地下水的形成

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地下水的形成范文第1篇

[关键字]地下水 工程勘察 影响

[中图分类号] TV22 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-2-112-2

1 前言

在我国虽然有明确的法律法规规定在工程实施前要对地下水的水质参数、地下水的作用等方面进行勘察与评价。但是在工程勘察的过程中，工作人员往往会忽视水文地质的勘察工作。通常只是象征性进行勘察，并没有对水文地质的情况进行全面性勘察。但是水文地质的情况与工程的质量是密切相关的，其地下水在工程施工过程中不仅会影响岩体的特性、地基的施工，还会影响工程或者建筑物的稳定性。所以保证工程能够顺利实施与提高工程的勘察质量，必须要重视地下水的勘察工作。

2 对水文地质的情况进行分析

2.1在勘察水文地质的过程中的要求

在地质比较复杂的地区进行勘察工作时，首先要对这个地区以往的水文地质情况进行查阅与分析，然后有针对性的布置工作量，通过地面水文地质调查与钻探、水文实验、水质分析等工作手段对地下水的分布与性质进行勘察，除此之外，还要对该地区的地理环境、外貌特征、地质环境、地质结构、地下水位的升降情况和变化趋势等等水文地质情况进行分析。在勘察的过程中，不仅要明确其水文地质的参数，还各层土质的匿藏水情况等。

2.2地下水的分类

一般情况下，按照地下水在岩土中的赋存形式，可以把地下水分为四种形式，分别为强结合水、弱结合、重力水和毛细管水。而这几种不同的地下水给工程带来的危害与影响的程度各不一样。

强结合水的厚度很小，没有溶解力，也不能传递静水压力，且冰点非常低。不但如此，强结合水的粘滞度、弹性和抗剪强度都是非常强的，而且外力作用下很难被排出，必须要在高温的状态下才可以排出。总得来说，强结合水对工程所造成的危害不大。

弱结合水的厚度比强结合水的要厚，同样也没有溶解力与不能传递静水压力，并且其冰点低于0度。如果土层里面存在较多的弱结合水，那此土层的可塑性就比较强。同样弱结合水对工程造成的危害很小。

重力水通常是存在较大的空隙当中，当其在重力的影响下就可以自由活动。不过当其自由活动时就会产生比较大的压力，不仅会造成潜蚀作用，还会形成流砂。一旦对土层造成潜蚀作用，就会使土层中的比较小的颗粒被重力水带走，当这种被带走的颗粒越来越多时，就很容易使岩土的结构遭到破坏，使其强度降低，到最后可能会造成建筑物沉降。而产生的流砂现象可以分为三种，分别为轻微流砂、中等流砂与严重流砂。轻微流砂对工程所造成的影响不是很大，可能会使坑底的泥泞程度增加；而中等流砂会使坑底形成非常多的小排水沟，从而影响工程的施工；但是严重的流砂就不一样，对工程的影响非常大，可以造成沉井突然下降或者倾斜，甚至会发生其他重大事故。

毛细管水的水位上升到一定的界限时，特别是在比较寒冷的地区其冻胀作用会加剧。当基体冻胀和融化时就很容易使建筑物发生开裂等现象。而且毛细管水在工程施工的过程中会对工程的基础和管道造成非常大的损害，因为毛细管水的水中盐分会对混凝土与金属材料造成不同程度的腐蚀，当腐蚀到一定程度时就会影响建筑物的正常使用。建议此处详述不同种类水对工程的破坏。

2.3对岩土的水理性质进行分析

岩土与地下水相互作用时所显示出来的各种性质就是岩土的水理性质。在工程施工过程中，岩土的水理性质不仅会影响岩土的强度，可以使岩土发生变形，还可以影响建筑物的稳定性。所以在工程施工中，岩土的水理性质分析工作是非常重要的。但是在以往的工程勘察过程中，勘察人员比较重视岩土的物理性能的勘察，而对岩土的水理性质的勘察就没有那么重视。所以就导致了在工程建设中存在一定的危害。岩土的主要水理性质分别有软化性、崩解性、透水性、胀缩性和给水性这五种水理性质。其中软化性是指黏性土层、泥质砂岩、页岩或者泥岩等具备软化特征的地层在地下水的作用下形成软弱夹层。岩土的崩解性是与岩土的结构、颗粒成分以及岩土的矿物质分布等情况相关，并且还要包括崩解时间、崩解速度和崩解的频率等。岩土的透水性是与岩溶发育情况和岩石裂隙大小密切相关，在勘测的过程中可以通过抽水实验检测其透水性的优劣。而岩土的胀缩性的情况会影响土坡表层稳定性和地基的变形。岩土给水性一般是用给水度来表示，可以通过实验的方法来测量含水层的给水度的大小。

3 地下水对工程产生的影响

地下水的勘察工作在工程勘察中所占的地位是比较重要的。但是在以前的工程建设中，往往不太重视地下水的勘察工作，甚至很多建设者在工程实施前并没有对地下水的情况进行勘察。因此就非常容易使建筑物发生开裂、坍塌等现象。所以在工程的勘察过程中，必须要重视对地下水的勘察工作，避免出现工程问题。

3.1在施工过程中对基础的影响

在进行基础埋深的过程中，必须要对地下水的水位进行了解与分析。在环境允许的情况下，尽量把基础的底面埋在地下水水位上面。如果一定要把基础的底面埋在地下水水位的下面，就必须要考虑地下水对基础的施工材料的腐蚀或者其他的危害以及要进行排水所采用的措施等。而如果是在藏有承压水的土壤进行基础埋深时，就必须要考虑在基坑开挖时的坑底土所受到的承压力的大小。要考虑一旦坑底土受到破坏，要采取怎样的措施。地下水对基础设置的影响是非常重要的，所以在进行基础设置时必须要对地下水情况进行完整的勘察。

在桩基工程实施的过程中，地下水的影响也是非常大的。天然地基的造价成非常本低，且其施工工艺简单，但是这种天然地基存在的概率很低，所以当地基沉降比较大或者不是非常稳定时，为了使其符合施工要求，就必须要通过加固处理或者是改变结构的方法对地基进行改造。为加强地基上部软土的承载力，就必须要采用桩基础来对地基进行加固处理。不过这种桩基础加固处理方法的实施，不仅要考虑桩身下沉量的大小还要考虑其地下水的运动情况。如果桩身下沉量比土层下沉量要小的时候，就会使桩土对桩身产生很大的负摩阻力，会影响单桩的承受力。而如果土层下的地下水流动速度大于每分钟3米的速度，就一定不能用水泥或混凝土灌注的桩。除此之外，还要考虑地下水的腐蚀性的强弱，因为其腐蚀性非常强时对桩的损害也是非常大的。

在基础开挖工程实施时，地下水对其的影响也是非常大的。因为地下水水位的升高，不仅会使粉细砂和粉土发生饱和、液化，从而发生流砂等问题；还会使基坑坍塌和位移，使岩土的强度降低，以致发生基坑沉降，最终使基础受到严重的破坏。

3.2地下水对建筑物所造成影响

当建筑物的基础受到破坏时，必然也会影响到建筑物的稳定。因此地下水的升降对建筑物的影响也是非常大的。当地下水的水位升高时，就会对建筑物的地下室或者是地下建筑物的结构造成非常大的损害，会影响其防水、防潮、防湿等性能，甚至还会影响其的稳定性。不单单是这样，地下水水位的升高还会加强土壤的盐渍化，使其对建筑物的腐蚀性更强，从而出现建筑物坍塌的现象。除此之外还可以使地基发生变形或者沉降，使建筑物发生变形。但是当地下水水位升高时对其采用人工方法来降低地下水水位，就非常容易发生地质灾害，例如发生裂开、坍塌等灾害。有时候还会直接导致建筑物受到破坏。因此可以看出，当地下水水位发生急速升降时，都会使膨胀土发生不均匀的胀缩变形。从而使建筑物所得破坏。

3.3地下水在基坑开挖支护的过程中所造成的影响

在高层建筑不断发展的今天，因为受到其施工场地与施工工艺的影响，在进行施工的过程中必须要对采用垂直开挖的方法。在基坑开挖的过程中，通常会采用抽水的方法来使地下水位降低，从而减小土侧的压力。但是局部抽取地下水，很容易令基础底面以下的地下水位出现突然下降的情况从而造成临近建筑物的变形，甚至会使地表面坍塌或者地面下沉。因此在工程开挖的过程中，必须要设置止水帷幕，在安装支护体时也要实施防水措施，例如涂防水涂层，一定要保证工程建设需要的地段的保持干燥。

4 结束语

在工程勘察的过程中，水文地质的勘察工作是不可以忽视的。通过对工程的水文地质的参数的准确勘测不仅可以保证工程的顺利实施，还可以有效地预防或者避免很多工程灾害的发生。因此在工程勘察的过程中要提高其水文地质的勘察质量，为工程的实施提供准确依据，从而保证工程的质量。

参考文献

地下水的形成范文第2篇

关键词：地下水；14C测年；偏差；大气CO2污染；采样方法；测量方法；测年上限；河北平原

中图分类号：P641 文献标志码：A

Abstract： The precipitation method sampling procedure of 14C dating of groundwater recommended by IAEA is suffering from atmospheric CO2 pollution. As a result， the dating results tend to be much younger. After analyzing the possible sources of atmospheric CO2 pollution and related influencing factors， a state-of-the-art precipitation method sampling procedure of 14C dating of groundwater was developed to reduce the atmospheric CO2 pollution. This sampling procedure not only integrates various CO2 pollution controlling techniques， but also enjoys easy operation. A specially-designed sample bottle links the field sampling operation and the sample preparing operation effectively. After adopting the new procedure， the negative deviations of the dating results obtained by using benzene-synthesis-liquid-scintillation spectrometer （for the dating results below the upper limit of 50 000 years） are negligible. By comparing the previously-obtained 14C dating results of ancient groundwater with the results obtained by adopting the new sampling procedure in Hebei Plain， the former exists significant negative deviations. For the groundwater with 14C apparent age of approximately 47×103 years， the dating results tend to be more than 20×103 years younger. Therefore， it is necessary to conduct new evaluations for the formerly-obtained 14C dating results of ancient groundwater and the research conclusions based on the dating results. The new precipitation method sampling procedure of 14C dating of groundwater makes researchers attach importance to the traditional radioactivity measurement method again. Because the sampling quantity is a thousand times more than accelerator mass-spectrometry， it is easier to control the atmospheric CO2 pollution during sample preparation， and the 14C dating results of ancient groundwater are more reliable.

Key words： ground water； 14C dating； deviation； atmospheric CO2 pollution； sampling method； measurement method； upper limit of dating； Hebei Plain

0 引 言

自德国水文地质学家Münnich于1952年首次将14C测年方法用于测定地下水年龄后[1]，地下水14C测年方法在地下水形成历史、运动速率和古气候变迁等诸多研究领域取得了一系列具有重要理论与应用价值的成果[2-11]，并被国际原子能机构确定为研究地下水形成历史的一种有效方法[12]。中国自1982年开始建立地下水14C测年实验室，之后相关应用研究工作全面展开，取得了一系列研究成果[13-23]。然而，比较同一地区（例如河北平原）取得的地下水14C表观年龄（未校正年龄）资料，发现不同时期或不同研究者取得的测年结果常存在很大差异。尤其对古老地下水，在同一区域（甚至同一采样井）取得的同一含水层组14C表观年龄的重复测量结果，其偏差大多超过由制样和测量方法评估的14C测年结果的扩展不确定度，而偏差超过10×103年的重复测量结果屡见不鲜。因此，有理由怀疑以往采用的由国际原子能机构推荐的地下水14C测年沉淀法采样程序[24-25]对古老地下水测年的适用性。本文在分析国际原子能机构推荐的沉淀法采样程序可能存在的大气CO2污染途径及影响因素的基础上，提出了一种融入多种大气CO2污染控制技术的沉淀法采样程序，并设计了采样装置。在河北平原沿石家庄―衡水―沧州―渤海湾一线研究程度较成熟的同位素水文地质剖面重新采集14C测年水样，同一井孔重复采集的古老地下水样品的14C测年结果证实，新采样程序使大气CO2污染得到充分控制。当以测量程序中的影响量（本底计数率、本底和样品计数时间及计数样品量）评估的测年上限不超过50×103年时，由大气CO2污染引入的偏差以测年上限及其扩展不确定度作考量可忽略不计。与以往14C测年结果进行比较分析，发现地下水越古老，以往14C测年结果产生的负偏差越大。例如，由新采样程序获得的沧州市区以东第四系第三含水层组地下水14C表观年龄皆超过了14C测年上限，而以往获得的滨海平原同一含水层组地下水14C表观年龄基本小于35×103年，个别测年结果甚至小于15×103年[13-21]。因此，有必要对以往取得的古老地下水14C测年结果及由此得出的研究结论是否可靠重新进行评估。

20世纪70年代末建立的加速器质谱14C测年技术[26-27]只需毫克量级的碳样，拓展了14C测年方法的应用范围，加之测量效率极大提升，因而受到广泛推崇。然而，到目前为止，加速器质谱14C测年精度并未超越传统放射性测量法。对采样量不受限制的地下水14C测年而言，采用放射性测量法需要的样品量千倍于加速器质谱14C测年，使得样品制备程序中的大气CO2污染更易得到有效控制，使古老地下水14C测年结果更具可靠性。沉淀法采样新程序的推出使传统放射性测量法在延伸测年上限方面的优势得以显现。为拓展地下水14C测年范围，较之对加速器质谱14C测年技术的持续研发投入，着眼于放射性测量技术的进一步完善更有可能取得突破，技术研发的重点应是有效控制乃至消除由采样和制样程序引入的偏差。

本文依据目前14C测年技术所能达到的测年上限（约50×103年）及其扩展不确定度，给出能使偏差得以忽略的采样程序大气CO2污染限值，并据此考量沉淀法采样装置和采样程序设计，以简捷的操作方式实现对大气CO2污染的有效控制。通过运用试验研究给出的一种大气CO2清洗技术，向沉淀罐中快速充入无CO2空气，所形成的顶空允许水样在沉淀罐中产生剧烈震荡，从而加速试剂溶解和晶体沉淀颗粒生长，缩短采样时间；以开盖方式加入试剂，与大气组成和密度相近的顶空气体可有效抑制浓差扩散和气体对流，减小大气CO2混入量。本文对采样装置组件规格和制作工艺做出描述，可帮助有意采纳新采样程序的研究人员完成采样装置的复制。

1 大气CO2污染对14C测年结果的影响

1.1 14C测年结果偏差对测年上限的影响及控制原则[HT]

14C衰变规律由负指数函数描述，衰变率随时间推移逐渐降低。换而言之，随着时间的推移，产生相同数量的14C衰变所需要的时间逐渐延长，据此可解释14C比活度测量不确定度和偏差（以放射性测量法为例）分别对14C测年结果不确定度和偏差的影响规律。

（1）虽然14C比活度测量不确定度随测量值减小而减小（由放射性衰变服从泊松分布的特性所决定），但对应的14C测年结果不确定度却逐渐增大，且增大幅度逐渐加快。在14C年龄接近9倍14C半衰期（约51×103年）时，14C比活度测量不确定度的极小变化即可对14C测年结果不确定度产生显著影响。

（2）相同大小的14C比活度偏差传递给14C测年结果的偏差随14C年龄增大而增大，且增大幅度逐渐加快。当14C年龄接近9倍14C半衰期（约51×103年）时，极小的14C比活度偏差（例如采样装置或制样系统渗入大气CO2）有可能使14C测年结果产生不容忽视的偏差。例如，一个真实14C年龄为55×103年的样品，若现代碳百分数（Percent Modern Carbon，PMC）产生偏差01%，则引入14C测年结果偏差约为-4.8×103年。

大多数实验室把14C测量方法的测年上限目标值设定为50×103年。虽然通过降低本底计数率、延长本底和样品计数时间、增大计数样品量可进一步提高测年上限，但对诸如大气CO2污染、记忆效应等偏差来源的控制要求亦在提高，技术上已具有一定的挑战性，评估测年上限的统计学方法未考虑偏差的存在。因此，在实际应用中，确定测年上限还应考虑控制偏差的技术能力。以测年上限及其扩展不确定度做考量，偏差必须足够小，不应因偏差的存在而使报出的接近测年上限的测年结果 “失真”，从而对研究人员产生误导。当控制偏差的技术能力不足时，正确的做法是：合理控制本底和样品计数时间及计数样品量，使测年上限评估结果达到一个合理的目标值，即在保证报出的测年结果不因偏差存在而“失真”的前提下允许达到的测年上限最大值，实现对测量效率和试验成本的合理控制。

1.2 大气CO2污染对14C测年结果偏差的影响及控制原则

大气吸收宇宙射线中子而产生的天然14C最终以CO2形式存在于大气中，作为14C测年方法建立前提的一条基本假设，其放射性水平不随时间和空间发生变化[28]。始于1948年的大气核爆试验曾导致大气CO2的14C比活度增加了近1倍，但自1968年限制大气层核试验后，其逐步向正常水平回落，但仍高于1950年（国际通用14C计年起点）大气CO2的14C比活度（规定值为1356 dpm・g-1）。表1给出的“大气CO2污染对14C测年结果的影响”评估值是以大气CO2的14C比活度为1356 dpm・g-1计算给出的，这样略微低估了大气CO2污染的实际影响，但却能保证评估结论的可信度。

对测年结果的影响较之地下水14C测年理论与方法本身的不完善所引入的偏差常可忽略。例如，对于真实表观年龄分别为5×103年和10×103年的地下水，1%大气CO2污染将导致测年结果分别偏低14%和1.9%。地下水越古老，同样程度的大气CO2污染引入14C测年结果的偏差越大。当真实表观年龄为40×103年时，1%大气CO2污染可使测年结果偏低16.8%（偏差为-6.70×103年）；而对真实表观年龄大于100×103年的地下水，1%大气CO2污染即可导致测年结果比14C测年上限（例如50×103年）低11.90×103年，报出约为38.10×103年的错误结果。由采样装置和采样程序缺陷导致的大气CO2污染程度显然是不可控的，不仅在地下水14C测年结果中引入偏差，而且使14C测年结果无法再现。

大气CO2污染不可能完全消除，但可以通过完善采样装置设计及制定合理的采样程序，将样品中来自大气CO2污染的碳摩尔分数控制在某个规定的限值（xmax）之内。确定xmax的原则应是：对本底碳样品，若来自大气CO2污染的碳量小于xmax，则能以较高的置信概率（P）避免报出小于测年上限（Lup）的测年结果。按此原则，若规定P≥975%，以UL表示14C测年上限的扩展不确定度（包含因子为2），则在14C表观年龄计算公式[17，24]中，与14C表观年龄（Lup+UL）对应的现代碳摩尔分数即为xmax。根据目前大多数14C实验室的技术能力，假设（Lup+UL）=60×103年，可得xmax=7.05×10-4。若流入采样装置中的大气所含CO2全部形成对样品的污染，以大气CO2体积分数为0.04%计算，则对应于25 g碳样的污染大气体积限值（Vmax）为822 L。Vmax对采样装置设计和采样程序制定具有指导作用。

对于真实表观年龄介于（Lup-UL）和（Lup+UL）的样品，其测年结果表达形式为“>Lup”或“y±UL”。而对真实表观年龄小于（Lup-UL）的样品，一般获得的测年结果表达形式为“y±U”。采用本文制定的采样程序，实际污染大气体积远小于Vmax。对真实表观年龄小于Lup的样品，以“y±U”形式报出的测年结果有时可能偏年轻，但偏差并不大，一般小于标准不确定度的1/5，偏差被不确定度所“掩盖”而不可辨识。其中，y为表观年龄测定值。

2 大气CO2污染途径、影响因素及控制技术

2.1 污染途径和影响因素

目前常用的地下水14C测年样品采集方法有沉淀法[12，17，24-25]和CO2吸收法[25]。CO2吸收法虽适用于各类地下水，但因采样设备携带不便或操作程序复杂，只在高盐水采样中被采用，本文不做讨论。采用最多的沉淀法是通过碱化水样使溶解无机碳（CO2、H2CO3、HCO-3和CO2-3）全部转化为CO2-3，然后加入氯化钡（BaCl2・2H2O）或氯化锶（SrCl2・6H2O）使之生成碳酸钡（BaCO3）或碳酸锶（SrCO3）沉淀（下文以采用氯化钡为例进行讨论）。其间加入絮凝剂硫酸亚铁（FeSO4・7H2O）和聚丙烯酰胺以加速沉淀物的沉降。图1是国际原子能机构设计并推荐使用的14C测年沉淀法采样装置。该装置因自身设计缺陷，或因与之配套的采样程序对关键操作细节强调说明不够充分，使操作者不能准确理解，常通过以下3个途径引入大气CO2污染。

污染途径一是碱化后的水样对大气CO2的吸收。凡对水样与大气的隔绝程度和沉淀物沉降时间有影响的因素，皆应进行控制。这些因素包括：①采样装置的密闭性，图1给出的采样装置使水样始终与大气连通；②试剂加入方式，加入试剂时应只短暂打开投料口，把氯化钡预先溶解于原水之后再加到碱化水样中，可减小均相成核作用，有利于形成大颗粒沉淀物，缩减沉淀物沉降时间；③晶体沉淀颗粒生长过程中的搅动强度，图1给出的采样装置不能强烈搅动水样，强烈搅动水样有利于晶体沉淀颗粒的快速生长；④水样矿化度，水样密度或浮力与矿化度呈正相关关系，矿化度越高，沉淀物沉降速率越慢。

污染途径二是用于碱化水样的氢氧化钠（NaOH）对大气CO2的吸收。无论固体NaOH还是NaOH溶液皆会吸收大气CO2生成Na2CO3。不能有效去除Na2CO3的NaOH加入方式皆引入大气CO2污染。其主要加入方式有：直接加入固体NaOH或非饱和NaOH浓溶液；加入Na2CO3未完全沉降分离的饱和NaOH溶液；加入未能充分隔绝大气的饱和NaOH溶液。

污染途径三是与沉淀物一同收集于样品瓶中的碱性水样对大气CO2的吸收。从采样到实验室制样持续的时间至少以天计，此污染途径不容忽视。其影响因素包括：①塑料样品瓶的透气性，选用高密度塑料以及增加瓶壁厚度可降低透气性；②瓶口的密闭性，图1给出的大口径样品瓶不利于保证瓶口的密闭性，瓶口的密闭性对样品允许保存时间有较大影响；③样品瓶与制样程序的有效衔接，图1给出的样品瓶未考虑与制样程序的衔接，需要样品转移步骤；④样品保存时间，应尽快完成制样和测量，缩短样品保存时间。

2.2 控制技术

控制大气CO2污染应从上述3个污染途径全面着手，针对各影响因素提出技术上可行的控制方案。

（1）污染途径一影响因素的控制：沉淀罐中的碱化水样除短暂加入试剂和连接样品瓶的操作外，应始终与大气隔离；处理水样前预先将试剂按规定量分装于适当容器中，以缩短水样处理时间；采用样品瓶预先将氯化钡溶解于原水后再将其加入碱化水样中，以利于形成大晶体沉淀颗粒；以震荡（而非搅拌）方式使试剂快速溶解并促进晶体沉淀颗粒快速生长；采用洗去CO2的空气在沉淀罐中形成震荡水样所需预留的顶空；将窄口样品瓶预先注满原水后再连接至沉淀罐，以减少沉淀罐中大气CO2混入量。

（2）污染途径二影响因素的控制：根据Na2CO3不溶于NaOH饱和溶液且在高密度NaOH饱和溶液中沉降缓慢的特性，至少在使用前1个月完成NaOH饱和溶液的配制，储存于带密封盖的窄口低透气性塑料瓶中；在不早于采样工作启动的前一天，将静置1个月以上的NaOH饱和溶液的上层清液按需要量分装于带密封盖的低透气性塑料小瓶中；小瓶体积应只略大于分装的碱液体积。

（3）污染途径三影响因素的控制：采用专门设计的能与制样系统连接（不需转移样品）的窄口、低透气性塑料样品瓶；采用耐碱密封垫（或密封圈）封闭瓶口，在规定时限内完成样品制备。

3 采样装置设计与采样程序改进

3.1 采样装置设计

所设计的采样装置由沉淀罐、洗气瓶、储气管、样品瓶、支架及连接管件等组成（图2）。

（1）沉淀罐主体为圆柱形设计，以便加入每种试剂后能以滚动方式（而非摇动或搅拌方式）使水样产生震荡。下部的锐角锥形设计有利于沉淀物快速沉降至窄口（26 mm）样品瓶中。

（2）沉淀罐容积为25 L，一次实际处理20 L水样，在保证一次处理尽量多水样的前提下使一般操作者容易搬动（设计有两个对称的扣手）。留有5 L顶空以通过滚动沉淀罐使水样产生剧烈振荡。

（3）沉淀罐主体采用约1 400 g高密度聚乙烯以吹塑工艺制作，在保证透明度足以观察到水样液面和沉淀物沉降面的前提下最大限度地增加壁厚，以降低透气性和提高罐体强度。注水（投料）口顶面和排水口底面用铣床加工至平整光滑。

（4）沉淀罐外壁镶有两个注塑成形的丁腈橡胶圈，以避免沉淀罐在滚动时因与地面接触而损伤。

（5）注水口螺旋盖和安装于排水口的排水阀采用具有良好机械性能的尼龙制作，以使装有水样的沉淀罐能够直立于地面，便于操作。螺旋盖和排水阀的安装密封面衬有耐碱硫化氟橡胶圈，以保证采样装置的密闭性。

（6）排水阀侧面有一直径8 mm排水孔，可通过上下移动旋塞使其关闭或打开。取下旋塞后的排水阀可连接样品瓶。

（7）样品瓶容积为1 L，可容纳从高矿化度水样中析出的全部沉淀（包括BaSO4沉淀）。瓶型采用外凸弧形设计，用约170 g高密度聚乙烯以吹塑工艺制作，可保证连接至真空制样系统时不变形。瓶口顶面用铣床加工至平整光滑，以实现与沉淀罐或真空制样系统的密闭连接。通过专门设计的连接件将样品瓶连接到真空制样系统上（图3）。瓶盖由高密度聚乙烯注塑成形，内衬硫化氟橡胶垫，保证样品保存期至少达1个月。

（8）进水口螺旋盖侧面装有一个带快插接头的二通球阀，通过导气管（内径为55 mm或65 mm的聚氨酯管）与碱液洗气瓶连接。洗气瓶与二通球阀间串接一个容积为100 mL的储气管。

（9）洗气瓶为一个2 L聚乙烯瓶（外径约为100 mm，高度大于260 mm），装有15 L初始质量浓度为300 g・L-1的KOH溶液。深入至碱液面之下的进气管装有两个塑料散气头，各有至少200个直径为05 mm的散气孔。三通球阀用于洗气和非洗气两种进气方式的转换。

3.2 采样程序改进

通过试验和理论计算确定了新采样装置的操作条件，制定了新的采样程序。

（1）自采样井抽出约3倍井管体积的滞水后，连续测量水温、pH值、电导率和溶解氧等参数，直至读数达到稳定（不再持续升高或降低）。

（2）根据已知的或现场测定的HCO-3含量（或CO2+HCO-3含量）估算获得25 g碳所需水样体积，以比计算值至少多出25%的量确定所需沉淀罐个数（或处理水样的次数）。

（3）根据已知的或现场测定的HCO-3含量（或CO2+HCO-3含量）和SO2-4含量确定氯化钡（BaCl2・2H2O）加入量（比理论计算值多60 g）。将称取的氯化钡加入装有约800 mL原水的样品瓶中，注满原水后加盖摇动，使其完全溶解。

（4）按图2（a）组装采样装置。用塑料导水管把水样从提水泵的排水管引至沉淀罐注水口，用水样清洗沉淀罐3次，然后将导水管出水口置于罐底并注入水样，直至产生至少10 L溢流，缓缓取出导水管，快速拧紧螺旋盖（其上的二通球阀为关闭状态）。

（5）将插接在洗气瓶进气口的导气管一端按图2（b）所示转接至二通球阀，然后打开二通球阀。旋转三通球阀使洗气瓶进气口只与散气头连通。旋转排水阀旋塞使之下移至排水孔完全打开，至水面下降至20 L标记线时再将其拧紧。缓慢旋转三通球阀使洗气瓶进气口与碱液面顶空连通，释放残存负压。

（6）关闭二通球阀。从二通球阀上拔下导气管并转接至洗气瓶进气口。

（7）打开沉淀罐投料口螺旋盖，依表2给出的顺序和用量加入预先完成分装的试剂。每加入一种试剂后皆迅速拧紧螺旋盖，然后把沉淀罐平置于地面，以小振幅大频率往复滚动，使水样产生剧烈震荡，直至达到指定时间。

（8）将沉淀罐倒置于地面，拧下排水阀上的旋塞后迅速装上预先充满原水的样品瓶。按图2（c）所示将沉淀罐置于支架上，观察沉淀物沉降过程。

（9）待沉淀物全部沉降至样品瓶后，在排水孔的背面用一只手握紧排水阀，用另一只戴一次性塑料手套的手取下样品瓶，迅速拧紧瓶盖（不可倾倒瓶中上层清水）。

（10）打开二通球阀，使沉淀罐中的清水快速排出。用原水冲洗沉淀罐内壁3次，或以盐酸溶液（1+10）进行更彻底的清洗。

3.3 采样程序制定依据

制定采样程序的部分依据已在第3.1节叙及，以下追述3条：

（1）向沉淀罐中充入无CO2空气而非某种高纯气，是为有效降低试剂加入步骤引入的大气CO2污染而采取的一项技术措施。高纯气缺失空气的主要组分并与空气存在密度差，打开投料口后发生的浓差扩散和气体对流将使更多的大气CO2进入沉淀罐。

（2）洗气瓶中的碱液柱（高度约为190 mm）将导致充入沉淀罐中的无CO2空气残存一定的负压，在打开投料口之前应通过补充无CO2空气使其获得释放，否则在试剂加入的步骤会从投料口流入约95 mL空气。在沉淀罐和洗气瓶之间串接一个容积约为100 mL的储气管，当旋转三通球阀经由洗气瓶顶空释放残存负压时，仅储气管和连接管路中的无CO2空气流入沉淀罐。

（3）采用KOH溶液而非NaOH溶液清洗空气中的CO2，是因为KOH溶液对CO2的吸收效率更高（瞬间完成的不可逆“飞速反应”）。综合考虑溶液对CO2的吸收速率及溶液黏度对气膜和液相传质速率的影响，以300 g・L-1作为初始质量浓度。试验表明，当KOH质量浓度为100～300 g・L-1时，在规定操作条件下大气CO2可被完全去除。按图4组装大气CO2清洗效果试验装置。在洗气瓶1（与图2中的洗气瓶规格相同）中装入100 g・L-1或300 g・L-1KOH溶液1.5 L，在洗气瓶2中装入1×10-4 mol・L-1KOH溶液（pH=10）1 L并加入酚酞指示剂使溶液略显紫红色。用隔膜真空泵以大约2 L・min-1的流量抽气4 h（流过约480 L空气），未发现洗气瓶2中的溶液颜色消退。计算表明，使1 L该溶液完全褪色需吸收大约0.1 mmol CO2，即流过的480 L空气中CO2残留量小于01 mmol。若进一步换算为处理1罐水样（体积为20 L）相当于引入的污染大气体积，其值小于58 mL，远小于8.2 L的限值（见第1.2节）。采用100 g・L-1和300 g・L-1 KOH溶液可得出相同结论，因此，若KOH溶液的初始浓度为300 g・L-1，连续采样时不需更换KOH溶液。

4 大气CO2污染控制效果及对以往测年结果可靠性的评估

1984年，采用国际原子能机构制定的14C测年沉淀法采样程序，在河北省黄骅市冯家堡村民用供水井（38°19′38.7″N，117°45′05.4″E）采集水样，井深560 m，测得14C表观年龄为21.4×103年。2008年5月在该民用供水井以新研发的采样程序平行采集了9个水样，测得的14C表观年龄（表3）皆超过测量方法（液体闪烁计数法）给出的测年上限。两种采样程序导致14C测年结果产生巨大偏差。经调查，其间未对该井进行改造，亦未洗井，不应怀疑两次采集的水样来自不同含水层。长期抽水引起的同层地下水汇集对14C年龄影响不应很大，支持该结论的证据是，2008年6月从该井和西部相距约30 km的胡庄子村民用供水井（38°23′12.9″N，117°24′257″E）采集水样，井深500 m，测得的14C表观年龄皆超过测年上限（表4）。若因过量开采使地下水流系统发生巨大变化，形成漏斗，可能产生的浅层地下水越流补给只能导致14C年龄变小。没有理由怀疑采样、样品保存和制样程序中会发生导致14C测年结果偏高的本底碳污染，即使发生，其对古老地下水14C表观年龄的影响也是微不足道的。计算结果表明，即使引入高达20%的本底碳污染，真实表观年龄为20×103年的样品也只增大至21.7×103年。两种采样程序对大气CO2污染控制效果的不同应是测年结果产生巨大偏差的唯一合理解释。

表3中的14C测年结果是在相同测量条件下（同一测量批次，而且样品、本底和标准计数时间皆为1 000 min）给出的，因各样品可提供计数测量的碳量不同而具有不同的测年上限。当提供计数测量的碳量为2.5 g时，评估的测年上限约为50×103年，这是目前各实验室所能达到的较高水平。9个样品测年结果皆大于测年上限的事实足以说明新采样程序（及与之有效衔接的制样程序）控制大气CO2污染的有效性。换而言之，采用新研发的采样程序测量14C年龄接近测年上限的地下水时，由大气CO2污染引入的偏差远小于14C表观年龄测定结果的扩展不确定度。

5 结 语

（1）国际原子能机构推荐的地下水14C测年沉淀法采样程序未能有效控制大气CO2污染，使古老地下水14C测年结果产生较大的负偏差，有必要对早期取得的14C测年结果及研究结论是否可靠重新进行评估。

（2）新研发的地下水14C测年沉淀法采样装置制作成本低，操作简捷，与之配套的采样程序易于理解掌握。相对当前技术能力所能达到的14C测年上限，该采样装置和采样程序可使大气CO2污染得到充分控制，适于推广普及。

（3）河北平原沧州市区以东第四系第三含水层组地下水14C表观年龄超过了14C测年上限，14C测年方法不再适用，有必要探索进一步提高14C测年方法测年上限的技术途径，开发具有更高测年上限或更宽测年范围的其他测年方法。

（4）无论采用放射性测量法还是加速器质谱法，制约14C测年上限提高的技术瓶颈皆是对偏差来源的控制，尤其是对大气CO2污染的控制水平。加速器质谱法的优势在于实现了小样品量测年和更高的测量效率。放射性测量法因样品量千倍于加速器质谱法，更易实现对大气CO2污染的有效控制，使古老地下水14C测年结果更具可靠性。对于样品量不受限制的地下水14C测年，放射性测量法在设备投资、测量成本、测年精度、测年范围等诸多方面具有优势。两种方法具有互补性，而非取代关系。

（5）以沉淀法采集地下水14C测年样品，主要不足在于碱性样品不能实现长期保存。另外，采样操作的劳动强度和采样装置的便携性亦有待改善。研发以正压CO2形式保存样品的便携式采样装置，对大气CO2污染的控制将更加有效，预期样品保存期将达到若干年，届时放射性测量法的优势将更加突出。通过进一步控制制样系统的记忆效应，有可能使测年上限超过60×103年，乃至达到75×103年，从而可与81Kr法或36Cl法（预期测年范围为（5～100）×104年）、39Ar法或32Si法（预期测年范围为50～1 000年）及其他年轻地下水测年方法共同构建完整的地下水测年体系。

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地下水的形成范文第3篇

关键词：新型防水材料 地下室工程 应用 研究

中图分类号：K826.16文献标识码：A 文章编号：

引言

科技经济的不断发展带动了建筑物防水材料的进一步研究，近几年来，各式各样的新型防水材料被专家们研制出来，充斥着防水材料市场，它们在一定程度上突破了原有防水材料的工艺，达到了更加理想的防渗漏效果，因而得到了建筑工程的广泛应用。本文就针对新型防水材料在地下室工程中的应用作出简要的解析。

一、地下室渗漏形式及主要原因

中国建筑物90%以上的防水对象都是混凝土构件，因此防水往往要根据混凝土的特性来选择相应方案来解决具体问题。

（一）渗漏形式

1.形式之一——混凝土的裂缝处渗漏，其位置大多数都出现在侧板之上，也有一部分出现在侧板和顶板的连贯缝处，经常会有明显的水流痕迹。另外电缆隧道最主要的渗漏形式是裂缝渗漏。

2.形式之二——混凝土的表面渗漏，其具体表现为混凝土的墙面长时间潮湿，甚者有水往下流。

3.形式三——管道周遭发生渗漏，表现为管道周遭出现裂缝，一些地方出现流水渗漏或者是渗漏痕迹。

（二）渗漏主要原因

通常情况下造成地下室发生渗漏现象的主要原因为：混凝土的标号比较低，防渗等级也随之较低；工程施工质量存在欠缺，从而导致混凝土的均匀性和密实性欠佳；原本施工质量就欠佳，却依旧没有采取合理有效的防渗漏方案；封堵不够密实，积水倒灌造成渗漏现象。

1.混凝土的塑性收缩和干缩产生裂隙，这些裂缝的缝宽和长度皆是非常小，它们的走向毫无规律可言，纵横交错，由于裂缝细小一般情况下不会发生漏水现象，但是严重的部位也会引起渗漏。

2.由于混凝土不均匀沉降、震动、应力都会产生裂缝。这种裂缝的宽度较大，走向和主筋几乎垂直，容易发生渗漏现象。

3.混凝土的和易性不佳，进而导致混凝土松散，粘结性不好，拌合物的内聚力过大，成团，浇筑困难等等，最终在工程施工过程中产生蜂窝、麻面、空洞等缺陷，因此发生渗漏现象。

二、新型防水材料在地下室工程中的应用

当前处理地下室渗漏现象的主要方法有：方法一，填塞堵漏法，一般选用速凝砂浆在潮湿的工作面上施工，如果不太清楚漏水途径的具体部位，工作人员务必要依据以往经验来进行合理的判定。方法二，化学灌浆法，由于针对缝隙问题的处理工作很重要，化学灌浆法主要是选用憎水性的聚氨酯灌浆料，这种浆料中含有氰酸根的聚氨酯预聚体，当它和水接触之后便会发生化学反应，进而能生成二氧化碳，二氧化碳会体积膨胀，导致浆料往更加细小的裂缝里渗透，最终达到堵漏的目的。方法三，防水砂浆抹面法，适用于水压不大的表面洇渗治理作业或者是堵漏工作后的补充防水作业。

施工方法虽然很重要，但选购防水材料也是相当重要的，因为它是施工方法的物质保障，只有选择了适合施工实际情况的材料，才能够最大限度地发挥材料防水性能，最终获得最佳的防渗漏效果。下面就简单地介绍几种当下新型的防水材料。

（一）K13防水材料——应用于地下室的背面防潮

K13防水材料，是针对现代家庭装修和工程装修对防水材料的环保、防霉、防水等性能要求而专门开发的新型双组分高性能环保型防水材料。其主要特征如下：

1.能够在潮湿的基面上直接作业；2.粘结力、背面抗渗性极强；3.涂层密实，凝结时间短；4.和混凝土以及砖石等基材的粘结力强大；5.高抗压性，适用于迎水面、防水面防水施工；6.拥有稳定的体积，能够长期浸水；7.无毒、无害，极为环保，拥有优秀的耐候性、耐老化性、耐腐蚀性。

（二）高弹防水涂料——应用于地下室防水、防渗、防潮

高弹防水涂料是普通防水涂料的升级产品，基料是高档丙烯酸乳液，添加了多种高分子助剂，是一种高性能的防水涂料，具有高强度的拉伸延展性能，能够有效地覆盖裂缝。

特点：1.弹性优异，能够抵抗建筑物的轻微震动，并且能够覆盖小于8mm的裂缝；2.能够直接在潮湿的基面上作业，适宜墙角以及管道周遭的渗漏部位；3.粘结力强大；4.无毒，无害，环保；5.耐酸、碱、耐高温，耐老化，耐腐蚀。

施工工艺：1.把液体添加剂放入搅拌器中，一边搅拌一边按照一定的比例缓慢地加入粉料，充分搅拌3~5分钟，直至容器内的胶浆没有粉团。如果使用机械搅拌，则最好400-500转/分钟，以此才能获得最佳的搅拌效果；2.用辊子、刷子把浆料平均地涂到处理完善了的底料上，通常地下室工程的规范涂刷厚度为1.5mm~2mm；3.在完成第一层后，务必要等到它稍微干固之后，再涂刷第二层，另外如果过于固化，再涂刷第二层之前，一定要用清水重新湿润表面；4.搅拌好的浆料最好在一个小时之内用尽，凝固的浆料万万不可使用；5. 工程施工完毕，要马上用水清洗干净所有的工具以及设备，用机械方法清理干净固化了的浆料。

（三）堵漏快——应用于地下室的快速堵漏和紧急抢修、粘贴瓷片

堵漏快是国际先进水平的新型高科技防水产品，它具有快干、速凝、立马止水、抗渗防潮、瞬间堵漏、永久防水等优异特点。能够与新老混凝土、砖石、金属等基层粘结牢固。无毒、无害、无污染，能够带水施工，是一种理想的防水堵漏材料。

施工工艺：1.粉料和水按照1:0.4的比例进行搅拌；2.如果遇到地下室的漏水孔洞的防水堵漏作业，在封堵孔洞之前，首先要将孔洞周遭渗漏或者是可能渗漏的地方做好防水处理，等到它们具有一定的强度后，再开始堵漏孔洞作业。施工过程中，要以渗漏点作为圆心挖锥槽，将槽清理干净，把之前准备好的拌合料捏成圆锥体，大小与锥槽相似，片刻后，将略有硬度的拌合料使劲地塞进槽内，再用木棒挤压，将其周遭以及内部压紧，这样一来就能瞬间止水；3.如果遇到裂缝漏水，在堵水的时候，首先沿着裂缝剃出一个深为10mm～30mm，宽15mm～50mm的八字型槽，清理干净槽，然后在槽底沿着裂缝放置一条长绳，把拌合料捏成条状，待其达到一定的硬度之后，将其塞进槽内，并立刻将周遭压紧，抽出长绳，再压实一次，促使漏水沿着绳孔流出来，最后等涂料材料凝固后，再按照堵漏孔洞的堵漏方法施工即可；4.如果遇到大面积的渗漏现象，则要先引水泻压，之后再按照漏孔洞或者裂缝的堵漏方法作业。

（四）墙面防水——应用于地下室地基防水

防水材料墙面防水是一种由独特配方调制而成的聚合物，它不仅具有高强的粘结，高抗渗性等特点，而且还不会影响地砖、木地板、马赛克、石膏板等的施工安装。

施工工艺：1.用硬毛刷、喷浆机或者滚筒将混合浆料平均地涂刷在潮湿的底料上；2.第二层的涂刷方向应该垂直于第一层的涂刷方向；3.每一层的涂刷厚度都不能过厚，一般不超过1mm，这样更利于后期的养护固化作业。

注意事项：1.施工温度应该在5℃至35℃之间；2.如果要在防水层上铺贴瓷砖，最好选用瓷砖胶粘剂；3.切勿在该防水材料中加入水或者其他材料；4.液体组份的储存温度不能低于0℃。

结束语

总而言之，地下室发生渗漏现象会直接影响到人们的生命财产安全，建筑行业务必要加以重视。随着新型防水材料的不断研发，地下室工程的防渗漏工序得到了更好的物质基础保障，与此同时，施工人员务必要认真选材、严格施工、提高技术含量，积极地将新型防水材料应用到地下室工程当中，有效地解决好地下室的渗漏问题。

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地下水的形成范文第4篇

一、前言

近几年沿海城市房地产业蓬勃发展，批量精装修房已呈发展态势，但地域气候特点，决定了该区域内精装修的特殊性。以南部沿海城市珠海为例，南亚热带海洋性季风气候表现出夏季高温多雨，冬季温暖湿润，湿热特征明显。四季吹海陆风，常年空气水分和盐分含量较高。与毛坯房主材是沙、石和混凝土不同，精装修房涉及建材多为木材、油漆和瓷砖，对环境要求较高。潮湿气候会对批量精装修造成诸多不利影响，其中使用面积大、使用率高的木地板最容易滋生霉菌，出现翘曲变形，因此带来的返修维护纠纷和费用成本让房产开发商头疼不已。

笔者所在房产公司第一期住宅楼验收交楼后，也出现了上述问题。在多次召开专题会议讨论后，发现潮湿天气是外因，地板自身工艺特点是内因。如何在不增加大量成本的基础上较为简便快捷地解决问题，需要好好研究。本文就此做一详述。

二、分析原理

根据木地板类型，分为实木地板、实木复合地板和强化复合地板。在受众面最广的中等装修标准下，复合强化木地板因其新型节能变形较少的独特优势成为首选，但也因相对密度小和膨胀系数大，容易吸水膨胀，尤其在潮湿环境下稳定性更差。该如何解决这个问题？公司内部展开了激烈讨论。如果将木地板材料更换成具有干缩湿胀率小的实木复合地板的话，可以有效解决这一问题，但是采购成本将大幅提高，而这最终的费用也会转嫁给业主。加上与木地板供应厂商签订的原有木地板的采购合同仍在有效期，我方单方面取消合作也会产生高额的违约费用。因此，能否找到一个更好的方法降低地板的吸水膨胀率，将决定了企业的发展。公司因此成立了专题攻坚小组，与供货厂家一同对木地板进行试验和调整，研究出了一种简便可行的企口全封闭改性法，有效的降低了地板吸水膨胀率。

先来分析强化复合木地板的组成及变形特征。它是以高、中密度纤维板为基材，表面由耐磨层、装饰纸和平衡纸等热压制成。为便于铺设安装，地板四边加工成尺寸较精确的槽、榫（即企口）。将强化复合木地板分别放人25℃恒温水槽中和95%相对湿度（这也是潮湿天气基本的湿度值）的恒温箱中，定期观察并测量其厚度变化。多次实验结果表明，地板吸水或吸湿后主要是企口边缘厚度增大，而板中部厚度基本不变，即吸水膨胀变形主要发生在板的企口边缘。随浸水时间延长，边缘厚度膨胀更大，严重时板侧面可见明显的分层开裂现象，且膨胀有向板中间推移的趋势，但在浸水的前l-3d内，主要是边缘吸水膨胀。一般6-7d左右地板吸水率基本达到饱和。地板吸水膨胀同时发现强化复合木地板的上层装饰纸与下层平衡纸防水性能较好，或基本不透水。因此得出结论：水分主要是从芯层纤维板的侧面企口处进入。

经过分析，表面的耐磨层和装饰纸均经过了热固化，具较好的防水防潮功能，因此水分一般不会从地板的上、下表面进人。而作为芯层的密度纤维板主要由木纤维和树脂胶合而成，一般含胶量较小。在其制造过程中，将植物纤维分离后再掺树脂热压成型，纤维间由于排列错乱必留有大量空隙，而树脂所占比重小，不能完全充满空隙；同时每一纤维都由具吸水能力的植物细胞组成，纤维内部也存在大量空隙，故纤维板实属多孔结构。这样，水分通过纤维和纤维之间的空隙以及纤维内部的空隙传递进人地板，使地板膨胀导致翘曲变形。由于水分难以从地板的上下表面进人，而板侧面是的纤维板，实际使用环境中当周边安装密封不严时水分就会从板拼接缝隙进人，引起企口边缘膨胀变形而不能使用。

三、解决对策

可见，如果需要改变强力复合木地板吸水膨胀率的话，可以改变芯层性能，也可以提高企口密封性入手。前者投入的研发和工艺成本相当大，而后者具有很强的可操作性。因此研发小组与地板厂家共同研究出一套简单可行的方法----企口封闭法。即在地板企口表面喷刷特殊的防水封闭剂，使其渗进板的空隙内部起堵塞作用，并在企口表面形成一层胶膜，封锁了纤维板内的空隙，毛细管作用受到某种程度的破坏；这层胶膜改变了纤维板和水的接触角，从而达到防水效果。

另外，使用不同型号的防水封闭剂处理企口，经过标准测试后发现可以将原有吸水厚度膨胀率都大幅度降低，地板品质也由合格品转变成一等品甚至优等品。而且该企口封闭法工艺简单、成本低，极大改善了原来定制地板的质量，改善强化复合木地板防水性能，有效的解决了潮湿气候下木地板容易吸湿受潮的大难题。在后几期楼盘的装修过程中，公司将优化后的木地板予以运用，膨胀翘曲率和返修率大大降低，经受住了时间和环境的检验。

四、结语

潮湿天气是南方沿海城市一年中不可避免的特殊气候，对精装修有重要影响。我们并不需要谈湿色变，也无需花费过多的成本，只需在材料方面做出一些改进，就能起到事半功倍的效果。

地下水的形成范文第5篇

[关键词]一亩泉水源地 地下水 降落漏斗 演变趋势

[中图分类号] P64 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-7-478-1

1引言

由于水源开采井相对集中、长期超采形成一亩泉地下水降落漏斗，该漏斗地处太行山山前冲洪积扇区，2010年低水位期，漏斗中心位于满城县城东南部的东佃庄[1]，水位埋深44.80m，水位标高-12.88m，封闭等水位线-11m，封闭面积36.9km2，是保定市城区范围内最大的地下水降落漏斗。

本文通过对一亩泉水源地开采历史调查，地下水水位动态变化分析，研究一亩泉地下水水位降落漏斗发展趋势，为地下水降落漏斗修复提供借鉴。

2水源地开采历史与现状

（1）开采历史。一亩泉水源地于1956年建成第1眼供水井。水源地六十年代地下水开采量约2960×104m3/a、七十年代约4217×104m3/a、八十年代达到最高峰6708×104m3/a、九十年代约6551×104m3/a。2000年保定市引用西大洋地表水作为供水水源，地下水开采量开始减少，目前地下水开采量约1500～1700×104m3/a。

（2）开采现状。一亩泉水源地除自来水公司水源井开采外还包括农业井开采、企事业单位自备井开采，机井深度一般在100～120m，个别机井深度达150m。其中，自来水公司开采量约占总开采量的44.75%，地方小工业约占4.77%，农业开采量约占47.31%，人畜用水约占3.17%，开采强度57.82～76.62m3×104/a・km2，机井开采密度约4.86眼/km2。

3地下水水位动态变化分析

3.1地下水水位动态变化

根据监测资料，一亩泉区多年地下水水位动态变化见图1。

动态变化特征分析：①水源地地下水水位虽有升有降，但总体呈下降趋势，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续下降，下降主要受降水持续偏枯，开采量偏大所致。③水源地地下水水位动态主要受降水、人工开采共同影响，其中人工开采占主导因子。

3.2地下水降落漏斗演变趋势分析

（1）初步形成阶段：水源地开采初期地下水水位标高在27～30m之间，地下水自西向东径流，水力坡度1.33‰～1.84‰，在开采井附近形成以单井为中心的水位降落漏斗，地下水水位等水位线呈局部弯曲状。七十年代开始大量开采地下水，水位出现区域性下降，形成一亩泉漏斗雏形。

（2）加速演变阶段：八十年代地下水开采量持续增加，形成一亩泉漏斗区，地下水流场由西向东流向转变为向一亩泉漏斗汇集。九十年代仍为地下水较强烈开采阶段，由于一亩泉漏斗的形成及保定热电排灰场（平原水库）反漏斗的存在，地下水由西、北、东三个方向，向一亩泉漏斗区汇集。

（3）稳定阶段：2000年后水源地自来水生产井开采量减少，一亩泉漏斗区基本稳定。西部补给边界依然存在，北部补给边界已不明显，但在水源区东部仍形成补给边界，水力坡度1.56‰左右;南部形成由南向北径流边界，水力坡度0.52‰。

4地下水水位恢复措施

（1）减少地下水开采量。随着南水北调建成，保定市供水结构将进一步调整，地下水供水比重将进一步降低，充分利用南水北调水源，进一步压缩自来水公司地下水开采量，逐步关闭水源区内工农业自备井，将有助于一亩泉水源地地下水水位恢复。

（2）人工干预地下水水位恢复。选择合适位置，利用人工回灌补充地下水，一亩泉西南补给区（北伍候）单井回灌量可达40m3/h～60m3/h[2]，如采用地表水回灌地下水，将加速一亩泉水源地的水位恢复[3]。

（3）加大水源地保护力度。加强水资源管理，加强环境执法监察，严格按照国家、河北省有关法律法规要求及《保定市一亩泉水源地污染防治管理办法》加大对一亩泉水源地的保护力度，切实保护地下水水源。

5结论与建议

一亩泉水源地地下水水位动态主要受降水、人工开采的耦合作用影响，其中人工开采占主导因子。采取减少地下水开采量、人工回灌等措施有助于水源地地下水水位恢复。应加大水源地保护力度，严格执行国家、省市有关法律法规，确保水质不受污染。随着南水北调建成通水，进一步压缩地下水开采量，一亩泉水源地地下水水位将呈逐步恢复。

参考文献

[1] 左洪臣，刘胜乾，等.河北省保定市地质环境监测报告（2006-2010年）[R].河北省地质环境监测总站，2011。

[2] 贾占军，李荣伟.保定市一亩泉地下水回灌水文地质条件分析[J].水科学与工程技术，2012 （ 4）。