地下水分析范文

導語：如何才能寫好一篇地下水分析，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關鍵詞 白洋淀；地層；水文地質；滲流

中圖分類號 P331 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2013）14-0194-02

1 工程概況及勘查

白洋淀千里堤位于河北省滄州任丘境內，是河北省四條必保堤防之一。根據千里堤內外淀渠的水力聯系分析可知，在部分千里堤壩基上有較大的滲透現象存在[1-3]。為了保證千里堤的運行安全，定性確定壩基的滲流情況，需要查明千里堤壩基地層、淺層地下水及滲流條件，研究人員選定白洋淀千里堤李廣至12孔閘段進行勘探試驗工作。

為滿足勘探試驗的目的，沿千里堤（梁溝至12孔閘段）布設勘探淺孔（孔深15 m左右）12個，孔距1～2 km，垂直千里堤和截滲溝在西大塢和梁溝各布設一條勘探線，共計淺孔（孔深15 m）31個，為取得40 m以內地層資料，在西大塢和梁溝各布設深孔（孔深40 m）1個，勘探試驗工作量見表1，勘查工作布置圖見圖1。

2 區域地質概況

白洋淀處于華北斷拗帶中冀中拗陷構造單元，自中生代以來該區域構造運動以下降為主，面積約2.6萬km2，為河北平原中最大的拗陷區，沉積了較厚的第四紀松散沉積，第四紀地層總厚度600 m。

據白洋淀南端鉆孔資料，全新統（Q4）深度25.2 m，上更新統（Q3）深度233.77 m，中更新統（Q2）深度316.22 m，下更新統（Q1）深度393 m，其第四紀地層巖性特征見表2。

3 區域水文地質概況

根據勘查工作資料，該區第四紀含水層共分為4個含水組，含水層巖性主要為粉砂[4]。①第Ⅰ含水組：含水層巖性主要為粉細砂和裂隙黏土，為潛水或微承壓水，含水層厚度一般小于10 m，底界深度小于30 m，水位埋深2 m左右，單位涌水量為2.5～5.0 t/h·m，溶解性總固體一般為1～2 g/L。②第Ⅱ含水組：含水層巖性以細砂、中細砂為主，為微承壓水和承壓水，含水層厚度20～40 m，底界深度約為150 m，水位埋深6～8 m，單位涌水量10 t/h·m左右，上段為咸水，溶解性總固體2～5 g/L，中、下段為淡水，溶解性總固體0.5～1.0 g/L。③第Ⅲ含水組：含水層巖性為中砂、細砂，含水層厚度60～80 m，屬承壓水，底界深度300～350 m，水位埋深8～10 m，單位涌水量約為20 t/h·m，溶解性總固體為0.5～1.0 g/L，地下水垂向補給困難，水平徑流也較差。④第Ⅳ含水組：底界深度為500～600 m，巖性為中細砂和細砂部分為半固結狀，水頭高，富水性差。

4 白洋淀周邊淺層地下水

勘查數據表明，白洋淀千里堤周邊，由于白洋淀蓄水側滲的補給，淺層地下水非常發育，埋深深度在25 m以上（第Ⅰ含水組），其下為咸水含水組（第Ⅱ含水組），淺層淡水含水層巖性為粉砂、細砂和裂隙黏土、亞砂土。溶解性總固體1～2 g/L，地下水流向在白洋淀基本干枯情況下仍自西向東，水力坡度為0.002，滲透系數K為1.98～6.16 m/d。

4.1 淺層地下水的埋深分布條件

根據勘查工作資料，千里堤東側淺層地下水含水層底板埋深深度，在西大塢為23 m，在梁溝為25 m，由西大塢向北沿千里堤細砂含水層巖相變細，厚度變薄，在李廣一帶巖性多為粉砂、亞砂土，厚度也僅為2 m左右，西大塢向南細砂層基本消失，梁溝一帶全剖面基本為黏性土，僅有薄層亞砂土或粉砂土出露。

4.2 淺層地下水的水化學特征

千里堤周邊淺層地下水多為溶解性總固體不高的淡水，根據對工作區23眼井的水質分析資料統計：總溶解性總固體低于1 g/L的水樣為1個，占4.35%，1～2 g/L的19個，占82.61%，2～3 g/L的為3個，占13.04%。該區域大部分地區表層為淡水，向下變為咸水，但也有個別地方表層為咸水，向下為淺層淡水，然后在第Ⅱ含水組又為咸水，這也正反映了該區淺層淡水的形成復雜性。采樣的23個水樣分析結果見表3。

5 千里堤滲流條件分析

通過對白洋淀千里堤周邊地區的勘查與分析可知，在白洋淀千里堤上存在不同的滲流段。

5.1 西大塢細砂含水層強滲流段

位于千里堤西大塢段，長度約3 km，該段砂層厚度達7～10 m。根據對原狀土進行室內滲透系數測定，結果見表4，細砂為1.24～9.59 m/d。根據抽水試驗資料，用博爾頓等方法計算，導水系數T=48.08～79.11 m2/d；滲透系數K=3.48～6.16 m/d；貯水系數μ=1.63×10-3～4.55×10-3；給水度μ=0.11～0.15。

5.2 李廣、梁溝粉砂土、亞砂土弱滲流段

位于千里堤李廣段（北段）和梁溝段（南段），長度約9 km，該段地層中細砂層很少出露，含水層主要為亞砂土和粉砂土，其中北段砂性土厚度稍大，南段為黏性土地，室內測定滲透系數極小，滲流條件較差。根據抽水試驗資料計算；導水系數T=27.85 m2/d；滲透系數K=1.98 m/d；貯水系數μ=4.08×10-3；給水度μ=0.079。

6 結論與討論

通過對白洋淀千里堤周邊、地區的勘探、試驗，初步查明了白洋淀周邊的地層、含水層，淺層地下水條件及滲流條件。根據實際勘查與試驗資料，對千里堤李廣至大樹劉莊段，

劃分了2個滲流條件不同的類型段，即西大塢細砂含水層強滲流段及李廣、梁溝粉砂土、亞砂土弱滲流段，并對2個滲流段的有關水文地質參數分別進行了計算分析，為定量評價白洋淀蓄水截滲工程的運行安全及效益提供了技術依據。建議在白洋淀日常監測和管理過程中，重點關注強滲段的安全穩定情況，保障大堤安全。

7 參考文獻

[1] 舒安平，匡尚富，徐永年.庫區土質邊坡穩定性分析[J].水利學報，2000（5）：17-21.

[2] 劉海寧，王俊梅，王思敬，等.黃河下游堤防非飽和土邊坡滲流分析[J].巖土力學，2006，27（10）：1835-1840.

篇2

提要：該文以曹妃甸某工程為例，對該場地不同深度的地下水取樣并進行水質分析。根據水質分析結果，判定淺層地下水中Cl－、SO2－4、Mg2+、總礦化度等腐蝕介質對混凝土結構及混凝土結構中鋼筋的腐蝕性，并分析腐蝕性沿垂直方向及水平方向的變化規律，對地下工程的防腐設計和計算具有指導意義。

關鍵詞：地下潛水腐蝕介質；深度；腐蝕評價

1引言

隨著城市建設的高速發展，特別是高層建筑的大量興建，地下水的水質對地下建筑物的影響日益突出。地下水對建筑材料的腐蝕性強弱直接影響到工程設計對水泥類型、基礎類型及防腐措施的選擇，最終直接影響到工程總造價，因此工程勘察階段應對場地及其附近的地下水進行詳細的分析和評價。地下水對建筑材料的腐蝕性在空間分布上存在一定的地域性規律，根據工程實際情況，進行深入分析，發現和利用其變化規律，提出相應的對策，可有效減少防腐費用，提高經濟效率。該文以曹妃甸現代產業發展試驗區項目為例，對場地的地下水進行取樣并及時進行化驗分析。依據水質分析資料，判定主要腐蝕介質SO2－4、Cl－、Mg2+及總礦化度等對混凝土結構及混凝土結構中鋼筋的腐蝕性，并分析其腐蝕性沿垂直方向和水平方向的變化規律。對在有腐蝕性地區進行的工程建設，可在不同部位采取不同的防腐措施。

2工程地質情況

曹妃甸現代產業發展試驗區項目擬建場地地貌上屬于濱海淺灘。地勢較平坦，場地中部有一條南北走向河流，場地地下水埋深1．50～2．00m，地下水流向自西向東南。

3地下水賦存環境及水樣采集

地下水對混凝土腐蝕程度決定于混凝土所處的地下水賦存環境和地下水中腐蝕性化學成分的含量兩個方面。因此在評價地下水對混凝土結構及混泥土結構中鋼筋的腐蝕性時，要查明地下水所賦存的環境，采集符合要求的水樣進行水質分析。

3.1地下水賦存環境

試驗區未發現影響場地穩定的地質構造。地下水賦存于第②層粉質黏土及以下土層中，屬潛水類型，主要由大氣降水補給，以蒸發形式排泄。根據調查，擬建場地附近區域的學校、居民區、餐館產生的生活垃圾均及時運走對本地區不產生污染，亦未發現其它污染源。所以該區地下水的腐蝕性為自然因素產生的，具區域特征。

3.2水樣采取

在試驗區按網狀均勻布置7個取水孔，每孔按地層每層取水一件，每孔取水樣8件。鉆探工作采用XY－130型鉆機，跟管鉆進。到取水位置后，采用提桶、活塞、水泵聯合洗孔，洗井次數不少于3次，最后兩次洗井單位涌水量差值不得大于10%，洗井結束后，孔底淤沙厚度不得大于1.5m;洗孔結束后要求準確測定靜止水位。采樣瓶選用50mL和500mL聚乙烯瓶，事先將其用去離子水清洗，取樣時再用所采水樣潤洗3遍。因為侵蝕性CO2為不穩定成分，在取樣時需加2～3g大理石粉穩定劑。

4地下水中腐蝕性介質在水平、垂直方向變化規律分析

判定地下水的腐蝕性變化規律，首先應分析地下水中各腐蝕介質的變化規律，然后分段判定其腐蝕性。地下水的簡分析項目包括:SO2－4Mg2+NH+4、OH－、Cl－、總礦化度、侵蝕性CO2、PH值等。在擬建場地的7個取水鉆孔中，取水試樣56件，進行室內水質簡分析試驗。

4.1地下水中腐蝕性介質

在垂直方向變化規律為了直觀反映地下水中主要腐蝕介質(SO2－4Mg2+Cl－、總礦化度)在深度方向的變化，將試驗數據，繪制成各腐蝕介質含量隨深度的變化曲線，見圖1～4，根據曲線進行分析，找出其規律。地下水中各離子含量在垂直方向變化具如下規律:以Cl－、SO2－4為例:場地15.5m以上地下水中Cl－含量在22855.8～36746.6mg/L，其下地下水中Cl－含量在11672.4～19812mg/L;場地19.5m以上地下水中SO2－4含量在2581.9～5513.4mg/L，其下地下水中SO2－4含量在2231.2～3121.8mg/L。從大趨勢看，地下水腐蝕介質含量隨深度增加而減小，且與含水土層的性質有關。在滲透系數小的土層(粉質黏土)，地下水中介質含量稀釋的慢，含量較高;在滲透系數大的土層(砂層)，地下水中介質含量稀釋的快，含量較低。4.2地下水中腐蝕性介質在水平方向變化規律將各鉛孔中同一深度的試樣的試驗數據繪制成腐蝕介質(Cl－、SO2－4)含量在水平方向的變化曲線，見圖5、6，并分析其變化規律。按極差分析，在10m深度處，地下水中Cl－含量變化在29812.00～35608.80mg/L，平均值32602.97mg/L，極差5796.8mg/L，小于平均值的30%，為17.1%;在20m深度處，地下水中Cl－含量變化在12104.80～18124.50mg/L，平均值14161.01mg/L，極差6019.7mg/L，大于平均值的30%，為42.5%。在15.5m深度處由于含水土層性質相近，地下水中SO2－4離子在7件水中的含量為3858.4～4943.6mg/L，平均值4394.56mg/L，極差1085.2mg/L，小于平均值的30%;在20m深度處由于含水土層性質差異較大，7件水中的含量為2652.7～4581.9mg/L，平均值3532.14mg/L，極差1929.2mg/L，大于平均值的30%。地下水中各離子含量在水平方向變化具如下規律:性質相近土層中的地下水，其同一腐蝕介質含量在同一深度變化較小;性質相差較大土層中的地下水，其同一腐蝕介質含量在同一深度變化較大。滲透系數小的土層(如粉質黏土)介質含量高，滲透系數大的土層(如粉土、粉砂)介質含量低。這是因為細粒土阻滯與淋濾能力均不強，而使其地下水中腐蝕成分相對較高，而粗粒土中地下水，因粗粒土淋濾能力強，腐蝕成分稀釋快，離子含量降低。

5地下水的腐蝕性規律分析

按地下水中各離子含量在垂直方向變化規律，地下水腐蝕性應根據地下水中介質含量隨深度變化分段進行分析判定。場地環境類型按《巖土工程勘察規范》(GB50021－2001)(2009年版)附錄G規定判別，屬Ⅱ類。1)地下水對混凝土結構中鋼筋的腐蝕性評價結果:地下水在15.5m以上，Cl－含量在22855.8～36746.6mg/L，根據《巖土工程勘察規范》(GB50021－2001)(2009年版)12.2.4條及該規范12.2.4條文說明，應進行專門研究，以確定在長期浸水狀態下地下水對鋼筋混凝土結構中鋼筋的腐蝕性等級;在干濕交替狀態下具強腐蝕性;地下水在15.5m以下Cl－含量在11672.4～19812mg/L，在長期浸水時具弱腐蝕性。2)按環境類型地下水對混凝土結構的腐蝕性評價。

6結語

通過對曹妃甸現代產業發展試驗區項目地下水腐蝕性變化規律的分析研究，可以得出以下結論:

1)在沒有明顯污染源場地，地下水的腐蝕性在水平方向沒有明顯變化，只在地層變化處有變化;地下水的腐蝕介質含量，隨深度增加而減小，地下水的腐蝕性強度隨深度增加逐漸減弱。

2)在沿海地區，淺層地下水含鹽量較高，影響深度15～20m，在對地下水腐蝕等級判定時應進行分層取樣評價，對基礎埋深較淺的建筑物基礎，應按淺層水分析結果進行防腐設計，而下部地下水的腐蝕等級小于上部地下水的腐蝕等級，因此分層評價對地基基礎的防腐設計和樁基礎的樁型選擇具有重要意義。

3)按地下水在不同深度處的腐蝕等級，可采用不同的防腐措施及施工工藝。4)地下水對混凝土結構的腐蝕性評價主要基于單因素考慮。然而影響混凝土腐蝕的因素很多，例如區域的自然環境、污染物性質、地質土層及其分布等。但多因素的腐蝕性評價并不多見。

參考文獻

篇3

關鍵詞：巖土工程；工程勘察；地下水；水位；腐蝕性；工程地基 文獻標識碼：A

中圖分類號：TU42 文章編號：1009-2374（2016）28-0146-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.28.073

地下水的檢定與勘測是巖土工程勘察工作的重要組成部分，因為地下水本身是一個不斷變化的水體，其內部成分也相對復雜，多種因素必然會對巖土工程構成威脅，甚至會影響工程基礎施工，巖土工程勘察中必須積極重視地下水問題，將一切可能的影響因素納入考慮范圍，重點進行分析、排查，從而確保巖土工程勘察工作質量。

1 地下水水位問題

巖土工程勘察是向地下深入勘察的過程，其中必然涉及到地下水問題，地下水水位的升降與動態變化問題等必然會對巖土工程勘察帶來一定影響。

1.1 地下水位上升的影響

由于受地理環境因素、水文條件因素、氣候條件、人為因素等的影響，巖土工程附近的地下水位可能上升，例如降水量較大的年份、雨量充沛的季節河流將迎來汛期，工業污水、生活廢水等大量排放時都可能導致地下水位上升，地下水位夯實將對巖土工程勘察帶來不良危害和影響：

第一，地下水滲透于巖土中，會對土體形成腐蝕、滲透，從而出現沼澤式淤泥式土體，影響巖土工程地基的牢固度，也對巖土工程勘察自身造成影響。

第二，地下水位上升，土體內部水分含量則將增加，這樣一些地勢相對陡峭、起伏不平的地段則將可能出現滑坡、泥石流等危險，這勢必會對巖土工程勘察帶來安全威脅。

第三，特殊的巖土土體，例如細砂土、粉土等，易于吸收水分，當地下水位上升時，土體將液化，當液化土體形成顆粒狀后，則可能出現管涌、流砂等問題，給巖土工程勘察、勘測等帶來不便。

此外，地下水位極度上升可能侵蝕、浸泡巖土工程地基本身，從根源上給建筑物地基帶來負面破壞作用。

1.2 地下水位下降的危害作用

地下水位下降同樣會給巖土工程帶來不良威脅，導致地下水位下降的主要原因為人們無節制、無計劃地利用地表水、地下水，例如：工業企業生產與工程施工等對河流水的利用，農業生產無節制地抽取地下水等，各種問題交織在一起勢必要破壞水體平衡，導致地下水位下降，地下水位下降也將對地表、地面等帶來不良影響，最直接的結果就是地表下沉、地面塌陷等，地表所受浮力也將下降，使得巖土工程無法處于穩定的地基環境中，而且水資源系統受到沖擊，自然環境與生態環境等都將面臨威脅。正是因為受到人為因素、自然因素等的威脅和干擾，地下水資源系統失去了平衡性、穩定性，從而可能出現地下水涌突、流砂上泛等現象，不僅影響巖土工程勘察工作的正常開展，甚至會帶來生命安全問題。

2 地下水水動壓力問題

常規情況下，地下水由于所處環境，其水動力不會形成較大壓力，然而隨著巖土工程勘察工作的開展，地下水的水動力則將逐漸發生變化，進而帶來水動壓力的變化，引發巖石或土體的松動、變形，導致巖土地基失去穩定性，巖土的構造、工程結構等都可能受到影響，巖土工程結構失穩，下一步將影響建筑工程安全。

地基是工程的基礎，從根源上決定著建筑工程的安全度、牢固度，特別是地基坑中有承壓水層時，受到來自于上方建筑工程巨大的作用力、壓力，則可能導致基坑中的承壓水體壓力升高，不斷升高的水動壓力也將給基坑結構、根部等帶來一定的壓力和作用力，從而可能導致地基中的地下水上泛、外涌等問題，這樣基坑中的混凝土則將逐步流失，影響地基牢固度，也使得巖土工程無法按照預定工期和期限施工。

3 地下水腐蝕問題

因為深受內外因素、自然與社會因素等的干擾，多種復雜因素交織在一起使得地下水體中可能出現多種成分，這些復雜的成分很可能對巖土工程地基帶來不良威脅和影響。

3.1 氣候因素引發的混凝土腐蝕問題

當地下水體內含有腐蝕性成分時，巖土地基混凝土中則可能融入腐蝕性物質，會加劇對混凝土的腐蝕與破壞，特別是鹽分、堿性等物質滲透到砼細密紋理中時，混凝土會受到極大破壞。當外界環境中水分不均、干濕不均時，會導致鹽分聚集、集中，鹽溶液逐漸走向飽和，遇到低溫條件，飽和的鹽溶液甚至出現固態鹽分、晶狀成分，具有膨脹作用，可能破壞混凝土內部構造。相反，溫度上升后，鹽分溶解于水體后則可能出現潮解問題，混凝土反復性的潮解、膨脹則必將影響其結構穩定性，可能更快腐蝕、變質，無疑將對巖土工程地基的穩定性、牢固度帶來破壞性影響。

3.2 地下水中腐蝕劑的不良影響

眾所周知，地下水因為處于相對特殊的地理環境中，其內部自然融入了多種化學物質成分，各類化學成分之間容易發生反應以及化學物質本身等都可能對巖土工程地基帶來腐蝕性影響，具體的影響包括化學物質作用于混凝土、石料、石材、鋼材等，對巖土建材表面形成腐蝕作用，特別是地下水體內部的Cl-、NO3-、SO42-等同水體中的氫離子結合，可能生成HCl，酸性成分很容易對砼外部的氧化膜帶來腐蝕作用，氧化膜本身是一層保護膜，一旦受損，其內部鋼筋將會遭到破壞，鋼筋受腐蝕后會出現變形、膨脹、銹蝕等現象，鋼筋作為巖土工程地基支撐性框架結構，遭到腐蝕后，地基混凝土也將受到威脅和破壞，從而導致巖土地基無法長期、永久地發揮支撐功效，進而影響建筑工程的使用周期。

4 巖土工程勘察地下水問題的防范與處理

通過以上分析可以看出，地下水問題會對巖土工程帶來不良影響，特別是地質條件復雜的環境，要想確保巖土工程施工質量，就要結合常見的地下水問題來進行針對性勘察，從整體上保護巖土工程安全，實際勘察過程中要重點做好以下工作：

4.1 重點測量地下水位情況

根據地下水位變化規律，水體有枯水期、豐水期兩大關鍵時期，在實際的巖土工程勘察工作過程中，應該根據季節時段、水期特征等有目的、有針對性地開展勘察工作，要盡量確保科學、精準、動態地掌握地下水位情況，通過數據測量、計算、統計、分析等來掌握地下水位變化幅度，再對巖土工程施工采取對策和措施，控制其對巖土勘察帶來負面影響。

例如：枯水期，由于地下水位下降，水體遠離地面，巖土工程勘測難以精準地測量、測算出地下水位高度、變化幅度等，也就無法對工程施工提供科學的指導，此時可以重點鎖定關鍵因素，地下水變化幅度對地基帶來的不良威脅程度，再對應采取科學、合理、針對性解決對策。因此應該在豐水期來勘測地下水位、水體變化等，以便為巖土工程勘察提供更為精準、有效的數據，要通過科學的防范對策、措施等來提升巖土工程結構的牢固度、穩定性，盡可能預防地基開裂。

4.2 地下水體腐蝕性測定

地下水體腐蝕性能是威脅巖土工程安全的一大因素，必須強化地下水體腐蝕性檢測與測量。根據地質科學規律，通常下層地下水的腐蝕性更強，將對巖土工程地基帶來腐蝕性危害，對此，實際工程施工中就必須選擇抗腐蝕性強的材料來充當工程地基或者通過科學地把握、掌握水灰比來逐漸提升工程地基的耐腐蝕性能，實際巖土工程勘察中，可以對地下水腐蝕性檢測設定等級，根據腐蝕性等級來對巖土地基進行科學處理，提高地基牢固度、穩定性，從而確保建筑工程被長期使用。

4.3 巖土層滲透系數的檢測

巖土層滲透系數是巖土工程勘察過程中必須測定的對象，也是用來分析降水法的一項關鍵標準，應該得到勘察工作的重視。整體來看，巖土工程的設計、結構以及布局等都與巖土層的滲透系數密切相關，最典型的地基挖掘施工中，通常要參照巖土層的滲透系數來對挖掘深度等做出取舍，因此必須對巖土層滲透系數進行精準、客觀的測定與求值。

傳統的室內試驗、現場注水等檢測方法所得出的數據一般與巖土工程實際數據存在差異，影響數據的準確度，對此就要改變檢測方法，選擇野外抽水試驗檢測方法，以此來確保所獲得數據更加靠近實際數值，然而這一方法也存在某種弊端，例如耗時、耗費精力且成本較高等，至今尚未得到深入的運用。因此，實際的巖土層滲透系數檢測就要注重方法的選擇與對比，可以采用室內實驗、室外抽水檢測等相結合的方法，經過反復實驗、檢查與測算，最終得出精準的檢測結果，再對應獲得一個更為精準的巖土層滲透系數，將其作為地基挖掘、巖土工程勘測等的一項科學依據。

5 結語

巖土工程勘察過程中勢必將面臨著復雜的地下水問題，主要的地下水問題包括地下水位問題、水體腐蝕性問題等，每一類地下水問題都可能給巖土工程勘察、工程地基質量帶來不良影響。因此有必要積極重視巖土工程勘察工作，通過科學的調查、試驗、數據統計與分析等來獲得準確的數據，再利用這些科學的數據來為巖土工程勘察提供科學的指導，以此來確保巖土土體性能，確保巖土工程安全。

參考文獻

[1] 高躍.巖土工程勘察中要重視地下水問題[A].2013年10月建筑科技與管理學術交流論文集[C].2013.

[2] 康亮.水文地質勘察中地下水的問題及應對措施分析[J].低碳世界，2014，（7）.

[3] 劉慧，林立春，鄒兆鋼.巖土工程勘察中的水文地質的作用[J].科技致富向導，2011，（21）.

篇4

一、工程地質勘察概述

作為解決各種水文地質問題的專業學科，工程地質勘察工作的順利開展，可以為各種建筑工程施工質量的增強提供可靠地保障。工程地質勘察的主要目的是：對施工區域的地質條件進行深入地分析，選擇出可靠的施工場地，并對施工中可能存在的地質問題做出針對性的措施，為工程施工方案的制定和實施提供重要的參考依據。工程地質勘察的主要任務是：對工程地質條件及可能存在的問題進行必要地分析，促使項目工程施工能夠與地質環境相適應，保證項目施工能夠實現安全、高效的發展目標，及時地消除工程施工中可能存在的安全隱患。

二、工程地質勘察中地下水的問題

（一）地下水位下降的問題

集中性的抽取地下水、各種基礎設施工程的開展、礦山作業的進行等各種人為因素的存在，對于地下水位造成了較大的影響。這些因素使得地下水位原先的內部平衡機制被破壞，相關的作用力出現了失衡的現象，加速了地下水位下降的速度，對工程建設的有效開展帶來了較大的阻礙作用。當地下水的下降幅度過大時，很容易出現地面塌陷、地面沉降等現象，加大地地質災害發生的幾率。同時，受到各種自然因素的影響，地下水位也會存在著下降的問題。在這些人為因素及自然因素的作用下，容易使地下水惡化的現象，影響了地下水的正常使用。像常見的礦井塌方、海水倒灌等問題的產生，都與地下水位下降有著必然的聯系，影響了相關生產作業的工作效率，威脅著作業人員的生命安全。

（二）潛水位上升的問題

作為常見的地下水問題，潛水位的上升對于工程施工質量帶來了潛在的威脅，加大了工程建設中安全事故發生的幾率。潛水位上升與含水層結構不穩定、水文氣象因素及各種人為因素有著一定的關系。在這些因素的共同作用下，潛水位上升將會對巖土工程建設造成巨大的危害。主要體現在：（1）加大了土壤出現沼澤化的幾率，對于建筑物的結構帶來了腐蝕問題；（2）容易使某些斜坡出現滑移的現象，可能會產生巖土體塌方的問題；（3）破壞了一些具有特殊性質的巖土體結構，降低了工程施工區域的抗壓強度；（4）容易出現粉土管涌的現象，加大了流沙問題產生的幾率；（5）一定條件下可能會淹沒建筑物的地下室，破壞地基的穩定性。

（三）地下水頻繁升降的問題

地下水的升降變化，將會對周圍巖土體結構的穩定性帶來巨大的破壞作用，引發了這些巖土體結構變形的問題。在各種客觀存在因素的影響下，地下水頻繁的升降將會使工程施工區域的巖土體出現膨脹收縮變形反復的現象，導致建筑物的地基失衡，容易產生地裂的問題。同時，在地下水頻繁升降的影響下，施工區域的土質由于膠結物的喪失，整體的結構緊密性被破壞，導致施工區域的土質逐漸變松，降低了工程的承載力，影響著基礎性工程實際作用的充分發揮，加大了工程的施工難度。

三、工程地質勘察中地下水問題有效解決的主要措施

（一）高度重視地下水對工程質量的影響

工程地質勘察的過程中，技術人員應該對地下水位的變化有著全面的認識，并對地下含水層的厚度及分布范圍進行有效地分析，理清二者彼此間的組合關系，采取可靠的防滲透措施避免地下水文上升或者下降對工程質量造成較大的影響。在地質勘察報告制定的過程中，技術人員應該對其中地下水在施工過程中可能造成的影響及對施工質量的危害程度做出詳細地說明，促使施工企業能夠意識到地下水問題存在的危害性，進而加強對施工中地下水問題處理工作的重視，從根本上保證了工程施工質量的可靠性。同時，這些工作的順利完成，有利于完善施工方案，增強了工程地基結構的穩定性。

（二）高度重視工程地質勘察中水理性質的研究

地下水與巖土之間的相互作用所表現的性質，即為水理性質。比如，巖土層的透水性、融水性等，都與地下水的變化有關，屬于水理性質方面的內容。因此，工程地質勘查的過程中，技術人員應該重視水理性質的研究，減少地下水對工程質量的影響，確保工程施工計劃的順利實施。在對地下水采樣的過程中，可以選擇在枯水期及豐水期進行有效地采樣分析，及時地獲取地下水位變化的信息，完善工程地質勘察報告的具體內容，為后期工程建設的順利開展提供可靠的參考依據。

（三）充分地利用信息化的技術手段做好地下水的分析工作

地下水位的變化，對于工程施工質量的增強有著一定的影響，客觀地決定了工程地質開展中做好地下水分析工作的必要性。傳統的分析方法在實際的應用中容易受到各種客觀存在因素的影響，無法保證分析結果的合理科學性。因此，技術人員需要充分地利用各種信息化技術，在工程地質勘察中對地下水位的變化、地下水可能對工程建設中造成的影響等方面進行全面地分析，從根本上避免地下水的存在對工程施工進度造成不必要的影響。同時，信息化技術手段的合理使用，有利于為工程施工方案的完善提供必要的參考信息，可以對地下水問題的有效解決提供可靠的工作思路，在保證工程施工安全的同時增加了工程的經濟效益和社會效益，為工程施工質量的增強及服務功能的完善帶來了重要的保障作用。

篇5

關鍵詞：防水；滲漏原因分析；預防

中圖分類號：TU761.1+1文獻標識碼：A文章編號：

地下工程防水體系失效性是指防水體系和材料使用過程中，由于外部作用侵蝕破壞或內部材料弱化，抵抗地下水環境的能力減弱或全部喪失。分析和研究地下工程在不同地下工程在不同地下水環境介質中的失效影響因素與機理、失效材料所產生的物質對周圍結構體性能的影響、建立評價各種失效影響因素指標及失效檢測方法，是地下工程防水體系應研究的重要問題。

一、防水施工原因

前述統計數據表明，防水施工階段是地下工程防水滲漏的主要環節，對部分防水滲漏案例進行分析后發現，既有施工不精心和工藝方面的原因，也有施工管理和檢測方面的原因，同時采用不同施工方法的地下工程，其防水滲漏原因也不盡相同。

（1）噴涂防水地下工程防水體系滲漏的原因有：噴涂防水膜很難保證其均勻性，雖然一般噴涂材料延展性較好，但抗拉強度較低，如發生較大外力作用，結構會發生變形和位移;易導致防水膜破裂，致使整個防水體系失效;另外該施工方法對噴涂的施工工藝精度要求高，但一般工程很難達到。

（2）自防水混凝土的防水體系失敗的原因有：地下工程工作面狹小，混凝土振搗密度實度很難達到設計抗滲的要求，另外施工縫合變形縫也是這種防水措施的薄弱環節。混凝土拌和原材料質量不合格，特別是水泥安定性不合格，不僅導致混凝土開裂滲漏，甚至影響結構安全；混凝土水灰比大，致使混凝土收縮加大，引起混凝土收縮裂縫導致滲漏。

（3）施工工藝原因：混凝土中水分蒸發過快、未對混凝土及時養護；混凝土的攪拌、運輸、澆注、振搗各道工序中缺陷和疏漏；模板構造不當，漏水、漏漿；鋼筋保護層過小、過大，澆灌中鋼筋移位；在極端惡劣的天氣下施工等因素均會導致現澆混凝土結構裂縫產生，造成滲漏。

（4）混凝土的溫度變形：混凝土具有熱脹冷縮的性質，當環境溫度發生變化時，就會產生溫度變形引起附加應力，當其超過混凝土抗拉應力時，即產生裂縫。

（5）混凝土的收縮和徐變：混凝土在空氣中硬結，體積會縮小，易產生干縮列縫。

（6）荷載作用：混凝土早期受震、拆模方法不當、拆模過早、施工超載等原因造成裂縫。

（7）施工縫留設不當或后澆帶處理不當，照成變形縫或后澆帶處滲漏

以上原因說明，防水施工過程是保證工程質量的重要環節，因此應強化防水施工的重要性，針對不同的防水方法制定相應的施工細則，并建立防水施工質量檢測機制。

二.防水設計原因

一部分設計師對防水重要性的認識不夠，認為地下滲漏水不影響結構的安全問題，在選用材料和設計方式上重視程度不夠，因此在防水設計方案中結合結構特征認真研究不充分，致使防水設計不合理。

由防水設計理念問題引發的滲漏：目前地下工程使用壽命都在100年以上，而防水材料的使用壽命均達不到這一要求，因此地下工程防水設計應考慮放排水系統的可維護性和易更換性。

有防水設計經濟性問題引發的滲漏：盡管防水工程在地下工程中占得工程總費用比例是較小的，但往往設計者考慮造價的原因，仍選用價廉差的材料，也是導致防水滲漏的原因。

三.防水材料變異的原因

根據研究，發現由于防水材料材質的變異導致防水體系失效的情況占有較大的比例，其原因有地下水環境和微生物侵蝕對防水材料性能的弱化、已有防水材料材質固有的弱點隨使用的環境的惡劣和使用時間推移逐漸喪失的防水功能。如某鐵路隧道在維修養護時，其防水卷材已變質老化。發生這些情況歸納起來，主要有以下原因：a）劣質的混凝土添加劑中含有高濃度的堿性成分和不易分解的鹽類物質，導致混凝土結構的松軟，析出的物質對防水卷材起了侵蝕作用；b）凍融交替使得防水材料結構變異；c）微生物侵蝕、粘結材料變異；d）地下水中含有不同濃度的酸、堿、鹽離子對材料的侵蝕；e）防水材料材質結構的不穩定導致材料結構組織的變異。

四.維護和管理原因

排水系統堵塞。不暢時，如果維護不善，將導致較大的水壓長期積累引起結構開裂，破壞防水體系。在嚴寒地區的隧道，冰凍產生的凍脹力是導致結構開裂和排水管堵塞破裂的重要原因。

五．防水泄漏預防措施

（1）地下工程環境與其他建筑工程不同，作為附著層的高分子材料，影響其使用期間耐久性的因素是很獨特的，除了一般的由溫度、濕度、光照、酸堿環境作用等引起的材料老化和降解而失效外，還要考慮地下圍巖和襯砌的長期相互作用產生的擠壓、變形因素對防水體系產生的損害作用，并在工程施工前制定出相關對策應對由上述原因產生的問題

目前我國針對工程進行的耐久性檢測中，高分子防水卷材檢測指標主要有：常規檢測指標(外觀及尺寸、拉伸和撕裂強度、伸長率、熱處理尺寸變化率、低溫彎折性、抗穿孔性、不透水性、剪切狀態下的粘合性)和耐久性檢測指標(熱老化處理、耐化學侵蝕、人工氣候加速老化)兩大項。噴涂材料還要增加噴涂材料與潮濕基面的粘結強度、表干和實干時間、加熱伸縮率等項。嚴格按照國家檢測指標對工程泄漏防水起重要作用

（2）根據現場實際情況,全面考慮地下水的影響,正確確定防水等級,合理選擇防水方案。

重視細部構造的防水設計，合理設計控制裂縫的產生及其寬度。

材料方面各種各樣的防水材料層出不窮,魚龍混雜,要深入細致地做些調查研究工作,確實可靠的材料才能入選,并按規范規定的性能指標確定選材。除此之外,進場材料必須有合格證和檢測報告,經現場復驗合格后方能使用。任何材料都有一定的局限性,地下工程防水設計時,工程各部位的細部防水要滿足相應要求,如粘結劑性能指標、搭接寬度等。當連接部位兩種材料不相容時,應選擇能與這兩種材料均相容的防水材料作過渡層。

（3）地下工程防水的工程檢測

地下工程所采取的防水方法不同，對各項施工工藝以及力學、物理、化學指標的要求也不同;不同的使用環境，影響因素差異也較大，因此檢測項目、檢測指標以及檢測方法也相應部同。地下工程的設計壽命期遠遠長于一般建筑工程，其防水工程的壽命與使用年限應是同樣的尺度．部位的細部防水要滿足相應要求,如粘結劑性能指標、搭接寬度等。當連接部位兩種材料不相容時,應選擇能與這兩種材料均相容的防水材料作過渡層。以保障防水工程的正常使用年限

（4）在工程施工階段應做好嚴格的監管，確保工程施工人員按照國家對防水工程建設的標準進行施工，并強化施工人員施工的理論基礎與施工技術

篇6

關鍵詞：地下水；富集規律；成因分析

中圖分類號：P64 文獻標識碼：A

四川省北部盆周山地紅層低山丘陵區水資源貧乏，區內無大中型水利設施，加之大氣降水時空分布差異極大，水資源分布時空極度不均，造成該地區缺水嚴重，人畜飲用水困難。然而區內砂、泥巖淺層風化帶內普遍賦存有地下水，通過調查，該區淺層地下水開發利用條件具如下特點：1、地下水分布普遍；2、埋藏淺、開采方便；3、水質較好、適宜飲用；4、可持續開采。結合該紅層地區農戶“居住分散、用水量少”的需水特征，紅層丘陵區的地下水資源特征與當地農村家庭的用水需求狀況具有極佳的結合點，實踐也證明開發利用地下水資源解決農村飲用水問題具有投資省、見效快、供水保障率高、水質好、少占地、易管理等優點，還會對該地區的生態環境建設提供堅實支撐。但普遍分布的淺層地下水中Fe、Mn含量普遍較高，為了充分利用好地下水資源，必須全面掌握該地區的地下水中Fe、Mn元素的分布形成和富集規律，科學開發地下水。采取簡便可行的方式處理地下水中的Fe、Mn元素，以發揮其清潔、方便和廉價的優勢。

一、地下水中Fe、Mn的危害

四川省紅層低山丘陵地區找水打井工程調查與區劃項目已實施兩期，無論是四川盆地紅層丘陵區，還是盆周山地區，紅層淺層（15～25m）地下水化學特征中最顯著、最普遍的特征就是Fe、Mn含量偏高。Fe、Mn是構成生物體的基本元素之一，但是，Fe、Mn元素過量也會給人們的生活和生產帶來很多不便和危害。

在用水井取水過程中，呈溶解狀態的Fe容易被氧化而沉淀，堵塞井壁，導致水井出水量減少甚至不得不廢棄水井。從感官上講，Fe、Mn含量偏高的水會產生令人不愉快的顏色和獨特的臭味，而且會在衣物、器具上著色，很不美觀。從生理學上講，人體攝入過量的Mn，會造成相關器官的病變。日本東京郊區曾發生過居民飲用受Mn污染的井水而患病死亡的事件。Mn對人體有慢性中毒現象，對Mn礦工人的調查資料表明，他們患有類似于精神分裂癥的強烈的精神障礙癥。對于工業用水，如造紙工業、紡織工業、食品工業、釀造工業等，過多的Fe、Mn含量會使產品的質量下降，造成很大的經濟損失。

二、Fe、Mn元素的背景特征

Fe、Mn在地下水中的存在形式主要為離子態。眾所周知，Fe、Mn均為變價元素，價態的改變可引起離子性質的變化，導致其化學性質也發生改變。如Mn離子隨電價的增高而離子半徑逐漸縮小，離子電位和電負性相應增高，引起離子的非金屬性增強表現在Mn的氧化物性質上，由堿性（低價態）向酸性（高價態）變化。Mn的親合力低于Fe的親合力，因此，Mn的二價氧化物比Fe的二價氧化物穩定區大，即使存在其他陰離子（如HCO3-、SO42-）時，可溶性的Mn的穩定區也比可溶性的Fe的穩定區大，因此，在相同條件下，地下水中的Mn2+比Fe2+易遷移富集，因而，地下水中Mn2+含量應比Fe2+含量高，但是，本區地下水形成的Mn2+、Fe2+的條件并不相同，尤其是原生沉積環境中巖石的Fe、Mn含量差異很大（見表1），Mn的豐度為505～589ppm，Fe的豐度為28778～32355ppm，相差達56倍，因此，地下水中仍然是Fe2+含量高于Mn2+離子含量，這與原生沉積環境和本次采樣試驗結果相符。

三、Fe、Mn元素的分布特征

通過以蒼溪縣紅層低山丘陵區地下水的調查以及41組水樣分析試驗（見表2）為例，四川省北部盆周山地紅層低山丘陵區地下水水質具有如下特征：

1絕大部分示范井（井深18～25m）都有Fe、Mn檢出。27組水樣中有25組Fe元素檢出，檢出率達92.6％，超標14組，超標率達34.15％，Fe含量最高達0.989mg/L，最大超標倍數為3.3倍；27組水樣中有25組Mn元素檢出，檢出率達92.6％，超標9組，超標率達21.95％，Mn含量最高達0.489mg/L，最大超標倍數達4.9倍。而14組民井、大口井（井深1.0～15.0m）水樣Fe、Mn檢出均為2組，檢出率僅14.3％，即便檢出，其值也很低。由此可見，隨著井深的增加、徑流逐漸減弱，Fe、Mn含量有逐漸增高的趨勢，加上地下水從上向下的越流補給，使Fe、Mn含量逐層積累，也導致了地下水中Fe、Mn含量隨深度的增大而增加。

2從Fe、Mn含量偏高的井孔所在的微地貌部位來看，在地下水徑流速度較快的補給區，地下水中的Fe、Mn含量相對較低；而在臺狀低山深丘平臺、緩坡帶，尤其是分布規模較大的平臺后緣、低洼寬谷等地帶，為地下水排泄區或埋藏區，地下水Fe、Mn含量相對較高且分布普遍，這與該帶地下水水位埋藏淺、處還原環境或弱氧化環境有關；該帶地下水徑流速度緩慢、以及上覆土層較厚，上覆巖土中含大量有機質，有機質成分、腐殖酸與厭氧菌的活動，致使地下水中Fe、Mn普遍偏高。

篇7

關鍵詞：人類活動影響；濕地生態用水；用水安全；衡水湖

the wetland ecological water safety analysis of the hengshui lake

based on the influence of human activities

yin xin-ming,zhang jia-xing

(hengshui bureau for hydrology and water resources suwey of hebei,hengshui053000,china)

abstract: under the influence of human activities,the water supply source of the hengshui lake wetland mainly relies on water from other river basin.during the process of water transfer,the contaminants of rivers along the watercourse,high sediment concentration of the yellow river and the surrounding agriculture and industry of the hengshui lake wetland lead to a severe wetland ecological water safety problem.through analysis of the impact on the water environmental of the hengshui lake wetland during the process of water transfer,including analysis of the water supply source,analysis of the importance of the supplemental water quality,analysis of the impact of the high sediment concentration on the water quality and so on,this article expounds the existing problems of the hengshui lake wetland water safety supply and provides the scientific basis for the hengshui lake wetland protection and restoration.

key words: influence of human activities;wetland ecological water;water safety;hengshui lake

衡水湖來水主要有流域自產徑流量、過境洪瀝水、跨流域引水組成。地表水資源的過度開發和利用導致進入下游平原河道的徑流量明顯減少，過境洪瀝明顯減少。在地表水嚴重不足情況下，不足部分只有依靠超采地下水來補足，地下水嚴重超采導致地下水位迅速下降，土壤非飽和帶增厚，降水更多地補充土壤水消耗，使地表產水能力下降。以上因素疊加造成自產水量更少，致使該濕地水源主要依靠外流域調水［1］。

1 濕地水安全意義

濕地生態系統的穩定性很大程度上取決于其水源的穩定性。水文條件能直接改變濕地的物理化學性質，進而影響到物種組成和豐度、第一性生產力、有機物質的積累和營養循環。水導致獨特的植物組成，但限制或增加物種的豐度。靜水濕地或連續深水濕地的生產力都很低。通常有高能量的水流，或有脈沖性水周期的濕地生產力最高［2］。

在積水覆蓋的條件下，其基質長期處于還原狀態，限制了微生物的數量和活性，較高的生物量得不到充分的分解，有機物質便以泥炭的形式積累儲存起來。土壤-水界面的交互作用，使濕地土壤以還原性質為主的同時，在其表層有一薄氧化層，承擔著濕地物質的化學轉化和營養循環，構成濕地生態過程的重要一環?？梢?，濕地生態系統的一切生態過程都是以固定的水文為基礎的，正是由于其系統結構對水文條件的依賴性，濕地生態系統才如此脆弱，以致于一旦失去水，其系統面貌便會發生根本性的轉變。

不同類型的濕地的脆弱性有所差異，高水能濕地中由于有機質積累很少，只要其水源被截斷，其生態系統類型就迅速轉變；如果水源恢復，系統就會基本恢復到原來的狀態。如吉林省西部向海附近的蘆葦濕地，在干旱年份沒有水源的情況下，形成大片的堿蓬群落，而在豐水年份，地面被積水覆蓋后，蘆葦群落便得以迅速恢復。而低水能的濕地，由于具有保水性能的泥炭層的存在，可以對氣候的干濕變化在系統內部進行調節，其生態敏感性則相對較低；除此之外，泥炭沼澤對閾限內的排水亦有較強的恢復能力。

脆弱生態環境是在自然因素的基礎上疊加了人類不合理開發利用而形成的。自然因素是其脆弱性形成的基質，人類活動則是起加速或減速等動力作用。不同地域由于自然條件的差異，脆弱生態環境的表現特征不同。因此，在進行生態環境脆弱性評價時應遵循地域性、主導性、科學性和可操作性的原則。影響濕地脆弱性的因子很多，就衡水湖而言，濕地的脆弱性主要表現在水源供給保障脆弱性、水質污染脆弱性和人類活動綜合影響干擾脆弱性。

2 半干旱地區退化濕地生態補水的原則

濕地生態補水是指恢復濕地自然水文情勢的過程。根據濕地退化特征和影響因素，確定了濕地恢復原則［3］。

恢復濕地自然過程原則：自然濕地是生物與環境長期協調發展而形成的具有自我調節、相對穩定的自然綜合體，當生態系統達到動態平衡的穩定狀態時，能夠自我調節和維持自身的正常功能，并能在很大程度上克服和消除外來的干擾，保護自身的穩定性。

可操作性原則：在全面了解濕地生態系統的基底上，找出濕地退化原因與可恢復性，以及需要采取的措施。

優先性原則：針對濕地退化的主要原因以及濕地保護的主要目標，必須要從當前最緊迫的任務出發，優先保護珍稀、瀕危動物及其棲息地，逐步恢復濕地功能。

最小風險原則和最大效益原則：在考慮成本同時，必須考慮恢復措施對濕地負面影響最小和恢復效益最大化。

生物配置多樣性原則：環境條件的多樣性決定了生物配置的多樣性，具有生物多樣性的生態系統才是穩定的生態系統。

3 衡水湖供水水源分析

衡水市是河北省人均水資源最少的地區之一。全市人均148 m3，低于全省人均386 m3的水平，僅為全國人均水平的5.5%。衡水市平均用水量1 600 m3/hm2，均遠低于全省和全國平均水平。由此可見，衡水市水資源已達相當匱乏的程度。由于缺水，工業及居民用水全部要依靠深層地下水。據資料分析，每年深層地下水允許開采量2.43億 m3，而實際全市每年開采量都在8.20億 m3以上，年超采量在6億m3左右。深層地下水埋深大幅下降，2003年漏斗中心埋深100.02 m(冀州市劉豐備、7月11日)，漏斗面積（0 m等水位線）為8 442 km2，同時還引發了一系列的環境地質問題［4］。

  衡水湖水源主要有當地匯水、崗南黃壁莊水庫來水、岳城水庫來水、引黃河水衛運河水等。當地匯水主要有滏東排河2 500 km2流域的澇水，滏陽河14 420 km2流域的來水和利用衛―千引水工程引蓄衛運河水(見表1)。崗南、黃壁莊水庫來水主要是利用兩水庫在每年汛前騰庫下泄水，經石津渠、軍齊干渠引水到滏陽河，再由冀碼渠從冀州南關閘入衡水湖。岳城水庫來水，通過衛運河到衛―千渠，經王口閘入衡水湖［5］。

水主要通過降水量多少、降水穩定性、蒸發與降水關系對利用的影響、徑流變率及地下水礦化度等影響脆弱生態環境的形成［6］。影響衡水湖濕地的水分條件是年降水量和河流徑流量，由于上游水利工程的攔截和水資源開發程度高，衡水湖上游來水保證率很低。

衡水市地處嚴重干旱缺水的華北平原中心地帶，多年平均降雨量518.9 mm，水面蒸發量卻高達1 300 mm，由于地表水資源的嚴重缺乏，衡水市的工農業用水和生活用水主要靠開采深層地下水，并因超采形成了以衡水市為中心的地下漏斗區。水資源短缺已是衡水湖面臨的巨大威脅。目前，衡水湖水源主要來自于黃河水和上游各大水庫的汛期棄水［7-9］。

由于集水區降水年際變異大，衡水湖蓄水量也有很大的年際變動，見表3。目前設計蓄水位21 m，最大蓄水能力為1.88億 m3，其中東湖蓄水面積42.50 km2、可蓄水1.23億 m3；西湖蓄水面積32.50 km2、可蓄水0.65億 m3。1994年-2008年實際累計蓄黃河水6.27億 m3，年均0.52億 m3。

4 衡水湖補水水質影響因素分析

由于自然和人為因素的雙重影響，黃河水資源日漸短缺，水土流失嚴重，荒漠化現象突出，生態環境日趨退化，致使黃河水質局部河段已達不到相應水質標準。

多年來雖采取了一系列的措施來保護衡水湖，但湖體自身的保護很難保證在整個大環境高營養水平的態勢下，水質不受影響。湖周圍的匯水富營養化程度已經處于一個較高的水平，大多數水質狀況總氮在10 mg/l以上，將大大增加湖水的保護難度［10］。

引水線沿途進入衡水市(油故閘)以前，清涼江上游清河縣城生活及工業污水的排入(主要有清河縣造紙廠)和衛－千渠，自油故閘至入湖口(王口閘)段，棗強縣境內部分城鎮污水及工業污水的排入(主要有棗強的皮革、皮毛、染料等廢水)。

衡水湖周邊污染源影響，主要是冀州市部分工業和城市污水通過西線引水渠經冀州市南關進水閘排入東湖。另有部分污水直接排入冀州小湖。

湖內網箱養魚，追求水產品的經濟效益，高放餌料增加了湖水中的營養物質，以及湖內養鴨、養鵝等，動物的排泄物也增加了湖水中的營養物質，污染水體。

在衡水湖流域內，上游河道水質不同程度受到污染，水質為ⅴ類或劣ⅴ類，汛期來水進入衡水湖，對衡水湖水質構成威脅。另外，衡水湖上游流域主要以農業種植為主，農業生產中使用大量的農藥、化肥，在汛期，隨地表水流進入水體，也對衡水湖水質構成威脅。

由于旅游業的開發產生的生活污水和生活垃圾，對水體造成污染。由于衡水湖主要靠引黃河水補充，因此，所引黃河水質的好壞，引水渠道沿途污染源的排污狀況及衡水湖周邊的排污情況決定了衡水湖水質的狀況。

5 泥沙對水質的影響

黃河是世界上罕見的多泥沙河流，衡水湖目前主要水源是引黃河水，泥沙與水系相互作用對水質影響顯著。

5.1 黃河泥沙對重金屬的吸持特征

由于泥沙具有巨大的比表面積，含有大量活性基團，是水體中重金屬污染物最主要的載體，決定著重金屬在水體中的化學行為和生物效應。早在20世紀80年代初，金向燦研究了黃河中游干流龍門、潼關、三門峽斷面和支流渭河華縣與汾河河津斷面的懸浮泥沙對銅、鉛和鋅離子的吸持行為，發現黃河懸浮泥沙對鉛的吸持量特別高，鉛的吸附量在豐水期達550.29×10-3 meq/g；在枯水期達318.53×10-3 meq/g。他從泥沙中鐵錳氧化物含量較高和在較高ph條件下鉛離子易生成羥基化合物兩個方面對此現象進行解釋。

李麗娟、徐云麟等研究了黃河三門峽庫區的懸浮泥沙對銅、鋅、鉛離子的吸持能力，發現被吸持的銅、鋅和鉛離子中有50%～70%與泥沙中的碳酸鹽物質結合，有15%～33%與鐵錳氧化物結合，認為這與黃河泥沙的優勢地球化學相有關［11］。

20世紀90年代，高宏和暴維英等對黃河泥沙吸持重金屬的行為進行了較為全面的研究，除銅、鉛、鋅以外，還研究了鎘、錳和汞等。研究了不同吸附質的差別，還研究了吸附劑濃度對吸持量的影響；并對吸持作用和泥沙中重金屬的溶出作用進行了深入研究。研究發現，在個別河段(如洛河漫水橋斷面)，當泥沙-水的比例達10 g/l時，從泥沙中溶出的銅離子可達0.049 mg/l，超過漁業水質標準，少數斷面由于泥沙中汞的溶出，使河水中的汞達ⅲ類水質標準［12］。

2000年以后，趙蓉等人研究了在泥沙吸持重金屬過程中碳酸鹽物質所起的作用。他們用含3.91%碳酸鹽的黃土樣品與洗除掉碳酸鹽(含量僅0.83%)的樣品分別進行對銅離子的吸持實驗，發現去除掉碳酸鹽的泥沙樣品對銅離子的吸持量大大低于未洗除碳酸鹽的樣品對銅離子的吸持量。研究發現，含3.91%碳酸鹽的黃土樣品所吸持的銅離子90%以上與碳酸鹽形成沉淀。同期，張嵐等研究了不同化合態的銅離子(cu(no3)2與cuso4)對泥沙吸持銅離子的影響，發現當水中銅離子濃度達到500 mg/l以上時，cu(no3)2中的銅離子不能被吸持，而cuso4中的銅離子仍能被泥沙繼續吸持［13］。

5.2 黃河泥沙對微量有毒有機物的吸持特征

關于黃河泥沙對微量有毒有機物的吸持作用，嚴舜鈞于20世紀80年代研究黃河干流蘭州、包頭和龍門3個斷面的懸浮泥沙對有機農藥殺蟲瞇和殺草快的吸持作用，發現蘭州斷面懸浮泥沙對殺蟲瞇和殺草快的吸持量均顯著低于包頭和龍門懸浮泥沙的吸持量，對離子型化合物殺草快尤為顯著。研究認為原因是蘭州懸浮物中蒙脫石與陽離子交換量大大低于包頭、龍門的懸浮物與陽離子交換量。實驗觀測到，殺蟲瞇與殺草快兩種農藥之間存在著競爭吸持，殺草快有相對強的競爭力，表現為隨著殺蟲瞇濃度的增加，殺草快的吸持量下降，而殺蟲瞇的濃度對殺草快的吸持量無影響［14］。

20世紀90年代，暴維英等研究了黃河龍門斷面的泥沙對硝基氯苯類化合物的分配作用，通過實驗查明，1，2-氯苯、甲基對硫磷和對硝基氯苯在黃河泥沙與水之間的分配系數分別為0.967、3.073和2.28；1，2-二氯苯的泥沙-水分配系數與黃河泥沙中有機質含量呈顯著的正相關關系。

5.3 黃河泥沙對氨氮的吸附作用及對氮化合物形態轉化的影響

由于氨氮是黃河最主要的污染物，氨轉化為亞硝酸再轉化為硝酸的過程對水生態系統極為重要，研究泥沙對氨氮的吸附作用和氮化合物形態轉化的影響尤為重要。

20世紀90年代末，高宏等人的研究發現，當泥沙濃度為10 g/l時，水中10 mg/l的氨氮有16%為泥沙所吸附；當泥沙濃度大于10 g/l時，水中10 mg/l的氨氮有60%為泥沙所吸附。研究查明，泥沙的存在可大大促進黃河水中的氨轉化為硝酸，在不含黃河泥沙的水中注入10 mg/l氨氮，其全部消化需要30天以上時間，當水中含有5 g/l黃河泥沙，其全部消化時間縮短到10天以下。研究認為這與黃河泥沙中含有消化細菌有關［15］。

    湖底沉積的泥沙是有機體的重要來源。微生物能被吸附在顆粒的表面上，隨水體進入湖泊。國外對廢水或水體中吸附在顆粒上的病毒數實驗：有顆粒物的水體中病毒和經過過濾后水體中病毒數的關系為：

r=3n（1）

式中：r-顆粒物中病毒的濃度；n-水體中的病毒濃度。

2004年，余暉、張學青和夏星輝等從化學和微生物兩個方面對這一問題做了較細致的研究，得到了以下主要結論：在其他條件一致的情況下，泥沙含量的增加使固相載體上吸附的氨氮總量增加，但就單位質量顆粒物所吸附的量而言，低含量條件下吸附的氨氮量較高；在溫度、培養時間和充氧等條件一致的情況下，泥沙含量高低對氨氮消化速率存在顯著影響，泥沙含量越高，消化速率越快。泥沙含量分別為0、184 g/l和5.0 g/l時，其平均消化速率分別為1.15 mg/（l·d）、1.63 mg/（l·d）與2.45 mg/（l·d）；水中泥沙含量的高低對氨化細菌、亞硝化細菌和硝化細菌的數量均有顯著影響，泥沙含量越高，這3種細菌的數量越多(在泥沙含量為184 g/l的水中硝化細菌的峰值為30萬個，在泥沙含量為5.0 g/l的水中硝化細菌的峰值增加至95萬個)，且細菌主要生長于泥沙-水的界面附近，固相載體上的細菌數明顯高于液相中的細菌數［16］。

排入水體的細菌和病毒可能吸附在顆粒物表面，然后被顆粒物帶入湖泊和懸浮污染顆粒上。比起水體中，微生物能夠在底泥沉積中生存更長時間。

如果底泥中吸附高濃度的微生物，底泥沙子再懸浮和解吸就成為湖泊污染的重要來源。

6 結論

隨著社會經濟活動的發展，人類活動的各種影響迅速滲透到衡水湖濕地流域生態系統的每一個部分。衡水湖水源供給安全問題是濕地恢復和保護的首要問題。

由于上游大量水利工程以及用水量巨大，保護和恢復衡水湖濕地，要靠外流域調水來維持。衡水湖水源主要靠引黃河水為主。

在引黃河水的過程中產生一系列水安全問題。一是引黃河水過程中沿途河道污染對水質的影響；二是黃河水含沙量對水質產生的影響。

針對衡水湖濕地脆弱性特征，濕地保護對策主要包括控制上游來水質量，盡量減少入湖污染；加強生態監測與研究；制定濕地保護規劃，加強和完善管理制度；堅持開發與保護并舉，從而實現湖區的可持續發展。衡水湖濕地脆弱性的表現要求我們要更好的保護。

參考文獻:

［1］ 張彥增，尹俊嶺，崔希東，等.衡水湖濕地恢復與生態功能［m］.北京：中國水利水電出版社，2010.(zhang yan-zeng,yin jun-ling,cui xi-dong,et al.the restoration of hengshui lake wetland and the ecological function［m］.beijing:china water power press,2010.(in chinese))

［2］ 鄧偉.濕地與水資源系統安全的維持［j］.科學中國人，2005，（4）：23-25.（deng wei.the preservation of wetland and water resources system security［j］.scientific chinese,2005,(4):23-25.（in chinese））

［3］ 呂憲國.半干旱地區退化濕地生態補水的原則與方法［eb/ol］.shidi.org．(lv xian-guo.the water replenishing principle and method of the degenerated wetland of semiarid region［eb/ol］.shidi.org．(in chinese))

［4］ 何書會，李永根，馬賀明，等.水資源評價方法與實例［m］.北京：中國水利水電出版社，2008.(he shu-hui,li yong-gen,ma he-ming.water resources evaluation methods and examples［m］.beijing:china water power press,2008.(in chinese))

［5］ 河北省衡水水文水資源勘測局.衡水市水資源評價報告［r］.2006.(hengshui bureau for hydrology and water resources suwey of hebei.water resources assessment report of hengshui city［r］.2006.(in chinese))

［6］ 王浩.變化環境下流域水資源評價方法［m］.北京：中國水利水電出版社，2009.(wang hao.water resources evaluation method of river basin in a changing environment ［m］.beijing:china water power press,2009.(in chinese))

［7］ 董憶鋒.衡水地區水利志［m］.石家莊：河北人民出版社，1995.(dong yi-feng.water conservancy log of hengshui region ［m］.shijiazhuang：hebei people's publishing house,1995.(in chinese))

［8］ 張學知.衡水湖濕地生態系統恢復原理與方法［j］.南水北調與水利科技，2010，8(1)：122-125.（zhang xue-zhi.the hengshui lake wetland ecosystem restoration principle and method ［j］.south-to-north water transfers and water scinenes & technoiogy,2010,8(1):122-125.(in chinese)）

［9］ 宋學詩，王冠英，王啟文，等.河北省平原地區中小面積除澇水文計算手冊及河北省平原設計暴雨圖集研究［k］.1998.(song xue-shi,wang guan-ying,wang qi-wen，et al.water logging controlling hydrologic calculation manual of medium and small area and hebei plain designed rainstorm atlas research of hebei plain region［k］.1998.(in chinese))

篇8

關鍵詞：水簾峽，滑坡，災害治理

中圖分類號：F407.1 文獻標識碼：A

一、滑坡體概況

水簾峽滑坡分布于水簾峽景區的東南部（水庫東南山體），該山體長約272m，寬約60-162m，高約631.85m，高差達93m。山體坡向294°，坡角約為32°。地層巖性主要為南官莊斜長角閃巖單元斜長角閃巖和上港奧長花崗巖單元片麻狀奧長花崗巖。上港奧長花崗巖單元片麻狀奧長花崗巖侵入南官莊斜長角閃巖單元斜長角閃巖[1]。

據現場調查，2010年8月26日前后，在水庫的東北岸路上出現裂縫及起鼓現象，9月2日經現場調查，在水庫東南山坡上分布有一滑坡，滑坡體平面長約67m，后緣寬約30m，前緣寬約63-64m。后緣裂縫寬約0.4-0.5m，高差約1.2-1.3m，裂縫可見深度約為1.1-1.3m，呈圓弧形向西北方向擴展，且已貫通兩側。在滑坡體的前緣高陡邊坡的頂部分布多條平行于坡面的細小裂縫，坡體前部的走廓及路面受擠壓嚴重變形，并出現邊坡垮塌現象。

2010年9月2日至9月9日斷續降雨，滑坡體出現加速滑動，據9月9日現場調查，滑坡體后緣裂縫寬度增加6-7cm，高差增加10-12cm(照片2-3和照片2-4)，特別是在山體的北側西部出現一條新的弧形裂縫，方向基本平行于邊坡，裂縫寬0.4-0.5m，可見深度1.0-1.2m，高差0.2-0.30m。滑坡體前緣裂縫不斷發展，邊坡垮塌現象不斷發生，累計垮塌土石方量約為50-60m3，地面變形加劇。

由物探成果可知[2]，1線縱斷面滑坡體總體厚度在10-20m之間，2線厚度約為4.2～11.1m，面波3線總體厚度在5-7.5m， 4線總體厚度在4-12m，5線滑坡體厚度總體5-14m，平均厚度約為 9.28-11.7m，滑坡體平面面積約為2950m2，據計算，滑坡體體積約為35515m3。

從滑坡體體積分析，滑坡體類型屬于小型滑坡。按滑坡體的厚度分析，該滑坡體屬中-淺層滑坡。

二、滑坡體特征分析

根據滑坡體的所處的環境地質條件，結合野外調查，水簾峽滑坡體的結構特征如下：水簾峽滑坡體巖性主要為南官莊斜長角閃巖、角閃石巖和奧長花崗巖單元。奧長花崗巖在形成過程對南官莊斜長角閃巖進行侵入，并且地殼運動，奧長花崗巖抬升形成山地，表面表現為直接覆蓋于南官莊斜長角閃巖上。由于南官莊斜長角閃巖在抬升過程中上升幅度不一，在滑坡體所在區域形成東高西低，北高南低的傾斜面。南官莊斜長角閃巖巖層表面傾向西南，與地形坡向基本一致。上覆的奧長花崗巖受構造影響，巖石破碎，沿順坡巖層滑動，形成巖質滑坡類型中的順層滑坡（見圖1）。

圖1 滑坡體結構特征圖（東南-西北向）

三、滑坡災害形成的機理

1、地質作用

（1）地質構造

根據現場調查和觀察，區內地質構造發育，垂直與水平節理裂隙，巖石破碎，隨著氣溫升降和巖石干濕變化及水的楔入和凍脹，巖石沿著已有的破碎部位形成新的裂隙，原有裂隙進一步增寬、加深、延展和擴大，從而進一步加劇了巖石的破壞。

（2）地層侵入

區域上巖漿巖十分發育，在水簾峽附近區域主要分布有南官莊斜長角閃巖單元、麻塔角閃石巖單元和上港奧長花崗巖單元。南官莊斜長角閃巖單元先期形成，在上港奧長花崗巖單元形成時，對南官莊斜長角閃巖單元巖石形成侵入。地殼抬升時，上港奧長花崗巖單元覆蓋于南官莊斜長角閃巖單元，形成上港奧長花崗巖單元出露時東南高、西北低，坡面傾向西北，為滑坡產生和發展創造了條件。

（3）巖石風化影響

南官莊斜長角閃巖和上港奧長花崗巖雖然同屬侵入巖，但是巖性和成分不同。上港奧長花崗巖侵入形成后，受構造影響巖石破碎，風化作用首先從地表開始，逐漸向地層內部深入。根據現場調查，上港奧長花崗巖經風化作用后，鐵錳浸染現象相當普遍。通過風化作用影響，削弱破壞巖石顆粒間的聯接，形成、擴大巖體裂隙，降低斷面的粗糙程度，產生次生粘土礦物等，從而降低了巖體的強度和穩定性。

2、降雨

進入8月份以來,歷城區柳埠鎮降雨偏多且集中，據降雨量統計（見表1），僅8月份降雨量達421.1mm，其中從8月17日開始持續進行降雨，至8月27日累計降雨量達到277.8mm，約占全月降水總量的66%。徑流在坡面形成時間相對較長，坡積物孔隙大，植物根系發達，雨水隨根系及孔隙進入坡體，造成巖土體呈飽和狀態，加上坡體上挖坑植樹給積水入滲創造了條件，坡體吸收較多的水分導致坡體嚴重增重，下滑力加大，抗滑能力降低。

表1水簾峽附近（2010年8月份-9月初）日降雨量統計情況表

3、人類工程活動影響

滑坡體前緣為一人工開挖形成的高陡邊坡，邊坡坡度70°-75°，高差約14-17m。地勢較陡，高差較大，并且坡度傾向于水庫，未采取有效的邊坡防治措施進行治理，致使滑坡體前緣抗滑力降低，為滑坡體形成創造了條件。

綜上所述，由于地質構造造成侵入巖水平、垂直節理裂隙發育，巖石破碎；侵入巖層底部坡面傾向水庫，巖石在長時間的風化作用下，鐵錳浸染現象普遍。植被發育，坡積物孔隙大，降雨偏多且集中，造成巖土體飽和，自重力增大。滑坡體前緣人工開挖形成高陡邊坡未進行有效治理。在自然因素與人為活動的共同作用下，從而產生滑坡災害。

四、滑坡穩定性評價

根據《滑坡防治工程勘查規范》(DZ/T0218-2006)并參考《工程地質手冊》推薦的滑坡穩定性評價公式，本次計算采用傳遞系數法進行。

1、計算假定

視滑坡體為不可壓縮介質，且不考慮滑坡體的局部擠壓變形，按滑坡面變坡點將滑坡體垂直地劃分為若干塊，每一塊均視為剛體，滑坡體條塊間傳遞壓力而不傳遞拉力。

2、計算荷載

滑坡推力按自重＋持續降雨或暴雨＋地震(受地震力、靜水壓力聯合作用)進行計算。

3、計算方法

滑坡推力按傳遞系數法計算，計算原理如圖2。

圖2 計算原理圖

4、計算結果

根據滑坡體的滑動剖面，對剖面進行剖分，共劃分成15個剖面。根據計算，滑坡體下滑力為-63.881(kN/m)?；麦w處于不穩定狀態。

五、滑坡治理措施

由于水簾峽滑坡發生在運營中的水簾峽地質公園范圍內,所以滑坡治理考慮臨時搶險與永久根治兩個階段進行。先按照搶險工程進行臨時處置：在雨季封閉水簾峽地質公園，在坡體增設排水孔，用粘土夯實并封堵地表裂縫等應急措施，另外在滑體上布設監測系統，對滑體進行監測，及時反饋滑坡的動態信息,對出現的新情況進行及時處理。永久性治理方案則采用以下多種手段方案。

(1)在現有滑坡底部設置一排預應力錨索抗滑樁,阻擋滑坡的下滑?？够瑯对O計長度27000mm，嵌固深度23000mm，樁徑φ1500mm，樁間距3000mm；主筋33Φ25，箍筋φ8@150mm，加強筋Φ16@2000mm，砼強度C30。

(2)地表及地下排水措施首先采用地表有組織排水措施,排出地表水盡量減少地表水入滲到地下,同時采用地下排水措施,在滑坡后部修建截水盲洞,以降低樁后地下水。

(3)坡面植草為防止坡面沖刷,阻止地表水入滲,對整個坡面失缺植被的地方進行植草防護,。

六、結語

通過對水簾峽滑坡的綜合分析及有效治理后可得出以下結論:

1、通過對地質勘探資料和物探資料分析,該滑坡屬于小型滑坡。

2、通過多因素綜合分析,找到了造成該滑坡復活的原因。水簾峽滑坡主要受地層、巖性、地質構造、地形地貌、坡體結構及氣象與水文等條件多因素的影響,其形成是這些因素共同作用的結果。首先,滑坡地區的工程地質與水文地質條件是產生滑坡的主要內因；其次,公園在建設過程中滑坡邊坡的破壞是滑坡產生的主要外因。

3、在制定治理方案上，將應急與永久相結合，在綜合考慮了滑體的變形特征和工程地質條件的情況下，制定具體治理措施，并進行優化組合。

參考文獻

[1] 王慶兵等，濟南市歷城區水簾峽景區山體滑坡災害調查與治理工程設計方案，2010年；

篇9

關鍵詞 地下水；水質；變化趨勢；成因；遼寧阜新

中圖分類號 X832 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2013）05-0233-02

地下水是水資源的重要組成部分，對支撐經濟社會和可持續發展具有不可替代的作用。同時，地下水資源又是重要的環境要素，直接影響和改變生態環境狀況[1-5]。隨著采礦業的崛起，工業“三廢”的排放，垃圾填埋場處理的不完善，地下水資源的過度開采，使阜新市的地下水水質受到了嚴重的污染?，F根據阜新市地下水水質實測數據進行污染趨勢分析，并分析污染成因，為促進當地水資源的保護、經濟的可持續發展和環境的改善提供科學依據。

1 地下水水質現狀

依據《地下水質量標準》（GB/T 14848-93），分別按照單項組分評價和綜合評價對阜新市的10處地下水井進行了地下水質量評價，并以Ⅲ類水標準值的上限值確定為地下水控制標準。2010年共對阜新市的10眼地下水井進行了水質監測與評價，水質類別在Ⅳ～Ⅴ類之間。其中，7眼地下水井水質類別為Ⅳ類，3眼地下水井水質類別為Ⅴ類。10眼監測井均存在不同程度的超標現象，主要污染物為鐵、氨氮和亞硝酸鹽氮。綜合評價結果表明，在10眼地下水井中，9眼地下水井質量級別為較差，1眼地下水井質量級別為極差?？傮w上來說地下水水質狀況較差。

2 地下水水質變化趨勢分析

2.1 分析方法及參數

地下水水質變化趨勢分析，選用Spearman秩相關系數法進行檢驗。該方法要求具備足夠的數據，一般至少采用4個期間的數據。秩相關系數的計算公式如下：

γs=1-

di=Xi-Yi

式中：di是變量Xi與變量Yi的差值；Xi是周期1至周期n按濃度值從小到大排列的序號；Yi是按時間順序排列的序號。將秩相關系數γs的絕對值同Spearman秩相關系數統計表中的臨界值Wp進行比較，當|γs|>Wp，則表明變化趨勢有顯著意義。對各監測井的氯化物、總硬度、高錳酸鹽指數、鐵、氨氮（NH4）、亞硝酸鹽（以N計）和硝酸鹽（以N計）等7項參數進行趨勢分析。

2.2 地下水水質變化趨勢分析

根據2001—2010年阜新市10眼地下水井的水質監測數據，計算各監測地下水井的秩相關系數γs。取置信水平α=0.05，查得之相關系數檢驗臨界值Wp=0.564，通過對兩者的比較，判別各監測井評價項目的變化趨勢。

地下水水質變化趨勢分析結果表明，2001—2010年間，章古臺高錳酸鹽指數和硝酸鹽氮呈上升趨勢，其他指標變化趨勢不顯著；葦子溝總硬度和氨氮呈上升趨勢，其他指標變化趨勢不顯著；新屯子亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮呈上升趨勢，其他指標變化趨勢不顯著；亂山子鐵和亞硝酸鹽氮呈下降趨勢，其他指標變化趨勢不顯著；周家街氨氮呈下降趨勢，硝酸鹽氮呈上升趨勢，其他指標變化趨勢不顯著；蒼土氯化物和硝酸鹽氮呈上升趨勢、氨氮和鐵呈下降趨勢，其他指標變化趨勢不顯著；大五家子氨氮呈上升趨勢，其他指標變化趨勢不顯著；大固本、大廟、雙廟7項指標變化趨勢均不顯著。

3 地下水污染成因分析

地表水是地下水的主要補給來源，因此地表水體受到污染極易導致闊邊地下水的污染。未經處理的工業、城市生活污水直接排入河道，對地表水造成嚴重污染，且嚴重影響沿岸地下水水質。農業耕種使用的農藥和化肥，也是造成地下水污染的原因之一。通過2010年監測數據可以看出，阜新地區地下水“三氮”（即氨氮、硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮）超標現象顯著，這與化肥的使用有著密切的聯系。

另外，煤礦生產過程中形成的礦井水排到地面后會對地表水造成污染，受礦坑水污染的地表水，直接補給淺層地下水，致使淺層地下水受到不同程度的污染。煤炭生產過程中排放的固體廢物經過雨水淋濾，溶解滲入地下，也會對地下水造成嚴重污染。

通過Spearman秩相關系數法對阜新市10眼地下水井近10年的高錳酸鹽指數、氨氮、總硬度、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、氯化物和總硬度等7項指標進行了水質趨勢分析。結果表明，有4眼井的硝酸鹽氮呈上升趨勢，4眼井氨氮呈下降趨勢，2眼井鐵呈下降趨勢。雖然有的指標變化趨勢呈下降趨勢，但當地地下水水質狀況仍不容樂觀，水質污染現象嚴重。導致水質污染嚴重的原因包括地下水過度開采，“三廢”的排放、污水灌溉、農藥化肥施用不當、煤礦開采過程的污染等。

4 參考文獻

[1] 滕昱.大連市地下水水質現狀評價[J].東北水利水電，2012（12）：35-36，46.

[2] 高嵚山.晉祠泉域巖溶地下水水質評價[J].山西水利，2012（9）：18-19，23.

[3] 王冬，馬洪云，張俊，等.鹽池縣地下水水質分布特征及成因分析[J].地下水，2012（4）：33-35.

篇10

關鍵詞：商丘；地下水；資源；優化

中圖分類號：TV211 文獻標識碼： A

The optimize nanlysis of groundwater resources in Shang Qiu

Du Xue-feng

（No.4 Institute of Geological & Mineral Resources Survey of Henan， He’ nan Shangqiu，476000）

Abstract： There is relative rich resources of groundwater in the Shangqiu region， but surface water resources is pettiness. With the rapid economic development and constantly improve， the consumption of groundwater increases day by day. The serious over exploitation of groundwater and imbalance compensation is very outstanding. In this paper， through the analysis of the hydrogeological conditions and utilization of the status quo in the ShangQiu area ， puts forward the future groundwater resources development and utilization of technical measures.

Keywords： Shang Qiu， groundwater ， resources； optimize； exploitation；

商丘地區地處黃河沖積平原東南部，地貌簡單、地勢平坦，呈西北略高東南稍低，地面海拔高程47～56 m，為黃河沖積平原（黃河沖積扇下部邊緣相）地貌單元；區內水系較發育，溝渠縱橫，屬淮河水系，均為季節性河流。商丘地區地表水資源貧乏，生活飲用水、工農業生產用水的主要水源是地下水。

商丘地區水資源總量18.57億m3，人均水資源量僅為280 m3，畝均水資源量240 m3，分別不足全省和全國平均水平的2/3和1/8，遠低于國際上人均1000 m3的下限，屬重度缺水地區。因此，研究本區地下水資源的賦存特征、開發利用現狀以及建立合理的開發利用方案及制度是目前所面臨的迫切任務，也有助于商丘地區的可持續發展。

1 商丘地區地下水資源概況

商丘地區地下水在空間分布上具有多層性、多樣性，新生界松散沉積物厚450～1300m，含水砂層與其間的粘土、粉質粘土、粉土等巖互沉積，含水巖性主要為中砂、細砂、粉砂及砂礫，屬松散巖類孔隙水。按含水層的埋藏深度不同，分為淺層含水段（埋深70 m以淺）、中深層含水段（70～350 m）、深層含水段（350～600 m）和超深層含水段（600～1300 m）。[1][2][3]各含水段主要特征見表：

商丘地區淺層地下水是農村居民及農業灌溉的主要水源，淡水～微咸水，硬度較高，由于受工業廢液、農藥噴曬、生活污水等因素影響，淺層地下水原生及次生污染導致部分因子超標，適宜飲用的地段不斷減少；中深層地下水水質較差，目前基本未開采利用；深層地下水水質良好，是商丘地區工業及城鎮居民的主要飲用水水源，近二十多年來，水位埋深由幾米下降至四十多米，在城市等用水集中區形成的降落漏斗水位埋深達七十多米，水位仍呈下降趨勢；超深層地下水主要是靜儲量，埋藏深，層間分布有穩定且較厚的粘土、粉質粘土相對隔水層，與其上各含水層之間的水力聯系很弱，水平滲透為主，水質與中層地下水相近，是良好的熱儲層，近年來是主要的地熱開發利用層段。[4]

2 地下水資源開發利用現狀

商丘地區水資源總量18.57億m3，扣除地表水地下水重復計算量0.366億m3，而實際可供水資源量僅為18.22億m3，其中地下水13.85億m3。據近年用水統計，商丘地區地下水開采總量為14.52億m3，其中地下水開采總量為12.19億m3，占地下水開采總量的94.6%；深層地下水開采總量為0.58億m3，占地下水開采總量的4.76%。地下水供水量占總用水量的84.3%。[10]

淺層地下水主要為農田灌溉、農村生活及鄉鎮企業用水，深層地下水主要集中于城區供城市工業及生活用水。30多年來，由于開采集中和超量開采，使地下水位逐年下降，尤其深層地下水由1973年平均水位埋深14.27 m，1990年平均水位埋深32.38 m，到2014年平均埋深為76.13 m。隨著經濟的迅速發展，居民生活水平的不斷提高及城市規模的快速膨脹和城市人口的急劇增加，對地下水（尤其是深層地下水）的需求量大幅增加。[8]

3 地下水資源存在的問題

3.1淺層地下水短缺

商丘地區多年平均降水量為約760mm，春秋季十年九旱，降水多集中在7～9月份，降水對淺層地下水的補給較為短暫且多以地表徑流方式向下游排泄。受氣候條件的制約，自上世紀90年代以來，本區降水量呈減少趨勢，坑塘干枯、河水斷流，尤其受工業、農業及生活污水的影響，淺層地下水水質受到污染。而淺層地下水由農田灌溉為主，也逐步被工業開采利用，開采量增加，使得淺層水含水層水位有所下降，淺層地下水儲量有所減少，開采與補給呈負平衡狀態。

3.2地下水體遭受不同程度污染

受工業廢水、農業農藥、生活污水等的影響，而淺層地下水受垂直運動作用補給為主，河道、城鎮居民點附近淺層地下水易于污染。目前區內大多河道的作用以排污為主，水質多為Ⅳ～V類，長期以往造成淺層地下水體受到了嚴重污染，導致部分區塊生態環境失衡、惡化等系列問題；另外，深層地下水的大量開采，以城區為中心的降落漏斗明顯，受中深層地下水越流滲透補給，深層地下水水質隨著不斷的開采有惡化的趨勢。

區內地下水的過量開采和不合理使用超過了補給能力，使水動力條件及含水層水文地球化學條件發生了改變，劣質水體直接或間接滲入開采含水層段造成地下水污染，導致地下水質的變化，造成本區城鎮淺層地下水水質大多不符合生活飲用水標準，水質污染已經使城鎮居民遭受飲水安全威脅。

3.3監管不及時、不到位

由于區內地下水開采較為分散，管理不方便，淺層地熱能水源熱泵系統利用、深層地熱能開發等各類地下水的利用，其中部分用水的亂排，嚴重，洗浴、洗車等自備用水不在少數，浪費水資源現象時有發生，鑒于管理部門人員等制約，監管難以及時到位。

3.4制約社會經濟可持續發展

為了滿足城市居民及工業用水的供水需求，只能強力地開采深層地下水，隨著商丘工業、人口的不斷發展，需水量也不斷增加，地下水開采規模不斷擴大，大量消耗儲存量，使地下水采補失衡，從而使開采量與可供水量之間的差距進一步加大，水資源不足已經成為制約本區社會經濟發展的“屏障”，淺層地下水的污染使本區更是雪上加霜，如果不能解決水源問題，本區將會面臨供水嚴重不足，生活、生產得不到可靠保障并將影響社會經濟的發展。

3.5引發及加劇地質環境問題

近年來，該區局部深層地下水超采嚴重，致使地下水位逐年下降，形成的降落漏斗也在不斷地擴展、加深，不但改變了地下水的原始流場特征，使地下水由四周向漏斗中心流動，同時也改變了地層的應力平衡，導致地面沉降、塌陷等不良地質環境問題，由此將會造成地下管道、道路、建筑物等的相關破壞；而淺層地下水的水位下降及污染問題，對生態環境的破壞作用更為明顯。

3.6基礎水文地質研究規劃滯后

本區以往對淺層地下水資源進行過不同精度的調查評價，研究程度相對較高，而對深層地下水資源的研究、評價程度相對較低，尤其是對超深層地下水及中深層地下水的調查評價，對地下水資源的開采缺乏管理依據（超深層地下水的研究還屬空白階段）。近三十年來，水文地質基礎方面的研究幾乎停滯，而近年來地表水的污染、地下水的嚴重超采導致的地下水位下降、地下水流場變異、水質惡化等各類環境地質問題逐步突顯，基礎地質資料研究程度嚴重滯后，因此，全面調查了解本區現狀水文地質條件等基礎地質資料十分迫切，對地下水系統進行評價勢在必行，以解決基礎水文地質研究滯后的不利現狀。

4地下水資源潛力分析

通過對地下水資源的調查評價及現狀開采狀態，為地下水資源的合理開采規劃提供了有利條件。

4.1淺層及中深層地下水資源的潛力分析

淺層地下水是本區農業灌溉利用的主要水源，由于水位因降雨量減少及開采量增加的不平衡而呈下降趨勢，別外在城區、集鎮周圍淺層地下水也遭到了不同程度的污染，淺層地下水可利用資源量無法利用，但由于淺層地下水直接接受大氣降水的補給，補給周期短，循環更新速度快，遠離城區外大范圍的淺層地下水總體水質還是好的，合理開發利用的空間依然較大，合理規劃利用以便發揮淺層地下水資源更大的作用。

中深層地下水由于水質原因一直未能得到開發利用，關于咸水資源化并加以開發利用是今后一個很好的利用方向，是將來商丘地區水資源開發利用的一個方向，咸水淡化技術問題亟待解決。

4.2深層地下水資源的潛力分析

深層地下水的補給方式以側向徑流及越流補給為主，補給周期長，循環更新速度慢，可持續開采量亦受到諸多因素的限制，因此，目前對深層地下水的開采已屬于消耗型強力開采了，故深層地下水開采應加以限制，且深層地下水的利用方向應該以生活飲用為主及作為應急備用水源，而禁止工礦企業的工業用水，以減緩深層地下水水位的下降態勢和延續深層地下水的利用年限。[5]

4.3超深層地下水資源的潛力分析

超深層地下水資源基本分布于全區范圍，也是區內主要的地熱資源儲存層位，主要分布在區內的中―南部和西部，開發利用的潛力還較大。近幾年來，本區已經開始了開發利用超深層地下水（熱水）資源，在民權、柘城、睢縣等縣城已施工數眼地熱井，主要利用方向為洗浴和小區供暖等，超深層地下水的開發將對本區的社會經濟發展起到積極的作用。

5 地下水資源開發利用的優化措施

5.1加強宣傳保護地下水

按照“優先保障生活用水，基本保障經濟和社會發展用水，努力提供生態環境用水”的原則，少采、低耗、高效合理的開發利用，促進生態環境良性循環，加大節水宣傳及措施，提高管道和用水管件的質量減少管道的滴、滲、跑、漏情況，另外，加強對用水方式進行引導，提高家庭用水效率、工業循環用水、污水處理再應用等，從減少需水總量上減少地下水的開采利用。[6] [7]

5.2調整開采布局規劃

加強引黃水量進行供水、加強雨季降水的貯存與利用，減少地面徑流的浪費，以便壓縮地下水開采量，并進一步執行并開展有序開采、分質供水、聯合調度、加強管理的原則，開源與節流并舉，使有限的地下水資源得到最大的利用效益，而且加強中深層咸水的資源化進度，變廢為寶以便進一步緩解地下水的開采壓力。[9]

5.3建立地下水動態監測

地下水污染以及地下水超采引起的地面沉降是漸變的，不容易被查覺，一旦積累到相當程度將會造成不可逆的破壞，因此，要做到科學有效地開發保護地下水資源，應建立健全地下水動態監測信息管理系統，及時、準確地掌握地下水的水位、水質、水溫等動態變化情況，做好監控預警，為地下水開發利用規劃提供技術支撐。

5.4加強地下水資源保護

加強地下水資源的保護，確保環境生態平衡，緩解本區地下水資源緊缺現狀。應著重做好下面幾方面工作：首先搞好科普宣傳工作，動員并組織社會各方面的力量積極參與進來，使人人都有“節約資源、保護環境”的意識和責任，做到節約用水、減少污染、保護生態；其次是制訂并實施科學合理的地下水資源開發利用與生態、環境保護規劃，堅持“開源和節流并舉、節約優先、治污為本，高效利用”，統籌生活、工農業和生態用水，嚴防無計劃濫采、無限制濫排，保障供需平衡；第三是加大監管力度、強化綜合防治，減少浪費，真正實現地下水資源的可持續利用；第四是大力推廣清潔生產，優先采用無毒、無害原料，使產生的廢水經處理后能循環使用；推廣先進的灌溉方法和模式，科學地使用農藥、化肥，注重發展綠色、節水型農業，從源頭上防止地下水污染。

5.5加強水資源人工調蓄工程

地下水人工調蓄是高效利用水資源和有效保護生態、地質環境的重要舉措，是保障供水安全、經濟社會發展和地下水資源可持續利用的系統工程之一。針對商丘地區，應加強地下水調蓄潛力的調研與評價，以地下水調蓄水源、地表水調蓄空間為主線，提出地表水與地下水聯合調蓄工程優化方案或模式，并加以實施。

本區的三座（林七、吳屯、鄭閣）與黃河故道串聯級水庫（水源地）及日供水20萬噸的引黃工程，也是緩解商丘地區水資源危機的有效途徑，要充分依賴其特有的地理條件和水資源優勢，在豐水年通過雨洪攔蓄方式人工將棄水納入地下，增加地下水補給量，以逐漸修復漏斗區地質環境，實現地下水可持續利用能力。

6 結論

商丘地區是嚴重缺水的城市之一，地表水不發育且水文地質條件制約了取水水源以深層地下水為主，目前，水位降落漏斗已然十分明顯，建立地下水監測系統，很好地做好地下水資源的規劃，對地下水進行合理的開發利用和保護，大力開展節水工作，實現人與自然生態環境和諧、社會經濟可持續發展，進而更好地為當代和后代謀福利。

參考文獻

[1]河南省地質礦產局. 河南省商丘地區淺層地下水資源評價[M]. 北京 ： 地質出版社，1985

[2]馮斌，郭新體， 張西池.豫東平原新近系深層地下水水文地質參數探討[J].人民黃河，2006，28（8）.

[3]高燦鵬，任紅雨，馮斌，等.河南省商丘縣第三水廠趙油坊水源地供水水文地質勘察報告. 河南商丘水文工程地質勘察院（內部出版），1997.

[4]馮斌，郭新體，等.河南省柘城縣第二自來水廠徐園水源地供水水文地質詳查報告.

河南商丘水文工程地質勘察院（內部出版），2004.

[5]李玉信.豫東平原水文地質特征與地下水資源及其開發戰略的分析[J]. 河南地質，

1990，（4）：43-47.

[6]喬世珊. 加強我國地下水超采區治理的對策和建議[J]. 中國水利， 2008（23）： 37-39.

[7]籍傳茂，王兆興. 地下水資源的可持續利用[M]. 北京：地質出版社，1999.

[8]河南省地質環境公報（地質災害、地質環境等概況）.2005.

[9]高巖， 武義成，許.引黃是解決商丘水資源不足的主要途徑[A].《青年治淮論壇論文集》[C]，2005年.