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关键词:地下水;水文地质勘察;影响
1水文地质勘察的定义
水文地质勘察工作的主要任务就是了解水文地质条件和对地下水资源进行开发利用,通过不同的勘探方法进行的水文地质工作。主要在野外进行勘察工作,在工作结束后需要进行附有调查图案的水文地质勘察报告。水文地质勘察工作,因为勘察目的、要求和范围的不同,可以分为综合性的水文地质普查和专门性的水文地质勘探两类。
2水文地质勘察的评价
2.1 重视地下水的影响
进行水文地质勘察工作,要全方面的对勘察范围的水文地质环境进行分析,做好勘察评价工作,重视地下水的影响。地下水对岩土体和建筑物都有影响,例如地下水位的上升和下降,对水位变化的不同进行科学预测,分析实际的水文地质数据,研究地下水对岩土工程产生的不良影响,制定合理的应对措施,保证工程质量。
2.2 参考不同的地质资料
在水文地质勘察工作中,按照不同的地基基础,分析水文地质问题,参考适合的地质资料。不同的建筑类型,拥有不同的水文地质环境,在进行勘察的过程中,以具体问题具体分析为主要思路,对不同的水文地质情况,采用不同的地质资料。
2.3 预防地下水问题
地下水在水文地质勘察中有着重要的影响,跟自然和建筑条件密切相关。对地下水存在的问题进行预防,主要是对工程活动后,地下水出现的变化,对岩土体和建筑物的影响为主要研究目的。根据水文地质勘察工作的思路,进行科学合理的地下水分析,制定有效的应对措施,才能及时预防地下水带来的危害。
3 水文地质勘察中存在的地下水问题
水文地质勘察工作的进行,需要准确掌握工作进行地点的水文地质情况,通过反复的观察、勘察和分析收集相关信息,了解地下水的形成、运动状态和规律,制定科学合理的措施,解决地下水造成的危害。
地下水造成的危害的主要原因是地下水位的变化和压力作用。地下水位,因为自然因素和人为因素发生变化,达到一定的程度,就会造成危害。地下水位存在的主要问题:
3.1 潜水位上升
在水文地质勘察的范围附近修建水库,会造成河流、湖泊和水库的潜水位上升。潜水位的上升会影响水文地质勘察工作的进行,造成一定的安全危害:
3.1.1 会对地基造成软化,增高粘性土含水率,降低岩土强度,造成建筑物沉降或者变形;
3.1.2 会导致地基隆起或者向两侧产生位移,造成建筑基础上浮,缺乏稳定性;
3.1.3 岩土体力学性能降低,造成斜坡和河岸的临空面出现滑移和崩塌等现象,导致岩土的正常功能被破坏或不能使用;甚至会造成土壤的沼泽化和盐渍化,增强了对建筑物的腐蚀。
3.2 地下水位下降
地下水位造成的工程危害:
3.2.1 地下水位的变化会影响到岩土的密度,地下水位的下降会造成岩土的压密,增加了土体的承载力度,导致土体密度变大,造成地面沉降和塌陷现象。例如,2005年的时候,长三角地区因为地下水问题,形成了江苏省的苏州、无锡和常熟以及浙江的杭州、嘉兴和芜湖等地区的三个区域性沉降中心,累计最大的沉降值分别达到了2.63、1.08和0.82米。
3.2.2 地下水位的下降,干湿交替,容易造成木桩的腐烂;
3.2.3 因为石膏层和钠盐层等含盐地层的溶解,造成建筑物发生较大的位移;
3.2.4 导致膨胀性岩土的不均匀胀缩和变形,增加了岩土的膨胀收缩概率,增加了岩土的膨胀收缩幅度。容易造成地裂现象,破坏建筑物。
4 解决问盟的措施
4.1明确水文地质勘察的评价内容
影响水文地质勘察工作的因素有很多,包括地下水的类型、地下水位和变动幅度,含水层与隔水层的厚度和分布组合关系,土层或者岩层的渗透性强度和渗透系数等。提高水文地质勘察的质量,应该加强对地下水的研究,明确水文地质勘察的评价内容,对地下水对岩土层和建筑呈的作用和影响进行评价;制定相应的预防和处理方案,为水文地质勘察的基础设计和施工提供准确的水文地质资料,降低地下水问题发生的概率,减少地下水对工程建设的危害。在水文地质勘察报告中,结合 水文地质勘察的基础设计和施工过程,对地下水的作用和危害作出评价。
4.2 重视对水理性质的测试和研究 水文地质勘察工作中,岩土的水理性质会对勘察工作造成一定的影响,是岩土和地下水的相互作用下显示的性质,包括容水性、持水性和透水性等,与岩士的固态、液态和气态特征紧密相关。一般的水质频率是每年进行两次采样,分别在地下水的枯水期和丰水期进行。按照具体的情况,可以适当的对采样次数进行增加,在了解水质变化规律后,也可以l-2年进行一次采样。
在岩土体中的地下水有很多种类,可以根据埋藏条件的不同划分为:上层滞水、潜水和承压水;按含水层不同的空隙性质划分孔隙水、裂隙水和岩溶水。地下水形式的不同,对水理性质的影响也不同。对水理性质的数据进行测试分析,可以在水文勘察的工程中,对地下水水位和水量的变化提供基础设计依据。根据调查研究显示,水理I生质不仅可以岩土的强度发生改变,甚至会造成岩土变形,对建筑物的稳定有直接影响。重视水理性质在水文地质勘察工作中的作用和影响,可以保证水文地质勘察评价工作的全面性,促进水文地质勘察工作的顺利进行。
4.3 重视地下水对水文地质勘察工作的作用和影响
目前我国对水质的分析项目主要是CO 3-,SO42-,Cl-,Mg2+ ,Ca2+pH值、总硬度等,在勘察工作需要的时侯还会对NO3-、NO2-、NH4+和Fe2+进行测定。在水文地质勘察工作中,一般都比较注重岩土类型、工程地质和地质结构的作用,忽略了水文地质参数,不注重地下水对水文勘察工作的影响,不利于水文地质勘察工作的进行,容易造成危害。只有透彻了解水文地质中的地下水问题,才能及时发现在复杂的地理位置中,地下水存在的问题,制定相应的措施进行解决。对水文地质勘察工程中的地下水问题高度重视,增强工程安全意识。例如,领导首先重视解决地下水存在的问题,在进行水文地质勘察工作的时候,严格管理,提高工作人员的工程安全意识。
4.4 建立完善的评价机制
对地下水位的评价机制不断进行更新和完善,适应水文地质勘察工作的需要,控制地下水位的变化,降低对建筑物的影响。所以进行水文地质勘查的时候,要根据不同的情况采取不同的解决措施,分析地下水的影响和作用,对地下水存在的问题做出提前预测和预防。
结束语
对水文地质勘察工作中地下水存在的问题,加强地下水在水文地质勘查工作中的重视,提高建筑质量,对造成问题的影响因素进行信息收集和分析,结合勘察地区和建筑工程的实际情况,制定相应的解决措施,保证水文地质勘察工作的真实有效,才能提高建筑工程的质量,促进工程的进行和发展。
参考文献
[1] 郭抗美.工程地质学.中国建材工业出版社;第1版,2006年9月.
【关键词】水文;地质勘察;地下水问题
近年来随着社会经济的不断发展,现代化市场经济体制逐渐在我国确立下来,极大的推动了国民经济的发展,同时人们的生活水平也得到了一定程度的提高,在这种情况下人们对工程建设各方面的要求也随之升高。现代化工程的主要特点在于投入高、规模大,保证工程质量非常重要,一旦在工程建设过程中有问题出现势必会造成非常严重后果,针对地下水为建筑带来的相关问题进行分析具有非常重要的现实意义。
1 目前水文地质勘察中地下水的相关问题分析
1.1 地下水位环境变化
人为和自然因素都会导致地下水文环境出现变化。一旦地下水位发生剧烈变化,将会对建筑的深基坑工程带来非常重大的经济损失,甚至会对周围建筑结构的稳定性造成严重的影响。地下水位一旦变化,出现上升或者下降的变化,地下岩土就会出现不均匀膨胀,最终导致地下环境发生变化。地下岩土环境变形量会随着地下水位变化幅度的变化而出现变化的,同时一些小型建筑也会因此出现地裂问题。地下水的升降变化主要是因为受到多种因素而出现的,这主要涉及到地下水渗透在内的很多不同因素,地下水渗透会淋失土壤中的铁、铝等成分,这样一来,很多胶结物就会随之流失,进而引起土层的松散,此外,水分含量也会不断增加,土壤承受力和压缩模量也会发生变化,从而对基础工程施工以及后续处理带来严重的影响。
1.2 地下水位问题是水文地质勘查中的重点问题
上文中提到,地下水位升降变化的发生将会导致膨胀性岩土出现不均匀胀缩变形,进而出现地裂现象,这对于建筑物稳定性的提升来说是非常不利的。在这一环节过程中,如果地下水文升降变化过于频繁,这时岩土膨胀收缩变形的频率也会随之提高,对于岩土稳定性的保证是非常不利的,同时对后续施工环节的顺利进行也是非常不利的。如果地下水位在基础底面以下出现变化(压缩层范围内),将会对整个建筑的稳定性造成直接的影响。如果水位在压缩层范围内出现上升的现象,这时地基土会软化,同时地基土强度也会降低,压缩性不断增大,这时建筑极有可能会出现非常大的沉降变形,如果水位在压缩层范围内下降的时候,岩土自身的自重应力会不断增加,这种情况下很容易会使地基基础出现附加沉降问题。
1.3 地下水位变动对土体造成的影响
土体的承载力及孔隙比等因素的变化都存在一定的规律,在工作中我们应积极应用这些规律,使工程的实际需要得到满足,因为受到淋滤作用的影响,地下水位以上位置的铁、铝会不断富集在一起,从而推动土颗粒之间粘结力的不断提升,最终使得硬壳层现象得到发展。随着土体承载力的提升,地下水编订带土层孔隙比也会得到提高,进而对后续环节带来一定的影响。因为地下水交替比较缓慢,地下水位以下的土层氧化、水解的作用不断减弱,另外加上上部土层自重力的影响,土质会相对密实一些,这时孔隙比和含水量都会减小,同时承载力与压缩模量会有所提高。值得注意的是,在实际工作中应对地下水位对岩土物理力学变化的影响给予高度的重视,并将预测和评价等工作做好。
1.4 地下水动压力给与岩土工程的压力损害
在自然环境中,地下水压力影响并不大,这时就会出现一定程度的岩土工程损害,主要涉及到基坑突涌及流砂等。
2 解决水文地质勘查中地下水问题的应对措施
2.1 重视地下水文勘察工作中地下水的相关问题
在地质勘察工作中不仅要对水文地质问题进行深入研究,同时还要针对那些与岩土相关的水文地质问题展开重点分析,在地质勘察工作中,从自然条件的角度上来看,主要涉及到地形地貌、水文特征等问题,其中水文特征主要涉及到工程地区季风问题和气候湿润程度等,地形地貌主要涉及到工程所在区域的基本特征、地形平坦开阔程度、地表堆积情况以及地貌侵蚀情况等;从地质环境角度上来看,主要包括基底构造、地质构造以及新构造运行等相关内容;从地下水位情况上分析,主要包括近年来地下水位变化趋势、地下水与地表水之间的补给关系等内容。
2.2 建立科学的地下水文评价机制
应该对水位评价机制进行不断的完善,进而与水文地质勘察工作的需要相适应,对地下水位变化进行控制,不断降低地下水变化对建筑带来的影响。在水文地质勘察工作中,应注意与不同情况相结合采取合适的解决措施,并对地下水的作用进行具体的分析,从而更好的对地下水相关问题提前做出预测和预防。
2.3 加强对水理性质测试与研究的重视程度
在水文地质勘察工作中,岩土水理性质将会对勘察工作带来一些影响,在地下水和岩土的相互作用下会将其性质充分显示出来,主要涉及到溶水性、持水性以及透水性等问题,这些性质与岩土液态、固态以及气态等特征紧密相关。一般来说,每年会对水质频率进行两次采样,两次采样分别在地下水的枯水期和丰水期进行。同时与具体情况相结合对适当对采样次数进行相应的增加,待充分了解水质变化规律以后,还可以每1~2年进行1次采样。实际上存在很对种地下水,按照埋藏条件的不同,我们可以将其分成上层滞水、潜水以及承压水三种;按照含水层空隙性质不同,可以将其分成孔隙水、裂隙水以及岩溶水三种。因为地下水形式是不同的,因此对水理性质带来的影响也必然存在不同,应针对相关水理性数据展开测试,进而为水文勘察地下水位水量变化提供有效的设计依据。
2.4 重视地下水对水文地质勘察工作带来的影响
现阶段我国水质分析项目主要由CO3-、Mg2+、pH值等,在工程地质勘查工作中必要时还要针对NO3-、NH4+等展开测定。同时在水文地质勘察工作中,应该对岩土类型、地质结构作用以及工程地质等问题进行充分的重视,只有对水文地质地下水问题进行充分了解,才能发现地下水中存在的一些相关问题,这样有利于更好的制定解决问题的措施。因此,在工作中我们应该充分注意水文地质勘察中的地下水问题。值得注意的是,可以利用几何法对地下水流向进行测定,并对各孔内水位进行测量,最终对地下水的流向进行确定。
3 结语
地下水勘察是工程施工地质勘查工作中最重要的环节之一,为了对地下水问题进行更好的解决,相关单位一定要充分重视,并采取一些有针对性的解决措施,对措施实施的全面性和有效性进行保证。此外,为了保证工程能够顺利看展,应该对水文勘察工作进行切实的展开,注意勘察工作的有序性,明确勘察的具体内容。
参考文献:
[1]杜娇.水文地质勘察在环境地质勘察中的应用研究[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2014(6).
[2]毕明丽.水文地质勘察中地下水的问题及应对措施分析[J].中小企业管理与科技(中旬刊),2014(8).
关键词:地下水 建筑工程 施工影响 对策
在建设工程施工的周期当中,不得不提及的施工阶段是最为复杂和重要的阶段之一,在施工阶段也经常出现各种复杂的问题和情形。地下水作为天然形成的地下水质,在施工过程中有很大的阻碍作用。无论是地下工程还是地上工程,在进行工程建造时,都要或多或少的深入地表岩层。但是,地下水作为在广泛的地表岩土之中常见的现象,对建筑工程的影响却十分广泛而普遍。
1 地下水在工程施工中产生的影响分析
1.1 地下水的分布。地下水分布较为复杂,它不仅受一般规律影响,还受到岩土性质、地理环境条件与季节变换、结构发育程度、人类活动等不同因素的相互影响,各个因素可能单独影响,也可能多个因素共同影响。地下水在分布上包涵了地下水类别、储存数量、水位高低与补给条件等不同特征的分析,而在这些特征之中地下水的类别则最为重要。在地理学的研究中,按照埋藏条件来分,可以把地下水分为潜水、包气滞水、承压水。不同种类的地下水对其影响也自不同,具体有如下两点:首先,各种不同类型的地下水的固有特征有所不同,如季节的变化、是否承压、补给条件的差异等;其次,我国现今在工程建设技术的先进程度和行业限制有所不同,如大型水利工程、矿山与一般的建筑工程之间的不同。在工程施工过程中潜水的影响最大,因其在地域上分布较广、埋藏的深度和范围较大的特点,对工程施工建设过程中影响广泛而普遍;包气滞水由于埋藏浅、储量小,对工程的影响较小;承压水在工程施工中则影响较大,但承压水的影响概率则很低,只对个别地带、个别行业带来影响。
1.2 岩土的三相结构和岩土的水性质。在工程施工中的基础元素是岩土,岩土的结构、力学特征以及其他性质则直接决定了在工程施工中是否顺利。岩土在结构上呈现气、液、固三态。固态的岩土主要是由不同的粒径级配固体颗粒所组成,它是岩土的主体部分;液态的岩土主要是由依附于固态颗粒上以及游散在固相结构空隙中的液体;气态的岩土主要是由扩散在液态与固态上以及充溢在液态和固态空隙中的水蒸气和空气。岩土的三相结构之间相互作用,相互影响岩土的稳定性与强度。
在地理学上,我们通常将岩土中液态结构同地下水视为一种类型。其中,岩土的水性质则集中体现了地下水的性质,分别可以叙述为岩土的给水度、含水性与透水性。在满足工程施工需要的角度来观察,各个类型的岩土在理论上可以达到最佳水质的指标值,然而,岩土的水性质实际上的指标值同理论上的最佳值往往出现不同程度的偏差。
1.3 地下水和岩土之间的交互作用。地下水在工程施工方面,地下水和岩土之间的交互作用是其主要影响根源,地下水和岩土之间的交互作用不但直接决定了岩土三相结构中的性质,同时也决定了岩土三相结构在施工扰入后的变化发展趋势,从而在工程施工过程中地下水起到决定性的重要作用。地下水和岩土之间的交互作用相当复杂,下面我们将通过三个理论定律展开研究。
1.3.1 太沙基有效应力理论。这种理论是指把岩土结构中固液两种状态相对饱和的岩土结构,这种结构能得出固液两种状态的相对关联、相互影响和作用的一种规律,它是岩土三相结构重要的理论。太沙基有效应力理论认为液体不承受剪应力,但可以承受并传递法向应力,进而把结构总体应力区分为相对独立的两部分:液相空隙压力u、固相有效应力σ′。该理论可表达为:σ=σ′+u。由太沙基有效应力理论进行分析,液体在岩土之中具有流动性,施工开始后将会导致液体的不同程度的流动,因而造成了整体结构的稳定性和应力强度损失降低。
1.3.2 地下水运动规律。这种规律可以用一个公式来表明:V=ki1/m。在公式中,v的含义是水移动速度;k的含义是岩土的渗透系数;i的含义是水力的坡度;m的含义是综合反映流速、地下水的流动方式和岩土三相结构特征的参数。地下水在处于层流状态时,m的值应当为1;而当地下水在处于紊流状态时,m的值应当在1和2之间。然而,在大多数情况下,地下水在岩土中是以层流方式运动的,所以m值常取1。
1.3.3 岩土强度理论:t=σtan∮+c。其中t表示岩土抗剪强度;σ表示剪切面方向应力;∮表示岩土内摩擦角;c表示岩土黏聚力。此式即为闻名遐迩的摩尔―库仑强度理论。因为剪切破坏是岩土破坏最常见的方式,所以抗剪强度作为基础的摩尔―库仑理论变为岩土结构非常重要的理论。
在对以上叙述的三个理论在理解和运用时,首要且必须要做到的是全面与统一,同时须具体明确以下几点:
①在工程施工中,地下水的影响不是单独的,同时还受到许多其他因素的影响;
②以上三个理论是相互统一的,三个理论共同决定了地下水和岩土之间的交互作用;
③在工程施工过程中,地下水对其影响包含了物理、地理、化学等不同学科,只有结合工程和地下水的实际情况才能避免得出错误结论,能更正确有效的分析和解决问题。
2 对策分析
通过地下水对工程施工影响的分析,结合上述三个理论,在实践中遵循三个原则来确定对策:安全第一原则、经济可行原则、技术创新原则。以这三个原则为指导,所确定的对策可分为管理类和技术类。
2.1 管理类对策。管理类对策是指充分的运用决策理论、管理科学的成果和实践经验,这类对策可以通过科学、创新、高效的方法进行管理,从而减轻乃至消除在工程施工过程中地下水的影响。具体言之,有以下几点:①合理安排施工活动,提高管理效率,避免汛情、雨情等气候因素所带来的消极效应;②提高从业人员特别是工程技术人员的业务素质,发挥其技术专长与思维能动性;③在施工需求基础上适度调整施工质量、费用与进度,从而适应在特定环境下地下水问题的解决。
2.2 技术方面的对策。技术方面的对策在操作上方法和措施有很多种,但它们都能体现出共同的特征。在工程施工中不同中给的措施应当都有与其相适应的范围、具体做法和技术指标。下面我们对一些技术对策的共同特征具体进行论述:①堵和截:这种方法在本质上以隔断地下水补给源为特征,以及在地下水流动过程中设置障碍、提高阻力。具体方法可以利用设幕墙、打板桩等方法,这是为了把地下水在流动过程中加以控制,为整个工程施工时打下基础保障,从而有利于整个工程的施工。②排和降:排是指把地下水以及补给源排放到施工的作业范围外;降是指将高水位降至作业面以下从而使得作业面处于降水漏斗的范围内。利用排和降的方法可以把作业范围内中的岩土三相结构中液态比例降低,并有利于整个工程的施工。③保留:在工程施工过程中采取其它技术方法成本过高时,我们可以采用保留的方法,保留地下水,并采取开发或更换新施工方法和工艺来解决,譬如水下开挖土方工法以及机械顶管替代人工顶管等。④更换和固结:更换是指将更换后的土质和地下水凝固或降低地下水流动速率,从而与地下水结合而形成新的岩土三相结构;固结是指加入凝固性材料、冷冻等方法使岩土固化,以降低地下水的渗透破坏和流动性。⑤防:这种技术方法是指防止地表的径流,例如雨水以及其它特殊径流产生的地下水问题。
2.3 技术对策的举例:①管涌防治:这种方法是以堵截地下水补给源、阻碍或弱化地下水流动的方法,设置反滤层、减小地下水的水力坡度、替换土质等。②流土防治:采用人工降水、冻结、打板桩和水下开挖等方法。③基坑坍塌:降水、集中排水、护坡或基坑支炉等。④地面沉降防治:采用周转式回灌、缓慢均匀降低地下水等。
3 结语
地下水对工程施工的影响是十分普遍、客观的存在,随着社会的飞速发展,工程建设技术要求也越来越高,在工程施工过程中对地下水进行研究显得十分迫切,对建筑技术的提高起到很大的帮助。
参考文献:
关键词:土壤;地下水;有机污染物;修复技术
引言
现阶段,土壤和地下水污染的形式愈发的严峻,不仅会影响自然生态系统,而且土壤生产出来农作物也会危害人们的身体健康,此外,土壤和地下水的数量终究是有限的,不能让污染范围进一步扩大,因此,相关单位必须重视对有机污染物的修复,加大资金投入的力度,完善修复技术,尽量消除有机污染物对土壤和地下水的影响。
1土壤污染的危害性分析
1.1土壤污染来源分析
土壤污染可以分为有机物污染,重金属污染,放射性元素污染等几种类型,除了重工业企业产生的污染物,有害气体,汽车尾气的排放是土壤污染的主要来源之外,农民使用农药,肥料浇灌农田,铺设塑料薄膜,人们生活所产生的垃圾,生活污水通过地表渗入到土壤或是农田中,或是直接汇入河流,也会导致土壤污染的出现。这些污染物会使土壤肥力下降,减少了农作物产量,部分有害物质还会直接进入农产品中,通过食物链被富集在人的身体内部,对人体健康造成危害。
1.2土壤污染物特征分析
人类活动会让大量污染物积累在土壤中,土壤无法完成自净,就会导致土壤环境恶化,也就是土壤污染。土壤污染因为具有隐蔽性和滞后性,而与其他类型的污染存在着差异,大气污染和水污染可以采取饮食和呼吸方式直接进入到人体内,而土壤受到污染时,不会直接将污染状况显现出来,而是通过农作物的生长状况进行反应,人体在食用这些农作物时就会间接的感受到土壤污染对人们的伤害,很难轻易的发现。此外,滞后性导致土壤污染的时间越长,所造成的危害就越严重,污染物会在这段时间内大量积累,之后就很难将其修复[1]。
2地下水调查分析
地下水调查的范围包括地下水周围的环境,水质状况等,通常是采用抽样采集的方法进行调查,会对环境发展造成一定的影响,而对污染性企业进行地下水调查时,则需要在企业周围地区对土壤污染状况进行相关调查。第一,要了解企业用水状况,找到污染源和污染排放口的具置,并采集排放废物,分析过后再与排放量和渗透量之间进行对比,根据污水排放的时间,地点,排放量等数据详细的进行研究;第二,充分了解企业生产过程中排放污染物的渠道,污染物排放口通向的区域和已经造成污染的水源;第三,调查企业内部的污水排放池,这将会对企业的内部调整产生一定的影响。在具体调查时,要清楚的知道到污水排放池的排水口所处的位置,以及污水排放池和排水口的体积和容积,充分了解企业排污过程中的每个环节;第四,除了主要污染源之外,还要对其他污染源进行调查和了解,根据污染程度完成相关分析;第五,明确其固体污染物的堆放位置,处理固体污染物时,通常采取的方式是填埋,在填埋之前,要清楚固体污染物堆积的各项数据,明确其中的各类有害物质。
3土壤和地下水修复技术分析
3.1化学修复技术
在对土壤污染物进行修复时,先要明确有机污染物的挥发性质和具体含量,才能采用合适的技术完成修复。处理土壤中有机污染物的过程中,通常是采用化学氧化的方式进行修复,使用的药品为硫酸盐。芬顿试剂本身具有一定的氧化性,能够对许多有机污染物进行氧化分解,与其他化学试剂相比,氧化性更强,氧化分解的效果更好,对周边压力和温度等氧化条件的限制较小,能够更快的进行反应,可以有效的运用在需要较短时间内完成土壤修复的项目中。当硫酸盐发生活化时,会产生硫酸根离子,硫酸根离子本身的氧化能力与硫酸盐相比更强,这两种氧化方式都具备不同的优点和缺点,最为合适的适用范围也存在着不同,因此,可以将二者结合起来,尽量减少相关缺陷,实现更强的修复效果。此外,芬顿修复技术在处理地下水污染时也能够显现出良好的使用效果,减少地下水修复的成本支出,是处理废水过程中的关键性技术,但是很容易被环境的酸碱度影响,要想完成氧化分解就要让芬顿试剂处于酸性条件下才能够进行,氧化分解过后还会出现元素的残留,将造成二次污染。硫酸盐修复的范围更加广泛,但是并不能将土壤中的污染物完全去除,完成修复需要较长的时间,在修复过程中也极容易与其他污染物产生反应,导致新型污染物的出现,进而影响最终降解效果。在处理挥发性有机污染物时,通常是采用常温热解析的方式进行,利用光催化技术,在常温状况下对污染物进行处理,将其分解为水和二氧化碳,与其他修复方法相比,这种方式所需的环境条件较为温和,修复效率更高,但是修复时,催化剂极易出现失活现象,这将会导致部分产物不能够降解,进而对周边环境造成二次污染。在修复土壤的时候,要想让产物完全降解,可以将其转移到液相,这样可以增强修复效益,在这个过程中,会极大的增加氯化钙药品的消耗成本和技术成本,还会对这种修复效果造成一定的影响,因此可以将这项技术与其他技术相结合,从而达到最佳修复效果。可以增加一定数量的活性炭,对这些很难降解的污染物进行吸附,让部分污染物可以催化,多次利用活性炭完成修复,两种方法相互协同可以有效的提高实际修复效果,还会增强相关单位的经济效益[2]。
3.2生物修复技术
3.2.1修复土壤污染利用生物修复技术修复土壤污染时,通常是将污染物放置在土壤中,将原本有害的污染物变得无害。之所以会出现这种转变,是因为改变了土壤的物理,化学条件或是降解微生物过于特别可以完成污染物的转变工作。利用这种生物修复技术处理土壤污染物具有很多优势,首先,利用生物修复技术修复土壤污染所需成本更低,不会给相关单位造成巨大的经济负担,其次,这种技术不会对土壤造成二次污染,并且与其他技术相比修复效率更高,基本上可以将污染物完全氧化,尤其是对于分子量低的污染来说,修复效果更佳。更加重要的是技术操作较为简便,可以直接在原本的位置完成操作过程。一般情况下来说,利用生物修复技术完成土壤的修复可以采取三种形式进行,第一,就地处理法,对土壤进行处理之后,直接将污染物放在土壤或是经过施肥和石灰处理的场地上,当土壤的营养,水分和pH等化学物质能够保持在相对稳定的状态时,就可以完成降解,降解使用的微生物是原本土壤中就存在的微生物群系,要想增强土壤的降解能力,也可以在土壤中放入特有的微生物,提高微生物修复效率;其次,原位处理法,这种方法可以不用对土壤进行搅动,直接进入渗透性较强的不饱和土壤中对污染物进行生物降解,可以加大土壤的供氧力度,提高土壤的营养程度,接种细菌来增强土壤的降解力,也可以抽取一定量的地下水将其放置在地表,经过生物处理后,在将其放回原本位置,不断重复这样操作,从而完成对土壤的改良;第三,生物反应器法,这种方式较为特别,需要利用生物反应器这一专门用来处理土壤污染的装置,可以直接将其放置在污染地上,将污染物处理过后制成泥浆后放到生物反应器里面,它可以在降解的过程中,让生物存在于最为合适的降解环境内,从而达到最佳修复效果[3]。
3.2.2修复地下水污染当土壤表面的环境受到污染时,也会对地下水的水质造成严重的影响,部分地区地下水作为主要的饮水来源,极易对人体的生命安全造成威胁,修复地下水污染时,可以使用多种生物修复技术,一般情况下,不同的污染物对地下水的污染状况是不同的,所以在选择修复技术时,应该从实际污染物的状况出发,与之相结合完成技术的选择。生物注射法主要是通过对空气加压,将空气注射到被污染后的地下水中,让水中的气流加速从而实现污染物的降解,这种方式可以延长一定的停留时间,加强修复效率,如果将空气变为表面活性剂微泡再将其注射到被污染后的地下水,可以给地下水中的微生物输送空气和营养物质,加快其代谢效率;有机粘土法可以有效的控制地下水的自由移动状况,将季铵盐阳离子表面活性剂直接注射到蓄水层当中,能够形成一个吸附区,从而实现对污染物的控制,让周边的微生物完成对吸附区中污染物的降解。生物反应器法需要将地下水抽提到地面上,放置在反应装置中进行氧化分解,之后再将其回灌到土壤中,由于生物反应器会定时补充氧气和营养物,所以回灌时会增加地下水中的氧气和营养物含量,这样就可以加快降解速度。就目前的生物技术而言,将地下水和回注系统结合起来,能够有效的减少修复成本的投入,还能在较短时间内完成修复,是当前效率最佳的一种修复方式。大多数生物修复技术是在好氧环境中进行,但是在厌氧条件下完成修复也极具潜力,因此,今后要提高对厌氧修复的研究[4]。
关键词:水资源评价 河川基流量 切割基流量 分析计算
引言
闪电河流域正蓝旗段位于阴山山地东延部分,低山丘陵、河谷洼地镶嵌分布。地势南高北低,相对高差约400m。最低点在闪电河出口处,高程为1261m。在对一般山丘区地下水资源量进行评价时,由于山丘区的构造,岩性,地貌,水文地质条件等都比平原区复杂,而且用来直接计算山丘区地下水补给资源量的资料又十分缺乏,常常无法直接计算各种补给量,而只好采用计算地下水排泄量的办法近似地计算补给量。通常是先分别计算区域的各项排泄量,然后以总排泄量作为地下水资源量。对于有水文站控制的山丘区,河川基流量是通过切割逐日平均流量过程线得到,其余各项排泄量则需由水文地质资料和开采调查资料得到。在地下水开采水平不太高的地区,河川基流量是山丘区地下水资源量的主要组成部分,通常可占80%以上,因此对基流的分割是否合理,决定了地下水资源量计算的精确程度。
1. 河川多年基流量在水资源评价计算中的作用
河川基流量(又称地下径流量)是指河川径流量中由地下水渗透补给河水的部分,即河道的地下水排泄量。切割基流量是山丘区利用排泄量估算地下水资源量的重要方法,其分割方法除直线斜割法、经验斜割法、水均衡法外,还有改进后的加里宁法等,各种方法都有各自的适用条件。基流量计算精度的高低直接影响资源量的计算精度。本次正蓝旗闪电河地下水资源评价中的地下水分割就是采用直线斜割法。
2. 河川多年基流量的计算
闪电河流域的径流资料主要由该区控制站白城子水文站提供,考虑到当地水文地质条件和地下水的补给、径流、排泄条件等特征,利用区域内丰、平、枯年的基流量值,确定出该区域的基流分割的极值约束条件。选取1963年、1968年、1966年作为丰、平、枯水年的典型年进行基流计算,见图1、图2、图3,然后利用典型年的平均基径比计算各年的年基流量见表1。
2.1基径比的计算
2.2各年的年基流量的计算
3. 河川多年基流量的操作方法
在实际的基流分割中,枯水期因地下径流量与地表径流量基本一致,只需要将涨水点以上流量减去即可,对于无明显地表径流汇入的枯季河川径流量可全部作为基流处理。
在洪水期,若遇降雨(特别是汛期)形成的随河川径流而变化并依地下水消退的水量,即可用直线斜割法求得基流。直线斜割法的关键是确定地表径流终止点即“拐点”,“拐点”一旦确定后即将洪峰起涨点与退水“拐点”用直线连接,直线以下部分即为相应时段的基流量。
4. 地下水资源量的确定
4.1研究区侧向流出量的确定
研究区侧向流出量采用剖面法用达西公式计算:
含水层厚度H、渗透系数K、水力坡度I、断面长度L都采用滦河流域内蒙古段水资源评价中计算2005年侧向流出量的数据。各数据分别列于下表:
经计算:
河漫滩侧向流出量: 327.5268万m3
阶地侧向流出量 :221.9685万m3
由以上计算可得出正蓝旗段侧向排泄量为:549.4953万m3
4.2潜水蒸发量的确定
经计算公式:
计算得出:
0-2m蒸发量为: 1464.9337万m3
2-5m蒸发量为: 714.1552万m3
>5m蒸发量为: 0万m3
所以蒸发总量为: 2179.0889 万m3
4.3地下水开采净消耗量的确定
根据2005年全区范围内的用水量调查结果,计算出研究区地下水开采净消耗量为 570.794万m3。
4.3正蓝旗地下水资源量的确定
4.4正蓝旗地下水可开采资源量的确定
地下水可开采量估算采用可开采系数法。
Q可开=PQ地
式中:
Q可开―为地下水可开采量(m3)
P―可开采系数;根据研究区实际开采能力,定为0.8。
Q地―地下水资源量(m3)
经计算,地下水可开采量为3506.894万m3
5. 结论
5.1 汛期基流量的分割是很重要的,倘若切割不准,将会影响资源计算的准确性,由于切割方法不同,割出来的基流量出入也很大。
5.2 直线斜割法的原理简单直观、计算也简便,大小河流基本上都实用,若操作得当能保证一定精度,但分割时受分割者主观影响较大,其准确度随分割者对流域特性和测站资料系列的掌握理解程度而定,特别是枯季地下径流量占地表径流量比例较大的情况下,若掌握不好其结果可能误差较大。
参考文献:
1. 任树梅 朱仲元《工程水文学》 中国农业大学出版社
2. 宝成《供水水文地质学及地下水资源评价》 中国水利水电出版社
3. 曹万金《水资源计算 评价 管理》 河海大学出版社
4. 全达人《地下水利用》 中国水利水电出版社