引論：我們?yōu)槟砹?3篇地下水定義范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時(shí)的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。
篇1
1引言
由于水源開采井相對(duì)集中、長期超采形成一畝泉地下水降落漏斗，該漏斗地處太行山山前沖洪積扇區(qū)，2010年低水位期，漏斗中心位于滿城縣城東南部的東佃莊[1]，水位埋深44.80m，水位標(biāo)高-12.88m，封閉等水位線-11m，封閉面積36.9km2，是保定市城區(qū)范圍內(nèi)最大的地下水降落漏斗。
本文通過對(duì)一畝泉水源地開采歷史調(diào)查，地下水水位動(dòng)態(tài)變化分析，研究一畝泉地下水水位降落漏斗發(fā)展趨勢(shì)，為地下水降落漏斗修復(fù)提供借鑒。
2水源地開采歷史與現(xiàn)狀
（1）開采歷史。一畝泉水源地于1956年建成第1眼供水井。水源地六十年代地下水開采量約2960×104m3/a、七十年代約4217×104m3/a、八十年代達(dá)到最高峰6708×104m3/a、九十年代約6551×104m3/a。2000年保定市引用西大洋地表水作為供水水源，地下水開采量開始減少，目前地下水開采量約1500～1700×104m3/a。
（2）開采現(xiàn)狀。一畝泉水源地除自來水公司水源井開采外還包括農(nóng)業(yè)井開采、企事業(yè)單位自備井開采，機(jī)井深度一般在100～120m，個(gè)別機(jī)井深度達(dá)150m。其中，自來水公司開采量約占總開采量的44.75%，地方小工業(yè)約占4.77%，農(nóng)業(yè)開采量約占47.31%，人畜用水約占3.17%，開采強(qiáng)度57.82～76.62m3×104/a?km2，機(jī)井開采密度約4.86眼/km2。
3地下水水位動(dòng)態(tài)變化分析
3.1地下水水位動(dòng)態(tài)變化
根據(jù)監(jiān)測(cè)資料，一畝泉區(qū)多年地下水水位動(dòng)態(tài)變化見圖1。
動(dòng)態(tài)變化特征分析：①水源地地下水水位雖有升有降，但總體呈下降趨勢(shì)，地下水水位由60年代初的25m下降到-4.6m左右，水位埋深由10m下降到40m左右。②1980C1989年、1991C1994年、1997C2006年，水源地地下水水位持續(xù)下降，下降主要受降水持續(xù)偏枯，開采量偏大所致。③水源地地下水水位動(dòng)態(tài)主要受降水、人工開采共同影響，其中人工開采占主導(dǎo)因子。
3.2地下水降落漏斗演變趨勢(shì)分析
（1）初步形成階段：水源地開采初期地下水水位標(biāo)高在27～30m之間，地下水自西向東徑流，水力坡度1.33‰～1.84‰，在開采井附近形成以單井為中心的水位降落漏斗，地下水水位等水位線呈局部彎曲狀。七十年代開始大量開采地下水，水位出現(xiàn)區(qū)域性下降，形成一畝泉漏斗雛形。
（2）加速演變階段：八十年代地下水開采量持續(xù)增加，形成一畝泉漏斗區(qū)，地下水流場(chǎng)由西向東流向轉(zhuǎn)變?yōu)橄蛞划€泉漏斗匯集。九十年代仍為地下水較強(qiáng)烈開采階段，由于一畝泉漏斗的形成及保定熱電排灰場(chǎng)（平原水庫）反漏斗的存在，地下水由西、北、東三個(gè)方向，向一畝泉漏斗區(qū)匯集。
（3）穩(wěn)定階段：2000年后水源地自來水生產(chǎn)井開采量減少，一畝泉漏斗區(qū)基本穩(wěn)定。西部補(bǔ)給邊界依然存在，北部補(bǔ)給邊界已不明顯，但在水源區(qū)東部仍形成補(bǔ)給邊界，水力坡度1.56‰左右;南部形成由南向北徑流邊界，水力坡度0.52‰。
4地下水水位恢復(fù)措施
（1）減少地下水開采量。隨著南水北調(diào)建成，保定市供水結(jié)構(gòu)將進(jìn)一步調(diào)整，地下水供水比重將進(jìn)一步降低，充分利用南水北調(diào)水源，進(jìn)一步壓縮自來水公司地下水開采量，逐步關(guān)閉水源區(qū)內(nèi)工農(nóng)業(yè)自備井，將有助于一畝泉水源地地下水水位恢復(fù)。
（2）人工干預(yù)地下水水位恢復(fù)。選擇合適位置，利用人工回灌補(bǔ)充地下水，一畝泉西南補(bǔ)給區(qū)（北伍候）單井回灌量可達(dá)40m3/h～60m3/h[2]，如采用地表水回灌地下水，將加速一畝泉水源地的水位恢復(fù)[3]。
（3）加大水源地保護(hù)力度。加強(qiáng)水資源管理，加強(qiáng)環(huán)境執(zhí)法監(jiān)察，嚴(yán)格按照國家、河北省有關(guān)法律法規(guī)要求及《保定市一畝泉水源地污染防治管理辦法》加大對(duì)一畝泉水源地的保護(hù)力度，切實(shí)保護(hù)地下水水源。
5結(jié)論與建議
一畝泉水源地地下水水位動(dòng)態(tài)主要受降水、人工開采的耦合作用影響，其中人工開采占主導(dǎo)因子。采取減少地下水開采量、人工回灌等措施有助于水源地地下水水位恢復(fù)。應(yīng)加大水源地保護(hù)力度，嚴(yán)格執(zhí)行國家、省市有關(guān)法律法規(guī)，確保水質(zhì)不受污染。隨著南水北調(diào)建成通水，進(jìn)一步壓縮地下水開采量，一畝泉水源地地下水水位將呈逐步恢復(fù)。
參考文獻(xiàn)
[1] 左洪臣，劉勝乾，等.河北省保定市地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)報(bào)告（2006-2010年）[R].河北省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站，2011。
篇2
目前，地下水污染問題越來越受到人們的關(guān)注。如何評(píng)價(jià)人為活動(dòng)和自然污染源可能造成影響，已經(jīng)成為環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)的核心內(nèi)容之一。《環(huán)境評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則》（HJ610-2011）[1]實(shí)施以來，要求一級(jí)評(píng)價(jià)項(xiàng)目對(duì)地下水水質(zhì)采用數(shù)值法進(jìn)行影響預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)，從而對(duì)預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)工作提出了新要求。污染源的形成、遷移和轉(zhuǎn)化過程極其繁雜，對(duì)水質(zhì)的變化及預(yù)測(cè)也是難題。國際上（美國、加拿大及歐盟各國）在這一領(lǐng)域有較為成熟的評(píng)價(jià)體系，如MapGIS下的DRASTIC模塊、GMS下的Mt3dmas模塊、Visual MODFLOW等[2]。由于我國在這一領(lǐng)域的研究起步較晚，還未形成自己的具有自主產(chǎn)權(quán)的評(píng)價(jià)體系，業(yè)內(nèi)人士大都是應(yīng)用上述軟件進(jìn)行預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)工作。雖然近幾年來在這一領(lǐng)域我國也得到了一些發(fā)展，但由于上述軟件界面多未漢化，使得應(yīng)用難以普遍，多局限于院校及科研單位。本文利用某礦山環(huán)境影響評(píng)價(jià)報(bào)告之地下水環(huán)境尾礦庫部分的溶質(zhì)運(yùn)移預(yù)測(cè)及評(píng)價(jià)的實(shí)例，簡(jiǎn)要介紹環(huán)境水文地質(zhì)試驗(yàn)和運(yùn)用地下水環(huán)境中的一維穩(wěn)定流動(dòng)溶質(zhì)彌散模型進(jìn)行預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)過程。這一彌散模型因其簡(jiǎn)捷易懂，可避難就簡(jiǎn)，這也是一維穩(wěn)定流動(dòng)溶質(zhì)彌散模型納入國家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)之緣由所在。
1彌散模型的選擇及參數(shù)涵義
與大多數(shù)尾礦庫一樣，實(shí)例中的尾礦庫也是建設(shè)在兩側(cè)為高山的狹窄地帶，天然流場(chǎng)地下水流向與山之走向平行，與設(shè)計(jì)初期壩近于垂直。所以，在預(yù)測(cè)沿流向方向和垂深方向溶質(zhì)濃度隨時(shí)間變化時(shí)，可選擇一維無限長多孔介質(zhì)柱體，一端為定濃度邊界一維穩(wěn)定流動(dòng)一維水動(dòng)力彌散模型進(jìn)行概化。以溝谷作中軸線，以中軸線于初期壩交點(diǎn)作原點(diǎn)，垂直于中軸線不同距離溶質(zhì)濃度隨時(shí)間變化時(shí)，可選擇連續(xù)注入平面點(diǎn)源一維穩(wěn)定流動(dòng)二維水動(dòng)力彌散模型進(jìn)行概化。
⑴一維半無限多孔介質(zhì)柱狀定濃度邊界預(yù)測(cè)模型
…………………………………………………………………………………（1）
式中，x為距注入點(diǎn)的距離（m）; t為時(shí)間（d）;為t時(shí)刻x處的污染質(zhì)濃度（mg/L）；C0為污染質(zhì)源匯濃度（初始濃度）（mg/L）；uT，uL分別為水平和垂直滲流速度（m/d）;DL為縱向彌散系數(shù)（m2/d）；Erfc()為余誤差函數(shù)[3]。
⑵連續(xù)注入污染質(zhì)—平面連續(xù)點(diǎn)源預(yù)測(cè)模型
………………………………………………………（2）
式中，x，y為計(jì)算點(diǎn)處位置坐標(biāo)（m）; M為含水層厚度（m）； mt為單位時(shí)間注入污染水的質(zhì)量（kg/d）；n為有效孔隙度; DT為y方向的彌散系數(shù)；（m2/d）；為第二類零級(jí)修正貝塞爾函數(shù)[3];為第一類越流系數(shù)井函數(shù)[3]。
2環(huán)境水文地質(zhì)試驗(yàn)
環(huán)境水文地質(zhì)試驗(yàn)需根據(jù)求得上式中各參數(shù)來進(jìn)行設(shè)計(jì)，其中彌散試驗(yàn)最重要。本案中考慮了巖土的吸附能力還進(jìn)行了淋濾試驗(yàn)，但未考慮化學(xué)分解及生物降解作用。限于篇幅，本文僅簡(jiǎn)要介紹彌散試驗(yàn)的過程及獲得的參數(shù)。根據(jù)土壤淋濾試驗(yàn)：土壤對(duì)淋濾液中Cu離子及Pb離子吸附能力在逐漸降低，至庫首已無吸附能力，轉(zhuǎn)變?yōu)榻馕寥乐械腃u進(jìn)入地下水。有鑒如此，在建立污染質(zhì)運(yùn)移數(shù)學(xué)模型時(shí)，不考慮考慮污染物在地下含水層中的吸附、揮發(fā)、生物化學(xué)反應(yīng)。
⑴綜合評(píng)價(jià)法污染因子的確定
按標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)及綜合評(píng)價(jià)法確定尾礦庫水質(zhì)均屬Ⅴ類（極差）。污染因子確定為重金屬Cu、Cd、Zn。本文僅以Cu為例。
⑵彌散試驗(yàn)
本次彌散試驗(yàn)的目的是確定基巖裂隙含水層的動(dòng)力彌散系數(shù)，為污染物在該含水層中的遷移、擴(kuò)散規(guī)律的預(yù)測(cè)提供基礎(chǔ)的水文地質(zhì)依據(jù)。
試驗(yàn)選位于礦尾礦庫的中部（如圖1所示），共由ZK57-1、ZK57-2、ZK57-3三個(gè)鉆孔組成，間距分別為1.50m和1.71m，孔深分別為20.50m和20.70m，分別揭穿了表層第四系粉質(zhì)粘土和侏羅系強(qiáng)風(fēng)化和中風(fēng)化砂巖。其中表層第四系殘坡積粉質(zhì)粘土結(jié)構(gòu)致密，為相對(duì)隔水層；侏羅系強(qiáng)風(fēng)化和中風(fēng)化砂巖裂隙較發(fā)育，富含基巖裂隙水，具承壓性。由于試驗(yàn)場(chǎng)地侏羅系砂巖裂隙含水層的滲透性較差，且天然條件下地下水的水力坡度較小（約為1.27%），地下水的流速非常緩慢，采用在人工抽水流場(chǎng)條件下進(jìn)行。ZK57-1抽水， ZK57-3、ZK57-2投放熒光素鈉示蹤劑示蹤劑，監(jiān)測(cè)抽水孔示蹤劑濃度的變化過程和電導(dǎo)率的變化情況，據(jù)此計(jì)算含水層的水動(dòng)力彌散系數(shù)和彌散度參數(shù)。監(jiān)測(cè)設(shè)備分別采用加拿大生產(chǎn)的GGUN-FL Fluorometer野外熒光分光光度計(jì)和Solinst Levelogger三參數(shù)地下水自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，前者監(jiān)測(cè)熒光增白劑和熒光素鈉的濃度變化，后者監(jiān)測(cè)氯化鈉示蹤劑引起的地下水電導(dǎo)率的變化。
彌散系數(shù)的確定
首先根據(jù)示蹤劑濃度歷時(shí)曲線，確定示蹤劑濃度峰值出現(xiàn)的時(shí)間（tm）和濃度峰值（Cm）;然后根據(jù); 繪制X-Y散點(diǎn)圖（圖2），可由在峰值出現(xiàn)前和出現(xiàn)后的數(shù)據(jù)各擬合一條直線，確定平均直線斜率K；
再計(jì)算縱向彌散系數(shù)和實(shí)際流速。接著，依據(jù)用所有的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)
橫向彌散系數(shù)DT，剔除一些明顯不合理的值后取平均值，得到橫向彌散系數(shù)DT均值。最后計(jì)算; 。
圖2X-Y散點(diǎn)圖
試驗(yàn)測(cè)得峰值濃度出現(xiàn)在13:41:44，濃度為67.1ppb。根據(jù)上述方法繪制散點(diǎn)圖得到兩條直線如圖2，求得平均斜率K=0.033，從而計(jì)算得到的彌散參數(shù)見表1。
表1彌散試驗(yàn)計(jì)算成果表
圖3-100米主要污染因子與時(shí)間變化曲線（左）和 重度污染深度與時(shí)間變化曲線（右）
（1）垂直方向：根據(jù)以上數(shù)據(jù)分析和結(jié)果（圖3），可得如下結(jié)論：各污染因子在垂直方向上同一標(biāo)高污染濃度是一個(gè)不斷增長的過程，且隨著時(shí)間的重度污染區(qū)不斷地加深，直至隔水底板。因而，為了防止污染源對(duì)深部地下水的污染，尾礦庫僅設(shè)置截水溝是永遠(yuǎn)不夠的，設(shè)置反濾層是唯一的選擇。
圖4 沿地下水流向重度污染隨時(shí)間擴(kuò)散曲線
（2）水平方向：從圖4可以看出：各污染因子沿地下水流向擴(kuò)散較快，二年后長度可達(dá)1.5km左右。其大致為一狹長舌狀。5年后，影響長度超過3.0km。庫區(qū)范圍由于受地形及地下水控制，寬度窄。流出山谷后，呈扇形擴(kuò)散，但速度有所減緩。
4 公式（2）模型水平方向預(yù)測(cè)結(jié)果及分析
⑴參數(shù)的選用：
各參數(shù)主要來源于環(huán)境水文地質(zhì)試驗(yàn)及《尾礦庫工程水文地質(zhì)詳細(xì)勘察報(bào)告》。單位時(shí)間注入污染水的質(zhì)量mt的確定：根據(jù)《可行性研究報(bào)告》，正常生產(chǎn)過程中選廠年產(chǎn)尾礦約60×104t/a。按2：3水砂比排至尾礦庫，大約需40×104t/a選礦污水，每日用水量1095 t/d。仍以最具代表性的Cu2+及F-作示蹤，其含量分別為18.7 mg/L 、53.1 mg/L，據(jù)此得mt（Cu）=20.5 kg/d 、mt（F）=54.3 kg/d。令CCu=0.0208,基巖裂隙含水層厚度按有效裂隙發(fā)育深度確定，并假設(shè)有效裂隙均勻分布。其余所需參數(shù)取值見下表。
表2平面連續(xù)點(diǎn)源預(yù)測(cè)模型參數(shù)選用一覽表
⑵預(yù)測(cè)結(jié)果及分析
表8 Cu2+離子垂直于地下水流向污染寬度預(yù)測(cè)結(jié)果表
從以上兩表可以得出如下結(jié)論：Cu2+離子及F-離子垂直于地下水流向污染寬度均不超過50米。說明側(cè)向污染范圍狹窄。
5結(jié)語
本文旨在從實(shí)際操作層面簡(jiǎn)述環(huán)境水文地質(zhì)試驗(yàn)及利用一維穩(wěn)定流動(dòng)溶質(zhì)彌散模型進(jìn)行預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)的方法與過程，以供從業(yè)人員及同行借鑒、參考。這一數(shù)值法與眾多利用計(jì)算機(jī)技術(shù)開發(fā)的軟件差距主要是不能向國外評(píng)價(jià)體系生成大量的三維圖件，但所需資料少，計(jì)算方便，較易掌握，對(duì)缺乏外語及計(jì)算機(jī)技能的專業(yè)人員也不失為行之有效的解決急所的好方法。
6參考文獻(xiàn)
1 環(huán)境保護(hù)部. 環(huán)境評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則(HJ610-2011),2011
篇3
可以。地下水是水資源的重要組成部分，由于水量穩(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。但在一定條件下，地下水的變化也會(huì)引起沼澤化、鹽漬化、滑坡、地面沉降等不利自然現(xiàn)象。
地下水定義：國外學(xué)者認(rèn)為地下水的定義有三種：一是指與地表水有顯著區(qū)別的所有埋藏在地下水的水，特指含水層中飽水帶的那部分水；二是向下流動(dòng)或滲透，使土壤和巖石飽和，并補(bǔ)給泉和井的水；三是在地下的巖石空洞里、在組成地殼物質(zhì)的空隙中儲(chǔ)存的水。
（來源：文章屋網(wǎng) ）
篇4
淺層地下水水質(zhì)惡化，會(huì)嚴(yán)重影響到居民的生活質(zhì)量及健康狀況，對(duì)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)可持續(xù)也會(huì)造成影響。由于我國大部分地域淺層地下水周邊的環(huán)境被污染，所以有必要加強(qiáng)對(duì)地下水污染抵御的能力并及時(shí)改善地下水質(zhì)量。
一、淺層地下水資源的嚴(yán)重形勢(shì)
隨著城市的發(fā)展，地下水在城市中的作用越來越重要，人類活動(dòng)的影響使得地下水環(huán)境越來越呈現(xiàn)惡化的狀況。在干旱尤為嚴(yán)重的北方地區(qū)，地下水量衰竭，由于城市的發(fā)展帶來的水資源污染和短缺，工業(yè)廢水和生活污水的大量排放都使得地下水環(huán)境問題日益突出，此外有地下水過度采取浪費(fèi)，不潔地表水的污染，種種原因已經(jīng)對(duì)地下水造成嚴(yán)重的影響。
二、地下水敏感性的定義
淺層地下水是潛藏于地下第一層不透水層上的地下水，地下水是我國百分七十人口常用水的主要優(yōu)質(zhì)水源，土壤的吸附和過濾使得地下水水質(zhì)較好，細(xì)菌少。此外地下水還具有廣泛分布、開采較為便利等優(yōu)點(diǎn)。
地下水系統(tǒng)由于其本身水文地質(zhì)條件的不同，對(duì)人類干擾具有不同的敏感性。不同區(qū)段地下水敏感度的區(qū)分是環(huán)境保護(hù)中所必須要解決的問題。
有研究者認(rèn)為污染敏感性是地下水系統(tǒng)的本質(zhì)特征，而大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為地下水污染敏感性可本定義作污染物經(jīng)由水層上部某位置的介入，而滲透到地下水系統(tǒng)。污染物的天然衰減決定了地下水的污染程度，土壤中物理以及化學(xué)反應(yīng)的過程能夠?qū)е挛廴疚锉旧硇再|(zhì)的改變，這樣便減輕了地下水污染的程度。
地質(zhì)、水文地質(zhì)、污染物的排放條件以及污染物的化學(xué)物理性質(zhì)等多種因素決定了地下水的敏感性。污染物由地表滲透地下水系統(tǒng)整個(gè)過程非常的緩慢，而一經(jīng)污染，水質(zhì)的恢復(fù)會(huì)極其困難。地下水水質(zhì)狀況被予以高度重視，而水污染敏感性的研究也被關(guān)注起來。
三、地下水敏感性研究
污染敏感性評(píng)價(jià)體系有經(jīng)驗(yàn)技術(shù)以及模型模擬。國外的評(píng)價(jià)敏感性方法體系有水文地質(zhì)背景值法、系統(tǒng)參數(shù)法和相關(guān)分析以及數(shù)值模型法三種。從敏感性的對(duì)象來劃分，污染敏感性的評(píng)價(jià)又可以分為含水層內(nèi)在的污染敏感性評(píng)價(jià)，而因此簡(jiǎn)稱為內(nèi)在污染敏感性評(píng)價(jià)。
1.指標(biāo)疊加法。指標(biāo)疊加法主要有GOD法、DRASTIC法。GOD法是一個(gè)評(píng)價(jià)過程簡(jiǎn)單的經(jīng)驗(yàn)體系，評(píng)價(jià)結(jié)果有實(shí)際性的指導(dǎo)意義。G是指地下水的狀況為，O是上覆巖層特性，D是地下水埋深。GOD指數(shù)則是指三位評(píng)分值的乘積。而在非承壓含水層情況下，才會(huì)考慮覆巖層指數(shù)評(píng)分。系統(tǒng)參數(shù)法中的DRASTIC模型考慮的參數(shù)是：地下水埋深、含水層的凈補(bǔ)給、含水層中的巖性、土壤類型、地形和包氣帶的影響和含水層水力傳導(dǎo)系數(shù)，此模型較多用。
2.模擬模型法。人們隨著對(duì)野外檢測(cè)手段、實(shí)驗(yàn)研究方法和地下水運(yùn)移理論的逐漸研究認(rèn)知，控制地下水中污染物運(yùn)移的環(huán)境化學(xué)過程也越來越精確。用于預(yù)測(cè)污染物運(yùn)移的各種模型如：簡(jiǎn)而化之的屏蔽模型和以過程作為向?qū)У膹?fù)雜模型。屏蔽模型廣泛應(yīng)用于空間不同尺度和地下水污染敏感性評(píng)價(jià)，其中包括：衰減影子模型AF、遷移能力指數(shù)模型LPI和分類指數(shù)模型RI。
衰減因子模型是為了根據(jù)農(nóng)藥對(duì)地下水污染敏感性進(jìn)行分類，此方法主要考慮農(nóng)藥的關(guān)鍵性質(zhì)和水文地質(zhì)條件，以及土壤性質(zhì)對(duì)農(nóng)藥污染的影響。
三、研究技術(shù)平臺(tái)
顯然，在我國地下水已成為可持續(xù)發(fā)展的制約因素。有毒化合物、農(nóng)藥、硝酸鹽的使用使得我國地下水面臨著嚴(yán)重的污染威脅。我國已明確強(qiáng)調(diào)加強(qiáng)地下水管理，嚴(yán)格控制地下水超采，要抓緊解決部分地區(qū)水資源短缺以及水資源污染等問題。水利生態(tài)的提出，是對(duì)研究水資源污染防治、水資源優(yōu)化配置和可持續(xù)利用的重要指導(dǎo)，地下水污染問題是其內(nèi)容之一，我國剛起步的關(guān)于地下水污染敏感性研究的專題試圖探索地下水污染敏感性分析與制圖的有效方法。
在此領(lǐng)域歐美發(fā)達(dá)國家起步較早，具有綜合分析和進(jìn)行空間建木能力的GIS技術(shù)已經(jīng)日漸趨于成熟，能刻隨時(shí)地修改和更新數(shù)據(jù)庫，使評(píng)價(jià)過程變得極為簡(jiǎn)單和容易。運(yùn)用DRATMIC和GIS模型軟件對(duì)具體區(qū)域進(jìn)行地下水污染敏感性分區(qū)，而且敏感性指標(biāo)并不能夠反應(yīng)該區(qū)域地下水是否已經(jīng)被污染，因?yàn)榱炕瘮?shù)值有相對(duì)意義，但是可以根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果，在建設(shè)管理和規(guī)劃布局中對(duì)某些區(qū)段作充分的考慮，進(jìn)而采取相應(yīng)的措施確保地下水資源可持續(xù)利用。
參考文獻(xiàn)：
篇5
隨著科技的發(fā)展，大量的工業(yè)廢水、城市垃圾及農(nóng)藥化肥等被生產(chǎn)出來。而地下水是全國近1／3人口飲用的主要水資源，是城市和工農(nóng)業(yè)的主要用水資源。由于一些管理體制的不完善，以及很多企業(yè)沒有認(rèn)真做好排污項(xiàng)目，還有一些市民對(duì)于保護(hù)地下水資源的意識(shí)不夠等，使得我國的地下水資源在逐漸受到污染，這對(duì)我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展都是很大的挑戰(zhàn)，對(duì)公民的正常生活和飲水安全也是很大的威脅。所以，筆者認(rèn)為應(yīng)該加大對(duì)地下水資源的關(guān)注程度，采用有效的措施保護(hù)地下水資源，防治地下水資源受到污染。通過了解地下水污染定義及特點(diǎn)，分析污染途徑，從而提出污染防治措施，望能給相關(guān)者提供一些幫助。
一、地下水污染的定義及特點(diǎn)
1 地下水污染的定義
所謂的地下水污染是指，基于地下水受到人類活動(dòng)的影響后，超過背景值的基礎(chǔ)上，地下水的可利用范圍與原來的水質(zhì)可利用范圍相比受到了一定的限制。可見，地下水的污染跟人類的活動(dòng)有很大的關(guān)系，在受到人類活動(dòng)的影響之后，地下水資源的水質(zhì)比之前有所改變，而且是向著負(fù)面方向的改變。
2 地下水污染的特點(diǎn)
區(qū)別于地表水污染，地下水污染有著自身特殊的一面，主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：(1)隱蔽性。與地表水污染不同，地下水污染有著很好的隱蔽性，很難被人們發(fā)現(xiàn)。通常情況下，地表水被污染之后都可以通過一些水的氣味或者顏色有所發(fā)現(xiàn)，或者是通過觀察水生物的狀況來判斷，但是地下水污染就不同，很難發(fā)現(xiàn)其是否受到污染，以及受污染的程度。這種隱蔽性很容易使得人們誤飲到受污染的地下水。（2）難以逆轉(zhuǎn)性。由于地下水的流速較慢，自凈能力有限，當(dāng)發(fā)現(xiàn)水質(zhì)被污染時(shí)已是幾十年甚至上百年的事，這就大大增加了治理地下水污染的難度，所以，更加應(yīng)該注意防止地下水的污染，只有減少了污染的情況，才能減少后期的治理工作。這不僅是對(duì)水資源的有效保護(hù)策略，也是節(jié)約我國發(fā)展成本的有效渠道，更是堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展觀的重要體現(xiàn)。
二、地下水污染途徑
1 間歇入滲型。通過大氣降水或灌溉水的沖刷，固體廢物、表層土壤或地層中的有害或有毒組分從污染源通過包氣帶滲入含水層，這一過程是周期性的。這種方式一般都是呈非飽和狀態(tài)的淋雨?duì)顫B流形式，或呈短時(shí)間的飽水狀態(tài)連續(xù)浚流形式。此種污染途徑是隨著季節(jié)的變化而變化的，其污染對(duì)象主要是潛水。
2 連續(xù)入滲型。存在于污水或污水溶液中的污染物隨之不間斷的滲入地下含水層。日常生活中最常見的就是諸如污水池、污水快速滲濾場(chǎng)及污水管道等的污水聚積地段，此外，還有被污染地表水體和污水渠的滲入。一般其主要污染對(duì)象是潛水。
3 越流型。通過層間弱透水層，污染物以越流的形式向其他含水層轉(zhuǎn)移。引發(fā)這種污染途徑的原因有多種，不僅可通過水文地質(zhì)天窗等的天然途徑，還可通過如結(jié)構(gòu)不合理的井管、破損的老井管等的人為途徑，此外人為開采引起的地下水動(dòng)力條件的變化也是觸發(fā)水流方向改變的原因。其污染來源具有不確定性，可是地下水環(huán)境本身的，也可是外來流入的。由于越流的具體地點(diǎn)及地質(zhì)部位難以查清，因此對(duì)這一污染途徑的研究較困難。
三、如何有效防治地下水污染
1 采用有效措施防治地下水污染
地下水污染的防治工作要把預(yù)防作為重要內(nèi)容，不能采取先污染后治理的理念，而是要將預(yù)防污染的理念放在前面。注重地下水污染的防治，首先就是樹立正確的防治觀念，以保護(hù)為先，利用為后。其次，在社會(huì)上積極宣傳保護(hù)地下水資源的信息，加強(qiáng)社會(huì)各界對(duì)于地下水資源保護(hù)的關(guān)注程度，提升公民保護(hù)地下水資源的意識(shí)，從每個(gè)人自身小事做起，堅(jiān)決約束自身的行為，減少對(duì)地下水資源的污染行為。
2 健全和完善我國地下水污染防治管理體系
要想實(shí)現(xiàn)對(duì)我國地下水資源的有效管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)地下水污染的防治目標(biāo)，就必須要健全和完善我國地下水污染防治管理體系，對(duì)相關(guān)管理部分之間的權(quán)限和職責(zé)進(jìn)行明確的劃分。只有明確了各主管部門之間的職責(zé)和權(quán)限，才能發(fā)揮各管理單位各自的優(yōu)勢(shì)，在管理中能夠有效合作。另外，各管理部門對(duì)于任何企業(yè)和個(gè)人實(shí)施的地下水污染行為都要采用有效措施進(jìn)行制止，并且根據(jù)相應(yīng)的管理法律法規(guī)對(duì)其進(jìn)行懲罰，以便在社會(huì)上起到警示的作用，以保證我國法律法規(guī)的威信。
3 合理確定工業(yè)布局、選擇水源地。在城市建設(shè)中，應(yīng)根據(jù)全面規(guī)劃、合理布局、統(tǒng)籌兼顧的原則，規(guī)劃工業(yè)基地、勘測(cè)水文地質(zhì)，特別是新建城市或新建的工業(yè)基地。供水水源地的選擇通常是在地下水上游補(bǔ)給區(qū)，對(duì)化工石油、電鍍?cè)旒垼睙挕捊褂∪镜纫自斐晌廴镜墓I(yè)應(yīng)修建在遠(yuǎn)離水源地的下游地區(qū)。對(duì)于新建廠礦，必須嚴(yán)格實(shí)施“三同時(shí)”制度，設(shè)置污染治理設(shè)施；而老廠礦的管理，應(yīng)根據(jù)生態(tài)環(huán)境的需求，慢慢減少對(duì)地下水有嚴(yán)重污染的工業(yè)，采用限期治理、搬遷及轉(zhuǎn)產(chǎn)停產(chǎn)等措施，防止地下水受到嚴(yán)重污染。
4 建立地下水污染的預(yù)警系統(tǒng)。地下水的污染，由于人們的不重視，特別是工作的廢物排放，其污染程度有愈演愈烈的趨勢(shì)。只有提高防治地下水污染的意識(shí)，采取循序漸進(jìn)的方式開展治理工作，建立有效的地下水污染防治管理系統(tǒng)，對(duì)地下水的變化狀況進(jìn)行時(shí)時(shí)的監(jiān)控，才能及時(shí)發(fā)現(xiàn)地下水污染的情況，進(jìn)而及時(shí)采取有效措施對(duì)污染狀況進(jìn)行治理，將問題在惡化之前盡早解決。將現(xiàn)代信息技術(shù)有效運(yùn)用到我國地下水動(dòng)態(tài)預(yù)警系統(tǒng)是十分可取的方式。在建立我國地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，時(shí)刻搜集我國地下水的變化情況數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)有效的處理和分析，進(jìn)而及時(shí)發(fā)現(xiàn)我國地下水資源的污染情況，對(duì)污染狀況采取有效的措施，或者是對(duì)污染狀況的趨勢(shì)進(jìn)行合理的預(yù)估，進(jìn)而采用相應(yīng)的預(yù)防措施等。
5 重視并實(shí)施城市環(huán)境的綜合整治，有針對(duì)性的制定并落實(shí)保護(hù)地下水資源的措施。對(duì)于地下水的防治，最有效的措施還是應(yīng)先從開展城市的綜合治理開始，著重確立合理開采地下水資源計(jì)劃，制定相關(guān)的規(guī)章制度，禁止出現(xiàn)超量開采地下水情況；組織專家開展相關(guān)的理論研究，及時(shí)掌握地下水水質(zhì)變化趨勢(shì)，從而更好的指導(dǎo)地下水資源的保護(hù)和治污工作。
總而言之，地下水資源的保護(hù)和治污工作是一項(xiàng)比較復(fù)雜的工程，基于“預(yù)防為主、防治結(jié)合”原則，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)水質(zhì)的檢測(cè)，一旦污染應(yīng)及時(shí)采取有效措施進(jìn)行治污。筆者在文中詳細(xì)論述了我國地下水資源污染的相關(guān)內(nèi)容，著重對(duì)地下水資源的污染防治措施進(jìn)行了闡述。希望此文可以引起大家對(duì)于地下水資源污染的重視，可以從自身的小事做起，為保護(hù)我國水資源出一份力，也為堅(jiān)持我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展出一份力。地下水資源關(guān)乎到每一個(gè)人的生命及活動(dòng)，因此應(yīng)受到全社會(huì)的關(guān)注，動(dòng)員大家一起開展防治水污染工作，才能盡快解決污染情況，還給人類一個(gè)健康的生活環(huán)境。
參考文獻(xiàn)
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篇6
一、 前 言
陜北礦區(qū)煤層賦存穩(wěn)定，地質(zhì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，充水水源包括地表水、松散含水層水、基巖含水層水和采空區(qū)積水等。陜北礦區(qū)大多礦井的主要水害威脅來自基巖風(fēng)氧化裂隙水，其補(bǔ)給條件較為復(fù)雜，補(bǔ)給源豐富、寬泛，大多無法采取常規(guī)的堵、截等措施，只能采取強(qiáng)行疏排的方式。為了有效指導(dǎo)礦井疏排工作，確保煤礦安全生產(chǎn)，杜絕由于排水能力不夠引發(fā)水害事故的發(fā)生，就需要對(duì)主要含水層的水文地質(zhì)條件進(jìn)行進(jìn)一步分析，盡量準(zhǔn)備的計(jì)算礦機(jī)開采過程中的礦井涌水量，從而使礦井排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)依據(jù)更加充分、科學(xué)。
二、 數(shù)學(xué)模型與數(shù)值方法
采用國際上先進(jìn)的三維有限差分軟件Visual MODFLOW來模擬陜北某煤礦S1210工作面放水試驗(yàn)過程（放水I、II、III、 IV及水位恢復(fù)階段）地下水系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)變化，通過放水試驗(yàn)成果進(jìn)一步校正模型，進(jìn)而以校正模型為基礎(chǔ)預(yù)測(cè)地下水流場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)與涌水量計(jì)算預(yù)測(cè)，分析礦井水文地質(zhì)條件和水害問題。
1、三維流數(shù)學(xué)模型
根據(jù)地下水流動(dòng)的水文地質(zhì)概念模型，區(qū)內(nèi)放水試驗(yàn)過程中含水系統(tǒng)地下水流動(dòng)的三維非穩(wěn)定流數(shù)學(xué)模型可描述如下：
邊界條件：
式中， x，y，z為笛卡爾坐標(biāo)軸；t為時(shí)間；H0為初始統(tǒng)測(cè)水頭，H為已知水頭；Kxx為坐標(biāo)軸方向的主滲透系數(shù)；？s為比彈性給水度；？d為重力給水度；W為單位體積井流量，抽水時(shí)取負(fù)號(hào)；Γ1為第一類邊界；Γ2-1為潛水面邊界；Γ2-2為零流量邊界；ε’為降雨入滲補(bǔ)給量。
2、 數(shù)值方法
有限差分方法（FDM）是計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬最早采用的方法，至今仍被廣泛運(yùn)用。該方法將求解域劃分為差分網(wǎng)格，用有限個(gè)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)代替連續(xù)的求解域。有限差分法以Taylor級(jí)數(shù)展開等方法，用網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)上的函數(shù)值的差商代替控制方程中的導(dǎo)數(shù)進(jìn)行離散，從而建立以網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)上的值為未知數(shù)的代數(shù)方程組。基于質(zhì)量守恒（水流連續(xù)性方程）與滲流基本定律（達(dá)西定律）的有限差分與有限元技術(shù)的數(shù)學(xué)微分方程（數(shù)學(xué)模型）表達(dá)式相同。
有限差分方法的基本思想是：用滲流區(qū)內(nèi)的有限個(gè)離散點(diǎn)的集合代替連續(xù)的滲流區(qū)，在離散點(diǎn)上用差商近似代替微商，將微分方程及其定解條件化為未知函數(shù)在離散點(diǎn)上的近似值為未知量的代數(shù)方程，然后求解差分方程，進(jìn)而得到微分方程的解在離散點(diǎn)上的近似值。該方法是根據(jù)地下水流動(dòng)的連續(xù)性方程進(jìn)行的，按照連續(xù)性方程，流入和流出某個(gè)計(jì)算單元的水量之差等于該單元儲(chǔ)水量的變化。
地下水連續(xù)性方程可表示為：
式中：――單位時(shí)間內(nèi)流進(jìn)或流出該計(jì)算單元的水量；
SS――含水層的貯水率；
――計(jì)算單元的體積；
――單位時(shí)間內(nèi)水頭的變化。
將滲流區(qū)進(jìn)行剖分離散后，可以確定計(jì)算單元，根據(jù)連續(xù)性方程及達(dá)西公式：
可以得到在行方向上由計(jì)算單元（i，j-1，k）流入單元（i，j，k）的流量，表達(dá)為：
式中：――水頭在格點(diǎn)（i，j，k）處的值；
――水頭在格點(diǎn)（i，j-1，k）的值；
――通過格點(diǎn)（i，j，k）和格點(diǎn)（i，j-1，k）之間界面的流量（L3 T-1）；
―― 格點(diǎn)（i，j，k）和格點(diǎn)（i，j-1，k）之間的滲透系數(shù)（LT-1）；
―― 橫斷面面積（L2）；
――格點(diǎn)（i，j，k）和格點(diǎn)（i，j-1，k）之間的距離（L）。
通過其他五個(gè)界面的地下水流量，均可類推，例如，沿行方向的格點(diǎn)（i，j+1，k）至格點(diǎn)（i，j，k）的地下水流量為
同理，可依次得出：
以上公式表示了通過計(jì)算單元（i，j，k）的六個(gè)界面的地下水流量，將格點(diǎn)間距和滲透系數(shù)合并為一個(gè)變量，成為水力傳導(dǎo)系數(shù)：
將水力傳導(dǎo)系數(shù)（12）應(yīng)用于公式（6）～（11）得到：
這些公式用來計(jì)算單元（i，j，k）的六個(gè)邊界面流入的地下水流量，此外，還需要考慮其他各種外部源和匯對(duì)計(jì)算單元的影響，例如河流，溝渠，生產(chǎn)井，注水井，蒸發(fā)蒸騰等，這些源匯流入單元的量可用一個(gè)通式表達(dá)：
式中： ―― 第n項(xiàng)外部源對(duì)計(jì)算單元（i，j，k）的補(bǔ)給量（L3 T-1）；
，――常數(shù)。單位為（L2 T-1），（L3 T-1）。
考慮計(jì)算單元的六個(gè)相鄰的格點(diǎn)以及該單元中所包含的所有源匯項(xiàng)，可將連續(xù)性方程公式（4）表示為：
式中：―水頭對(duì)于時(shí)間的偏導(dǎo)數(shù)之差分近似表達(dá)式；―計(jì)算單元的貯水率（L-1）；
――計(jì)算單元的體積（L3）。
將公式（13）～（18）以及（19）代入（20）：
將水頭對(duì)時(shí)間的偏導(dǎo)數(shù)用差商近似表示：
則所有流量項(xiàng)均以某一時(shí)間段的結(jié)束時(shí)間tm為準(zhǔn)，則（21）變?yōu)椋?/p>
對(duì)以上方程進(jìn)行迭代求解，開始時(shí)，對(duì)每個(gè)水頭未知的計(jì)算單元賦給初始水頭或者估計(jì)水頭，每次迭代的結(jié)果，用于下一次的計(jì)算。
根據(jù)差分方程，可以寫出方程組得矩陣形式：
式中：[A]――水頭的系數(shù)矩陣；{h}――所求水頭矩陣；
[q]――各個(gè)方程的中包含的所有常數(shù)項(xiàng)和已知項(xiàng)。
在MODFLOW中，系數(shù)矩陣和右側(cè)項(xiàng)是通過各個(gè)軟件包逐步建立起來的，最后MODFLOW根據(jù)這兩個(gè)矩陣，通過迭代對(duì){h}進(jìn)行求解。
通過資料分析和本次水位實(shí)測(cè)， S1210工作面砂巖裂隙含水層水主徑流方向?yàn)椋河晌髦翓|，南北兩側(cè)基本均為排泄邊界。因此，根據(jù)對(duì)礦井充水條件的分析，綜合本次放水試驗(yàn)成果認(rèn)識(shí)，定義模擬區(qū)北部以可可烏素河為界定義為一類河流邊界（根據(jù)實(shí)際河流地表水體的標(biāo)高），南部以蘆草溝為界定義為一類河流邊界，東西兩側(cè)根據(jù)本次放水試驗(yàn)周邊水文水位標(biāo)高實(shí)測(cè)與動(dòng)態(tài)信息（水位穩(wěn)定，變幅小），定義距離模擬區(qū)邊界300～500m處為定義為人為水頭邊界（在模擬區(qū)內(nèi)無自然邊界或者已知流量邊界時(shí)，一般在邊界外主徑流方向上選取3～5倍的含水層厚度的距離，定義為水頭邊界，可以較好的降低邊界條件對(duì)模擬區(qū)流場(chǎng)的干擾）；其它未定義邊界類型區(qū)段均為零通量邊界。模型的頂部以保德組紅土為界及下部以2-2煤層底板由于均存在穩(wěn)定的相對(duì)隔水層，故處理為零通量邊界。
3、 模型分層與剖分
通過充分收集井田南翼各時(shí)期施工的入2-2煤的150個(gè)地質(zhì)鉆孔信息，將研究區(qū)含水層結(jié)構(gòu)進(jìn)行了三維剖分分層，采用矩形六面體（上、下兩平面不一定平行）剖分，在垂向上對(duì)應(yīng)于（自上而下）含水層巖性的變化把砂巖裂隙含水層與2-2煤之間垂向上共剖分了三個(gè)單元層，四個(gè)結(jié)點(diǎn)層。第一層：直羅組含水層，為本次主要模擬計(jì)算層位，第二層：延安組含水層，為砂巖裂隙裂隙相對(duì)較弱的含水層。第三層：2-2煤層，為相對(duì)弱的含水層。在資料缺乏區(qū)或一些鉆孔中某些地質(zhì)單元層缺失的地區(qū)，為了自動(dòng)剖分與結(jié)點(diǎn)單元編號(hào)的連續(xù)性，進(jìn)行差值剖分，圖8.3是根據(jù)模擬區(qū)內(nèi)各鉆孔資料進(jìn)行分層，繪制保德組隔水層底板標(biāo)高等值線圖并導(dǎo)入模型分層，作為模型的第一層的上邊界，繪制直羅組底板標(biāo)高等值線圖并導(dǎo)入模型分層，作為模型的第一層的下邊界，較好的控制了直羅組含水層的空間結(jié)構(gòu)特征，以此統(tǒng)計(jì)繪制各地質(zhì)地層標(biāo)高信息導(dǎo)入模型，構(gòu)建模擬區(qū)的三維地質(zhì)模型（圖2-1）。
在平面上剖分結(jié)點(diǎn)400*500個(gè)。整個(gè)模型共計(jì)剖分單元80萬個(gè)。如圖2-2所示：在S1210工作面內(nèi)各放水孔及水位觀測(cè)孔位置，為了提高計(jì)算精度，以實(shí)際的孔位為基礎(chǔ)，進(jìn)一步增加結(jié)點(diǎn)，進(jìn)行加密剖分，以提高計(jì)算精度。
4、參數(shù)及分區(qū)
模型在垂向上根據(jù)地質(zhì)巖性結(jié)構(gòu)特征劃分了3個(gè)對(duì)應(yīng)的參數(shù)分區(qū)，分別為直羅組、延安組、煤層三個(gè)地質(zhì)分層。平面上，根據(jù)收集到井田南翼30個(gè)水文地質(zhì)鉆孔資料的水文地質(zhì)參數(shù)信息在平面上根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料繪制滲透系數(shù)等值線圖（圖2-3），將滲透系數(shù)通過插值計(jì)算導(dǎo)入模型，作為模型的計(jì)算預(yù)賦值，其后再根據(jù)直羅組含水層地層對(duì)接關(guān)系、巖性分布特征，帷幕注漿區(qū)段和地下水補(bǔ)給、徑流、排泄等，將放水試驗(yàn)周邊分為14個(gè)水文地質(zhì)參數(shù)分區(qū)（圖2-4）。通過本次放水試驗(yàn)數(shù)據(jù)反演得出研究區(qū)的水文地質(zhì)參數(shù)。
5、 模型的運(yùn)行
模型運(yùn)行即為模型核心計(jì)算過程，分為穩(wěn)定流模擬與非穩(wěn)定流模擬。穩(wěn)定流主要進(jìn)行現(xiàn)狀的模擬計(jì)算，非穩(wěn)定流主要模擬地下水水位時(shí)空動(dòng)態(tài)特征，該試驗(yàn)為非穩(wěn)定放水過程，故對(duì)整個(gè)放水試驗(yàn)以小時(shí)為時(shí)間步長進(jìn)行非穩(wěn)定流模擬，而在預(yù)測(cè)礦井涌水量時(shí)，以水平標(biāo)高（以地段直羅組含水層底板標(biāo)高水平）為水頭約束條件，進(jìn)行流場(chǎng)的穩(wěn)定流模擬，達(dá)到對(duì)涌水量預(yù)測(cè)。
經(jīng)過反復(fù)計(jì)算調(diào)參，反演得出試驗(yàn)區(qū)砂巖裂隙含水層主要計(jì)算水文地質(zhì)參數(shù)，14個(gè)計(jì)算滲透系數(shù)分區(qū)參數(shù)如下表2.1所示：
三 、三維有限差分流場(chǎng)模擬及涌水量計(jì)算
1放水試驗(yàn)流場(chǎng)模擬
通過模型的識(shí)別與校正，對(duì)區(qū)內(nèi)的各項(xiàng)水文地質(zhì)參數(shù)進(jìn)行了反演輸出，較好的反演了放水試驗(yàn)的全過程。隨著放水量的增加和放水區(qū)段的延伸，總體上水位降低趨勢(shì)明顯，但由于大流量放水區(qū)段的集中程度不夠，計(jì)算水位集中漏斗區(qū)主要以S1210工作面的目前的采空區(qū)涌水段為漏斗中心，采空區(qū)南部由于帷幕注漿成果，水力梯度增加明顯。
2 含水層流場(chǎng)與工作面涌水量預(yù)測(cè)
通過數(shù)值模型對(duì)放水試驗(yàn)整個(gè)過程的反演與水位擬合，校正得出合理的模擬區(qū)水文地質(zhì)參數(shù)，在該校正后的數(shù)值模型的基礎(chǔ)上，根據(jù)工作面開采中地段的煤層頂板含水層底板水平標(biāo)高為基本約束條件，進(jìn)行模型的穩(wěn)定流模擬，即在模型中反復(fù)調(diào)試疏降水量使計(jì)算區(qū)砂巖裂隙地下水位保持在各水平之下，從而預(yù)測(cè)工作面不同范圍2-2煤頂板疏涌水量特征。按照此預(yù)測(cè)方案，反復(fù)調(diào)試疏降水量來擬合地下水位，最終計(jì)算得到各范圍的涌水量（疏降水量）值。
四、總結(jié)
1、通過數(shù)值模擬計(jì)算所得的工作面涌水量與實(shí)際較為接近。
篇7
水和空氣是人類賴以生存的兩種最重的物質(zhì)。據(jù)世界氣象組織和聯(lián)合國教科文組織2000年報(bào)告[1]，全球水消耗量由20世紀(jì)初的5000×108m3/a，到20世紀(jì)末已增長至50000×108m3/a，即增長約10倍，按地區(qū)分布，歐洲和亞洲用水量增長最快，北美洲和非洲居中，南美洲和大洋洲增長最慢。據(jù)法國水文地質(zhì)學(xué)家J.馬爾蓋和印度等最新資料，全球在80年代中后期地下水開采量為5500×108m3/a，其中開采量大于100×108m3/a的美國、印度、中國、巴基斯坦、歐共體、獨(dú)聯(lián)體、伊郎、墨西哥、日本、土耳其等十個(gè)國家和地區(qū)的開采量之和占全球總開采量的85%，地下水年開采量在（10-100）×108m3/a的近30個(gè)國家，其總開采量占全球地下水開采量約10%。上述數(shù)據(jù)說明，全球地下水開發(fā)極度不平衡。這與各國自然條件、人口密度、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、開發(fā)利用地下水歷史經(jīng)驗(yàn)等因素有關(guān)。
當(dāng)今世界面臨的“人口、資源、環(huán)境”三大問題，都直接或間接地與地下水有關(guān)。據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局統(tǒng)計(jì)資料，全美有52.5%的人口依賴地下水作為飲用水[1]。我國的情況大致與此相當(dāng)，僅以地表水相對(duì)豐富的江蘇省為例：目前開采地下水的機(jī)井約有12000眼，民井10000眼，地下水開采總量達(dá)到15×108m3/a，可以說對(duì)地下水資源進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)價(jià)與科學(xué)管理是人類對(duì)地下水資源進(jìn)行有效開發(fā)利用的前提和基礎(chǔ)。
1.1原蘇聯(lián)區(qū)域性地下水天然資源和開采資源的評(píng)價(jià)
1960年蘇聯(lián)水文地質(zhì)學(xué)家B.H.庫德林教授在《地下水天然資源區(qū)域評(píng)價(jià)原則》一書中，系統(tǒng)地提出了應(yīng)用水文-水文地質(zhì)綜合方法分解河流水文河流水文圖和評(píng)價(jià)》一書中，系統(tǒng)地提出提出了應(yīng)用水文-水文綜合方法分解河流水文圖和據(jù)此評(píng)價(jià)地下徑流的原理和實(shí)例，1965年B.H.庫德林教授主編了《蘇聯(lián)地下水天然資源圖》（比例尺1/500萬）和《蘇聯(lián)領(lǐng)土的地下徑流》專著[2]，對(duì)于有水文網(wǎng)發(fā)育的廣大領(lǐng)土，采用的主要方法是河流水文圖成因分解法，對(duì)于地下水主要靠降水入滲補(bǔ)給而又主要消耗于蒸發(fā)的地區(qū)，利用地下水動(dòng)態(tài)資料評(píng)價(jià)地下水資源，積極交替帶的地下徑流用多年平均模數(shù)（L/km2?a）在等值線在圖上表示。
俄羅斯水文地質(zhì)學(xué)家H.C.澤克茨爾應(yīng)用類似的方法編制了全歐洲地下徑流模數(shù)圖（1989年），綜合地反映了地形、巖性、降水等因素對(duì)各地的地下徑流形成的控制作用，他還主持完成了國際水文計(jì)劃項(xiàng)目“地下水在水文循環(huán)和大陸水均衡中的作用”，有美國、加拿大、印度等專家參加，該項(xiàng)目成果報(bào)告于1990年出版，并附有世界地下徑流圖（1/100萬）。
60年代中期，為配合制訂“蘇聯(lián)水資源利用總體規(guī)劃”，由當(dāng)時(shí)任全蘇水文地質(zhì)工程地質(zhì)研究所所長的普洛特尼柯夫教授主持編制了“蘇聯(lián)地下水開采資源圖（1/500萬）”，計(jì)算范圍僅包括平原、盆地、丘陵區(qū)，采用的主要方法是按平均布井方案，用解析法預(yù)測(cè)在一定允許降深下的可開采量，當(dāng)時(shí)給定的條件是允許動(dòng)用一部分儲(chǔ)存量，但在開采期50年之末，地下水位下降至距地表不超100m，且疏干含水層不得超過其厚度之一半，圖上反映了各地區(qū)地下水開采資源模數(shù)。
1.2美國的區(qū)域含水層系統(tǒng)分析計(jì)劃
美國聯(lián)邦地質(zhì)調(diào)查局（USGS）于70年代后斯開始執(zhí)行區(qū)域含水層系統(tǒng)分析計(jì)劃（RASAP）是一項(xiàng)很有特色的龐大計(jì)劃，1976年和1977年美國西部連續(xù)遇到特大干旱，水資源問題引起全國公眾的關(guān)注，經(jīng)國會(huì)批準(zhǔn)許立項(xiàng)撥款，USGS開始執(zhí)行此項(xiàng)為期17年的計(jì)劃（1978--1994），以研究大面積分布的層狀含水層系統(tǒng)的地下水資源為主要內(nèi)容，對(duì)在全美領(lǐng)土上圈定的28個(gè)區(qū)域含水層系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)價(jià)，共分兩大類型，各個(gè)區(qū)域含水層系統(tǒng)是一個(gè)項(xiàng)目，作為“區(qū)域含水層系統(tǒng)計(jì)劃分析”計(jì)劃的一個(gè)組成部分，于1991年提交了第一份大區(qū)域水資源圖集。
此時(shí)，各種數(shù)值計(jì)算法也日趨成熟，為實(shí)現(xiàn)地下水系統(tǒng)的管理提供了良好的基礎(chǔ)。RASAP計(jì)劃采用分布參數(shù)系統(tǒng)的有限差分法評(píng)價(jià)地下水資源，一般采用正方形規(guī)則網(wǎng)格，有些面積大的區(qū)域的網(wǎng)格邊長可達(dá)10km或15km，以綜合整理和分析研究現(xiàn)有資料為主，有的項(xiàng)目也補(bǔ)打少量控制性探孔，取得深部水文地質(zhì)資料和必要的計(jì)算參數(shù)[3,4,5,6,7]。
美國是私有制社會(huì)，在地下水的開發(fā)制度、法律、規(guī)章等方面的與其它國家相比，美國具有豐富的水資源，在其200多年的發(fā)展歷史中，一直占有全國供水充足的良機(jī)[8]。
發(fā)展演變都圍繞著如何解決用水爭(zhēng)端，在用戶中公平地分配地下水，節(jié)約或延長可利用的供水水源等問題。雖然他們?cè)缫褜⒌叵滤醋髡麄€(gè)水資源的一部分，但直到50年代初仍認(rèn)為地下水是一種“局部”資源，水源地仍以泉、單井或小井群供水為主，因此，有關(guān)研究多注重含水層、單井或井群涌水量的評(píng)價(jià)[9,10,11,12]。
1.3歐共體地下水資源綜合研究的基本作法
歐共體各國聯(lián)合在區(qū)域地下水開采資源評(píng)價(jià)方面作了有益的嘗試，1982年出版了由聯(lián)邦德國水文地質(zhì)學(xué)家佛利德主編《歐共體地下水資源》綜合報(bào)告，此項(xiàng)成果是為提供給供水管理和計(jì)劃當(dāng)局使用，也供國家和地方政府決策者使用，范圍包括了當(dāng)時(shí)的歐共體九個(gè)成員國。項(xiàng)目共分四個(gè)專題，每個(gè)專題建立了數(shù)據(jù)庫。第四專題的思路和作法有借鑒之處。該專題討論全區(qū)“潛在可擴(kuò)大開采的資源量（potential additional resource）”，反映當(dāng)時(shí)水文地質(zhì)學(xué)家試圖在總結(jié)水文地質(zhì)條件和地下水開采 現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，定量評(píng)價(jià)全區(qū)各地的潛在可擴(kuò)大開采的地下水資源量，以便更好地為供水規(guī)劃和管理服務(wù)。
該專題中首先對(duì)“含水層系統(tǒng)的資源量”給出了如下的定主義：“對(duì)于一個(gè)含水層系統(tǒng)，資源量等于多年平均補(bǔ)給量減去為滿足各種經(jīng)濟(jì)的、技術(shù)的、生態(tài)的限制條件所需的水量”。這個(gè)定義表示，只考慮利用地下水含水層的調(diào)節(jié)能力并不破壞環(huán)境的條件下可抽出的地下水量，是受一定技術(shù)和經(jīng)濟(jì)條件限制的，但未考慮消耗儲(chǔ)存量，并以非承壓含水層為主的計(jì)算和評(píng)價(jià)對(duì)象。
其次對(duì)“潛在可擴(kuò)大開采的資源量”作了說明，資源量減去現(xiàn)狀開采量等于“可擴(kuò)大開采的資源量”。此項(xiàng)研究認(rèn)為，地下水補(bǔ)給量應(yīng)滿足多年的水均衡方程式：
I+QS=P-ETR
式中：I―降水入滲補(bǔ)量；QS―地表徑流量；P―降水量；ETR―蒸發(fā)蒸騰量。
計(jì)算“潛在可擴(kuò)大開采的資源量”后，得出了全區(qū)地下水潛力的總體概念，共可劃分五種類型的地區(qū)：（1）可擴(kuò)大開采的資源為正值，有擴(kuò)大開采地下水潛力的地區(qū)（2）引值為零，可維持現(xiàn)狀開采的地區(qū)（3）此值為負(fù)數(shù)，地下水已超采的地區(qū)（4）具有局部有供水意義的地下水資源的地區(qū)（5）無地下水資源地區(qū)。此次計(jì)算的結(jié)果表明：地下水水超采區(qū)占丹麥國土的16%，占英國國土的4%。
1.4我國地下水資源評(píng)價(jià)的現(xiàn)狀及展望
自20世紀(jì)70年代以來，由于應(yīng)用數(shù)學(xué)和地下水動(dòng)力學(xué)的相互滲透，以及電算技術(shù)的推廣和應(yīng)用，大大豐富和突破了傳統(tǒng)水文地質(zhì)學(xué)的內(nèi)容，使水文地質(zhì)從定性研究發(fā)展到定量研究的新階段。地下水資源計(jì)算的基本理論，從穩(wěn)定流發(fā)展到非穩(wěn)定流，從二維流發(fā)展到三維流，從一般均衡法、比擬法進(jìn)到解析解、數(shù)值解。舉凡有限單元或有限差分法、相關(guān)分析法以及解析法等，在地下水資源評(píng)價(jià)中得到普遍應(yīng)用，因而不論在理論上和具體計(jì)算技術(shù)上，都較以前提高到一個(gè)新的水平。
80年代后期是地下水資源研究的一個(gè)重要標(biāo)志，是把主要目標(biāo)逐漸轉(zhuǎn)向管理模型的研究，即研究如何合理開發(fā)、利用、調(diào)控和保護(hù)地下水資源，使之處于對(duì)人類生活與生產(chǎn)最有利狀態(tài)。因此它不僅涉及水文地質(zhì)學(xué)和各個(gè)領(lǐng)域，而且涉及與地下水開發(fā)活動(dòng)有關(guān)的自然環(huán)境、社會(huì)環(huán)境和技術(shù)經(jīng)濟(jì)環(huán)境等各方面的問題，通過數(shù)學(xué)模型和最優(yōu)化技術(shù)，建立地下水管理模型，實(shí)現(xiàn)管理目標(biāo)。
目前，地下水資源的研究范疇日益擴(kuò)大，從地下水資源的定義、分類，到地下水系統(tǒng)的研究，發(fā)展到地下水系統(tǒng)與自然環(huán)境系統(tǒng)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)相互關(guān)系的研究，從概念模型、數(shù)學(xué)模型，發(fā)展到管理模型的研究，從信息系統(tǒng)發(fā)展到專家決策系統(tǒng)的研究，從水資源管理發(fā)展到水資源保護(hù)的研究等等，所以地下水資源的研究，實(shí)際上包括從水資源評(píng)價(jià)到水資源管理與保護(hù)的全過程，逐漸形成了一門獨(dú)立的分支學(xué)科，可以稱之為“水資源水文地質(zhì)學(xué)”。展望21世紀(jì)，在地下水資源理論研究方面，將以滲流理論為基礎(chǔ)，以水資源水文地質(zhì)學(xué)為重點(diǎn)，以模型研究為中心，加快開發(fā)三維地理信息系統(tǒng)在模型研究中的應(yīng)用。
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[10] 王大純，張人權(quán)，史毅虹.水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ).地質(zhì)出版社，1980。
篇8
由上，我們將地理信息系統(tǒng)的定義歸納總結(jié)為：針對(duì)地表空間，具有采集信息、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、并能夠便捷的進(jìn)行維護(hù)、及時(shí)更新的功能。具有綜合分析、管理和預(yù)測(cè)的特征；它的主要工具是使用計(jì)算機(jī)的軟件、硬件的作用，結(jié)合地理理論知識(shí)，快速有效的分析復(fù)雜的地表空間信息。
地理信息系統(tǒng)的主要核心來源于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，另一方面管理和使用者則是地理信息系統(tǒng)表現(xiàn)形式和運(yùn)行方式的決定者。主要內(nèi)容則是通過空間的數(shù)據(jù)來體現(xiàn)。因此，完整的地理信息系統(tǒng)的構(gòu)成，必須含有其核心：計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)以及軟件系統(tǒng)；其內(nèi)容的體現(xiàn)：空間數(shù)據(jù)的收集。運(yùn)行方式的決定者，操作人員。
2.地理信息系統(tǒng)的內(nèi)容
（1）特定的專題信息。這一方面的內(nèi)容是某一地理資源體系或地理形態(tài)的專項(xiàng)信息類別。是專項(xiàng)為某種目的服務(wù)的，具有很強(qiáng)的專業(yè)性和目的性。
（2）根據(jù)地域形態(tài)或區(qū)域劃分不同，設(shè)定的地理信息系統(tǒng)。這一內(nèi)容主要服務(wù)于相應(yīng)的區(qū)域。是地區(qū)內(nèi)對(duì)氣候、資源、生態(tài)環(huán)境等地理情況的綜合分析和了解的主要工具。比如國家地理信息系統(tǒng)。
（3）主要的系統(tǒng)工具。主要是計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)的工具運(yùn)用。一般性是以軟件包形式出現(xiàn)。將所有圖片信息、文字材料組合形成綜合信息，借助數(shù)字化軟件，將其數(shù)字化，以方便于管理和查詢；
3.GIS的主要運(yùn)用
國際上，地理信息系統(tǒng)的首次出現(xiàn)是在加拿大，于1964年由加拿大政府批準(zhǔn)，稱為CGIS（加拿大國家地理信息系統(tǒng)）。這為后期GIS的發(fā)展做了鋪墊。在這之后，GIS在美國得到了高速發(fā)展，在二十年間，由美國研究開發(fā)的GIS軟件已超過兩百個(gè)。
國內(nèi)GIS的發(fā)展從上世紀(jì)80年代初才開始萌芽，主要由國家科技發(fā)展委員會(huì)進(jìn)行組織，建立了專項(xiàng)的研究小組，主要規(guī)范研究我國國家資源和生態(tài)環(huán)境體系。隨著遙感技術(shù)得到越來越廣泛的運(yùn)用，一些專門性研究所和國家高等院校開始加入到研究隊(duì)伍中來。豐富了研究體系，并取得了明顯的研究成績(jī)。
關(guān)于地理信息系統(tǒng)的運(yùn)用，在國內(nèi)外主要在土地和資源的規(guī)劃、勘測(cè)方面。例如城市的規(guī)劃、水土流失的研究、水資源管理等方面。地理信息系統(tǒng)逐步發(fā)展，不再是單一的在地理、自然科學(xué)領(lǐng)域的運(yùn)用。同時(shí)在社會(huì)科學(xué)領(lǐng)域中，它可以幫助社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，進(jìn)行規(guī)劃管理，協(xié)助研究的作用。
3.1水文地質(zhì)的地理信息系統(tǒng)運(yùn)用
由于GIS在我國的發(fā)展時(shí)間較短，在水文地質(zhì)方面的應(yīng)用還處于基礎(chǔ)萌芽階段。其實(shí)，水文地質(zhì)方面的GIS運(yùn)用在一些發(fā)達(dá)國家已經(jīng)發(fā)展的較為成熟，為我國的GIS實(shí)踐，提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。
3.1.1國外對(duì)水文地質(zhì)方面GIS的應(yīng)用的發(fā)展
上世紀(jì)90年代初，美國亞拉巴馬州的莫比爾市，開展了專題討論會(huì)。討論了地下水模型以及水文資源運(yùn)用方面的問題。這次專題討論會(huì)還討論了GIS的主要技術(shù)問題。比如計(jì)算機(jī)軟件的應(yīng)用，硬件的使用以及結(jié)合遙感系統(tǒng)的發(fā)展等各個(gè)方面。
緊接著美國“地理信息系統(tǒng)和水資源專題討論會(huì)”的召開，在奧地利的維也納也召開了同類型的學(xué)術(shù)討論會(huì)，主要討論了水文學(xué)和水資源管理的實(shí)際應(yīng)用。這次討論會(huì)比較全面的提出了GIS在水文地質(zhì)專業(yè)的應(yīng)用。包含了相關(guān)的決策系統(tǒng)，遙感技術(shù)的具體應(yīng)用方法，三維立體技術(shù)以及四維技術(shù)的問題研究，低下水系統(tǒng)如何運(yùn)用GIS系統(tǒng)等。
3.1.2 GIS在水文地質(zhì)方面的應(yīng)用形式
（1）決策支持系統(tǒng)：主要運(yùn)用于地下水管理中，由操作者即信息管理工作人員、操作工具即主要的計(jì)算機(jī)硬件、軟件系統(tǒng)，主要的載體即用戶操作體系組成。主要作用是幫助決策者進(jìn)行決策。主要方式的是數(shù)據(jù)庫和基本模型庫的綜合利用，以構(gòu)建半結(jié)構(gòu)化的過程。主要的研究成果是識(shí)別和分析采集到的空間數(shù)據(jù)庫。并形成相應(yīng)的圖像顯示出來。以Sandia國家實(shí)驗(yàn)室為例，在環(huán)境保護(hù)的決策系統(tǒng)中，提出了定量化的概率形式來評(píng)估監(jiān)測(cè)井網(wǎng)。因?yàn)榘凑彰绹沫h(huán)境恢復(fù)法要求，必須設(shè)置地下水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。但是只規(guī)定了關(guān)于數(shù)量的設(shè)定，監(jiān)測(cè)井網(wǎng)的質(zhì)量和其他方面的細(xì)節(jié)之處則需要通過管理者的主觀判斷。這就容易形成較大的誤差和環(huán)境保護(hù)結(jié)果的區(qū)別。
（2）地下水系統(tǒng)：主要是地下水流模型的運(yùn)用。可以有效準(zhǔn)確的模擬地下水的具置、地下水流量的大小以及根據(jù)測(cè)算結(jié)果，進(jìn)行地下水量補(bǔ)給的過程。這一系列活動(dòng)的原理，來源于GIS的各個(gè)方面，例如對(duì)專業(yè)模型的開發(fā)和設(shè)計(jì)。方便清楚模擬情景展示等。以水量的平衡模型來舉例。主要利用數(shù)學(xué)微積分，根據(jù)水文數(shù)據(jù)、地形遙感圖像，運(yùn)算出區(qū)域年降水量平衡、構(gòu)建一維模型。來研究某一區(qū)域的年水量是否平衡。
（3）不同的含水層確定：這一應(yīng)用，可以判斷出沖擊含水層和深層含水層。首先運(yùn)用信息軟件生成地域空間圖像。采集已挖掘水井的含水層深度。分析出供水的主要含水層。
（4）地下水監(jiān)測(cè)網(wǎng)的設(shè)計(jì)：為了促使GIS性能的一體化，運(yùn)用分析法和排列法等方式，驗(yàn)證實(shí)例已達(dá)到對(duì)空間數(shù)據(jù)的管理。因?yàn)槠渚哂徐`活形象的顯示功能，在評(píng)價(jià)權(quán)重方案和監(jiān)測(cè)最優(yōu)監(jiān)測(cè)點(diǎn)方面，有非常重要的作用。
（5）數(shù)據(jù)的比較和計(jì)算設(shè)置：GIS在地下水流模型邊界的排列方面、以及地質(zhì)圖和地區(qū)地表厚度圖的數(shù)據(jù)比較是非常有效的，結(jié)果也十分準(zhǔn)確。這給社會(huì)學(xué)科的部分解釋提供了有力依據(jù)。但是對(duì)寬闊的山谷、高原地區(qū)等起伏較小的地表高度數(shù)據(jù)的形成，有部分錯(cuò)誤性。需要進(jìn)一步的檢查。
篇9
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
文章編號(hào):1672-3198(2010)07-0317-01
1 有關(guān)地下水資源相關(guān)概述
(1)地下水定義。地下水就是賦存并運(yùn)移于地下巖土空隙中的水。含水巖土分為兩個(gè)帶,上部是包氣帶,即非飽和帶,在這里,除水以外,還有氣體;下部為飽水帶,即飽和帶,飽水帶巖土中的空隙充滿水。狹義的地下水是指飽水帶中的水。
(2)地下水利用的利與弊。有利的方面是①分布廣泛,便于就地開采使用;②潔凈、不易被污染,水質(zhì)普遍較優(yōu);③不占用地表空間;④動(dòng)態(tài)比較穩(wěn)定;⑤供水量受氣候變化影響較小,具有較大到調(diào)蓄能力等。有弊的方面是①不合理的灌溉可造成次生鹽堿化;②過量開采,可造成:在沿海地區(qū),海水入侵,水質(zhì)惡化,地面沉降,使區(qū)內(nèi)建筑物失去穩(wěn)定,不同含水層之間誘發(fā)水力聯(lián)系,產(chǎn)生水的混合作用,使水質(zhì)惡化,巖溶區(qū)地面塌陷;③其它,如礦坑涌水、基礎(chǔ)及邊坡的穩(wěn)定問題等。
(3)地下水對(duì)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要作用。全國地下水淡水天然補(bǔ)給量8837億立方米/年,占全國水資源總量的1/3;我國農(nóng)村普遍飲用地下水,地下水灌溉面積占全國耕地面積的40%;全國660多個(gè)城市中,利用地下水供水的400多個(gè);全國城市總供水量中,地下水供水量占30%,華北、西北城市分別高達(dá)72%和66%。自上世紀(jì)70年代以來,地下水的開采量以平均每年25億立方米的速度遞增,說明經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)地下水的依賴程度越來越高。
2 我國地下水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀
地下水資源是指在一定期限內(nèi),能提供給人類使用的,且能逐年得到恢復(fù)的地下淡水量。是水資源的組成部分。通常以地面入滲補(bǔ)給量(包括天然補(bǔ)給量和開采補(bǔ)給量)計(jì)算其數(shù)量。因此,地下水資源的開采一般不應(yīng)超過補(bǔ)給量,否則會(huì)給環(huán)境帶來危害,使生態(tài)條件惡化。
(1)地下水資源污染嚴(yán)重。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,農(nóng)藥、化肥、生活污水及工業(yè)“三廢”的排放量日益增大,而這些污水大部分未經(jīng)處理直接排入環(huán)境,構(gòu)成了地下水的主要污染源。據(jù)監(jiān)測(cè),目前全國多數(shù)城市地下水受到一定程度的點(diǎn)狀和面狀污染,且有逐年加重的趨勢(shì),嚴(yán)重威脅到城市居民的飲水安全和人民群眾的健康。
(2)持續(xù)過量開采,降水漏斗不斷擴(kuò)大。由于持續(xù)高強(qiáng)度的過量開采,使得地下水資源不能得到及時(shí)補(bǔ)充,使得降落漏斗不斷擴(kuò)大,甚至造成含水層的疏干。石家莊市由于長年過量開采地下水降落漏斗逐年擴(kuò)大,漏斗中心水位埋深1989年為36.06m,1999年已發(fā)展到為39.98m,并形成區(qū)域性水位下降。
(3)監(jiān)控體系不完善與預(yù)警應(yīng)急缺位。資料顯示,由于管理、維護(hù)等方面的投入嚴(yán)重不足,目前,在幾萬個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)中,能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)的不足一半,國家級(jí)監(jiān)測(cè)點(diǎn)僅有1422個(gè),監(jiān)測(cè)范圍僅為國土面積的10.2%,與我國地下水資源開發(fā)利用的現(xiàn)狀嚴(yán)重脫節(jié)。同時(shí),各級(jí)部門監(jiān)測(cè)能力與監(jiān)測(cè)項(xiàng)目嚴(yán)重不足,無法為管理工作提供有效的支持。
(4)法律法規(guī)的不完善。我國現(xiàn)行的有關(guān)法律法規(guī)規(guī)定了地下水資源的保護(hù)措施,但是,都不夠系統(tǒng)和具體,不利于地下水資源的保護(hù)。主要表現(xiàn)在法律、法規(guī)體系很不完善,至今沒有一部系統(tǒng)的地下水資源保護(hù)法規(guī)。
3 對(duì)策
(1)加強(qiáng)地下水的監(jiān)測(cè)。地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)是水資源水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)工作的基礎(chǔ),它為水資源的管理提供了重要的依據(jù)。我國已經(jīng)了《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 14848-93),應(yīng)用于我國地下水的評(píng)價(jià)工作。2005年12月19日中華人民共和國水利部了《地下水監(jiān)測(cè)規(guī)范》SL183-2005,并于2006年3月1日起實(shí)施。《地下水監(jiān)測(cè)規(guī)范》對(duì)我國的地下水監(jiān)測(cè)起到了指導(dǎo)性的意義,是我國地下水監(jiān)測(cè)工作的一個(gè)新的轉(zhuǎn)折。目前國內(nèi)對(duì)地下水監(jiān)測(cè)的研究很多,其研究主要集中在監(jiān)測(cè)布點(diǎn)的優(yōu)化、提高數(shù)據(jù)的可靠性,以及地下水模型的建立與研究等方向。
(2)要進(jìn)一步完善節(jié)水管理的法規(guī)體系,加大執(zhí)法力度,加強(qiáng)執(zhí)法監(jiān)督,真正做到依法管水。各地方也根據(jù)法律和行政法規(guī)的授權(quán),結(jié)合各地的實(shí)際,制定了相應(yīng)的地方法規(guī)和地力方政府規(guī)章。應(yīng)當(dāng)在現(xiàn)有基礎(chǔ)上,并根據(jù)當(dāng)前的實(shí)際,進(jìn)一步修訂、完善和配套,同時(shí)要加強(qiáng)執(zhí)法和執(zhí)法監(jiān)督工作,保證各項(xiàng)法律法規(guī)的有效實(shí)施。各部門和各級(jí)地方政府首先要嚴(yán)格地、不折不扣地執(zhí)行國家現(xiàn)行的法律法規(guī),保證依法行政,才能做到依法管水。
(3)加強(qiáng)科普宣傳教育工作,提高全民的水環(huán)境意識(shí)。通過各種途徑,積極開展水環(huán)境問題的宣傳、普及教育,提高公眾的環(huán)境保護(hù)意識(shí)和減災(zāi)意識(shí),調(diào)動(dòng)全社會(huì)的力量,開展和做好保護(hù)地下水資源工作。
(4)嚴(yán)格規(guī)定破壞、超采地下水資源行為的法律責(zé)任。對(duì)于污染地下水資源的行為,要按“誰污染,誰治理”的原則,將環(huán)境民事、行政、刑事責(zé)任有機(jī)結(jié)合,嚴(yán)格規(guī)定法律責(zé)任,充分發(fā)揮法律責(zé)任的威懾力。既制止現(xiàn)有污染者破壞地下水資源行為,又可起到有效防止新污染者的出現(xiàn)。而對(duì)于超采地下水資源的行為,可采取“恢復(fù)原狀”的原則,對(duì)其承擔(dān)的責(zé)任做出明確規(guī)定。
(5)做好地下水庫建設(shè)工程、地下水回灌工程和污水凈化等地下水環(huán)境治理工程。應(yīng)當(dāng)具體明確規(guī)定上述地下水環(huán)境治理工程建設(shè)的組織、管理、實(shí)施等內(nèi)容。可以在水文地質(zhì)條件較好的地段筑建地下攔水壩修建地下水庫,也可以利用地下廢棄的礦井、巷道構(gòu)建地下水庫。
參考文獻(xiàn)
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1水文地質(zhì)的工程地質(zhì)勘察分類
1.1綜合狀況水文地質(zhì)勘察
為了能夠促進(jìn)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的發(fā)展進(jìn)程，水文地質(zhì)勘察屬于一項(xiàng)基本形式的水文地質(zhì)性質(zhì)調(diào)研工作，提交相應(yīng)的地區(qū)水文地質(zhì)調(diào)研報(bào)告與綜合情況水文地質(zhì)圖。其相應(yīng)的具體任務(wù)為有效確認(rèn)地區(qū)地下水的實(shí)際類型、分布狀況、埋藏情況、地下水相應(yīng)的化學(xué)成分、動(dòng)態(tài)性質(zhì)與地下水資源等各個(gè)方面[1]。
1.2供水狀況水文地質(zhì)勘察
供水狀況水文地質(zhì)勘察作為一種進(jìn)行勘察地下區(qū)域水源的勘察性質(zhì)工作，其具體包含了城市供水勘察、礦山、港灣、機(jī)場(chǎng)、站點(diǎn)、村落與市鎮(zhèn)等各個(gè)方面[]。特殊形式的水文地質(zhì)工作環(huán)節(jié)中，通過測(cè)繪、物探、鉆探、測(cè)試與監(jiān)測(cè)等各種具體方法確定相應(yīng)的含水層分布狀況，埋藏條件、地下水相應(yīng)的構(gòu)成條件、水質(zhì)狀況與動(dòng)態(tài)變化狀況等方面。
1.3工程狀況水文地質(zhì)勘察
為了能夠避免地下水對(duì)于工程項(xiàng)目建設(shè)的實(shí)際性危害與水文地質(zhì)相應(yīng)的具體勘察工作。比如進(jìn)行地下水的引流狀況調(diào)查，可以避免進(jìn)行地下水相應(yīng)的滲漏勘察，從而可以有效降低地下水相應(yīng)的水位探測(cè)，在實(shí)際操作處理過程中通常是包含了具體的巖土工程勘察類。
1.4特殊項(xiàng)目水文地質(zhì)調(diào)查
為了能夠有效預(yù)防與治療流行性疾病等進(jìn)行相應(yīng)的具體水文地質(zhì)調(diào)查，使用地下水相應(yīng)成分與各種元素進(jìn)行水文地質(zhì)勘察，為了能夠?qū)崿F(xiàn)含水層儲(chǔ)的合理使用，使用冷庫對(duì)于地下水污染狀況進(jìn)行控制的水文地質(zhì)調(diào)查。
2水文地質(zhì)的工程地質(zhì)勘察問題
2.1地下水類型
依據(jù)特殊性質(zhì)，地下水相應(yīng)的賦存介質(zhì)分為松散形式巖類狀孔隙水、碎屑巖形式裂隙相應(yīng)的孔隙水、碳酸鹽形式巖裂相應(yīng)的隙喀斯特水、火山巖形式相應(yīng)的裂隙孔隙水與基巖形式相應(yīng)的裂隙水等各種類型[2]。
2.2靜水位與變化程度
天然形式的地基承載力相應(yīng)的設(shè)計(jì)值可以計(jì)算出砂土的地震液化程度，進(jìn)行膨脹土相應(yīng)的脹縮深度、基礎(chǔ)深度與邊坡穩(wěn)定程度的確定性評(píng)價(jià)。基坑位置相應(yīng)的側(cè)土壓力主要用于計(jì)算基坑相應(yīng)的降水量與地下工程規(guī)模，涌水量計(jì)算，計(jì)算相應(yīng)的深基坑，地下室底板相應(yīng)的抗浮計(jì)算，判斷巖石滲透變形等方面的一系列具體問題，應(yīng)當(dāng)需要靜水位相應(yīng)的地下水資料。
地下水位相應(yīng)的地形、氣象、水文與人等各方面的因素與變化，集中收集地區(qū)相應(yīng)的水文地質(zhì)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)相應(yīng)的鄰近區(qū)域或者經(jīng)過長期觀察與調(diào)查，查明分析地下水相應(yīng)的水位變化特征。通常情況下隨著季節(jié)改變而改變，隨著潮汐海岸的作用，河流與湖泊岸邊洪水的直接影響，人工排水區(qū)與抽水等有關(guān)影響。
2.3地下水相應(yīng)的徑流、補(bǔ)給、排泄
依據(jù)地形、氣象、水文、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、含水層分布情況等各種因素，研究并分析地下水相應(yīng)的流動(dòng)與動(dòng)態(tài)特性。地下分布的相應(yīng)水流量，依據(jù)水位線圖的有關(guān)因素進(jìn)行確定。
2.4建筑材料腐蝕評(píng)價(jià)
需要為腐蝕性評(píng)價(jià)實(shí)現(xiàn)分析，應(yīng)當(dāng)對(duì)飲用水進(jìn)行適宜性的評(píng)價(jià)分析。評(píng)價(jià)腐蝕相應(yīng)的二級(jí)或者三環(huán)境評(píng)價(jià)，依據(jù)地層相應(yīng)的滲透性評(píng)價(jià)，弱透水層定義為以粉砂與粘土，強(qiáng)透水層定義沙質(zhì)土壤。
2.5測(cè)定水文地質(zhì)參數(shù)
依據(jù)實(shí)際的工程要求，經(jīng)過抽水試驗(yàn)、滲透試驗(yàn)、注水試驗(yàn)與水壓試驗(yàn)等形式測(cè)定地下水相應(yīng)的流速，測(cè)定并進(jìn)行長期觀測(cè)從而分析滲透系數(shù)、影響半徑、導(dǎo)水系數(shù)、水供應(yīng)、釋水因子、吸收率、地下水實(shí)際流速流量與孔隙水壓力等各方面實(shí)際參數(shù)。
對(duì)于一般形式的工程實(shí)際測(cè)量過程當(dāng)中，通常只需要做到簡(jiǎn)單形式的抽水實(shí)驗(yàn)，應(yīng)當(dāng)提供相應(yīng)的滲透系數(shù)。關(guān)鍵性的重要項(xiàng)目應(yīng)當(dāng)需要實(shí)行兩次以上相應(yīng)的降水抽水實(shí)驗(yàn)，至少應(yīng)當(dāng)需要有一個(gè)觀察孔的具體安排，最大程度的下降方法相對(duì)應(yīng)工程設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)需要達(dá)到降水設(shè)計(jì)相應(yīng)的降深的一半程度[3]。
3水文地質(zhì)的工程地質(zhì)勘察工作建議
3.1地下水水質(zhì)污染狀況調(diào)查
對(duì)于我國目前階段的水質(zhì)出現(xiàn)嚴(yán)重污染的實(shí)際狀況，所以應(yīng)當(dāng)發(fā)展的全面充分調(diào)查地下水的水質(zhì)情況，當(dāng)作一項(xiàng)主要工程來把控執(zhí)行。在具體的工作部署上為大流域或者經(jīng)濟(jì)發(fā)展相應(yīng)的重點(diǎn)地區(qū)、城市群地區(qū)與農(nóng)牧業(yè)重點(diǎn)開發(fā)地區(qū)不斷發(fā)展。建議這項(xiàng)具體工作實(shí)行進(jìn)地下水和環(huán)境地質(zhì)實(shí)際調(diào)查項(xiàng)目環(huán)節(jié)中單獨(dú)分離出來，成為一個(gè)單獨(dú)形式的具體項(xiàng)目。
3.2建設(shè)區(qū)域性國家級(jí)示范基地
第一個(gè)實(shí)行聯(lián)合構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)綜合評(píng)價(jià)相應(yīng)地下水資源的實(shí)際目的，在若干年后以評(píng)估潛在形式的地下水資源作為關(guān)鍵點(diǎn)，能夠符合國家的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移發(fā)展目標(biāo)，進(jìn)行能源基地的大力建設(shè)。
3.3提升地下水均衡實(shí)驗(yàn)基地建設(shè)水平
需要強(qiáng)化水文地質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，為各個(gè)不同區(qū)域相應(yīng)的地下水科學(xué)實(shí)驗(yàn)基地，發(fā)展與地下水有關(guān)的具體科學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。西北區(qū)域除了需要測(cè)試地下水相應(yīng)的蒸發(fā)蒸騰相關(guān)性研究，應(yīng)當(dāng)充分結(jié)合各種不同的實(shí)際地貌類型，研究各種不同介質(zhì)水和相應(yīng)的入滲機(jī)理，東部區(qū)域應(yīng)當(dāng)依據(jù)各種不同區(qū)域，研究相應(yīng)的包氣帶水分運(yùn)移土壤水分與鹽分的水，充分合理地運(yùn)用內(nèi)容的變革化研究。
3.4充分實(shí)行地下水監(jiān)測(cè)具體性項(xiàng)目規(guī)劃
全面實(shí)行地下水相應(yīng)的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，引入數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與自動(dòng)傳輸系統(tǒng)，同時(shí)提升一部分具有代表性意義的實(shí)際監(jiān)測(cè)點(diǎn)。由我國開始實(shí)行實(shí)際監(jiān)測(cè)措施以來，不可以直接反映出真實(shí)狀況的數(shù)據(jù)，應(yīng)當(dāng)需要一部分新型的監(jiān)測(cè)孔，這作為實(shí)行國土資源部對(duì)于地下水監(jiān)測(cè)，為了能夠防止地下水出現(xiàn)過度開采污染的現(xiàn)象[4]。
3.5積極落實(shí)新興理論、新型技術(shù)與新穎方法的研究與應(yīng)用
遙感技術(shù)、同位素技術(shù)、數(shù)值模擬技術(shù)與信息技術(shù)等各種實(shí)用技術(shù)是提升水文地質(zhì)特征的主要技術(shù)方法。目前階段所研究的相應(yīng)服務(wù)不斷得到擴(kuò)大，有利于降低相應(yīng)的實(shí)際工作量，為相應(yīng)的決策與分析提供一定程度的技術(shù)支持和管理。地下水相應(yīng)的系統(tǒng)理論在水文地質(zhì)中的實(shí)際應(yīng)用，地下水運(yùn)動(dòng)與分析相應(yīng)的水資源評(píng)價(jià)具有相應(yīng)的基本理論，需要充分結(jié)合中國的實(shí)際情況，實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步完善與提高的目的。
3.6強(qiáng)化區(qū)域性綜合研究與專題研究
篇11
（一）科學(xué)界定我國《水法》中水資源的概念
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1引言
地震地區(qū)最為重要的地質(zhì)災(zāi)害類型分別有巖溶塌陷與采空塌陷，在出現(xiàn)斷裂附近的位置是地裂縫，特別是沿海地區(qū)是地面出現(xiàn)沉降、砂土液化與軟土地基發(fā)生變形的狀況。崩塌、滑坡與泥石流等現(xiàn)象一般會(huì)在相應(yīng)的山區(qū)發(fā)生，然而實(shí)際災(zāi)害相應(yīng)的發(fā)生次數(shù)會(huì)相對(duì)比較少。依據(jù)地質(zhì)勘測(cè)的相關(guān)結(jié)果顯示，地震地區(qū)巖溶塌陷的形成原因是和水文條件存在著密切的實(shí)際關(guān)系，深入有效地分析水文地質(zhì)條件對(duì)于地質(zhì)災(zāi)害的實(shí)質(zhì)影響有利于防治工作的大力開展。根據(jù)社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)相應(yīng)的可持續(xù)發(fā)展角度進(jìn)行分析，對(duì)于地質(zhì)災(zāi)害相應(yīng)的設(shè)計(jì)針對(duì)性的實(shí)際處理策略是不可或缺的[1]。
2水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)概述
水文地質(zhì)定義為在自然界當(dāng)中地下水的各種實(shí)際變化與運(yùn)動(dòng)的具體現(xiàn)象。地下水一般是貯存在位于包氣帶位置以下相應(yīng)的地層空隙，應(yīng)當(dāng)包含巖石孔隙、裂隙與溶洞之中相應(yīng)的水。地下水屬于水資源的主要構(gòu)成部分，因?yàn)榫哂兴砍渥闩c水質(zhì)量好的特點(diǎn)，已經(jīng)作為農(nóng)業(yè)灌溉、工礦與城市實(shí)際的重要水源。然而在一定程度的基礎(chǔ)條件下，地下水相應(yīng)的變化會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)沼澤化、鹽漬化、滑坡與地面沉降等各種有害的自然現(xiàn)象。地下水通常是存在于地表位置以下相應(yīng)巖層具體空隙當(dāng)中的各種具體不同形式水的相應(yīng)統(tǒng)稱。地下水通常主要是來源于大氣降水與地表水相應(yīng)的入滲形式補(bǔ)給；與此同時(shí)會(huì)根據(jù)地下滲流方式補(bǔ)充到河流、湖泊與沼澤中或者會(huì)直接注入到海洋中；位于上層土壤之中相應(yīng)的水分則會(huì)蒸發(fā)或者被植物根系進(jìn)行吸收之后直接散發(fā)到空氣當(dāng)中最終便會(huì)回歸到大氣之中，進(jìn)而能夠積極地參與到地球環(huán)境上的具體水循環(huán)過程，以及在地球環(huán)境上會(huì)形成溶蝕、滑坡與土壤鹽堿化等各種實(shí)際過程，因此地下水系統(tǒng)屬于自然界環(huán)境中水循環(huán)大系統(tǒng)相應(yīng)的主要亞系統(tǒng)。因?yàn)檫^度地開發(fā)與不恰當(dāng)?shù)厥褂玫叵滤ǔ?huì)導(dǎo)致地下水位出現(xiàn)嚴(yán)重下降現(xiàn)象，構(gòu)成大面積形式的地下水具體下降漏斗，在地下水使用規(guī)模相對(duì)比較集中的城市區(qū)域，還會(huì)導(dǎo)致地面出現(xiàn)沉降現(xiàn)象。另外工業(yè)廢水和生活污水出現(xiàn)大規(guī)模入滲現(xiàn)象，通常會(huì)對(duì)地下水源造成嚴(yán)重的影響甚至?xí)＜暗较鄳?yīng)的地下水資源。所以全面系統(tǒng)地分析研究地下水的構(gòu)成與類型、地下水的運(yùn)動(dòng)、地表水與大氣水之間具體的相應(yīng)轉(zhuǎn)換補(bǔ)給關(guān)系，這具有非常重要的實(shí)際意義[2]。
3水文地質(zhì)因素對(duì)于地質(zhì)災(zāi)害的影響
3.1巖溶塌陷
巖溶塌陷所構(gòu)成的直接條件是具有開口型溶洞與溶隙相應(yīng)的碳酸鹽巖，具有一定程度的松散形式覆蓋層，容易改變相應(yīng)的地下水動(dòng)力條件，在一定程度上會(huì)損壞地下水運(yùn)動(dòng)相應(yīng)的均衡性程度。水文地質(zhì)對(duì)于巖溶塌陷現(xiàn)象的重要影響是導(dǎo)致極大規(guī)模的水流式?jīng)_刷力，會(huì)損壞溶洞相應(yīng)底層結(jié)構(gòu)具備的牢固性，導(dǎo)致土體抵抗力發(fā)生減弱從而會(huì)引發(fā)相應(yīng)的塌陷問題。地震地區(qū)巖溶塌陷點(diǎn)相應(yīng)的密集區(qū)域一般主要會(huì)產(chǎn)生在陡河斷裂和山脈斷裂兩者之間相應(yīng)的隆起地帶區(qū)域，這一帶相應(yīng)的具體沉積厚度顯得相對(duì)較小，基巖埋深程度相對(duì)比較淺，受到多期形式構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)相對(duì)應(yīng)的反復(fù)作用，在多處位置會(huì)出現(xiàn)巖溶塌陷現(xiàn)象。
3.2砂土液化
砂土液化定義為飽水相應(yīng)的疏松粉與細(xì)砂土受到臨界的直接地震作用下，瞬間會(huì)產(chǎn)生損壞從而會(huì)形成液態(tài)的具體現(xiàn)象。飽和砂土一旦受到震動(dòng)作用之后會(huì)趨于密實(shí)的狀態(tài)，使得孔隙相應(yīng)的水壓力狀況突然上升，在周期性形式的地震荷載具體作用下，孔隙相應(yīng)的水壓力逐步會(huì)累積促使土粒變成相應(yīng)的懸浮狀態(tài)，從而會(huì)更加接近于液體的實(shí)際特性。砂土液化在各種不同的實(shí)際地質(zhì)條件下會(huì)形成各種不同的具體結(jié)果，對(duì)于地質(zhì)結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的破壞力也各不相同。在沉積顆粒顯得相對(duì)比較粗的相應(yīng)地段，液化土層在很大程度上能夠相應(yīng)地增加孔隙水壓力一般大于蓋層的相應(yīng)強(qiáng)度，地下水所攜帶砂粒會(huì)沖破蓋層或者沿著蓋層裂隙相應(yīng)地噴出地表位置從而會(huì)形成噴水冒砂的實(shí)際現(xiàn)象[3]。
3.3地面沉降
導(dǎo)致地面發(fā)生沉降現(xiàn)象的具體原因主要有自然因素與人為因素，前者一般會(huì)存在構(gòu)造活動(dòng)所形成的沉降、軟弱土層的沉降、地震活動(dòng)與海平面升高等各種現(xiàn)象；后者會(huì)出現(xiàn)過度開發(fā)深層地下水、地下熱水與開發(fā)油氣資源都會(huì)導(dǎo)致地面產(chǎn)生沉降現(xiàn)象。地面沉降現(xiàn)象會(huì)相應(yīng)地伴隨著地下水的開發(fā)而出現(xiàn)，地面沉降的形成速率與發(fā)展趨勢(shì)會(huì)伴隨著地下水位的實(shí)際變化而產(chǎn)生相應(yīng)的變化。
3.4地基變形
軟土地基對(duì)于現(xiàn)代化建筑施工或者地質(zhì)開發(fā)過程是經(jīng)常出現(xiàn)的問題，這種具體的土體結(jié)構(gòu)本身就已經(jīng)缺乏足夠的穩(wěn)定性，遭到地下水運(yùn)動(dòng)相應(yīng)的直接影響后會(huì)變得更加不穩(wěn)固。一般情況下軟土層具有各種不同的實(shí)際有害特性，這會(huì)導(dǎo)致水文地質(zhì)對(duì)于軟土地基產(chǎn)生變形的有害影響變得更大。軟土具有相應(yīng)的觸變特性，如果原狀土產(chǎn)生振動(dòng)之后，毀壞了相應(yīng)的結(jié)構(gòu)連接，會(huì)導(dǎo)致降土強(qiáng)度降低從而很快使土處于稀釋狀態(tài)。與此同時(shí)在初始階段地基中通常會(huì)形成相對(duì)比較大的孔隙水壓力，從而會(huì)影響帶地基的相應(yīng)強(qiáng)度[4]。
4地質(zhì)災(zāi)害的防止對(duì)策
4.1實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)
對(duì)于地質(zhì)災(zāi)害相應(yīng)的高發(fā)區(qū)域應(yīng)當(dāng)設(shè)置24小時(shí)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，從而掌握地下水運(yùn)動(dòng)的具體實(shí)際狀況，如果監(jiān)測(cè)到相應(yīng)的異常信號(hào)時(shí)會(huì)提醒到有關(guān)人員執(zhí)行相應(yīng)的緊急措施處理。山地區(qū)域?qū)儆谖覈刭|(zhì)災(zāi)害頻繁發(fā)生的區(qū)域，政府部門應(yīng)當(dāng)需要加強(qiáng)山地區(qū)域的抗災(zāi)實(shí)際性指導(dǎo)工作，指導(dǎo)當(dāng)?shù)鼐用衲軌蜃龊萌嬗行У臑?zāi)害防止工作。
4.2開發(fā)利用
因?yàn)槲覈幍牡乩砦恢镁哂刑厥庑裕鄳?yīng)的地下水資源會(huì)長期地處在相對(duì)飽和的狀態(tài)，地下水相應(yīng)的儲(chǔ)存量太大會(huì)導(dǎo)致對(duì)地質(zhì)結(jié)構(gòu)形成的沖擊力變大，這種情況下非常容易出現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象。積極主動(dòng)地開發(fā)使用地下水應(yīng)當(dāng)作為防止災(zāi)害的重要性措施，其不但可以充分使用地下水資源，同時(shí)可以相應(yīng)地減少災(zāi)害發(fā)生的實(shí)際次數(shù)，有利于保持地表結(jié)構(gòu)相應(yīng)的穩(wěn)定性[5]。
4.3緊急處理
如果在發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象以后，現(xiàn)場(chǎng)的有關(guān)人員需要及時(shí)采取相應(yīng)的緊急處理措施，將實(shí)際災(zāi)害的有害影響降低到最小的范圍，從而有利于防止出現(xiàn)更多的生命危險(xiǎn)與財(cái)產(chǎn)安全問題。各種不同的地質(zhì)災(zāi)害所使用的具體應(yīng)急處理辦法各不相同，然而地質(zhì)災(zāi)害相應(yīng)的緊急處理應(yīng)當(dāng)需要堅(jiān)持以人為本的具體性原則，首先應(yīng)當(dāng)保護(hù)有關(guān)人員的人身安全，然后則是急救財(cái)物。
5結(jié)束語
水文地質(zhì)出現(xiàn)異常現(xiàn)象是導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象產(chǎn)生的重要性相關(guān)因素，對(duì)于國家社會(huì)經(jīng)濟(jì)的實(shí)際發(fā)展、人們?nèi)罕姷恼Ｉ顮顟B(tài)、土地資源開發(fā)等各個(gè)具體方面都會(huì)造成的很大程度的實(shí)質(zhì)性破壞作用。根據(jù)地震地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展角度分析考慮，深入地研究地下水運(yùn)動(dòng)對(duì)于地質(zhì)災(zāi)害相應(yīng)的各種不同影響，可以為政府以及有關(guān)部門設(shè)置災(zāi)害防止措施提供有效可行的理論依據(jù)。另外，全面充分地解決水文地質(zhì)對(duì)于地質(zhì)災(zāi)害的實(shí)質(zhì)性影響，也會(huì)成為城市現(xiàn)代化交通建設(shè)環(huán)節(jié)的重要基礎(chǔ)條件。
參考文獻(xiàn)：
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篇13
0.引言
關(guān)于地下水污染的概念，目前國內(nèi)外尚無明確的定義，但是隨著人類社會(huì)高度發(fā)達(dá)和城市居民生活的快速發(fā)展，進(jìn)入工業(yè)化社會(huì)以來，大量在工農(nóng)業(yè)中使用地下水，地下水環(huán)境惡化情況加劇。對(duì)地下水污染概念的明確有重要的現(xiàn)實(shí)意義和理論意義。隨著地下水污染問題的日益嚴(yán)重，引起了世界各國的高度重視。我們應(yīng)該采取積極的措施，防治地下水污染，避免地下水污染和過量開采使用地下水。
1.地下水污染的途徑及成因
1.1地下水污染的途徑
地下水污染途徑大致有5類。
1.1.1間歇入滲
大氣降水或其他灌溉水使污染物隨水通過非飽水帶，周期性地滲入含水層，主要污染潛水。常見的污染源有地表廢物堆、垃圾填埋場(chǎng)、尾礦庫、飼養(yǎng)場(chǎng)、污灌的農(nóng)田等。此類途徑的污染程度與污染物的種類、污染源強(qiáng)度等有關(guān)。
1.1.2連續(xù)入滲
污染物隨補(bǔ)給水不斷地滲入含水層，主要污染潛水。常見的污染源包括廢水坑、污水池、沉淀池、沉渣池、化糞池、排污溝、管道滲漏處等。污染物在進(jìn)入地下水之前，要經(jīng)過包氣帶，由于地層本身具有一定的過濾和吸附作用，可以在一定程度上使污染物濃度降低，因此此類途徑的污染程度受包氣帶巖層厚度和巖性的影響較大。
1.1.3含水層之間的越流
污染物是通過越流的方式從已受污染的含水層（或天然咸水層）轉(zhuǎn)移到未受污染的含水層（或天然淡水層）。污染物通過整個(gè)層間或破損的井管污染潛水和承壓水。如地下水的開采改變了越流方向，使已受污染的潛水進(jìn)入未受污染的承壓水即屬此類。
1.1.4由地表水側(cè)向滲入
污染物通過地表水補(bǔ)給過程進(jìn)入地下含水層，污染潛水或承壓水。其特征是污染物影響范圍局限于地表水周邊，呈帶狀或環(huán)狀分布。此類途徑的污染程度受地表水水質(zhì)、水動(dòng)力條件以及距岸邊的距離等因素的影響較大。
1.1.5由通道直接注入
某些情況下，在利用井、孔、坑道等將污水直接排入地下巖石裂隙中進(jìn)行地下處理時(shí)，排入的污染物質(zhì)超過了地層的吸附、過濾等自凈能力，就會(huì)造成地下水污染，嚴(yán)重時(shí)可能形成大面積地下水的連片污染。
1.2 地下水污染的成因
1.2.1地下水超采導(dǎo)致地下水水質(zhì)下降
過量開采地下水除了會(huì)造成區(qū)域性的地面沉降、造成地表塌陷、改變自然景觀等地震災(zāi)害之外，還會(huì)造成沿海地區(qū)超采地下水會(huì)破壞地下淡水與海水的壓力平衡，使海水內(nèi)侵，造成機(jī)井報(bào)廢，人畜飲水困難，土壤鹽堿化，地下水質(zhì)下降。
1.2.2地表污（廢）水排放和農(nóng)耕污染造成的硝酸鹽污染
農(nóng)耕污染具有量大面廣的特征，未經(jīng)利用的氮肥在經(jīng)過地層時(shí)通過生物或化學(xué)轉(zhuǎn)化成硝酸鹽和亞硝酸鹽，長期飲用這種污染的地下水將可能導(dǎo)致氰紫癥、食道癌等疾病的發(fā)生。
1.2.3石油和石油化工產(chǎn)品的污染
隨著石油的大規(guī)模勘探、開采、石油化工業(yè)的發(fā)展及其產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用，石油及石油化工產(chǎn)品的泄漏對(duì)于地下水的污染已成為不可忽視的問題。在目前已發(fā)現(xiàn)的地下水有機(jī)污染物中，石化產(chǎn)品是生物難以降解、對(duì)人類健康危害較大的污染源。
1.2.4垃圾填埋場(chǎng)滲漏污染
許多垃圾填埋場(chǎng)采用的是混合填埋法，各種垃圾沒有進(jìn)行分類，統(tǒng)統(tǒng)堆放在一起，且大部分垃圾填埋場(chǎng)的防滲層都只有單層結(jié)構(gòu)。垃圾填埋場(chǎng)長期滲漏積累造成有毒物污染地下水，很容易進(jìn)入食物鏈系統(tǒng)，進(jìn)而造成更大的危害。
2.地下水污染的危害
地下水污染不僅對(duì)工農(nóng)業(yè)產(chǎn)生影響，而且對(duì)人類的身體健康產(chǎn)生潛在威脅。人類生活無時(shí)無刻不在利用地下水，地下水一旦遭受污染，則會(huì)對(duì)長期依賴地下水的人類造成嚴(yán)重影響。人類在開發(fā)利用地下水資源的同時(shí)，如果不積極加以保護(hù)，將會(huì)惡化人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境，造成無法彌補(bǔ)的損失。地下水污染對(duì)人類生活及生產(chǎn)活動(dòng)帶來的影響主要概括為以下幾個(gè)方面：
首先，地下水污染對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的影響。地下水的硬度的變化會(huì)影響工業(yè)生產(chǎn)，硬度變強(qiáng)，便會(huì)不利于工業(yè)水的使用。地下水的污染將嚴(yán)重影響工業(yè)生產(chǎn)，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)特別是工業(yè)設(shè)施的危害極大。利用地下水的硬度增加，不僅會(huì)使工業(yè)設(shè)施消耗增多，易產(chǎn)生次品或廢品，而且需對(duì)硬水進(jìn)行軟化處理，大大增加企業(yè)的生產(chǎn)成本，不利于清潔生產(chǎn)工藝在現(xiàn)代企業(yè)的推廣。
其次，地下水的污染嚴(yán)重對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生極大的危害。農(nóng)業(yè)中大量利用受污染的地下水進(jìn)行灌溉，長期的大面積的灌溉會(huì)使農(nóng)田中的土壤組分變化，土壤結(jié)構(gòu)產(chǎn)生改變，長期使用污水進(jìn)行灌溉會(huì)使土壤板結(jié)嚴(yán)重，最終導(dǎo)致無法進(jìn)行耕作。不僅如此，地下水污水中由于含有大量的對(duì)人體有害的礦物質(zhì)，比如井水中的氯離子、硫酸鹽的含量過高，不僅會(huì)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來不利的影響，抑制農(nóng)作物的生長，同時(shí)造成大量農(nóng)作物的減產(chǎn)，而且對(duì)人體健康產(chǎn)生威脅。
最后，地下水污染對(duì)人體健康的影響。地下水遭受污染后，水中大量不適合人類飲用的礦物質(zhì)增多，危害人體健康。
3地下水污染的防治措施
3.1 預(yù)防固體廢物對(duì)地下水污染。固體廢物包括工業(yè)廢渣和城市垃圾,這些廢物雖然通過回收和焚化可減少其排放量,但極大部分仍然堆放在地面上,在降水和融雪水的淋濾作用下,可把含有大量無機(jī)污染物的溶濾液帶入地下水中。為此,一些國家要求把固體廢物置于具有工程設(shè)施的排放系統(tǒng)中去。在這種坑中,固體廢物要經(jīng)過壓實(shí)并分層蓋土。固體廢物在水的溶濾作用下,除了產(chǎn)生溶濾液之外,還產(chǎn)生有機(jī)物分解而產(chǎn)生的二氧化碳、甲烷、硫化氫、氫和氮等氣體,因此需要在坑中設(shè)通氣孔,以防止地下水位以上的土壤帶中累積甲烷。
3.2 預(yù)防城市污水排放對(duì)地下水污染,實(shí)現(xiàn)污水資源化。從城市下水道排出的污水,對(duì)地下水污染危害最大。在工業(yè)化國家中,城市污水大部分經(jīng)過一級(jí)和二級(jí)污水處理廠加工后排放,從而減少對(duì)地下水的污染。污水處理廠加工產(chǎn)生的固體剩余物———污泥,可作為肥料使用,但它的潛在性副作用可能對(duì)地下水產(chǎn)生污染。城市污水處理廠處理后的污水,某些企業(yè)可以將其作為冷卻水或其他水資源統(tǒng)統(tǒng)加以利用。污水經(jīng)過處理加以利用,將會(huì)有效地緩解缺水所帶來的巨大壓力。國內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)表明,對(duì)廢污水進(jìn)行處理回收在技術(shù)上是可行的。
3.3預(yù)防工業(yè)廢水、污水的漏失和排放對(duì)地下水的污染。對(duì)生產(chǎn)過程中漏失廢液和污水較多的工廠,應(yīng)建立各種防滲幕,防止污水滲入地下水中,并在地下建立排水設(shè)施。利用深井排放工業(yè)有毒污水, 在發(fā)達(dá)的工業(yè)國家已得到廣泛應(yīng)用。國外污水注入井都在200~4000m深度范圍內(nèi),大部分深度為300~2000m,注入地層一般為砂巖、石灰?guī)r和玄武巖,也有注入到咸水含水層的。注入井的注入壓力小于7×106Pa,注入流量在 50~1400L/min 范圍內(nèi)。污水注入后所形成流場(chǎng)為一個(gè)圓丘,并向水流方向呈非對(duì)稱延伸。隨著注入繼續(xù),圓丘擴(kuò)展范圍不斷擴(kuò)大。因此,污水向深井排放,必須選擇合適的水文地質(zhì)條件,否則會(huì)帶來嚴(yán)重后果。
3.4 預(yù)防放射性堆放對(duì)地下水污染。放射性廢物包括采礦、選礦中的廢渣,鈾提純過程中的固體或半固體的低放射性廢物和反應(yīng)堆廢物。具有放射性元素的廢物,要分解衰變到很低的放射性水平,需要幾百年的時(shí)間。反應(yīng)堆廢物中含有各種放射性物質(zhì),其半衰期的范圍從幾秒到幾十年或更長。在國外,掩埋放射性廢物有幾種類型。盛裝放射性廢料的容器,一般是用水泥和鋼材等制作的。在美國有 4 種地層正在考慮作為儲(chǔ)存放射性廢物予以開放,它們是深硅酸鹽層、深結(jié)晶火成巖、深頁巖層、干砂區(qū)內(nèi)厚的非飽和帶。
3.5 預(yù)防農(nóng)業(yè)活動(dòng)對(duì)地下水的污染。農(nóng)業(yè)活動(dòng)對(duì)地下水的污染包括兩個(gè)方面:一是使用肥料和殺蟲劑,以及在土地上圈養(yǎng)家禽或儲(chǔ)存家畜排放的糞便;二是污水灌溉。防治的方法是:除了對(duì)牲畜圈、廁所等設(shè)置防滲層外,最好是進(jìn)行發(fā)酵處理,使有機(jī)氮的分解產(chǎn)物保持在 NH3- N狀態(tài),以防止進(jìn)一步氧化。經(jīng)過消化處理的大糞,可提供無害的和穩(wěn)定的污泥,而它的肥料價(jià)值沒有降低,同時(shí)還產(chǎn)生沼氣可用作燃燒或照明。大糞在消化處理過程中可消減病原微生物。農(nóng)業(yè)上大量使用化肥也是重要污染源。只要抑制硝化作用,把氮素固定在土壤中,就能防止氮素下降。由于硝酸氨化肥易于淋失,故應(yīng)盡量使用其他化肥來代替硝酸氨化肥。使用氮肥增效劑,對(duì)硝化作用的抑制也是有效的。
4.小結(jié)
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展城市化進(jìn)程的不斷加快，在城市及周邊以及農(nóng)業(yè)開發(fā)區(qū)，地下水的污染程度越來越重，逐步呈現(xiàn)由點(diǎn)向線、由線向面擴(kuò)散的趨勢(shì)。因此必須采取切實(shí)可行的有效措施對(duì)地下水污染進(jìn)行管控和治理，遏制地下水污染加劇的趨勢(shì)，改善地下水環(huán)境質(zhì)量，以保障水資源可持續(xù)利用和經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。
