地下水特点

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地下水特点范文第1篇

关键词：地下水；氟离子；水文地球化学；空间分布；演化特点；水化学特征；成因；华北平原

中图分类号：P643 文献标志码：A

0引言

氟是自然环境中广泛分布且人体必需的化学元素之一；人体中的氟有2/3来自食物，/3来自饮用水。但是食物中的氟由于构成复杂不易被人体吸收，而饮用水中的氟则大部分能被人体吸收，所以地方性氟病与饮水有直接关系。《生活饮用水卫生标准》（GB 5749—2006）和《地下水质量标准》（GB/T 4848—93）［2］均规定：饮用水中F-质量浓度不得超过0 mg·L-。F-质量浓度超过0 mg·L-的水为高氟水，长期饮用高氟水可引起慢性氟中毒［3］。

华北平原存在范围较大的高氟地下水区，属于高氟水重灾区。前人在该区曾做了大量有益的地质调查及相关研究，取得了许多重要成果。曾溅辉等以河北邢台山前平原为例，运用地下水质量平衡反应模型的理论和方法，建立了浅层地下水氟的质量平衡反应模型，探讨了氟的化学演变过程和形成机制［4］。曾溅辉等还对高氟区浅层地下水氟的溶解/沉淀作用进行了定量讨论，确定了控制浅层地下水中氟迁移和富集的固相沉淀物以及不同化学类型的浅层地下水中含氟固相沉淀物的溶解沉淀条件［5］。任福弘等应用水文地球化学模拟的理论和方法对研究区浅层高氟水进行地球化学定量研究，进一步分析了氟的组分存在形式与地氟病患病率的相关关系［6］。曾溅辉等将浅层地下水与非饱和带土体作为一个完整的水文地球化学系统，指出非饱和带土体的氟源强度直接受控于土体的矿物成分、化学成分和粒度组成，而浅层地下水体聚集和保存氟的条件主要取决于浅层地下水的化学成分特征［7］。李世君等以北京大兴区地下水为研究对象，分析了第四系高氟水的分布规律，为指导开发利用地下水提供了依据［8］。

笔者以氟为研究对象，充分利用20世纪80年代以来的历史监测数据及200年的取样分析成果，运用统计分析、离子比值、水文地球化学图解等方法，综合研究了华北平原浅层地下水中氟的演化特点，探讨了演化过程中的一些关键控制因素。

研究区概况

华北平原位于中国东部，西起太行山东麓，东至渤海湾，北起燕山南麓，南至黄河，是黄淮海平原的一部分。行政区域包括北京、天津、河北3省（市）相连平原区和河南、山东2省黄河以北的平原区，面积39×04 km2，共计9市80县（市），人口0 7768×04，是中国水资源最为短缺的地区之一，人均水资源量只有450 m3左右，是中国经济发展受水资源制约最严重的地区之一［9］。华北平原属北温带半干旱半湿润气候区，年均气温4 ℃～4 ℃，受季风影响，降雨量自东南向西北由 200 mm逐渐减少到400 mm，年均蒸发量 000～2 000 mm。

华北平原地下水主要赋存于第四系孔隙地下含水岩系中，根据其埋藏特征和水力性质，自上而下划分为4个含水层组：第含水层组底界面埋深0～50 m，是地下水积极循环交替层；第2含水层组底界面埋深20～20 m，属于微承压、半承压地下水，地下水循环交替能力较强，是该区农业用水主要的地下水开采层；第3含水层组底界面埋深250～30 m，是目前深层承压地下水主要开采层；第4含水层组底界为第四系基底。按照目前地下水开采深度及含水层的开启程度，可将含水层组划分为浅层地下水和深层地下水，第含水层组的地下水为浅层地下水，第2～4含水层组的地下水为深层地下水。山前平原的第、2含水层组的地下水已经混合开采，故统称为浅层地下水。

根据华北平原第四纪地质地貌、地下水动力特征及地下水化学特征，华北平原地下水在平面分布上呈现明显的分带规律，从山前到滨海形成一个完整的、统一的地下水系统。从西部山麓至东部渤海海岸，华北平原可划分为山前冲洪积倾斜平原补给区（Ⅰ区）、中部冲积湖积平原缓慢径流区（Ⅱ区）和东部冲积海积滨海平原排泄区（Ⅲ区）（图）。浅层地下水以大气降水、河流季节性补给为主，西部接受上游侧向补给，地下水从西流向东或东北，东部径流滞缓，水力坡度为/750～/2 600，以人工开采和蒸发排泄为主［0］。

2材料与方法

为了充分反映浅层地下水中F-质量浓度随时间的变化规律，使用2个阶段的浅层地下水监测结果：历史阶段（980～985年；图2）和现阶段（2005～200年；图3）。对于现阶段（2005～200年），采用572个浅层地下水的分析结果。其中，45个为200年7月采集的，另外527个为2005～2008年地下水近期监测资料。所采集的地下水样品均来自于深度小于60 m的抽水井。地下水采样点分布见图。对于历史阶段（980～985年），使用208个浅层地下水的监测数据。

3浅层地下水中氟的空间分布与演化

地下水特点范文第2篇

关键词：水工建筑；地下结构；抗震特点

我国地质结构复杂，影响水工建筑地下结构抗震的因素很多。目前，水工建筑地下结构抗震设计是水利工程施工中的难点和重点。地震给人们带来的损失是不可估量的，国家和相关部门只有加强水工建筑地下结构的抗震性，才能更好的保证人们的生命财产安全，减少地震给人们带来的经济损失。

一、水工建筑地下结构抗震的特点

地震对水工建筑地下结构的影响非常大，7极地震就有可能会对水利工程产生很大的破坏，地震对水工建筑地下结构的影响和对水工建筑地上结构影响有很大的不同。首先，在地震发生的时候，水工建筑地下结构的震动情况会受到水利工程地基的影响，如果水利工程的地基不发生变形，水工建筑地下结构也不会轻易发生变形。但是，在地震发生的时候，水工建筑地上结构则很容易轻易变形，甚至倒塌。其次，地震波对水工建筑地下结构的影响是非常大的，水工建筑地下结构很容易受到地震波的冲击发生震动变形，而水工建筑地上结构受地震波的影响相对较小。水工建筑地下结构很容易受到周边结构的影响，而水工建筑地上结构的变化主要和自身的质量以及强度有关系。如图一所示，为某水工建筑地下结构示意图。

图一 水工建筑地下结构设计图

二、水工建筑地下结构抗震措施

（一）运动系统设计法计算水工建筑地下结构抗震性

在计算水工建筑地下结构抗震性的时候，首先要计算水工建筑地下结构周边岩石的抗震性和水利工程地基的抗震性。因为，水工建筑地下结构的抗震性受周边结构的影响很大。在水工建筑地下结构设计中，结构的主体应该尽可能的避开地震断裂带，结构的设计烈度在九度的时候，不应该在岩石风化严重的地方修建隧道。水工建筑地下结构的入口和出口应该设置在地址条件较好的地段。BRAT根据水利工程地基的特性进行水工建筑地下结构设计，通过加强水利工程地基的牢固性来约束水工建筑地下结构的变形，而不是单纯依靠水工建筑地下结构本身来约束结构变形。

（二）反应位移法计算水工建筑地下结构抗震性

在水工建筑地下结构设计中，反应位移法也被广泛推广和使用，这种方法起源于日本。反应位移法原理是：用水利工程地基代替水工建筑地下结构来计算结构的抗震性，在地震发生的时候，水利工程的地基会发生移位，设计人员可以通过地基的移位来计算水工建筑地下结构的抗震性，计算的公式是：

K[U]=Ka[Ug]

K是指水工建筑地下结构的刚度，通过这样的模拟计算就可以确定水工建筑地下结构的具体抗震性。

（三）静力荷载法计算水工建筑地下结构抗震性

还有一种水工建筑地下结构抗震性计算法也被广泛应用，那就是静力荷载法。这种方法主要是把水工建筑地下结构在地震情况下产生的惯性作为荷载，并准确地计算出在这样的荷载下，水工建筑地下结构的抗震性。静力荷载法的计算公式是：

F=（T÷G）Q=KeQ

其中Q是水工建筑地下结构的自身重量，T是地震情况下水工建筑地下结构的震动加速度，G代表加速度，K是水工建筑地下结构在地震情况下的加速度和重力之间的比值。

在计算水工建筑地下结构抗震性的时候，应该把水工建筑地下结构自身的惯性和内部压力因素等考虑到抗震性计算范围内。

（四）拟静力抗震计算方法

耶娃法起源于苏联，这种方法属于拟静力抗震计算方法，该方法假设在水工建筑地下结构周围的岩石都属于线弹性，因为地震导致水工建筑地下结构周边岩石发生内部变化，通过岩石内部变化情况来计算水工建筑地下结构的抗震性。

在水工建筑地下结构的抗震性设计中应该加强工程坝头的抗震强度，避免坝体在地震情况下出现倒塌。水利工程应该谨慎的选择水坝的修建形状，改善推动力的方向，降低地震对水坝的拉应力。水利工程中水坝的顶部应该选择简单、轻巧的结构，减小水坝的整体尺寸。

（五）动力计算法计算水工建筑地下结构抗震性

动力计算法在1940年就被应用在水工建筑地下结构抗震性的计算方面，这种计算方法把水工建筑地下结构看成多个单元组合，并充分考虑到水工建筑地下结构周边的结构变化对水工建筑地下结构抗震性的影响。动力计算法会把模拟地震波输入到水工建筑地下结构中，观察水工建筑地下结构的变化，从而计算水工建筑地下结构的抗震性。动力计算法相对其他计算法，有准确度高、适应力强的特点。动力计算法可以计算任何水工建筑地下结构的抗震性，是比较先进的计算手段。在水工建筑地下结构进水塔的抗震设计中，应该包括对水工建筑地下结构进水塔本身应力以及塔底地基承受能力的计算。对水工建筑地下结构进水塔的抗震计算也是采用动力计算法，能够提高计算的准确性。

在水利工程中，也要对水工建筑地下结构中水闸的抗震性进行计算，水工建筑地下结构中水闸的抗震性计算主要包括两个方面：一是水闸的稳定性，二是水闸的强度。水闸的抗震性对水工建筑地下结构的抗震性有很大影响。选用动力计算法计水工建筑地下结构中算水闸抗震性的时候，应该把水闸内部看成是一个整体进行系统计算。当水工建筑地下结构中水闸的地基是桩基的时候，相关人员应该做好地基与水闸之间的连接，避免在地震作用下地基和水闸相分离。水工建筑地下结构中水闸室的整体结构应该是匀称的，要具备很强的整体性。

结语：

水工建筑地下结构的安全性对水利工程的正常运行有很大影响。地震对水利工程有很大的损害，虽然地震并没有造成我国水利工程的大面积倒塌，但是也在一定程度上破坏了水利工程的功能，威胁到周围人民的生命财产安全，给国家和人民带来了巨大的损失。因此，国家和相关部门必须重视水工建筑地下结构抗震设计，提高水工建筑地下结构的抗震性。水工建筑地下结构的抗震性可以通过计算确定，动力计算法是比较常见的水工建筑地下结构抗震性计算法，这种方法计算准确，而且适应能力较强。相关人员只有合理的确定水工建筑地下结构的抗震性，才能更好的进行水工建筑地下结构的抗震设计，采取抗震措施。国家应该加强水工建筑地下结构抗震性设计人员的专业培训，提高设计人员的专业水平和综合素质。

参考文献：

[1]朱育才.近断层脉冲型地震动作用下隧道抗减震研究[D].重庆交通大学，2012.

[2]张鸿.地震波作用下地下隧洞结构动力响应特征研究[D].北京科技大学，2015.

[3]陈松.地下结构与相邻地面建筑的整体地震反应分析[D].北京交通大学，2014.

地下水特点范文第3篇

【关键词】高氟地下水；地氟病；成因；周村北部

周村区位于淄博市西部，东临张店、西靠章丘，南接淄川，北面与桓台和邹平接壤。区内发育中生代白垩系及新生代第四系地层。由于高氟水地区居民长期饮用高氟水，普遍患有氟斑牙、氟骨病等地氟病，患者牙齿先出现黄斑，后畸形或腿弯背驼，严重危害了当地居民的身体健康。为此探讨区内高氟水特征，除氟改水，治理“氟害”，势在必行。

1．高氟区现状

1.1高氟区地下水环境特征

1.1.1高氟区分布范围

根椐国家生活饮用水卫生标准（GB5749-2006），地下水中氟含量＞1mg/L的地下水即为高氟地下水。由岩石、土壤、地下水等自然因素使其氟含量超过国家规定标准的地域即为高氟区。

周村北部沈家庄、南阎、石门、十里铺、大姜、邓家庄、丰乐、固玄店及南营一带F-离子含量较高，面积约65km2，地下水氟含量一般在2mg/L左右，其中邓家庄、丰乐村、固玄店一带F-离子含量最高，其值为2.5～3mg/l，区内受氟害程度较重，有5000余人患有氟斑牙病和氟骨病。该区土壤中F-含量亦较高，多在450～700mg/kg。

1.1.2地下水氟含量分区及特征

区内分布含氟较高的第四系松散沉积物。钻孔资料显示，第四系松散沉积物的厚度55～118m。地下水主要赋存于第四系松散沉积物中，主要为潜水。地下水类型为HCO3·Cl-Ca·Mg型、SO4-Ca·Mg或SO4·Cl-Ca·Mg型，矿化度600～2000mg/L，全硬度400～1300mg/L。将全区划分为氟含量＜1mg/L区、1～2mg/L区和＞2mg/L区共3个大区。氟含量＜1mg/L区：氟平均含量0.87mg/L，分布于沈家庄、仇家庄和西钨头一带。1～2mg/L区：氟平均含量1.91mg/L，分布于大姜村、固玄店和仇家套一带，面积16km2。＞2mg/L区：氟平均含量2.79mg/L，最高含量3mg/L，主要分布于邓家庄和丰乐村一带，面积9km2。

1.2 地方性氟中毒现状

地方性氟中毒是由于居民长期从生活环境中摄入过量的氟而引起的一种慢性全身性地球化学性疾病，俗称“大黄牙”、“干沟牙”、“糠骨病”、“黑骨病”等 [1]。周村区北部地区都有不同程度的发病。病情较轻的病人，表现为牙齿变黄、发黑、脱钙变脆等，重病人表现为全身关节疼痛、强直变形，甚至导致瘫痪，丧失劳动能力。据周村区地方病办公室2005年统计资料，因饮用地下高氟水，全区有轻病区村30个，中病区村20个，重病区村15个，涉及病区人5000余人。氟斑牙人数3000余人，氟骨病2000余人。

2.高氟地下水水文地球化学特征

氟元素是人类生命过程中所必须的微量元素。适量的氟可以提高牙齿的搞酸能力，抑制细菌分解醣所需要的酶，增强牙齿釉质的烃基磷灰石保护层，提高牙齿的硬度等。但氟含量过高或偏低，则会影响人体健康，引发氟斑牙、氟骨病等“地氟病”[2]。

2.1平面上分布特点

地下水中氟离子含量极不均一，变化在0.5～3.0mg/L间。高氟地下水多呈点状或片状分布。大姜、丰乐一带最高，向西逐渐降低。

2.2垂向上分布特点

在垂向上，地下水氟含量有向深处逐渐增高的趋势。由于愈向深处，地下水交替循环速度愈缓，加之地下水中钠离子含量逐渐增大，有利于氟离子富集。

2.3水文地球化学特征

2.3.1地下水运动条件

该区地下水径流缓慢，以垂直运动为主。地下水在运动过程中溶解土壤中的氟离子，有利于在该区富集。

2.3.2水文地球化学特征

氟赋存于土壤中，随溶滤和水解作用而转化到地下水中，在随水迁移的过程中，当地下水碱化程度增强时便发生富集[3]。

从该区地下水水化学资料统计分析，氟与地下水中的主要离子成分、总碱度等有着不同程度的相关性。

（1）氟离子与钠、钙离子交替的关系。

从氟离子含量（F+）与Na+的含量及F+与Ca+的含量相关散点图上可以看出，F+含量与Na+ 及Ca+的含量间的关系虽不呈明显的线性关系，但亦存在着一定的规律：即当Na+ 增加或Ca+减少时，地下水中F+含量明显增加；说明地下水中阴离子由同钙的伴存转变为同钠的伴存，是形成有利于地下水中氟富集的水化学环境。而钙的减少和钠的增加，与地下水中钠对钙的交替（置换）有关。也就是说，地下水中氟的富集与钠、钙的交替有关。

（2）氟与总碱度及总硬度间的关系。

氟与总碱度及总硬度的相关性不是太明显，只表明其大概趋势，氟与总碱度大致呈正相关，而与总硬度关系不明显。

3.高氟地下水的形成及治理措施

3.1高氟地下水的形成

氟在水中的富集需要3个必要条件：第一有供氟源或者促使氟迁移进入地下水；第二有使氟稳定的水文地理化学环境；第三有使氟赋存和富集的地理环境或水文地质条件[4]。

土壤中含有较高的氟，经过溶滤、水解作用使氟析出转化到液态地下水中富集，并随地下水径流迁移，在地形平缓，地下水径流缓慢、径流不畅区，地下水则形成相对静止状态，形成滞水，地下水含氟量聚集增高。

地下水中的SO42-、HCO3-对氟的迁移起着十分重要的作用，SO42-、HCO3-越多，越有利于氟的迁移。Na+、Ca+与F+可形成稳定的化合物，故对氟的稳定性起控制作用[5]。

3.2高氟地下水的治理措施

（1）水质净化处理。

丰乐村施工一眼水井作为村中饮用水源，但水质较差。村中上了一台水质净化处理设备，水经处理后作为村中饮用水源。对该村的水源水和净化后的水进行了取样化验，其结果见水源水中矿化度、F-超出国家饮用水标准，全硬度接近国家饮用水标准，NO3-、Na+含量较高，但水源水经净化处理后水中各项均降低，特别是F-、SO42-、Na+降幅最大，成为低矿化(下转第346页）(上接第330页）度、低钠水。

该水质净化处理设备价格3万元左右，加上厂房，总投资5万元左右。处理1m3水用电不足2度，加上从水源井中取水，每处理1m3水费用不足1.5元。在水源条件和其它条件较差的地区采用水质净化降氟改水是行之有效办法。

（2）区外引水。

周村区现已建成“引萌济周”、“引黄济周”两大工程。萌山水库水及黄河水经适当处理后可作为高氟区的饮用水源。由于区内地下水资源不足，亦可从区外水质较好的水源地直接引用作为饮用水源。　[科]

【参考文献】

［1］张新平.山东省高密市高氟区现状及高氟地下水形成机制探讨[J].山东国土资源，2007，23（10）：23-25.

［2］冯超臣.鲁西南平原高氟地下水水文地球化学特征[J].山东国土资源,2005，21（5）：39-42.

［3］戎秋涛，翁焕新.环境地球化学[M].北京：地质出版社，1989，251-254.

地下水特点范文第4篇

关键词：西辽河平原；地下水；资源功能区划

地下水的资源功能是指具备一定的补给、储存和更新条件的地下水资源供给保障作用或效应，具有相对独立、稳定的补给源和地下水资源供给保障能力。区划时遵循的原则是综合评价图中资源功能“强”和“较强”区划归等级分区，定名为“资源功能较强―强区”；资源功能“一般”区划归等级分区，定名为“资源功能一般区”；资源功能“较差”和“差”区划归等级分区，定名为“资源功能弱区”；上述为二级分区，在此基础上，“资源功能较强―强”区根据地下水资源功能是资源占有性、再生性、调节性和可利用性的综合反映，又分为3个三级分区，“资源功能一般区”只有一个区，“资源功能较弱―弱”区分为4个三级分区，开发利用时应根据这些指标的具体情况考虑。西辽河平原资源功能区划结果见下图。

1. 资源功能较强―强区

1.1 老哈河上游可集中开采区（B1―Ⅰ1）

老哈河上游段河水补给地下水，降水入渗系数为0.35，地下水补给能力强。含水层厚度为100m～170m，岩性为砂砾石、中粗砂、中砂，地下水储存空间较大，目前的地下水位埋深为1m～3m，资源占有性强，单位涌水量>30m3/h・m。水质优良，为Ⅲ级，资源可利用性和再生性强，大气降水的补给系数为0.26，地下水消耗后有便利条件得到有效补充。

由于具备上述特点，对该区的地下水可集中开采，即使在枯水年由于地表水和大气降水补给不足暂时出现地下水位下降问题，在丰水年时也可因得到及时补给而回升，充分发挥其

调蓄能力，不会出现资源紧缺状况。但在扩大开采过程中也应考虑该区地下水与地表水之间的转化问题，开采程度较小，地下水位埋深较小时，由于水位高差的关系，地下水补给地表水，地表水在流经上游区时不会有大量的减少；开采程度较大，地下水位埋深较大时，地表水补给地下水，地表水垂直和侧向补给加大。如果开采程度不节制，地下水位下降程度过大，会造成大量地表水对地下水的渗漏补给，减少上游地表水对中下游的补给。

1.2 盆地中西部可采区（B1―Ⅱ1）

该区位于研究区中西部，主要为西辽河平原的上游区，含水层厚度50m～170m，岩性为

泥质砂砾石、砂卵石，中粗砂，中细砂、粉细砂等，地下水位埋深1m～3m，单位涌水量为10m3/h・m～30m3/h・m，地下水资源较为丰富。地下水有大气降水和地表水的双重补给，补给强度较大。

图1 西辽河平原资源功能区划图

目前，该区的大部分区域为地表水灌区，由于地下水的补给状态由天然河流的线状源变为面、W状源，地表水在上游入渗量大量增加，地下水位居高不下。针对资源功能的特点和该区地下水的实际情况，该区的地下水可适当扩大开采。但考虑到西辽河平原地下水的流向是自西南向东北，而到中部变为近东西方向的特点，为避免减少对中下游区的地下水补给，应控制开采程度。而且该区的北、西和南部三面为科尔沁沙地，周边地势高，地下水在适当加大开采的同时，注意强度不宜太大，避免地下水位下降过快，出现袭夺周边地区地下水的现象。

1.3 霍林河冲洪积扇混合开采区（B1―Ⅲ2）

该区位于霍林河冲洪积扇区，含水层厚度为90m～120m，岩性为泥质砂砾石、砂卵石，中粗砂，中细砂、粉细砂等，富水性极强，地下水资源较为丰富，单位涌水量大于30m3/h・m。入渗补给系数为0.23，地下水补给系数较大，地下水储量较为丰富。地下水水质为Ⅲ或Ⅳ级，主要表现为矿化度较高。由于位于山前，地下水的调节性和再生性强，为I级，地下水消耗后可得到及时补充，针对矿化度高的问题，可与附近低矿化度的地下水混合开采用于农业灌溉。

2. 资源功能一般区

西辽河平原东北部适量开采区（B1―Ⅲ1）

该区位于研究区西辽河，含水层厚度为50m～100m，含水层岩性为中粗砂，中细砂、粉细砂等，地下水储存资源不太丰富。小部分地区的富水性较强，单位涌水量为10m3/h・m～30m3/h・m，大部分地区的富水性一般，单位涌水量为5m3/h・m～10m3/h・m。地下水的可用性、再生性一般，而且该区地下水的调节性较弱。但该区入渗补给系数0.23～0.35，地下水的补给强度较大，在开采后中可得到有效补给。

该区主要为农区，依靠地下水灌溉，地下水的开采量较大，现状年地下水的开采系数大于85%，西辽河平原开采强度较大的通辽市位于该区。在这种开采状况下，该区出现了舍伯吐和科尔沁两个水位下降区，通辽市的地下水位降落漏斗就位于科尔沁水位下降区。为维持工农业的发展，地下水的现状开采状况还将继续，而且还可能加大，而为避免地下水位下降区的不断扩展，在大气降水因素不能改变的条件下，只能考虑加大周边地区对该区的地下水补给，同时通过控制水资源浪费和加大废水利用等措施，减少典型区域对地下水的开采。目前，地下水的开采潜力模数为1～3×104m3/km2・a。

3. 资源功能较弱―弱区（B1―IV1）

3.1 山前适量开采区（B1―V2）

该区位于大兴安岭山前台地，含水层厚度为20―50米，含水层岩性为上更新统残坡积的砂碎石等，地下水储量不丰富，单位涌水量小于1m3/h.m。降水入渗系数为0.15，补给强度有限。由于含水层空间有限，该区的资源调节性差。山前位置坡降较大，地下水的径流速度较快，更新相应较快。但由于为牧区，人畜长期对地下水的污染，使得水质状况较差，主要为V级。

3.2 乌力吉沐仁河下游适量开采区

该区位于研究区的东部，为典型的地表水灌溉区。由于大范围面状和网状的地表水补给，再加上大气降水的作用，同时，该区地下水开采强度又比较低，为1～3×104m3/km2・a，造成地下水位较浅，小于1m。由于蒸发强烈，地下水位埋深小，使得地下水的矿化度较大，水质大部分地区为Ⅳ级，部分地区为V级。

该区的含水层厚度为30m～60m，岩性主要为泥质细粉砂、泥质粉砂等，地下水储存量一般，富水性较弱，单位涌水量小于1m3/h・m。由于主要为农区，而农业又依赖地表水灌溉，所以地下水的开采潜力较大，综合潜力模数为5～10×104m3/km3・a。

地下水位埋藏过浅，会增加蒸发消耗量，使地下水资源白白浪费，针对上述情况，对乌力吉沐仁河下游的地下水可适量开采，把部分地区的地表水灌溉改为地下水灌溉，使地下水位有一定程度的下降，大量的地表水可以排向下游的水资源开采强度较大区和科尔沁沙地缺水区，使这些地区优先利用地表水，减少地下水的开采。但该区的地下水的调节性和再生性一般，大气降水补给系数为0.10，补给强度较低，因此，应注意开采量不宜太大，避免出现地下水过量消耗，出现地下水紧张状况并影响向下游的补给。

3.3 科尔沁沙地适量开采区

该区位于研究区的中北部，地表环境大部分是沙丘和沙地，地下水位埋深小于1m。含水层厚度为50m～110m，从北向南，含水层结构比较复杂，岩性为粉砂，细粉砂，泥质粉砂等，期间有2～6层粘性土分布，资源占有性一般，单位涌水量较弱，大部分地区小于1m3/h・m。沙丘洼地处地下水位埋深较浅，蒸发强烈，导致地下水V化度较大，地下水质量降低，大部分地区为V级，可用性差。粘性土层的存在，使得该区的地下水补给强度降低，地下水资源的再生性弱，而且调节性差。

3.4 黄土丘陵地下水限制开采区（B1―Ⅳ2）

该区位于研究区的南部黄土丘陵区，黄土丘陵与科尔沁沙地接壤的陡坎高度有10m左右，说明黄土部分的高度至少有10m。含水层厚度为20m～50m，含水层岩性为粉细砂、细砂、中细砂等，其间夹有2～3层粘土层，该区的地下水位埋深>5m，地下水储量不丰富，单位涌水量小于1m3/h・m。地下水质量等级为V级。由于黄土的原因，降水入渗系数为0.12，补给强度极小，地下水消耗后不能得到及时、有效恢复，地下水资源的再生性差。而且黄土丘陵区地下水的调节性差。

4. 结语

地下水功能评价是在地下水资源评价的基础上进行的，是地下水资源评价的延伸和拓展。按地下水资源评价分区要求，确定评价范围，评价时既考虑了西辽河平原的整体性，又考虑了三、四级地下水系统，同时还考虑了地下水循环系统的完整性和相对独立性。本次地下水功能评价采用层次分析法，运用“地下水功能评价计算系统”（简称GFS系统）进行评价。评价结果可对农业、水利、工业、牧业、林业等各部门具有一定的指导意义。

参考文献：

[1] 西辽河平原地下水资源及其环境问题调查评价报告.

地下水特点范文第5篇

关键词：地下水；变电站；建设；设计

中图分类号：TM63 文献标识码：A

影响变电站选址设计和正常建设生产的水文地质因素，主要包括了地下水水位、地下水水量以及地下水酸碱度这三个因素。其中，地下水水位的变化及动态规律，将可能对变电站建筑物及构筑物的结构及性能造成影响；而地下水水量、水质，则决定了变电站建设和日常生产中水源的补给和取水方式；地下水的酸碱度或各类离子含量，则会直接影响到变电站建筑物及构筑物的钢筋、混凝土、线缆等的耐久性，当其腐蚀性过高时必须采取相应的防腐蚀方案。

一、地下水水位对变电站建设的影响及防治策略

1 地下水水位对变电站基础抗拔力的影响

变电站构支架基础，在设计过程中应当验算其抗拔系数，当建筑基础处于地下水水位以下时，必须考虑到浮力的影响。本文以某变电站基础设计为例，分析地下水水位对变电站基础抗拔力的具体影响。某构架基础采用了钢筋混凝土结构阶梯式基础，其底板平面尺寸和第一阶梯的平面尺寸分别为2×2m和1×1m，每一级的阶梯高度为0.5m，基础埋深为2.5m。构架基础抗拔稳定条件为：

T≤（G+G0）×0.9/KG （1）

在上式（1）中，T是指构架基础的上拔力；G和G0则分别是指基础的自重以及基础底板上的土重；KG则是指短期荷载作用下，所验算得出的基础的抗拔稳定系数，取值为1.0。当不考虑地下水位时，基础极限抗拔力Tmax=（G+G0）×0.9为171kN；而当地下水位在0m标高时，计算出该基础的极限抗拔力Tmax的值为94.5kN。前后的比值94.5/171=0.55，由此可以看出地下水水位的变化，对变电站基础的抗拔有较大的影响，其抗拔力下降了约45%，因此在变电站设计时，构架或存在倾覆条件的支架基础必须考虑到地下水水位的变化。

2 地下水对变电站内基础建设的影响

变电站在设计选址时，一般不宜选址在软土地基上，因为其存在含水量丰富、承载力低以及压缩量较高等问题，也容易发生不均匀沉降或基坑坍塌等现象，影响到变电站的建设和正常运行。部分地区选址困难，不可避免软土地基时，就必须考虑到地下水水位的变化影响，并采取有效的排水加固措施，以保证变电站的正常施工建设。

目前，变电站建设中较为常见的软土地基的处理技术有：固化剂法、深层搅拌法、真空预压法、土工合成材料法、振冲碎石桩法、灰土挤密桩法等等，以上方法都可以起到降低地下水位，提高变电站地基土强度的目的。以真空预压法为例，该方法是在需要加固的软土地基中内部设置塑料排水板，然后在外层设置砂垫层和吸水管道，并利用真空装置进行抽气，使地基内外层产生气压差，从而进行排水、排气。真空预压法的特点是施工工艺及施工设备均较为简单，可以大面积的施工建设，且施工时间较短。

灰土挤密桩法，可在地基中成孔并分层填入灰土进行夯实。这种方法可以得到柔性桩复合地基，并适用于湿陷性黄土、杂填土、素填土等地基的地下水排除和加固，其处理深度通常在5m～15m左右。灰土挤密桩法的特点是施工简便，且不需要开挖和回填施工，其填料多就地取材，施工造价也较低。

3 地下水对变电站基坑建设的影响

在变电站基础施工建设过程中，当基坑内外的地下水位差较大时，就容易出现潜蚀、流砂、管涌、渗透等破坏现象，从而导致基坑边坡失稳，并对变电站建筑物结构及施工安全造成影响。为此，在变电站基坑开挖施工中，还必须采取切实可行的治水方案，以有效保证工程建设质量与施工安全。目前，为尽量降低地下水水位对变电站基坑建设的影响，主要从两方面进行，一方面是做好地下水的堵截，另一方面则是尽量降低地下水位。

（1）地下水堵截方案

按当前的技术与工艺条件，可用于变电站建设中地下水堵截的技术方案主要有：地下连续墙、夹心墙、防渗帷幕、钢板桩、冻结法等等。其中，地下连续墙以钢筋混凝土作为基坑的支护结构，它既可以承受较大的侧土压力，又可以有效防止地下水的入侵，对于渗透性较小和较软弱的地质土层，有较好的止水效果；而夹心墙则是在基坑的稀浆槽中再挖设一条沟槽，然后再向槽内灌注混凝土，形成的防渗挡土墙，夹心墙技术既可以起到对地下水的堵截作用，又能对基坑边坡起到一定的支护作用，但施工造价偏高；防渗帷幕，则主要是在基坑四周或者底部，采用高压喷射注浆、深层搅拌等施工方法，在基坑四周或底部形成连续的墙幕，防渗阻水，这些方案可根据水量、水压、地质条件、工艺灵活选用，技术条件特别复杂时需进行专项试验。

（2）基坑降水方案

当地下水位高出基坑的底面时，则应当对基坑采用降水措施。较为常用的基坑降水方案，主要有明沟排水方案和井点降水方案这两种。

①明沟排水方案

这种降水方案是在基坑内部或者外部，通过设置一定数量的排水沟和集水井，然后再采用抽水设备将地下水从集水井中抽走的技术方法。明沟排水方案的特点是施工简便、设备简单且成本较低。

②井点排水方案

井点排水方案则是在基坑的周围，埋深一定数量能够渗水的井点管，然后通过配备一定的抽水设备，将地下水能连续不断地抽走，以保持基坑四周地下水位始终低于基底深度。该方案不仅有利于机械化施工，而且能适用于不同几何形状的基坑。目前在变电站建设施工中，较为常用的井点降水法主要有：轻型井点法、喷射井点法、电渗井点法、管井井点法等，各类井点法的适用范围，详见表1。在实际建设施工中，应根据基坑土层岩性、渗透性及工程特点进行合理的选用。

二、地下水水量及酸碱度对变电站建设的影响及防治策略

1 地下水水量对变电站建设的影响

地下水水量的补给条件与补给量直接决定变电站施工用水和日常生产、生活水源的补给和取水方式。因此，在变电站的选址设计阶段，必须做好对地下水水量的地质探测工作，以确定地下水水量、水质，并对变电站选址地区的供水水源进行评价。

其中，地下水的水质的指标主要包括了浑浊度、大肠杆菌群数量、菌落群数、水质是否有气味、水质微量元素含量等等，当地下水水质超标时，应采取一定的水质处理及净化技术；根据地下水水量情况，确定变电站水源的补给方式、净化工艺及取水地段。当地下水水源不能满足变电站生活水质要求以及用水量要求时，则应当考虑引接自来水。

2 地下水酸碱度对变电站建设的影响

根据地下水酸碱度，通常分为强酸水（pH9）这四类。地下水不同的酸碱度对变电站建筑、构筑物基础的混凝土与钢筋腐蚀程度也不同，应进行详尽的检测。

当地下水酸碱度为强酸性水（pH9）时，需正确确定建筑的环境类型，应加强混凝土及钢筋的保护，在施工建设中应尽量采取抗酸性腐蚀性较强的水泥品种，例如粉煤灰水泥、矿渣水泥等等；在钢筋混凝土设计中，应适当的加强钢筋的保护层厚度；在钢筋混凝土结构的地下变电站、电缆遂道等的混凝土表面进行防水处理，增强地下建筑物抗渗及防腐蚀的能力。而当地下水酸碱度为弱碱性水（pH=7～9）时，适当加强钢筋的保护层厚度，以避免盐对钢筋的腐蚀。

结语

本文从地下水水位、地下水水量以及地下水酸碱度这三个角度出发，分析和研究了地下水对变电站选址设计以及施工建设中的影响，并提出了相应的防治措施。综上所述，地下水对变电站的正常施工建设有着较大的影响，必须加强对站址水文地质的勘探工作，通过做好对地下水分布情况、水位变化情况、水量水质以及酸碱度等情况的详细分析与了解，以便在施工建设中能采取相应的防治措施，尽可能的避免因地下水对变电站的正常施工建设及运行带来影响。

参考文献

[1]陈卫.某变电站地下水资源评价[J].大陆桥视野，2010（06）.

[2]张永波，孙新忠.基坑降水工程[M].北京：地震出版社，2009.