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關(guān)鍵詞： 水文地質(zhì)勘察； 地下水問題； 解決對策
隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，建筑工程成為人們生活和工作的基礎(chǔ)建設(shè)設(shè)施。水文地質(zhì)質(zhì)勘察工作不僅是保證工程施工正常、有序進行的基礎(chǔ)，同時也是提高建筑施工質(zhì)量和建筑安全性的一項重點工作。
1. 水文地質(zhì)勘察含義概述
水文地質(zhì)勘察工作可以劃分為綜合性水文地質(zhì)普查和專門性的水文地質(zhì)勘探，通常的水文地址勘察工作主要指的是對水文地質(zhì)條件和地下水情況展開詳細的調(diào)查，并通過對調(diào)查結(jié)果的分析來全面的掌握所在地的水文地質(zhì)情況。在實際工作中，影響水文地質(zhì)勘察進程和結(jié)構(gòu)的因素有很多，而天氣則是其最為常見的影響因素。天氣的變化在一定的程度上加大的水文地質(zhì)勘察工作的難度，再加上后期的水文地質(zhì)勘察通常都是在野外進行，這也給地質(zhì)勘察工作帶來了一定的麻煩。為此在進行水文地質(zhì)勘察前，必須做足勘察前的準備。
2. 地下水勘察的重要性
地下水不僅能夠影響到巖土體的性質(zhì)，同時對建筑施工的巖土地基工程、建筑物的穩(wěn)定性和持久性都有著很大的影響，所以，認真嚴格的進行水文地質(zhì)的勘察工作是非常重要的。在很長的一段時間里，絕大部分的人都認為地下水與建筑工程的施工是沒有直接關(guān)系的，正是由于這樣一種錯誤的觀念，使得人們一直都不關(guān)心水文地質(zhì)勘察中的地下水問題。然而事實恰恰相反，地下水不僅與建筑工程的施工有著非常密切的關(guān)系，同時還對其施工質(zhì)量有著非常大的影響，在實際的工程施工中，有很大工程問題都是因為沒有將地下水納入考慮的范圍而引起的，例如：基礎(chǔ)地基的下沉、建筑后期施工困難等。所以，必要給予水文地質(zhì)勘察中地下水問題足夠的重視。
3. 水文水地質(zhì)勘察中地下水的問題
通過對相關(guān)文獻研究以及結(jié)合筆者工作實踐來看，水文地質(zhì)勘察中常見的地下水問題主要有以下三個方面：
3.1 潛水位上升
在水文地質(zhì)勘察范圍附近進行建筑工程的施工，有很大的可能性會導(dǎo)致水庫、河流等潛水位的上升，這不僅會加大水文地質(zhì)勘察的難度，還可能會帶來一定的安全隱患。第一，如果潛水位出現(xiàn)上升的情況，將會導(dǎo)地基隆起或兩側(cè)出現(xiàn)偏移的情況，從而造成建筑物的基礎(chǔ)上浮，這就大大的額降低了建筑物的穩(wěn)定性與安全性。第二，由于巖土體的力學(xué)性能存在著一定的不穩(wěn)定性，如果出現(xiàn)潛水位上升，則會大大提升斜坡、河岸的出現(xiàn)滑移、崩塌的概率，使得巖土的功能受到嚴重的破壞。第三，潛水位上升可能會導(dǎo)致地基軟化的情況出現(xiàn)，粘性土的含水量上升，使r土的強度出現(xiàn)明顯的下降，從而能導(dǎo)致建筑物的變形或沉降。
3.2 地下水位下降
地下水位下降也是水文地質(zhì)勘察中較為常見的地下水問題的。第一，地下水位下降造成干濕交替，會加快木樁的腐爛程度。同時也會讓石膏層、鈉鹽層的溶解加快，從而導(dǎo)致建筑物出現(xiàn)偏移的情況。第二，巖土的密度與地下水位的變化有著非常密切的聯(lián)系，巖土的密度會隨著地下水位的下降而升高，進一步導(dǎo)致地面坍塌或沉降的情況出現(xiàn)。第三，地下水位的下降還可能會造成膨脹性巖土出現(xiàn)不均勻變形的情況，這就在一定的程度上加快巖土的膨脹和收縮距離，從而加大地裂問題出現(xiàn)的可能性，對建筑物的完整性和穩(wěn)定性都有著非常大的影響。
3.3 地下水的問題對建筑物帶來的危害
河流上游修建堤壩、礦床疏干、地下水抽取過量等情況都是導(dǎo)致地下水問題形成的重點原因，嚴重時還會直接造成地下水位的下降，進而引起地面塌陷、地面沉降、地裂等一系列的問題，大大的威脅到人們的生命健康安全。不僅如此，嚴重時還會造成地下水水質(zhì)惡化、水資源枯竭等危害。這不僅對建筑工程的穩(wěn)定性和安全性有著非常大的影響，還會讓人類的生存環(huán)境變得不穩(wěn)定。
4. 解決水文地質(zhì)勘察中地下水問題的對策研究
針對當前水文地質(zhì)勘察中所常見地下水問題，為了確保此項工作順利開展及成效，筆者認為我們可以從以下幾個方面著手予以解決。
4.1 明確水文地質(zhì)勘察的評價內(nèi)容
結(jié)合實踐來看，地下水類型、地下水水位的變化都在一定的程度上影響著水文地質(zhì)勘察工作的正常有序進行，此外，含水層、隔水層的厚度，土層、巖層的滲透性能也會對其水文地質(zhì)勘察質(zhì)量造成一定的影響。針對這一情況，為了可以更有效的提升水文地質(zhì)勘察的質(zhì)量，應(yīng)該在加強地下水研究工作力度的同時，還應(yīng)該明確出水文地質(zhì)勘察的評價內(nèi)容，并對其進行科學(xué)、客觀的評價，全面掌握地下水對巖土層，對建筑物所帶來的影響。并在此基礎(chǔ)上，制定出一個有效的處理方案和預(yù)防方案，不斷完善水文地質(zhì)勘察的基礎(chǔ)設(shè)計和施工過程，保證水文地質(zhì)資料的準確性，盡最大努力去減小地下水問題出現(xiàn)的概率，從而更好的保證工程建筑施工的安全性。
4.2 重視地下水對水文地質(zhì)勘察工作的影響
水文地質(zhì)勘察工作處理對鈣離子、鎂離子、氯離子、pH值等進行分析研究外，還必須對其中的二價鐵離子、銨離子進行嚴格的測定。實際工作中，受多方面因素所影響，在目前水文地質(zhì)勘察過程中，許多工作人員會忽略對水質(zhì)地質(zhì)參數(shù)的測定，這不僅不利于水文地質(zhì)勘察工作的正常進行，還影響到其考察結(jié)果的準確性。所以，這就要求我們必須嚴格水文地質(zhì)的勘察過程，重點分析地下水對水文地質(zhì)勘察的影響，不對其進行詳細的研究分析，及時找出復(fù)雜地理位置中所存在的地下水問題，并采取相應(yīng)的應(yīng)對措施。同時，還要加強各部門的安全意識，通過各個部門的共同努力去消除地下水問題給水文地質(zhì)勘察工作帶來的不利影響。
4.3 強化對水理性質(zhì)的研究工作
巖土的水理性質(zhì)對水文地質(zhì)的勘察工作有著非常大的影響。通常情況下，水理性質(zhì)主要包括了持水性、容水性以及透水性等。為了更有效的提高水文地質(zhì)的勘察工作的質(zhì)量，必須加強對巖土水理性質(zhì)的研究工作，通過對水理性質(zhì)數(shù)據(jù)的測試和分析，來得出準確的地下水位和水量變化的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，確保地下水問題分析的準確性是解決問題，消除危害的一種有效方式。根據(jù)有關(guān)研究認為，水理性質(zhì)不僅可以改變巖土的強度，使巖土出現(xiàn)變形的情況，同時還會對建筑工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性造成一定的影響。為此，必須認真對待巖土的水理性質(zhì)，并加強對水理性質(zhì)的研究力度，從根本上去保證水文地質(zhì)勘察工作的科學(xué)性、全面性與準確性。
4.4 對水文地質(zhì)勘察工作科學(xué)評價
從實際工作來看，水文地質(zhì)勘察中由于巖層滲透強度、地下水類型以及變動幅度等因素存在，因而要想準確分析地下水對建筑及巖土層等所構(gòu)成影響，這就要求我們必須對水文地質(zhì)勘察工作予以科學(xué)評價。對此，我們在開展水文地質(zhì)地下水勘察工作時除了必須嚴格基于相關(guān)方法、作用規(guī)范以及數(shù)據(jù)處理程序開展外，還應(yīng)做好其勘察與處理過程中所得數(shù)據(jù)復(fù)核工作，以此最大程度地確保水位地質(zhì)地下水勘察資料詳實準確。如此一來為制定相關(guān)地下水預(yù)防及處理方案打下堅實基礎(chǔ)。
5. 結(jié)束語
水文地質(zhì)作為地質(zhì)勘察工作中的一項重點內(nèi)容，相關(guān)人員必須對其給予高度的重視。從不同的方面對其影響因素進行全面的分析，讓水文地質(zhì)的勘察該工作更加全面，更加準確。在解決水文地質(zhì)勘察中的地下水題時，除了要水文地質(zhì)勘察的評價內(nèi)容外，還應(yīng)該注重對其水理性質(zhì)的研究，為提高水文地質(zhì)勘察工作質(zhì)量提高更有力保障。為此，上文重點對水文地質(zhì)勘察中地下水的問題進行論述，隨后在此基礎(chǔ)上提出一些解決對策，以供廣大同行參考。
參考文獻：
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關(guān)鍵詞：地下水污染防治區(qū)劃；地下水污染防護區(qū)；地下水源保護區(qū)；益陽市區(qū)
近年來，益陽市由于其毗鄰長沙北經(jīng)濟圈等優(yōu)越的交通地理條件，市域經(jīng)濟、人口穩(wěn)步增長，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)布局、人類活動產(chǎn)生的污染物勢必對地下水環(huán)境承載力造成進一步的威脅。為了及時制定地下水保護資源區(qū)劃和污染防治規(guī)劃，避免產(chǎn)生“先污染、后治理”被動局面，非常有必要對市區(qū)進行地下水污染防治區(qū)域。
1 研究區(qū)地下水環(huán)境及問題概況
地下水的形成與地質(zhì)構(gòu)造、巖性、地形地貌、氣象、水文等因素有著不可分割的關(guān)系，研究區(qū)不同區(qū)域地下水空間分布、補徑排特征、運移、動態(tài)特征以及水化學(xué)性質(zhì)差異較大。東北部洞庭湖區(qū)地帶地勢低平，匯聚湖南境內(nèi)的“四水”和長江“三口”的來水，地下水徑流條件差，地下水化學(xué)環(huán)境為還原條件，地下水水質(zhì)類型以HCO3 CaMg和HCO3 -Na?Ca為主，下伏基巖中含鐵、錳結(jié)核、團塊及薄膜，導(dǎo)致地下水原生Fe、Mn背景值高，鄉(xiāng)鎮(zhèn)居民生活取用地下水普遍不達標。資江南岸赫山城區(qū)桃花侖至南郊金井坡一帶發(fā)育元古代中期拉斑玄武巖火山巖，是益陽優(yōu)質(zhì)偏硅酸礦泉水的含水母體，含有多種對人體健康有益的礦物質(zhì)微量元素，現(xiàn)已通過國家級礦泉水評審鑒定，礦泉水開發(fā)利用一度無序開采，均衡遭受破壞，目前政府規(guī)劃限制其開采程度；西南半部丘崗山地基巖區(qū)主要利用淺部風化裂隙水，徑流短，動態(tài)變化嚴格受降水季節(jié)性控制，地下水類型以HCO3- Ca為主，水質(zhì)較好，但水量較貧乏。
人類不恰當?shù)纳a(chǎn)、生活方式所帶來的地下水環(huán)境問題主要有地下水污染及地面塌陷。湖積平原農(nóng)業(yè)主產(chǎn)區(qū)農(nóng)藥、化肥使用，殘留有害物質(zhì)滲入淺部地下水，研究區(qū)中線及主城區(qū)工礦企業(yè)成帶分類分布，一些企業(yè)廢水、廢液未經(jīng)處理地恣意排放，對地表水和地下水危害極大。據(jù)檢測2010-2012年水質(zhì)分析結(jié)果，超標項主要有PH、Fe3+、Mn2+、F-、、NH4+ 、二氯苯、苯并（a）芘、p，p'-DDE、總滴滴涕等。益陽市赫山區(qū)岳家橋、衡龍橋一帶，第四系松散層下伏二疊系裂隙巖溶含水層，溶洞暗河發(fā)育，近年來地面塌陷頻繁。截至2012年3月，岳家橋鎮(zhèn)先后出現(xiàn)地面塌陷累計693處，重點地面塌陷變形區(qū)面積約7.5km2。
2 地下水污染防治區(qū)劃
2.1 區(qū)劃指標
針對地下水污染狀況、經(jīng)濟發(fā)展趨勢和地下水保護區(qū)域，設(shè)定地下水污染防治區(qū)劃指標為地下水保護區(qū)、地下水污染防護區(qū)兩種種類型，各指標含義如下：
（1）地下水水源地保護區(qū)：正在開發(fā)的和已勘探開采的集中開采水源地及保護范圍。依據(jù)《飲用水水源保護區(qū)劃分技術(shù)規(guī)范》HJ/T338-2007中地下水水源地區(qū)劃要求，確定地下水的水源保護區(qū)分為地下水一級保護區(qū)、二級保護區(qū)和準保護區(qū)。
（2）地下水污染防護區(qū)：綜合分析研究區(qū)域地下水防污性能（Ap）、人類活動產(chǎn)生的污染負荷（P）和地下水價值系統(tǒng)水平（V），細分為重點防護區(qū)、中等防護區(qū)、一般防護區(qū)、自然防護區(qū)四個子區(qū)。
2.2 地下水水源地保護區(qū)
依據(jù)《飲用水水源保護區(qū)劃分技術(shù)規(guī)范》HJ/T338-2007中地下水水源地區(qū)劃要求，益陽赫山城區(qū)礦泉水水源地的保護按三級建立衛(wèi)生保護區(qū)，各級保護區(qū)的劃分如下：
Ⅰ級保護區(qū)：為各礦泉水開采井抽水影響范圍，一般為抽水井孔周圍的100m左右，2012年統(tǒng)計有礦泉水開采井10口；
Ⅱ級保護區(qū)：為礦泉水含水層的分布范圍，分布面積為18.53km2；
準保護區(qū)：為礦泉含水層分布范圍外的局部地下水分水嶺，或與礦泉水有補給關(guān)系的相鄰含水層分布范圍，且離礦泉水含水層邊界（Ⅱ級保護區(qū)）不小于1000m，分布面積為34.10km2。
2.3 地下水污染防護區(qū)
（1）地下水防護區(qū)評價指標體系的建立
采用層次分析法（AHP）確定地下水污染防護區(qū)影響因子權(quán)值，再結(jié)合各因子要素的實際狀況合理劃分出指標等級，并給予相應(yīng)評分值，運用加權(quán)疊加的方法計算出各評價要素的綜合分值，得出下面防護區(qū)因子打分表。
（2）編制防護區(qū)因子單要素評價圖
根據(jù)上述地下水防護區(qū)因子項作相應(yīng)單要素評價圖，對各單要素圖各類型區(qū)按上表1因子評分指標值賦予相應(yīng)分值。
（3）評價指標計算
a. 工作區(qū)網(wǎng)格剖分：利用MapGIS軟件將工作區(qū)剖分成0.5km×0.5km基礎(chǔ)網(wǎng)格。為了在下一步工作中唯一精確地提取各單要素圖的評分屬性值，我們采用剖分網(wǎng)格的中心點作為屬性要素提取的橋梁。
b. 空間疊加提取屬性值：按照MapGIS空間分析功能，網(wǎng)格剖分點與每個單因素區(qū)文件圖進行點對面相交運算，提取到各單因素圖的區(qū)屬性評分值，然后將網(wǎng)格點文件屬性導(dǎo)出成數(shù)據(jù)庫文件。
c. 綜合指數(shù)計算：采用積分值的方法，對導(dǎo)出的網(wǎng)格點數(shù)據(jù)計算每個單元格的評分指數(shù)
計算公式 R = AprApw+PrPw+VrVw
具有較高綜合指數(shù)的網(wǎng)格，其地下水系統(tǒng)防污性能較差或差，地下水系統(tǒng)功能強，污染源多或較多；反之則反。
d. 評價分級：對所有單元點綜合評分值按照20%、50%、80%分位進行四個防護區(qū)等級量化分級，對剖分網(wǎng)格相應(yīng)等級賦予不同顏色，在核查的基礎(chǔ)上形成益陽市區(qū)地下水污染防護區(qū)圖。
2.4 地下水污染防治區(qū)劃結(jié)果
研究區(qū)地下水污染防治區(qū)劃分礦泉水水源地保護區(qū)和地下水污染防護區(qū)兩部分，見下表2、圖1。
3 結(jié)論
地下水開發(fā)利用與保護不當造成的地下水環(huán)境問題將很難逆轉(zhuǎn)。根據(jù)益陽市區(qū)地下水污染防治區(qū)劃不同地段地下水功能及系統(tǒng)防護性能差異，應(yīng)該加強地下水資源的科學(xué)管理，合理布置開采井及開采強度，合理布置工農(nóng)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)、城鎮(zhèn)人口發(fā)展格局，避開污染防污性能較差地區(qū)。采取針對性的防護措施，避開防污性能較差等級區(qū)，堅持預(yù)防為主、防治結(jié)合的原則，防止地下水受到污染。
參考文獻
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關(guān)鍵詞：水 水資源 認識
中圖分類號：TV213.4 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）02（a）-0224-01
水是人類和一切生物生存所不可缺少的一項極寶貴的自然資源，同時也是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及可持續(xù)發(fā)展不可替代的自然資源。與人類生活和生產(chǎn)最為密切的是由大氣降水補給的河流、湖泊、土壤水和地下水等淡水資源。下面對水及水資源的認識分析匯報如下。
1 地球上的水及水的循環(huán)
1.1 水及水循環(huán)
地球是被稱作水的行星，由大氣水、地表水、地下水構(gòu)成地球上的水圈，其存在于地球表面。地球巖石圈、大氣圈、生物圈的水以固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)的不同形式存在，在太陽輻射和地心引力的作用下，以蒸發(fā)、降水、入滲和徑流等方式進行往復(fù)交替的運動，也就是水分的循環(huán)。
地球表面積約5.1億平方公里，其中海洋面積3.61億平方公里，海洋占70.8%，陸地占29.2%。在陸地積蓄水中，人類生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可以直接利用的河流積蓄水量約0.17萬立方千米，淡水湖泊積蓄水量約10萬立方千米，合計為10.17萬立方千米。
1.2 影響水循環(huán)的因素
（1）氣象因素：如風向、風速、溫度、濕度等。
（2）下墊面因素：如地形、地質(zhì)、土壤、植被等。
（3）人類活動：如水利措施和農(nóng)林措施等。
水循環(huán)中最活躍的因素是大氣降水、蒸發(fā)、入滲和河川徑流等，它們的動態(tài)水量比靜態(tài)水量大得多。相對不活躍的要素為；海洋水、冰蓋和深層地下水，其更新時間要幾千年，因其難以恢復(fù)，故對于這部分資源在開發(fā)利用時必須高度謹慎。
1.3 地下水
地下水是指埋藏在地面以下，存在于巖石和土壤的孔隙中可以流動的水體。地面以下的水并不都是地下水。地面以下的土層可分為包氣帶和飽水帶；包氣帶的土層中含有空氣，沒有被水充滿，包氣帶中的水分稱為土壤水。飽水帶中土壤孔隙被水充滿，含水量達到飽和，飽水帶中的水即為地下水。常見的井水、泉水都是地下水。地下水分布廣泛，水量也較穩(wěn)定，是工農(nóng)業(yè)和生活用水的重要水源之一。地下水的過量開采（開采速度大于其補給速度）會造成地下水位的大幅下降，引起地面沉降。地下水位過高對農(nóng)作物生長不利，會造成危害，若地下水含鹽量較高，則會產(chǎn)生土地的次生鹽堿化。
2 水資源
2.1 水資源的含義
由于研究的領(lǐng)域不同，各國學(xué)者們對水資源一詞的理解均有差異，在我國的《中國大百科全書》中，分別對水資源的定義為“地球表層可供人類利用的水，包括水量、水域和水能資源，一般指每年可更新的水量資源”。“自然界各種形態(tài)的天然水，并將可供人利用的水資源作為供評價的水資源”廣義上的水資源是指能夠直接或間接使用的各種水和水中物質(zhì)，在社會生活和生產(chǎn)中具有使用價值和經(jīng)濟價值的水都可稱為水資源。但水和水資源在自然物質(zhì)概念上是不同的，水資源不等于水。在目前的技術(shù)經(jīng)濟條件下，可供利用的水資源并不包括大部分海洋水、極地冰蓋和深層地下水，它們只能作為待用水資源，當技術(shù)經(jīng)濟發(fā)展到一定階段可以開發(fā)利用時，才能成為水資源。狹義上的水資源是指人類在一定的經(jīng)濟技術(shù)條件下能夠直接利用的水。本文提到的水資源，也就是在水利工程中要利用的資源均指狹義水資源范疇。
總之，水資源應(yīng)包括三方面內(nèi)容：參與自然界的水分循環(huán)，可逐年恢復(fù)和更新的動態(tài)資源，可以利用并且能夠利用的具有價值的水。
2.2 水資源的特點
水資源不同于土地資源和礦產(chǎn)資源，從上述水資源的含義中，可看到水資源問題的廣泛性、重要性和復(fù)雜性。只有充分認識它的特性，才能合理、有效地利用。
2.2.1 水資源的再生性和重復(fù)利用性
地球上存在著復(fù)雜的、大體以年為周期的水循環(huán)。水循環(huán)是一個龐大的天然水資源系統(tǒng)，水汽以雨水的形式從空中降落到陸地上，經(jīng)地面或地下流向下游，匯入海洋，再經(jīng)太陽輻射蒸發(fā)回到大氣層中，這樣循環(huán)往復(fù)，使地表和地下的淡水處在水循環(huán)系統(tǒng)中，源源不斷地獲得大氣降水的補給，水便可以不斷供給人類利用和滿足生態(tài)環(huán)境平衡的需要。水資源參與自然界水循環(huán)，并且循環(huán)周期短，因此是一種再生資源。所以對水資源開發(fā)利用的越早，其價值越大。
但對一定區(qū)域某段時間而言，年降水量雖有變化但總是有限值。水資源的超量開發(fā)，或動用區(qū)域地表、地下水的靜態(tài)儲量，必然造成超量部分難于恢復(fù)或不可恢復(fù)，從而破壞自然生態(tài)平衡。總之，水資源在一定合理開發(fā)利用狀況下才是取之不盡、用之不竭的。
2.2.2 水資源時空分布的不均勻性
水資源循環(huán)過程在自然界中具有一定的時間和空間分布。水資源地區(qū)分布的不均勻，使得各地區(qū)在水資源開發(fā)利用條件上存在巨大的差別。
同一地區(qū)中不同時間水資源的分布也不均勻，年際、年內(nèi)變化幅度很大。區(qū)域年降水量因水汽條件等多種因素影響，呈隨機性變化，豐、枯水年水資源量相差懸殊，或交替、或連續(xù)出現(xiàn)。年內(nèi)水資源變化也很不均勻，汛期雨量集中，不便利用，枯水期水量銳減，又滿足不了需水要求。
為了滿足各地區(qū)、各部門的用水要求，必須修建蓄水、引水、提水、水井和跨流域調(diào)水工程，對天然水資源進行時空再分配。但興修各種水利工程要受自然、技術(shù)、經(jīng)濟、社會條件的限制，且只能控制利用水資源的一部分或大部分。
2.2.3 水資源的不可替代性及開發(fā)利用多用性
一切生物體內(nèi)都含有水。沒有氧氣可以有生命存在，但是沒有水便沒有生命。因此，水是維護動植物生命和人類生存所不可替代的物質(zhì)。
水資源在國民經(jīng)濟建設(shè)的各行各業(yè)中占有重要地位，沒有水各項建設(shè)事業(yè)就不可能有發(fā)展前景。水既是生活資料，又是生產(chǎn)資料，工業(yè)供水、農(nóng)業(yè)灌溉和人們?nèi)粘Ｉ疃家拇罅康乃＿@部分水在使用過程中大部分被消耗掉，少部分回歸，但往往已變成了污水。還有一些用水部門，不消耗水量，僅利用水體、水能。水資源可重復(fù)利用，如水力發(fā)電、水產(chǎn)、航運、旅游、環(huán)境用水（稀釋）等，它用而不耗的特點提供了一水多用的可能性。水也是推動人類進步和社會發(fā)展的不可替代的資源。
2.2.4 水資源經(jīng)濟上的兩重性
水是重要的自然資源，一個地區(qū)水資源數(shù)量適宜且時空分布均勻，將為區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展、自然環(huán)境的良性循環(huán)和人類社會進步發(fā)揮重大作用。然而，在水量過多或過少的地區(qū)，往往又產(chǎn)生各種各樣的自然災(zāi)害：水量過多容易造成洪水泛濫，內(nèi)澇漬水；水量過少容易形成旱災(zāi)。因此，應(yīng)將興水利和除水害結(jié)合起來，合理、有效地利用水資源。
參考文獻
1.大港油田灘海開發(fā)公司 天津 300270；
2.河北任丘渤海鉆探井下作業(yè)公司酸化壓裂中心 河北 任丘 506255
摘 要：本文描述了一種用綜合測井資料來評估地下水礦化度的方法。開采地下水時，一項十分重要的技術(shù)是在水井完井前，預(yù)先對地下水的礦化度進行預(yù)測和評估，以便根據(jù)需要，進行有針對性的開發(fā)。地下水在地層條件下的電阻率，即地層水電阻率Rw，是評價地下水等效NaCl礦化度的最佳參數(shù)。根據(jù)已有的實驗資料進行分析研究，從理論上建立了地層水電阻率Rw、地層溫度T與等效NaCl礦化度Ce數(shù)學(xué)模型，進一步討論了如何利用綜合測井解釋成果圖來探求地層水Rw的方法，進而求出了地層水礦化度。
關(guān)鍵詞 ：礦化度；地下水；電阻率；孔隙度；自然電位
1 概述
由于地層溫度T、地層水電阻率與NaCl礦化度呈非線性關(guān)系，所以地層測井參數(shù)與NaCl礦化度的函數(shù)關(guān)系難以用統(tǒng)一的數(shù)學(xué)公式表示。計算NaCl溶液礦化度需要全面考慮礦化度高低情況及不同溫度環(huán)境的影響。為了最大限度地減小誤差，本文根據(jù)礦化度由高到低不同程度，分別討論研究利用綜合測井資料計算地下水等效NaCl溶液礦化度方法。
2 地下水等效NaCl礦化度計算數(shù)學(xué)模型
2.1 測井資料（地層水電阻率以及地層溫度）與地下水NaCl礦化度的關(guān)系。通過NaCl溶液電阻率與溫度的雙對數(shù)坐標圖可以發(fā)現(xiàn)，礦化度相同時，溫度與NaCl溶液的電阻率呈線性關(guān)系。即使礦化度改變，電阻率—溫度直線也基本平行。
圖中直線L1、Lx、L2表示，溫度為T0時，礦化度C1、Cx、C2與電阻率Rw1、Rwy 、Rw2的對應(yīng)關(guān)系。
log(Rw)=k*log(T)+b(K為直線L斜率，b為截距)
P為直線Lx上的一點，當溫度為Tx、電阻率為 RWX時，
公式（1）為計算礦化度與電阻率、溫度的數(shù)學(xué)模型
2.2 根據(jù)礦化度高低分段計NaCl礦化度。在以下的推導(dǎo)公式中，各符號含義及單位如下，T——地層溫度（℉）；Rw——地層電阻率（Ω.m）；Cx——地層礦化度（ppm）。
2.2.1 高礦化度計算公式推導(dǎo)。在（1）式中當C2=200000ppm；C1=60000ppm時；查表（1）得：k=-0.89269；b=0.72077；溫度T0=50℉，查表（2）得：Rw1=0.16Ω.m; Rw2=0.06Ω.m;將數(shù)據(jù)代入（1）式并化簡得：。此公式在礦化度60000ppm≤Cx≤200000ppm計算精度較高，相對誤差小于7.62%，使用條件T-0.96165*100.24208≤Rx≤。此公式不能用來低礦化度的計算，當?shù)V化度20000ppm≤Cx≤200000ppm時，與實驗數(shù)據(jù)校對誤差小于9%。精確度可以滿足工程計算要求。對測井數(shù)據(jù)（電阻率、地層溫度）先用此公式進行計算，當估算礦化度超過60000ppm時，此公式計算精確度高。不足60000ppm可以按照相應(yīng)的中、低礦化度公式計算，保證計算結(jié)果準確。
2.2.2 中礦化度計算公式推導(dǎo)。在（1）式中令：C2=60000ppm；C1=20000ppm；查表1得：k=-0.94782；b=1.20114;溫度T0=50℉，查表2得：Rw1=0.425Ω.m; Rw2=0.16Ω.m;將數(shù)據(jù)代入（1）式并化簡得：
此公式在礦化度20000ppm≤Cx≤60000ppm計算精度較高，相對誤差小于5%，使用條件。
2.2.3 低礦化度計算公式推導(dǎo)。在（1）式中令：C2=20000ppm；C1=800ppm；查表1得：k=-0.92571；b=2.55971;溫度T0=50℉，查表2得：Rw1=8.9Ω.m; Rw2=0.425Ω.m;將數(shù)據(jù)代入（1）式并化簡得：
此公式在礦化度800ppm≤Cx≤20000ppm計算精度較高，相對誤差小于5%，使用條件。
關(guān)鍵詞:地下水;地下水開采;公地悲劇
中圖分類號:F124.5文獻標識碼:A
地下水是水資源的重要組成部分,其水量穩(wěn)定,水質(zhì)好,是農(nóng)業(yè)灌溉、工礦和城市的重要水源之一。由于地下水層重新被注滿的速度很慢,需要花上幾百年甚至幾千年的時間,儲存在地下含水層的地下水通常被認為是一種不可再生的資源。
我國是一個水資源嚴重匱乏的國家。在我國,尤其是在北方及干旱少雨地區(qū)以及人口稠密區(qū),對地下水的依賴程度很高,保護地下水資源的意義遠高于對地表水的保護。然而,隨著我國越來越多的對地下水的開采利用,地下水資源面臨日益枯竭的困境,過度開采也造成了非常嚴重的環(huán)境地質(zhì)問題。因此,如何合理開發(fā)利用地下水資源成為了刻不容緩的重要任務(wù)。
一、我國地下水開采現(xiàn)狀
隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展和地下水開發(fā)技術(shù)的不斷提高,我國地下水開發(fā)正在向“深”、“廣”發(fā)展,開采層不斷加深,開采范圍不斷擴大。2006年我國地下水資源量占全部水資源總量的30.17%,地下水供水量占總供水量的18.4%。近30年來,我國地下水的開采量以每年25億立方米的速度遞增,全國660個城市中,開采地下水的城市400多個;地下水有效灌溉面積占全國耕地總面積的40%;過去東南沿海從不開采地下水的地區(qū),現(xiàn)在也大量開采地下水;華北平原、長江三角洲等地區(qū),因淺層地下水污染,地下水開采大量轉(zhuǎn)向深層地下水。
我國南北方在地下水資源分布和城市供水結(jié)構(gòu)方面存在較大的地區(qū)性差異。南方地下水資源豐富,約占全國地下水資源總量的71%,而占全國國土面積60%的北方地區(qū),地下水資源僅占全國的29%。在城市供水結(jié)構(gòu)上,北方地區(qū)地下水所占份額較大,有的城市甚至以地下水為唯一水源。地下水開發(fā)利用程度最高的是華北地區(qū),地下水供水量占全地區(qū)總用水量的52%。
從我國不同開發(fā)潛力區(qū)域占國土總面積的比例來看,超采區(qū)占國土總面積的6.6%,即開采潛力小于0,需要調(diào)整開采布局,推行節(jié)約用水等措施緩解地下水緊張矛盾的區(qū)域。基本平衡區(qū)占總面積的28.8%,是指不能盲目擴大開采地下水的區(qū)域,北方地區(qū)應(yīng)該把這部分水留作生態(tài)用水,不能開采。開發(fā)潛力較小區(qū)占國土總面積近一半(45.3%),這部分區(qū)域應(yīng)該合理適度開發(fā)地下水。開采潛力中等和較大區(qū)域占國土面積的15.6%。
因此,我國開發(fā)地下水資源必須合理規(guī)劃與管理,否則將會有更多地區(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)槌蓞^(qū)和基本平衡區(qū),無法繼續(xù)利用地下水資源。因此,保護地下水資源是一項關(guān)乎資源可持續(xù)利用和社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重要任務(wù)。
二、地下水開采引起的環(huán)境地質(zhì)問題
地下水的開發(fā)利用,一方面給社會經(jīng)濟發(fā)展提供了水源支撐,另一方面不合理的超量開采地下水,誘發(fā)了許多環(huán)境地質(zhì)問題。特別是以地下水為主要供水水源的北方城市和地區(qū),掠奪式開采現(xiàn)象嚴重,引發(fā)的環(huán)境地質(zhì)問題突出。
根據(jù)中國地下水監(jiān)測信息網(wǎng)公開的資料顯示,我國由地下水開發(fā)所引發(fā)的主要環(huán)境地質(zhì)問題有區(qū)域地下水降落漏斗、地面沉降、地面塌陷、地裂縫、海水入侵和土壤鹽漬化等,主要分布在地下水集中開采和超量開采地區(qū)。
(一)地下水降落漏斗。區(qū)域地下水降落漏斗使地表農(nóng)田灌溉所需水量大幅提高,進而地下水水質(zhì)也會發(fā)生變化。區(qū)域地下水位下降還使平原或盆地的濕地萎縮或消失,地表植被破壞,導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境退化。初步統(tǒng)計,全國已形成區(qū)域地下水降落漏斗100多個,漏斗區(qū)總面積達15萬平方千米,主要分布在北方地區(qū)。
(二)地面沉降。地面沉降容易引起地裂縫。城市給水管道、供氣管道、電線、光纜等隨地面不均勻沉降而彎曲變形,導(dǎo)致管道漏水漏氣,給當?shù)厝嗣竦纳敭a(chǎn)安全造成巨大威脅。地面沉降還會造成鐵路路基不均勻下沉,鐵路安全受到威脅。另外,地面沉降降低了城市河道堤防的防洪標準,使河道汛期泄洪能力下降。全國有近70個城市因不合理開采地下水誘發(fā)了地面沉降,沉降范圍6.4萬平方千米,沉降中心最大沉降量超過2米的有上海、天津、太原、西安、蘇州、無錫、常州等城市,天津塘沽的沉降量達到3.1米。西安、大同、蘇州、無錫、常州等地面沉降同時伴有地裂縫,對城市基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)成嚴重威脅。
(三)地面塌陷。地面塌陷是超量開采巖溶地下水造成的,全國共發(fā)生巖溶塌陷3,000多處,塌陷面積300多平方千米。
(四)海水入侵。一般情況下,陸地淡含水層的水位比海水水位高,但經(jīng)過長期大量抽取陸地淡含水層,會使其地下水位低于海水水位,導(dǎo)致海水(咸水)通過透水層滲入陸地淡含水層中,從而破壞地下水資源。沿海地區(qū)的大連、秦皇島、滄州、煙臺、北海和海南新英灣等地的地下水開采誘發(fā)了海水入侵,導(dǎo)致地下水水質(zhì)惡化,全國海水入侵總面積近1,000平方千米。
三、地下水資源的過度開采――公地的悲劇
“公地的悲劇”最初由英國學(xué)者哈丁提出,他設(shè)想了一個向所有人開放的牧場,其中每個牧羊人的經(jīng)濟收益取決于他所牧養(yǎng)的牲畜的數(shù)量,并且過度放牧造成的損失由所有使用者共同承擔,這時“公地的悲劇”就不可避免地會發(fā)生。
地下水資源的開發(fā)具有非競爭性和非排他性,因此產(chǎn)生了公地悲劇現(xiàn)象。非競爭性即一個人對地下水資源的開發(fā)并不能排除其他人對地下水資源的開發(fā)。這里面包含兩層含義,第一,由于地下水資源含量豐富,增加一個開發(fā)者,由于增加開發(fā)而發(fā)生的社會邊際成本為零;第二,開發(fā)者之間在開發(fā)地下水資源時互不干擾。非排他性指如果要排除某個人對地下水資源的開發(fā)要付出巨大的管制成本。
在我國,開采地下水在生態(tài)系統(tǒng)允許的范圍內(nèi)所支付的成本是極低的,絕大多數(shù)的農(nóng)民開采地下水只需要支付機井打水所耗費的電費,而不需要支付任何額外的水費。而且在目前農(nóng)村,自來水覆蓋的面積還很有限,大部分農(nóng)村地區(qū)的生活用水和灌溉用水都來自地下水井。這樣用水的低成本加上用水渠道唯一,導(dǎo)致農(nóng)民沒有足夠的激勵節(jié)約用水,地下水資源被過度開采。
以馬歇爾和庇古為代表的福利經(jīng)濟學(xué)派認為,導(dǎo)致公地悲劇的根本原因是邊際私人成本與邊際社會成本的背離,因而解決問題的途徑是:找到一個可以充當社會和經(jīng)濟活動的調(diào)節(jié)者,對造成外部性的活動者征稅或給予補貼,使外部成本內(nèi)在化。以科斯為代表的新制度學(xué)派則認為,公地悲劇的發(fā)生源于公共產(chǎn)權(quán)的歸屬不清或缺乏制度性的產(chǎn)權(quán)安排,由此引發(fā)外部效應(yīng),并認為如果一種資源是稀缺的,那么私有化是合理利用和有效保護的基本途徑。因此,地下水之所以被過度開采導(dǎo)致了“公地的悲劇”,一方面是因為地下水不存在產(chǎn)權(quán)歸屬關(guān)系;另一方面開采地下水的私人邊際成本極低,因此人人都可以不受限制地開采地下水。一旦地下水被過度開采從而造成地下水匱乏或嚴重的環(huán)境地質(zhì)問題,開采地下水的社會成本就遠大于私人成本,產(chǎn)生環(huán)境負外部性。
另外,從成本收益角度,個人或企業(yè)在進行是否開采地下水的決策時,根據(jù)其自身利益最大化原則,在開采地下水時只關(guān)注其開采的私人邊際成本,選擇私人邊際成本與社會邊際收益相等時的開采量,地下水以更低的價格被開采,同時開采量超過社會最適量。由于經(jīng)濟活動的負外部效應(yīng),過量開采導(dǎo)致的私人成本小于社會成本,因此社會最適量小于市場均衡量,因而地下水開采量就超過了社會所能接受的最佳數(shù)量。而大量的開采過量則會導(dǎo)致嚴重的環(huán)境地質(zhì)問題,造成各種負外部性問題的產(chǎn)生。
四、防止地下水過度開采的途徑
(一)鼓勵節(jié)約用水,對節(jié)水行為給予補貼。過去,我國農(nóng)村采用的主要灌溉方式是地面灌溉,即溝渠、畦灌、淹灌等。即便是在嚴重缺水、常年干旱地區(qū),也是通過施肥和選種等辦法提高產(chǎn)量,忽略了水資源合理利用的問題。
傳統(tǒng)的地面灌溉效率很低而且不利于節(jié)約用水。目前,多種節(jié)水灌溉方式正在被廣泛的采用,包括噴灌、微灌、低壓管灌、渠道防滲等,較多采用的是噴灌和微灌。與傳統(tǒng)的灌溉方式相比,噴灌和微灌具有節(jié)約用水、節(jié)約勞力、節(jié)約耕地、提高產(chǎn)量、對土地的適應(yīng)性強、有利保持水土等諸多優(yōu)勢。特別是針對我國水資源匱乏的實際情況,這種節(jié)水灌溉方式對于提高農(nóng)業(yè)灌溉效率,節(jié)約水資源具有非常重要的意義。因此,應(yīng)該在廣大農(nóng)村地區(qū)推廣節(jié)水灌溉技術(shù),對采用節(jié)水灌溉技術(shù)的農(nóng)戶給予補貼,鼓勵節(jié)水灌溉技術(shù)的大范圍推廣。這樣,既能提高灌溉效率,又能節(jié)約水資源,減少地下水資源開采。
(二)對不同的采水量采取差別定價辦法,多采水部分支付較高價格。政府可以統(tǒng)一對城市和農(nóng)村的采水設(shè)備安裝一個水表,記錄采水量,根據(jù)不同的采水量制定不同的水價。在采水量較小的階段制定較低的價格,在采水量較大的階段制定較高的價格。這樣,過度采水行為就會支付一個較高的成本,從而抑制過度采水。
(三)發(fā)放采水交易許可證。政府對每個地下采水的水泵安裝電表,根據(jù)該地區(qū)地下水可開采量以及經(jīng)濟發(fā)展的需要制定一個開采總量,結(jié)合開采戶申報的預(yù)計開采量以及開采戶的具體情況,發(fā)放電卡,控制開采戶的開采量。如果開采戶實際開采量少于所購買的開采量,該開采戶可以將剩余開采量轉(zhuǎn)賣。如果開采戶期初購買開采量不足,也可以向有多余開采量的開采戶購買開采量。
采用這種辦法的一個重要條件是建立地下水開采許可證交易市場,使許可證交易能夠公開、順利進行。通過建立許可證交易市場,一方面農(nóng)民因為采用了較好的節(jié)水措施而節(jié)余的水,可以通過許可證的轉(zhuǎn)讓而得到經(jīng)濟實惠,可以激發(fā)更多的節(jié)水行為;另一方面農(nóng)民也可以通過購買一定量的許可證來解決水缺乏的問題,而不至于影響作物的正常生長。
(四)杜絕非法采水,加大懲罰力度。政府應(yīng)該對非法采水行為加大監(jiān)管力度和懲罰力度。這樣做相當于增加了非法采水行為的成本,根據(jù)成本收益分析,可以減少非法采水行為的發(fā)生。
(五)制定地下水開采法規(guī),加強節(jié)約采水與用水教育。國家應(yīng)制定專門的地下水資源保護法規(guī),進一步加強和完善地下水資源保護的立法、執(zhí)法工作。同時,在全社會加大節(jié)約用水的宣傳力度,提高群眾節(jié)約用水的意識,提高水資源利用效率。
(作者單位:南開大學(xué)經(jīng)濟學(xué)院)
主要參考文獻:
[1]我國主要城市和地下水水情通報(2007年度).國土資源部,2008.5.
【關(guān)鍵詞】公路路基排水綜合設(shè)計
中圖分類號：U213文獻標識碼： A
一、前言
水是影響路基的強度和穩(wěn)定性的重要因素．排水設(shè)計對于保障公路結(jié)構(gòu)物的使用壽命和行車的通暢、安全具有十分重要的作用。根據(jù)水源不同．影響路基的水流可分為地面水和地下水兩類．相應(yīng)的路基排水工程分為地面排水及地下排水兩大類。地面水包括大氣降水以及海、河、湖、水渠、水庫水等；地下水包括上層滯水、潛水、層間水等。路基排水設(shè)計時．必須將影響路基穩(wěn)定性的地面水排除和攔截在路基用地范圍以外，并防止地面水漫流、滯積或下滲。對影響路基穩(wěn)定性的地下水，則應(yīng)予以隔斷、疏干、降低，并引到路基用地范圍以外適當?shù)牡攸c。
二、路基排水設(shè)計的意義
1、路基排水設(shè)計對多雨地區(qū)高等級公路設(shè)計及安全使用有著重要意義。
2、路基排水設(shè)汁應(yīng)遵循綜合設(shè)計的原則，各種排水設(shè)施應(yīng)按照水文水力計算結(jié)果合理設(shè)計，排水設(shè)施應(yīng)施工簡單，效果顯著。
3、盲溝對降低地下水位和攔截流向或滲入路基范圍內(nèi)的地下水具有顯著效果。這種防排地下水的方法值得在多雨地區(qū)推廣。
4、為了防止水對坡面的沖刷或雨水的下滲造成坡體失穩(wěn)。應(yīng)對坡面排水設(shè)施如截水溝、急流槽等進行加固。加固的方法通常是采用漿砌片石鋪筑。
5、精心的施工是各種排水設(shè)施充分發(fā)揮各自的排水作用的前提和保障
6、對不同道路、不同地理地質(zhì)情況應(yīng)采用不同的方法．做出合理、可靠的路基路面排水設(shè)計，使道路的排水成為一個完整的綜合排水系統(tǒng)，使不同水源的水都可以迅速、順暢地排向路界以外。
三、路基排水的含義及分類
路基排水就是指為保護路基具有足夠的強度和穩(wěn)定性，將路基范圍內(nèi)的土體濕度降低到一定的范圍內(nèi)所采取的匯集、排除地表水和地下水的措施。對路基有危害的水分為地面水和地下水兩類：
1、地面水包括雨水、雪水以及大小河溝溪水等，這是路基排水的主要方面，也是對路基造成危害的主要來源。
2、地下水包括氣帶水、潛水以及層間水等，它們對路基的危害程度因埋藏情況而異，輕者能使路基濕軟，腐蝕路基強度和路基的承載力。重者會引起凍脹、翻漿或造成邊坡滑塌，甚至整個路基沿傾斜基底滑動。
四、排水設(shè)計的原則
1、功能性原則
設(shè)計公路路基排水設(shè)施的目的，是為迅速排除落在公路路基界內(nèi)的地表水，將公路路基上側(cè)方的地表水和地下水排到公路路基的下側(cè)方，以防止公路路基機遭受地表水和地下水的浸濕、沖刷等損害作用。而這些排水設(shè)施在實現(xiàn)其功能時，不應(yīng)造成壅水或阻水，不應(yīng)產(chǎn)生沖刷流速，也不應(yīng)影響公路上車輛的安全運行。
2、滿足設(shè)計標準和目標的原則
排水設(shè)計的標準應(yīng)同所設(shè)計公路的重要性以及水對毗鄰財產(chǎn)可能產(chǎn)生的危害性相適應(yīng)。排水設(shè)計的目標是提供功能完善、維修便利和造價合理的最佳路基排水設(shè)施方案。
3、協(xié)調(diào)性原則
排水設(shè)計應(yīng)同當?shù)氐淖匀凰怠⒁延械幕蛞?guī)劃的水利設(shè)施(灌溉排水、河川治理或水土保持等)、公共下水道、地下管線等協(xié)調(diào)配合。
4、環(huán)境保護的原則
各項排水設(shè)施應(yīng)重視排水處理，防止排泄水沖毀農(nóng)田及其水利設(shè)施，防止沖刷地表引起水土流失，或者污染水源。
5、維修便利的原則
各項排水設(shè)施的設(shè)計斷面尺寸，除應(yīng)滿足排泄設(shè)計流量的要求外，還應(yīng)符合在使用過程中便于檢查、維護和修理的要求。
四、排水設(shè)計的內(nèi)容和步驟
公路路基排水設(shè)計應(yīng)依據(jù)公路等級和排水類型確定設(shè)計所需的內(nèi)容和步驟。重要排水設(shè)計設(shè)施的設(shè)計內(nèi)容和步驟主要包括：調(diào)查和采集數(shù)據(jù)，排水設(shè)施布設(shè)，水文分析，水力計算，結(jié)構(gòu)設(shè)計，沖刷防護考慮等。
1、調(diào)查和采集數(shù)據(jù)
查閱有關(guān)文獻，實地調(diào)查公路路基沿線地區(qū)的自然生態(tài)環(huán)境及社會經(jīng)濟狀況，必要時進行適當?shù)臏y量、鉆探和試驗分析。自然生態(tài)環(huán)境資料包括：公路路基沿線匯水區(qū)的特性、地形、地貌、河川水系； 公路路基沿線匯水區(qū)的地質(zhì)特性、土壤類型和性質(zhì)；公路路基沿線匯水區(qū)的地表覆蓋情況，植物生態(tài)分布；公路路基沿線匯水區(qū)的地下水類型和補給來源，地下水水位、流向和流速，涌水或泉水出露位置和流量； 當?shù)氐臍庀筚Y料(降雨強度、時間分布和延時、溫度等)；公路路基沿線匯水區(qū)水系的水位和流量，河道沖於情況等。
社會經(jīng)濟狀況資料包括：公路路基沿線匯水區(qū)內(nèi)的土地利用情況；公路路基沿線匯水區(qū)和附近地區(qū)的水土保持措施及水利設(shè)施；公路路基沿線匯水區(qū)和附近地區(qū)的有關(guān)防洪排水、河道整治、土地開發(fā)或城市發(fā)展規(guī)劃等。
2、排水設(shè)施布設(shè)
選取各種排水設(shè)施，如溝渠、管道、急流槽、跌水、攔水帶、進(出)水口、集水井、滲溝、透水管等，以攔截、匯集、攔蓄、輸送或排放地表水或地下水，并進行平面和縱斷面布置，形成合適的排水系統(tǒng)。
3、水文分析
依據(jù)匯水區(qū)內(nèi)的氣象、水文和地形地貌資料，或參考臨近既有排水構(gòu)造物的有關(guān)資料，分析水文特點，估算各項排水設(shè)施需排泄的設(shè)計徑流量。
4、水力計算
依據(jù)各項排水設(shè)施的設(shè)計徑流量，進行水力計算，以確定各項排水設(shè)施所需的設(shè)計斷面，并檢驗其流速是否在最大和最小允許范圍內(nèi)。
5、結(jié)構(gòu)設(shè)計
根據(jù)水利條件和計算結(jié)果、地質(zhì)和土壤情況、維護要求等，進行各項排水設(shè)施的材料選用和結(jié)構(gòu)設(shè)計
6、沖刷防護進行出水口處的流水沖刷檢查，考慮相應(yīng)的沖刷防護措施。
五、路基地下排水設(shè)施及施工要點
當路基范圍內(nèi)出露地下水或地下水位較高，影響路基強度和邊坡穩(wěn)定時，應(yīng)設(shè)置暗溝(管)、滲溝、檢查井等地下排水設(shè)施。采用地下排水設(shè)施的類型、位置及尺寸應(yīng)由地質(zhì)和水文地質(zhì)條件決定。
1、地下排水設(shè)施類型
對路基有危害的地下水，應(yīng)根據(jù)地下水類型，含水層埋藏深度，底層的滲透系數(shù)等條件，選用明溝、排水槽、滲水暗溝、滲水隧道、滲井、滲管等。
2、各種類型地下排水設(shè)施的施工
（一）一般當?shù)叵滤癫販\或無固定含水層時，可采用明溝、排水槽、滲水暗溝等，地下水埋藏較深或為固定含水層時，可采用滲水隧道、滲井、滲管等。
（二）滲水暗溝的縱坡一般不宜大于0．5％，不宜小于0．2％，而且要有防淤措施。滲水暗溝，滲水隧道的斷面尺寸，應(yīng)根據(jù)埋藏深度，施工和維修條件確定。一般寬度不宜小于I．2m，滲水暗溝的排水孔應(yīng)在冰凍線以下0．5m，截水的滲水暗溝的基底應(yīng)埋入隔水層不少于0．5m，邊坡滲溝，支撐滲溝的基底應(yīng)設(shè)置在含水層以下堅實的土層上。
（三）滲溝和滲水隧道的截水部分可采取砂礫石，土工纖維做反濾層。砂礫石反濾層的層數(shù)，厚度和顆粒級配的要求，根據(jù)坑壁土質(zhì)和反濾層材料計算確定。砂礫石應(yīng)篩選清洗，其中顆粒小于0．15mm的含量不大干5％。無砂混凝土塊板反濾層的厚度可采用10-20cm，當坑壁土質(zhì)為粘性土或粉細砂時，在無砂混凝土塊板外側(cè)，應(yīng)加設(shè)10-20cm厚的中粗砂或土工纖維反濾層。
（四）滲水暗溝每隔30m，滲水隧道每隔120m和平面轉(zhuǎn)折及縱坡變坡點處，應(yīng)設(shè)置檢查井。
結(jié)論
公路建設(shè)加快，路基排水設(shè)計不當而造成的工程病害日益增多，直接造成國家財產(chǎn)的損失。因此，高速公路路基排水設(shè)計的重要性愈益突出，對保證高速公路的使用性能和使用壽命十分重要。施工單位應(yīng)該引起高度重視，對于設(shè)計施工中每一個細節(jié)做到精益求精，這樣才能使公路建設(shè)更加順利、完善！
【參考文獻】
[1]鄧學(xué)鈞，路基路面工程[M]．北京：人民交通出版社，2010．
[2]姚祖康，公路排水設(shè)計手冊[M]．北京：人民交通出版社，2012．
【關(guān)鍵詞】地下室；抗浮設(shè)計；問題
隨著社會經(jīng)濟、城市建設(shè)的發(fā)展，人們對地下空間的需求不斷增長，地下工程在整個建設(shè)項目中所占的比重越來越大。近幾年來，有不少地下室因地下水的作用而造成工程事故，如出現(xiàn)裂縫、漏水、地下室底板局部拱起甚至地下室上浮及結(jié)構(gòu)破壞等，處理起來非常棘手且效果不好。在多個地下室因水浮力作用而引發(fā)的工程事故中，主要是由于設(shè)計人員對地下水的作用認識不足，抗浮設(shè)計的基本概念不清晰造成的。本文根據(jù)審查工程中地下室抗浮設(shè)計出現(xiàn)的一些問題，總結(jié)以下幾方面在設(shè)計時需加以注意。
1、確定科學(xué)合理的抗浮設(shè)防水位
規(guī)范規(guī)定建筑物在施工及使用階段均應(yīng)符合抗浮穩(wěn)定性要求。在建筑物施工階段，應(yīng)根據(jù)施工期間的抗浮設(shè)防水位和抗力荷載進行抗浮驗算，必要時采取可靠的降、排水措施滿足抗浮穩(wěn)定要求；在建筑物使用階段，應(yīng)根據(jù)設(shè)計基準期抗浮設(shè)防水位進行抗浮驗算。驗算地下水對結(jié)構(gòu)物的作用時，原則上應(yīng)按勘察報告提供的設(shè)防水位計算水浮力。確定一個科學(xué)合理的抗浮設(shè)防水位對于地下室的結(jié)構(gòu)設(shè)計是很重要的。抗浮水位、防水水位和設(shè)防水位這三個術(shù)語的意義不同，抗浮水位是指抗浮設(shè)計時控制浮力的水位，防水水位是地下水防水設(shè)計時控制設(shè)計的水位，對同一個場地而言，有些情況下水位是相同的，但有些情況可能不相同。設(shè)防水位的含義應(yīng)該更具有嚴格的內(nèi)涵，抗浮水位與抗浮設(shè)防水位嚴格程度不同，抗浮設(shè)防水位應(yīng)該包含有多少年一遇的水位，或者超越概率，如果沒有歷史資料可以作概率分析，這個水位沒有多少年一遇的內(nèi)涵，則只能通稱為抗浮水位而不能說是抗浮設(shè)防水位。由于分析設(shè)防水位的超越概率需要長期觀測的地下水歷史資料，對于沒有建立長期觀測地下水位站網(wǎng)的城市和地區(qū)，僅憑勘察時觀測的地下水位作為設(shè)防水位是不確切的。
2、抗浮計算
局部抗浮，一般按照1.05F（浮力）—0.9G（自重+覆重）
3、抗浮設(shè)計
抗浮設(shè)計首先應(yīng)考慮采用增加自重或覆土的辦法，即自重平衡法來平衡地下水浮力。無論采用增加結(jié)構(gòu)自重，還是增設(shè)覆重，都是要按照經(jīng)濟合理的原則進行處理的，是有限度的。通常在防水底板上增設(shè)回填土、灰土墊層、毛石混凝土、素混凝土層等，有的采用鐵屑混凝土（不建議采用）；另外在地下室頂板增設(shè)覆土，局部也可采用地下室底板外挑，比較經(jīng)濟有效。
如果采用自重或覆土加覆重辦法，抗浮計算仍不滿足時，可采用抗拔樁和錨桿處理。采用抗浮樁或抗浮錨桿等措施，應(yīng)在基坑開挖前確定抗浮設(shè)計方案。以便于基坑槽、抗浮樁施工及本工程基坑降水與邊坡支護、基礎(chǔ)施工等后續(xù)工藝的銜接。抗浮樁或錨桿設(shè)計所需各巖土層相關(guān)參數(shù)可按巖土工程勘察報告提供值采用。采用配重加錨桿相結(jié)合的方案，錨桿的孔徑150mm，200mm較為常用，具體設(shè)計可由抗拔試驗數(shù)據(jù)確定。
4、抗浮設(shè)計的問題及處理
（1）對于地下水位較低的情況，通常僅按構(gòu)造要求，設(shè)構(gòu)造防水底板，板厚不小于250mm，構(gòu)造配筋即可滿足要求。但是，實際工程中，有的工程地下水位較高（在底板之上），也采用構(gòu)造做法就不妥了，此時雖然整體抗浮滿足要求，但局部抗浮混凝土底板裂縫可能不滿足，獨立柱基與防水底板變形不協(xié)調(diào)，結(jié)果是因配筋過小導(dǎo)致防水底板開裂失效。
（2）地下水位較高時，應(yīng)特別注意只有地下室部分和地面上樓層不多時的抗浮計算。地下室車道、地下水池的抗浮驗算常常容易漏掉。
（3）地下室外墻（土壓力及水壓力）與防水底板（水壓力、上部荷載）不僅要滿足受力要求，還應(yīng)進行裂縫寬度的計算，裂縫寬度不得大于0.2mm，并不得貫通。
（4）需要明確地下工程防水混凝土迎水面鋼筋保護層厚度，有的設(shè)計取值偏小。應(yīng)注意防水底板與墻柱基礎(chǔ)，以及防水底板與主樓基礎(chǔ)的連接，受力鋼筋的錨固與搭接要求。
（5）高層地下室采用獨立柱基或條基加抗水底板時，在抗水板下設(shè)褥墊，以保證實際受力與設(shè)計計算模型相同。高層建筑地下室設(shè)計時，當?shù)装逑碌耐临|(zhì)較好時，地下室底板自重、地下室隔墻和水池等荷載考慮由底板下的土層直接承受，應(yīng)要求不擾動土層、對遇到軟弱土時的處理方法，超開挖或者標高變化處的回填土的施工應(yīng)提出明確的要求，回填土未加處理將引起底板開裂。
（6）當采用抗浮樁時，樁基不能既作抗拔樁，又同時作為承壓樁來設(shè)計，因為樁只有變形才發(fā)揮作用，相反方向的變形會導(dǎo)致樁基失效而不安全。
（7）抗浮設(shè)計時，后澆帶應(yīng)有措施保證抗水板不出現(xiàn)薄弱點及漏點。
（8）抗拔樁設(shè)計時，樁身配筋量不能僅按強度要求進行計算，往往缺少裂縫寬度驗算。按裂縫寬度控制計算結(jié)果的配筋量遠大于按強度要求計算的配筋量。采用預(yù)制樁作為抗拔樁時，往往只注意樁身的抗拉強度要求，樁基與承臺間連接鋼筋的強度要求接樁段的裂縫寬度要求常常被忽視。
（9）抗拔樁計算問題：抗拔樁配筋計算時荷載分項系數(shù)取1.0有誤（審查中發(fā)現(xiàn)，抗浮計算時水浮力和壓重分項系數(shù)均取1.0計算，當水浮力大于壓重時，抗拔樁樁身配筋按（水浮力一壓重，鋼筋強度計算，嚴重錯誤）。地下室底板的強度計算時（水位較高，總豎向荷載往上）（樁基時不同），板、覆土的自重的荷載分項系數(shù)取1.2有誤，根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范）GB50009—2012第3.2.54條荷載分項系數(shù)應(yīng)取1.0。抗浮計算時，板、覆土的自重的荷載分項系數(shù)應(yīng)取0.9進行折減。
（10）有些設(shè)計人員往往忽視施工對地下室抗浮的重要性，在結(jié)構(gòu)設(shè)計說明中必須明確降排水要求，包括停止降水的時間（不留降水盲點，雨季必要時應(yīng)另有要求和措施），主樓及地下室施工完成的進度，必須具備的條件，如基礎(chǔ)底板及頂板上覆重完成等；另外還要明確荷重要求，墊層的密度、壓實系數(shù)等要求。
【關(guān)鍵詞】工程地質(zhì)勘測；水文地質(zhì)；危害影響
1.水文地質(zhì)勘察設(shè)計
所謂水文地質(zhì)勘察工作就是指通過多種勘察途徑了解地下水的形成原因以及分布情況。在勘察工作的基礎(chǔ)上，對地下水運動進行科學(xué)評價。評價內(nèi)容主要包括地下水總量和地下水性質(zhì)。在勘察過程中，需要站在施工角度預(yù)先處理各類問題，以保證工程能夠順利完工。埋藏在地下水位之下的建筑物基礎(chǔ)中，水可能會對混凝土、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋以及鋼結(jié)構(gòu)整體造成影響，可能會出現(xiàn)不同程度的腐蝕。若地基基礎(chǔ)壓縮層所在范圍內(nèi)有松散或者是飽和的粉細砂、粉土等，就需分析產(chǎn)生液化、流沙的可能性。若基礎(chǔ)下部位置存在承壓含水層，則需要對基坑開挖結(jié)束后承壓水是否對基坑地板造成破壞進行研究。若工程建設(shè)中需要在地下水位之下開展基坑開挖工作，則需要對工程所在區(qū)域的土壤滲透性以及富水性進行試驗分析。另外，還需要對人工降水造成的土置下降和邊坡穩(wěn)定性變化等進行評估，還需要對可能會對周邊事物造成的影響類型以及影響程度進行判斷。
2.水文地質(zhì)對工程勘測的不良影響
2.1潛水位上升危害
對某工程進行工程地質(zhì)勘查發(fā)現(xiàn)，施工所在區(qū)域的地下水主要是孔隙潛水，年水位變化幅度較小，主要分布于砂礫層，通過大氣降水與地下徑流補給。在建筑施工過程中，對當?shù)睾恿鳌⒑醇疤鞖猸h(huán)境因素等沒有充分考慮，在建筑工程施工影響下導(dǎo)致潛水位出現(xiàn)起伏，最終導(dǎo)致潛水位上升，建筑工程難以順利展開施工工作，對工程的影響較大。如當潛水位上升時，會使沙質(zhì)土或粉質(zhì)土的含水量增大，含水量出現(xiàn)飽和狀態(tài)時，造成流砂、管涌、砂土液化等現(xiàn)象，增加了建筑工程施工風險；當潛水位上升時，易造成工程地基隆起或發(fā)生側(cè)移，地基側(cè)移會導(dǎo)致工程主體傾斜，出現(xiàn)墻體破裂；而地基隆起則會導(dǎo)致工程穩(wěn)固性下降，出現(xiàn)地基上浮。當潛水位上升到一定的高度時，地下室會發(fā)生漏水、滲水等現(xiàn)象，對地下室的使用功能造成影響。潛水位上升后，建筑工程地基中的粘性土質(zhì)含水量增加，地基軟化，從而導(dǎo)致地基穩(wěn)固性下降，出現(xiàn)工程的主體結(jié)構(gòu)發(fā)生沉降變形；當潛水位上升時，土壤化學(xué)結(jié)構(gòu)會隨之發(fā)生變化，出現(xiàn)沼澤化傾向，從而對建筑工程的地下結(jié)構(gòu)發(fā)生腐蝕現(xiàn)象，嚴重影響了建筑工程地基穩(wěn)固。
2.2地下水波動危害
地下水發(fā)生波動主要是由于降水量、大氣氣壓及水庫水位發(fā)生變化而導(dǎo)致的，根據(jù)工程地質(zhì)勘查結(jié)果發(fā)現(xiàn)，水文地質(zhì)波動會導(dǎo)致巖土產(chǎn)生收縮及膨脹現(xiàn)象，水位變化頻繁，當巖土收縮膨脹的幅度較大時，或遠遠超出正常范圍時，會導(dǎo)致地基出現(xiàn)裂縫，從而造成建筑物主體結(jié)構(gòu)破壞。不僅如此，地下水位發(fā)生波動會導(dǎo)致含鹽地層溶解，建筑工程的主體結(jié)構(gòu)發(fā)生位移，從而影響了建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。最后，當?shù)叵滤话l(fā)生適當波動時會增加土體的壓力，提高土體密實度。但當外界的壓力遠遠超出正常范圍時，會出現(xiàn)管涌及基坑突涌的現(xiàn)象。
3.應(yīng)對措施
3.1勘察施工基本要求
水文地質(zhì)巖土工程勘察內(nèi)容繁雜，要求高，需要注重細節(jié)處理以及對各環(huán)節(jié)的嚴格管控。在勘察之前，需進行環(huán)境調(diào)查和地質(zhì)勘測，在調(diào)查勘測結(jié)果的基礎(chǔ)上就工程地質(zhì)問題以及地質(zhì)條件的變化規(guī)律M行研究，制定科學(xué)的鉆孔方案。在鉆孔時，結(jié)合現(xiàn)場可能存在的地質(zhì)問題進行鉆孔的布置工作，保證布孔的合理性，相鄰鉆孔之間需保持適宜的距離，鉆孔深度需達到勘察的基本要求。鉆探工藝、鉆探記錄以及鉆探取樣都必須嚴格遵守相關(guān)規(guī)范進行。按照當前行業(yè)規(guī)定和技術(shù)要求開展地質(zhì)勘察、測繪、遙感、物探、鉆探、原位測試以及土工試驗等工作內(nèi)容，并整合相關(guān)勘測資料，相互補充和驗證，編制最為完整和準確的地質(zhì)報告文件，在總結(jié)報告中客觀和完整反饋地質(zhì)信息和測試結(jié)果。為了保證勘測結(jié)果的準確，應(yīng)對相關(guān)工作人員進行系統(tǒng)的培訓(xùn)和考核，提高工作人員的專業(yè)技能水平，在實際工作中，需總結(jié)實踐經(jīng)驗，提高工程地質(zhì)勘察水平。在地下水位和上、地下水位變動帶和地下水以下，其變化規(guī)律一般如下：
土體從上至下，天然含水量、孔隙比先由小變大，再由大變小，壓縮模量和承載力會先由大變小，再由小變大。造成這一現(xiàn)象的主要原因是地下水位以上經(jīng)過長時間的雨水侵蝕，鐵鋁元素不斷富集使土顆粒不斷粘結(jié)，形成“硬殼層”，所以含水量和孔隙小，但是壓縮模量和承載力不斷增加。位于地下水位變動帶的土層因為地下水的反復(fù)運用，土壤中的鐵鋁元素不斷流失，土質(zhì)松軟，含水量和孔隙比較大，而壓縮模量和承載力降低。位于地下水位以下的土層，因為地下水運動較為緩慢，對土層的影響較小，但是因為覆土層的負荷，土壤密實度較高。
3.2重點測試水理性質(zhì)
巖土的性質(zhì)如硬度、強度和易變形度等都嚴重受到巖土的水理性質(zhì)的干擾，進而影響到工程勘測的安全性，在進行巖土勘測的過程時，應(yīng)該主要勘測這些因素：柔軟性、吸水性、可塑性和脹縮性等等。地下水根據(jù)其具體的物理屬性分為毛細管水、結(jié)合水以及重力水。三者的內(nèi)在含義與具體區(qū)別在此就不做過多的介紹。通常在自然和人為作用的基礎(chǔ)下，重力水可以隨意活動在巖土層中，是巖土層水理性質(zhì)的主要影響因素。重力水是狹義上的地下水，也是我們工程勘測中水文地質(zhì)分析的主要對象，要充分對重力水的地質(zhì)參數(shù)進行測試，從而分析水文地質(zhì)可能帶來的危害。
4.水文地質(zhì)危害的對策研究
工程地質(zhì)勘測的最終結(jié)果是以研究報告的形式展現(xiàn)給大家，報告的基本依據(jù)包括地基設(shè)計、施工條件等。研究報告的合理與否直接關(guān)系到施工的安全可靠。根據(jù)以往的經(jīng)驗表明，研究報告的內(nèi)容一般包括：地下水的種類、地下水的分布情況、巖土種類、巖土高度、地下水位的變化狀況、水文地質(zhì)的相關(guān)具體參數(shù)（滲透系數(shù)、給水度以及膨脹率、軟化系數(shù)等）以及水流量等等。除此之外，工程勘測過程必須在查明工程地質(zhì)的條件之后，要根據(jù)工程建設(shè)的具體需求和地質(zhì)特點，分析地質(zhì)環(huán)境會給工程實施帶來的影響，找出可能存在的危害，提前做好預(yù)防措施。運用高密度電法勘探和激發(fā)極化法電法相結(jié)合的手法，將調(diào)查的重點放在平時普通勘測難以進行的地域上，確保勘查的深度與準確度。
5.結(jié)束語
綜上所述，水文地質(zhì)情況對工程地質(zhì)勘查工作會產(chǎn)生較大的影響，所以需要做好水文地質(zhì)勘查前的設(shè)計工作，重點加強對潛水位上升、地下水波動等情況的分析，在工程地質(zhì)勘查中，遵循基本規(guī)范要求，做好水文地質(zhì)危害的預(yù)防工作。希望本文能夠具有一定的參考價值。
參考文獻：
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