地下水的特征精選(九篇)
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第1篇：地下水的特征范文
【關鍵詞】急傾斜煤礦；第三系松散層；風氧化帶煤柱
新集三礦井田位于淮南煤田中段南部邊緣，屬阜鳳逆沖斷層的上覆系統。阜鳳斷層（F2）為區域性大斷層，落差>1000m，南傾，傾角35°～60°，由于長距離移動、擠壓及拉伸影響，井田內地質構造復雜，斷層、褶曲發育且序次混亂，構造形跡難于觀測。
井田內地層走向近東西，中部呈傾伏倒轉褶曲形態，倒轉軸標高-340m～-470m，上翼地層傾角55°～90°，地質構造較簡單；下翼地層傾角25°～75°，局部變化更大。
井田內可采及局部可采煤層8層。目前，主要開采13-1煤、11-2煤和8-1煤。基巖面-90m～-140m，基巖風化帶深度25～35m，平均30m左右。
礦井開采上限-200m，一水平標高-340m，二水平標高-550m，三水平標高-800m，目前，一水平除A組煤外，其它煤層已開采結束，三水平剛開始準備，采場多集中在二水平。
1、新生界水文地質特征
受古地形控制，井田內新生界松散層厚度變化較大，總的趨勢是北厚南薄，東西略有起伏。新生界累計厚度90m～211.3m，平均約149m，其中第四系流砂層厚73.5～98.7m，平均約84.2m，相對較為穩定，自上而下分為兩個含水層（組）和一個隔水層（組）。
1.1第四系松散層
第四系松散層自地表向下垂深約3～5m起，一含底板埋深56.2～74.8m，平均69.1m；砂層總厚40.6～68.4m，平均51.1m。頂部3～5m為暗黃色粘土、砂質粘土；上部以淺灰色、土黃色粉、細砂為主；中、下部以中、粗砂、砂礫、細砂為主，夾薄層粘土、砂質粘土透鏡體。該含水層主體為河床相，次為洪泛相及河漫灘相。含水層單位涌水量q=1.429l/s.m，含水層滲透系數kcp=3.8578m/d。
隔水層底板埋深59.6～76.3m，平均厚約3.2m，但分布不穩，自東向西變薄，局部缺失。以粘土和砂質粘土為主，致密，局部夾砂類透鏡體。
1.2第三系沉積層
第三系沉積層呈半固結結構，分為兩個隔水層和兩個弱含水組，即頂部隔水層、上部含水組、中部隔水層和下部含水組。該沉積層厚度變化大，局部可能缺失，第四系流砂層直接覆蓋于基巖之上。
頂部隔水層厚度0～20.3m，平均7.6m，以粘土、砂質粘土和鈣質粘土為主，局部夾有薄層泥灰巖，結構致密，可塑性強，有一定的隔水性能。
2、覆巖破壞特征與防水煤柱留設
新集三礦可采及局部可采煤層8層，除11-2煤局部塊段外，煤層頂底板多為泥巖或砂質泥巖，軟弱至中硬，易隨開采而垮落，有利于抑制導水裂縫帶發育高度。預測導水裂縫帶高度采用“三下”采煤規程中軟弱至中硬覆巖類型的計算公式，局部采用堅硬頂底板型類計算公式進行修正。
3、提高上限開采與新生界突水機理分析
新集三礦自1999年開始，先后在西二、西四、西五采區進行提高上限開采，并開展西一、西二采區冒落帶內覆采，先后多回收煤炭資源近100萬噸。
3.1提高上限開采與冒落帶內復采
根據不同塊段實有防水煤柱高度，以及裂高的預測與實測值的相互比較，自1999年開始，先后在西二采區西翼的13-1、11-2煤層中進行了提高上限開采；隨后又在西一、西二采區的13-1、8-1和6-1三個煤層中進行了冒落帶內復采；西四采區提高上限工作面有石門東西兩翼的13-1煤、石門東翼的11-2煤三個工作面；西五采區提高上限工作面有石門東西兩翼的13-1煤、11-2煤和石門東翼8-1煤，先后開采提高上限工作面18個，累計多回收煤炭近100萬噸除。
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工作面分別在正常回采或初采時發生突水，最大瞬間突水量達500m3/h，造成該三個工作面最終無法正常開采。
發生突水的三個工作面均位于西四采區西翼，突水機理基本相同。突水點位置及其附近地質及水文地質條件異常，地層扭曲，基巖標高低，第三系賦水性相對較強。
3.3新生界突水機理分析
根據突水位置、出水特征、水質化驗及井下和地面勘探資料分析，181301上、1108102上和181101工作面突水水源均為第三松散層水，造成突水的直接原因是各種因素綜合作用的結果。
3.3.1防水煤巖柱不夠
經井下鉆孔資料探測，181301上工作面在突水點位置及其附近約200m范圍內，基巖面低，實有防水煤柱最小處不超過10m。風巷回棚放頂時，隨著支柱的回撤和頂板的垮落，破壞了原有的地應力平衡，在老塘口形成切頂斷層，并不斷的向前移動，當切頂斷層導通含水體時，則發生突水。
3.3.2松散層賦水性強
根據現有資料分析，突水點上方基巖面為古山溝，第三系底部松散層在該處以洪積物為主，堆積層厚，賦水性較周圍相對較強。
3.3.3異常構造產生導水通道
新生界突水點均位于西四石門西260m～280m段，該位置與基巖構造扭曲帶基本一致。扭曲帶狹窄，東側地層正常，西側地層倒轉，受其影響，扭曲帶內煤巖體裂隙發育，煤層及其頂底板之間產生離層，受采動影響而形成導水通道。
4、出水點下開采與水害防治措施
西四采區是新集三礦的主力采區，西翼煤層儲量超過整個采區儲量的2/3，累計可采儲量近150萬噸。
為安全開采該塊段煤層，根據各煤層突水形式和突水量不同，分別在突水點下方針對性的留設了防水煤柱，以增加實有防水煤柱高度，隔斷上方突水點及工作面積水，同時要做到如下幾點：
一、認真分析現有地質勘探資料，掌握基巖面的起伏變化情況
由于洪積扇扇頂區巖體滲透系數及單位涌水量相對較大，且隔水層厚度小，并受到第四系補給，賦水性較強，要重點控制。
二、利用井下大仰角鉆孔控制基巖面起伏變化
對基巖面起伏變化大、基巖標高相對較低的地段要進行加密控制，查明最低點的位置及變化范圍；同時，要重點查明扇頂區的巖性及賦水性。
三、工作面回采過程中要加強現場管理
采煤工作面要配備足夠的排水設備；要確保排水路線暢通，并經常觀測工作面的水量變化，發現突水征兆要立即組織人員撤離；工作面要施工必要的高眼，保證煤、水分流，防止水煤傷人事故發生。
5、結束語
受區域地質、古地形及沉積環境和不同亞環境影響，新集三礦第三系沉積層水文地質條件較為復雜，既有具弱隔水性質的陸源永久湖泊相，也有實際賦水性與初始賦水性差異較大的沖積扇相沉積，在評定沉積體的賦水性特征時，既要查明原始沉積相，也要了解后期的改造作用。
參考文獻
[1]陳鐘惠.含煤巖系沉積環境分析.武漢地質學院，1984年9月.
[2]夏喜林.關于建造LPG地下水封巖洞儲庫的幾個問題[J].油氣儲運，1997年07期
第2篇：地下水的特征范文
0引言
氣候干旱即降水連年偏枯（少雨），是加劇農業區淺層地下水開采強度（單位時間單位面積的開采量）的驅動力[12]。冀中山前平原是中國冬小麥、夏玉米作物的主要種植區和華北平原淺層地下水超采的主要分布區[34]。20世紀70年代以來，該平原降水偏枯的年份居多，尤其是連年少雨時有發生。自1991年以來至少發生過3期連續3年及以上的降水偏枯時段，加劇了該平原農業區淺層地下水超采程度，導致該區淺層地下水位不斷下降。因此，進一步認識冀中山前平原農業區淺層地下水位對連年少雨的響應特征與可調控性，對于提高農業區淺層地下水可持續利用能力和緩解超采具有重要意義。
有關淺層地下水與農業用水及降水之間關系的研究較多[57]。嚴明疆等研究了作物生長季節降水量及農業用水開采量對淺層地下水變化的影響[8]；袁野等認為降水量對農業用水開采量影響顯著，進而導致淺層地下水位明顯下降，農業用水開采量變化對淺層地下水位影響的程度遠大于降水量變化的影響程度[9]；汪麗芳等研究發現每年3月以后隨著灌溉用水量的增加，淺層地下水位明顯下降 [10]；劉中培等研究認為，華北平原農業區淺層地下水位下降不僅與灌溉農業密切相關，而且與降水量年際變化有一定關系[11]；李新波等認為，集約化農業活動對淺層地下水位下降的影響呈增大態勢[12]；王電龍等認為，氣候變化是石家莊平原區淺層地下水位不斷下降的重要影響因素[13]；袁再健等研究認為，河北平原農田耗水對淺層地下水動態變化有明顯影響[14]；張光輝等認為，淺層地下水位下降不僅與灌溉農業密切相關，還與降水量變化有關[1518]；劉燕等分別研究了農業和生態區水資源承載力相關問題[1922]；彭致功等研究了農業節水措施對淺層地下水的涵養作用[23]；周維博等對井渠灌區淺層地下水動態預報及灌溉入滲對淺層地下水的影響進行了研究[2425]；徐旭等模擬了區域尺度農田水鹽動態[26]。但是，有關連年少雨對農業區淺層地下水超采的影響特征研究有所欠缺，需加強研究。本文依據冀中山前平原不同農業區的長觀孔淺層地下水位動態監測資料，側重研究了農業區淺層地下水位對連年降水偏枯的響應變化特征與機制。
1研究區概況
研究區位于河北中部的太行山東麓山前平原，地處河北省保定―石家莊―邢臺―衡水一帶，面積123×104 km2。區內第四系主要為沖洪積地層，第Ⅰ、Ⅱ含水層組（淺層地下水）以中粗砂、砂卵礫石層為主，含水層厚度30～70 m，底板埋深小于120 m，滲透系數為80～300 m?d-1。包氣帶厚度介于15～45 m之間，由粉細砂組成。區域淺層地下水流向為NW―SW向。區內糧食作物播種面積占農作物總播種面積的8127%，其中以小麥為主的夏糧作物面積占6823%。每年冬小麥灌溉用水量占全年農業灌溉用水量的5148%，夏玉米灌溉用水量占2505%[1]。
研究區1956～2012年多年平均降水量為5284 mm，降水主要集中在每年的6月到9月，冬小麥生育期內降水量不足全年的20%。自20世紀80年代以來，區內絕大部分河流長期干涸，地表水資源十分匱乏，淺層地下水是當地供水的主要來源。近5年來，該區淺層地下水開采量占當地總供水量的81.35%；在淺層地下水開采量中，農業用水占當地總開采量的83.65%[1]。
研究區農業生產大規模開采淺層地下水始于1972年，當年該平原區降水量為280.3 mm。1972年之前，該區平均開采機井密度不足每平方千米3眼，826%的區域淺層地下水位埋深小于10 m；現今平均機井密度為每平方千米13眼，最高達每平方千米22眼，淺層地下水位呈現區域性不斷下降趨勢（圖1）。
2材料與方法
選擇以小麥、玉米等糧食作物為主的區域作為重點研究區，考慮不同淺層地下水位埋深的影響，收集了1970年以來區內國家級、省級農田區長觀孔的淺層地下水位動態監測資料以及1991年以來日監測資料和同期降水等氣象資料。在典型農業區建立9眼監測孔，進行小時級的淺層地下水位動態智能長觀孔監測，每3 h監測一次，包括淺層地下水位、水溫和電導率等；在農業集中灌溉期間還監測灌溉用水的起止時間和淺層地下水開采量。
以農業區淺層地下水位長觀孔監測資料為基礎，應用時間序列異變特征和趨勢分析方法，研究地下水位變化趨勢。利用1991年以來每5日監測一次的動態資料，識別和分析降水連年偏枯時段、春灌期間及之后的淺層地下水位變化特征，重點分析灌溉期淺層地下水位降幅特征。基于小時級淺層地下水位監測資料，以日為基本時間單元，研究春灌期淺層地下水位降幅對降水量變化的響應特征，并用于驗證。
3近40年來淺層地下水位變化特征
從圖1（a）可以看出，自20世紀70年代以來，冀中山前平原農業區淺層地下水位呈現不斷下降趨勢，年均降幅083 m。只有1988～1990年（年降水量為6357～693.8 mm）和1995～1996年（年降水量為707.6～969.1 mm）出現流域性暴雨泛洪，上游水庫大量泄洪，區內淺層地下水位出現普遍的大幅度上升，淺層地下水超采情勢從而得以緩解。圖1（b）表明，研究區淺層地下水位大幅下降主要發生在每年的春季小麥等作物大規模集中灌溉時期，其間淺層地下水位降幅明顯大于灌溉之后每年8月至次年2月的淺層地下水位升幅，進而導致研究區淺層地下水位呈現不斷下降趨勢。
4春灌期淺層地下水位降幅特征及與降水量之間的關系
4.1淺層地下水位變化特征
2008～2012年的每年3月15日至6月30日春灌期間，隨著1月至6月降水量的變化，河北柏鄉、趙縣和定興農業區淺層地下水位響應變化的日均降幅大于1.0 cm，都呈現春灌加劇農業區淺層地下水超采的特征。只有在降水明顯偏豐條件下，日均水位降幅才會小于1.0 cm。分布在不同農業區的9眼監測孔小時級淺層地下水位動態監測結果與上述規律吻合；在2013年春灌期間，淺層地下水位都呈現每天厘米級的下降特征（表1、2）。
表1基于長觀孔監測資料的2008～2012年春灌期淺層地下水位變化特征
Tab.1Variable Characteristics of Shallow Groundwater Level During Spring Irrigation Periods of 20082012 Based on Monitoring Data from Longtime Observation Hole
淺層地下水位特征值柏鄉農業區趙縣農業區定興農業區
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
終值69.6266.8871.5073.8173.9144.4046.5049.0049.9051.6014.1613.8515.5016.4017.15
時段水位差/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
時段日均水位降幅/（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基于小時級長觀孔監測資料的2013年春灌期
淺層地下水位變化特征
Tab.2Variable Characteristics of Shallow Groundwater
Level During Spring Irrigation Period of 2013 Based
on Monitoring Data at Onehour Interval from Longtime Observation Hole
淺層地下水位特征值新樂農業區無極農業區藁城農業區正定農業區
水位/m初值24.2224.6531.6847.23
終值25.7026.7333.7449.06
時段水位差/m-1.48-2.08-2.06-1.83
時段日均水位降幅/（cm?d-1）1.862.462.521.64
注：初值取自每年3月15日監測數據，終值為每年6月30日監測數據；2013年1月至6月研究區降水量為112.6 mm；研究區淺層地下水位初值平均為31.95 m，終值平均為33.81 m，時段水位差平均值為-1.86 m，時段日均水位降幅平均值為2.12 m。
4.2降水連年偏枯時段淺層地下水位變化特征
圖2是采用每年春灌之后的最低淺層地下水位和當年降水量資料編繪的，反映春灌及前一年降水量對農業區淺層地下水位的影響特征。1991年以來曾出現過3期至少連續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時期。3個降水偏枯期分別為1991～1994年、1997～1999年和2002～2007年。這3個時期的農業區淺層地下水位年降幅分別為1.66、3.14、1.23 m，明顯大于同一監測孔在降水偏豐或平水期間（如2008～2011年）的淺層地下水位降幅（0.56 m）。
圖2連年降水偏枯時段春灌期最低淺層地下水位變化特征
Fig.2Variable Characteristics of the Lowest Shallow
Groundwater Level During Spring Irrigation Periods
of the Continuous Years with Less Rainfall
1970～2011年，研究區多年平均淺層地下水位降幅為每年0.83 m（圖2）。1991～1994年、1995～1997年和2002～2007年春灌期淺層地下水位平均降幅（春灌期初始淺層地下水位與灌溉后最低淺層地下水位之差的多年平均值）分別為262、355、128 m，是1970～2011年多年平均降幅的1.48～3.78倍，而降水偏豐的2008～2011年春灌期淺層地下水位降幅（0.98 m）與1970～2011年多年平均降幅趨近。這再次表明，降水偏枯條件下春灌期農業大規模集中開采淺層地下水，是冀中山前平原農業區淺層地下水位加劇下降和超采的主要動因。
4.3淺層地下水位降幅與降水量之間的關系
降水連年偏枯，尤其是秋、冬、春季持續干旱，加之研究區地表水資源十分匱乏，淺層地下水是該區灌溉用水的主要水源，因此，淺層地下水開采強度必然隨氣候干旱的加劇而增大，淺層地下水位隨之大幅下降。從圖2中3個時段（1991～1994年、1997～1999年和2002～2007年）的每年春灌期之后最低淺層地下水位埋深變化趨勢來看，水位下降幅度與前一年和當年降水量有一定相關性。相對多年平均降水量，1991～1994年年均降水量減少94.5 mm，對應時段的年均淺層地下水位降幅262 m；1997～1999年年均降水量減少158.7 mm，對應時段的年均淺層地下水位降幅355 m；2002～2007年年均降水量減少871 mm，對應時段的年均淺層地下水位降幅128 m。而2008～2011年年均降水量增加76.8 mm，對應時段的年均淺層地下水位降幅減小為098 m。由此可見，降水量減少愈多，每年春灌期農業區淺層地下水位下降幅度愈大。
從圖1可知，研究區淺層地下水已處于嚴重超采狀態，除非發生類似1996年8月的流域性特大暴雨洪水，淺層地下水位才會較大幅度上升。一般年份淺層地下水位都呈不斷下降狀態，1970～2011年淺層地下水位多年平均降幅為每年0.83 m[圖1（a）]。春灌期降水較少，農業灌溉的開采量較大，每年淺層地下水位下降過程主要發生在該時期；春灌之后進入雨季，降水量和淺層地下水補給量都顯著增大，農業用水開采量急劇減少，淺層地下水位上升，但是一般年份的淺層地下水位上升幅度都小于當年春灌期淺層地下水位下降幅度[圖1（b）]，從而呈現出淺層地下水位年際不斷下降的現象。在遭遇連年降水偏枯時段，例如1997年和1998年降水量分別比該區多年平均降水量少278.6 mm和181.1 mm，以至于次年春灌期淺層地下水位降幅明顯增大（圖2、3）。
圖3春灌期淺層地下水位降幅與年降水量之間的關系
Fig.3Relationship Between Decline Amplitude of
Shallow Groundwater Level and Annual Precipitation
During Spring Irrigation Periods
從圖3可知：當年降水量小于1956～2012年多年平均降水量（5284 mm）時，隨著降水量減小，農業區春灌期淺層地下水位降幅增大；當年降水量大于多年平均降水量尤其是大于620 mm時，降水量變化對農業區春灌期淺層地下水位降幅的影響明顯減小，尤其是每年1月至6月降水量的增加對區內農業用水開采量的影響減少得更為明顯。每年1月至6月降水量顯著減少，也會加劇春灌期淺層地下水位下降的幅度（表1、2）。
5淺層地下水位下降動因與可調控性
5.1下降動因
冀中山前平原農業區淺層地下水已處于超采狀態，20世紀70年代以來淺層地下水位呈現不斷下降趨勢，只是在每年春灌期之后，隨著降水量增多，淺層地下水位才會緩慢回升，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（圖1）。在以淺層地下水作為灌溉主要水源的40年中，只有1988年8月和1996年8月發生流域性暴雨洪水，至來年雨季，區內淺層地下水位曾出現過顯著上升過程[圖1（a）]。由此可見，春灌期開采淺層地下水是加劇冀中山前平原農業區淺層地下水位不斷下降的主要動因。在圖1中，每年淺層地下水位下降幅度等于春灌期淺層地下水位降幅與春灌期之后雨季水位升幅的代數和，多年平均為0.83 m。如果1月至6月降水較多，或者7月至9月降水量顯著大于多年平均降水量，則由于春灌期農業用水開采量明顯減少，或雨季及之后淺層地下水系統獲得的補給量明顯增大，該年份淺層地下水位下降幅度小于083 m，甚至明顯上升；如果1月至6月降水明顯偏少，或者7月至9月降水量顯著小于多年平均降水量，則由于春灌期農業用水開采量明顯增大，或雨季及之后淺層地下水系統獲得的補給量明顯減少，該年份淺層地下水位下降幅度大于0.83 m。
從某一年的全年淺層地下水水量均衡角度來看，春灌期研究區降水量不足全年的20%，加之區內主要河道長期干涸，冬小麥等作物灌溉用水只能大規模集中開采淺層地下水，造成春灌期單位面積淺層地下水排泄量（W1）為年內日均最大值，遠大于多年平均日開采強度。同時，因干旱少雨，單位面積淺層地下水獲得的補給量（W2）為年內最小值，甚至無補給，遠小于多年平均日補給量。源W2、匯W1從兩方面疊加影響，造成冀中山前平原農業區淺層地下水位系統為水量負均衡，結果必然是春灌期淺層地下水位降幅遠大于當年平均或多年平均水位降幅。另外，每年1月至6月研究區降水越少，氣候越干旱，農田土壤墑情水分虧缺愈嚴重，導致春灌期單位面積淺層地下水排泄量增大的幅度越大，春灌期淺層地下水位降幅越大；每年1月至6月研究區降水越多，農田土壤墑情水分虧缺愈輕，促使春灌期單位面積淺層地下水排泄量減小的幅度越大，春灌期淺層地下水位降幅越小。
5.2可調控性
氣候干旱、農業用水開采量過大是冀中山前平原農業區淺層地下水位不斷下降的主要因素。氣候干旱是人類無法調控的，農業用水開采量則具有可調控性。對于因農業用水開采量過大造成淺層地下水長期處于嚴重超采狀態的地區，調減高耗水作物種植面積，優化耗水作物空間布局，降低農業灌溉用水的淺層地下水開采強度，將是緩解農業超采淺層地下水情勢的重要舉措。
對于農業灌溉用水比較粗放，節水潛力較大的農業區，應合理應用農藝、生物和管理節水技術，在每年春灌期結合農業氣象預報，科學適度延遲春灌，推廣高效節水灌溉，盡可能充分利用每年4月和5月的降水，降低淺層地下水開采強度，同時加強秋、冬季土壤墑情涵養和雨季雨洪地下水調蓄利用。
6結語
（1）冀中山前平原農業區連年少雨干旱時有發生，春灌期開采淺層地下水已成為加劇淺層地下水位不斷下降的主要動因，尤其在降水連年偏枯時段的春灌期，農業用水大規模集中開采加劇了淺層地下水超采情勢。
第3篇：地下水的特征范文
關鍵詞：地下水；氟離子；水文地球化學；空間分布；演化特點；水化學特征；成因；華北平原
中圖分類號：P643 文獻標志碼：A
0引言
氟是自然環境中廣泛分布且人體必需的化學元素之一；人體中的氟有2/3來自食物，/3來自飲用水。但是食物中的氟由于構成復雜不易被人體吸收，而飲用水中的氟則大部分能被人體吸收，所以地方性氟病與飲水有直接關系。《生活飲用水衛生標準》（GB 5749—2006）和《地下水質量標準》（GB/T 4848—93）［2］均規定：飲用水中F-質量濃度不得超過0 mg·L-。F-質量濃度超過0 mg·L-的水為高氟水，長期飲用高氟水可引起慢性氟中毒［3］。
華北平原存在范圍較大的高氟地下水區，屬于高氟水重災區。前人在該區曾做了大量有益的地質調查及相關研究，取得了許多重要成果。曾濺輝等以河北邢臺山前平原為例，運用地下水質量平衡反應模型的理論和方法，建立了淺層地下水氟的質量平衡反應模型，探討了氟的化學演變過程和形成機制［4］。曾濺輝等還對高氟區淺層地下水氟的溶解/沉淀作用進行了定量討論，確定了控制淺層地下水中氟遷移和富集的固相沉淀物以及不同化學類型的淺層地下水中含氟固相沉淀物的溶解沉淀條件［5］。任福弘等應用水文地球化學模擬的理論和方法對研究區淺層高氟水進行地球化學定量研究，進一步分析了氟的組分存在形式與地氟病患病率的相關關系［6］。曾濺輝等將淺層地下水與非飽和帶土體作為一個完整的水文地球化學系統，指出非飽和帶土體的氟源強度直接受控于土體的礦物成分、化學成分和粒度組成，而淺層地下水體聚集和保存氟的條件主要取決于淺層地下水的化學成分特征［7］。李世君等以北京大興區地下水為研究對象，分析了第四系高氟水的分布規律，為指導開發利用地下水提供了依據［8］。
筆者以氟為研究對象，充分利用20世紀80年代以來的歷史監測數據及200年的取樣分析成果，運用統計分析、離子比值、水文地球化學圖解等方法，綜合研究了華北平原淺層地下水中氟的演化特點，探討了演化過程中的一些關鍵控制因素。
研究區概況
華北平原位于中國東部，西起太行山東麓，東至渤海灣，北起燕山南麓，南至黃河，是黃淮海平原的一部分。行政區域包括北京、天津、河北3省（市）相連平原區和河南、山東2省黃河以北的平原區，面積39×04 km2，共計9市80縣（市），人口0 7768×04，是中國水資源最為短缺的地區之一，人均水資源量只有450 m3左右，是中國經濟發展受水資源制約最嚴重的地區之一［9］。華北平原屬北溫帶半干旱半濕潤氣候區，年均氣溫4 ℃～4 ℃，受季風影響，降雨量自東南向西北由 200 mm逐漸減少到400 mm，年均蒸發量 000～2 000 mm。
華北平原地下水主要賦存于第四系孔隙地下含水巖系中，根據其埋藏特征和水力性質，自上而下劃分為4個含水層組：第含水層組底界面埋深0～50 m，是地下水積極循環交替層；第2含水層組底界面埋深20～20 m，屬于微承壓、半承壓地下水，地下水循環交替能力較強，是該區農業用水主要的地下水開采層；第3含水層組底界面埋深250～30 m，是目前深層承壓地下水主要開采層；第4含水層組底界為第四系基底。按照目前地下水開采深度及含水層的開啟程度，可將含水層組劃分為淺層地下水和深層地下水，第含水層組的地下水為淺層地下水，第2～4含水層組的地下水為深層地下水。山前平原的第、2含水層組的地下水已經混合開采，故統稱為淺層地下水。
根據華北平原第四紀地質地貌、地下水動力特征及地下水化學特征，華北平原地下水在平面分布上呈現明顯的分帶規律，從山前到濱海形成一個完整的、統一的地下水系統。從西部山麓至東部渤海海岸，華北平原可劃分為山前沖洪積傾斜平原補給區（Ⅰ區）、中部沖積湖積平原緩慢徑流區（Ⅱ區）和東部沖積海積濱海平原排泄區（Ⅲ區）（圖）。淺層地下水以大氣降水、河流季節性補給為主，西部接受上游側向補給，地下水從西流向東或東北，東部徑流滯緩，水力坡度為/750～/2 600，以人工開采和蒸發排泄為主［0］。
2材料與方法
為了充分反映淺層地下水中F-質量濃度隨時間的變化規律，使用2個階段的淺層地下水監測結果：歷史階段（980～985年；圖2）和現階段（2005～200年；圖3）。對于現階段（2005～200年），采用572個淺層地下水的分析結果。其中，45個為200年7月采集的，另外527個為2005～2008年地下水近期監測資料。所采集的地下水樣品均來自于深度小于60 m的抽水井。地下水采樣點分布見圖。對于歷史階段（980～985年），使用208個淺層地下水的監測數據。
3淺層地下水中氟的空間分布與演化
第4篇：地下水的特征范文
關鍵詞：洛陽市 地下水 動態特征 多元回歸 水面工程 地下水開采
第四章 洛陽市地下水動態分析
地下水動態指含水層各要素（如水位、水量、水化學成分、水溫等）隨時間的變化。也是地下水含水層收支不平衡的直接反映，受各項補給與排泄因素的控制，所以它是一個復雜的自然過程在一特定的環境中多種影響因素下的外觀表現。地下水動態的主要影響因素為氣象、開采、徑流、灌溉中的一個或幾個。
根據對洛陽市48個水位觀測點（其中8個長期觀測孔）資料的分析，分別從年際動態和年內動態加以分析。
第一節 洛陽市地下水年際動態特征
通過8個長期觀測孔資料，作出1984－2005年之間洛河附近水位年際變化特征。（見圖4-1）由此我們發現，區域水位的多年變化特征是先降低，然后上升，可以分為兩個階段，其分界大約在1999年。
4.1.1、1984－1999年段的變化
據1984～1999 年歷年地下長觀資料淺層地下水動態年內變化隨季節變化明顯，變幅2.11～10.165 m ，從多年動態變化特征看，水位總趨勢呈逐年下降趨勢，降幅在3.137～6.161 m 不等 (圖4－2)。并且水源地的集中開采部位形成大的降落漏斗。漏斗中心最大水位降深達15m。只有個別年份水位埋深有所變小，如1996 年屬豐水年，全市地下水位普遍回0.101～2.110 m。
其主要原因是因為洛陽市1957年以來集中開采地下水，隨著工農業生產及城市的不斷發展，供水量不斷增加，開采規模不斷擴大。1984 年為2.104 億m3 ，1990 年為2.182 億m3 ，1997 年為3.112 億m3 (均包括農業開采量)。
洛陽盆地由于水文地質條件差異，地下水開發利用程度也不同。在伊洛河谷區工農業用水多以開采淺層地下水為主，開采量相對較大。工業開采及城市供水多為集中開采伊洛河兩岸的淺層地下水為主，中深層地下水水源地開采僅在后李水源地有少量開采。農業用水以分散開采為主。農業開采主要分布在伊洛河階地上，多開采淺層地下水。
洛陽市目前已形成地下水多水源環狀管網供水的規模。自來水公司現有8個集中開采地下水水源地，三個加壓站，供水井97眼，綜合供水能力達60萬m3/d；集中開采水源地多集中于伊、洛河兩岸及河間地塊。現狀條件下洛陽市區共有集中供水水源地8個，水源地分布及開采動態如下。（圖4－3、表4－1）
表4－1 集中供水水源地開采情況一覽表
單位：萬m3/d
水源地名稱
設計供水
實際供水
水位下降
地貌位置
洛南水源地
13
15.8
5－7
伊洛河間地塊
李樓水源地
16
12.86
無
伊洛河間地塊
張莊水源地
4.5
4.9
復合漏斗
洛河北岸
王府莊水源地
1.0
1.18
洛河北岸
后李水源地
1.0
停開
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
東郊水源地
4
4
洛河北岸
臨澗水源地
4.5
4.69
第5篇：地下水的特征范文
關鍵詞 灰色系統;地下水污染; 預測;動態鏈接庫
中圖分類號 X523 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708(2010)12-0046-03
0 引言
地下水系統作為自然環境的組成部分,其水質特征是系統本體與系統環境綜合作用的結果。在水質預測過程中,往往只掌握地下水的水質特征值,卻很難搞清系統內部的發展演化過程以及外部諸因素對系統的作用。即系統的輸出信息明確,而結構信息和關系信息不明確。所以,地下水系統屬于灰色系統把灰色模型用于地下水水質預測,無疑能夠體現地下水系統的灰色特征。
灰色系統按照預測問題的特征,可分為5種基本類型,即數列預測、災變預測、季節災變預測、拓撲預測和系統綜合預測。這5種類型的預測方法,都是地理學中重要而且常用的預測方法。GM(1,1)模型是常用的一種灰色模型,用于單個時間序列的動態預測。就是對某一指標的發展變化情況所作的預測,其預測的結果是該指標在未來各個時刻的具體數值。
1 灰色模型建模與方法
1.1 原理與建模
灰色模型以微分方程為描述形式,它所揭示的是事物發展的連續過程,它符合地下水質量的漸變規律。模型的建立過程即是對地下水系統的辨識過程,運用確知的水質數據去揭示系統的動態特征,但由于其它信息的不明確,因而這個過程是灰色的逆運算過程。地下水水質預測模型就是基于最基本的灰色GM(n,h)模型[3]建立起來的。其中h表示變量的個數,n表示微分方程的階次,n越大則模型所描述的內涵可能越豐富,但階次過高的系統其特征方程的求解困難,而且精度不一定高,其結果也不是解析的,所以我們通常建立n=1的GM模型。
由于地下水系統的結構信息和關系信息不明確,因此建模時只需要考證水質特征值的動態變化規律,即變量唯一,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)時間響應:
3)離散響應:
式中:a為模型系數;u為待辨識參數。
GM(1,1)模型的建模和預測:
1)數據處理。將原始數據列X(0)(i)作一次累加,得到生成數據列X(1)(k),
2)構成數據矩陣B與數據列Yn:
因為a(1)(Xk(1),i)= Xk(0)(i),則有:
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為監測數據個數。
3)計算模型系數a和待辨識參數u,
[a,u]T=(BTB)-1BTYn
4)建立時間響應模型:
5)將時間響應離散化:
6)將K值代入離散化模型公式,計算出
7)將預測累加值 X(1) (k) k∈{n+1,n+2,…}還原為預測值X(0)(k) k∈{n+1,n+2,…}。
X(0)(k)= X(1) (k)―X(1) (k-1)
1.2 精度檢測
1)平均精度檢驗
將計算出的與實測值X(0)(k)對照,算出逐對殘差:
q(k)= X(0)(k)―X(1)(k)
然后計算出平均相對誤差
如果平均精度符合實際要求,即可進行預測。
2)后驗差檢驗
為了判斷預測值的可靠性,采用后驗差進行檢驗,計算出實測標準差(S1)和殘參標準差(S2)。
式中:
計算后驗差比值C,及小誤差概率P。
C=S2/S1;
P=P{|q(k)―q’|
然后就可以根據數據表進行預測精度檢驗了,本系統因為運用于實際,
所以就只用了前一種檢測方法,根據所給數據,結果完全符合要求。
2 模型實現與運用
本研究是實現“地下水污染預警系統”之預測模塊,擬采用與整個系統其他開發人員分工合作,相互配合的軟件開發方式。以Visual C++ 6.0 Windows應用程序開發工具作為開發平臺,利用動態鏈接庫技術,實現GM(1,1)預測模型編程,在深入研究ArcView二次開發語言Avenue調用外部動態鏈接庫的方法的基礎上,開發出能提供給系統方便調用接口的動態鏈接庫。在Windows中,應用程序通過一種稱為“動態鏈接庫”(Dynamic-Link Library,簡稱DLL)的特殊函數集來實現代碼和資源的共享,以最大限度地節約空間。在Windows下使用動態鏈接庫可以使多個應用程序之間共享代碼和資源,從而提高運行效率。
2.1 Avenue下DLL的使用
Avenue能夠直接地調用DLL中的函數,并且可以相互的傳遞數據。在Avenue中的DLL和DLLProc類提供了支持DLL載入和調用的函數。
在調用DLL中的對象之前需要先創建一個DLL類的實例,當你想調用時再為每個函數、進程創建一個DLLProc 實例。當一個DLL對象被創建,這個DLL就被載入內存然后被使用。當這個對象被撤銷時,它將自動地釋放內存。
調用DLL中的函數可能需要傳遞一些參數,可能還會返回值。輸入、輸出變量在你創建DLLProc實例時創建。ArcView支持多種類型的參數,更多了解請閱讀DLLProc類的詳解。創建和執行一個DLL函數需要4步:
1)首先必須有一個系統所需要的DLL;
2)裝載DLL并且構造它;
3)用DLLProc 類分別為每一個函數在你向調用的DLL中,但是你必須要注意輸入輸出變量的類型;
4)用DLLProc 調用你需要的DLL函數,傳入相關的參數,是否任何函數返回的參數都能夠存儲在Avenue變量中。
2.2 Modeling DLL 的設計與實現
整個模塊設計流程圖(見圖1):
圖1 程序設計流程圖
3 實例應用
以焦作市地下水污染預警系統中的地下水質的各方面預測例說明灰色系統的應用。
表1 某常規檢查數據表
從上表可以看出決定地下水水質的因子很多,我們可以對每個因子分別進行預測其未來變化情況;也可以綜合打分之后,直接對整體水質進行預測,二者均可。
地下水水質變化正好吻合GM(1,1)模型,符合地下水系統的灰色特征,模型適用性好,預測結果與環境狀況吻合。
圖2 預測模型在ArcView下的應用實現
經過模型的運用和預測結果后知道到,GM(1,1)的預測機理,對地下水水質進行預測,符合地下水系統的灰色特征,模型適用性好,預測結果與環境狀況吻合。
4 結論
在詳細地知道了地下水的水質變化規律和GM(1,1)的預測機理,并對焦作市地下水污染預警系統采用本系統對地
下水水質進行預測,符合地下水系統的灰色特征,模型適用性好,預測結果與環境狀況吻合。
參考文獻
[1]楊位欽,顧嵐.時間序列分析與動態數據建模[M].北京:北京理工大學出版社,1988.
第6篇：地下水的特征范文
關鍵詞：基礎設計 水浮力 減負作用
一.基礎設計時規范對地下水浮力的規定
眾所周知，建筑物地基反力可以看作是建筑物總豎向力與地下水浮力的差值。目前有關地基基礎的規范對基礎底面處的壓力所表述的原理是一致的，但是對具體細節并不統一。
《建筑地基基礎設計規范》（GB50007-2011）的基本公式5.2.1～5.2.4，略去了地下水浮力對建筑物豎向力的減負作用，其實際上是將地下水浮力納入建筑物的安全儲備。對于采用天然地基作為基礎的建筑物而言，地下水位與基礎埋深之間的差值小，其對建筑物豎向力的減負作用也小，因此略去水浮力的減負作用偏于安全且有利于簡化計算，這樣做是合理的。
《高層建筑筏形與箱形基礎技術規范》JGJ6-2011基本公式4.0.3-1～4.0.3-3類同于淺基礎的設計要求。但在4.0.3-1條的說明中的G值為基礎自重和基礎上的土重之和，在計算地下水位以下部分時，應取土的有效重度。我對它的理解是：對于埋深較大的基礎，當基底在地下水位以下時，應考慮水浮力的作用，即在總豎向力F+G中減去浮力。
《建筑樁基技術規范》JGJ94-2008中5.1.1.1條計算樁豎向力時，明確指出G值為樁基承臺和承臺上土自重；對穩定的地下水位以下部分應扣除水的浮力。
從上述規范的規定來看，對于埋深較大的筏形基礎和樁基礎，原則理論上應該考慮地下水浮力的作用，不考慮則偏于保守。當然考慮地下水浮力的有利作用需要一個前提，那就是需要對地下水位變化趨勢有正確的評估，地下水位必須按常年穩定的地下水位計算，以避免因地下水下降帶來不利影響。
二.工程實例分析
臨平胤超城市青年廣場由2幢主樓和裙房及地下車庫等組成，主樓之間為地上3層裙房，地下室為3層地下室
本工程結構形式為框架-剪力墻結構，基礎形式為樁筏基礎。0.00相當于絕對高程5.450米，地下室底板面標高為-11.500，地下室板厚為0.5米。根據勘察報告，本場地穩定水位標高在0.80～2.98m之間，年水位變幅1.50m左右。考慮地下水浮力作用的水頭深度為：（0.8-1.5）-（5.45-11.5-0.5）=5.85米
1.以D交2軸處柱子為例（柱網尺寸為8.4x8.4米），根據電算結果，不考慮地下水浮力作用時，柱下軸力為16494KN，布樁方式為3D900（3x5300=15900KN）；考慮地下水浮力作用時，柱下軸力為12901KN，布樁方式為3D800（3x4500=13500KN）；經濟性非常明顯。
2.假定本工程采用筏板基礎，其持力層為第3-2層砂質粉土，地基承載力特征值fak=130kPa。按地下水位絕對標高程為3.5m計算修正后的地基承載力特征值。fa= fak+ηbγ（b-3）+ηdγm（d-0.5）。根據地質報告，各參數取值：γ=9.2kN/m3；γm=9 kN/m3；ηb=0.5；ηd =2.0。則fa=130+0.5*9.2（6-3）+2.0*9（10-0.5）=314.8kPa。
以M交15軸處柱子為例（柱網尺寸為8.1x7.5米），根據電算結果，不考慮地下水浮力作用時，柱下軸力為20455KN，=20455/（8.1*7.5）+25*0.5=349.2 kPa。則：fa < pk。如果不考慮地下水浮力作用，本工程需要采用樁筏基礎才能滿足承載力要求。考慮地下水浮力作用時，地下水絕對標高程為3.5m時，水浮力為F浮= γ水h=10×3.5-10*（5.45-11.5-0.5）=100.5kPa。即在“總豎向力中扣除水浮力”，則：pk -F浮=349.2-100.5=248.7kPa< fa=314.8kPa。從地基承載力方面來看，此時采用天然地基就可以滿足要求，不需要打樁。
3. 地下水位下降，原水位下土的重度增加，對地基承載力特征值的修正增加。將地下水位埋深（假設水位降至基底，單位m）和修正后的地基承載力與扣除地下水浮力后的總豎向力（pk -F浮）的差值即fa-（p-F浮）（單位Kpa）的關系繪成曲線，如下圖所示（。假設地下
水位降至基礎底面以下時，按《建筑地基基礎設計規范》（GB50007-2011）的公式5.2.4計算得出修正后的地基承載力fa=493.6kPa。由此可見，地下水位下降， fa-（p-F浮） 值增大，對結構有利。因此，設計時按該場區常年水位變幅的高水位值計算是偏于安全的。
三.地下水位下降對地基變形的影響分析
地基變形的驗算是按照《建筑地基基礎設計規范》（GB50007-2011）5.3.5條并考慮第5.3.10條進行，然后再按第5.3.7條確定地基變形計算深度Zn。當結構采用箱型基礎和筏形基礎（有防水外墻），且地下水位高于基礎底面時，公式5.3.5中p0（對應于荷載效應準永久組合時的基礎底面處的附加應力）為常數。因此地下水位在基礎底面以上發生變化時對地基變形沒有影響。
四.結論和建議
1. 《建筑地基基礎設計規范》、《高層建筑筏形與箱形基礎技術規范》、《建筑樁基技術規范》對如何利用水浮力問題的表述不統一，不利于結構工程師掌握和利用。建議將“總豎向力中扣除地下水浮力” 替代“取有效重度”。
2. 對于埋深較大的筏形基礎和樁筏基礎原則理論上應該考慮地下水浮力的作用，不考慮則偏于保守。合理的利用地下水浮力可以擴大天然地基的應用范圍，減少樁基礎數量，節省工程費用，其經濟效益非常可觀。
3. 對于埋深較大的筏形基礎，當基礎底面標高在地下水位以下時，水位下降，則修正后的地基承載力與扣除地下水浮力后的總豎向力（p-P'）的差值即fa-（p-P'）
增大，對結構有利。設計時，除一般規定，應按以下要求驗算地基強度、地基變形、基礎承載力：
（1）地下水位應嚴格按照勘察報告提供的“常年水位”并取相應的水浮力、修整后的地基承載力特征值。如果此時經過減負后的基礎地面壓力值小于修正后的地基承載力特征值，則可認為地基持力層滿足地基承載力要求。
（2）當地下水位在常年最高水位與基礎底面標高之間變動時，則可認為已經滿足常年穩定地下水位要求。此時產生沉降的附加應力p0為常數，地下水位下降對地基變形無影響。如遇南水北調等特殊情況使得該場區地下水位超出常年最高、最低水位，則應另行評估地基承載力和地基變形。
（3）在進行基礎底板強度計算時，基底凈反力等于（上部結構的豎向荷載-水浮力）+水浮力-基礎自重。
參考文獻：
[1]建筑地基基礎設計規范 GB50007-2011.
第7篇：地下水的特征范文
【關鍵詞】水文地質；勘察分析；評價
中圖分類號：F407.1 文獻標識碼：A 文章編號：
前言
文章詳細敘述了與工程建設相關的水文地質問題，水文地質勘察過程中的評價內容及巖土水理的性質，并結合具體工程，探討了水文地質勘察分析與評價在實際工作中的應用。
二、關于水文地質存在問題在地質勘察過程中的評價內容的研究
1.關于水文地質影響工程建設質量與速度的因素的研究
當前，水文地質影響工程建設質量與速度的因素包括以下八點：一是地下水位；二是地下水的類型；三是隔水層厚度與含水層厚度；四是隔水層與含水層的組合關系；五是隔水層與含水層的分布；六是承壓含水層的水頭與特點；七是巖層或者土層滲透系數以及滲透性強弱；八是地下水變動的幅度等。
2.關于地質勘查中水文地質問題評價內容的探討
地質勘察中水文地質問題評價內容包括以下四點：一是在進行工程地質勘察的過程中需要有機結合工程地基的類別，了解與掌握與工程地基的類別有一定關系的水文地質現狀與相關問題，進而為工程地基的類別選擇提供科學有效的水文地質圖文資料；二是評價內容的重點是地下水對井下礦山生產所處區域的巖層的影響，并對可能出現的巖土工程地質災害進行科學性預測，找出相應的防治對策；三是需掌握井下礦山生產區所處位置的天然環境的變化規律和地下水天然的賦存狀態，對井下礦山生產活動引發的地下水環境問題進行科學預判。
三、針對巖土水理的性質的測試探討
所謂巖土水理的性質，是地下水與巖土相互發生作用的過程中巖土所表現出來的各種水理性質，比如說巖土的給水性、巖土的容水性、巖土的毛細管性、巖土的持水性、巖土的透水性等，這些水理性質和構成巖土的液態、固態、氣態等具有密切的相關性。巖土中地下水的賦存方式包括以下兩點：一是根據含水層的空隙性質進行劃分，地下水可以被劃分為裂隙水、孔隙水、巖溶水；二是根據埋藏條件的特征進行劃分，地下水可以被劃分為潛水、上層滯水、承壓水等。不同類型的地下水對礦山巖土水理的性質具有很大差異性的影響，但其影響的程度和巖土類別具有密切的關系。
四、巖土工程中水文地質的勘察要求
在巖土工程勘察中，應根據工程的具體要求，通過搜集資料和水文地質勘察工作，查明工程所屬區域的水文地質條件。
1.自然地理條件
這里面包括氣象水文特征和地形地貌等內容，氣象水文特征是指工程所屬地域，是屬于亞熱帶還是熱帶、季風氣候，濕潤程度與熱量等。地形地貌是指工程區域周圍的水系、平原或高原特征、地形開闊平坦與否、地貌侵蝕和堆積情況如何等。
2.地質環境
包括工程所在區域的地質構造特征、基底構造及其對第四系厚度的控制、地層巖性、新構造運動等方面的內容。
3.地下水位情況
包括近2～5年最高地下水位、水位變化趨勢；地下水補給排泄條件、地表水與地下水的補排關系及對地下水位的影響等。地下水位的變化對巖土工程的影響巨大，是工程勘察的重點內容。
五、水文地質類型區的劃分
賦存于復雜地貌地質體中的地下水，它具有水資源的一般特征，又具有系統性、整體性、流動性、可調節性和循環再生性。通過對賦存環境的分析研究，可劃分出不同的單元系統，這些單元系統相互聯系，相互影響。因此開發利用地下水資源時，必須從含水系統整體上考慮取水方案，尋求整體開發利用地下水資源的最優方案，水文地質類型區的劃分就是將賦存環境類似的地下水地貌地質體進行分類，從而進行系統性和整體性的管理。
（一）定義
水文地質類型區是指按照地下水含水層巖石的結構條件及地貌形態和成因相似性劃分的獨立或相對獨立的區域。
（二）特征
水文地質類型區的特征是地下水按一定的地下水流域分布、運移，在一定的地質、水文地質條件制約下，在一定的空間范圍內存儲、運動，完成補給、徑流、排泄過程。
（三）劃分標準
水文地質類型區劃分采用自然條件、地貌條件、地質條件、埋藏條件、邊界條件和含水層的儲存條件來綜合考慮，側重考慮水文地質類型區勘查方法和評價方法。劃分標準選用地貌類型和不同的含水介質相結合作為劃分標準。
水文地質勘察分析與評價的具體應用
準東煤電有限公司準東二號礦井煤電項目地下水環境影響評價
1.工程概況
準東二號礦井位于新疆準東煤田的中北部，奇臺縣城以北，距奇臺縣城140km，。規劃產能3000萬噸/年。此次工作的目的任務是通過水文地質勘查，基本查明準東二礦井田內含水層分布范圍、巖性結構、補徑排條件，隔水層巖性、結構，包氣帶巖性、結構及隔污能力，以及地下水開發存在的主要環境水文地質問題，為項目的規劃建設提供地質依據。
2.地區氣象和水文特征
本區屬大陸干旱荒漠氣候，年溫差和晝夜溫差較大，6-8月為夏季，氣候炎熱，白天氣溫常在40℃以上，絕對最高氣溫達43.2℃（2004.7.13）。11月～次年2月為冬季，氣候嚴寒，絕對最低氣溫達-49.8℃（1969.1.26）。年平均降水量106mm，年蒸發量1202－2382mm，全年日照3053h，5～8月偶有雷陣雨，冬季積雪稀少。井田內常年多風，多以西北風為主，風力一般4～5級，經常有7～8級大風，最大可達10級以上并伴有強大的沙塵暴天氣。最大凍土深度為1.50m。
區內無地表常年水流，夏季降雨形成的暫時性水流向井田以南的凹陷盆地低洼處排泄。整個準東礦區所在區域亦無常年地表水體存在，也未有較大的河流穿越，但由于北部新近系地層出露，使地下水位在此壅高，地下水蒸發較為強烈，形成低洼鹽堿地。
3.地下水類型及含水層結構特征
區內地下水類型主要為中新生代碎屑巖類層間裂隙孔隙水，含水層可劃分為為白堊系下統吐谷魯群裂隙孔隙弱含水層、侏羅系中－上統石樹溝群裂隙孔隙弱含水層、侏羅系中統西山窯組裂隙孔隙弱含水層。含水層頂板為一套白堊系下統吐谷魯群灰黃色泥質粉砂巖、粉砂巖、細砂巖、粉砂質泥巖，自上而下劃分為5個含（隔）水巖組段，結構特征如下：
1）第四系透水不含水層：由上更新統－全新統洪沖積（Q3－4aPl）的細砂和礫石混雜堆積而成，厚度為1.04—11.25m，雖透水性較好，但不具儲水條件，為透水不含水層。
2）白堊系下統吐谷魯群碎屑巖類裂隙孔隙弱含水層：由一套陸相河湖沉積的碎屑巖組成，底部為厚—巨厚層狀的礫巖層，其上巖性以灰黃色泥質粉砂巖、粉砂巖、細砂巖、粉砂質泥巖為主，總體呈現南厚北薄的特征，含水層頂板巖性主要為泥質粉砂巖、粉砂質泥巖，，底板巖性主要為石樹溝群上亞群（J2-3shb）粉砂質泥巖、泥巖。含水層巖性主要為礫巖，厚度3.44-6.64m。
3）侏羅系中－上統石樹溝群碎屑巖類裂隙孔隙弱含水層：為一套雜色河湖相沉積。巖性主要為泥巖、粉砂巖、泥質粉砂巖，細砂巖、中砂巖、砂礫巖較少，可見硅化木。含水層頂板巖性主要為粉砂質泥巖、泥巖。含水層巖性主要為細砂巖、中砂巖、砂礫巖，厚度221.38—301.91m。
4）侏羅系中統西山窯組裂隙孔隙弱含水層：為一套以沼澤相為主的地層，巖性以灰白色、淺灰色、灰色的粉砂巖、泥質粉砂巖、粉砂質泥巖、炭質泥巖和煤層為主，夾少量泥巖、含炭泥巖、中砂巖、細砂巖，含一層巨厚煤層B1煤層。西山窯組裂隙孔隙弱含水層（J2x）與上覆石樹溝群裂隙孔隙弱含水層（J2-3sh）之間無明顯隔水頂板。底板巖性為三工河組（J1s）粉砂巖，底板埋深604.21m，厚度9.29m。
4）下侏羅統三工河組相對隔水層：為一套河流相—湖泊相碎屑巖沉積，巖性以灰色、灰綠色的泥質粉砂巖、粉砂巖、粉砂質泥巖、泥巖、細砂巖為主，夾中砂巖、粗砂巖、炭質泥巖、煤線、砂礫巖。底部以一層中厚層礫巖與八道灣組（J1b）呈平行不整合接觸。該層阻隔了北部山區地下水的徑流補給，并切斷了其上西山窯組與其下八道灣組弱含水層的水力聯系。
3、地下水的補給、徑流、排條件
區內地下水補給主要來源于上游北部卡拉麥里山區的大氣降水或冰雪融水的補給，經地下長途運移后而形成。亦有部分暫時性地表洪流可通過地表巖石風化裂隙、構造裂隙、巖石孔隙或其它途徑順地層入滲補給地下水。
因以泥巖、粉砂巖為主，夾少量的砂巖及巨厚煤層，裂隙不甚發育，故巖層透水性和富水性都較弱，地下水徑流不暢，交替滯緩，加之個別地層易融鹽含量高，反映到水化學特征上，則表現為由北往南隨著地層的加深及運移距離的延長，溶解性總固體含量明顯增高。
4、包氣帶結構特征
區內包氣帶巖性結構主要為第四系上更新統-全新統（Q3－4aPl）粉細砂層，巖性成分主要為長石、石英等組成。矸石周轉場包氣帶平均厚度為0.63m，防污性能為中。
4.地下水開發利用影響評價
區內水資源相對缺乏，礦區取水來源主要包括礦井開采時的礦坑排水水源和“500”東延供水工程五彩灣事故備用水池調水水源，現狀條件下無地下水開采現象。礦井根據不同的原水質和用水水質要求，采用不同的處理工藝對礦井生活、生產污廢水和礦井疏干水進行處理，做到礦井污廢水全部回用。取用礦坑排水水源和調水水源對區域水資源和其他用水戶基本無影響。
結束語
工程建設項目，在對水文地質條件了解不清的情況下盲目施工建設，會造成含水層破壞、水質惡化等地下水環境問題。因此，加強水文地質勘察分析與評價對于預防工程事故有很大的作用。
參考文獻：
[1]李能芬.工程地質勘察中水文地質問題的危害探討[J].甘肅科技，2011（12）．
[2]李廣升.地質勘察中水文地質存在問題探討[J].民營科技，2009（07）．
第8篇：地下水的特征范文
【關鍵詞】工程地質；水文地質；勘察；措施
1 巖土水理性質在工程勘察中的重要性
巖土水理性質指的是， 巖土與地下水互相作用時所顯示出來的相關性質， 其結果并不單一。巖土水理性質與巖土物理性質兩者都是巖土重要的工程地質性質，這些資料在工程地質勘察中有著不可或缺的重要性。巖土水理性質不僅會對巖土的強度和變形起到影響作用， 而且有一些性質還可能直接對建筑物的穩定性產生影響。在過去的勘察中， 對巖土物理力學性質的測試相對重視， 而對巖土水理性質卻存在忽視，因此在這種情況下，對巖土工程地質性質的評價是沒有達到最佳效果的。首先我們應當了解地下水的賦存形式以及對巖土水理性質的相關影響， 因為巖土的水理性質是巖土和地下水兩者互相作用所顯示出來的性質， 地下水按照其在巖土中的賦存形式可以分為：結合水、毛細管水、重力水這三種形式，其中的結合水又可細分為弱結合水與強結合水兩種。巖土所存在的主要水理性質以及測試它們的方法有以下幾種： 軟化性、透水性、給水性、崩解性、脹縮性等。
2 地下水的分類
地下水分類的方法有很多種， 但歸納起來主要有兩種，其一是根據地下水的某一因素或某一特征進行分類； 其二是根據地下水的若干特征綜合考慮進行分類。如按照地下水的來源、水溫、化學成分等特征分類屬于前一種分類方法。這種分類方法有很大的局限性， 不能反映各特征間的內在聯系。后一種分類方法即綜合分類， 它是根據地下水的某一主要特征， 同時也考慮到其他特征來進行分類的。它能夠比較全面的反映出不同類型地下水的規律和特征。綜合分類主要考慮地下水的埋藏條件和含水介質（ 空隙） 類型。地下水按照埋藏條件分為上層滯水、潛水和承壓水； 按含水介質（ 空隙） 類型分為孔隙水、裂隙水和巖溶水。
3 認識地下水引起的巖土工程危害
地下水引起的巖土工程危害，主要是由于地下水位升降變化和地下水的動水壓力作用兩個方面的原因造成的。
3.1 地下水升降變化引起的巖土工程危害
地下水位變化可由天然因素或人為因素引起，但不管什么原因，當地下水位的變化達到一定程度時，都會對巖土工程造成危害，地下水位變化引起的危害又可分為三種方式：水位上升引起的巖土工程危害。潛水位上升的原因是多種多樣的，主要有人類活動因素如工程建筑施工、工業廢水和生活污水的滲透等影響；水文氣象因素如降雨量、氣溫等；地質因素如含水層顆粒大小、總體巖性水平變化等。有時往往是幾種因素的綜合結果。
①土壤沼澤化、鹽漬化，巖土及地下水對建筑物腐蝕性增強。
②斜坡、河岸等巖土產生滑移、崩塌等不良地質現象。
③一些具特殊性的巖土體結構破壞、強度降低、軟化。
④引起粉細砂及粉土飽和液化、出現流砂、管涌等現象。
⑤地下洞室充水淹沒，基礎上浮、建筑物失穩。
⑥引起堅硬巖土軟化，水解、膨脹、抗剪強度降低。
3.2 地下水位下降引起的巖土工程危害。
地下水位的降低多是由于人為因素造成的，如集中大量抽取地下水、采礦活動中的礦床疏干以及上游筑壩、修建水庫截奪下游地下水的補給等。地下水的過大下降可能引起巖土工程的危害主要體現在以下幾個方面：
①常常誘發地裂、地表塌陷、地面塌陷等地質災害，對巖土體、建筑物的穩定性產生重大影響并直接威脅人類生命財產安全。
②地下水源枯竭、水質惡化等環境問題，對人類自身的居住環境造成很大威脅。
③施工降水等活動中產生水頭差導致動水壓力的產生，使粉細砂、粉土層中的土顆粒受到沖刷，將細顆粒沖走，使土的結構遭到破壞。
3.3地下水動力作用引起巖土工程危害
地下水在天然狀態下動水壓力作用比較微弱，一般不會造成什么危害，但在人為工程活動中由于改變了地下水天然動力平衡條件，在移動的水壓力作用下，往往會引起一些嚴重的巖土工程危害，如流砂、管涌、基坑突涌等，造成安全隱患及影響工程質量。
3.4 地下水頻繁升降對巖土工程造成的危害
地下水的升降變化能引起膨脹性巖土產生不均勻的脹縮變形，當地下水升降頻繁時，不僅使巖土的膨脹收縮變形往復發生，而且會導致巖土的膨脹收縮幅度不斷加大，進而形成地裂引起建筑物特別是輕型建筑物的破壞。地下水升降變動帶內由于地下水的積極交替，會將土層中膠結物鐵、鋁成分淋失，使土層失去膠結物而變得松軟，孔隙比增大，含水量增多，壓縮性增大，強度降低，給巖土工程基礎選擇、處理帶來較大的麻煩。
3.5 基坑地下水對工程的影響
基坑工程一般位于地下水位以下， 地下水問題突出， 地下水對基坑工程的主要影響有以下幾點：
（1）惡化基坑開挖施工的條件。地下水滲入基坑， 淹沒工作面，將嚴重影響開挖施工的質量和效率，同時坑內排水會造成基坑周圍地面沉降、變形， 導致周圍建（構）筑物下沉、變形、開裂、傾斜等破壞；
（2）造成流沙、管涌等不良現象。在顆粒細小的非粘性土中開挖基坑， 由于坑內外產生水頭差， 導致地下水向坑內滲流， 甚至產生流沙、管涌等破壞作用， 嚴重影響基坑工程及周圍建（ 構） 筑物的安全；
（3）軟化基坑周圍的土質， 降低坑壁、坑低巖土體的強度，產生側壁變形、底鼓等。
（4）增大支護結構上的壓力。由于地下水的存在， 設計擋土止水結構上的水土壓力增大， 相應地增加基坑支護的費用和施工困難。
4地下水控制采取的措施
地下水對工程的影響主要表現在以下兩個方面： 地下水與巖土相互作用， 使巖土的強度和穩定性降低、性能變差， 從而產生各種不良的后果， 諸如滑坡、流沙、地基沉陷、隧道涌水、壩基滲漏等， 給各種土木工程的施工和運用造成不良的后果， 甚至帶來災難性的后果； 地下水中的有害化學成分，例如CO2、SO4- 2、CI-等， 對水位下的混凝土結構和鋼結構產生侵蝕、破壞作用， 縮減建（構）筑物的使用壽命。基坑工程的地下水控制方法主要有明溝排水、降水和隔滲等幾種類型。
（1）明溝排水。明溝排水時在基坑內設置排（ 截） 水溝和集水井， 用抽水設備將地下水從集水井內排出， 達到坑內無地下水的目的。明溝排水適用于潛挖基坑， 地下水位高出坑底不多， 且坑壁土層不易產生流沙、管涌或坍塌。
（2）井點降水。井點降水是利用井（ 孔） 在基坑周圍同時抽水， 把地下水降低到基坑底面以下的降水方式。常用的井點降水方式主要有： 電滲法、輕型井點、噴射井點和深井井點。
（3）隔滲。基坑隔滲方法包括側向隔滲和封底隔滲。側向隔滲方法非為截水墻、截水帷幕和凍結法等。基坑側向隔滲設施應穿過透水層底且應進入下臥隔水層一定深度。當透水層埋藏深、厚度大， 側向隔滲設施穿過透水層難度大或不經濟時， 也可采用懸掛式側向隔滲（ 未穿透透水層） 與基坑封底隔滲相結合的方法。
第9篇：地下水的特征范文
關鍵詞：水文地質；工程勘察；危害；參數；測定
在工程勘察中設計和施工過程中，水文地質問題始終是一個極為重要但也是一個易于被忽視的問題。我們如果利用得當，發現及時，可以減少財產損失和地質環境的惡化，否則，將對工程造成一定的危害，甚至造成地質環境的破壞。究竟水文地質條件會對工程造成哪些危害？我們應該如何評價水文地質問題？如何測定水文地質參數？只有把這些問題弄明白了，才能真正認識水文地質在工程勘察中的重要作用。
1 地下水的分類
地下水分類的方法有很多種，但歸納起來主要有兩種，其一是根據地下水的某一因素或某一特征進行分類；其二是根據地下水的若干特征綜合考慮進行分類。如按照地下水的來源、水溫、化學成分等特征分類屬于前一種分類方法。這種分類方法有很大的局限性，不能反映各特征間的內在聯系。后一種分類方法即綜合分類，它是根據地下水的某一主要特征，同時也考慮到其他特征來進行分類的。它能夠比較全面的反映出不同類型地下水的規律和特征。綜合分類主要考慮地下水的埋藏條件和含水介質（空隙） 類型。地下水按照埋藏條件分為上層滯水、潛水和承壓水；按含水介質（空隙） 類型分為孔隙水、裂隙水和巖溶水。將上述兩種分類條件綜合起來，可劃分為9 種復合型的地下水，每種類型都有獨特的特征，見表1 。
2 水文地質對工程的危害
2.1 對地表建成建筑的危害
在這個方面突出表現為地下水對地面巖土工程的危害。地下水會因為人為因素或氣候環境因素的影響而發生變化，地下水的變化往往會造成地面已建成建筑物基礎的變化。比如過度抽取地下水，容易造成地表塌陷，進而威脅到建筑物的安全。常見的問題是建筑物倒塌，墻體裂縫和巖土工程扭曲變形等。主要原因是地下水受到影響后，使地下水層和建筑物基礎之間的力學結構發生變化。
2.2 對地表樁基工程的危害
工程施工中，為了加固地基，增加建筑物地基對建筑物的承載能力，通常采用樁基工程。在地質勘察階段，我們要非常注意地下水賦存情況和運動狀態，依據這些情況決定是否采用樁基工程，具體采用預制樁、攪拌樁，還是灌注樁。如果地下水比較豐裕，流速也比較快，再加上樁基周圍的巖土比較松軟，就會造成樁基周圍巖土流失、松動，影響到樁基的牢固度，甚至會使樁基失去作用。同時，也要考慮到樁身和周圍土層受到地下水影響而發生下沉的速度，不能使樁身下沉速度小于土層下沉速度，那樣土層會對樁身產生負方向上的摩擦力，進而影響到樁基的承載能力。
3 工程勘察中水文地質的主要評價內容
究竟應該從哪些方面對工程勘察中水文地質問題進行評價呢？主要有以下幾個方面：
3.1要搞清楚地下水的自然分布狀態，準確測算或者模擬出隱蔽工程施工中人為因素的影響會對地下水造成的影響。詳細掌握地下水有可能對建筑物基礎部分的掩體、工程施工及已建成建筑物造成的危害。
3.2根據當地地質條件的具體情況，研究不同的地質條件對不同工程類型的影響，對典型的問題進行評價，綜合各種因素，讓設計人員、工程地質方面的專家等多方面人員參與，提出具體的防治地下水對工程產生負面影響的應對措施。具體評價的內容包括：地下水的水位、腐蝕性，重點是依據地下水位、地下水性質及其分布，地下水的活動情況，分析評價地下水對建筑物基礎巖土體的損壞情況，對有可能發生的問題進行科學的預測和防治。
4 工程勘測過程中水文地質參數的測定
大家都知道水文地質參數很重要，尤其是在工程勘測階段，要首先弄明白水文地質情況，為后期的工作提供準確詳實的水文地質參數是一項非常重要的任務。但是，具體采取什么樣的方法進行測定呢？有什么具體的要求呢？
4.1 測定方法
我們在水文地質參數的測定方面，主要涉及到地下水位的測定、地下水滲透系數和導水系數的測定、另外，還有給水度、釋水系數、越流系數、越流因數、吸水率、毛細水上升高度等具體參數的測定。針對以上這些不同的參數，我們應采取不同的方法進行測定，我們通常采用對地基鉆孔或借助測壓管觀測兩種方法進行地下水位的測定；采用抽水、注水、壓水試驗以及采樣進行室內滲透實驗的方法測定地下水的滲透系數、單位吸水率和導水系數；采用單孔地層抽水試驗、地層非穩定流的抽水試驗、實地水文觀測等方法測定地下水的給水度以及地下水的釋水系數；采用對地層進行多孔抽水試驗達到測定越流系數和因數的目的；對于毛細水位上升高度的測定，我們主要是挖坑后進行觀測或者進行室內測驗的辦法進行測定。
4.2 具體測定要求
4.2.1地下水位測定的具體要求。我們工程勘測過程中，常常遇到含水地層，這樣的地質條件下就要進行地下水水位的測定。我們在測量時，都是測量的靜止的地下水位，最適宜進行地下水位探測的時間是全部勘察工作結束以后，因為這時候地下水位不會太多地受到人為勘察活動的影響，當測量水位時，如果我們采用泥漿鉆進的方法進行鉆孔觀測，則應該在，測水位前將測水管深入到含水層中二十公分左右，或者是在洗孔后進行地下水位量測。有時候會遇到多層含水的地質環境，這時候我們在測量地下水位的時候，應該采取隔水措施或者止水措施。
4.2.2地下水流向和流速的測定要求。在測量地下水的方向的時候，我們應采用幾何法，同時量測所鉆各個孔內的水流方向，以此來確定工程所在地地下水總體上的流向，避免鉆孔測量的偶然性。測定地下水水流速度的時候，我們通常采用批示劑法借助于化學試劑及其具體表現來測算，也可采用充電法進行測定。
4.2.3其他要求。進行壓水試驗的時候，應該依據已有的地質資料，認真研究，科學選定試驗孔的位置，按照測繪圖紙和地質資料，依據所顯示的巖土滲透性劃定具體的試驗區段，結合工程的實際需要，確定壓力的大小。我們在進行孔與孔之間水壓力的測定時，應注意以下幾個方面：測定方法可根據試驗的適用條件確定；測試點應根據地質條件和分析需要布置；測壓計的安裝和埋設應符合有關安裝技術規定；測定數據應及時分析整理，出現異常時應分析原因，并采取相應措施。
5 結束語
隨著工程勘察技術的不斷發展和人們對水文地質勘測重要性認識的不斷提高，如何采取合適的方法對水文地質參數進行準確的測量，充分利用水文地質條件已經成為我們共同關注的問題。切實做好水文地質勘察，有效消除水文地質條件對建筑的危害，是不容忽視的重大問題，也是人與自然和諧相處的必然要求，因此，我們必須高度重視，充分發揮水文地質在工程勘測過程中的積極作用，其必將受到越來越廣泛的重視，切實做好水文地質工作將對勘察水平的提高起極大的推動用。
參考文獻：
