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水文地質學

時間:2023-02-10 12:13:33

開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇水文地質學,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。

第1篇

1古代哲學與水文地質學

《周易》是自西周至東周不斷充實才完成的重要文獻,所引用的人事活動和自然現象的描述蘊含了人類早期科學萌芽和對自然現象的哲學思考。《周易》八卦中的坎代表水,兌代表澤,艮代表山,坤代表地。這些組合而成的彖、彖恰好表征了地下水的循環過程,當代水文地質學家以圖來詮釋,與水文學的描述相當吻合。公元前7世紀的泰勒斯被稱為人類歷史上的第一個水科學家與第一個哲學家。泰勒斯認為水與人與萬物的存活如此息息相關,水的背后有些更深的法則與目的,他直接指出人可以思考有關水的“看不見”的意義,而非只是在“看得見”的使用,也許“看得見”的部份只是暫時的、多變的,而“看不見”的部份是永存的、不變的。

2近代水文地質學的發展

自十九世紀末,水文地質學成為一支獨立的學科以來,在多位水文地質學家和水文地質工作者的不懈努力下,水文地質學從幼稚逐漸變得成熟,從單純的現象描述發展到定量化的理論研究上[1]。泰斯于1935年利用地下水非穩定流與熱傳導的相似性,得出了地下水流向水井的非穩定流公式即泰斯公式,把地下水定量計算推進到了一個新階段。20世紀中葉,蘇聯奧弗琴尼科夫和美國的懷特在水文地球化學方面做出了許多貢獻。到第二次世界大戰結束時,在地下水的賦存、運動、補給、排泄、起源以至化學成分變化、水量評價等方面,均有了較為系統的理論和研究方法。水文地質學已經發展成為一門成熟的學科了。20世紀70~80年代,由于電子計算機技術的發展,地下水數學模擬成為處理復雜的水文地質問題的主要手段。同時,同位素方法在確定地下水平均貯留時間,追蹤地下水流動等研究中得到應用。遙感技術及數學地質方法也被引進,用以解決水文地質問題。隨著地下水污染、海水與咸水入侵淡含水層等問題的不斷產生,與地下水中溶質遷移有關的問題開始受到重視。許多水文地質學家正在通過室內試驗、野外試驗與建立數學模型的辦法去解決有關問題。

3現代水文地質學科技革命

3.1 科學技術革命對水文地質學發展的影響

水文地質學發展過程中的歷次革命都是在科學技術革命及其產物的支持下完成的。首先對水文地質學形成和發展具有重要意義的Darcy定律是H.Darcy受到電學中的歐姆定律和固體介質中的熱傳導定律的啟發并通過試驗驗證得到的,三個定律的數學表達式完全相似,而歐姆定律和熱傳導定律早在Darcy定律出現之前就分別由歐姆和福里哀建立。其次對現代水文地質學的發展和研究具有劃時代意義的Theis公式和描述滲流的基本微分方程也都是從熱傳導理論中演繹過來的。另外,目前在滲流理論中廣為應用的數值法是在新科學技術革命的產物之一—— 計算機的促進下才得以蓬勃發展的,尤其是20世紀70年代末微型計算機的普及使得數值法在研究滲流問題時表現出了更大的靈活性和優越性。現在計算機已滲人到水文地質研究的各個領域,如勘查、編圖、開發、評價和管理等,正是在計算機幫助下,一些數學方法才得以用來解決水文地質問題。在地下水的勘查和研究中,當今廣泛使用的技術和方法如電法、磁法、遙感、放射性測量、同位素、Υ-Ν等均是科學技術革命的產物。這些方法和傳統方法結合起來,借助計算機,不但解決了許多原來無法解決的問題,而且使水文地質學理論更豐富、更完善,并形成了多種交叉學科。

3.2 水文地質學今后發展方向

水文地質學發展到今天,經歷了近150年,現在人們在解決滲流問題時基本上都按照這一模式進行:定性分析建立水文地質模型建立數學模型求解數學模型,這一模式通常稱為數學模式[3]。目前在世界范圍內正興起一場以微電子技術和信息處理技術為中心的科學技術革命。新科學技術革命的主攻方向是智能信息科學技術,主要歷史使命是建立智能科學理論,其核心是智能化,其科學、社會、經濟效果將對人類產生巨大的沖擊,將變革現在科學內部結構。受新科學技術革命的影響,水文地質學理論也將發生革命,解決水文地質問題的智能信息模型和混沌模型將代替現有的數學模型;同時受新材料、光導纖維、新能源、空間、電子和計算機等多項新技術革命的影響,在地下水的勘查和研究方法上也將發生根本的變革,屆時目前水文地質學上的一些難題將迎刃而解。

為了更好地發展當代水文地質學,需要特別重視以下各類的學科交叉滲透:第一,根據研究目標的需要,開展相關學科與水文地質學相結合的研究;第二,將橫斷科學(系統論、信息論、控制論、超循環理論、耗散結構理論、混沌學、分形理論等)全面引入水文地質學,充實與發展水文地質學的理論與方法;第三,將水文地質學與社會人文科學結合,加強軟科學研究。目前,第一類學科交叉的研究,已經開始受到重視,但是,離開學科的真正融合,還有較大距離;第二類學科交叉的研究,已有不少探索性成果,但是,如何將橫斷科學全面系統引入水文地質學,要走的路還很長;第三類的學科交叉,則至今尚未引起足夠重視。

加強水文地質學與社會人文科學的結合,其重要性如何強調也不為過。任何自然科學技術問題的解決,都無法回避人們的價值判斷與利益協調。因此,自然科學技術成果,需要借助于社會人文學科的支撐,逾越種種利益門檻,才有可能被社會所接受,否則,只能停留在紙面上,無法轉化為實實在在的生產力。

參考文獻

[1] 王大純,張人權,史毅紅,等.水文地質學基礎[M].北京:地質出版社,1995.

第2篇

論文關鍵詞:高職院校;水文地質學基礎;課程建設;教學方法改革

《水文地質學基礎》是高職院校金屬礦產地質與勘查技術專業、水文地質與勘查技術專業,金屬礦開采技術專業、礦山地質專業的專業基礎課。水文地質學是研究地下水的科學,主要研究在巖石圈、水圈、大氣圈、生物圈以及人類活動相互作用下地下水水量和水質的時空變化規律,并研究如何運用這些規律興利除害,為人類服務。通過該課程的學習,可以掌握水文地質學的基本概念、理論和方法,為以上4個專業的專業課程學習奠定良好的基礎,為學生在實際工作中參與地下水的觀測、進行地下涌水的處理等提供理論依據,因此,搞好這門課的教學顯得尤為重要。

《水文地質學基礎》課程教學存在的問題

據統計,云南省有5所高職院校開設了資源開發與測繪大類專業。筆者所在的學校自2005級開始在金屬礦產地質與勘查技術專業、金屬礦開采技術專業、礦山地質專業中招收高職全日制脫產和函授大專學生,到2010年已有三屆畢業生、三屆在校生。先后有10個教學班開設了《水文地質學基礎》課程,筆者一直承擔該課程的教學工作。結合教學實際,筆者認為,在高職院校《水文地質學基礎》課程的教學中普遍存在以下問題。

對《水文地質學基礎》課程的性質和地位認識不足在高職教育中,資源與測繪大類的專業少,開設《水文地質學基礎》課程的專業更少,學習本門課程的人數少,課程在專業以外的認知度低。在筆者所在的學校,制定高職人才培養方案時,《水文地質學基礎》應作為金屬礦產地質與勘查技術專業的專業基礎課還是專業主干課,曾在相關教師中發生了激烈的爭論,最終根據教育部教育司2005年版的《高職高專專業概覽》才塵埃落定。

使用的教材多為高等學校教材,與高職教育的要求不相匹配高職教育主要培養具有一定理論知識和較強實踐能力,面向生產、建設、管理、服務第一線的高素質技能型專門人才。要求學生具有夠用的理論知識,較強的動手能力和工作適應性,強調學生在實際工作中要“素質高,上手快,技能強”。高職教育與高等教育培養高級專門人才的目標是不同的。培養目標的不同決定了教學內容的不同,但是,在高職實際教學中,《水文地質學基礎》主要選用的大多是高等院校的教材,學科理論介紹多,實際應用介紹少。

適合課堂教學的電子課件少,教師多沿用傳統教學模式,教學方式單一《水文地質學基礎》課程專業性強,盡管近年來多媒體電子課件在網絡上隨處可見,但關于《水文地質學基礎》課程的課件少之又少。要做好一件成熟的實用的電子課件,需要大量的資料和圖片,但由于專業性較強,這方面的資料往往有一定的保密要求,一般人很難找到相關資料,再加上水文地質工作目前主要是相關專業的工程技術人員在實施,高職教師參與很少,導致現在的課件以羅列教材中的內容為主,質量不高,適用性和吸引力不強。

教師大多沿用傳統教學模式,教學方式單一在實際教學中,《水文地質學基礎》的任課教師大多采取單一的講授形式,教學仍然是以課堂為中心、以課本為中心、以教師為中心,整個教學過程都在教室里完成。學生沒有機會到實地考察,將理論與生產實際對應,因此,學習的積極性、主動性較差。學生的注意力主要集中在接受教師傳授的現成知識上,學習圍繞課本和考試,沿襲著“上課記筆記、下課抄筆記、考試背筆記”的傳統學習方式。講授方式單一,課程缺少吸引力,導致本門課程枯燥無味;學習方式單一,學得快,忘得快,導致課程學與不學一個樣;再加上有些學生本身對所學專業認識不清,更是降低了課程學習的積極性。

《水文地質學基礎》課程的教學體會

筆者從2006年開始講授《水文地質學基礎》課程,到2010年,已經完成了10個教學班的教學工作。經過在教學中不斷總結和完善教學方法,歸納起來主要有以下三點體會。

根據專業特點,確定教學目標高職院校金屬礦產地質與勘查技術專業、水文地質與勘查技術專業、金屬礦開采技術專業、礦山地質專業的學生學習《水文地質學基礎》課程的目的,并不是要把他們培養成為水文地質專家或專門從事水文地質科學研究的專業人員,而是讓他們掌握水文地質的基本概念和基本理論,能夠將水文地質理論和技術應用于其今后的工作領域,成為既熟悉本專業業務,又掌握水文地質基本概念和基本理論的技能型人才。對這些專業的學生進行水文地質教育,應該面向金屬礦產地質與勘查、水文地質與勘查、金屬礦開采、礦山地質等工程領域的應用,以掌握基本理論、突出實踐應用為目的。因此,本門課程的教學目標是講清《水文地質學基礎》的基本概念、基本理論,重點抓好基本概念、基本理論的實踐性和實用性教學。

根據教學目標,增加課程的實踐性和實用性教學筆者所在學校屬于企業辦學,隸屬國有大型企業集團,在學生實習實訓和企業工程技術人員到學院兼職講課等方面具有得天獨厚的優勢和條件。結合集團與學校的實際情況,筆者重新編寫了高職《水文地質學基礎》課程的教學大綱,突出了課程的實踐性和實用性。在實際教學中逐步嘗試進行課程改革。首先是改變單一的教學方式。在2006、2007級金屬礦產地質與勘查技術專業的《水文地質學基礎》課程講授中,嘗試性地引入討論式教學和現場教學。在講授“巖石中孔隙”時,先講清基本理論,然后通過布置課外作業的方式,讓學生通過互聯網或相關書籍查閱砂巖、泥巖、泥質灰巖中孔隙的異同,最后讓學生結合《普通地質學》、《巖石學》等課程展開討論,加深對理論知識的理解。在對2007級金屬礦產地質與勘查技術專業的學生進行生產實習動員時,筆者結合實訓基地的情況,向學生介紹了即將實習的工作區的水文地質情況,并要求學生在實習過程中收集實習礦區的水文地質資料。這一嘗試在學生一年后的畢業論文中收到了很好的效果,筆者參與評閱的12份畢業論文中,有多達11份介紹了實習礦區的水文地質情況,有的還提出了礦山巷道涌水的處理方案。在給2008級金屬礦產地質與勘查技術專業的學生講授“大氣降水入滲機制”時,恰逢降雨,筆者便直接將學生帶到一個建筑施工工地,通過地表的一個新鮮垂直剖面給學生介紹此部分內容,極大地提高了教學效果和學生學習的熱情。其次是積極與實訓基地的工程技術人員溝通,建議實訓基地的工程技術人員在學生進行認識實習、課程實習、生產實習及畢業實習的過程中注意介紹水文地質的內容,包括地下水量的計算、地下涌水的處理、礦山巷道水的處理等,增加課程對實際工作的參與性,提高學生學習的主動性。教學方式的改變和調整,大大增強了課程的吸引力,得到了學生的一致好評。

制作PPT演示文稿,增加課程講授的直觀性和吸引力從2008年開始,筆者將教學講義的部分章節做成PPT演示文稿,利用多媒體將枯燥的教學內容通過圖片和動畫展示出來,大大提高了課程講授的直觀性和吸引力。

《水文地質學基礎》課程教學方法改革思路

高職教育作為高等教育的一個類型,肩負著培養面向生產、建設、管理和服務第一線需要的高技能人才的使命,在我國加快推進社會主義現代化建設進程中具有不可替代的作用。隨著我國走新型工業化道路、建設社會主義新農村和創新型國家對高技能人才要求的不斷提高,高職教育必須向培養大量高素質技能型專門人才轉變和發展。高職教育的人才培養模式必須強調實用性和技能性,這就要求在高職課程建設中充分考慮課程的實踐性環節。

應進一步明確高職院校《水文地質學基礎》課程的實踐性教學目標高職院校開設《水文地質學基礎》課程的目的是學習水文地質的基本概念、基本理論及其應用。課程建設與改革是提高教學質量的核心,也是教學改革的重點和難點。高職院校要積極與行業企業合作開發課程,根據技術領域和職業崗位(群)的任職要求,參照相關的職業資格標準,改革課程體系和教學內容,要根據現在和將來的實際應用及需要確定教學目標和教學內容。近年來,各種地質災害頻發,不斷地提醒人們必須加強對自然科學知識的學習和應用,才能增強人類改造自然的能力。《水文地質學基礎》作為一門自然科學類課程,有責任在人類改造自然的進程中對其研究領域的知識進行普及和介紹,讓更多的人了解其學科性質和內容,因此,在教學目標中突出實踐性和實用性至關重要。

應充分發揮多媒體教學的優勢,增加課程的直觀性和吸引力《水文地質學基礎》課程的應用性和實踐性較強,如果沿用傳統的教學方法,與學生學習的心理相違背,教學效果肯定不理想。多媒體技術的迅速發展為教學提供了很大的方便,在《水文地質學基礎》課程的教學中必須使用現代化的教學手段,將枯燥的理論形象地展示出來,增加課程的直觀性和吸引力,提高教學效率和教學質量。在教學過程中,針對水文地質的具體教學內容、(地球上的水及其循環、巖石中的孔隙與水分、地下水的賦存、地下水運動的基本規律、毛細現象與包氣帶水的運動、地下水的化學成分及其形成作用、地下水的補給與排泄、地下水系統、地下水的動態與均衡、孔隙水、裂隙水、巖溶水、地下水資源、地下水與環境)學習目標及學生特點等具體情況,采用不同的多媒體形式進行教學。例如,在講流網時,可引入如何判斷礦區的潛水含水層和地表水的補給關系的內容,利用動畫模擬地下水的流動方向,從而判斷它們之間的補給關系。這些直觀的演示可以加深學生對流網的認識,并可以充分發揮學生的視覺、聽覺、觸覺等器官的功能,使學生在輕松愉快的環境中,用有限的時間獲得更多的信息和知識。若能結合專業特點以及課程內容設計一些課件,會使教學活動更加豐富多彩。

應增加《水文地質學基礎》課程的實踐性、開放性教學針對《水文地質學基礎》課程應用性、實踐性較強的特點,增加實踐性、開放性教學環節是該課程改革的重點。要實現這一目標,僅靠高職院校自身力量是不夠的,高職院校要緊密聯系行業企業,實施校企合作,與企業實現資源共享,聘請行業企業的工程技術人員和能工巧匠到學校擔任兼職教師,將工程技術人員和能工巧匠多年在生產一線積累的水文地質理論和經驗帶進課堂,將水文地質學基礎理論和方法應用于實際工作的事例帶進課堂,增加教學的針對性和實踐性。若能在學生實習實訓時,請帶實習實訓的工程技術人員針對具體工作面對水文地質學基本理論和方法進行講解,整個課程的教學就會更上一層樓。

第3篇

1.1水文地質的產生

水文地質學是一門年輕的學科,它是基于地下水在地質單元內運移時所發生的物理和化學變化而發展起來的,水文地質學是研究地下水的數量和質量隨空間和時間變化的規律,以及合理利用地下水或防治其危害的學科。水文地質學誕生于19世紀中期,法國水力工程師達西,進行了水通過砂的滲透試驗,得出線性滲透定律,即著名的達西定律,奠定了水文地質學的基礎。水文地質學正成為地質科學中一門比較完整、系統的獨立學科。水文地質學己被公認為是地球科學的一個分支,是跨越于地質科學和水文學之間的一門獨立科學。水文地質學在二戰以后有了深入的發展,特別是在地下水動力學、水文地質編圖、水文地質采礦、模型和同位素方法、水文地球化學和地下水監控這些領域。人類活動對包括地下水在內的自然環境的改造異常強烈,產生了一系列生態環境問題,當代水文地質學進入了生態環境水文地質學的新階段。

1.2水文地質的發展

水文地質歷史在各個不同的領域都有發展,例如地下水文學、土壤力學、經濟地質、石油采鉆工程、礦藏開采構造地質學、地球化學、地球物理學、海洋地質學和生態學。

1.2.1新學科的生長點

地質環境指的是受人類活動影響的巖石圈的最上部分,包括巖石、土壤、液體、氣體和有機物。環境地質自2O世紀80年代以來得到了迅速的發展,已經成為地質學中發展最快的分支之一。

1.2.2地下水管理的政策和方法

水是地球上最重要的資源之一,但是很多的水資源都存在嚴重的污染和浪費現象。在總體研究結果基礎上對地下水變化情況進行監測和計算,以有利于管理機構的決策。

2工程勘察中水文地質工作內容

從工程角度,按地下水對工程的作用與影響,提出不同條件下應當著重評價的地質問題,如:①對埋藏在地下水位以下的建筑物基礎中水對混凝土及混凝土內鋼筋的腐蝕性。②對選用軟質巖石、強風化巖、殘積土、膨脹土等巖土體作為基礎持力層的的建筑場地,應著重評價地下水活動對上述巖土體可能產生的軟化、崩解、脹縮等作用。③在地基基礎壓縮層范圍內存在松散、飽和的粉細砂、粉土時,應預測產生潛蝕、流砂、管涌的可能性。④當基礎下部存在承壓含水層,應對基坑開挖后承壓水沖毀基坑底板的可能性進行計算和評價。⑤在地下水位以下開挖基坑,應進行滲透性和富水性試驗,并評價由于人工降水引起土體沉降、邊坡失穩進而影響周圍建筑物穩定性的可能性。

3工程勘察中水文地質實踐

3.1工程地質概況

該工程處于高山背斜核部一帶。高山山脊線呈北東東一南西西向延伸,與構造線基本一致,高山地形整體趨勢為北東高而南西低,順兩翼地貌由低山逐漸過渡為丘陵。而工程頭尾部分分別位于高山背斜北南兩翼,其核部發育為F1高山斷層(上游)、F2瓜瓢洞斷層(下游),兩斷層互為對沖式。區內地層主要為三疊系上統須家河組(rv)砂泥巖互層,共分為六段,第四段分三層,第三段共分七層。地表泉點分布于河床兩岸,泉點多分布在砂巖與下部泥頁巖分界面附近,為接觸泉,長觀資料表明,大多數泉點流量隨季節降雨量變化較大。

3.2水文地質條件分析

3.2.1基巖裂隙潛水

基巖裂隙潛水主要分布在Tv4—3層和Tv4—1砂巖層中。Ty4—3層由于所處位置較高受風化卸荷影響,裂隙較發育,不利于地下水貯藏,僅砂巖層底部靠Tv4—2層局部有地下水出露,其水化學類型為重碳酸鈣型水,礦化度為150~200mg/L。該泉點表明,該泉點流量隨季節性變化明顯,而其它該層中鉆孔長觀表明,水溫及水位年變化較小。Ty4—1層底板處于河床以下,由于河流切割,地下水埋藏于此層下部,水位略高于河水。地下水化學類型為重碳酸鈣鎂型、重碳酸鈉型、氯重碳酸鈉型水,礦化度為132850mg/L。各鉆孔終孔水位表明,該層地下水位線平緩。

3.2.2基巖裂隙承壓水分析

基巖裂隙承壓水主要分布在Ty3—5、Tv3—3、Tv2層砂巖中,其特征見表1。Tv3—5層含水層厚度約為20~28m,以Tv3—6、Ty3—4層為相對隔水頂底板。工程段初始水頭較穩定,高程為348~350m,由于巖層傾向下游,傾角為1012~,其實際水頭為50~80m甚至更大。本層水化學類型為氯鈉型水,礦化度為2000~10000mg/L。Tv3—3層含水層厚度約為30m,以Tv3—6、Ty3—4層為相對隔水頂底板。工程段承壓水頭高程約為370m,高出含水層項板約為100m。本層水化學類型為氯鈉型水,礦化度為1000012000m~JL。長觀資料表明,其水化學動態穩定。Tv2層含水層厚度約為70m,以Tv3—2、Ty3—1層為相對隔水項板。據CK15、CK3鉆孔表明,其水頭地面超高分別為47.5m、55.22m。CK15鉆孔涌水量較大,最達951.87m3/d,鉆孔水化學類型為氯鈉型水,礦化度為2650mg/L,其水化學動態穩定。

3.2.3巖體透水性特征

(1)Tv4—2、Ty3—6、Ty3—4等巖層主要為泥頁巖,巖體透水率大多小于llu,透水性微弱,可視為相對隔水層。(2)Tv4地層兩岸砂巖隨著深度的增加,巖體透水性逐漸減弱,但受裂隙發育程度的影響,局部透水率較大,大于1001u,屬強透水層,且其分布規律性不強。一般而言,鉆孔深5070m以下,巖體透水率小于3Lu。河床中rv4—1砂巖含水層由于位于谷底,由于層面及構造裂隙發育,與地表水水力聯系明顯,單位涌水量多在1s•m以上,且涌水量隨降深增加不明顯;抽水試驗成果表明,Tv4—1河床砂巖滲透系數為4.58~14.28m/d,影響半徑為68~166m;在斜硐Tv4—1砂巖中抽水時,地下水多沿層面及橫向裂隙以股狀呈懸掛式向匯點集中,隨深度增加,出水點也向下遷移,證明其裂隙是普遍存在的,且周圍的長觀孔地下水位顯著降低,形成降落漏斗,由于巖體滲透性差異,觀測分析表明,降落漏斗影響范圍向左岸約2530m,而向右岸約85~90m。(3)Tv3—5、Tv3—3、Tv2層涌水試驗表明:Ty3-5、Ty3—3層水頭較高而流量較小,單位涌水量多在0.1【/s•m以下,其滲透系數分別為0.0490.395m/d、0.0122.066m/d,部分鉆孔揭示該層未見有承壓水或不明顯,反映出巖體裂隙發育極不均勻,各向異性大。Tv2層水頭大,為176.5m,涌水量大,但深埋地下,具有極大的非均勻性。

3.2.4地下水類型、補給與排泄及動態變化

綜合分析之后,Ty4—3、wy4—1地下水并非嚴格意義上的潛水,它們有各自獨立的隔水頂、底板,遠離工程一帶,應具有(半)承壓性質,只不過由于河流切割,在工區一帶具有自己獨立的自由水面,局部受大氣降水影響明顯,準確地說,應為(半)承壓一潛水,Tv4—1層地下水類型較復雜主要也是這方面的原因。Tv3—5、Tv3—3、Ty2層中承壓水為自貢井鹽區鹽鹵水的一種類型,俗稱為黃鹵。其補給范圍主要為越溪河上游的榮縣雙古、威遠復立一帶,距工區約15km以上,為高山背斜核部,因溝谷切割侵蝕而使上述含水層有較大范圍出露,該段最低高程為460m,因此工程段承壓水頭具有較高的特點。

3.3工程防滲帷幕深度的確定

根據鉆孔壓水、抽水試驗表明,工程基巖體中存在強弱透水層,應進行帷幕防滲。左右岸存在明顯的相對隔水層(透水率Ⅱ<3Lu),帷幕應深入相對隔水層5-10m為宜,防滲帷幕深度55~85m。河床中存在多層含水層,砂巖類透水率變化較大,個別達65Lu,而泥巖類透水率小。工程屬單斜構造,巖層產狀傾向下游偏右岸,雖然Tv3—3、Tv3—5層砂巖透水率較大,但其上部的Ty3—6層泥巖厚度較大(1015m)、穩定且往下游埋深逐漸增加,可作為河床工程基隔水層,防滲帷幕深入該層510m即可。由于在工程軸線上游局部rv3—6泥巖薄(厚度2~3m),且有Tv3—5層出露的上升泉,蓄水后,庫水勢必與Tv3—5層地下水連通,水工計算考慮揚壓力時,其承壓水頭高程就不應是350m,而是正常蓄水位431m。

3.4Fl、F2斷層的滲漏評價

F1、F2斷層為區域性斷層,橫穿整個庫區,其滲透性對整個水庫蓄水構成一定的影響。斷層破碎帶寬28m,主要由糜棱巖、斷層泥、斷層角礫等組成。根據鉆孔壓水試驗,透水率q一般小于1Lu,為微透水層。但勘察時,有些同志對斷層影響帶的透水性提出了懷疑,事實上,承壓水的分布就是一個很好的反證。在F1、F2之間在五六十年代有自流的鹽井,其層位為Tv3—5,在F2上游上工程河床鉆孔在Tv4—1層也發現了承壓水,其承壓水頭為145m,地面超高為69m,流量為4.7L/s。地層分布表明,F1、F2上下游及其間的承壓水含水層、隔水頂底板皆被Fl、F2斷層切斷,若斷層影響帶是透水的,就不能形成層次多、高水頭、礦化度差異大的承壓水。所以,F1、F2斷層其滲透性是很微弱的,具有較好的防滲性。

第4篇

[關鍵詞]礦區 水文地質 勘探技術 概述

[中圖分類號] P641 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2014)-8-161-1

1礦區水文地質勘探的重要性

我國幅員遼闊,煤礦水文地質問題繁雜,為了對各種不同水文地質特征的礦井,有針對性地開展水文地質工作,具有相適應的工作深度和標準,并為制定有關的經濟、技術政策,進行分類指導界定一個量化標準,同時對煤礦礦井按水文地質特征進行區域和類型劃分。礦井水文地質勘探是礦井防治水的基礎工作,是其它任何工作不可取代的,防治水工作的質量及經濟效果,在一定意義上說,取決于水文地質勘探工作的好壞。“知己知彼,百戰不殆”,只有準確地把握地下水文地質條件及其變化的脈絡,才能合理地、有的放矢地采取相應措施,否則勢必陷入盲目性。因此,對礦井水文地質勘探工作重視與否,關系到防治水工作的成敗。礦井水文地質勘探技術是在地質學、鉆探學、地球物理勘探學以及巖石力學等相關學科發展的基礎上而逐漸形成自己的體系的,隨著科學技術的發展,它也必將不斷完善。加強對煤田的水文地質勘察技術的研究,有助于促進我國煤礦工業的可持續發展。

2礦區水文地質勘探技術方法

2.1綜合物探技術方法

綜合物探技術方法是將地震以及電法勘探方法結合在一起,主要是解決在煤礦開采過程中出現的構造與礦井水的問題,這種方法比較快捷方便,并且具有較大的經濟性。在進行煤礦采區物探時,一方面是充分地利用采區的高分辨率三維地震數據體,再結合已有的鉆孔資料,對采區的目的層構造進行科學合理地分析、說明,構建一套完整系統的立體構造圖像。另一方面可以利用電法勘探對測區的砂巖水、巖溶裂隙程度以及水儲存情況進行全面地分析和研究,根據地震勘察的具體結果,分析構造成果,從而有效地解釋構造的導水性以及壓蓋隔水層的實際厚度。

2.2地下水化學及同位素研究

地下水化學在屬于水文地質學的一門基本學科,對生態環境有著重要的影響。近幾年隨著科學技術的不斷發展,同位素研究和應用在水文地質學中得到了廣泛地推廣,漸漸成為水文地質化學中的一種重要手段。加強對同位素方法的研究,有助于加強對地下水的起源、形成、儲存以及質量的變化等方面的研究,同時,可以正確地判斷地下水的補給開源、補給強度以及補給比例、補給的具置等。可以加強對地下水年齡、具體流向以及流速等方面的深入研究。

2.3水文地質鉆探技術

無論采用何種現代技術勘測方法,獲取水文地質信息的最直接、最有效的方法仍舊是水文鉆探方式。水文鉆探方式是一種比較常用的勘測方式,對煤田水文地質勘探有著重要的作用。我國的煤地層主要分布在山前、盆地邊緣等地區,這些地區比較干旱,相當地缺水,因此,需要加大對應用鉆進過程中少用水甚至是不用水技術的研究,比如,空氣反循環以及泡沫鉆進等技術。同時,一般情況下,煤系下伏碳酸鹽巖埋藏得比較深,奧陶系巖溶含水層中多層泥灰巖夾層,在鉆進的過程中,經常出現地層漏失以及地層坍塌的情況,同時由于鉆孔結構比較復雜,嚴重影響著正常安全進尺,因此,需要研究針對性解決問題的鉆探技術以及合理的鉆孔結構。

2.4“3S”技術

“3S”技術是GPS、GIS、RS三項技術的整合,它以計算機的數據分析、繪圖技術,及遙感、成像技術等為基礎,進行勘探工作,是目前煤礦生產中水文地質狀況勘探的主要方法,可以有效借用三種技術的優勢,以保證其勘探工作在信息的采集、處理以及分析等方面的一體化實旅。“3S”技術中較為主要的技術為Rs遙感技術,它與計算機技術相結合,可通過構建全方位完善的遙感體系,是吸納對于煤炭資源水文地質狀況的自主、自動的智能化勘測調查,以節省勘探工作人員,提升勘探工作效率及質量。而此項技術與GPS、GlS結合應用,能夠使水文地質勘探工作更加順利的實施,并得到更加精準的結果。

2.5流量測井法

當前時期,流量測井法在水文地質的勘探工作中,屬于較新的一種方泫,它主要用來對不同深度階段的鉆孔橫截面中的縱向流量狀況進行測量。只要鉆孔中存在縱向的水流運動,利用該方法,均能夠實現對于含水層及隔水層的有效劃分,同時達到對于各層的位置、厚度以及滲透狀況等參數的掌握,此種方法便捷穩定,在目前煤礦生產的找水及預防水害工作中應用較為廣泛。

2.6射線方法

此方法主要應用于煤礦生產中的找水工作,它借助于巖層中不同巖石、地質構造,對于射線的反應性能,來判斷地層中地下水的具體狀況,并能夠實現對于地層中各部分地質構造狀況的有效掌握。目前,裂隙帶以及斷層破碎帶中地下水的找尋工作,對于此方法的應用尤為廣泛,該方法不容易受地形的影響,且成本較低、便于操作、工作效率高,深受廣大工作人員的歡迎。

3礦區水文地質勘探技術的特點及發展

(1)在礦區水文地質勘探過程中,可以充分利用礦井的有利條件,做到井上、下相結合,以增強時空優勢。(2)在礦區水文地質勘探試驗時,進行以井下放水試驗(有時包括連通試驗)為主的井下勘探,井上、下結合觀測的綜合勘探方法。這種以井下放水試驗為中心的礦井水文地質綜合勘探方法,不僅大大擴大了勘探空間,使勘探工程的布置帶有立體性,而且放水試驗的水量和水位降深可以不受抽水設備能力的限制,能夠較真實地模擬礦井建設、生產過程中的地下水流場特征,對礦井水文地質條件的評價和預測更接近于礦井建設、生產的實際,從而可為礦井建設、生產過程中的礦井防治水工作提供可靠的水文地質依據。(3)由于水文地質勘探手段的發展,當前的礦井水文地質勘探工作已打破以測繪、鉆探和抽(放)水試驗為主體的單一格局,而代之以鉆探、物探、化探、抽(放)水試驗、示蹤試驗、工作面測試的綜合勘探和從概念模型到數學模型的模擬計算,定量評價以及計算機的廣泛應用。

總之,礦區水文地質勘探技術的發展趨勢是向水文地質條件的精確勘探方向發展,勘探技術與裝備更加現代化、綜合化,勘探成果更加貼近生產實際應用。

4結語

綜上所述,隨著煤炭工業的快速發展,為煤礦地區的水文地質工作的開展提供了良好的機遇。因此,需要加強對煤礦水文地質學科的研究,綜合使用多種水文地質勘探技術,從而不斷促進我國能源工業的發展。

參考文獻

第5篇

課題名稱開題報告(宋體,三號,加粗)

簡要描述課題概況,主要描述課題要完成的目標。(宋體,小四,150字以內)

一、課題研究背景(宋體,四號,加粗)

(一)工程概況(宋體,小四號)

主要描述工程的具體名稱,位置建設單位,規模,技術經濟參數等。(宋體,小四,300字左右)

(二)課題研究的意義(宋體,小四號)

主要描述課題研究對工程有何用途,及對本人的知識和技能的獲得有何意義。(宋體,小四,200字左右)

二、課題研究內容(宋體,四號,加粗)

(一)研究的主要內容(宋體,小四號)

主要描述課題研究哪些內容,或進行哪些項目的設計或計算。(宋體,小四,300字左右)

(二)課題的研究目標(宋體,小四號)

本項目的研究目標是:(描述具體目標)(宋體,小四,100字左右)

(三)預期成果形式(宋體,小四號)

施工組織設計文本、計算書、設計說明、或圖紙等,結合課題自選。

三、研究步驟及使用的關鍵技術(宋體,四號,加粗)

(一)研究步驟

研究步驟如下:

200×年×月-200×年×月,具體任務1

200×年×月-200×年×月,具體任務2

200×年×月-200×年×月,具體任務3

(二)關鍵技術

描述完成課題使用的關鍵技術。(宋體,小四,100字左右)

四、課題研究價值(宋體,四號,加粗)

(一)創新點

描述課題的創新點。(宋體,小四,60字左右)

(二)應用價值

描述課題的應用價值。(宋體,小四,100字左右)

五、研究條件(宋體,四號,加粗)

描述課題的具體研究條件,如基礎資料情況,已經掌握了課題研究需要的知識或技能,指導老師的情況等。(宋體,小四,200字左右)

六、參考文獻(宋體,四號,加粗)

1、《××××》,作者名稱,××出版社,***年第*版

2、《××××》,作者名稱,××出版社,***年第*版

3、《××××》,作者名稱,××出版社,***年第*版

4、《××××》,作者名稱,××出版社,***年第*版

5、《××××》,作者名稱,雜志名稱,***年第*期

大學論文開題報告格式范例:

題目:煤礦防治水管理及預防措施

一、本課題的研究目的和意義

1、選題目的:

煤礦水害是威脅煤礦安全生產的五大災害之一,其危害程度僅次于瓦斯,礦井水害問題歷來是制約煤炭資源開發和影響煤炭企業安全的重要因素,一旦發生水害,不但會給生產單位造成巨大的經濟損失,也給職工生命安全造成極大的威脅。隨著泉上煤礦礦井開采范圍的延伸、生產能力的提高及開采深度的增加,其開采地質條件及水文地質條件將變得更為復雜,涌水量進一步增大,水害問題也更為突出,故需要對其地質條件、水文地質條件、防治水措施等重新進行分析研究。同時,通過對理論知識與實際的結合運用提高自己分析問題和解決問題的能力,為以后的學習和工作奠定基礎;

2、選題意義:

本論文著眼于礦井持續快速發展與安全生產的現狀要求,運用水文地質學、、礦井地質學、構造地質學、巖石學等課程的理論和方法,從充水水源、充水通道,礦井涌水量及其變化、水化學特征等方面對煤層底板灰巖承壓水突水危險性進行分析研究。其研究成果,不僅可查明煤層底板水患影響程度,并對礦井制定切實可行的防治水措施,確保安全生產、提升礦井經濟與社會效益均具有一定的參考價值。

二、本課題的主要研究內容(提綱)

(1)研究礦井主要地層、地質構造及其構造演化規律,查明影響礦井生產的各種水害地質因素。

(2)只有建立和形成規范的防治水技術管理秩序,才能有效地開展一系列防治水工作。

三、文獻綜述(國內外研究情況及其發展)

礦井突水嚴重威脅著礦井生產及工人安全,為此國內外專家對影響礦井突水因素和突水機理作了深入研究。這些研究總的來說,可歸納為兩類,

一:以水壓為主要因素,主要考慮承壓含水層地下水力對隔水層的作用,如斯烈薩列夫理論、突水系數等;

二:以礦壓為主要因素,試圖通過研究頂底板隔水層和采動作用下的變形、破壞等特征來認識突水規律。

近年來,對于礦井突水通道,專家、學者從損傷力學、斷裂力學、礦山壓力學、巖體力學及構造地質學等方面做了大量工作,研究結果表明危害最大和難以準確把握的是斷裂構造突水通道;對于突水機理,從“下三帶”理論、礦壓、大中型斷層、小斷層等方面做了大量工作,得出突水以承壓水通過斷裂構造進入礦井為主;對于突水預測,專家建立了遺傳神經網絡模型、GIS模型、尖點突變模型等煤礦突水預測模型但由于不同地區、不同礦區構造、水文地質條件的復雜性和多變性,迄今為止還沒有一種放之四海而皆準的研究方法能對礦井突水進行有效的預測和防治。

四、擬解決的關鍵問題

本課題主要在充分整理研究泉上煤礦區域資料的基礎上,采用地質與水文地質調查、水質分析等當今水文地質研究中行之有效的技術手段,對泉上煤礦的水文地質條件及其影響分析進行綜合分析和評價,并根據分析的成果和結論提出相應的防治水措施。

五、研究思路和方法

結合歷史水文資料,對水文變化、防治水措施存在的不足進行全面總結、根據歷史水文資料和實際情況進行對比,進一步優化泉上煤礦防治水措施方案通過專業技術刊物及相關網站查閱相關資料和書籍依據國家現行的有關規范,包括:《煤、泥炭地質規范》、《煤礦安全規程》、《煤礦井地質工作手冊》、《礦區水文地質工程地質勘探規范》等,確立相應的標準

六、本課題的進度安排

1、第1~4周現場實習調查階段(泉上煤礦實習)

2、第5周確定畢業論文題目及提綱

3、第6周進行相關資料查閱與檢索

4、第7~8周完成畢業論文開題報告

5、第9~12周完成畢業論文初稿撰寫

6、第13~14周交付指導教師審查,修改完善畢業論文

七、參考文獻

1、柴登榜等。礦井地質工作手冊[M].北京:煤炭工業出版社,1986.

2、郭穎、李智陵等。構造地質學簡明教程。中國地質大學出版社,1995.8

3、孫超主編。構造地質學[M].北京:地質出版社,1993.

4、徐星寬。礦井突水機理、水害成因與防治[J],山東科技大學學報,2003.22

5、章至潔等。水文地質學基礎[M]:中國礦業大學出版社1995.9

6、國家安全生產監督管理總局。煤礦防治水規定[S].2009.

第6篇

關鍵詞:可持續發展;水文地質;環境地質;探討

中圖分類號:P64 文獻標識碼:A

一、水文地質和環境地質的概念及重要性

水文地質:指自然界地下水的各種變化現象,水文地質是一門主要研究地下水的學科,研究內容包括地下水的分布、物理特性、資源利用、開發使用、以及開采地下水帶來的危害等等。近些年來,隨著學科發展,水文地質學又細分出來許多小的研究方向,比如區域水文地質學、水位地球化學、地下水動力學、礦床水文地質學、土壤改良水文地質學等等。

環境地質:最初的環境地質主要是研究滑坡、泥石流、地面沉降等地質環境,當代的環境地質主要是通過對地質地貌的研究,來解決人類活動所產生的一系列問題。

可持續發展的實質是:"既滿足當代人的發展需求,又不破壞子孫后代滿足其需求能力的發展"。可持續發展的核心是保護子孫后展的權力,并且通過實際的行動來確保這一目標的實現。可持續發展標志著人類對發展道路的認知上升到了新的高度,人們認識到資源與環境是人類賴以生存的基礎,只有保護好資源與環境,才能保證人類社會的可持續發展,人類才能在地球上延續生存下去。

可持續發展給水文地質和環境地質提出了更高的要求,要求水文地質和環境地質的工作能夠更加適應可持續發展的需求,除了滿足當前工作的需求,更應該從長遠入手,來配合國家的可持續發展戰略。

二、我國當前水文地質與環境地質工作現狀的研究

(一)水文地質工作

由于我國人口眾多,并且近些年來發展較為迅速,所以我國水資源較為短缺。雖然從總體分布上來看,我國是世界上的水資源大國,我國擁有長江和黃河這兩大水域系統,還有松花江、雅魯藏布江這樣的中型水系,以及淮河、海河這種眾多的小型水系,我國還擁有著大量的淡水湖泊,太湖、巢湖、鄱陽湖等等。總體來說,我國的水資源相當豐富。但是由于人口基數大,工業污染較為嚴重等原因,人均可用水量在近些年來一直在下降。人們不得不將目光轉向了地下水。我國開發地下水已經有了一定的經驗,但是經過將近些年的過度開發,我國大部分城市普遍存在大面積的地下水開采漏斗、地面沉降、地表裂縫等地質災害。近些年來的發展,是以嚴重的水資源消耗,嚴重的犧牲生態資源為代價的。如果今后我們還沿用這種發展模式繼續發展下去的話,我們將嚴重違背可持續發展的意愿。

但是我國目前已經意識到了問題的嚴重性,開始積極地開展防治工作。我國當前地下水過度開發的現狀,在積極有效的治理與規劃下,能夠得到有效地緩解,并且可以達到可持續使用與可持續發展的目的。

針對我國當前水資源分布不均的狀況,我們可以采取積極地應對措施,比如說,南方水資源相對較多,將南方水資源調往北方的南水北調工程。就能在很大程度上解決北方的用水問題。再者通過一系列的水利工程,比如修筑蓄水池、建立專門的農業灌溉渠道、海水淡化等工程,都可以有效地增加可用水量,減少對地下水的過度開采。并且在當前環境下,許多地區的淺層土壤水并沒有得到有效的利用。如果淺層土壤水能夠得到有效的利用,輔以上述的各種節水措施,即使不開采深層地下水,也能夠基本滿足人們的生產生活用水需要。我國水資源短缺,生態環境惡化的現狀會得到極大地改善,從水資源的利用來看,我國可以基本完成可持續發展的目標。

所以說,我國當前應該按照可持續發展的理念,充分的利用表層水,盡量的減少對地下水的過度開采與使用,以達到可持續發展的目的。

(二)環境地質

環境地質主張通過對地質地貌的研究,來解決人類活動所產生的一系列問題。我們以黃河的防洪為例,來具體闡述可持續發展思想下,環境地質的工作要求。

黃河的防洪防汛已經成為我國當前水利工程的重點,由于黃河流域特殊的自然環境與特殊的地質環境,黃河河水攜帶大量的泥沙,隨著水流向下游流動,同時由于含沙量較大等多種原因,泥沙在流動過程中沉降到河床,造成了河床抬高,河道阻塞,人們不得不每年加高岸堤來防汛。久而久之,形成了地上河的奇景。黃河的防汛,就是人們對地質環境不了解,不能采取有效地對策而導致的環境問題,不能滿足子孫可持續發展的要求。

黃河流域的防洪治理,不應該僅僅使用堵的方法,因為堵只可以解決暫時的問題,一旦遇到降水較多的時候,洪峰大大增加,防汛還是面臨著巨大的壓力的。從可持續發展的角度來講,黃河流域的防汛治理,不僅僅要從表象入手,更應該充分的了解其地質構造,加快對河床抬高以及構造性沉降等問題的研究,找出合適的應對方法。首先要從降低含沙量入手,在黃河中上游要加強水土保持工作,切實減少水土流失。同時要開展河道的改造,采取裁彎取直的方法,來增加河水的流速,加大對泥沙的沖擊力。最后,才是積極的加固提防、防止大的災害的發生。

三、可持續發展理念下水文地質與環境地質工作的特點

(一)妥善處理人與自然的關系

可持續發展理念下,水文地質與環境地質的目標是為人類的可持續發展做貢獻,構建人與自然和諧相處的地下水開采與使用系統以及地質環境系統。通過這些系統的合理運作,達到改善環境、減輕環境破壞、恢復環境原貌等目標,達到人與自然的和諧相處。在這個目的下,就要積極的采用多種手段,加強學科之間的聯系,構建一個學科交叉的系統,重新構建一個環境資源開采與使用體系。通過妥善處理人與自然之間的關系,來達到人的需求與自然資源之間的平衡,實現可持續發展。

(二)妥善處理人與人之間的關系

人類對環境資源的過度開采與利用,表面上是人與自然的矛盾,實際上還是人與人之間的矛盾。因為人類在發展的過程中,不能重視對環境的保護。為了獲取自身的利益,而不顧子孫后代的發展。歸根結底,人類對環境的破壞,還是人與人之間的利益沒有協調好,才最終導致了這一現象的發生。在水文地質和環境地質工作中,要充分的重視協調人與人之間的利益關系,重視人的主觀能動性,通過對人的意識形態的改變,來加強對自然資源環境的保護。

(三)妥善處理人、自然、發展三者之間的關系

當前社會的進步,無非就是人、自然、發展這三者之間相互作用的結果。人類追求發展,從而利用自然,改造自然,達到自己的目的。過去正是因為這三者之間的關系不夠協調,才導致了矛盾的發生,人類以破壞環境為代價發展經濟。在今后的發展中,要妥善的處理這三者之間的關系,實現真正的可持續發展。

總結

在當前的環境下,我們要在可持續發展思想的指導下,開展水文地質與環境地質的工作,充分協調各方之間的關系,實現人類社會的可持續發展。

參考文獻

[1]張光輝,王金哲.海河流域中東部平原深層地下水補給與釋水機制探討---兼論深層地下水資源可利用性[J].水文,2002,22(3):5-9.

[2]靳孟貴,張人權,高云福,等.農業-水資源-環境相互協調的可持續發展·以河北黑龍港地區為例[M].武漢:中國地質大學出版社,2009.

[3]張人權,梁杏,陳國金,等.長江中游盆地地質環境系統演變與防洪對策[J].長江流域資源與環境,2000,9(1):104-111.

第7篇

【關鍵詞】水文地質,勘察方法,找水,綜合運用

中圖分類號:P331文獻標識碼: A 文章編號:

一、前言

伴隨著現代科學技術的日新月異,水文地質勘察人員在工作中需繼承和發展傳統技術基礎上,也要關注并結合新技術、新理論,這樣才更有利于進行找水工作,才可以使找水技術不斷的更新發展。目前,我國人均淡水資料擁有量不足2 200m3,世界排名109位,而30年后,人均淡水資源擁有量將不足1 700 m3。因此用現代的水文地質勘查方法來找水減緩各區域供水壓力已成為當務之急。以下分別詳細介紹了遙感技術勘察法、地球物理測井勘察法、地面核磁共振勘察法的工作原理及在水文地質勘察工作中的具體應用。

二、現代水文地質勘察方法在找水中的應用

隨著我國經濟的快速發展,我國總體而言,水資源的利用形式逐漸嚴峻,以許昌市為例,許昌市水資源嚴重短缺,人均水資源量僅204立方米,相當于全國人均水平的1/10。市區由于過量開采地下水,已形成面積達67 平方千米的水位下降漏斗漏斗中心水位埋深24.0m,且仍以每年1.5~2.0 m的速度下降,地面最大沉降量超過277 mm。為了滿足城市居民生活和工農業生產用水需求,在許昌麥嶺水源地綜合運用現代水文地質勘察方法找水勘察,取得了多種地質信息,基本查清了供水目的層的埋藏條件、邊界條件以及地下水動態特征。筆者將從下面幾個方面簡述現代水文地質勘察方法在找水中的應用。

1.物探和鉆探

(一)物探。在水文地質調查的基礎上,結合研究區的水文地質情況,采用對稱四極電測深法對勘察區西部的補給斷面進行探測,共做電測深點203個,電測深剖面8條;利用EH-4電導率成像系統,對勘察區西部、南部邊界和北汝河河道進行了探測,共完成9條物探剖面, 96個物理點,剖面長度54.55km;對18眼探采結合井和4眼勘探井進行視電阻率和自然電位物探測井,劃分地層,進行排管。通過這些工作,基本查明了西、南邊界和北汝河河床的地層結構和含水層的分布規律,為擬建水源地的供水孔和布置鉆探工程量提供了科學依據。

(二)鉆探。根據遙感水文地質調查、物探資料,結合以往地質、水文地質資料,在補充分析勘察階段成果的基礎上布置鉆探工作量。勘探施工勘探抽水孔4眼,進尺291.4 m;地質孔4眼,進尺362 m;觀測孔12眼,進尺1 071.55 m;探采結合井18眼,進尺2 242.2 m。共施工勘探孔和探采結合井38眼,總進尺為3 967.15 m。根據物探、鉆探工作分析,麥嶺水源地第四系孔

隙含水層的形成和分布受北西向的茨溝—姜莊凹陷和襄城大斷裂等構造控制。同時根據區域水文地質條件及水源地地層時代、巖性、成因及富水性,新近系湖積層及第四系下更新統冰水沉積層的富水性差,集中供水意義不大;中更新統埋藏型沖洪積卵礫石層顆粒粗,厚度大,富水性強,不易污染,是城市集中供水的理想水源地。

2.遙感技術在地下水資源勘察中應用

遙感技術即從遠處探測、感知特體各事物的技術,它技術先進、探測范圍大、信息量大,并可實施動態監測。遙感勘察方法就是在勘察區范圍內進行的航空遙感勘察,它是一種采用展片和航片目視解釋,結合野外驗證與水文地質補充調查的水文地質勘察方法。遙感勘察方法可分為4種:熱戲外監測法、水文地質遙感信息法、環境遙感信息分析法和遙感模型法。

(一)熱紅外監測法。熱紅外監測法主要就是用熱紅外波段的遙感圖像資料,通過測定地面溫度來確定地下水的存在。特別適應于干旱、半干旱地區的水資源的尋找。其工作原理是:地下水可在過毛細管作用、熱傳導作用及地表強烈蒸發作用下可導致干旱或半干旱地區的地表濕度和溫度發生變化,從而導致冷熱異常的現象,此現象便可在熱紅外遙感圖像上顯示出

來。利用紅外遙感數據再配合一定的航片作為基本的遙感資料便可實施地下水資源的探測工作。

(二)水文地質遙感信息分析法。水文地質遙感信息分析法就是運用水文地質理論對從遙感圖像獲取的地層巖性、構造、水文等水文地質信息進行分析,從而確定有利的蓄水構造,判斷地下水的貯存情況。

(三)環境遙感信息分析法。環境遙感信息分析法就是根據遙感圖像上提取的與地下水有關的植被、湖泊、水系等環境因子與地下水的依存、制約關系來判斷地下水系統的貯存情況。其工作原理是:在干旱區域,植被的生長狀態因受到氣候、性、地貌、水文地質條件等因素的制約,其中區域淺層地下水對植被的影響最大。地下水水水位埋深、礦化度、水化學類型控制著被群、植被覆蓋度。可通過這些信息來判斷地下水的排泄點(區)的水位埋深、礦化度和水化的學類型等相關信息。

(四)遙感模型法。

通過分析遙感圖像得知與地下水密切關系的水文因素狀況,并建立監測地下水位的定量評價模型,對地下水資源進行估測的方法叫遙感模型法,它是遙感與數學、模型學相結合的一種新的研究方法。此種方法主要用于評價地下水位分布狀況。

3.地球物理測井方法

地球物理測井是物探方法的一種,主要是配合地質鉆探對鉆孔內的水文地質狀況進行精確探測。地球物理測井方法是以嚴密的物理數學原理為基礎,主要用于分析地下水的分布,判斷地下水質量,探測巖溶洞,分析地層構造等。地球物理測井主要工作內容及工作原理如

下:

(一)正確地劃分含水層并確定層位及厚度,研究它們之間的相互關系。

(二)對地下水進行地下水礦化度進行測量。地層水的礦化度越高,地層電阻率值越低

(三)判斷裂隙及其泥質含量。裂隙存在的判斷標準:聲波時差較大,電阻率較小,密度偏低。如果裂隙存在,那么裂隙中填充的泥質越多,自然伽馬測井值就越大。

(四)巖溶水勘察。裂隙層位可由聲波曲線直接反映;當溶洞中含水時,自然伽馬曲線幅值略低,以此來可判斷其富水性;在巖溶、裂隙發育處,會出現井徑擴大的現象,因此,巖溶裂隙發育程度也可用井徑曲線來判斷。

(五)劃分鉆孔地層巖性。根據不同巖石的密度,電阻率,波阻抗,孔隙度等參數的差異,并綜合電阻率測井、聲波測井、密度測井、中子孔隙度測井等資料就可以劃分鉆孔的巖性剖面。

4.地面核磁共振法

地面核磁共振法就是利用不同物質原子核特性差異產生的核磁共振效應,通過觀測、研究地層中水質子產生的核磁共振信號的變化規律,來判斷探測區地下水的分布情況。它是目前世界上唯一可直接找水的地球物理方法,可量化含水層信息,勘探的深度小(目前最大勘探深度小于150m),適合北方地表較干燥地區使用。其工作原理就是水中的氫核質子在地磁場的作用下,處在一定的能級上,再以具有拉摩爾頻率的交變磁場對地下水中的質子進行激發,這樣原子核能級間就會產生躍遷即產生核磁共振。核磁共振信號的強弱或衰減的快慢直接與含水層中氫質子的數量、含水層孔隙大小相關,核磁共振信號的幅值越大,所探測區域內水含量就越豐富。從而,可以根據由小到大的核改變激發脈沖矩來推斷由淺到深含水層的貯存狀況,達到實現直接尋找地下水的目的。

地面核磁共振法屬于直接找水法,在有效的勘探深度范圍內,有水就有核磁共振信號顯示,以此來探測各類型的地下水。主要用于探測其他物探方法難以尋找的地下水,主要應用在以下4個方面:黃土孔隙、裂隙水探測;尋找碎屑巖類淺層風化裂水和層間承壓裂隙水;確定基巖裂隙帶的富水性;判斷灰巖區溶洞、裂隙含水或是泥質充填。

三、結束語

隨著近年來科技的不斷發展,以及勘探技術的不斷提升,在繼承了老一輩水文勘探人員的技術和知識后,新一代的工作者更要與時俱進,不斷的研究并熟悉新的理論和技術,從而將新老結合,挖掘開拓出更加優良的勘探方法,從而方便找水工作,使得找水的相關技術得到不斷的提升和發展。

參考文獻:

[1]-張少勇,劉偉超,田慧娟,李倩倩 現代水文地質勘察方法在找水中的綜合運用[期刊論文] 《中州煤炭》 -2010年1期

[2]-鄒慧峰 找水中現代水文地質勘察方法的綜合應用[期刊論文] 《黑龍江科技信息》 -2011年12期

[3]-賢世榮 水文地質勘察方法在找水中的應用[期刊論文] 《城市建設理論研究(電子版)》 -2011年20期

[4]-趙實 現代水文地質勘察方法在找水中的綜合應用[期刊論文] 《技術與市場》 -2010年9期

第8篇

1、還不錯,華水三個國家特色專業之一。

2、水工是華水的王牌專業,從考生招分師資力量到專業分科都是最好的。在華水作為水工的學生你會有一種優越感。但實際上華水的土木、地質、水動也很好。就發展前景講水動和地質近年就業挺吃香的,但地質工作環境艱苦些。

3、主要課程有:巖石力學、地下水動力學、普通地質學、工程力學(理論力學、材料力學)、土力學、水文地質學、工程地質學等。

(來源:文章屋網 )

第9篇

英文名稱:Geological Review

主管單位:中國科學技術協會

主辦單位:中國地質學會

出版周期:雙月刊

出版地址:北京市

種:中文

本:大16開

國際刊號:0371-5736

國內刊號:11-1952/P

郵發代號:2-382

發行范圍:國內外統一發行

創刊時間:1936

期刊收錄:

CA 化學文摘(美)(2009)

CBST 科學技術文獻速報(日)(2009)

Pж(AJ) 文摘雜志(俄)(2009)

中國科學引文數據庫(CSCD―2008)

核心期刊:

中文核心期刊(2008)

中文核心期刊(2004)

中文核心期刊(2000)

中文核心期刊(1996)

中文核心期刊(1992)

期刊榮譽:

中科雙效期刊

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第10篇

關鍵詞:地下水文;場地穩定性;巖土體力學;工程地質問題

中圖分類號:E271文獻標識碼: A

在工程事故中,由地質問題引起的事故屢見不鮮,一旦出現工程地質問題,輕則增加投資、延誤工期,重則給人民生命財產帶來重大損失。工程地質勘察可以有效減少這類問題的出現。水文地質問題對工程地質勘察有著重要的影響,在工程勘察、設計以及施工的過程當中,是一個非常需要重視的問題,但同時也是很容易被忽視的問題。之所以重要,是因為水文地質和工程地質互相聯系,互相作用,地下水既是巖土體的組成部分,直接影響巖土體工程特性,又是基礎工程的環境,影響建筑物的穩定性和耐久性。

場地穩定性,顧名思義,就是看場地及其臨近有沒有影響場地穩定性的因素。在《建筑巖土工程勘察基本術語標準》中這樣描述:擬建場地是否存在能導致場地滑移、大的變形及破壞等嚴重情況的地質條件。在實際評價時需要牽涉到擬建場地的工程地質條件、地形地貌等諸多因素。水文地質對其場地穩定性的影響毋庸諱言。水文地質是影響地基穩定性及斜坡穩定性等工程地質問題的一個條件。

水文地質學是研究地下水的科學,地下水是指賦存于地面以下巖石孔隙中的水。在實際的勘察工作中,水文地質問題往往只被認為是象征性的工作,在勘察中大多只是簡單地對天然狀態下的水文地質條件作一般性評價。在一些水文地質條件較復雜的地區,由于工程勘察中對水文地質問題分析研究不深入,設計中又忽視了水文地質問題,經常發生由地下水引發的各種巖土工程危害問題。

地下水引起的巖土工程危害,通過地下水動水壓力和地下水位升降變化兩個方面作用而造成。

工程施工時,人為的工程活動改變了地下水的天然動力平衡條件。地下水在天然狀態下,動水壓力作用比較弱,這時往往不會產生危害。但在動水壓力平衡改變時,就常常產生一些嚴重的巖土工程危害,如基坑突涌、管涌、流砂等。突涌現象產生的原因是在基坑下部存在承壓水層,而開挖基坑降低了承壓水層上部隔水層的有效厚度,隨著隔水層的進一步的降低,到一定臨界值時,承壓水的水頭沖擊力能沖毀基坑底板或者頂裂基坑。巖性和承壓含水層的類型對基坑突涌形式有著重大的影響。當承壓含水層為巖溶水、裂隙水、或中卵礫、礫砂、粗砂、孔隙水時,基底頂裂,裂縫中冒出地下水,從而造成基坑積水。當承壓含水層為細粒砂層時,基底產生噴砂、水現象。基坑突涌不但給施工帶來很大麻煩,甚至威脅到地基強度,從而引起邊坡失穩。

地下水造成巖土工程危害的原因還有一個,即地下水位升降變化。

由水文氣象因素如降雨量氣溫等、及人為因素如灌溉施工等――當然大都是多種因素交換影響――導致潛水位上升,對含水層結構總體巖性造成影響,影響的結果是:土壤鹽漬化、沼澤化、巖土及地下水對建筑物腐蝕性增強,斜坡河岸等巖土體巖產生滑移崩塌等不良地質現象,少量的特殊性的巖土體結構破壞強度降低軟化引起液化出現流砂以及粉細砂及粉土飽,地下洞室充水淹沒的管涌等現象,基礎上浮,建筑物失穩。巖土工程同樣會受地下水位的降低造成損害,而地下水位下降的原因多半是由于人為因素造成的。例如,抽取大量地下水,且頻率集中;在上游修筑大壩或者修建水庫截取下游地下水補給等。水位降低會導致地面沉降、地面塌陷、地裂等嚴重的地質災害。

地下水的升降變化會引起巖土脹縮變形,這是因為巖石的膨脹收縮變形會在地下水升降頻繁時變得往復,巖石的膨脹收縮幅度會不斷加大,從而一步步的形成地裂造成對建筑物特別是輕型建筑物的破壞。由于地下水的積極交替作用,地下水升降變動帶內會出現土層中鐵鋁膠結物淋失,造成壓縮模量承載力降低、含水量孔隙比增,這為巖土工程進行基礎選擇處理帶來較大的影響。

為了有效的降低因為水文地質問題帶來的工程危害,在工程地質勘察中應該高度重視水文地質問題。水文地質勘察的目的是運用各種不同的測繪、勘探、試驗、觀測方法,經過一定的勘察程序,查明地下水的形成、分布規律,并在此基礎上對地下水資源做出水量與水質評價。

水文地質勘查主要包括如下內容:地下水的類型,地下水位及變動趨勢,含水層和隔水層的厚度,巖層結構關系如土層或巖層滲透性及滲透系數,承壓含水層的特征及水頭等方面。

地下水一般來講,主要有結合水、毛細管水和重力水三種賦存形式,其中結合水包括強結合水和弱結合水兩種類型。

地下水的水位情況包括最近兩到五年來地下水水位的變化情況,包括地下水的補充供給和排泄的條件,還有地表水、地下水之間的補排關系,加上這些關系和條件對地下水位造成的影響等等。其中地下水位的變化是工程勘察的重點。

含、隔水層情況包括地下水的類型、水位、流向和變化的幅度,含、隔水層的埋藏條件;主要的含水層分布、埋深、厚度情況。此外,還應憑借現場的勘探試驗,通過測定地層的水位傳導系數、滲透系數、導水系數、壓力傳導系數等等水文地質參數,準確判斷此處的地質條件是否會影響地下水的滲流狀態,是否會影響其賦存情況等,判定地下水是否會腐蝕建筑材料等等。

巖土的水理性質的研究也是勘探工作中必不可少的一部分。巖土的主要的水理性質即巖土的水理性質是巖土與地下水相互作用顯示出來的性質,了解這個性質,有助于了解巖土與地下水之間是如何相互牽制和影響的。這對勘探工作的順利開展及保證建筑物穩定性都有著很重要的意義。巖土與水作用的性質用巖土吸水性表征,巖土的含水率、吸水率、飽水率、飽水系數及巖土的透水性等是巖土的基本水理性質指標。地下水影響著巖土的水理性質,地下水類型不同,其對巖土水理性質的影響程度也會不一樣。巖土的水理性質巖土水理性質與巖土的物理性質都是巖土重要的工程地質性質。巖土的水理性質不僅影響巖土的強度和變形,而且有些性質還直接影響到建筑物的穩定性。

巖土的主要水理性質包括軟化性,即巖土體滲透水中,力學強度降低的特性,通常用軟化系數表示,軟化性判斷巖石耐風化、耐水能力的標準;透水性,即水在重力作用下,巖土透過水的表現強度。透水性與巖土的強細程度有關,巖土越細越不均勻,其透水性就越弱,反之亦然;崩解性,巖土土體受崩散、瓦解的能力;給水性,它是水文地質勘探中一項重要的地質參數,對場地施工有著較大的影響。實際過程中,多采用實驗室方法來測定給水度;脹縮性,即巖土吸水后體積變化性質。

對巖土水理性質的分析主要通過水文地質測繪來完成。水文地質測繪是水文地質勘察工作的基礎與先行工作,是認識和掌握區域地質構造、地貌、水文地質條件的重要調查研究方法。水文地質測繪基本任務是查明與地下水形成有關的區域水文、氣象因素;區域地質、地貌及第四紀地質特征;地下水的補給、徑流、排泄條件;含水層的埋藏條件及其分布。

測繪完成,接下來要對水文地質問題進行合理評價。首先根據所查明的地下水的天然狀態和天然條件下的影響,分析并預測人為活動中地下水的變化情況及對建筑物和巖土體的反作用。對巖土體和建筑物受地下水的作用和影響進行評價,預測其對巖土工程可能產生的破壞,并提出合理防治措施。如:建筑物基礎中水會對混凝土產生破壞,這對于埋藏在地下水位的建筑物特別明顯。

總之,水文地質對地質工程的影響很大。重視水文地質的勘察,勘察地下水的類型、地下水位變化并對巖土水理性質進行分析,繼而做出合理評價,反映其對場地穩定性的影響,有助于預防不良地質現象的發生,減少工程事故的概率。

參考文獻:

[1] 俞茂宏.巖土類材料的統一強度理論及其應用[J].巖土工程學報,1994,16(2): 1-9.

[2]王大純,張大權,史毅虹等,水文地質學基礎[M],北京,地質出版社。1995

第11篇

[關鍵詞]水文地質;勘察方法;類型

水資源是人們賴以生存的主要自然資源,社會的發展和建設都需要水資源的支持,由于水資源所具有的這些作用,使得相關的人員更加注重對水資源的勘探研究。我國不斷的研制出新型的技術,以幫助找出隱藏的水資源,以推動社會的進一步發展。在當前的水文地質的勘探過程中,我國采用了多種勘察方法,并且選用不同的勘察類型,以期望能夠保障水文地質勘察的合理性。下面本文就主要針對當前水文地質中常用的勘察方法與類型進行深入的探究。

1、了解水文地質勘察過程中的重要內容

1.1地球物理勘察。一般來說,在對水文地質進行勘察的過程中,采用的勘察方法主要為物探法,而物探法也可以被分為淺層地震法以及自然電場法等多種方法,有效的使用物探法對水文地質進行勘察,可以有效的保障抽水實驗地點設定的精確性,也能夠使得鉆孔作業順利的進行,從而使得工作的效率可以有效的得到提升。

1.2水文地質的試驗。試驗目的是獲取各種參數,給礦山涌水量的計算和地下水資源的評價等提供資料,其中最常用的是抽水試驗。

1.3水文地質的鉆探。水文地質鉆探與一般的礦產鉆探的要求相比是不同的,它要求有比較大的孔徑并且必須用清水鉆進,否則,所獲得的水文地質參數可能會失真。

2、當前水文地質中常用的勘察方法

2.1測繪法。測繪法是當前的水文地質中,最常見的一種勘察方法,這種方法是利用一定的比例在圖紙上繪制出相應的地質圖,并且利用相應的點和線來進行測試,同時進行相應的數據記錄,從而根據所記錄的數據來對相關的問題進行有效的解決,這樣就可以使得在沒有底圖的情況下,也能夠根據地形圖來進行水文地質的勘察。這樣的方法在當今的水文地質勘察中應用較為科學和合理,而測繪法主要利用的就是遙感成像技術,應用遙感成像技術可以使得水文地質測繪的準確性得到相應的提升,也可以使得測繪的實效性得到有效的體現。另外,在運用測繪法來對水文地質進行勘察的時候,要能夠清楚的了解相應的專業知識,并可以將這些知識與實踐充分的融合,透過向專家的請教以及與當地居民的交流,就可以初步對當地的地質環境有一個大體的了解,這樣方便進行水文地質的勘察。而在進行具體勘察的時候,要注意點和線測繪的準確性,對點、線的設定范圍進行合理的掌控,從而保障水文地質測繪的有效性和合理性。

2.2物探法。所謂的物探法主要是指利用電磁波、放射性物質以及電法來對水文地質進行勘察的一種先進的方法。這種方法在水文地質勘察中也較為常見。這種方法的應用特點就是具有針對性,能夠準確的勘察出水資源的具置。在利用物探法的過程中,需要先進行鉆探打孔,在打孔作業完成之后,就可以對地層進行更為深入的勘察,從而使得相關的人員可以更加深入的了解到水文地質中所蘊含的物質成分。在原有的鉆孔基礎上,進行鉆探深入,從而獲取到相應的水文地質勘察數據。但是需要注意的是,在鉆孔作業的時候,一定要做好相應的抽水試驗,針對巖石要進行有效的清潔處理,而在抽水試驗的過程中,則要對鉆孔的底部進行徹底的清潔處理,這樣才能夠使得勘察的結果更加的精確。另外,在勘探鉆進時,還要做好相應的記錄,所記錄的內容包括進管的深度、速度以及發出的聲響等,在鉆進之后,就需要進行打土處理,依據所打出的漿土顏色來對地下水層的分布情況以及水體中所含的的物質進行初步的判斷,并且要做好相應的記錄,值得注意的是,所記錄的內容一定要嚴格的依照相應的順序,不得出現順序混亂的情況。

3、當前水文地質勘察類型

3.1供水水文地質的勘察。供水水文地質主要指代的對象就是地下水源,針對供水水文地質勘察就是針對地下水進行勘察。在對地下水進行勘察的過程中,需要對城市的供水系統進行有效的勘察,同時也要對農田供水進行合理的勘察,針對城市周邊的鄉鎮以及車站等的供水狀況進行合理的勘察,從而得出當地的水文地質情況。供水水文地質的勘察本身就是一項較為系統的工作,一般來說,該勘察工作主要是利用比例為1:5000比例尺來進行勘察的一種工作,其主要應用的勘察方法包括物探以及測繪法。這種工作開展的主要目的就是為了能夠清楚的了解當地的水層分布的具置以及地下水形成的具體條件,從而明確采水地段,方便進行地下水的利用,同時可以采取有效的措施,來對地下水進行保護,為地下水的開采奠定扎實的基礎。

3.2綜合水文地質的勘察。之所以要對綜合水文地質進行勘察,主要是為了能夠順應社會發展的規律,以推動社會經濟的高效發展,而該勘察工作主要是采用測繪法進行,應用測繪法來繪制出相應的綜合水文地質圖,并制作出相應的綜合水文地質報告,在從而使得相關的人員可以全面的了解到當地的水文地質狀況。針對綜合水文地質進行勘察,主要的任務就是為了能夠清楚的了解地下水的分布方位、地下水的水質情況以及地下水的水流補給狀況等。

3.3特殊項目的水文地質勘察。特殊項目的水文地質勘察主要內容包括防治地方病水文地質的勘察,為利用含水層儲冷和儲熱的水文地質勘察,為治理地下水污染的水文地質勘察等等。

4、水文地質勘察的主要內容

4.1地下水的動態類型。根據介質的不同可以將地下水換分為碎屑巖類裂縫孔洞水以及松散巖類孔隙水等多種類型,另外,由于水力的不同,地下水也可以被分為潛水以及上層滯水等多種類型,而在水文地質勘察的過程中,所要勘察的內容,就是要區分地下水屬于哪種動態類型,以此來確定當地的水文地質情況。

4.2地下水的補給、排泄條件和徑流。一般性勘察常做簡單容易的抽水實驗,穩定的時間是4h,提供粗略滲透系數。重要的工程應該做2次以上的降深抽水實驗,應該最少布置1個觀測孔。通常選用大井法計算工程的涌水量。

4.3預測地下水引起的不良地質作用。地下水引起的不良地質作用主要有:沼澤化和鹽漬化,巖土軟化產生的崩解和濕陷,膨脹土脹縮變形,地面的塌陷、沉降,地下工程的突水,海水入侵等等。

5、結語

綜上所述,針對當前的水文地質進行勘察的過程中,可以采用的勘察方法主要為測繪法以及物探法,而在水文地質勘察中,所要勘察的水文地質類型卻相對較多,針對如此多的水文地質勘察類型,要想使得勘察工作可以順利的開展,就需要有效的掌握各種基礎材料,并對水文地質做好相應的計算,同時要結合外業工作,這樣就能夠使得水文地質勘察工作得到進一步的發展,從而獲取到較為豐富的水資源,滿足社會以及人類發展對水資源的需求。

參考文獻

[1]王大純,張大權,史毅虹等.水文地質學基礎[M].北京:地質出版社,2012

第12篇

環境與發展是當今國內外普遍關注的重大問題,過去相當長一段時間內,人類社會的傳統發展模式是以資源的過度消耗和環境惡化為代價來換取社會物質文明的,結果造成了諸如自然資源的可持續利用率降低、環境污染、地質災害頻繁、生態平衡遭到破壞等重大問題。

長期以來,正是由于缺乏持續科學發展的觀點,對保護環境的意識淡薄,在公路建設等大規模工程的勘察設計、施工及使用階段,都未把環境評估這一重要內容列入工作計劃之中。隧道等地下工程修建于地殼表層,位于地下水最為活躍的部位,在巖土中開鑿的隧洞,它將可能成為其四周特別是工程上部地質內的地表、地下水的匯集場所或新的排泄通道,這勢必改變工程范圍內的水文地質、工程地質環境,進而影響地區的生態環境。過去修建隧道等地下工程,除少數特殊工程采用以堵為主的全面防水措施外,大多數工程,特別是山區隧道工程都采用排堵結合、以排為主的防治方針。因此,,眾多隧道等地下工程在修建中和建成后長期存在著涌、漏水災害和環境惡化等問題。

隧道和礦山坑道等長期大量涌水或大量排放地下水,造成工程地區含水層被疏干,使生態環境惡化,主要表現為:地表水和泉、井枯竭;生活、工農業用水缺失;地表沉降、巖溶塌陷、土壤沙化、水土流失;建筑物被破壞。鎮勝高速公路槽箐頭隧道施工中的大量涌水,使地表“四道溝”所有泉水干枯,從而截斷了該溝下游發電用的水源和農業用水。巖溶地區隧道內的長期涌水,引起的環境問題也更加嚴重。

2 隧道環境水文地質工作

隧道環境水文地質工作是一項十分重要的工作,既要查明工程地區的水文地質條件及變化趨勢,又要對由于水的作用可能引起的地質災害和環境惡化的可能性和程度作出預測預報。水文地質工作應貫穿工程建設的全過程,不同階段的工作重點有共同點又有不同點。

2.1 勘測設計階段

2.1.1 水文地質勘測主要任務

(1)探明工程區內水文地質條件,進行水文地質劃分,查明含水層的位置、水理性質、水位等水文地質參數和地下水的補給來源和排泄路徑;

(2)對隧道內在施工階段的最大涌水量和運營期間的穩定涌水量作出預測,并預測可能發生集中(或突發)涌水的地段;

(3)評價地下水對圍巖分類、隧道掘進和支護結構的影響;

(4)評估排出地下水后對工程周圍生態環境的影響程度和發展趨勢,充分估計隧道開挖引起表水漏失、地面沉降、巖溶塌陷等的程度和范圍,提出防治意見。

2.1.2勘測的重點地段

根據調查研究和大量的工程實踐,認為下列地質環境是容易發生集中涌水和可能引發生態環境惡化的地段,也是水文地質勘測的重點地段。

根據調查研究和大量的工程實踐,認為下列地質環境是容易發生集中涌水和可能引發生態環境惡化的地段,也是水文地質勘測的重點地段。

(1)巖體破碎帶.包括斷裂帶、節理裂隙密集帶、褶曲軸部等;’

(2)滲漏層與非滲漏層交界面(帶).主要有地層不整合接觸帶、可溶巖與非可溶巖交互帶、不同巖性和不同結構巖體接觸帶等;

(3)地表水系發育或匯合地段,主要有:地表水體、古河床、山間河谷、盆地等地段;

(4)巖溶地區主要有:巖溶洞穴、洼地、地下河發育地段。

上述重點地段的勘測,除應按有關規范、規則執行外,還應注意如下工作內容,

①對巖體結構破碎帶,應查明斷層的力學屬性、產狀、上下盤巖層和巖體裂隙發育程度及斷層帶的充填、膠結性質;對節理裂隙密集帶及褶曲軸部,主要應查明裂隙發育程度及裂隙的張開性、延伸性。上述地質因素,決定著巖體的導水性和富水性。

②對滲漏層與非滲漏層交界面(帶),主要查明交界面的產狀、交界面(帶)的特性以及交界面底板的滲漏特性。若沿交界面有發育巖溶洞穴時,應查明洞穴標高與隧道標高的關系及洞穴的充水特性。

2.2 施工階段

施工階段環境水文地質工作的重點是調查分析3地表水、地下水露頭的變化;隧道內涌水、漏水狀況;水對圍巖穩定性的影響以及各種防治措施的作用和效果。

(1)水文地質觀測2①地表水體(如河水、溝流水、山塘、水庫)水位、流量及下滲量觀測;②井泉流量、鉆孔水位等觀測;⑧洞內涌水、漏水調查,觀測出水部位、出水量、水質、含泥沙量變化規律。

(2)調查隧道內涌、漏水對圍巖穩定的影響以及地下水與隧道內各種地質災害的關系。

(3)調查分析隧道內大量涌水或排放地下水的環境效應,進行因地下水位迅速降低造成周圍生態環境惡化的可能性和災害程度的預測預報,了解環境影響的范圍及發展趨勢。

(4)調查分析防水治水措施的作用和效果。

2.3 運營階段

隧道建成后,若仍有地下水涌入和滲漏入隧道內,則運營階段仍需加強水文地質工作,其重點是:

(1)調查水對隧道工程的襯砌、道床及線路上部建筑物的影響程度中建立工點履歷卡片;

(2)進行隧道內工作環境分析;

(3)進行地表生態環境現狀調查和發展趨勢預測;,

(4)提出災害治理措施及環境保護措施。

3 新建公路隧道水文地質及生態環境影響的評估

回顧以前的有關規范、規則,幾乎都未把隧道工程建設與環境工程作為一個系統來考慮,沒有關于隧道開挖對生態環境影響評價的專門條款和規定。在公路隧道設計規范中,對隧道防排水提出“以排為主,排、截、堵相結合的原則”,在實施中,由于突出了以排為主,大多數隧道工程(特別是山區公路隧道),不論涌、滲水的補給來源及水量大小與否,施工中多不作預防處理,因而隧道成了泄水洞,把周圍大量的地下水吸奪過來,破壞了原有的水文地質環境

在總結前人經驗和教訓的基礎上,通過近年來的研究,我們認為在新建公路隧道工程及其它地下工程項目的整個過程中,要把隧道工―環境水文地質―生態環境影響作為一個系統工程來考慮,把穩定原有隧道水文地質環境和保護生態環境作為環境影響評估的重點。

3.1 隧道環境水文地質評估方法

3.1.1 環境水文地質及影響的評估范圍

隧道水文地質勘測和環境影響評估的范圍與水文地質條件復雜程度以及隧道埋深和長度有關。根據我國若干隧道因開挖改變地下水環境、并影響地表生態環境的實例,隧道兩側的影響寬度為400~2600m或更大,因此,隧道環境水文地質勘察和環境影響評估的范圍以隧道兩側各1000~5000m為宜。這較“公路工程建設項目環境影響評價技術標準”第3.1.1條規定的“一般情況下宜為線路兩側各300m”范圍值要大。

3.1.2 環境水文地質評估項目與方法

(1)環境水文地質評估項目,主要包括:地形地質;水文地質條件;水文地質分區;水文地質參數計算、選擇;預報涌水量的方法、公式、成果。

(2)環境水文地質評估方法

3.1.3 環境因素調查的主要項目及內容

(1)地表水體(河流、井、泉、水庫、貯水池、水渠等)的長度、面積、容量、水位及其重要性分類;

(2)農田、林業用地的類型、面積,需保護的重要性或名貴植物的數量和范圍;

(3)人口密度;

(4)建筑物和構筑物的數量、類型和分布,特別注意有無重點保護文物景點;

(5)其它,如棄碴堆放場地的地形和水文條件、水土流失狀況、不良地質現象等。

3.2隧道環境影響的評估方法和標準

當隧道通過強富水區(段)及中等富水區(段),以及巖溶發育區(段)時,即工程施工及運營期間大量地下水涌入或從中排放時,對周圍環境將有較大的影響。因此,在新建鐵路隧道時應對環境影響的內容)程度和范圍進行評價,并應提出有關補救措施或相應對策。

3.2.1 生態環境評價內容

主要評價由于隧道內大量涌水或排水引起的環境問題。

(1)地表水、地下水的可能疏干程度,生產、生活用水缺失程度;

(2)淺埋隧道地面下沉的程度和范圍,對地面建筑物基礎的可能破壞程度;

(3)地表沉降、巖溶塌焰發生的程度和范圍;

(4)地表水、地下水可能被污染的程度;

(5)隧道內環境可能惡化的程度;

(6)隧道開挖棄碴堆放引起的泥石流等環境問題的可能程度;

(7)工程竣工后,排出的地下水作為水資源的可利用程度;

(8)防治發生上述災害及環境惡化問題的對策。

3.2.2 隧道環境影響評估技術標準

(1)隧道環境影響評估范圍,一般情況下為隧道軸線兩側各1000m,巖溶發育區范圍可擴大至隧道軸線兩側3000m~5000m。

(2)隧道生態環境影響評估,不同的地下水類型和埋深狀態其評價的主要項目及評價的深度不同,可按表3建議的進行。

3.2.3 隧道工程防排水原則

隧道工程防排水措施是否恰當,是隧道環境保護質量好壞的關鍵之一。就大多數隧道工程而言,施工和運營隧道的防排水,“以防、截、排、堵相結合及因地制宜綜合治理的原則”進行是合適的,但從環境保護的目標出發:只是一般性的規定是不夠的,應該根據隧道等地下工程的長、短、重要性和隧道水文地質條件的復雜性,以及隧道地區的人口密度、農牧業發達程度等生態環境,采用不同的防治措施。

(1)淺埋隧道、城市地下鐵道及水下隧道,為防止表水疏干、地表下沉、地面塌陷等災害,應采取截、堵表水下滲和洞內全封閉、洞內不允許滲漏水的防治措施。

(2)山嶺隧道工程,可按下列情況采用不同的防排水對策:

①非巖溶隧道.若覆蓋層較薄或圍巖屬強滲透性的地層,對地表水應及早處理,以采用防止表水大量下滲的措施為主;若隧道埋深超過50m,除通過斷層破碎帶等富水區段采用預注漿堵水措施外,一般可按常規措施來處理。

②巖溶隧道.若隧道標高處于巖溶水循環的充氣帶,可不作防水的特殊處理;若隧道標高處于季節性充水帶或水平循環帶及深循環帶,一般以采用地表截堵、防止表土流失、洞內注漿堵水等措施為主,其中若碰到原有動、靜水壓變化較大的集中股流(如暗河管道流),視對環境影響的程度,即可采用輔助工程引排,又可采用在未揭穿集中股流前進行預注漿封堵的措施進行處理。巖溶隧道地表覆蓋層若厚度較薄(小于20m)時,則應在隧道開挖前作地面預處理,以防止地面塌陷。

③生態環境需特殊保護地區的隧道工程。無論隧道長短和埋深如何,修建時均應采取全封堵水的措施。

4 結束語

隧道工程對環境水文地質條件及周圍的生態環境會帶來程度不同的影響,其中地表、地下水的大量涌入或隧道內地下水的大量排放是其主要原因。因此,我們認為,今后在新建隧道等地下工程時.-要認真開展隧道水文地質環境變化規律及其對生態環境影響的評估這一重要工作。

(1)新建隧道環境影響評估應貫穿于隧道勘測設計、施工及運營各個階段。

(2)新建隧道環境影響評估范圍應規定為隧道軸兩側各1000~5000m為宜,特長巖溶隧道可根據需要適當擴大評估范圍。

(3)從保護環境的大目標出發,新建隧道工程的防排水原則應以截、堵措施為主,以改變過去山嶺隧道建設中,以排為主的做法。

(4)環境影響評估應包括地表環境影響程度、范圍的評估和對隧道內環境影響的評估兩方面的項目和內容。

參考文獻

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