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[关键词]建筑工程 地下室 施工技术 施工特点
中图分类号:U414 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)01-0146-01
我国城市化进程的加快使得建筑工程的发展逐渐趋向于高层和大型建筑,一般来说高层建筑为满足人们使用功能的要求多附带地下室,但在地下水位较高的地区,防水措施便是地下室施工最为重要的问题。地下室防水施工的主要目的在于隔离地下水使其不会渗入室内,建筑地下水防水施工对防水抗渗的要求较高, 因此建筑地下室施工的难度较大。除此之外,地下水对建筑地下室长期的浸泡也会在一定程度上影响建筑物的使用功能和使用寿命。因此,在建筑地下室防水施工的过程中需要对防水卷材的质量进行控制,在对建筑工程施工的过程中应该进行重点的防水处理。施工人员在实际建筑地下室防水施工过程中要严格按照规范执行,合理地结合防水施工技术,确保每一个步骤的准确无误。同时施工人员要加强学习,积极地采用新技术和新材料,做好房屋建筑施工管理以及对施工质量的控制,提高建筑地下室防水性能。
一、建筑地下室防水施工
对于普通建筑地下室防水施工过程中常常采用外墙对地下水的水压进行抵抗,而对于较为复杂的建筑地下室,施工人员必须按照相关的规定,勘探建筑区域的地质情况,在设计的过程中要根据建筑区域地下水的实际情况采取有针对性的措施。一般来说,建筑工程区域内的地下水位高于地下室的地面时,在地下室防水施工的过程中可以采用整体钢筋混凝土地下室。在具体实际施工的过程中 ,施工人员应该在上部进行防潮的处理,并采用刚柔并济的地下室防水方案。
二、建筑地下室防水施工方法
一般来说建筑地下室防水工程中采用防水施工方法主要包括以下3种:
1、外防内贴法
此种施工方法在施工的过程是首先在底板垫层砌筑保护墙,然后在保护墙和垫层上粘贴防水卷材,直到防水层完成后浇筑混凝土。外防内贴的施工方法主要在施工环境条件差,且不适合采用外贴施工方法时使用。
2、外防外贴法
外防外贴具体的施工方法是直接在底板垫层上铺设防水卷材,在保护墙施工完成后在保护墙外铺贴防水卷材。外防外贴的施工方法可以在较长时间内确保干燥的状态,这是由于保护墙随时间推移而越来越干燥,并且在一定程度上对室内有吸湿性。但外防外贴的施工方法的缺点在于在进行基坑开挖时,为了确保防水工程的顺利实施,必须采取较多的支撑措施,因此加大了施工人员地下室防水施工的工作量。
3、离壁式衬砌防水法
此类防水施工方法就是在保护墙的内侧增加离壁式内墙,但由于在施工的过程中需要加设内墙,因此此类施工方法的施工造价较高,也无法保障柱和墙混凝土接缝处的水密性。
三、施工技术
在建筑地下室防水施工的过程中,施工人员根据刚柔并济的原则,在混凝土中加入JS2防水涂料。在制作混凝土的过程中加入防水剂和水泥膨胀剂,施工人员对混凝土进行浇筑时对混凝土的收缩裂缝进行了严格的控制,主要目的在于确保混凝土防渗漏性能。
(一)准备工作
在建筑地下室防水施工的过程中,若地下水位高于地下室底板高度,那么施工人员应当先对地下水进行降水及排水措施。在挡土墙外侧设置低于垫层的排水沟,沿底板均匀设置降水井,然后开展防水工程,确保不会出现裂缝。在电梯井和桩承台井周边的砖模墙可以采用厚度为20mm的水泥砂浆进行封抹,抹圆砖模墙等的转角,使之成弧线。而对于地下室的外墙面,施工人员可以直接涂抹JS2 型的防水涂料,确保防水层与外墙之间的紧密结合。
(二)防水层施工
施工人员在防水层施工的中需要对基层表面进行清理,然后在其表面涂刷水泥胶,整个过程需要1个小时内完成。施工人员在对基层表面进行涂抹时,先用滚子打底层,随后从下往上对各个防水层进行涂抹。在涂抹的过程中,施工人员要确保涂料无沉积现象以及各个防水层之间无气泡,施工人员要按照相关设计要求做好防水保护层。
(三)其余部位防水施工
施工人员对建筑地下室底板、侧墙、承台底以及后浇带也需要进行防水施工,对底板和侧墙需要先在其表面涂刷厚度为 0.4mm 的水泥胶,然后反复涂刷JS2 型的防水涂料,直至其符合设计的厚度,需要注意的是每次涂刷均应横竖交错进行。而承台底和桩头的防水施工,施工人员需要先在桩头涂抹结晶型防水涂料, 再加设一条止水条,目的在于将底板防水层密闭起来。防水涂料的主要作用在于渗透至混凝土内部,然后填塞混凝土内部的孔隙,以便更好地增强混凝土的抗渗性和防水性。完成JS2 型复合涂料的涂刷后,施工人员应该增设沥青防水卷材层,防水保护层完成后再回填砂垫层,主要目的在于避免后期清理后浇带时对防水层造成破坏。除此之外,在建筑地下室防水施工的过程中,施工人员需要注意以下几点:①采用的JS2型复合防水涂料不能在温度为零度以下或雨雪天气施工,主要原因在于施工环境过于潮湿将会在很大程度上影响复合防水涂料的成膜效果;②施工人员在配制JS2 型复合防水涂料后应当做到随配随用,必须在配制后的两个小时内使用完,否则符合防水涂料将会达不到粘结成膜的效果,需要对涂料进行重新配制。
在建筑地下室施工的过程中地下室防水技术是非常重要的一项技术,对一些特殊和复杂的工程,施工人员在采用此项技术时必须要严格按照相关要求进行施工。对有些细节部分要进行重点的处理,工程结束后,施工人员需要对工程进行为期6个月的观察,确保建筑工程地下室无一处透水现象,并且具有较好的防水效果。
结论
综上所述,房屋地下室出现渗漏的原因较多,在房屋建筑地下室墙体的施工过程中,施工人员要采用防水性能较强的涂料,提高地下室墙体的防渗漏性能。并且,施工单位要加强房屋建筑施工的管理,避免墙体裂缝的发生,对于墙体上出现的裂缝,施工人员要积极地进行处理,防止裂缝进一步扩大。而对于地下室地面的施工,施工人员要加强对接缝以及管道部分的处理,确保施工质量。除此之外,地下室防渗漏的施工需要结合后房屋建筑工程的设计要求,加强对止水带的施工和管理,确保混凝土的施工质量。因此,为了确保建筑地下室防水施工的质量,施工人员必须要加强防水混凝土施工技术,并且对建筑的特殊部位要进行重点处理。
参考文献
[1] 柳良华.建筑地下室防水施工技术特点及分析[J].建筑工程技术与设计,2014,22(16):108-108.
[2] 蹇海林.浅析地下室防水施工技术[J].城市建设理论研究(电子版),2011,09(20):111-112.
[3] 龙涛.建筑地下室防水施工技术应用分析[J].城市建设理论研究(电子版),2013,15(18):123-124.
[4] 刘国海.浅议建筑地下室防水施工技术[J].黑龙江科技信息,2013,23(14):155-156.
【关键词】JS型防水涂料 JS-Ⅱ型 地下室
1.前言
JS型防水涂料是利用水泥与丙烯酸酯等水乳型聚合物乳液通过合理配比,复合而成的双组分防水涂料。该涂料弥补了水泥基材料柔性不足以及聚合物乳液的再溶胀、防水性差的缺陷。提高了聚合物涂料的拉伸强度(刚性),既有有机材料高韧高弹性能,又有无机材料耐久性好等优点,达到了二者性能上的优势互补。这类防水材料简称为JS复合防水涂料,也成聚合物――水泥基复合防水涂料。涂覆后形成高强坚韧的防水涂膜。由于其具有优良的产品性能,突出的防水效果,已成为我国近几年来发展较快的一类防水涂料。
2 JS防水涂料的组成和防水机理
2.1 JS防水涂料的组成
JS防水涂料为柔性防水材料,双组份型,包括液料和粉料,液料用丙烯酸酯乳液和乙烯――醋酸乙烯酯乳液,具有无毒、无臭、无大气污染等优点,因其含有大量的极性基团,大大提高了涂料对多种基面的粘结强度,使其抗拉强度、延伸率,变形适应性由显著增强,而粉料以水泥基材料为主,再加入其它石英粉、滑石粉等填充材料,可明显增加涂膜不透水性、抗渗性、抗紫外线和耐久性。
2.1.1 成膜材料
JS防水涂料选质量好的丙烯酸乳液,其耐高低温性能好,与水泥混凝土基层的粘结性优异,这对提高涂膜的防水能力极为有利。
2.1.2 改性助剂
为改善丙烯酸乳液的性能,分别加入了复合分散剂,以改善系统的分散效果;选用了高效消泡剂,已有效地消除涂料中的气泡;加入成膜助剂和增塑剂,以提高涂料的在膜性,并改善其柔性。
2.1.3 特种水泥
为保证JS防水涂料在成膜过程中不收缩开裂,成膜后具有足够的弹性,采用微膨胀水泥或在白水泥中加入适量膨胀剂作填料,他们与水反应形成一定数量的膨胀性结晶体(钙矾石),从而提高它的防水耐候性和耐久性。丙烯酸乳液中加入微膨胀水泥特殊填料,是JS弹性水泥防水涂料的一大特点。
2.2 防水涂料的防水机理
丙烯酸水溶性乳胶和微膨胀水泥混合在一起产生如下物理化学作用。当液料和粉料按其一定比例混合时,粉料中的水泥与水发生水化反应以及水性乳液交联固化而形成高强高韧防水涂膜。其两者复合机理及聚合物胶乳对水泥材料改性机理,主要有:当聚灰比(聚合物干量与水泥量之比)达到一定量时,(通常为1.5―2.0),聚合物微粒完全包裹在水泥凝胶和骨料颗粒表面,并形成完整的柔性链胶膜网络。
2.2.1水泥吸收乳胶中的水,水化形成具有膨胀性能的水泥凝胶体;丙烯酸乳胶固化形成粘弹性和粘结性的聚合物性网络,贯穿于水泥石骨架的孔缝中,并牢固地结合在一起,形成优良弹性复合体。
2.2.2 聚合物的柔性链起抵抗外界应力的主导作用,当体系受外界小于某一极限应力作用时,以伸长而不是断裂来抵抗外界的应力作用。这样聚合物胶膜的胶接能力及柔性明显改善了水泥机械性能。体系中物理性能表现为延伸率明显提高,即为柔性材料。
3 JS防水涂料的应用范围及主要技术指标
3.1 JS防水涂料的应用范围
JS防水涂料可在潮湿或干燥的砖石、砂浆、混凝土、金属、木材、各种保温层、各种防水层如沥青、橡胶、SBS、APP、聚氨酯等基面直接施工,因而广泛适用于屋面、厨卫间、地下室、水池、隧道、桥梁、水库和其它建筑工程。
3.2 JS防水涂料的主要技术指标
JS防水涂料的主要性能指标有固体含量、干燥时间,拉伸强度等,技术要求说明详见表2
4. JS-Ⅱ型防水涂料在地下室外墙应用特点
JS防水涂料分JSⅠ型和JSⅡ型,JSⅠ型为高弹性防水涂料,用于屋面等温差变化大防水层;JSⅡ型为低弹性防水涂料,用于厕浴间和地下工程温差变化较小的防水层。
4.1自身属于环保型防水涂料具有良好的弹性和柔性,不会因地下室混凝土外墙热胀冷缩而拉裂。
4.2整个防水层一气呵成,没有接缝,减少了渗漏隐患,提高了防水效果。
4.3可在潮湿基面上施工,不影响防水层与基面的粘结,施工操作简便灵活,不影响工期。
4.4与各种基体粘结力极强,初期粘结强度约为普通水泥砂浆的5~10倍。抗冻融性和耐高温性较好。二次修复简便效果好。地下室土方回填时,仅粘贴50mm聚乙烯板作保护层,而不需砌120厚墙作保护层,降低造价节省劳动力。
4.5凝固后可在其表面直接进行油漆粉刷,也可进行瓷砖粘贴。
5 JSⅡ型防水涂料在地下室外墙施工要点
5.1基面处理
5.1.1基面要求必须平整、牢固、干净、无明水、无渗漏,凹凸不平处须先找平。
5.1.2外墙有裂缝处,先用JSⅡ型防水涂料沿裂缝括一层(1.2mm),宽300mm,加无纺布一道,保证施工质量符合要求。
5.1.3渗漏处须先进行堵漏处理,阴阴角做成圆孤角。
5.2 配料
5.2.1如需要加水,现在丙烯酸乳液中加水,搅均,再用搅拌器边搅拌边加入微膨胀水泥填料,之后充分搅拌均匀直至料中不含团料(搅拌时间3min左右,最好用机械搅拌)。配好的涂料应在2h内用完。
5.2.2 JSⅡ型防水涂料的重量配合比。打底:丙烯酸乳液:微膨胀水泥:水=10:20:10。下层、中层、上层涂料配合比:丙烯酸乳液:微膨胀水泥:水=10:20:0~20。斜面、顶面或立面施工应不加或减少加水,平面施工可适当增加用水量。
5.2.3气温较高,浆体容易发稠,可适当加入丙烯酸乳液,以调整施工所需的稠度,但不可加水。
5.3 涂覆
用滚子或刷子涂覆,按照打底层―下层―无纺布―中层―上层的次序逐层完成。各层之间的时间间隔以前一层涂膜干固不粘为准。现场温度低,湿度大,通风差,干固时间长些,反之短些,涂膜时应注意以下事项:
5.3.1若涂料有沉淀应随时搅拌均匀,涂覆要尽量均匀。
5.3.2涂刷完成后应认真检查施工的各部位,特别是薄弱环节,如变形缝处,管道周围,阴阳角部位等。
5.4养护
防水层施工完毕12h后,开始喷洒雾状的洁净水进行养护,每天至少喷雾3次,连续养护2~3d。在热天或比较干燥的天气要多喷雾几次。如水分挥发较快,需在表面覆盖草帘或湿麻袋片保养,以免造成涂层过早干燥影响防水层凝固强度。
关键词:南阳市;地下水资源;动态;均衡
前言
现今在我国的水资源的开发利用中,地下水资源是使用较多也是应用较为广泛的一种水资源利用形式。尤其是浅层地下水由于其埋藏深度浅、开采方便以及开采成本较低等特点在我国北方大多数城市中已经作为了城市供水水源的主要来源之一。南阳市由于紧邻长江重要支流汉江因此具有极为丰富的淡水资源,且城市地下水资源较为丰富,为确保南阳市对于城市地下水资源进行合理的利用和保护,应当积极做好对于城市水资源的勘测,做好对于城市水资源的动态监测,实现生态可持续发展。
1 南阳市水资源分布概况
南阳市地处中原,属于大陆性季风气候区,受季风气候的影响使得南阳市的降水较多,加之紧邻汉江使得南阳市的水资源较为丰富。白河是流经南阳市城区的重要的过境河流,其属于长江汉江支流的分支。南阳市通过在白河上建设橡胶坝使得白河河水能够对南阳市城区的地下水资源进行及时的补充,白河是南阳市境内最为重要的水资源同时也是南阳市城区地下水资源的最为主要的补充来源。近些年来,随着城市的发展以及环境污染的加剧使得南阳市境内的水资源遭到了一定程度的污染和破坏,从而对南阳市居民用水带来了较大的影响。做好对南阳市城市地下水资源的勘测以便更好的对水质及水量进行监督,确保其对于城市居民的供水。在南阳市地下土层的构造中,分为冰水沉积、洪积、冲洪积等的多种土层结构,其内部含有较大的砂砾成分致使地下土层较为松散,地下含水层孔隙度较大。这一土层结构使得地下水资源能够在土层中更好的进行流动。南阳市地形呈现出南阳盆地结构,根据南阳市整体所呈现出的地貌和岩层特性,南阳市的地下含水层组分为东部平原区和西部垄岗两大含水层区。其中,对于东部含水层组主要分布于南阳市市区东郊的白河区域,此区域内的地层主要由冲洪积层等所组成,其中含有较高的砂砾组分,地下含水层厚度在6~54m的范围内,地下水层的渗透系数约为40~100,导数系统约为300~2500,对于南阳市城区地下水的埋深分布在地下3~20m的区间范围内,由于南阳市城区的地质构造和城市地貌的差异使得南阳市内地下水的分布整体呈现出东/南部较多,西部和北部分布较少的特点。而对于西部岗区这一含水层,其由于地质构造及土层特性的特点使得这一区域的地下水资源埋深较浅,这一区域内的多数地点的地下水资源的埋深都
在南阳市境内根据地下含水层的导水性能和单位涌水量可以将整个南阳市境内的地下水资源分为4个区域:(1)极富区,这一区域主要分布于南阳市东北的白河漫滩、一级阶地、二级阶地等区域,其含水层岩性主要为砂砾石等性质的岩石,其地下水资源的补给主要依靠的是大气降水和临白河边的侧渗补水,这一区域的地下水资源是整个南阳市区饮用水的主要供水区域。(2)丰富区,这一区域主要分布于白河右岸,其分布呈现出明显的带状在二级阶地与一级阶地的中部。而在白河左岸所分布的二级阶地其土壤主要为砂砾岩,其透水性较强,在这一区域中地下水补水除了依靠白河渗漏补给外,大气降水补给也是其中极为重要的地下水补给方式。(3)潜水区,在这一区域中相较于上述区域水层的厚度和透水等都有所下降。(4)贫水区,这一区域的地下水资源埋藏较深且仅能满足零星开采无法满足大规模的饮水需求。
2 南阳市地下水资源的水质特征
根据南阳市地形、地貌以及岩性及水文地质条件的特点,南阳市内地下水资源在区域内呈现出由东南到西北的带状分布的特点,根据地下水资源水质的不同将其主要分为以下4种:重碳酸钙型、重碳酸钙镁型、中碳酸氯化物钙钠型以及重碳酸钙钠型等几种不同性质的水质。在对地下水资源水质的评定过程中应当遵照国家的相关检测标准,使用综合指数法来对地下水资源的水质进行计算。在南阳市城区的地下水资源中根据相关评价标准大多低于相关质量标准,而城区中的局部地区水质中所含有的氨氮、水体硬度、硝酸盐以及细菌和大肠菌群等的指标要超过国家地下水质量标准,但是低于国家Ⅲ类标准,但是城区地下水资源的水质较好,能够满足相关饮用水的水质要求。
3 南阳市地下水的水位动态特性
为确保城区地下水资源的开采以及水质的检测,应当加强对地下水资源的勘测,以确保地下水资源符合相关水质标准。气象特性、水文特性以及人为开采特性是南阳市城区浅层地下水水位动态特性的主要影响因素。上述各影响因素中气象型主要分布于西部岗区,根据降水的不同会影响水位的动态变化。在白河的河漫滩与一级阶地前缘地区河床和漫滩地区的砂砾卵石与阶地区下伏含水层是一个联通的整体,通过沿白河侧沿的渗透会对南阳市城区的地下水进行良好的水源补给,在这一区域中地下水资源水位受到白河水位的影响较大。分布于南阳市白河右岸市区东北的一级阶地和河漫滩区,南阳市城区的地下水资源受到白河侧渗和降水的补充作用,向漏斗中心径流排泄从而影响南阳市地下水资源的水位。南阳市城区地下水资源的水位除受到雨水和河水的补充外,还与人为开采特性密切相关。城市地下水资源是南阳市供水的重要水资源来源渠道,除饮用供水外,农业灌溉、工业用水等都会消耗掉大量的水资源,而消耗掉的水资源会对地下水资源的含水量造成较大的影响,地下水资源的补水和地下水资源的开采两者使得地下水资源的水位处于一个动态的平衡中。在南阳市地下水资源的分布中受到城市用水需求增加的影响使得白河两岸形成了两个浅层地下水位的下降漏斗,在白河右岸浅层地下水水位下降漏斗主要分布在东、南以白河为界北到独山坡积群等的区域,这一漏斗区域几乎分布于南阳市的整个白河右岸的区域,在这一区域内,大气降水以及地表水都逐渐的转变为地下径流逐渐汇聚于整个漏斗的中心位置,根据相关地下水资源勘测资料显示,漏斗区域中心的地下水资源最深水位曾达到1122m左右,最低为1102m,变化幅度为1.2m左右。
4 南阳市地下水资源水量的动态平衡
南阳市地下水资源水量在大气降水、地表水和地下水之间相互灵活转换并保持一个相对平衡的均衡状态。城区地下水资源的补给受到城市白河水、大气降水以及灌溉回渗等的作用从而对城市地下水资源进行了良好的补充,而城市地下水资源的消耗主要与城市供水开采、农业灌溉开采以及其他一些用途的开采,使得城市地下水资源整体处于一个动态的平衡过程。为保持地下水资源水位稳定应当加强地下水资源的动态监测,完善从水位、水质直至水量和水温等的一系列的检测,为后续水资源的使用提供良好的科学依据。
5 结束语
地下水资源是城市生态中的重要一环,应当加强对其的监督勘测以便充分掌握其动态变化特性,以便针对南阳市地下水资源的特点制定合理的使用方案,从而实现合理、科学用水。
参考文献
[1]文飞.地下水资源的勘探及水文地质试验[J].黑龙江科技信息,2011(31):26-26.
摘要:针对地下水过量开采导致水资源短缺而严重遏制了呼和浩特市生态经济持续发展的现状,以呼和浩特市平原区为研究对象,对呼和浩特市浅层地下水进行系统取样分析,综合运用描述性分析,相关性分析,折线和饼图图示法,全面系统地研究了呼和浩特市浅层地下水水化学特征与矿化度演变规律。研究结果表明:①呼和浩特市浅层地下水中HCO.32-和Ca2+平均浓度为333525 mg/L和 829704 mg/L,两值均较大,变异系数较小,反映了它们在地下水中的绝对含量较高,为地下水中的主要离子。②地下水中的Na+和Mg2+离子主要是来自各种硫酸盐,重碳酸盐和盐酸盐,地下水中的Ca2+离子主要来自各种硫酸盐和盐酸盐。地下水的矿化度高低主要是由水中的Mg2+和Cl-的浓度来控制的。③沿地下水水流方向, 主要离子并不遵循随流程的增加而浓度增加的趋势,而是与地下水温呈现显着的负相关性。HCO.32-和Ca2+离子与地下水温度的负相关最为显着,即温度越低时,离子的浓度反而越高。
关键词:水文化学;浅层水;矿化度;呼和浩特
呼和浩特市位于中东部,河套断陷盆地最东北部,北有大青山天然屏障,东及东南被蛮汉山环抱,盆地三面环山呈簸箕形状,向西南敞开,地势东北高,西南低。呼和浩特市地处我国北方内陆干旱半干旱地区,人均占有水资源量只有412 m3,是全国人均占有量的1/6,为全国严重缺水城市之一,水资源问题是该区域生态经济持续发展的瓶颈。有关呼和浩特市地下水水化学特征方面的研究,已有少量报道,但主要集中在2000年之前。2000年后的研究主要集中在对呼和浩特市地下水位动态以及砷氟等地方病方面,如2002年,刘怡敏等对呼和浩特市地下水位动态及影响因素进行了分析;2009年杨亮平等对呼和浩特市地下水位动态变化及趋势进行了预测研究;2009年李浩,梁秀芬等对呼和浩特市(地区)高砷地下水进行调查研究,查明地下高砷水的形成机制,以期控制地方性砷中毒。而近些年,呼和浩特市经济发展迅速,日益增长的水资源需求和地下水污染问题以及频发的供水安全事件,迫切需要对区域内的地下水资源进行质量评价,而地下水水化学研究是地下水资源质量评价的重要内容。
本研究分析了2009年呼和浩特市地下水中的主要离子含量和水化学特征,探讨了1988年以来地下水矿化度的变化趋势,目的是研究随着工农业和生活需水量的增加促使开采量的增大以及多年来气候变化对矿化度变化趋势的影响,旨在为呼和浩特市制定合理的发展计划和维护生态环境稳定提供科学依据。
1 研究区概况
研究区主要是指呼和浩特行政区内的平原区(包括山前倾斜平原、黄河和大黑河冲积平原),呼包平原的东北部,在行政区划上包括呼和浩特市所辖规划区(新城区、赛罕区、玉泉区、回民区)、土默特左旗、托克托县、清水河县、和林格尔县及武川县。研究区范围:x:530 500~591 000;y:4 493 500~4 540 500,土地总面积17 224 km2,气候属于内陆干旱半干旱地区[1]。
呼和浩特市浅层地下水系统是一个比较复杂的开放系统。按地下水赋存条件,可分为山前冲洪积平原和冲湖积平原,黄河冲湖积平原和湖积台地4个水文地质区;区内地下水的补给主要来自山区的侧向径流补给及平原内降水的入渗,地下水的排泄主要靠蒸发和开采消耗。
2 采样及测试方法
2.1 采样及测试
在研究区共布置了46个浅层水取样点,其中包括水文化学剖面(沿地下水流方向)上的8个观测井(图1),分别在2009年的9月份取样,TDS是使用上海雷磁水质分析仪现场测试完成。
2.2 数据处理
数据处理综合采用了统计软件SPSS 17.0对地下水中的主要离子含量进行了统计学和相关性分析[2],同时绘制了折线图和圆形图对地下水流方向上离子化学特征和浅层水矿化度演化进行了直观的分析。
3 结果与分析
3.1 描述性统计分析
对2009年呼和浩特市范围内的46个观测井水样的有关水化学参数进行统计分析,得到地下水主要离子特征见表1。Table 1 Statistics of hydrochemical parameters of groundwater for Hohhot County in 2009 (n=46)
水化学参数最小值最大值平均值标准差变异系数
水温(℃)8.02112.9889.837320.9584990.097435
TDS/(g·L-1)0.270.820.44880.171240.381551
K+/(mg·L-1)0.627.592.361.431480.606559
Na+/(mg·L-1)13.3165.244.46138.46850.865219
Ca2+/(mg·L-1)39.7915882.970431.834110.38368
Mg2+/(mg·L-1)15.3467.5131.344613.440090.428785
Cl-/(mg·L-1)7.79138.344.812935.584010.794057
SO.42-/(mg·L-1)4.53233.158.354652.257880.895523
HCO.3-(mg·L-1)215.2651.5333.52595.33640.285845
CO.32-/(mg·L-1)0203.426.4131.875146
F-/(mg·L-1)0.11.160.4350.228850.526092
溶解性总固体/(mg·L-1)262.4952.7495.6207.24010.41816
pH值7.578.687.99710.372390.046566
NO.3-/(mg·L-1)0.2155.537.667195.33642.531026 从表1中可以看出在阳离子(Ca2+、Mg2+、 K+、Na+)中Ca2+的含量相对较高,平均为82970 4 mg/L,K+的含量最低,平均为236 mg/L;对于阴离子HCO.3-的平均值达到了333525 mg/L,标准差为95336 4,两值均较大,变异系数较小,反映了其在地下水中的绝对含量较高,为地下水中的主要阴离子。而CO.32-的平均值仅为3.42 mg/L,即其在地下水中相对其他阴离子含量最低。出现这种现象的原因是地下水中碳酸存在的形态受pH影响, 在偏酸、偏碱及中性水中HCO.3-占优势,且在pH=834时,HCO.32-达到最高值。本次现场测试结果在整个研究区范围内pH在8.19~775之间, K+、Na+、Cl-、SO.42-和CO.3-的变异系数均较大,表明其在地下水中的含量变幅较大,表明它们是地下水中随环境变化的敏感因子,决定地下水盐化的作用的主要变量。HCO.3-和 Ca2+的变异系数相对都较小,表明它们在地下水中的含量相对比较稳定。
3.2 离子相关性
表2为呼和浩特市平原区2009年地下水中8大离子(CO.32-、HCO.3-、Cl-、SO.42-、Ca2+、Mg2+、K+、Na+),F-、pH值、矿化度、水温和溶解性总固体的Pearson相关系数。
从表2中可以看出,阴离子HCO.3-、Cl-和SO.42-、与阳离子Na+和Mg2+的相关性显着,相关系数在0.7以上,这表明地下水中的Na+和Mg2+离子主要是来自各种硫酸盐,重碳酸盐和氯酸盐。阴离子Cl-、和SO.42-与阳离子Ca2+的相关性也是比较显着,相关系数在0.5以上,表明地下水中的Ca2+离子主要来自各种硫酸盐和氯酸盐。pH值与CO.32-呈现显着的正相关性,相关系数达到了0896,即表明地下水的pH值主要由CO.32-含量的多少决定。TDS与Mg2+和Cl-的相关关系最为显着,相关系数达到09以上,与CO.32-之间呈负相关性,并且与K+、F-之间的相关性较差,这说明地下水的矿化度高低主要是由水中的Mg2+和Cl-的浓度来控制的。
3.3 补给水流方向上水化学特征
2009年9月,在呼和浩特市采集46个观测井水样,采样过程中用GPS记录样点的地理坐标。呼和浩特市地下水主要的补给来源为来自山区的侧向径流补给及平原内降水的入渗,地下水的排泄主要靠蒸发和开采消耗。地下水运动方向是由东北向西南。根据采样点的位置,沿地下水补给水流方向选取8个观测井水样(分别是:①西黄合少乡黑沙兔村②黄合少乡添密湾村③金河镇后三突村④金河镇八拜村⑤金河镇后白庙村⑥小黑河镇杨家营村⑦小黑河镇郭家营村⑧小黑河镇乌兰巴图村),进行主要离子浓度变化分析。方向是由东北向西南[4-6]。地下水中水温、pH值及主要离子浓度沿地下水水流方向的变化趋势,见图2。
图2 2009年地下水中主要离子浓度,水温及pH值沿地下水水流方向的变化趋势
Fig.2 Changing trends of major ion concentrations,temperature and PH along the groundwater flow direction in 2009
从图2可见2009年呼和浩特市地下水中主要离子沿补给地下水流动方向并不遵循随流程的增加而浓度增加的趋势。而是与地下水温呈现显着负相关性,HCO.32-和Ca2+离子与地下水温度的负相关最为显着,即温度越低时,离子的浓度反而越高。这可能是因为研究区地层主要以碳酸盐地层为主,碳酸盐岩主要由方解石(CaCO.3)和白云石[CaMg(CO.3).2]这两种矿物组成。因此,碳酸盐岩地区的地下水化学成分的形成主要由方解石和白云石溶解和沉淀控制,而在一定的二氧化碳分压(PCO.2)下,地下水的温度控制着这两种矿物的溶解和沉淀,但这两种矿物与大多数矿物不同,它们的溶解度不是随温度的升高而增大,相反,温度越低,溶解度越高,故出现了温度越低的取样点,HCO.32-和Ca2+离子含量越高的现象。
从图2中也可以看出沿地下水流方向所有的取样点,阴离子都以HCO.3-为主,其次是SO.42-,而Cl-离子浓度很低,这也完全符合碳酸盐地区地下水的一般特点。研究区所有水样的pH值,均在7~8之间,说明该地区含水层为开系统。
4 结论
①呼和浩特市浅层地下水中阳离子Ca2+的含量相对较高,阴离子HCO.3-含量最高,说明研究区范围内的地下水中主要离子为HCO.3-和Ca2+。且HCO.3-和Ca2+也是地下水中含量相对稳定的离子。
②通过相关性分析,可知地下水中的Na+和Mg2+离子主要是来自各种硫酸盐,重碳酸盐和氯酸盐,地下水中的Ca2+离子主要来自各种硫酸盐和氯酸盐。地下水的pH值主要由CO.32-含量的多少决定。地下水的矿化度高低主要是由水中的Mg2+和Cl-的浓度来控制的。
③呼和浩特市地下水中主要离子沿补给地下水流动方向并不遵循随流程的增加而浓度增加的趋势。而是与地下水温呈现显着地负相关性,HCO.32-和Ca2+离子与地下水温度的负相关最为显着,这一特点符合碳酸盐地区地下水的一般特点。
参考文献
[1] 岳勇,郝芳华,马桂芬.内蒙古河套灌区地下水矿化度的时空变异特征[J].内蒙古环境科学,2009,21(4):87-90.(YUE Yong,HAO Fang-hua,MA Gui-fen.The Characteristics of Minneralization space-tme ariation of underground water in He Tao irrigation area of inner mongolia[J].Inner Mongolia Environmental Science,2009,21(4):87-90.(in Chinese))
[2] 张裕凤,庄元,左志敏.呼和浩特市征地区片综合地价研究[J].地理科学进展,2009,28(4):603-610.(ZHANG Yu-feng,ZHUANG Yuan,ZUO Zhi-min.Research on the Integrated Section Price of Land Expropriation in Hohhot[J].Progress in geography,2009,28(4):603-610.(in Chinese))
[3] 何兴江,张信贵,易念平.基于SPSS的城市区域地下水变异Factor Analysis过程[J].地质与勘探,2006,42(1):93-96.(HE Xing-jian,ZHANG Xin-gui,YI Nian-ping.City Groundwater Variation Factor Analysis Process base on SPSS[J].Geology and Prospecting,2006,42(1):93-96.(in Chinese))
[4] 王水献,王云智,董新光.焉耆盆地浅层地下水埋深与TDS时空变异及水化学的演化特征[J].灌溉排水学报,2007,26(5):90-93.(WANG Shui-xian,WANG Yun-zhi,DONG Xin-guang.The Spatio-temporal Variation of Shallow Groundwater TDS,Depth and It′s Evolvement Characteristic of Water Chemistry in Yanqi Basin[J].Journal of Irrigation and Drainage,2007,26(5):90-93.(in Chinese))
关键词:水文地质勘察;地下水;对策
前言:水文地质勘察能够有效的对地表下地下水的分布进行勘察,根据地下水分布的特点和流向,对地下水资源进行有效的保护,促进地下水能够更好的为人类提供生活用水,采取有效的措施,防止外界其他因素对地下水可能造成的破坏和污染,为地下水更好的为人类发展提供保障。地表下地下水资源在为人类提供生活用水的同时,也可能对我国建筑业的发展产生影响[2],由于地下水的分布,会影响地质的坚固程度,降低地表的支撑能力,在上部进行建筑施工,会对建筑物的安全性、稳定性造成不利影响。当前水文地质勘察中对地下水存在一定的问题,要采取有效的措施予以解决。
1.水文地质勘察中地下水的发展现状
1.1水文地质勘察简介
水文地质勘察是结合当地的地质特点,采取有效的勘察方法对当地的水文地质特点和地下水资源的分布等进行勘察,从而对水文地质条件进行充分的把握和利用,对地下水进行有效的保护,促进地下水为人类发展提供保障。地下水资源是人们生活用水的主要来源,是人类生活必不可少的资源,因此,对地下水资源的勘察和保护是非常重要的,要充分重视水文地质勘察对水资源保护起到的作用,促进水文地质勘察与实际工程之间的结合,避免建筑施工等对地下水造成破坏,同时能够提高建筑物的安全性[3]、稳定性。然而,在水文地质勘察的具体操作中,却没有充分的将地下水勘察与实际工程施工相结合,没有对地下水的实际情况进行全面的勘察,对水资源分布情况了解不足,造成在建筑施工时,没有充分了解当地的地质情况,对建筑物地基的稳定性和支撑能力造成影响,可能导致建筑物的开裂和倒塌,造成不可挽回的后果。因此,要充分的重视水文地质勘察中地下水的重要作用,促进地下水勘察与实际施工之间的结合,保护地下水资源,提高建筑物的质量。
1.2地下水水位变化带来的影响
地下水的水位容易受到外界多种因素的影响,发生水位的下降和上升,会对上层的岩土特性造成影响,因此,对地下水水位的勘察时很有必要的。地下水位受到天气温度、降水情r、人类生活用水等因素的影响会发生下降,水位的下降会造成土质层内部结构的变化,使得内部的密度上升,对下层岩土的压力加大,在超过土体的承载能力情况下,就会发生土质层的塌陷,对地表的稳定性造成影响。土质层的坍塌会使得部分的石膏层、地下钠盐层溶解进地下水中,进一步的造成土质层结构的破坏,降低地下岩土层的支撑能力和结构稳定性,造成地表的沉陷,对上层建筑的稳定性造成影响,导致建筑物的倾斜、位移等。
1.3地下水的分布对建筑施工造成的影响
地下水资源是我们生活的基础和保障,为我们提供生活用水,因此,要重视地下水的勘察工作,采取有效的措施对地下水资源进行保护。受到人类活动,如修建水库、工农业用水、抽取地下水等的影响,造成地下水位的下降,对地表的支撑能力产生影响,在上方进行建筑施工,会受到地下水的影响,不能够提供足够的支撑力,导致建筑物的安全性和稳定性受到影响。地下水的分布会影响地表的支撑性,对地表形态的变化产生影响,当地下水的水位发生大幅度变化时,会影响地下岩层的结构稳定性,导致地面的沉降、塌陷和开裂,造成建筑物的稳定性受到影响,无法保证建筑物能够安全可靠的投入使用,对居住者的生命财产安全产生威胁,不利于我国建筑行业的发生。而且,地面的塌陷、沉降等,会对地下水资源造成破坏、污染,减少宝贵的地下水资源,不利于人类的可持续发展,要采取有效的措施保护地下水资源,避免受到破坏。
2.采取有效措施解决地下水问题
2.1做好对水理性质的分析与研究
地下水的水理性质分析是研究地下水特性,掌握地下水与周围岩土之间关系的重要手段,做好地下水水理性质的分析,能够对当地的地质情况做出良好的判断,准确把握地质情况,明确地表的支撑能力和坚固程度,有利于对上层土地进行施工时,根据土质特性合理设计建筑物的结构,有效的防止地面沉陷、塌陷等情况的发生。研究地下水理性质,尤其是地下水和岩土相互作用后的性质,能够为地下水水位的变化提供依据,找出影响地下水水位变化的因素,对地下水水位的变化趋势做出准确的预测,提前做好应对措施,避免地下水水位变化对岩土层、地面及地上建筑产生不良影响。对地下水的取样,应该在多个有代表性的地点进行取样,通过多次取样对地下水水理性质做出全面的判断,在掌握变化规律后,可以间隔稍长的时间再进行取样测试,有效的提高工作效率。
2.2加大对地下水勘察的重视程度
地下水勘察对水资源的保护、土地资源的合理利用、建筑物的安全性都具有重要的意义。在实际的水文地质勘察中,大多数是重视对岩土类型、土质结构等的研究,忽视了地下水勘察的重要性,没有充分认识到对地下水相关特性进行把握具有重要价值。地下水中所含元素含量的变化,会影响地下水的特性,进而影响与地下水相互作用的岩土特性,要对岩土特性进行全面的研究,就不能忽视地下水的勘察。要加大对地下水勘察的重视程度,采取科学的勘察方法进行,注意在勘察过程中的安全性,要建立完善的安全管理机制,督促勘察人员严格按照勘察规范,提高工作人员的安全意识,促进地下水勘察工作的安全顺利开展。
2.3完善地下水勘察的评价机制
对地下水的评价机制是否完善决定着对地下水的性质判断是否准确,决定着上层建筑物是否安全稳定。因此,要对地下水的勘察评价机制进行不断的改进和完善,采取有效的措施收集地下水相关参数,来对地下水特性进行判断,从而针对地下水可能出现的问题作出预测,并采取措施预防问题的出现,保护我国的地下水资源。完善地下水的评价机制,能够提高水文地质勘察的工作效率,掌握地下水水位变化规律,采取措施保持地下水位的稳定,降低地下水对建筑物产生的影响。
3.结语:
水文地质勘察中对地下水的勘察能够有效的保护地下水资源,保持地下水水位稳定,减少对建筑物产生的影响。对地下水容易出现的问题,应该采取有效的措施进行预测和预防,从而提高水文地质勘察发挥的作用,促进建筑物安全稳定。
参考文献:
[1]廖恒源.水文地质勘查中的注意问题及措施分析[J].城市建设理论研究,2012,24(7):3-4
关键词:地下水 潜流量 基流量 达西公式 开采量
1.基本情况简介
地下水资源量的计算是水资源论证工作中地下取水水源论证一节的重要工作。因水文地质条件和资料的丰富程度,以及对计算成果不同的精度要求,常用的方法有水均衡法、数值法、概率统计分析法等。地下水的类型一般分为浅层孔隙水、深层孔隙承压水、裂隙水和岩溶水。本文主要采用河北某山丘区河流的水文资料分析计算位于河口附近水源地的浅层地下水可开采量。
2.理论与应用实例
天然条件下地下水的补给来源主要有:①河谷两侧支沟的侧向径流补给;②河谷上游潜水径流补给;③河谷区域上降水入渗补给。排泄项有:①河谷向下游的潜水径流;②向河道的径流排泄,补给河道地表水;③潜水蒸发;④人工开采排泄。随着开采量的增加,地下水的补给、径流、排泄条件在一定区段会产生变化,在开采量较大的地区,由地下水补给河道地表水,转变成河道地表水渗漏补给地下水。
根据《水资源评价导则》(SL T238-1999),山丘区地下水资源数量评价可只进行排泄量计算。山丘区地下水排泄量包括河川基流量、山前泉水出流量、山前侧向流出量、河床潜流量、潜水蒸发量和地下水实际开采净消耗量。一般在论证范围内,由于山前泉水出流量、山前侧向流出量和潜水蒸发量所占比重较小,可以忽略不计,所以,区域地下水资源量可简化为河川基流量、河床潜流量和地下水开采净消耗量之和。
2. 1水源地水文地质条件及参数
(1)水源地水文地质勘察
1995年,河北省地勘局第三水文地质工程地质大队在冀北地区进行了水文地质普查,并编制了《中华人民共和国区域水文地质普查报告(冀北地区)》,通过普查,基本查明了冀北地区地下水形成条件、赋存规律及其分布特点。松散岩类孔隙水是本区有开采价值的主要地下水资源,赋水段主要分布于近河谷地带,根据现场勘察资料,水源地所在区域水文地质条件简单、构造不发育,属现代地质构造活动的较稳定区。
该流域地下水类型为潜水,含水层岩性以砂卵砾石为主,厚度为2.0~10.0m,包气带岩性主要为亚砂土及细砂,厚度为0.4~6m,含水层渗透系数 30~300m/d,透水性较强。水化学类型为HCO3-Ca型,矿化度一般小于0.7g/L。上游断面的侧向径流补给及大气降水入渗是水源地地下水的主要补给来源,下游地下径流或人工开采为主要排泄途径。
(2)水源地水文地质参数确定
本次论证考虑水源地位于一较小支流上,结合附近调查资料,从偏于安全的角度最终确定K=100m/d。参考以上地质勘察资料,确定含水层平均厚度H=4.0m。过水断面宽度B=200m。地下水水力坡度I参考《中华人民共和国区域水文地质普查报告(冀北地区)》和实际勘测数据,最终确定I=0.0036。
2.2河床潜流量分析
河床潜流量采用达西公式计算:Qq=K・H・B・I・T,计算结果详见表1。式中:
Qq―河床潜流量(万m3/年)
K―含水层渗透系数(m/d)
H―含水层平均厚度(m)
B―过水断面宽度(m)
I―地下水水力坡度
T―时间(d)
2.3评价范围河川基流量
基流量的计算可采用附近水文站资料,经切割基流,求得水文站基流、径流比值,采用典型年法确定不同频率的基径比,乘以评价范围不同频率地表来水量(该数值为扣除现状水平年评价范围内用水净消耗量后的径流量),求得评价范围河川基流量。经分析,评价范围多年平均河川基流量为1020.3万m3,95%频率河川基流量为289.8万m3。详见表2。
2.4评价范围地下水资源总量
评价范围地下水资源总量为河川基流量与河床潜流量之和。本区域地下水长期处于动态均衡状态,从年际变化来看,地下水水位没有明显系统变化,年平均地下水位相对稳定,因此,本区域不同保证率的潜流量可以看作是一个稳定的数值。经计算,评价范围多年平均地下水资源量为1030.8万m3,95%频率地下水资源量为300.3万m3。详见表3。
2.5评价范围地下水资源可开采量
地下水资源可开采量是指在技术条件上可行、经济上合理,在整个开采期内动水位不超过允许值,水质、水量不超过允许范围,不发生危害性环境地质现象和影响已建水源地的正常运行,在此基础上的地下水开采量。
本次论证根据区域水文地质条件、地下水开采情况等确定地下水的允许开采量计算采用可开采系数法,
Q资源量―地下水资源总量
ρ―可开采系数
ρ是表征地下水可开采条件的参数,需根据含水层岩性、厚度、地下水埋深和单井出水量等因素来确定。根据《全国水资源综合规划技术细则(2002年)》的补充细则《地下水资源量及可开采量补充细则(试行)》,“含水层颗粒粗、厚度大、调节能力强的地区,ρ可取0.8~1.0;含水层颗粒细、厚度小、开采条件较差的区域,ρ可取0.6~0.7。”本次分析根据水源地的水文地质条件和本区域的水资源特点,不同频率的可开采系数率均取0.7,经计算,评价范围多年平均地下水资源可开采量为721.6万m3,95%频率地下水资源可开采量为210.2万m3。详见表4。
3.结语
区域内地表水和地下水的补排关系为:绝大部分河流排泄地下水,局部地段河流有地表水入渗补给地下水现象,但入渗补给量和大气降水入渗量相比较,所占比例很小,可忽略不计。所以山区垂向补给量主要为大气降水入渗补给量和地表水灌溉入渗补给量,大气降水入渗补给量采用大气降水入渗系数法计算。侧向补给量仅指工作区外流入系统内的地下水量。系统之间的相互补给为系统内地下水的相互转化,不影响整个系统的天然资源量变化,所以不予以计算。其侧向补给量可采用达西公式计算。可开采量计算的常用方法有水均衡法、数值法和概率统计分析法。在多年平均地下水资源量计算成果和水文地质勘察成果的基础上,采用实际开采量法、可开采系数法、平均布井法,以均衡计算区为单元,以此进行山丘地下水可开采量的计算。
参考文献:
[1]中华人民共和国区域水文地质普查报告(冀北地区)[S],河北省地勘局第三水文地质工程地质大队,1995年.
[2]建设项目水资源论证培训教材(水利部水资源司)[Z].
[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
关键字:水文地质; 地质调查; 调查
【 abstract 】 : hydrogeology work is the study of hydrogeological conditions of main means, its purpose is to find out the formation and distribution of groundwater, and on this basis to groundwater resources to make water and water quality evaluation, so hydrogeologic work of the construction of the follow-up work has a very important role, but often in engineering survey and design and construction process, hydrological geological problems often neglected to bring many difficulties and inconvenience construction, and even caused serious engineering disaster. This article from the previous engineering investigation in hydrogeology problem is ignored analysis of the causes, and put forward some measures to deal with.
Keyword: hydrogeology; Geology survey; survey
中图分类号: P641.71 文献标识码: A 文章编号:
随着我国工程建设的快速发展,越来越重视开展水文地质工作。但目前我国在工程勘察、设计以及施工方面,没有足够的认识到水文地质工作的重要性,从而导致水文地质调查的投入的资金和力度不足而造成施工灾难。事实证明水文地质的问题是一个极其重要但又易于忽略的问题。因此,为了能准确的了解水文地质工作的重要性,必须要重视基础地质调查中的水文地质工作,并认识忽略水文地质工作会对工程勘察造成哪些影响,又会对建设工程带来哪些方面的危害。
一、水文地质条件变化引起的危害分析
1、地下岩层的水资源会对工程造成一定的水文地质危害,主要以下两个方面的影响因素:一、是由于地下水的水位上升或下降而造成的;二、是由于地下水的压力变化而造成的。
2、地下水的水位上升或下降对工程所造成的危害主要有三种:第一,地下水水位上升可能会导致沼泽化、土壤盐碱化,从而加大了对工程的腐蚀性;对于土质比较疏松的地区,较容易发生如山体滑坡和崩塌等自然灾害;还会容易对工程的场地造成砂土液化、流砂或管涌等情况,或者造成工程地基上浮以及工程失稳等严重危害。第二、地下水的水位下降较大,往往会容易导致工程地面下沉、坍塌以及地面裂开等灾害,而且还有可能会污染地下水或水源干枯等严重问题,从而给周边的居民的生活以及整个自然环境带来极大的不良影响。第三、地下水水位不规则升降。地下岩层具有伸缩的特性,地下水水位的频繁而不规则的升降会造成工程的地基缺乏稳定性,随着工程使用时间的增长,工程建筑会发生变形甚至严重损坏。而地下水的压力变化而造成的水文地质危害主要是人为因素而导致地下水的流动压力的平衡遭到破坏,在遭到破坏后,工程的场地会时常发生基地凹窝处突涌,管涌以及流砂等严重的水文地质危害。
水文地质工作中基础地质的调查内容分析
建设工程的基础地质的调查方面主要包括有:水文地质、地形地貌、地质现象、地下及地面岩层的物理特征等方面。水文工作的主要内容地质勘查,是对区域内的水环境进行调查,了解地下水的补给、径流、排泄特征,工作手段主要是抽水试验、长期观测及示踪法等,水文地质工作主要是为了减少在建设工程中地质结构对施工的影响,主要包含了以下几个方面的内容:
1、水文地质工作的内容中必须包括:地下水资源的种类、地下水的的埋藏深度以及详细的位置分布、流动方向、水力坡度、标准水位以及可能的涌水量和地下岩层的物理特征等;地下水分布在地下岩层的各个层次,那么,必须调查各个水层间的联系情况以及与地表水资源间的联系情况;地下水资源的补给、径流、排泄情况;水文地质的相关参数和数据,主要有给水度、膨胀率、渗透系数以及软化系数等;地下水的水位在不同的季节的变化情况等。
2、合理评价工作区域的水文地质状况以及地下岩层的特点,重点分析水文地质条件变化会对建设工程与环境有什么作用以及会造成哪方面的危害和影响,并合理的推测出可能引发的环境危害以及地质危害,从而制定出相应的防范措施。
3、水文地质工作应与工程中的基础地基的特点紧密结合,并结合工程的实际情况进行深入的水文地质工作,从而为工程的设计提供准确的参数和资料。在进行水文地质工作过程中,不但要勘查出地下岩层水资源的分布状态,而且还要科学的预测人为的哪些因素会影响地下水,并详细分析影响地下岩层以及水资源和建筑工程的人为因素。大型工程的建设,应针对缺少基础地质环境资料的区域,派遣专业的调查人员对该区域有针对性的进行水文地质调查。
4、分析地下水水位高低对工程产生各种影响。根据相应的基础地质条件,进行相应的、有针对性的分析并制定出相应的防范措施,如场地基础的斥力,抗强风化岩能力等等,应重点分析地下水的运动对地下岩层的作用,是否会造成岩层软化、崩解或者胀缩等情况。必须把标准水位以上和以下的水位特殊对待,并对所遇到的具体问题进行具体分析。
三、避免水文地质危害的有效措施
了解了水位地质工作的基本内容和地质中可能存在的对施工的危害,要及时的采取科学的方法和措施来解决这些问题:
1、重视岩土水理性质的测试和研究。要采用科学的方法与仪器对岩土与地下水相互作用时显示出来的各种性质进行测试,并认真的进行分析。重视地下水对土体作用及其影响,要认真分析边坡稳定性、沙土的震动液化、流沙现象进行分析。要重视地下水水位上升、地下水位下降地下水频繁升降对工程造成的危害。
2、在分析的方法和理念上,要及时更新。不能使用一成不变的理论,要结合现代的地质理念和特点。要加大对地质勘查设备的投入,使用先进的、科学的分析设备仪器,使用先进的管理方法和统计方法对地质灾害进行分析和统计。
3、运用地球物理勘查方法,对水文地质与环境的各方面进行深入调查。重点调查地面的基础地质,有效的结合物探的高密度电法和激发极化法,从而确保基础地质调查的深度与分辨率。在基础地质的调查中还可结合使用瞬变电磁法和高密度电发,可更进一步的勘查地下岩层深处的地质结构。要重视必须重视野外和室内工作的密切结合,利用种资料,进行综合分析研究印证充实直接观察的地质问题。
4、重视施工中的保护,建立先进的排水系统设计方案,建设支护与隔水设计支护结构。要加强对施工人员的危险意识培养,发现地质问题及时上报,保证施工的安全性,加大对被动保护的力度,增加施工中被动保护措施。
参考文献
[关键词]地下水 自动监测程序 GPRS技术 无线传输
[中图分类号] TV211.1+2 [文献码]B[文章编号] 1000-405X(2013)-11-263-1
我国是世界上严重干旱缺水的国家之一,人均淡水资源仅为世界平均水平的四分之一。且全国水资源监测报告显示,我国的污水排放量在20年间增长了一倍还多,并有逐年增加的趋势,也就是说目前我国的水资源存在的主要问题是水资源匮乏和水资源污染。要解决我国严峻的水资源形势,节水治污是关键,对水资源的合理开发与利用,避免水资源的浪费是基本。地下水资源是农业灌溉、工矿和城市的重要水源之一,开采利用量约占全国总用水量的10―15%,尤其是在北方地表水不丰富的地区,地下水的开采量更大。但是,地下水的开采现状却不容乐观,开采技术的落后造成地下水资源严重污染与浪费,水利专家指出,地下水的不合理开发会导致水位持续下降,地陷的危险,所以对地下水资源的水位、水质等的监测是保证地下水合理开发的前提。传统的地下水监测方法主要依靠人工,准确性与时效性都不能得到有效保障。现代无线传输技术的发展给地下水资源动态的发展提供了新的方向。本文就基于当前GPRS技术的地下水自动检测程序进行讨论,报告如下。
1地下水自动监测系统
地下水自动监测系统主要由四个部分构成,分别是传感数据采集、GPRS发送与接收模块、服务器、客户端。其中GPRS发送与接收模块主要起到了数据传输的作用。依赖于与中国移动的GPRS/GSM专网,在传感器(可以对地下水的水位、水温、浊度、溶解氧、电导率、高锰酸钾指数、氨氮等数据进行监测)将地下水监测数据转化为模拟电信号并放大转化,数据封包后,GPRS无线发送模块会将数据传送到专网,并通过服务器端对接收模块发来的水文数据进行解析储存。客户端则可以向服务器端发送数据请求,然后根据收到的数据进行分析、评价,做出必要的预警。
2 GPRS无线传输技术的特点和传输方式
2.1GPRS无线传输技术的特点
中国移动的GPRS无线网络信号具有信号覆盖面积广、通信质量可靠、数据传送速度快、成本低、性价比高的优点。尤其是对于分布在野外的观测井,架设专用电缆的成本高,投资大,架设难度高,无线传输技术可以有效解决这些问题。
无线通信的方式与种类比较多,卫星通信、超短波无线数传、扩频技术和GSM网络传输都属于无线通信的范畴,但是他们的传输特点各有不同,应用范畴也不同。如卫星通信技术定位准确但费用高昂;超短波无线数传技术组网容易,扩展灵活,费用较低,但是数据传输覆盖率低、传输速度慢,且易受外界干扰;扩频技术传输速度快,但传输距离有限。相对而言,GPRS/GSM传输技术,基于移动GSM网络,覆盖范围广,且在GPRS服务中增加了服务节点、支持节点、计费网关、边缘网关等,是实体连接紧密,数据传输质量可靠,速度快,费用低,是理想的数据传输方式。
2.2GPRS无线传输的数据传输方式
将地下水传感检测器采集到的数据信息进行模拟、转化和封装之后进行无线传输到服务器端,这个过程有两种不同的传输方式,公网传输和专网传输的区别在于GPRS网络和Internet网络地址进行转化。
公网传输。公网传输值得是地下水自动监测系统的服务器端和传感检测端都要通过移动的运营商接入Internet网络,GPRS网络作为转换节点,传感检测采集到的数据先发送到GPRS网络,再由GPRS网络传送到服务器端,这种传输方式是常见的一种网络输送数据方法,但公共网络的安全性无法得到有效的保障。
专网传输。专网传输指的是监测点与系统的服务器端在无线网络内部使用内网的私有通信地址进行数据传输,而专网之外的用户无法进入该网络进行访问,有效避免了公网传输带来的安全隐患。专网指的是中国移动额VPN虚拟网络,VPN虚拟网络的数据传输无需经过Internet网络,而是通过给网络内的每一个GPRS设备配备一张SIM卡,并绑定固定的IP地址,分配独立上网的APN,按照各种网络协议进行数据传输,无需转化Internet地址。专网传输同时具有稳定性和安全性的保障,在水资源自动检测程序中具有十分重要的意义。
3基于GPRS无线传输技术的地下水自动监测的软件程序
地下水自动检测的软件系统与整个系统是相对应的,其包括了传感器采集模块中的单片机软件程序、服务器和客户端的计算机软件程序等。
传感器采集模块中的单片机软件程序使用C语言代码。程序中需要包括数据采集、滤波、封口和串口通信等,数据采集过程采用的是各通道轮流查询模式,滤波采用低通滤波,封包则按照对应协议保证数据的完整性。
服务器和客户端的计算机软件程序则采用可视化语言代码,如VB何VC++。服务器的软件是用于接收、解析、保存数据包的,当客户端发送请求时,将数据包重新封包发送,所以对软件要求不高,只要没有系统漏洞就可以。而客户端程序的主要功能包括数据信息的显示、数据的分析统计与检查等,客户端要能通过数据参数的变化对发展趋势做出评估,对可能出现的问题进行预警,所以编程语言要与服务器端的程序保持一致。另外,客户端程序要具备数据查询功能,可以将矩阵的模式引入程序编写过程中。要求自动化检测程序的误差精度要在2%以下。
4小结
与人工测量相比,地下水自动化监测程序的应用将使检测精度提高100倍以上,而GPRS无线传输技术的应用则为数据的快速传输与发送提供了可能。对全面、及时、科学的了解地下水水文信息具有重要意义。