地下水的特征精选(九篇)

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第1篇：地下水的特征范文

【关键词】急倾斜煤矿；第三系松散层；风氧化带煤柱

新集三矿井田位于淮南煤田中段南部边缘，属阜凤逆冲断层的上覆系统。阜凤断层（F2）为区域性大断层，落差>1000m，南倾，倾角35°～60°，由于长距离移动、挤压及拉伸影响，井田内地质构造复杂，断层、褶曲发育且序次混乱，构造形迹难于观测。

井田内地层走向近东西，中部呈倾伏倒转褶曲形态，倒转轴标高-340m～-470m，上翼地层倾角55°～90°，地质构造较简单；下翼地层倾角25°～75°，局部变化更大。

井田内可采及局部可采煤层8层。目前，主要开采13-1煤、11-2煤和8-1煤。基岩面-90m～-140m，基岩风化带深度25～35m，平均30m左右。

矿井开采上限-200m，一水平标高-340m，二水平标高-550m，三水平标高-800m，目前，一水平除A组煤外，其它煤层已开采结束，三水平刚开始准备，采场多集中在二水平。

1、新生界水文地质特征

受古地形控制，井田内新生界松散层厚度变化较大，总的趋势是北厚南薄，东西略有起伏。新生界累计厚度90m～211.3m，平均约149m，其中第四系流砂层厚73.5～98.7m，平均约84.2m，相对较为稳定，自上而下分为两个含水层（组）和一个隔水层（组）。

1.1第四系松散层

第四系松散层自地表向下垂深约3～5m起，一含底板埋深56.2～74.8m，平均69.1m；砂层总厚40.6～68.4m，平均51.1m。顶部3～5m为暗黄色粘土、砂质粘土；上部以浅灰色、土黄色粉、细砂为主；中、下部以中、粗砂、砂砾、细砂为主，夹薄层粘土、砂质粘土透镜体。该含水层主体为河床相，次为洪泛相及河漫滩相。含水层单位涌水量q=1.429l/s.m，含水层渗透系数kcp=3.8578m/d。

隔水层底板埋深59.6～76.3m，平均厚约3.2m，但分布不稳，自东向西变薄，局部缺失。以粘土和砂质粘土为主，致密，局部夹砂类透镜体。

1.2第三系沉积层

第三系沉积层呈半固结结构，分为两个隔水层和两个弱含水组，即顶部隔水层、上部含水组、中部隔水层和下部含水组。该沉积层厚度变化大，局部可能缺失，第四系流砂层直接覆盖于基岩之上。

顶部隔水层厚度0～20.3m，平均7.6m，以粘土、砂质粘土和钙质粘土为主，局部夹有薄层泥灰岩，结构致密，可塑性强，有一定的隔水性能。

2、覆岩破坏特征与防水煤柱留设

新集三矿可采及局部可采煤层8层，除11-2煤局部块段外，煤层顶底板多为泥岩或砂质泥岩，软弱至中硬，易随开采而垮落，有利于抑制导水裂缝带发育高度。预测导水裂缝带高度采用“三下”采煤规程中软弱至中硬覆岩类型的计算公式，局部采用坚硬顶底板型类计算公式进行修正。

3、提高上限开采与新生界突水机理分析

新集三矿自1999年开始，先后在西二、西四、西五采区进行提高上限开采，并开展西一、西二采区冒落带内覆采，先后多回收煤炭资源近100万吨。

3.1提高上限开采与冒落带内复采

根据不同块段实有防水煤柱高度，以及裂高的预测与实测值的相互比较，自1999年开始，先后在西二采区西翼的13-1、11-2煤层中进行了提高上限开采；随后又在西一、西二采区的13-1、8-1和6-1三个煤层中进行了冒落带内复采；西四采区提高上限工作面有石门东西两翼的13-1煤、石门东翼的11-2煤三个工作面；西五采区提高上限工作面有石门东西两翼的13-1煤、11-2煤和石门东翼8-1煤，先后开采提高上限工作面18个，累计多回收煤炭近100万吨除。

3.2新生界突水特征

181301上、1108102上工作面以及未提高上限的181101工作面分别在正常回采或初采时发生突水，最大瞬间突水量达500m3/h，造成该三个工作面最终无法正常开采。

发生突水的三个工作面均位于西四采区西翼，突水机理基本相同。突水点位置及其附近地质及水文地质条件异常，地层扭曲，基岩标高低，第三系赋水性相对较强。

3.3新生界突水机理分析

根据突水位置、出水特征、水质化验及井下和地面勘探资料分析，181301上、1108102上和181101工作面突水水源均为第三松散层水，造成突水的直接原因是各种因素综合作用的结果。

3.3.1防水煤岩柱不够

经井下钻孔资料探测，181301上工作面在突水点位置及其附近约200m范围内，基岩面低，实有防水煤柱最小处不超过10m。风巷回棚放顶时，随着支柱的回撤和顶板的垮落，破坏了原有的地应力平衡，在老塘口形成切顶断层，并不断的向前移动，当切顶断层导通含水体时，则发生突水。

3.3.2松散层赋水性强

根据现有资料分析，突水点上方基岩面为古山沟，第三系底部松散层在该处以洪积物为主，堆积层厚，赋水性较周围相对较强。

3.3.3异常构造产生导水通道

新生界突水点均位于西四石门西260m～280m段，该位置与基岩构造扭曲带基本一致。扭曲带狭窄，东侧地层正常，西侧地层倒转，受其影响，扭曲带内煤岩体裂隙发育，煤层及其顶底板之间产生离层，受采动影响而形成导水通道。

4、出水点下开采与水害防治措施

西四采区是新集三矿的主力采区，西翼煤层储量超过整个采区储量的2/3，累计可采储量近150万吨。

为安全开采该块段煤层，根据各煤层突水形式和突水量不同，分别在突水点下方针对性的留设了防水煤柱，以增加实有防水煤柱高度，隔断上方突水点及工作面积水，同时要做到如下几点：

一、认真分析现有地质勘探资料，掌握基岩面的起伏变化情况

由于洪积扇扇顶区岩体渗透系数及单位涌水量相对较大，且隔水层厚度小，并受到第四系补给，赋水性较强，要重点控制。

二、利用井下大仰角钻孔控制基岩面起伏变化

对基岩面起伏变化大、基岩标高相对较低的地段要进行加密控制，查明最低点的位置及变化范围；同时，要重点查明扇顶区的岩性及赋水性。

三、工作面回采过程中要加强现场管理

采煤工作面要配备足够的排水设备；要确保排水路线畅通，并经常观测工作面的水量变化，发现突水征兆要立即组织人员撤离；工作面要施工必要的高眼，保证煤、水分流，防止水煤伤人事故发生。

5、结束语

受区域地质、古地形及沉积环境和不同亚环境影响，新集三矿第三系沉积层水文地质条件较为复杂，既有具弱隔水性质的陆源永久湖泊相，也有实际赋水性与初始赋水性差异较大的冲积扇相沉积，在评定沉积体的赋水性特征时，既要查明原始沉积相，也要了解后期的改造作用。

参考文献

[1]陈钟惠.含煤岩系沉积环境分析.武汉地质学院，1984年9月.

[2]夏喜林.关于建造LPG地下水封岩洞储库的几个问题[J].油气储运，1997年07期

第2篇：地下水的特征范文

0引言

气候干旱即降水连年偏枯（少雨），是加剧农业区浅层地下水开采强度（单位时间单位面积的开采量）的驱动力[12]。冀中山前平原是中国冬小麦、夏玉米作物的主要种植区和华北平原浅层地下水超采的主要分布区[34]。20世纪70年代以来，该平原降水偏枯的年份居多，尤其是连年少雨时有发生。自1991年以来至少发生过3期连续3年及以上的降水偏枯时段，加剧了该平原农业区浅层地下水超采程度，导致该区浅层地下水位不断下降。因此，进一步认识冀中山前平原农业区浅层地下水位对连年少雨的响应特征与可调控性，对于提高农业区浅层地下水可持续利用能力和缓解超采具有重要意义。

有关浅层地下水与农业用水及降水之间关系的研究较多[57]。严明疆等研究了作物生长季节降水量及农业用水开采量对浅层地下水变化的影响[8]；袁野等认为降水量对农业用水开采量影响显著，进而导致浅层地下水位明显下降，农业用水开采量变化对浅层地下水位影响的程度远大于降水量变化的影响程度[9]；汪丽芳等研究发现每年3月以后随着灌溉用水量的增加，浅层地下水位明显下降 [10]；刘中培等研究认为，华北平原农业区浅层地下水位下降不仅与灌溉农业密切相关，而且与降水量年际变化有一定关系[11]；李新波等认为，集约化农业活动对浅层地下水位下降的影响呈增大态势[12]；王电龙等认为，气候变化是石家庄平原区浅层地下水位不断下降的重要影响因素[13]；袁再健等研究认为，河北平原农田耗水对浅层地下水动态变化有明显影响[14]；张光辉等认为，浅层地下水位下降不仅与灌溉农业密切相关，还与降水量变化有关[1518]；刘燕等分别研究了农业和生态区水资源承载力相关问题[1922]；彭致功等研究了农业节水措施对浅层地下水的涵养作用[23]；周维博等对井渠灌区浅层地下水动态预报及灌溉入渗对浅层地下水的影响进行了研究[2425]；徐旭等模拟了区域尺度农田水盐动态[26]。但是，有关连年少雨对农业区浅层地下水超采的影响特征研究有所欠缺，需加强研究。本文依据冀中山前平原不同农业区的长观孔浅层地下水位动态监测资料，侧重研究了农业区浅层地下水位对连年降水偏枯的响应变化特征与机制。

1研究区概况

研究区位于河北中部的太行山东麓山前平原，地处河北省保定―石家庄―邢台―衡水一带，面积123×104 km2。区内第四系主要为冲洪积地层，第Ⅰ、Ⅱ含水层组（浅层地下水）以中粗砂、砂卵砾石层为主，含水层厚度30～70 m，底板埋深小于120 m，渗透系数为80～300 m?d-1。包气带厚度介于15～45 m之间，由粉细砂组成。区域浅层地下水流向为NW―SW向。区内粮食作物播种面积占农作物总播种面积的8127%，其中以小麦为主的夏粮作物面积占6823%。每年冬小麦灌溉用水量占全年农业灌溉用水量的5148%，夏玉米灌溉用水量占2505%[1]。

研究区1956～2012年多年平均降水量为5284 mm，降水主要集中在每年的6月到9月，冬小麦生育期内降水量不足全年的20%。自20世纪80年代以来，区内绝大部分河流长期干涸，地表水资源十分匮乏，浅层地下水是当地供水的主要来源。近5年来，该区浅层地下水开采量占当地总供水量的81.35%；在浅层地下水开采量中，农业用水占当地总开采量的83.65%[1]。

研究区农业生产大规模开采浅层地下水始于1972年，当年该平原区降水量为280.3 mm。1972年之前，该区平均开采机井密度不足每平方千米3眼，826%的区域浅层地下水位埋深小于10 m；现今平均机井密度为每平方千米13眼，最高达每平方千米22眼，浅层地下水位呈现区域性不断下降趋势（图1）。

2材料与方法

选择以小麦、玉米等粮食作物为主的区域作为重点研究区，考虑不同浅层地下水位埋深的影响，收集了1970年以来区内国家级、省级农田区长观孔的浅层地下水位动态监测资料以及1991年以来日监测资料和同期降水等气象资料。在典型农业区建立9眼监测孔，进行小时级的浅层地下水位动态智能长观孔监测，每3 h监测一次，包括浅层地下水位、水温和电导率等；在农业集中灌溉期间还监测灌溉用水的起止时间和浅层地下水开采量。

以农业区浅层地下水位长观孔监测资料为基础，应用时间序列异变特征和趋势分析方法，研究地下水位变化趋势。利用1991年以来每5日监测一次的动态资料，识别和分析降水连年偏枯时段、春灌期间及之后的浅层地下水位变化特征，重点分析灌溉期浅层地下水位降幅特征。基于小时级浅层地下水位监测资料，以日为基本时间单元，研究春灌期浅层地下水位降幅对降水量变化的响应特征，并用于验证。

3近40年来浅层地下水位变化特征

从图1（a）可以看出，自20世纪70年代以来，冀中山前平原农业区浅层地下水位呈现不断下降趋势，年均降幅083 m。只有1988～1990年（年降水量为6357～693.8 mm）和1995～1996年（年降水量为707.6～969.1 mm）出现流域性暴雨泛洪，上游水库大量泄洪，区内浅层地下水位出现普遍的大幅度上升，浅层地下水超采情势从而得以缓解。图1（b）表明，研究区浅层地下水位大幅下降主要发生在每年的春季小麦等作物大规模集中灌溉时期，其间浅层地下水位降幅明显大于灌溉之后每年8月至次年2月的浅层地下水位升幅，进而导致研究区浅层地下水位呈现不断下降趋势。

4春灌期浅层地下水位降幅特征及与降水量之间的关系

4.1浅层地下水位变化特征

2008～2012年的每年3月15日至6月30日春灌期间，随着1月至6月降水量的变化，河北柏乡、赵县和定兴农业区浅层地下水位响应变化的日均降幅大于1.0 cm，都呈现春灌加剧农业区浅层地下水超采的特征。只有在降水明显偏丰条件下，日均水位降幅才会小于1.0 cm。分布在不同农业区的9眼监测孔小时级浅层地下水位动态监测结果与上述规律吻合；在2013年春灌期间，浅层地下水位都呈现每天厘米级的下降特征（表1、2）。

表1基于长观孔监测资料的2008～2012年春灌期浅层地下水位变化特征

Tab.1Variable Characteristics of Shallow Groundwater Level During Spring Irrigation Periods of 20082012 Based on Monitoring Data from Longtime Observation Hole

浅层地下水位特征值柏乡农业区赵县农业区定兴农业区

2008年2009年2010年2011年2012年2008年2009年2010年2011年2012年2008年2009年2010年2011年2012年

水位/m初值68.8963.9465.7871.9072.8543.8044.1045.2048.0049.6012.4012.7012.1015.4016.85

终值69.6266.8871.5073.8173.9144.4046.5049.0049.9051.6014.1613.8515.5016.4017.15

时段水位差/m-0.73-2.94-5.72-1.91-1.06-0.56-2.43-3.79-1.95-1.99-1.76-1.15-3.40-1.00-0.30

时段日均水位降幅/（cm?d-1）0.692.775.401.801.000.532.293.581.841.881.661.083.210.940.28

1月至6月降水量/mm228.8111.849.393.3183.5210.1118.979.9121.2154.3336.5126.360.4131.9254.7

表2基于小时级长观孔监测资料的2013年春灌期

浅层地下水位变化特征

Tab.2Variable Characteristics of Shallow Groundwater

Level During Spring Irrigation Period of 2013 Based

on Monitoring Data at Onehour Interval from Longtime Observation Hole

浅层地下水位特征值新乐农业区无极农业区藁城农业区正定农业区

水位/m初值24.2224.6531.6847.23

终值25.7026.7333.7449.06

时段水位差/m-1.48-2.08-2.06-1.83

时段日均水位降幅/（cm?d-1）1.862.462.521.64

注：初值取自每年3月15日监测数据，终值为每年6月30日监测数据；2013年1月至6月研究区降水量为112.6 mm；研究区浅层地下水位初值平均为31.95 m，终值平均为33.81 m，时段水位差平均值为-1.86 m，时段日均水位降幅平均值为2.12 m。

4.2降水连年偏枯时段浅层地下水位变化特征

图2是采用每年春灌之后的最低浅层地下水位和当年降水量资料编绘的，反映春灌及前一年降水量对农业区浅层地下水位的影响特征。1991年以来曾出现过3期至少连续3年的降水偏枯期。降水偏枯期指年降水量小于1956～2012年多年平均降水量的时期。3个降水偏枯期分别为1991～1994年、1997～1999年和2002～2007年。这3个时期的农业区浅层地下水位年降幅分别为1.66、3.14、1.23 m，明显大于同一监测孔在降水偏丰或平水期间（如2008～2011年）的浅层地下水位降幅（0.56 m）。

图2连年降水偏枯时段春灌期最低浅层地下水位变化特征

Fig.2Variable Characteristics of the Lowest Shallow

Groundwater Level During Spring Irrigation Periods

of the Continuous Years with Less Rainfall

1970～2011年，研究区多年平均浅层地下水位降幅为每年0.83 m（图2）。1991～1994年、1995～1997年和2002～2007年春灌期浅层地下水位平均降幅（春灌期初始浅层地下水位与灌溉后最低浅层地下水位之差的多年平均值）分别为262、355、128 m，是1970～2011年多年平均降幅的1.48～3.78倍，而降水偏丰的2008～2011年春灌期浅层地下水位降幅（0.98 m）与1970～2011年多年平均降幅趋近。这再次表明，降水偏枯条件下春灌期农业大规模集中开采浅层地下水，是冀中山前平原农业区浅层地下水位加剧下降和超采的主要动因。

4.3浅层地下水位降幅与降水量之间的关系

降水连年偏枯，尤其是秋、冬、春季持续干旱，加之研究区地表水资源十分匮乏，浅层地下水是该区灌溉用水的主要水源，因此，浅层地下水开采强度必然随气候干旱的加剧而增大，浅层地下水位随之大幅下降。从图2中3个时段（1991～1994年、1997～1999年和2002～2007年）的每年春灌期之后最低浅层地下水位埋深变化趋势来看，水位下降幅度与前一年和当年降水量有一定相关性。相对多年平均降水量，1991～1994年年均降水量减少94.5 mm，对应时段的年均浅层地下水位降幅262 m；1997～1999年年均降水量减少158.7 mm，对应时段的年均浅层地下水位降幅355 m；2002～2007年年均降水量减少871 mm，对应时段的年均浅层地下水位降幅128 m。而2008～2011年年均降水量增加76.8 mm，对应时段的年均浅层地下水位降幅减小为098 m。由此可见，降水量减少愈多，每年春灌期农业区浅层地下水位下降幅度愈大。

从图1可知，研究区浅层地下水已处于严重超采状态，除非发生类似1996年8月的流域性特大暴雨洪水，浅层地下水位才会较大幅度上升。一般年份浅层地下水位都呈不断下降状态，1970～2011年浅层地下水位多年平均降幅为每年0.83 m[图1（a）]。春灌期降水较少，农业灌溉的开采量较大，每年浅层地下水位下降过程主要发生在该时期；春灌之后进入雨季，降水量和浅层地下水补给量都显著增大，农业用水开采量急剧减少，浅层地下水位上升，但是一般年份的浅层地下水位上升幅度都小于当年春灌期浅层地下水位下降幅度[图1（b）]，从而呈现出浅层地下水位年际不断下降的现象。在遭遇连年降水偏枯时段，例如1997年和1998年降水量分别比该区多年平均降水量少278.6 mm和181.1 mm，以至于次年春灌期浅层地下水位降幅明显增大（图2、3）。

图3春灌期浅层地下水位降幅与年降水量之间的关系

Fig.3Relationship Between Decline Amplitude of

Shallow Groundwater Level and Annual Precipitation

During Spring Irrigation Periods

从图3可知：当年降水量小于1956～2012年多年平均降水量（5284 mm）时，随着降水量减小，农业区春灌期浅层地下水位降幅增大；当年降水量大于多年平均降水量尤其是大于620 mm时，降水量变化对农业区春灌期浅层地下水位降幅的影响明显减小，尤其是每年1月至6月降水量的增加对区内农业用水开采量的影响减少得更为明显。每年1月至6月降水量显著减少，也会加剧春灌期浅层地下水位下降的幅度（表1、2）。

5浅层地下水位下降动因与可调控性

5.1下降动因

冀中山前平原农业区浅层地下水已处于超采状态，20世纪70年代以来浅层地下水位呈现不断下降趋势，只是在每年春灌期之后，随着降水量增多，浅层地下水位才会缓慢回升，至次年2月和3月升至最高水位，但低于春灌期之前的初始水位（图1）。在以浅层地下水作为灌溉主要水源的40年中，只有1988年8月和1996年8月发生流域性暴雨洪水，至来年雨季，区内浅层地下水位曾出现过显著上升过程[图1（a）]。由此可见，春灌期开采浅层地下水是加剧冀中山前平原农业区浅层地下水位不断下降的主要动因。在图1中，每年浅层地下水位下降幅度等于春灌期浅层地下水位降幅与春灌期之后雨季水位升幅的代数和，多年平均为0.83 m。如果1月至6月降水较多，或者7月至9月降水量显著大于多年平均降水量，则由于春灌期农业用水开采量明显减少，或雨季及之后浅层地下水系统获得的补给量明显增大，该年份浅层地下水位下降幅度小于083 m，甚至明显上升；如果1月至6月降水明显偏少，或者7月至9月降水量显著小于多年平均降水量，则由于春灌期农业用水开采量明显增大，或雨季及之后浅层地下水系统获得的补给量明显减少，该年份浅层地下水位下降幅度大于0.83 m。

从某一年的全年浅层地下水水量均衡角度来看，春灌期研究区降水量不足全年的20%，加之区内主要河道长期干涸，冬小麦等作物灌溉用水只能大规模集中开采浅层地下水，造成春灌期单位面积浅层地下水排泄量（W1）为年内日均最大值，远大于多年平均日开采强度。同时，因干旱少雨，单位面积浅层地下水获得的补给量（W2）为年内最小值，甚至无补给，远小于多年平均日补给量。源W2、汇W1从两方面叠加影响，造成冀中山前平原农业区浅层地下水位系统为水量负均衡，结果必然是春灌期浅层地下水位降幅远大于当年平均或多年平均水位降幅。另外，每年1月至6月研究区降水越少，气候越干旱，农田土壤墒情水分亏缺愈严重，导致春灌期单位面积浅层地下水排泄量增大的幅度越大，春灌期浅层地下水位降幅越大；每年1月至6月研究区降水越多，农田土壤墒情水分亏缺愈轻，促使春灌期单位面积浅层地下水排泄量减小的幅度越大，春灌期浅层地下水位降幅越小。

5.2可调控性

气候干旱、农业用水开采量过大是冀中山前平原农业区浅层地下水位不断下降的主要因素。气候干旱是人类无法调控的，农业用水开采量则具有可调控性。对于因农业用水开采量过大造成浅层地下水长期处于严重超采状态的地区，调减高耗水作物种植面积，优化耗水作物空间布局，降低农业灌溉用水的浅层地下水开采强度，将是缓解农业超采浅层地下水情势的重要举措。

对于农业灌溉用水比较粗放，节水潜力较大的农业区，应合理应用农艺、生物和管理节水技术，在每年春灌期结合农业气象预报，科学适度延迟春灌，推广高效节水灌溉，尽可能充分利用每年4月和5月的降水，降低浅层地下水开采强度，同时加强秋、冬季土壤墒情涵养和雨季雨洪地下水调蓄利用。

6结语

（1）冀中山前平原农业区连年少雨干旱时有发生，春灌期开采浅层地下水已成为加剧浅层地下水位不断下降的主要动因，尤其在降水连年偏枯时段的春灌期，农业用水大规模集中开采加剧了浅层地下水超采情势。

第3篇：地下水的特征范文

关键词：地下水；氟离子；水文地球化学；空间分布；演化特点；水化学特征；成因；华北平原

中图分类号：P643 文献标志码：A

0引言

氟是自然环境中广泛分布且人体必需的化学元素之一；人体中的氟有2/3来自食物，/3来自饮用水。但是食物中的氟由于构成复杂不易被人体吸收，而饮用水中的氟则大部分能被人体吸收，所以地方性氟病与饮水有直接关系。《生活饮用水卫生标准》（GB 5749—2006）和《地下水质量标准》（GB/T 4848—93）［2］均规定：饮用水中F-质量浓度不得超过0 mg·L-。F-质量浓度超过0 mg·L-的水为高氟水，长期饮用高氟水可引起慢性氟中毒［3］。

华北平原存在范围较大的高氟地下水区，属于高氟水重灾区。前人在该区曾做了大量有益的地质调查及相关研究，取得了许多重要成果。曾溅辉等以河北邢台山前平原为例，运用地下水质量平衡反应模型的理论和方法，建立了浅层地下水氟的质量平衡反应模型，探讨了氟的化学演变过程和形成机制［4］。曾溅辉等还对高氟区浅层地下水氟的溶解/沉淀作用进行了定量讨论，确定了控制浅层地下水中氟迁移和富集的固相沉淀物以及不同化学类型的浅层地下水中含氟固相沉淀物的溶解沉淀条件［5］。任福弘等应用水文地球化学模拟的理论和方法对研究区浅层高氟水进行地球化学定量研究，进一步分析了氟的组分存在形式与地氟病患病率的相关关系［6］。曾溅辉等将浅层地下水与非饱和带土体作为一个完整的水文地球化学系统，指出非饱和带土体的氟源强度直接受控于土体的矿物成分、化学成分和粒度组成，而浅层地下水体聚集和保存氟的条件主要取决于浅层地下水的化学成分特征［7］。李世君等以北京大兴区地下水为研究对象，分析了第四系高氟水的分布规律，为指导开发利用地下水提供了依据［8］。

笔者以氟为研究对象，充分利用20世纪80年代以来的历史监测数据及200年的取样分析成果，运用统计分析、离子比值、水文地球化学图解等方法，综合研究了华北平原浅层地下水中氟的演化特点，探讨了演化过程中的一些关键控制因素。

研究区概况

华北平原位于中国东部，西起太行山东麓，东至渤海湾，北起燕山南麓，南至黄河，是黄淮海平原的一部分。行政区域包括北京、天津、河北3省（市）相连平原区和河南、山东2省黄河以北的平原区，面积39×04 km2，共计9市80县（市），人口0 7768×04，是中国水资源最为短缺的地区之一，人均水资源量只有450 m3左右，是中国经济发展受水资源制约最严重的地区之一［9］。华北平原属北温带半干旱半湿润气候区，年均气温4 ℃～4 ℃，受季风影响，降雨量自东南向西北由 200 mm逐渐减少到400 mm，年均蒸发量 000～2 000 mm。

华北平原地下水主要赋存于第四系孔隙地下含水岩系中，根据其埋藏特征和水力性质，自上而下划分为4个含水层组：第含水层组底界面埋深0～50 m，是地下水积极循环交替层；第2含水层组底界面埋深20～20 m，属于微承压、半承压地下水，地下水循环交替能力较强，是该区农业用水主要的地下水开采层；第3含水层组底界面埋深250～30 m，是目前深层承压地下水主要开采层；第4含水层组底界为第四系基底。按照目前地下水开采深度及含水层的开启程度，可将含水层组划分为浅层地下水和深层地下水，第含水层组的地下水为浅层地下水，第2～4含水层组的地下水为深层地下水。山前平原的第、2含水层组的地下水已经混合开采，故统称为浅层地下水。

根据华北平原第四纪地质地貌、地下水动力特征及地下水化学特征，华北平原地下水在平面分布上呈现明显的分带规律，从山前到滨海形成一个完整的、统一的地下水系统。从西部山麓至东部渤海海岸，华北平原可划分为山前冲洪积倾斜平原补给区（Ⅰ区）、中部冲积湖积平原缓慢径流区（Ⅱ区）和东部冲积海积滨海平原排泄区（Ⅲ区）（图）。浅层地下水以大气降水、河流季节性补给为主，西部接受上游侧向补给，地下水从西流向东或东北，东部径流滞缓，水力坡度为/750～/2 600，以人工开采和蒸发排泄为主［0］。

2材料与方法

为了充分反映浅层地下水中F-质量浓度随时间的变化规律，使用2个阶段的浅层地下水监测结果：历史阶段（980～985年；图2）和现阶段（2005～200年；图3）。对于现阶段（2005～200年），采用572个浅层地下水的分析结果。其中，45个为200年7月采集的，另外527个为2005～2008年地下水近期监测资料。所采集的地下水样品均来自于深度小于60 m的抽水井。地下水采样点分布见图。对于历史阶段（980～985年），使用208个浅层地下水的监测数据。

3浅层地下水中氟的空间分布与演化

第4篇：地下水的特征范文

关键词：洛阳市 地下水 动态特征 多元回归 水面工程 地下水开采

第四章 洛阳市地下水动态分析

地下水动态指含水层各要素（如水位、水量、水化学成分、水温等）随时间的变化。也是地下水含水层收支不平衡的直接反映，受各项补给与排泄因素的控制，所以它是一个复杂的自然过程在一特定的环境中多种影响因素下的外观表现。地下水动态的主要影响因素为气象、开采、径流、灌溉中的一个或几个。

根据对洛阳市48个水位观测点（其中8个长期观测孔）资料的分析，分别从年际动态和年内动态加以分析。

第一节 洛阳市地下水年际动态特征

通过8个长期观测孔资料，作出1984－2005年之间洛河附近水位年际变化特征。（见图4-1）由此我们发现，区域水位的多年变化特征是先降低，然后上升，可以分为两个阶段，其分界大约在1999年。

4.1.1、1984－1999年段的变化

据1984～1999 年历年地下长观资料浅层地下水动态年内变化随季节变化明显，变幅2.11～10.165 m ，从多年动态变化特征看，水位总趋势呈逐年下降趋势，降幅在3.137～6.161 m 不等 (图4－2)。并且水源地的集中开采部位形成大的降落漏斗。漏斗中心最大水位降深达15m。只有个别年份水位埋深有所变小，如1996 年属丰水年，全市地下水位普遍回0.101～2.110 m。

其主要原因是因为洛阳市1957年以来集中开采地下水，随着工农业生产及城市的不断发展，供水量不断增加，开采规模不断扩大。1984 年为2.104 亿m3 ，1990 年为2.182 亿m3 ，1997 年为3.112 亿m3 (均包括农业开采量)。

洛阳盆地由于水文地质条件差异，地下水开发利用程度也不同。在伊洛河谷区工农业用水多以开采浅层地下水为主，开采量相对较大。工业开采及城市供水多为集中开采伊洛河两岸的浅层地下水为主，中深层地下水水源地开采仅在后李水源地有少量开采。农业用水以分散开采为主。农业开采主要分布在伊洛河阶地上，多开采浅层地下水。

洛阳市目前已形成地下水多水源环状管网供水的规模。自来水公司现有8个集中开采地下水水源地，三个加压站，供水井97眼，综合供水能力达60万m3/d；集中开采水源地多集中于伊、洛河两岸及河间地块。现状条件下洛阳市区共有集中供水水源地8个，水源地分布及开采动态如下。（图4－3、表4－1）

表4－1 集中供水水源地开采情况一览表

单位：万m3/d

水源地名称

设计供水

实际供水

水位下降

地貌位置

洛南水源地

13

15.8

5－7

伊洛河间地块

李楼水源地

16

12.86

无

伊洛河间地块

张庄水源地

4.5

4.9

复合漏斗

洛河北岸

王府庄水源地

1.0

1.18

洛河北岸

后李水源地

1.0

停开

洛河北岸

下池水源地

3.7

4.0

洛河北岸

五里堡水源地

2.8

3.39

洛河北岸

东郊水源地

4

4

洛河北岸

临涧水源地

4.5

4.69

第5篇：地下水的特征范文

关键词 灰色系统;地下水污染; 预测;动态链接库

中图分类号 X523 文献标识码 A 文章编号 1674-6708(2010)12-0046-03

0 引言

地下水系统作为自然环境的组成部分,其水质特征是系统本体与系统环境综合作用的结果。在水质预测过程中,往往只掌握地下水的水质特征值,却很难搞清系统内部的发展演化过程以及外部诸因素对系统的作用。即系统的输出信息明确,而结构信息和关系信息不明确。所以,地下水系统属于灰色系统把灰色模型用于地下水水质预测,无疑能够体现地下水系统的灰色特征。

灰色系统按照预测问题的特征,可分为5种基本类型,即数列预测、灾变预测、季节灾变预测、拓扑预测和系统综合预测。这5种类型的预测方法,都是地理学中重要而且常用的预测方法。GM(1,1)模型是常用的一种灰色模型,用于单个时间序列的动态预测。就是对某一指标的发展变化情况所作的预测,其预测的结果是该指标在未来各个时刻的具体数值。

1 灰色模型建模与方法

1.1 原理与建模

灰色模型以微分方程为描述形式,它所揭示的是事物发展的连续过程,它符合地下水质量的渐变规律。模型的建立过程即是对地下水系统的辨识过程,运用确知的水质数据去揭示系统的动态特征,但由于其它信息的不明确,因而这个过程是灰色的逆运算过程。地下水水质预测模型就是基于最基本的灰色GM(n,h)模型[3]建立起来的。其中h表示变量的个数,n表示微分方程的阶次,n越大则模型所描述的内涵可能越丰富,但阶次过高的系统其特征方程的求解困难,而且精度不一定高,其结果也不是解析的,所以我们通常建立n=1的GM模型。

由于地下水系统的结构信息和关系信息不明确,因此建模时只需要考证水质特征值的动态变化规律,即变量唯一,h=1,那么所需建立的模型就是GM(1,1)模型,其一般表示形式如下所示:

1)微分方程:

2)时间响应:

3)离散响应:

式中:a为模型系数;u为待辨识参数。

GM(1,1)模型的建模和预测:

1)数据处理。将原始数据列X(0)(i)作一次累加,得到生成数据列X(1)(k),

2)构成数据矩阵B与数据列Yn:

因为a(1)(Xk(1),i)= Xk(0)(i),则有:

a(1)(X1(1),2)= X1(0)(2)

a(1)(X1(1),3)= X1(0)(3)

…… .

a(1)(X1(1),n)= X1(0)(n)。所以Yn=[ X1(0)(2),……, X1(0)(n)]T

式中:n为监测数据个数。

3)计算模型系数a和待辨识参数u,

[a,u]T=(BTB)-1BTYn

4)建立时间响应模型:

5)将时间响应离散化:

6)将K值代入离散化模型公式,计算出

7)将预测累加值 X(1) (k) k∈{n+1,n+2,…}还原为预测值X(0)(k) k∈{n+1,n+2,…}。

X(0)(k)= X(1) (k)―X(1) (k-1)

1.2 精度检测

1)平均精度检验

将计算出的与实测值X(0)(k)对照,算出逐对残差:

q(k)= X(0)(k)―X(1)(k)

然后计算出平均相对误差

如果平均精度符合实际要求,即可进行预测。

2)后验差检验

为了判断预测值的可靠性,采用后验差进行检验,计算出实测标准差(S1)和残参标准差(S2)。

式中:

计算后验差比值C,及小误差概率P。

C=S2/S1;

P=P{|q(k)―q’|

然后就可以根据数据表进行预测精度检验了,本系统因为运用于实际,

所以就只用了前一种检测方法,根据所给数据,结果完全符合要求。

2 模型实现与运用

本研究是实现“地下水污染预警系统”之预测模块,拟采用与整个系统其他开发人员分工合作,相互配合的软件开发方式。以Visual C++ 6.0 Windows应用程序开发工具作为开发平台,利用动态链接库技术,实现GM(1,1)预测模型编程,在深入研究ArcView二次开发语言Avenue调用外部动态链接库的方法的基础上,开发出能提供给系统方便调用接口的动态链接库。在Windows中,应用程序通过一种称为“动态链接库”(Dynamic-Link Library,简称DLL)的特殊函数集来实现代码和资源的共享,以最大限度地节约空间。在Windows下使用动态链接库可以使多个应用程序之间共享代码和资源,从而提高运行效率。

2.1 Avenue下DLL的使用

Avenue能够直接地调用DLL中的函数,并且可以相互的传递数据。在Avenue中的DLL和DLLProc类提供了支持DLL载入和调用的函数。

在调用DLL中的对象之前需要先创建一个DLL类的实例,当你想调用时再为每个函数、进程创建一个DLLProc 实例。当一个DLL对象被创建,这个DLL就被载入内存然后被使用。当这个对象被撤销时,它将自动地释放内存。

调用DLL中的函数可能需要传递一些参数,可能还会返回值。输入、输出变量在你创建DLLProc实例时创建。ArcView支持多种类型的参数,更多了解请阅读DLLProc类的详解。创建和执行一个DLL函数需要4步:

1)首先必须有一个系统所需要的DLL;

2)装载DLL并且构造它;

3)用DLLProc 类分别为每一个函数在你向调用的DLL中,但是你必须要注意输入输出变量的类型;

4)用DLLProc 调用你需要的DLL函数,传入相关的参数,是否任何函数返回的参数都能够存储在Avenue变量中。

2.2 Modeling DLL 的设计与实现

整个模块设计流程图(见图1):

图1 程序设计流程图

3 实例应用

以焦作市地下水污染预警系统中的地下水质的各方面预测例说明灰色系统的应用。

表1 某常规检查数据表

从上表可以看出决定地下水水质的因子很多,我们可以对每个因子分别进行预测其未来变化情况;也可以综合打分之后,直接对整体水质进行预测,二者均可。

地下水水质变化正好吻合GM(1,1)模型,符合地下水系统的灰色特征,模型适用性好,预测结果与环境状况吻合。

图2 预测模型在ArcView下的应用实现

经过模型的运用和预测结果后知道到,GM(1,1)的预测机理,对地下水水质进行预测,符合地下水系统的灰色特征,模型适用性好,预测结果与环境状况吻合。

4 结论

在详细地知道了地下水的水质变化规律和GM(1,1)的预测机理,并对焦作市地下水污染预警系统采用本系统对地

下水水质进行预测,符合地下水系统的灰色特征,模型适用性好,预测结果与环境状况吻合。

参考文献

[1]杨位钦,顾岚.时间序列分析与动态数据建模[M].北京:北京理工大学出版社,1988.

第6篇：地下水的特征范文

关键词：基础设计 水浮力 减负作用

一.基础设计时规范对地下水浮力的规定

众所周知，建筑物地基反力可以看作是建筑物总竖向力与地下水浮力的差值。目前有关地基基础的规范对基础底面处的压力所表述的原理是一致的，但是对具体细节并不统一。

《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）的基本公式5.2.1～5.2.4，略去了地下水浮力对建筑物竖向力的减负作用，其实际上是将地下水浮力纳入建筑物的安全储备。对于采用天然地基作为基础的建筑物而言，地下水位与基础埋深之间的差值小，其对建筑物竖向力的减负作用也小，因此略去水浮力的减负作用偏于安全且有利于简化计算，这样做是合理的。

《高层建筑筏形与箱形基础技术规范》JGJ6-2011基本公式4.0.3-1～4.0.3-3类同于浅基础的设计要求。但在4.0.3-1条的说明中的G值为基础自重和基础上的土重之和，在计算地下水位以下部分时，应取土的有效重度。我对它的理解是：对于埋深较大的基础，当基底在地下水位以下时，应考虑水浮力的作用，即在总竖向力F+G中减去浮力。

《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008中5.1.1.1条计算桩竖向力时，明确指出G值为桩基承台和承台上土自重；对稳定的地下水位以下部分应扣除水的浮力。

从上述规范的规定来看，对于埋深较大的筏形基础和桩基础，原则理论上应该考虑地下水浮力的作用，不考虑则偏于保守。当然考虑地下水浮力的有利作用需要一个前提，那就是需要对地下水位变化趋势有正确的评估，地下水位必须按常年稳定的地下水位计算，以避免因地下水下降带来不利影响。

二.工程实例分析

临平胤超城市青年广场由2幢主楼和裙房及地下车库等组成，主楼之间为地上3层裙房，地下室为3层地下室

本工程结构形式为框架-剪力墙结构，基础形式为桩筏基础。0.00相当于绝对高程5.450米，地下室底板面标高为-11.500，地下室板厚为0.5米。根据勘察报告，本场地稳定水位标高在0.80～2.98m之间，年水位变幅1.50m左右。考虑地下水浮力作用的水头深度为：（0.8-1.5）-（5.45-11.5-0.5）=5.85米

1.以D交2轴处柱子为例（柱网尺寸为8.4x8.4米），根据电算结果，不考虑地下水浮力作用时，柱下轴力为16494KN，布桩方式为3D900（3x5300=15900KN）；考虑地下水浮力作用时，柱下轴力为12901KN，布桩方式为3D800（3x4500=13500KN）；经济性非常明显。

2.假定本工程采用筏板基础，其持力层为第3-2层砂质粉土，地基承载力特征值fak=130kPa。按地下水位绝对标高程为3.5m计算修正后的地基承载力特征值。fa= fak+ηbγ（b-3）+ηdγm（d-0.5）。根据地质报告，各参数取值：γ=9.2kN/m3；γm=9 kN/m3；ηb=0.5；ηd =2.0。则fa=130+0.5*9.2（6-3）+2.0*9（10-0.5）=314.8kPa。

以M交15轴处柱子为例（柱网尺寸为8.1x7.5米），根据电算结果，不考虑地下水浮力作用时，柱下轴力为20455KN，=20455/（8.1*7.5）+25*0.5=349.2 kPa。则：fa < pk。如果不考虑地下水浮力作用，本工程需要采用桩筏基础才能满足承载力要求。考虑地下水浮力作用时，地下水绝对标高程为3.5m时，水浮力为F浮= γ水h=10×3.5-10*（5.45-11.5-0.5）=100.5kPa。即在“总竖向力中扣除水浮力”，则：pk -F浮=349.2-100.5=248.7kPa< fa=314.8kPa。从地基承载力方面来看，此时采用天然地基就可以满足要求，不需要打桩。

3. 地下水位下降，原水位下土的重度增加，对地基承载力特征值的修正增加。将地下水位埋深（假设水位降至基底，单位m）和修正后的地基承载力与扣除地下水浮力后的总竖向力（pk -F浮）的差值即fa-（p-F浮）（单位Kpa）的关系绘成曲线，如下图所示（。假设地下

水位降至基础底面以下时，按《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）的公式5.2.4计算得出修正后的地基承载力fa=493.6kPa。由此可见，地下水位下降， fa-（p-F浮） 值增大，对结构有利。因此，设计时按该场区常年水位变幅的高水位值计算是偏于安全的。

三.地下水位下降对地基变形的影响分析

地基变形的验算是按照《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）5.3.5条并考虑第5.3.10条进行，然后再按第5.3.7条确定地基变形计算深度Zn。当结构采用箱型基础和筏形基础（有防水外墙），且地下水位高于基础底面时，公式5.3.5中p0（对应于荷载效应准永久组合时的基础底面处的附加应力）为常数。因此地下水位在基础底面以上发生变化时对地基变形没有影响。

四.结论和建议

1. 《建筑地基基础设计规范》、《高层建筑筏形与箱形基础技术规范》、《建筑桩基技术规范》对如何利用水浮力问题的表述不统一，不利于结构工程师掌握和利用。建议将“总竖向力中扣除地下水浮力” 替代“取有效重度”。

2. 对于埋深较大的筏形基础和桩筏基础原则理论上应该考虑地下水浮力的作用，不考虑则偏于保守。合理的利用地下水浮力可以扩大天然地基的应用范围，减少桩基础数量，节省工程费用，其经济效益非常可观。

3. 对于埋深较大的筏形基础，当基础底面标高在地下水位以下时，水位下降，则修正后的地基承载力与扣除地下水浮力后的总竖向力（p-P'）的差值即fa-（p-P'）

增大，对结构有利。设计时，除一般规定，应按以下要求验算地基强度、地基变形、基础承载力：

（1）地下水位应严格按照勘察报告提供的“常年水位”并取相应的水浮力、修整后的地基承载力特征值。如果此时经过减负后的基础地面压力值小于修正后的地基承载力特征值，则可认为地基持力层满足地基承载力要求。

（2）当地下水位在常年最高水位与基础底面标高之间变动时，则可认为已经满足常年稳定地下水位要求。此时产生沉降的附加应力p0为常数，地下水位下降对地基变形无影响。如遇南水北调等特殊情况使得该场区地下水位超出常年最高、最低水位，则应另行评估地基承载力和地基变形。

（3）在进行基础底板强度计算时，基底净反力等于（上部结构的竖向荷载-水浮力）+水浮力-基础自重。

参考文献：

[1]建筑地基基础设计规范 GB50007-2011.

第7篇：地下水的特征范文

【关键词】水文地质；勘察分析；评价

中图分类号：F407.1 文献标识码：A 文章编号：

前言

文章详细叙述了与工程建设相关的水文地质问题，水文地质勘察过程中的评价内容及岩土水理的性质，并结合具体工程，探讨了水文地质勘察分析与评价在实际工作中的应用。

二、关于水文地质存在问题在地质勘察过程中的评价内容的研究

1.关于水文地质影响工程建设质量与速度的因素的研究

当前，水文地质影响工程建设质量与速度的因素包括以下八点：一是地下水位；二是地下水的类型；三是隔水层厚度与含水层厚度；四是隔水层与含水层的组合关系；五是隔水层与含水层的分布；六是承压含水层的水头与特点；七是岩层或者土层渗透系数以及渗透性强弱；八是地下水变动的幅度等。

2.关于地质勘查中水文地质问题评价内容的探讨

地质勘察中水文地质问题评价内容包括以下四点：一是在进行工程地质勘察的过程中需要有机结合工程地基的类别，了解与掌握与工程地基的类别有一定关系的水文地质现状与相关问题，进而为工程地基的类别选择提供科学有效的水文地质图文资料；二是评价内容的重点是地下水对井下矿山生产所处区域的岩层的影响，并对可能出现的岩土工程地质灾害进行科学性预测，找出相应的防治对策；三是需掌握井下矿山生产区所处位置的天然环境的变化规律和地下水天然的赋存状态，对井下矿山生产活动引发的地下水环境问题进行科学预判。

三、针对岩土水理的性质的测试探讨

所谓岩土水理的性质，是地下水与岩土相互发生作用的过程中岩土所表现出来的各种水理性质，比如说岩土的给水性、岩土的容水性、岩土的毛细管性、岩土的持水性、岩土的透水性等，这些水理性质和构成岩土的液态、固态、气态等具有密切的相关性。岩土中地下水的赋存方式包括以下两点：一是根据含水层的空隙性质进行划分，地下水可以被划分为裂隙水、孔隙水、岩溶水；二是根据埋藏条件的特征进行划分，地下水可以被划分为潜水、上层滞水、承压水等。不同类型的地下水对矿山岩土水理的性质具有很大差异性的影响，但其影响的程度和岩土类别具有密切的关系。

四、岩土工程中水文地质的勘察要求

在岩土工程勘察中，应根据工程的具体要求，通过搜集资料和水文地质勘察工作，查明工程所属区域的水文地质条件。

1.自然地理条件

这里面包括气象水文特征和地形地貌等内容，气象水文特征是指工程所属地域，是属于亚热带还是热带、季风气候，湿润程度与热量等。地形地貌是指工程区域周围的水系、平原或高原特征、地形开阔平坦与否、地貌侵蚀和堆积情况如何等。

2.地质环境

包括工程所在区域的地质构造特征、基底构造及其对第四系厚度的控制、地层岩性、新构造运动等方面的内容。

3.地下水位情况

包括近2～5年最高地下水位、水位变化趋势；地下水补给排泄条件、地表水与地下水的补排关系及对地下水位的影响等。地下水位的变化对岩土工程的影响巨大，是工程勘察的重点内容。

五、水文地质类型区的划分

赋存于复杂地貌地质体中的地下水，它具有水资源的一般特征，又具有系统性、整体性、流动性、可调节性和循环再生性。通过对赋存环境的分析研究，可划分出不同的单元系统，这些单元系统相互联系，相互影响。因此开发利用地下水资源时，必须从含水系统整体上考虑取水方案，寻求整体开发利用地下水资源的最优方案，水文地质类型区的划分就是将赋存环境类似的地下水地貌地质体进行分类，从而进行系统性和整体性的管理。

（一）定义

水文地质类型区是指按照地下水含水层岩石的结构条件及地貌形态和成因相似性划分的独立或相对独立的区域。

（二）特征

水文地质类型区的特征是地下水按一定的地下水流域分布、运移，在一定的地质、水文地质条件制约下，在一定的空间范围内存储、运动，完成补给、径流、排泄过程。

（三）划分标准

水文地质类型区划分采用自然条件、地貌条件、地质条件、埋藏条件、边界条件和含水层的储存条件来综合考虑，侧重考虑水文地质类型区勘查方法和评价方法。划分标准选用地貌类型和不同的含水介质相结合作为划分标准。

水文地质勘察分析与评价的具体应用

准东煤电有限公司准东二号矿井煤电项目地下水环境影响评价

1.工程概况

准东二号矿井位于新疆准东煤田的中北部，奇台县城以北，距奇台县城140km，。规划产能3000万吨/年。此次工作的目的任务是通过水文地质勘查，基本查明准东二矿井田内含水层分布范围、岩性结构、补径排条件，隔水层岩性、结构，包气带岩性、结构及隔污能力，以及地下水开发存在的主要环境水文地质问题，为项目的规划建设提供地质依据。

2.地区气象和水文特征

本区属大陆干旱荒漠气候，年温差和昼夜温差较大，6-8月为夏季，气候炎热，白天气温常在40℃以上，绝对最高气温达43.2℃（2004.7.13）。11月～次年2月为冬季，气候严寒，绝对最低气温达-49.8℃（1969.1.26）。年平均降水量106mm，年蒸发量1202－2382mm，全年日照3053h，5～8月偶有雷阵雨，冬季积雪稀少。井田内常年多风，多以西北风为主，风力一般4～5级，经常有7～8级大风，最大可达10级以上并伴有强大的沙尘暴天气。最大冻土深度为1.50m。

区内无地表常年水流，夏季降雨形成的暂时性水流向井田以南的凹陷盆地低洼处排泄。整个准东矿区所在区域亦无常年地表水体存在，也未有较大的河流穿越，但由于北部新近系地层出露，使地下水位在此壅高，地下水蒸发较为强烈，形成低洼盐碱地。

3.地下水类型及含水层结构特征

区内地下水类型主要为中新生代碎屑岩类层间裂隙孔隙水，含水层可划分为为白垩系下统吐谷鲁群裂隙孔隙弱含水层、侏罗系中－上统石树沟群裂隙孔隙弱含水层、侏罗系中统西山窑组裂隙孔隙弱含水层。含水层顶板为一套白垩系下统吐谷鲁群灰黄色泥质粉砂岩、粉砂岩、细砂岩、粉砂质泥岩，自上而下划分为5个含（隔）水岩组段，结构特征如下：

1）第四系透水不含水层：由上更新统－全新统洪冲积（Q3－4aPl）的细砂和砾石混杂堆积而成，厚度为1.04—11.25m，虽透水性较好，但不具储水条件，为透水不含水层。

2）白垩系下统吐谷鲁群碎屑岩类裂隙孔隙弱含水层：由一套陆相河湖沉积的碎屑岩组成，底部为厚—巨厚层状的砾岩层，其上岩性以灰黄色泥质粉砂岩、粉砂岩、细砂岩、粉砂质泥岩为主，总体呈现南厚北薄的特征，含水层顶板岩性主要为泥质粉砂岩、粉砂质泥岩，，底板岩性主要为石树沟群上亚群（J2-3shb）粉砂质泥岩、泥岩。含水层岩性主要为砾岩，厚度3.44-6.64m。

3）侏罗系中－上统石树沟群碎屑岩类裂隙孔隙弱含水层：为一套杂色河湖相沉积。岩性主要为泥岩、粉砂岩、泥质粉砂岩，细砂岩、中砂岩、砂砾岩较少，可见硅化木。含水层顶板岩性主要为粉砂质泥岩、泥岩。含水层岩性主要为细砂岩、中砂岩、砂砾岩，厚度221.38—301.91m。

4）侏罗系中统西山窑组裂隙孔隙弱含水层：为一套以沼泽相为主的地层，岩性以灰白色、浅灰色、灰色的粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、炭质泥岩和煤层为主，夹少量泥岩、含炭泥岩、中砂岩、细砂岩，含一层巨厚煤层B1煤层。西山窑组裂隙孔隙弱含水层（J2x）与上覆石树沟群裂隙孔隙弱含水层（J2-3sh）之间无明显隔水顶板。底板岩性为三工河组（J1s）粉砂岩，底板埋深604.21m，厚度9.29m。

4）下侏罗统三工河组相对隔水层：为一套河流相—湖泊相碎屑岩沉积，岩性以灰色、灰绿色的泥质粉砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩、细砂岩为主，夹中砂岩、粗砂岩、炭质泥岩、煤线、砂砾岩。底部以一层中厚层砾岩与八道湾组（J1b）呈平行不整合接触。该层阻隔了北部山区地下水的径流补给，并切断了其上西山窑组与其下八道湾组弱含水层的水力联系。

3、地下水的补给、径流、排条件

区内地下水补给主要来源于上游北部卡拉麦里山区的大气降水或冰雪融水的补给，经地下长途运移后而形成。亦有部分暂时性地表洪流可通过地表岩石风化裂隙、构造裂隙、岩石孔隙或其它途径顺地层入渗补给地下水。

因以泥岩、粉砂岩为主，夹少量的砂岩及巨厚煤层，裂隙不甚发育，故岩层透水性和富水性都较弱，地下水径流不畅，交替滞缓，加之个别地层易融盐含量高，反映到水化学特征上，则表现为由北往南随着地层的加深及运移距离的延长，溶解性总固体含量明显增高。

4、包气带结构特征

区内包气带岩性结构主要为第四系上更新统-全新统（Q3－4aPl）粉细砂层，岩性成分主要为长石、石英等组成。矸石周转场包气带平均厚度为0.63m，防污性能为中。

4.地下水开发利用影响评价

区内水资源相对缺乏，矿区取水来源主要包括矿井开采时的矿坑排水水源和“500”东延供水工程五彩湾事故备用水池调水水源，现状条件下无地下水开采现象。矿井根据不同的原水质和用水水质要求，采用不同的处理工艺对矿井生活、生产污废水和矿井疏干水进行处理，做到矿井污废水全部回用。取用矿坑排水水源和调水水源对区域水资源和其他用水户基本无影响。

结束语

工程建设项目，在对水文地质条件了解不清的情况下盲目施工建设，会造成含水层破坏、水质恶化等地下水环境问题。因此，加强水文地质勘察分析与评价对于预防工程事故有很大的作用。

参考文献：

[1]李能芬.工程地质勘察中水文地质问题的危害探讨[J].甘肃科技，2011（12）．

[2]李广升.地质勘察中水文地质存在问题探讨[J].民营科技，2009（07）．

第8篇：地下水的特征范文

【关键词】工程地质；水文地质；勘察；措施

1 岩土水理性质在工程勘察中的重要性

岩土水理性质指的是， 岩土与地下水互相作用时所显示出来的相关性质， 其结果并不单一。岩土水理性质与岩土物理性质两者都是岩土重要的工程地质性质，这些资料在工程地质勘察中有着不可或缺的重要性。岩土水理性质不仅会对岩土的强度和变形起到影响作用， 而且有一些性质还可能直接对建筑物的稳定性产生影响。在过去的勘察中， 对岩土物理力学性质的测试相对重视， 而对岩土水理性质却存在忽视，因此在这种情况下，对岩土工程地质性质的评价是没有达到最佳效果的。首先我们应当了解地下水的赋存形式以及对岩土水理性质的相关影响， 因为岩土的水理性质是岩土和地下水两者互相作用所显示出来的性质， 地下水按照其在岩土中的赋存形式可以分为：结合水、毛细管水、重力水这三种形式，其中的结合水又可细分为弱结合水与强结合水两种。岩土所存在的主要水理性质以及测试它们的方法有以下几种： 软化性、透水性、给水性、崩解性、胀缩性等。

2 地下水的分类

地下水分类的方法有很多种， 但归纳起来主要有两种，其一是根据地下水的某一因素或某一特征进行分类； 其二是根据地下水的若干特征综合考虑进行分类。如按照地下水的来源、水温、化学成分等特征分类属于前一种分类方法。这种分类方法有很大的局限性， 不能反映各特征间的内在联系。后一种分类方法即综合分类， 它是根据地下水的某一主要特征， 同时也考虑到其他特征来进行分类的。它能够比较全面的反映出不同类型地下水的规律和特征。综合分类主要考虑地下水的埋藏条件和含水介质（ 空隙） 类型。地下水按照埋藏条件分为上层滞水、潜水和承压水； 按含水介质（ 空隙） 类型分为孔隙水、裂隙水和岩溶水。

3 认识地下水引起的岩土工程危害

地下水引起的岩土工程危害，主要是由于地下水位升降变化和地下水的动水压力作用两个方面的原因造成的。

3.1 地下水升降变化引起的岩土工程危害

地下水位变化可由天然因素或人为因素引起，但不管什么原因，当地下水位的变化达到一定程度时，都会对岩土工程造成危害，地下水位变化引起的危害又可分为三种方式：水位上升引起的岩土工程危害。潜水位上升的原因是多种多样的，主要有人类活动因素如工程建筑施工、工业废水和生活污水的渗透等影响；水文气象因素如降雨量、气温等；地质因素如含水层颗粒大小、总体岩性水平变化等。有时往往是几种因素的综合结果。

①土壤沼泽化、盐渍化，岩土及地下水对建筑物腐蚀性增强。

②斜坡、河岸等岩土产生滑移、崩塌等不良地质现象。

③一些具特殊性的岩土体结构破坏、强度降低、软化。

④引起粉细砂及粉土饱和液化、出现流砂、管涌等现象。

⑤地下洞室充水淹没，基础上浮、建筑物失稳。

⑥引起坚硬岩土软化，水解、膨胀、抗剪强度降低。

3.2 地下水位下降引起的岩土工程危害。

地下水位的降低多是由于人为因素造成的，如集中大量抽取地下水、采矿活动中的矿床疏干以及上游筑坝、修建水库截夺下游地下水的补给等。地下水的过大下降可能引起岩土工程的危害主要体现在以下几个方面：

①常常诱发地裂、地表塌陷、地面塌陷等地质灾害，对岩土体、建筑物的稳定性产生重大影响并直接威胁人类生命财产安全。

②地下水源枯竭、水质恶化等环境问题，对人类自身的居住环境造成很大威胁。

③施工降水等活动中产生水头差导致动水压力的产生，使粉细砂、粉土层中的土颗粒受到冲刷，将细颗粒冲走，使土的结构遭到破坏。

3.3地下水动力作用引起岩土工程危害

地下水在天然状态下动水压力作用比较微弱，一般不会造成什么危害，但在人为工程活动中由于改变了地下水天然动力平衡条件，在移动的水压力作用下，往往会引起一些严重的岩土工程危害，如流砂、管涌、基坑突涌等，造成安全隐患及影响工程质量。

3.4 地下水频繁升降对岩土工程造成的危害

地下水的升降变化能引起膨胀性岩土产生不均匀的胀缩变形，当地下水升降频繁时，不仅使岩土的膨胀收缩变形往复发生，而且会导致岩土的膨胀收缩幅度不断加大，进而形成地裂引起建筑物特别是轻型建筑物的破坏。地下水升降变动带内由于地下水的积极交替，会将土层中胶结物铁、铝成分淋失，使土层失去胶结物而变得松软，孔隙比增大，含水量增多，压缩性增大，强度降低，给岩土工程基础选择、处理带来较大的麻烦。

3.5 基坑地下水对工程的影响

基坑工程一般位于地下水位以下， 地下水问题突出， 地下水对基坑工程的主要影响有以下几点：

（1）恶化基坑开挖施工的条件。地下水渗入基坑， 淹没工作面，将严重影响开挖施工的质量和效率，同时坑内排水会造成基坑周围地面沉降、变形， 导致周围建（构）筑物下沉、变形、开裂、倾斜等破坏；

（2）造成流沙、管涌等不良现象。在颗粒细小的非粘性土中开挖基坑， 由于坑内外产生水头差， 导致地下水向坑内渗流， 甚至产生流沙、管涌等破坏作用， 严重影响基坑工程及周围建（ 构） 筑物的安全；

（3）软化基坑周围的土质， 降低坑壁、坑低岩土体的强度，产生侧壁变形、底鼓等。

（4）增大支护结构上的压力。由于地下水的存在， 设计挡土止水结构上的水土压力增大， 相应地增加基坑支护的费用和施工困难。

4地下水控制采取的措施

地下水对工程的影响主要表现在以下两个方面： 地下水与岩土相互作用， 使岩土的强度和稳定性降低、性能变差， 从而产生各种不良的后果， 诸如滑坡、流沙、地基沉陷、隧道涌水、坝基渗漏等， 给各种土木工程的施工和运用造成不良的后果， 甚至带来灾难性的后果； 地下水中的有害化学成分，例如CO2、SO4- 2、CI-等， 对水位下的混凝土结构和钢结构产生侵蚀、破坏作用， 缩减建（构）筑物的使用寿命。基坑工程的地下水控制方法主要有明沟排水、降水和隔渗等几种类型。

（1）明沟排水。明沟排水时在基坑内设置排（ 截） 水沟和集水井， 用抽水设备将地下水从集水井内排出， 达到坑内无地下水的目的。明沟排水适用于潜挖基坑， 地下水位高出坑底不多， 且坑壁土层不易产生流沙、管涌或坍塌。

（2）井点降水。井点降水是利用井（ 孔） 在基坑周围同时抽水， 把地下水降低到基坑底面以下的降水方式。常用的井点降水方式主要有： 电渗法、轻型井点、喷射井点和深井井点。

（3）隔渗。基坑隔渗方法包括侧向隔渗和封底隔渗。侧向隔渗方法非为截水墙、截水帷幕和冻结法等。基坑侧向隔渗设施应穿过透水层底且应进入下卧隔水层一定深度。当透水层埋藏深、厚度大， 侧向隔渗设施穿过透水层难度大或不经济时， 也可采用悬挂式侧向隔渗（ 未穿透透水层） 与基坑封底隔渗相结合的方法。

第9篇：地下水的特征范文

关键词：水文地质；工程勘察；危害；参数；测定

在工程勘察中设计和施工过程中，水文地质问题始终是一个极为重要但也是一个易于被忽视的问题。我们如果利用得当，发现及时，可以减少财产损失和地质环境的恶化，否则，将对工程造成一定的危害，甚至造成地质环境的破坏。究竟水文地质条件会对工程造成哪些危害？我们应该如何评价水文地质问题？如何测定水文地质参数？只有把这些问题弄明白了，才能真正认识水文地质在工程勘察中的重要作用。

1 地下水的分类

地下水分类的方法有很多种，但归纳起来主要有两种，其一是根据地下水的某一因素或某一特征进行分类；其二是根据地下水的若干特征综合考虑进行分类。如按照地下水的来源、水温、化学成分等特征分类属于前一种分类方法。这种分类方法有很大的局限性，不能反映各特征间的内在联系。后一种分类方法即综合分类，它是根据地下水的某一主要特征，同时也考虑到其他特征来进行分类的。它能够比较全面的反映出不同类型地下水的规律和特征。综合分类主要考虑地下水的埋藏条件和含水介质（空隙） 类型。地下水按照埋藏条件分为上层滞水、潜水和承压水；按含水介质（空隙） 类型分为孔隙水、裂隙水和岩溶水。将上述两种分类条件综合起来，可划分为9 种复合型的地下水，每种类型都有独特的特征，见表1 。

2 水文地质对工程的危害

2.1 对地表建成建筑的危害

在这个方面突出表现为地下水对地面岩土工程的危害。地下水会因为人为因素或气候环境因素的影响而发生变化，地下水的变化往往会造成地面已建成建筑物基础的变化。比如过度抽取地下水，容易造成地表塌陷，进而威胁到建筑物的安全。常见的问题是建筑物倒塌，墙体裂缝和岩土工程扭曲变形等。主要原因是地下水受到影响后，使地下水层和建筑物基础之间的力学结构发生变化。

2.2 对地表桩基工程的危害

工程施工中，为了加固地基，增加建筑物地基对建筑物的承载能力，通常采用桩基工程。在地质勘察阶段，我们要非常注意地下水赋存情况和运动状态，依据这些情况决定是否采用桩基工程，具体采用预制桩、搅拌桩，还是灌注桩。如果地下水比较丰裕，流速也比较快，再加上桩基周围的岩土比较松软，就会造成桩基周围岩土流失、松动，影响到桩基的牢固度，甚至会使桩基失去作用。同时，也要考虑到桩身和周围土层受到地下水影响而发生下沉的速度，不能使桩身下沉速度小于土层下沉速度，那样土层会对桩身产生负方向上的摩擦力，进而影响到桩基的承载能力。

3 工程勘察中水文地质的主要评价内容

究竟应该从哪些方面对工程勘察中水文地质问题进行评价呢？主要有以下几个方面：

3.1要搞清楚地下水的自然分布状态，准确测算或者模拟出隐蔽工程施工中人为因素的影响会对地下水造成的影响。详细掌握地下水有可能对建筑物基础部分的掩体、工程施工及已建成建筑物造成的危害。

3.2根据当地地质条件的具体情况，研究不同的地质条件对不同工程类型的影响，对典型的问题进行评价，综合各种因素，让设计人员、工程地质方面的专家等多方面人员参与，提出具体的防治地下水对工程产生负面影响的应对措施。具体评价的内容包括：地下水的水位、腐蚀性，重点是依据地下水位、地下水性质及其分布，地下水的活动情况，分析评价地下水对建筑物基础岩土体的损坏情况，对有可能发生的问题进行科学的预测和防治。

4 工程勘测过程中水文地质参数的测定

大家都知道水文地质参数很重要，尤其是在工程勘测阶段，要首先弄明白水文地质情况，为后期的工作提供准确详实的水文地质参数是一项非常重要的任务。但是，具体采取什么样的方法进行测定呢？有什么具体的要求呢？

4.1 测定方法

我们在水文地质参数的测定方面，主要涉及到地下水位的测定、地下水渗透系数和导水系数的测定、另外，还有给水度、释水系数、越流系数、越流因数、吸水率、毛细水上升高度等具体参数的测定。针对以上这些不同的参数，我们应采取不同的方法进行测定，我们通常采用对地基钻孔或借助测压管观测两种方法进行地下水位的测定；采用抽水、注水、压水试验以及采样进行室内渗透实验的方法测定地下水的渗透系数、单位吸水率和导水系数；采用单孔地层抽水试验、地层非稳定流的抽水试验、实地水文观测等方法测定地下水的给水度以及地下水的释水系数；采用对地层进行多孔抽水试验达到测定越流系数和因数的目的；对于毛细水位上升高度的测定，我们主要是挖坑后进行观测或者进行室内测验的办法进行测定。

4.2 具体测定要求

4.2.1地下水位测定的具体要求。我们工程勘测过程中，常常遇到含水地层，这样的地质条件下就要进行地下水水位的测定。我们在测量时，都是测量的静止的地下水位，最适宜进行地下水位探测的时间是全部勘察工作结束以后，因为这时候地下水位不会太多地受到人为勘察活动的影响，当测量水位时，如果我们采用泥浆钻进的方法进行钻孔观测，则应该在，测水位前将测水管深入到含水层中二十公分左右，或者是在洗孔后进行地下水位量测。有时候会遇到多层含水的地质环境，这时候我们在测量地下水位的时候，应该采取隔水措施或者止水措施。

4.2.2地下水流向和流速的测定要求。在测量地下水的方向的时候，我们应采用几何法，同时量测所钻各个孔内的水流方向，以此来确定工程所在地地下水总体上的流向，避免钻孔测量的偶然性。测定地下水水流速度的时候，我们通常采用批示剂法借助于化学试剂及其具体表现来测算，也可采用充电法进行测定。

4.2.3其他要求。进行压水试验的时候，应该依据已有的地质资料，认真研究，科学选定试验孔的位置，按照测绘图纸和地质资料，依据所显示的岩土渗透性划定具体的试验区段，结合工程的实际需要，确定压力的大小。我们在进行孔与孔之间水压力的测定时，应注意以下几个方面：测定方法可根据试验的适用条件确定；测试点应根据地质条件和分析需要布置；测压计的安装和埋设应符合有关安装技术规定；测定数据应及时分析整理，出现异常时应分析原因，并采取相应措施。

5 结束语

随着工程勘察技术的不断发展和人们对水文地质勘测重要性认识的不断提高，如何采取合适的方法对水文地质参数进行准确的测量，充分利用水文地质条件已经成为我们共同关注的问题。切实做好水文地质勘察，有效消除水文地质条件对建筑的危害，是不容忽视的重大问题，也是人与自然和谐相处的必然要求，因此，我们必须高度重视，充分发挥水文地质在工程勘测过程中的积极作用，其必将受到越来越广泛的重视，切实做好水文地质工作将对勘察水平的提高起极大的推动用。

参考文献：