工程地质勘察与水文地质评价的分析要点

期刊: 环球科学 DOI: PDF下载

王玉刚、闫怀进、聂晶杰

青岛地质工程勘察院(青岛地质勘查开发局)山东省青岛市266100

摘要

工程地质勘察与水文地质评价是确保工程建设安全、经济和可持续发展的基础工作。在工程建设过程中,地质条件和地下水状况对工程设计、施工和运营具有重要影响。因此,深入分析和准确评价工程地质和水文地质条件,对于保障工程质量和避免地质灾害具有重要意义。


关键词

工程地质勘察;水文地质评价;要点分析

正文


 

1工程地质勘察与水文地质评价的重要性

1.1工程地质勘察的作用

工程地质勘察是通过一系列的地质调查、勘探和试验工作,获取工程建设场地的地质信息,包括地层结构、岩石性质、地质构造、地下水状况等。这些信息对于工程设计至关重要,因为它们直接影响到建筑物的基础形式、尺寸和施工方法。例如,对于高层建筑而言,了解地下岩土层的承载力和稳定性是至关重要的,以确保建筑物在使用期间的安全性。

1.2水文地质评价的重要性

水文地质评价主要关注地下水的分布、运动规律及其与工程的相互作用。地下水不仅影响工程地质条件,还可能引起诸如地面沉降、岩溶塌陷、边坡失稳等地质灾害。因此,准确评估地下水对工程的影响,对于预防和减轻这些灾害具有重要意义。此外,水文地质评价还能为工程提供水资源利用和环境保护方面的依据。

 

2工程地质勘察要点分析

2.1地质构造分析

地质构造分析在工程地质勘察中占据着至关重要的地位,它是整个勘察工作的基础。这一过程主要关注于识别和评估各种地质构造,尤其是断层和褶皱等关键结构。通过对地质图和遥感影像的深入研究,结合实地调查和勘探,地质学家能够对地质构造的分布特征、规模大小以及活动性程度进行详尽的分析和研究。

在进行地质构造分析时,地质学家会利用多种技术手段和工具,如地质图、遥感影像、钻探数据和地震波探测等。这些方法能够提供关于地下结构的详细信息,帮助地质学家更好地理解地质构造的形成机制和演化过程。通过对这些数据的综合分析,地质学家可以评估地质构造对工程项目的潜在影响,从而为工程设计和施工提供科学依据。

此外,地质构造分析还涉及到对地质构造活动历史的研究,包括其形成时间、活动频率以及可能的未来发展趋势。这些信息对于评估地质构造的稳定性及其对周边环境和人类活动的影响至关重要。通过对地质构造的全面分析,工程师和地质学家能够制定出更为合理和安全的工程方案,确保工程项目的顺利进行和长期稳定运行。

2.2岩土体特性分析

岩土体特性分析是一项至关重要的工作,它涵盖了对岩石和土体的物理力学性质、分布规律以及层序结构的详细研究。通过对岩石和土体的深入分析,我们可以更好地理解其在不同环境和荷载条件下的行为。为了获取这些关键信息,工程师和地质学家通常会采用一系列科学的方法和技术手段,包括但不限于钻探、取样和室内试验。

通过钻探技术,可以在地表以下不同深度获取岩土样本,这些样本能够反映出地下岩土体的实际状况。取样过程则需要严格按照科学规范进行,以确保样本的代表性和准确性。取样完成后,室内试验成为获取岩土体详细参数的关键步骤。这些试验包括但不限于测定岩土体的密度、含水量、抗压强度、抗剪强度、渗透性等重要参数。

密度测试可以揭示岩土体的紧密程度和孔隙率,而含水量测定则有助于了解岩土体中的水分含量及其对力学性质的影响。抗压强度试验则直接关系到岩土体在承受荷载时的稳定性,是评估其承载能力的重要指标。通过这些详细的参数测定,工程师可以更准确地评估岩土体的力学行为,从而为工程设计提供坚实可靠的依据。

2.3地下水影响分析

在进行地下水影响分析时,首先需要对地下水的赋存状态进行详细调查。地下水主要存在于岩石和土体的孔隙、裂隙和溶洞中,其分布特征受到地质构造、岩土体特性和地形地貌等多种因素的影响。通过钻探、抽水试验和地下水位监测等手段,可以获取地下水的埋藏深度、水位变化规律和补给排泄条件等关键信息。

其次,地下水的运动规律也是分析的重点。地下水的流动受到水力梯度、渗透系数和含水层结构等因素的控制。通过建立地下水流动模型,可以预测地下水在不同条件下的运动趋势,为工程设计提供科学依据。例如,在基坑开挖过程中,了解地下水的运动规律有助于制定有效的降水方案,防止基坑涌水和周边环境的水位下降。

此外,地下水的化学性质也不容忽视。地下水中的化学成分可能对工程材料产生腐蚀作用,影响工程结构的耐久性。因此,需要对地下水的pH值、矿化度、硬度等化学指标进行测定,并评估其对工程材料的潜在影响。

 

3水文地质评价要点分析

3.1地下水系统分析

地下水系统分析是水文地质评价的核心内容之一,它涉及到对地下水的补给、径流和排泄过程的全面研究。通过对地下水系统的深入分析,可以更好地理解地下水的动态变化规律,为水资源的合理开发和保护提供科学依据。

地下水补给是指地下水通过各种途径获得水量的过程,主要包括大气降水、地表水体入渗、灌溉回归水和地下水侧向补给等。在进行地下水补给分析时,需要考虑当地的气候条件、地形地貌、土壤类型和植被覆盖等因素。通过收集和分析降雨量、蒸发量、入渗率等数据,可以估算地下水的补给量。此外,利用同位素示踪技术可以追踪地下水的补给来源,进一步提高补给分析的准确性。

地下水径流是指地下水在地下流动的过程,其速度和方向受到地下水位、含水层结构和地形地貌等因素的影响。在进行地下水径流分析时,需要建立地下水流动模型,模拟地下水在不同条件下的流动路径和速度。通过钻探、水位监测和示踪试验等手段,可以获取地下水的流动特征和径流规律。这些信息对于评估地下水的可开采量、预测地下水污染的传播路径以及制定地下水保护措施具有重要意义。

地下水排泄是指地下水通过各种途径流出含水层的过程,主要包括泉流、河流排泄、人工开采和地下水向海洋的排泄等。在进行地下水排泄分析时,需要考虑地下水位、含水层的透水性以及周边水体的水位等因素。通过收集和分析地下水排泄量、排泄速率和排泄点分布等数据,可以评估地下水的排泄特征。此外,利用地下水化学分析技术可以了解地下水的排泄途径和排泄过程中的化学变化,为地下水污染治理提供依据。

3.2地下水污染风险评价

地下水污染源主要包括工业废水、生活污水、农业面源污染和固体废物渗滤液等。在进行地下水污染源分析时,需要调查和识别各种潜在的污染源,评估其污染负荷和排放特征。通过收集和分析污染源的种类、数量、排放方式和排放历史等数据,可以确定地下水污染的主要来源。

污染物在地下水中的迁移转化规律受到地下水流动、化学反应和生物降解等因素的影响。在进行污染物迁移转化规律分析时,需要建立污染物迁移转化模型,模拟污染物在地下水中的运动路径和变化过程。通过收集和分析污染物的浓度、迁移速率和转化产物等数据,可以评估污染物对地下水的潜在影响。

地下水污染敏感性是指地下水系统对污染物的敏感程度,它受到地质构造、岩土体特性、地下水流动条件和人类活动等因素的影响。在进行地下水污染敏感性评价时,需要综合考虑各种因素,评估地下水系统对污染物的敏感性。通过建立地下水污染敏感性评价模型,可以确定地下水污染的高风险区域,为地下水污染防治提供依据。

3.3地下水与工程相互作用分析

地下水与工程相互作用的分析是一个复杂而重要的领域,它主要关注地下水对工程结构稳定性的影响,同时也考虑工程建设对地下水环境所带来的各种影响。具体来说,这包括地下水位的变化、渗流作用以及地下水化学性质的变化等因素,这些都会对工程的安全性和稳定性产生直接或间接的影响。

为了全面评估这些影响,通常会采用多种方法进行综合分析。首先,通过模拟计算,可以利用计算机模型来模拟地下水在不同条件下的流动和变化情况,从而预测其对工程结构可能产生的影响。这些模型通常会考虑地下水的流动规律、渗透性、压力分布等因素,以确保模拟结果的准确性。

其次,现场试验也是评估地下水与工程相互作用的重要手段。通过在实际工程现场进行一系列的试验,可以直接观察和测量地下水位的变化、渗流速度、渗透压力等关键参数。这些现场数据不仅可以验证模拟计算的准确性,还可以提供更为直观和具体的信息,帮助工程师更好地理解地下水与工程结构之间的相互作用机制。

 

4地下水管理与保护策略

4.1合理规划地下水的开采

通过建立一个全面的地下水动态监测系统,可以实时地掌握地下水位和水质的变化情况。这不仅有助于科学地制定地下水开采计划,还能有效避免过度开采导致的地下水位下降和含水层疏干的问题。此外,还应积极鼓励和推广节水技术的应用,以减少地下水的消耗,从而提高用水效率。通过这些措施,可以更好地保护和合理利用地下水资源,确保其可持续发展。同时,政府应制定严格的地下水管理法规,明确地下水开采的许可制度,确保开采活动在合法、合规的框架内进行。这包括对开采量、开采时间、开采区域等方面的限制,以及违规行为的处罚措施,以有效遏制非法开采行为。

在节水技术的推广方面,可以从多个层面入手。首先,加强对企业和个人的节水意识教育,让他们认识到节水的重要性和紧迫性。其次,通过财政补贴、税收减免等政策措施,鼓励和支持企业采用先进的节水技术和设备,降低用水成本,提高节水效果。同时,政府还可以加大对节水技术研发的投入,推动技术创新和产业升级,为节水事业提供有力的技术支撑。

此外,还应加强地下水资源的保护和修复工作。对于已经受到污染的地下水,要采取有效措施进行治理和修复,恢复其水质和生态功能。同时,加强地下水资源的保护力度,防止新的污染源对地下水造成危害。这包括加强工业废水、生活污水的排放管理,严格控制农药、化肥等农业面源污染物的使用,以及加强地下水保护区的建设和管理等方面的工作。

4.2加强地下水污染的预防和控制

为了保护和改善地下水环境,必须制定一系列严格的地下水污染防治法规。这些法规应明确规定限制有害物质的排放标准,确保工业废水和生活污水得到有效处理和回用。具体来说,应当加强对工业企业的监管,确保其废水处理设施运行正常,并达到排放标准。同时,生活污水处理设施也应得到充分建设和升级,以满足日益增长的污水处理需求。

此外,推广绿色农业也是降低地下水污染的重要措施之一。通过减少化肥和农药的使用,可以有效降低农业面源污染对地下水的影响。这不仅需要政府出台相应的政策支持,还需要加强对农民的培训和指导,推广使用有机肥料和生物农药等环保农业技术。通过这些措施,可以从根本上减少农业活动对地下水的污染,保护地下水资源的可持续利用。

4.3建立地下水监测网络

地下水监测井的布设需要根据地质条件、地下水流动路径以及人类活动的影响范围来进行科学规划。这样可以确保监测数据的代表性和准确性。在布设完成后,定期采集地下水样,通过实验室分析,可以检测出水样中的各种污染物,如重金属、有机污染物、细菌等。这些数据可以揭示地下水污染的来源、程度和范围,从而为制定有效的污染治理方案提供依据。此外,地下水监测数据还可以用于评估地下水管理措施的效果。例如,通过对比实施某项管理措施前后的监测数据,可以判断该措施是否有效,是否需要进一步调整或优化。

4.4公众参与和宣传教育

通过广泛传播和普及关于地下水保护的相关知识,可以显著提高公众对地下水重要性的认识和理解。为了进一步推动地下水保护工作,应当鼓励公众积极参与各类地下水保护活动,例如参与地下水监测的志愿者项目。通过这些活动,公众不仅能亲身体验和了解地下水保护的实际工作,还能为地下水保护工作贡献自己的力量,从而有效提升地下水保护的实施效果。

 

结语:

工程地质勘察与水文地质评价是确保工程建设安全、经济和可持续发展的关键环节。通过系统地分析地质构造、岩土体特性、地下水影响等要点,可以为工程设计、施工和运营提供科学依据。未来应进一步加强地质勘察和水文地质评价的技术研究,提高评价精度和效率,为工程建设提供更加可靠的技术支持。

 

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