地下水對(duì)環(huán)境地質(zhì)造成的影響探析

■陳和軍

（新疆地礦局第二水文工程地質(zhì)大隊(duì)　新疆　昌吉　831100）

地下水對(duì)環(huán)境地質(zhì)造成的影響探析

■陳和軍

（新疆地礦局第二水文工程地質(zhì)大隊(duì)新疆昌吉831100）

地下水是水文循環(huán)的重要環(huán)節(jié)，過量開發(fā)或排除地下水所造成的地下水位下降，會(huì)引起一系列嚴(yán)重的環(huán)境地質(zhì)問題。主要是水文循環(huán)平衡破壞、生態(tài)環(huán)境退化、水巖（土）力學(xué)平衡破壞以及滲流場(chǎng)平衡破壞等問題。本文對(duì)地下水引發(fā)的環(huán)境地質(zhì)問題進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析，并提出了如何改善的措施。

地下水危害環(huán)境地質(zhì)

1　地下水位

1.1地下水位測(cè)定

眾所周知，不存在水力聯(lián)系的各含水層具有各自的水位(潛水位或承壓水位)。在已廢止的1994版勘察規(guī)范中，由于歷史原因只要求測(cè)定初見水位和穩(wěn)定水位，后者規(guī)定在終孔后24小時(shí)測(cè)定。實(shí)際上測(cè)得的是混合水位，不能反映出各含水層的水位及其差異。在現(xiàn)用的市勘察規(guī)范中明確規(guī)定應(yīng)分層測(cè)定地下水位，并要求確保測(cè)定前止水質(zhì)量以保證測(cè)定水位的可靠性，對(duì)此，不少單位的對(duì)策是可取的，在勘探孔附近挖一個(gè)深度1m左右小坑或小洞直接測(cè)定初見水位，待次日進(jìn)場(chǎng)時(shí)測(cè)定穩(wěn)定水位，并取潛水樣；用具有測(cè)孔隙水壓力功能的多橋探頭，結(jié)合靜力觸探測(cè)試保證探頭在孔內(nèi)穩(wěn)定測(cè)試時(shí)間，同時(shí)測(cè)定各含水層的承壓水位；在勘探孔內(nèi)分層埋置孔隙水壓力探頭，分層測(cè)定各含水層的穩(wěn)定水位；有些單位則利用場(chǎng)地群孔勘探之便，在相應(yīng)的鉆孔中用傳統(tǒng)的埋管止水方法，分別在每一個(gè)孔中只測(cè)定一個(gè)含水層的地下水位。此法可免為測(cè)穩(wěn)定水位使鉆孔施工等待時(shí)間過長(zhǎng)之不足。

1.2地下水位動(dòng)態(tài)

潛水位主要受大氣降水/蒸發(fā)影響，豐水季節(jié)偏高，旱季偏低，規(guī)范推薦埋深在0.5m~1.5m是可行的。但要注意由于工程填、挖方活動(dòng)，使現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定水位可能小于0.5m或低于1.5m(埋、填方時(shí))。在勘察時(shí)應(yīng)記錄實(shí)際水位埋深，同時(shí)進(jìn)行分析。原因可能是布置的觀測(cè)孔離地表水體距離過遠(yuǎn)，超出地表水位周期漲落對(duì)岸側(cè)潛水位的影響范圍。眾所周知，地表水位周期性漲落對(duì)附近地下水位影響是隨著距離增大而減小直至消失；潛水位觀察孔觀察時(shí)間安排欠合理?；蛴^測(cè)次數(shù)過少，觀測(cè)間隔不均勻，或未及時(shí)測(cè)定相鄰地表水位。

2　地下水對(duì)工程造成的危害

2.1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(dāng)?shù)叵滤坏淖兓_(dá)到一定程度時(shí)，都會(huì)對(duì)巖土工程造成危害，第一種是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，其主要受地質(zhì)因素如含水層結(jié)構(gòu)、總體巖性產(chǎn)狀；水文氣象因素如降雨量、氣溫等及人為因素影響，有時(shí)往往是幾種因素的綜合結(jié)果。由于潛水面上升對(duì)巖土工程可能造成土壤沼澤化、鹽漬化，巖土及地下水對(duì)建筑物腐蝕性增強(qiáng)。斜坡、河岸等巖土體巖產(chǎn)生滑移、崩塌等不良地質(zhì)現(xiàn)象；第二種是地下水位下降引起的巖土工程危害。

2.2地下水頻繁升降對(duì)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(chǎn)生不均勻的脹縮變形，當(dāng)?shù)叵滤殿l繁時(shí).不僅使巖上的膨脹收縮變形往復(fù)，而且會(huì)導(dǎo)致巖土的膨脹收縮幅度不斷加大，進(jìn)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(dòng)帶內(nèi)由于地下水的滲透，會(huì)將土層中的鐵、鋁成分淋失，土層失去膠結(jié)物將造成土質(zhì)變松、含水量孔隙比增大，壓縮模量、承載力降低，給巖土工程帶來較大的麻煩。

2.3地下水動(dòng)壓力作用引起巖土工程危害

地下水在天然狀態(tài)下動(dòng)水壓力作用比較微弱，一般不會(huì)造成什么危害，但在人為工程活動(dòng)中由于改變地下水天然動(dòng)力平衡條件，在移動(dòng)的動(dòng)水壓力作用下，往往會(huì)引起一些嚴(yán)重的巖土工程危害，如流砂、管涌、基坑突涌等。流砂、管涌、基坑突涌的形成條件和防治措施在有關(guān)的工程地質(zhì)文獻(xiàn)已有較詳細(xì)的論述，這里不再重復(fù)。

3　地下水超采對(duì)環(huán)境地質(zhì)造成的危害

3.1水文循環(huán)平衡破壞，生態(tài)環(huán)境退化

地下水是水文循環(huán)的重要環(huán)節(jié)，過量開采地下水會(huì)破壞原有的水文循環(huán)。地下水集中排泄形成大泉，常構(gòu)成名勝古跡的精華，由于地下水位深降，千古傳頌的名泉（如濟(jì)南的趵突泉、太原的晉祠泉）或不復(fù)存在，或成了涓涓細(xì)流。由于地下水位深降，由地下水供應(yīng)的河水基流也減少以至消失，干旱半干旱地區(qū)的地表徑流也隨之衰減；地下水位降低使由淺埋地下水所維持的沼澤濕地被疏干，從而造成水棲候鳥及某些野生動(dòng)物如河貍、麋鹿等棲息地的衰亡，將會(huì)導(dǎo)致有關(guān)生物群消亡。半干旱地區(qū)，尤其是干旱地區(qū)的平原盆地地區(qū)，地下水位下降，包氣帶變厚的同時(shí)水分供應(yīng)不足，導(dǎo)致植被衰退。表土裸露且缺乏水分粘結(jié)，易遭風(fēng)蝕，從而造成土地沙化，導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境全面退化。

3.2地面沉降，坍塌

充盈于巖土空隙中的地下水，與巖土共同構(gòu)成一個(gè)力學(xué)平衡系統(tǒng)，孔隙水壓力與巖石骨架的有效應(yīng)力共同與總應(yīng)力相平衡。開采地下水引起水位下降后，由于孔隙水壓力降低，而總應(yīng)力沒有改變，因此有效應(yīng)力增加，巖土骨架因此發(fā)生釋水壓密。砂礫層基本呈彈性變形，地下水位復(fù)原時(shí)地層回彈；而粘性土層則為塑性變形，地下水位恢復(fù)時(shí)粘性土層的壓密基本不再回彈。因此，開采孔隙承壓含水系統(tǒng)會(huì)導(dǎo)致土層壓密，引起地形標(biāo)高的降低，即地面沉降；地面塌陷主要發(fā)生在平原隱伏巖溶區(qū)，該類地區(qū)為上覆松散沉積物的巖溶化巖層分布區(qū)，當(dāng)抽排巖溶水使其水位低于松散沉積物時(shí)，由于失去水的付托力的支撐，在下部隱藏有溶洞處，松散沉積物會(huì)坍落于洞穴中，在地表形成大量塌陷挖坑和漏斗，表現(xiàn)為地面塌陷。

4　結(jié)束語

在我國(guó)很多城市，地下水資源是主要利用的水資源類型，但是隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，地下水資源被過度開采，從而產(chǎn)生了諸多如地面塌陷、地面沉降、海水倒灌等問題，而且危害程度比較深，因此，要求要引起高度重視，減弱危害的擴(kuò)展，進(jìn)而保證我們的正常生活用水。這就需要加強(qiáng)對(duì)地下水資源過度開采的遏制，加強(qiáng)地下水在水文地質(zhì)勘查工作中的重視，提高建筑質(zhì)量，對(duì)造成問題的影響因素進(jìn)行信息收集和分析，結(jié)合勘察地區(qū)和建筑工程的實(shí)際情況，制定相應(yīng)的解決措施，保證水文地質(zhì)勘察工作的真實(shí)有效，以減少地下水過度開采對(duì)環(huán)境地質(zhì)產(chǎn)生的影響。

[1]殷勇，城市地下水開發(fā)引起的環(huán)境地質(zhì)問題芻議 [J].地下水，2013.

[2]陳元明，地裂縫發(fā)生發(fā)展過程中地下水的作用及防治對(duì)策 [J].中國(guó)西部科技，2013.

[3]王哲成，地下水超采引起的地裂縫災(zāi)害的研究進(jìn)展 [J].水文地質(zhì)工程地質(zhì)，2013.

P641.4+3[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-9-6-1