制都有了明确的保证。

（2）重磁资料在地下水勘测中的应用。这一方法的应用可以简单、准确的找到隐伏基岩地下水蓄水构造、导水通道及有隔水基底的孔隙水，有效的进行特殊土质下地下水的勘测，同时也使布置电法工作更具目的性，最终取得较好的地质效果。

（3）地下水防治污染相应对策。针对地下水污染而造成的勘测难问题，我们需要加强保护水资源的意识，地下水评价制度也需要进一步加以完善，同时需要社会和相关国家部门加以重视，设立相应的规则条例，规范人们的行为。

综上所述，各种勘测方法进入城市地下水勘测领域中，并且已经较为成熟，而且实践中利用多种技术的结合取得了更好的效果，但是在勘测的过程当中还是存在着操作难点以及需要注意的地方，所以我们需要明确正视这些问题，运用具体的解决方案，来保证城市地下水的精准勘测，为城市地下水的各种应用做好最切实的准备。

参考文献

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[关键字]红层 地下水 赋存规律

[中图分类号] P641 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-5-97-2

1江城红层区的地层特征

云南江城红层地下水含水岩组以中生界白垩系、侏罗系和新生界下第三系地层为主，含水岩性以褐红、紫红、紫灰色泥钙质粉砂岩、钙质泥岩、泥岩、粉砂岩、细砂岩、泥砾岩为主。

2江城红层地下水的储水模式

红层裂隙水储水模式主要有如下几种：

2.1区域向斜构造盆地型的红层裂隙水储水模式

2.1.1康平乡勐康向斜储水构造

该向斜呈北西向展布，轴部为第三系勐野井组（E1m）和小丫口组（E2x）地层，两翼为白垩系和侏罗系地层。由于向斜向东南方向微倾伏，且北部被一东西向断裂所围限，向斜轴部东南端富水性明显较西北端好，尤其是处于东西向断裂附近的勘查孔涌水量较小；而东南端勘查孔涌水量则较大。

2.1.2勐烈镇景东—朵把向斜储水构造

该储水构造位于勐烈镇西北部，向斜呈北西向展布，轴部为第三系勐野井组（E1m），两翼为白垩系和侏罗系。向斜向东南方向微倾伏，且南部被一北东向断裂所限，向斜轴部东南端富水性明显较西北端好，富水性贫乏—中等。

2.2区域构造盆地内局部背斜轴部汇水型的红层裂隙水储水模式[1]

嘉禾乡江西—明子山背斜轴部转折处储水构造：该储水构造为麻栗树背斜西北段，背斜为一宽展型背斜，轴面呈北西向展布，略倾向南西。轴部为二叠、三叠系及侏罗系地层，两翼为白垩系地层。轴部北西向及东西向断裂发育，受构造控制的地下水流向总体上是自南及南东方向向北及北西径流，并在褶皱轴转折处汇聚。背斜轴部的西北端富水性较东南端好，钻孔单井涌水量从东南向西北方向有逐渐增大的趋势。富水性贫乏—中等。

2.3不同岩性岩相接触带型的红层裂隙水储水模式[2]

不同岩性岩相接触带部位由于层面层理发育，在区域构造应力作用下，层间裂隙容易受构造挤压而发生张性开裂，能为地下水补给、径流和汇集提供足够的空间。这些部位往往是地下水的富水地段。一般有如下二种形式。

2.3.1单一岩组不同岩性接触面储水构造

主要分布于白垩系曼宽河组（K2m）中风化泥岩及粉砂岩中，由于岩组泥岩及粉砂岩厚度较大，岩石多呈中厚层呈互层状产出，层理较发育。在区域构造影响下，层间裂隙容易受构造挤压而张开，使地下水有了足够的空间进行径流和汇集而形成富水块段。

2.3.2不同岩性岩组接触带储水构造

该类富水块段在区内分布较零散，在构造应力及风化作用的共同作用下，其风化程度因粉砂岩与泥岩的交替出现而被加剧，岩石风化裂隙及构造裂隙发育，为地下水径流和汇集提供了良好的赋存空间。抽水试验成果显示，其单井涌水量达148.00～180.00 m3/d，富水性中等。

2.4断裂破碎带型的红层裂隙水储水模式

2.4.1整董滑石—曼滩断裂破碎带储水构造

该构造发育于白垩系曼宽河组（K2m）与下第三系勐野井组（E1m），沿北西向呈“S”型展布，倾向南西，为一压扭性断裂。上盘为白垩系曼宽河组（K2m），下盘为白垩系曼宽河组（K2m）和下第三系勐野井组（E1m）。构造部位地形总体上由北东向南西倾斜，接受大气降雨补给的地下水总体上从北东向南西径流。到达断裂位置后，地下水将被断裂所阻而汇集。总体上断裂下盘富水性较上盘好。富水性中等。

2.4.2宝藏乡老苏寨断裂交汇处储水构造

该储水构造轴部隆起区为侏罗系坝注路组（J3b）地层，周边为白垩系地层。从地形地貌及构造特征看，该处地下水在接受补给后，地下水的径流方向是先从南西向北东径流，然后受北西向断裂控制，分别从北西和南东侧向断裂交汇区汇聚。富水性中等。

2.4.3国庆乡和平村老苏寨断裂交汇处导水构造

该导水构造由两条北西向断裂和一条北东向断裂组成。附近出露地层有：侏罗系坝注路组（J3b）及白垩系景星组（K1j）、曼岗组（K1m）和曼宽河组（K2m），岩层倾向南西。受褶皱、断裂构造及岩层层面的共同影响，在该区段内，地下水的总流向是从北东向南西径流，而受构造控制的地下水也可能由北东向断裂排出了区外。从而形成了一个较为完整的由地质构造与岩层面共同构成的地下水导水构造体系。在该区段内地下水储水能力较差富水性贫乏。

3红层地下水的赋存规律

通过对江城地层岩性、构造及与构造相关的储水构造进行研究，得出红层区地下水具有如下赋存规律：

（1）红层地下水主要赋存于中风化层中，不同岩性风化带中地下水的富水程度略有差异。而中风化带的风化裂隙一般较发育，其张开度及连通性也较好。红层地下水的富水层位一般分布于孔深30.00～70.00m的中风化带孔段。红层区地下水的赋存与风化裂隙的张开度及连通性有关[3]。

（2）地貌盆地相对较容易形成红层地下水的相对富水地段，由于红层层间裂隙较发育，谷地区的低矮岭脊不构成地下分水岭功能，地下水可从较高谷地顺岩层径流补给邻近的低谷，使地势相对较低的沟谷区为相对富水区。

（3）厚度大、分布连续的且具有层间裂隙和溶蚀裂隙的岩层富含地下水。厚度大、分布连续的砂岩是红层区主要的层间裂隙含水层，可形成一定规模的中等富水地段，可溶蚀成分含量较高，易形成溶孔、溶隙的钙质粉砂岩、钙泥质粉砂岩等地层，有利于地下水的富集。

（4）不同粒径的岩石富水性不同。由于地层岩性变化，组成岩石碎屑粒径不同，导致裂隙发育特征及富水性稍有差异。一般情况下，较坚硬砂岩受构造应力作用，裂隙发育，透水性较好，而泥质类岩裂隙多为闭合状，或被泥质风化物充填，透水性相对较差。

（5）不同岩性岩相接触带可以富含地下水。红层的岩性岩相在纵横向上的变化，使得风化裂隙在各方向上发育不均，裂隙张开度、连通性均有不同，裂隙发育的差异性导致含水层的富水性具有随岩性变化的特点。

（6）褶皱轴部是地下水径流汇集地段，地下水易在褶皱轴部及转折端富集，尤其是构造和地形上的双重盆地是最有利的富水块段，一般在向斜轴部和转折端等张应力集中带，因裂隙发育，地形侵蚀强烈而低洼，常形成富水块段。而背斜轴部张裂隙发育，易接受降雨补给和汇集地下水。

（7）断裂交汇带地下水富集，区内北西向断裂控制着含水岩组的分布，经北东向张扭性断裂截切后沟通了中含水岩组的水力联系，地下水沿构造裂隙运移富集。

篇9

新：最近媒体对华北大漏斗的问题表现出了集中关注，给人的感觉是华北水漏斗问题这几年才出现，过去华北平原是否也存在水漏斗的问题?

费：这个情况过去就有，比方说石家庄漏斗，在20世纪60年代初期，大概是1964～1965年就形成了。本身地下水开采就会形成漏斗。如果说长期开采，就会形成一个稳定的漏斗。

新：那如今华北地区的地下水沉降漏斗的情况大概是怎样的呢?

费：现在华北平原的地下水系统分为浅层地下水和深层地下水。开采浅层地下水，一般形成区域性的漏斗，比如说在北京通州漏斗、石家庄漏斗、保定漏斗。深层地下水的漏斗范围相对来说更广阔一些。主要分布在华北平原中部和东部地区，包括天津漏斗、沧州漏斗、廊坊漏斗，这些地方的地下水开采量都比较大。总体来说，这两种不同的水漏斗范围已经超过了华北平原总面积的50％。

新：公众是否应该担忧水漏斗问题?

费：如果说开采地下水以及使用水的方式比较合理，再减少一定的用水量，也不用过分担忧这个问题。如果说用水不合理，继续这样超采的话，确实是会对环境造成影响。

新：地下水问题还是有办法恢复的?

费：得看具体指的哪一方面的恢复。深层地下水的开采造成的水资源量的减少，这种破坏是不可恢复的。

新：如果地下水进入到了恶性开采和使用的状态，最坏的情况会怎样?

费：对环境最坏的情况，就是地面沉降发生得很严重。有些照片上，天津的一些楼房，一层的窗户已经和地面平齐，楼房整个沉到地下去了，这就是地下水沉降漏斗造成的。同时，地缝也可能出现，地面上开裂的长度达到几十米，甚至上百米。海水开始倒灌，破坏内陆的土壤。

新：那为什么说深层地下水不可恢复呢?水漏斗造成的沉降可以恢复么?

费：深层地下水是承压性质的，就是说它埋在地下，被上面一个很“硬”的东西压着――有一个“水头”的承压的概念。一旦它储存压力的条件被释放，这种情况就不可恢复。但深层地下水的“水位”是可以恢复的，如果这两年减少开采，“水位”会慢慢地恢复。刚提到的深层地下水“水位”，我们叫“水头”，这是一个虚拟的概念。在20世纪60年代的时候，地下还有很多泉水冒出来，这就是承压水的压力高于地表的压力，现在这都没有了。如果再去减少开采，水头还是会慢慢恢复。

比方说我们开采地下200米的水，深层地下水的水头应该在200米之下，现在减少开采，水头一恢复，就可能上升到100米了。地下水承压的水头一旦恢复了，地面沉降就能得到恢复。这就是为什么上海这些大城市在20世纪70年代开始做地下水的回灌工作，也是为了恢复地下水的水头，解决地面沉降问题。这是从环境的角度来讲的，如果从水资源的角度来讲，地下水是用一点少一点的。

新：国外一些地质科学家认为水漏斗的形成也受抽水强度和机井密度的影响。

费：这确实是地下水沉降水漏斗形成的诸多原因之一。为什么我们华北的水漏斗集中在城市区域，也是因为工业的集中开采。这里我要提到一个水文年的概念，一般来讲，一个水文年通常是从每年的6月份到来年的5月份。它循环完了之后产生了漏斗，如果得到来年降雨的回补，漏斗就会恢复，如果为了工业生产长期地、大量地、高密度地开采，问题就比较大。

篇10

【关键词】　地下水；水质恶化；防治措施

1 地下水水质恶化的主要特征及其危害

地下水水质恶化是地下水体在自然因素或人为因素影响下，导致地下水质量下降的现象。引起地下水质量恶化的原因很多，诸如：在强烈超采地下水的情况下，地下水位明显下降，致使地区水质差的地下水（咸水、污染等）补给，使得开采层水质发生明显恶化。在自然条件下某些天然过程，如火山喷发、地震等导致地下水水体中某些化学成分和物理性质发生变化；或由于人为开采地下水或进行地下工程，导致含水层的串通，改变原有地下水水质以致不能饮用，地下水水质明显恶化；或由于土壤层受到污染，使浅层地下水水质恶化等，以致超过使用标准。

2 地下水水质恶化的成因

地下水水质恶化的原因很多，但归纳起来主要有三方面的原因：首先存在着引起地下水水质恶化的污染物来源(即污染源)。这些污染源既可以存在于地上，也可以存在于地下。从污染源的成因类型来看可分为两大类。第一类是天然污染源，即自然界本来就存在着的各种劣质水体。如地下高矿化水或其他劣质水体。此外，含水层或包气带中所含的某些矿物 (特别是各种易溶盐类)，也可构成地下水的污染源。第二类是人为污染源，这是指因人类活动所形成的污染源。如工业废水、生活污水、工业或生活垃圾、化肥、农药等所形成的地下水污染源。

其次是地下水污染途径。地下水的污染途径是多种多样的，大致可归为四类：①间歇入渗型。大气降水或其他灌溉水使污染物随水进入含水层，周期性的渗入含水层；②连续入渗型。污染物随水不断地渗入含水层，如废水渠、废水池、废水渗井等和受污染的地表水体连续渗漏造成地下水污染；③越流型。污染物是通过越流的方式从已受污染的的含水层转移到未受污染的含水层；④径流型。污染物通过地下水径流进入含水层。污染物能否进入含水层取决于地质、水文地质条件。

第三是地下水水质恶化的水动力和水化学起因。如果说，污染源和污染通道的存在是地下水水质可能恶化的必备条件，那么在开采条件下所出现的水动力、水化学作用则常常是导致地下水水质恶化的直接起因。凡污水体入侵开采含水层，均要求有一定的水动力条件。其一是开采含水层和污水体之间必须存在某种直接或间接的水力联系；其二是由于开采抽水(或污水灌注)在开采含水层中形成相对于污染水体的负压区，从而促使污水直接或间接地流入并污染了开采含水层 。

3 地下水环境保护措施

3.1 管理措施：所谓管理措施，就是为了达到预定的地下水环境质量目标而进行的规划、组织、协调和监督工作。主要内容有以下几个方面：一是地下水环境保护要坚持预防为主的原则；二是要建立健全地下水环境保护的政策法规；三是建立合理的地下水管理和环境保护监督制度；四是必须进行的监测，一旦发现应立即采取措施；四是划定饮用水地下水源地保护区，建立卫生防护带，虽不可能完全杜绝污染，但是它可在一定时间、一定水文地质条件下控制污染，也可以起到保护水质免于污染的积极作用。

3.2技术措施：对已污染水源地的治理措施，应针对引起地下水质污染的主要原因、污染途径和当前国家的经济条件来制定。主要措施有以下几个方面：

3.2.1 治理污染源。污染源包括点源和面源两种类型。点源是指工业“三废“和城市生活污水、垃圾等所构成的污染源，它们是目前集中水源地水质污染的主要来源，其中尤以工业废水的危害最大。因此，结合国家产业政策，调整工农业产业结构，合理进行产业布局。严格限制能耗大、污染重的产业上马，按环境容量确定污染物允许排放总量，必须严格控制工业废水和生活污水排放量及排放浓度，在其进入环境之前应进行净化处理。工业企业应改进生产工艺，加强节水措施，提高污水资源化程度，减少水的消耗量和外排量。在点状污染源的治理中，对于城市垃圾特别是某些工业废渣，对地下水可能产生的污染作用同样不可忽视为使地下水免遭垃圾或工业废渣淋滤液的污染，除对垃圾和废渣采取废物回收、焚烧、发电、生化处理等综合治理措施外，还要根据水文地质条件，为城市垃圾和工业废渣选择合适的堆放场地。面源(或非点源)主要指农业施肥、污灌、农药以及城市暴雨径流等所产生的污染。据美国统计，非点源对环境造成的污染负荷占总污染负荷的50%以上，因此是对地下水污染的一个不容忽视的因素。对面状污染源的治理，主要应该做好以下的工作：慎重地开展污灌。首先要严格执行《农田灌溉水质标准》(GB5084-92)；控制灌溉定额，根据环境水文地质条件合理规划污水灌区的位置。尽量使用易被植物吸收、土壤分解的化肥和易降解、低残留的农药，并严格控制化肥、农药的使用量，使它们在土壤层中的残余量和渗入含水层的数量尽量降低。对灌溉污水以及可能引起地下水质恶化的雨水和融化雪水等进行处理达标后使用。

3.2.2 兴建配套的环境工程，大力开展污水的处理和利用。大量污水未经处理便排入环境，是当前造成环境、特别是水源污染的主要原因。因此积极开展污水处理和再利用是治理地下水质污染的治本措施。同时处理后的污水，又可根据其性质用于不同目的的供水，从而既节约了水资源，又保护了环境。

3.2.3 植树造林涵养地下水源。通常有植被的地区，由于植被及地面上枯枝落叶具有滞水作用，增加了下渗时间，从而增大了下渗量。因而加大植树造林力度，对保护地下水资源有着举足轻重的作用。

4 结语

随着社会的发展，人类对水资源的需求越来越大，同时各类工矿企业排放的废水及城市生活污水，通过排污渠、污水灌溉等途径渗漏进入地下水系统，对地下水水质造成了不同程度的污染，因此对地下水水质恶化原因及保护措施的分析意义重大。

参考文献