地下水的作用

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地下水的作用范文第1篇

关键词：南水北调 控制城市和农业地下水超采 合理开发地下水 改造利用咸水

黄淮海平原水资源紧缺，严重制约着社会经济的持续发展，造成地下水超采和生态环境恶化。南水北调工程是解决我国北方水资源严重短缺问题的重大举措。江水北调对减少与制止地下水超采可以提供必要的条件，同时，地下水的合理开发利用在南水北调中也可以发挥开源节流、改善生态环境、改造咸水和防止土壤盐碱化等重要作用。

1 地下水资源的概念和地下水含水层的特点

1.1 地下水资源的概念

地下水资源包括地下水的储存量和补给量两部分。不参与现代水循环、不可再生和恢复的储存量称为储存资源；参与现代水循环、可再生和恢复的补给量称为补给资源。

储存资源是地质历史时期累积形成的地下水资源量，是含水系统中不可再生和恢复、因而不能持续利用的水量。取用含水系统的储存资源，将导致这部分资源的永久耗失。有些地区具有大厚度的含水层，地下水位变动带以下的地下水静储量非常巨大。因此，20世纪60年代有人提出黄淮海平原地下存在着一个地下海， 90年代初在塔里木盆地和河西走廊也有人提出发现了地下海，认为可以利用的地下水资源非常丰富。然而，地下水储存量虽然是一种宝贵的地下水资源，但它和矿产资源一样，一旦消耗，难以恢复，因而是不可持续利用的。只有在利用过程中可以不断恢复和补偿的地下水补给量才是可持续利用的地下水资源。

补给资源是指一个含水系统在单位时间里、可以持续获得补充的水质、水温合乎一定标准的水量。原则上在一个含水系统中提取的地下水量不超过其补给资源时，水源便有持续供应的保证。地下水的补给量包括天然补给（山前侧向补给和垂向补给）和转化补给（地表水体补给、地表水灌溉渠系和田间灌溉水补给，含水层之间的越流补给，以及地下水灌溉回归补给等，但地下水灌溉回归转化补给只作为地下水的补给量，一般不能算作地下水资源）。由于地下水补给的一部分将消耗于不可避免的潜水蒸发、天然生态耗水、地下水的排泄，而不能全部被开发利用，地下水的可开采利用量仅是补给量的一部分。这部分可以开采利用又不致引起难以承受的环境损害（如城区和滨海地区的地面沉降，干旱地区的土地沙化等）的水量称为可持续开采量或可采资源。有些地区将地下水的全部补给量作为地下水的可采量而进行开发利用，将造成地下水的超采。

不同的地下水含水层可开采利用的地下水资源不同，必须根据含水层的特点合理开发地下水资源。

1.2 地下水含水层水资源的特点

平原地区松散岩层中的主要含水层为浅层水和深层承压水。浅层地下水指地表以下的潜水和潜水-微承压水，可以直接接受大气降水和地表水的补给。深层承压水指埋藏在深部弱透水层间含水层中的承压水。

20世纪70年代初期，人们根据传统的地下水资源的概念和地下水含水层的部分特点，认为深层承压水具有以下优点： 1）地下水承压水位高，开采初期有的地区水位高出地面，水井可以自流；2）含水砂层厚、导水性强、水井出水量大；3）水质好、不易受到污染；4）承压水位不易受到气候条件的影响等。而对浅层水则认为：1）缺乏良好含水砂层或砂层厚度小、水井出水量小；2）含水层导水性差，侧向补给相对较小；3）浅层水水质差、易受地表水体污染等。在这种认识下，20世纪60~70年代许多农村和城市大量开采深层承压地下水，特别是某些地方的政策导向也是鼓励开采深层水，打深井国家给予补助，而打浅井则不予补助。由于深层水的大量开采，造成承压水位大幅度下降，形成大面积的承压水位降落漏斗。 近30多年来的实践表明，上述对地下水含水层的认识是不够全面的。实践使人们对浅层潜水和深层承压水含水层和资源的特点有了更为全面的认识。

1.2.1 浅层地下水（包括潜水和浅层潜水-承压水）开采量的组成 浅层地下水的补给和消耗：（1）地区内部的垂向补给和消耗：降雨补给、河流和渠道渗漏补给、田间灌溉水补给、越层补给；潜水蒸发、越层消耗。（2）来自地下水侧向补给和排出区外的地下水排泄。（3）开发利用过程中由于水位下降，含水层疏干而动用的地下水储存量（这部分不能作为可持续利用的地下水资源量）。在含水层的给水度为μ，单位面积上（m2）由于水位下降S (m) 而释放的水量W(m3)为W = μS

浅层地下水的优点是：1）可以直接接受大气降水和地表水体和地下径流的垂直和侧向补给，开采利用后可以不断得到恢复和补偿，因而是可以持续利用的。2）含水层埋藏浅，可用浅井开采，工程造价低。3）浅层地下水的给水度远大于深层承压水含水层，相同开采水量条件下水位下降小，运行费用低于深层承压水。

在补给量和水质有保证的条件下，浅层地下水可作为农业用水的主要水源和城市工业和生活用水的后备或辅助水源。

1.2.2 深层地下水开采量的组成 深层承压水的补给和消耗：1）来自山前的天然地下水侧向补给和排出区外的地下水排泄。在开采区远离补给边界的情况下，侧向补给量是十分有限的。2）地区内部的垂向补给和消耗：承压含水层上下均有弱透水层或隔水层阻隔，不能直接承受降雨、河渠渗漏和灌溉水补给，在开采过程中只有来自或进入相邻含水层的越层补给。3）开发利用中由于承压水头的下降，含水层和弱透水层的弹性（或弹塑性）压密而释放的水量（对粘性土主要是塑性压密，即使回灌也难以恢复）。这部分水量是不可补偿的，主要是动用的含水层中原有的地下水储存量，不能作为可持续利用的地下水资源量。在承压含水层的弹性给水度为μe，单位面积上（m2）由于承压水位下降Sc (m) ，承压含水层和弱透水层释放的水量Wc (m3)为

Wc = μe Sc (1)

承压含水层的弹性给水度为

μe = γmβs + nγmβ= γm(βs + nβ)

μe =μ1 m

μ1 =γ(βs + nβ)

式中γ为水的容重，βs 为含水层的压缩系数， n 为含水层的空隙度，βw为水的压缩系数，μ1 为单位厚度的含水层，单位承压水头下降所释放出来的弹性释水量（1/m）。在深层承压水开发利用中，由于单位水头的下降，自含水层上下的弱透水层释放的水量计算方法与含水层相同，只是其厚度m、压缩系数ßs和空隙度 n不同。

如上所述，开采深层地下水得到的水量主要来自由于水位下降而引起的含水层和弱透水土层压密、水体膨胀引起的弹性释放、侧向补给和越层补给，来自土层压密和弹性释放的水量均是动用储存量。在承压含水层以上有咸水覆盖的地区开采的越层补给的淡水量也是动用储存量，只有在无咸水覆盖的地区部分越层补给的水量来自潜水或浅层地下。这部分水量虽然是可以持续利用的，但它来自浅层水的越层消耗量，并已计算在潜水（或浅层水）资源量中，属于浅层水和深层水资源的重复量。在远离山前的地区侧向补给十分微弱，由于地下水的开采水位下降而引起的侧向补给实际上也是动用邻区的地下水储存量。根据以上情况自深层承压水开采的水量，除山前地区有一定的侧向补给和在无咸水覆盖区有少量越层补给的水量外，几乎全部是动用储存量，而开采储存量是不可持续的。

1.3 地下水可采量（地下水可采资源）

如前所述，地下水的储存量是不可持续利用的的资源，只有在开发利用过程中不断可以恢复、补偿的地下水量才是可以持续利用的地下水资源。地下水资源评价的任务主要是估算可持续开采利用的符合水质要求，且不会引起不可承受的生态环境损害的地下水量，即可采资源量。由于地下水补给的一部分将消耗于耕地农作物的腾发和不可避免的潜水蒸发、天然生态耗水、地下水的排泄，而不能全部被开发利用，地下水的可开采量仅是补给量的一部分。一个地区的地下水可采量需要通过地下水的采补平衡分析和地下水的模拟才能确定，但为简便计，生产实践中一般常将地下水补给量乘以一个小于一的经验可开采系数求得地下水可开采量。半湿润地区一方面有河渠渗漏和田间灌溉水的补给，另一方面又有降水入渗，地下水的可开采系数较高（有时可达0.7~0.9）。干旱地区降水量稀少，地下水的补给大部来自地表水的转化，且有相当一部分消耗于农田和非耕地天然植被的腾发，地下水的可开采系数远小于半湿润地区。由于地下水的可开采系数是一个经验系数，一些干旱地区借用半湿润的华北地区的经验数值，估算的地下水可开采量将显著偏高。深层地下水在开采时获得的补给量中除有限的侧向补给和越层补给（且与潜水补给有重复计算）外，几乎全部来自地下水的储存量，而储存量是不能作为地下水可采量而持续开采利用的。

在地下水补给量的计算中需要有一系列的补给参数，在利用补给量计算可采量时又需要有一个经验的可采系数，计算的过程复杂，系数的选择又有很大的任意性。由于降水量和地表引水量是地区地下水的主要补给来源，生态需水也主要决定于降水蒸发等气象条件，地区内地下水的可开采量除决定于土地利用系数和水文地质条件外，主要决定于降水量和地表引水量。因此，可以近似地根据降水量不同的典型地区地下水可开采量与地表水引水量的经验比值，近似地估算地下水的可采量。

2 南水北调受水区地下水开采现状

近期南水北调受水区主要为海河平原和淮河平原的部分地区。根据国土资源部水文地质环境地质研究所《海河流域地下水资源现状评价及典型区环境地质效应分析》资料，海河流域平原地下水可采量和现状条件下实际年开采量如表1所示。.年平均总超采量为 44.6 亿m3/a， 其中浅层地下水超采量为23.6 亿m3/a，深层地下水超采量为21.0 亿m3/a.自1958年以来海河流域平原区累计超采量为895.8亿m3，其中浅层地下水超采471.2亿m3，深层地下水超采424.6亿m3，见表1。根据表1， 现状年海滦河流域平原内有部分地区浅层地下水超采，总超采量为23.63亿m3。部分地区浅层地下水尚有盈余，总计盈余29.19亿m3。根据表1，深层地下水年可采量为13.07亿m3，是由侧向补给和越流补给两项组成的。海河东部平原约有50%的面积存在上覆浅层咸水，由于在这种地区不能接受降雨入渗补给的淡水，所开采的越层补给的水量动用的仍然是地下水的储存量，这种水量是不可持续的，因此不能作为可可持续开采资源。在越层补给的水量来自无咸水覆盖的地区，深层地下水的补给来自浅层水的越层排泄，这部分水量应自浅层水的可采量中扣除，才能作为可采资源，因此海河流域浅层水和深层水的可采量总和应为表1中的浅层水的可采量与深层水侧向补给量之和。对于河北平原深层水的补给量问题曾有多个文献进行探讨，例如，郭永海等认为沧州地区深层水的侧向补给仅有总开采量的3 ~ 4% 左右[8]; 根据陈宁生等对黑龙港地区地下水开采状况的分析资料[2]，深层地下水的开采量中有10.57%来自山区的侧向补给，各种文献给出的数字差别很大。 若采用最大的10.57% 来估算深层水的侧向补给量，在开采量为33.8亿m3的情况下最多不超过3.6亿m3。浅层和深层的总超采量可能在53.8亿m3以上，大于表1中给出的44.64亿m3。

地下水的超采对农业灌溉和生态环境造成了严重影响。主要表现在：1)地下水持续下降、形成大面积地下水漏斗，部分地区含水层被疏干；2)海水入侵与水质恶化 ； 3)超采区发生地面沉降、裂缝和塌陷； 4)提水费用增加、含水层枯竭、机井报废； 5)天然植被衰退，生态环境恶化； 6)由于超采区地下水位低于临近地区，不仅灌区地表水带来的盐分无法外排，邻区地下水中的盐分也向超采区聚集，造成地下水矿化度增加、土壤盐渍化加剧等一系列生产和环境问题。

3 南水北调受水区城市用水应严格控制地下水超采

北方平原地区地下水的补给主要来自大气降水和地表水灌溉入渗，地区内的垂直补给占整个补给量的85%~90%以上[2]，见表2。城市地区地表多为不透水的道路房屋所覆盖，少量绿地降雨入渗和输水管道渗漏补给的水量很少，除靠近山前的城市有一定的侧向补给可以利用外，城市本身地下水可采资源有限。由于地下水的补给量基本上是均匀分布于整个地区，地下水资源也应采取就地补给就地开采的方式用于农业，不宜在城市集中开采地下水，用来解决工业和生活用水问题。

目前在一些水资源规划中，将由于地表水灌溉和降水补给的地下水量的大部分分配给城市工业和生活用水，实际上是挤占农业用水。含水层中的地下水与地表水不同，是不能任意从一个地区向另外一个地区转移的，分散补给的地下水集中用于城市开采， 势必造成超采，形成地下水位下降漏斗。根据国家发展计划委员会、水利部《南水北调工程总体规划》资料，南水北调中线沿线地下水位剖面图，见图1、图2 ，可以看到每个城市地面以下均有一个漏斗中心。降水和地表水对地下水的补给强度一般充其量不超过200 mm/a， 但集中开采的城市水源地开采强度常在4 000 mm/a以上，不仅远超过城市本身的补给量，而且也动用了农业地区的补给量和储存量。产生这种情况的原因，关键是对城区和深层地下水开采区地下水可采资源的认识问题，许多城市的地下水资源评价都是与市区附近地区地下水资源评价一起进行，而不是单独估算城市本身的地下水补给量和可采量。同时市区的可采量往往是根据地下水位满足在一定的开采方案（总开采量和开采布局）条件下，在一定的期间内不超过一定地下水位或承压水位埋深的要求确定的。如果不超过要求的深度，则把这个开采量作为地下水的可采资源。过去30年来城市地下水位在持续下降的事实，已经表明地下水严重超采，在南水北调地下水开采规划中，应采取坚决的措施减少和控制地下水的开采量。在水资源短缺的情况下短期超采是可以允许的，但在今后30年内仍然把目前的开采量作为可供水量，后果将不堪设想。在地区水资源规划中应吸取过去30年的教训，城镇工业生活用水应主要改用地表水供水，而将挤占的地下水还给农业。

地下水的作用范文第2篇

关键词：防水设计；地下室；分析

中图分类号：TU57+5文献标识码：A

0．引言

社会快速发展的今天，人们追求物质生活的同时及环境的要求也越来越高，如今大部分工程都带有地下室,但地下室经常出现局部渗漏现象,给人们的生产生活带来诸多麻烦,而且一旦出现渗漏问题,修补也是一项相当复杂的工程,并且渗漏的处理效果也不令人满意,因此防水抗渗成为工程界普遍关注的重要问题。要解决好地下室渗漏问题,需从地下室防水构造的节点设计、材料选择及施工的细部做法几方面入手,从源头抓起,对各个环节严格把关,从而才能收到良好的防水效果。下文从某小区的地下室防水设计室入手,按照施工工艺的先后次序介绍地下室防水的做法(见图1)。

一．浇筑垫层并做砖砌体

1.1将垫层以下用2B8灰土按照图纸要求的压实度和厚度进行地基碾压,该工程压实度为0.96,厚度为600 mm。碾压后的灰土地基强度达到设计要求后,对地下水上升产生的水压力会起到一定的阻止作用。灰土地基碾压完毕后将灰土表面用水准仪抄平后进行垫层支模,并做浇筑前的材料试验和机具的准备工作。

1.2该工程垫层设计强度为C15,在混凝土的浇筑过程中,不但要保证混凝土的强度,而且要保证其有良好的和易性,并控制好坍落度,以防止混凝土在运输过程中产生离析现象。

1.3垫层混凝土施工完成后,及时在其表面弹出基础外轮廓线,并预留出外侧砌筑砖墙抹灰厚度15mm,按照弹好的轮廓线进行基础四周的砌体砌筑,砌体的作用有两个:a.充当基础混凝土模板;b.用来保护SBS防水层,砌筑高度根据基础混凝土高度而定,该工程砌筑高度为350 mm,待砌体有足够强度后,将其内侧及上部表面进行抹灰压光处理,以保证SBS防水层粘贴质量。

图1 地下室防水的做法

SBS防水层及保护层铺贴

2.1对沥青卷材的外观质量做全面检查,如孔洞、缺边、裂口等现象,并对四证(卷材合格证、材料使用备案证、卷材检验报告、现

场复验报告)进行检查,符合施工质量验收规范后方可使用。

2.1将基层的尘土等杂物清理干净,表面应顺平,四周砌体与垫层间的阴角应做成用1B3水泥砂浆不小于50mm的光滑圆角。

2.1大面积铺贴前先将基础四周进行SBS附加层铺贴,附加层要附着在垫层上,附加层基础底表面铺贴长度为500mm,上部预留长度为h1+b1+500和h1+b1+800两种情况,并进行间隔布置,为后期混凝土墙的SBS卷材铺贴做准备,避免混凝土墙SBS卷材接头处在同一截面上。

2.1铺贴使用SBSÓ型改性沥青卷材,卷材的层数为两层,两层卷材铺贴不得相互垂直,该工程长短边均采用的搭接长度为150mm,符合规范标准要求。

2.1卷材加热过程中,应使

卷材加热均匀,不得过分加热而烧穿卷材,卷材接缝部位必须以溢出热熔沥青胶为度,然后用小抹子抹边,末端收头用密封膏嵌填严实。

2.1现场施工人员应认真做好成品保护,严防施工工具或尖硬物品损坏防水层,对已完防水层做好隐蔽验收记录并报监理验收。

2.1在已做好的防水层上空铺一层油毡防水层,以便对SBS防水层做好有效保护。

三．浇筑细石混凝土保护层

3.1SBS防水层和油毡保护层做完后,不能直接在上面进行钢筋的安装,要先做一层50mm细石混凝土保护层,以免钢筋损伤防水层(见图1)。

3.2支模时施工人员要注意对防水层进行有效保护,避免损伤。

3.3细石混凝土刚性保护层浇筑时应用塔吊(或汽吊)进行浇筑,避免小车等运输机具损伤防水层。

3.4细石混凝土浇筑过程中应根据底部面积大小设置分格缝,避免因面积过大而导致刚性保护层出现不规则裂缝,从而对下部防水层造成损坏。

3.5待细石混凝土保护层强度达到75%时,用沥青麻丝将分格缝填灌密实。

3.6用塑料薄膜或草袋充分湿润对细石混凝土进行养护,以保证细石混凝土强度。

四．安装基础钢筋和混凝土墙钢筋

4.1待细石混凝土强度达到100%时,方可进行钢筋安装。

4.2四周SBS卷材要做好保护,避免锐器损伤。

4.3安装基础钢筋时,施工人员进入现场需小心钢筋碰撞四周细石混凝土。

4.4考虑到基础梁及基础钢筋数量大且质量大的特点,钢筋保护层的控制建议采用成品塑料垫块,这样可以有效避免垫块压碎,保证保护层的厚度。

五．浇筑基础和混凝土墙混凝土

5.1该工程抗渗等级为P6。地下室防水采取柔性防水和刚性防水相结合的方法。

5.2工程中所用中砂、碎石符合级配原则,所用粗骨料采用三级配,能够有效增加混凝土的的抗渗系数。

5.3现场配比单所使用外掺剂要计量准确,避免用量不匀现象。

5.4在混凝土振捣过程中,要振捣均匀,避免漏振、过振现象。

5.5基础底板混凝土与墙体混凝土之间的施工缝用通圈橡胶止水带做止水处理。

5.6基础底板外侧混凝土面,可用1B1水泥砂浆抹面压光,以提高后期的SBS铺贴质量。

5.7上部混凝土墙支模时采用止水螺栓锁住钢模,在支模环节上进行防水控制。

5.8混凝土墙的拆模时间尽量晚些,延长带模养护时间。

5.9拆模完成后,应保持浇水养护,并且总的养护时间不少于14d。

六．混凝土墙聚合物砂浆防水层

6.1聚合物砂浆防水层具有优良的抗渗性、抗裂性,聚合物防水砂浆的抗渗压力能够达到1.0 MPa,能够起到抗渗要求。

6.2要求对基层表面进行处理,使其平整洁实,无尘土、油污的现象。

6.3在基层表面按防水液B水泥=1B0.5(重量比)的施工配合比搅拌均匀,涂抹在基层表面以增加基层与聚合物砂浆的粘结力。

6.4按比例进行聚合物砂浆的拌制。

七．混凝土墙SBS防水层铺装

7.1待混凝土墙模板拆除后及时进行模板表面抹灰压光处理,并充分浇水养护。

7.2聚合物砂浆充分干燥后,采用喷灯对SBS进行热铺贴。

7.3混凝土墙上SBS卷材的接头处,要求上部SBS卷材压住下部SBS卷材,并做好接头处理。接头处搭接长度要求不小于150 mm。

7.4混凝土墙SBS向上铺至混凝土墙上预留的小凹槽内部,并用扁钢和螺栓压平SBS卷材收头。

7.5对凹槽处做抹灰找平处理。

八．安装混凝土墙聚苯板保护层

8.1将基础底板SBS卷材表面灰、渣、木屑等清理干净,个别有破损部位提前进行修补。

8.2对聚苯板的材质进行检查,要求聚苯板容重不小于20 kg/m3,厚度为100 mm。

8.3将聚苯板裁割分块,用万能胶粘贴在SBS卷材表面,要求拼装严密,粘贴牢固。

九．室外灰土回填

9.1清理基础底部砖头、灰渣、木屑等杂物,清理宽度为基础底板外扩420mm。

9.2室外回填所用回填土要过筛,要求土块最大粒径小于15 mm,根据试验数据确定回填土的最佳含水率,现场含水率可比最佳含水率上下浮动1%。

9.3采用袋装生石灰和回填土拌和均匀,避免出现拌合物中生石灰有集中的现象。

9.4采用气夯对每一层灰土夯实,要求每层灰土虚铺厚度不大于300mm,夯实遍数根据试验数据而定。要求压实系数大于0.94。

9.5要保证将阴阳角处夯实到位,避免漏夯,夯实过程中避免碰损聚苯板保护层,如有破损要及时修补。

地下水的作用范文第3篇

关键词：地下水；边坡；稳定性；影响；滑坡

Abstract: factors affecting slope stability, water on slope stability is one of the main factors that cause slope instability and failure, and water affect the slope of groundwater. Begin this article from the mechanism of interaction between groundwater Slope Ground groundwater under the slope stability analysis, and analysis of the groundwater level changes on the slope of the proposed drainage slope reinforcement measures .Keywords: groundwater; slope; stability; impact; landslide

中图分类号：P315.72+3文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

一、边坡稳定性概述

边坡一般是倾斜坡面的土体或岩体边坡，由于坡面倾斜，在坡体本身重力及其他外力作用下，整个坡体有从高处向低处滑动的趋势。同时，由于坡体土(岩)自身具有一定的强度和人力的工程措施，它会产生阻止坡体下滑的抵抗力。一般来说，如果边坡土(岩) 体内部某一个面上的滑动力超过了(岩) 体抵抗滑动的能力，边坡将产生滑动，即失去稳定；如果滑动力小于抵抗力，则认为边坡是稳定的。

边坡的稳定是一个比较复杂的问题，影响边坡稳定性的因素较多，简单归纳起来有以下几个方面：边坡体自身材料的物理力学性质；边坡的形状和尺寸；边坡的工作条件；边坡的加固措施等等，在这其中水是边坡失稳的重要因素之一。据资料统计，90%左右的边坡破坏（滑坡）均发生在雨季，尤其是暴雨、连续雨或是地下水的参与，这充分说明了水是影响边坡稳定性的重要因素。

二、水对边坡稳定的影响

边坡岩性、结构面特性等因素是影响边坡稳定的内因，然而水将直接影响边坡岩土体的性质、结构面的强度等因素，从而改变边坡的受力极限平衡状态。水是导致失稳的直接因素之一，主要以降雨、地表水、地下水形式作用于边坡。

（一）降雨对边坡稳定性的影响

降雨对边坡作用主要表现为：降雨过程中，对边坡的冲刷作用；雨水下渗进入岩土体导致岩土体饱和，裂隙水压力增大，容重增大，岩土体的抗剪强度降低；雨水进入地下，转化成为地下水对坡体的作用。

（二）地表水对边坡稳定性的影响

地球表面上的水称为地表水，包括降雨后地面上的流动水体及江河湖海的水体。当这些水体的水流不断地冲刷切割地表和岸坡，使岸坡的外形发生变化，逐渐使岸坡增高和变陡；当侵蚀切露坡体底部的软弱结构面时，坡体处于临空状态，或侵蚀切露坡体下伏软弱面的顶面，使坡体失去原有平衡状态，最终导致边坡破坏。另外，地表水水位（如水库库水位）的升降变化，将引起地下水位的升降变化，使坡体所受的地下水压力的增大，降低其稳定性。

（三）地下水对边坡稳定性的影响

存在于地表岩土层的水统称为地下水。有统计结果显示：90%以上的滑坡是由地下水或其渗流作用引起的。地表水及大气降雨往往是地下水直接的补给源，它们转化为地下水直接影响坡体的稳定性。地下水既是土体的赋存环境又是其组成部分，地下水既可以使土体力学性能变化，又可以作为土体中压力的组成部分。地下水可使岩土体的含水量和容重增加，并且对岩土体产生物理和化学作用，使岩土体结构面软化，并改变岩土体性质，另外，地下水的力学作用破坏边坡的平衡状态，是影响边坡变形破坏的重要因素。

三、地下水与边坡相互作用机理

水对边坡稳定性的影响有很多方式，但降雨、地表水的作用大都通过入渗转化成为地下水对坡体的作用来影响边坡稳定性的。地下水与边坡相互作用从作用类型上可分为：物理的、化学的和力学作用。

（一）地下水对边坡的物理作用

水对边坡岩土体的物理作用表现在、软化和泥化作用以及结合水的强化作用。滑带在地下水作用下剪应力效应增强，滑体沿滑面产生剪切运动。

泥化和软化作用主要表现在降低滑带的力学性能；对于包气带土体来说，土体处于非饱和状态，其中的地下水处于负压状态，为结合水，按照有效应力原理，一旦包气带土体出现重力水，土体性能就会被弱化。

（二）地下水对边坡的化学作用

地下水对岩土体的化学作用主要是通过地下水与岩土体之间的离子交换、溶解作用、溶蚀作用、水化作用、水解作用、氧化还原作用、沉淀作用等产生的。

边坡地下水一部分水来源于PH值为7左右或7以下、矿化度为数十毫克/升的降水。当其渗入坡体上部松散层时，会大量吸收腐殖酸及高压CO2，其腐蚀性得到提升，这种水溶液进入包气带底部及饱水带后，便开始发生化学作用，这种作用将涉及岩土体几乎所有矿物。地下水的化学作用在一定程度上会使斜坡岩土体强度衰减，结构面c、φ值降低，甚至会使有节理的岩体逐渐碎裂变得松散，这也会使坡体中的有效空隙度增大，贮水和导水能力增强，地下水径流交替及渗透潜蚀加剧，对边坡稳定性产生不利的影响。

（三）地下水对边坡的力学作用

力学作用主要通过孔隙静水压力和空隙动水压力作用对岩土体的力学性质施加影响。坡中的地下水以多种方式影响边坡的稳定性，地下水压力是其中的一个主要方面。因为地下水压力改变边坡岩土体的应力状态和力学形状，并可急速的变化，导致边坡稳定性明显的降低，以至成为边坡破坏起主导作用的触发因素。地下水压力指地下水对岩土体的力学作用的总称，它主要通过地下水静水压力和动水压力对岩土体作用。

1.静水压力

地下水静水压力是孔隙水压力、裂隙水压力及浮托力的总称。考虑到边坡岩土体中赋存地下水的条件和地下水作用特点，亦可统称这类静水压力为空隙水压力或广义孔隙水压力，它是岩土体的孔隙、裂隙和空洞中的地下水静力传递自重应力作用于岩土体上的力。由有效应力原理，地下水静水压力通过减小岩土体的有效应力而降低岩土体的强度，减小变形体潜在滑动面上的正应力，降低抗滑力。在裂隙岩体中的静水压力的“水楔”作用，可使裂隙产生扩容变形，使边坡发生渐进性破坏。

2.动水压力

如果边坡岩土体是透水的，地下水在其中渗流时由于水力梯度作用，就会对边坡产生动水压力，指向临空面，对边坡稳定不利。在河谷地带当洪水水位迅速下降时，岸坡内往往产生较大的动水压力使之失稳。此外，地下水的潜蚀作用，会削弱甚至破坏土体的结构联结，对边坡稳定性也是有影响的。

地下水的作用范文第4篇

关键词：地下水问题;岩土工程勘察;水位;渗透参数;水位变化幅度

Abstract: the investigation of groundwater in geotechnical engineering investigation in a very important position and role. In geotechnical engineering, need the groundwater level are measured, and analyzes the water level and to the harm of geotechnical engineering. This paper analyzes the problems of groundwater in geotechnical engineering, the importance of geotechnical engineering from groundwater cause of the harm of analysis, this paper analyzes the groundwater water level of determination and variation of groundwater and corrosion resistance, and corrosion prevention of groundwater puts forward the relevant measures. Hope to be able to cause people to this problem of further attention, can play a guiding role in practice.

Keywords: groundwater problems; Geotechnical engineering; Water; Penetration parameters; Water level change range

中图分类号：K826.16文献标识码：A 文章编号：

一、引言

岩土工程勘察对建筑物的地基选定和房屋建设具有重要的作用，而地下水问题是岩土工程勘察的重要方面之一，它不仅对岩土的性质和形状产生重要的影响，还对建筑物的稳定性和持久性产生重要的影响。因此，在建筑物的设计中，需要考虑地下水对建筑物的作用和影响，重视对地下水的勘测，并采取相应的措施，以减少地下水对建筑物的不利影响。

二、地下水引起的岩土工程危害

地下水对岩土工程的影响，主要是由于地下水位的变化和水压的变化所引起的。其中，水位的变化主要表现为上升、下降和水位的频繁升降。水位的变化有可能会对建筑物产生破坏，导致岩土发生变形。此外，人们在建筑工程施工中，可能会改变地下水的天然动力平衡条件，对建筑工程产生严重的危害，比如发生流沙、管涌、基坑突涌等现象，对工程造成严重的影响，影响建筑工程的质量。

三、地下水水位的测定与变化幅度

1、地下水的测定。根据相关的规定，底层的渗透性决定稳定水位的时间间隔，在一般的情况下，对沙土和碎石土需要大于或者等于半小时，而对于粉土和粘性土则需要大于或者等于八小时。地下水水位的稳定时间受到地层渗透性差异的影响。如果在建筑施工的时候采用泥浆钻进方法，稳定水位的时间则更长，如果在工程钻探施工结束后，马上对稳定水位进行测量，必然会产生数据不准确、不可靠的现象。为了解决这个问题，需要在场地钻探结束的二十四小时后再测量静止水位，从而得到准确的数据。

2、地下水变化幅度。同地表水一样，地下水水位也有丰水期和枯水期之分。在勘测中，如果是丰水期，就可以较好的勘测出地下水对建筑物的影响，从而在施工中采取恰当的措施。但是，如果勘测的时候是枯水期，就很难预测丰水期水位的涨幅，在施工中，如何防水，将水位上涨对工程建筑的影响降到最小是比较难以处理的问题。在实践中，很多的部门和施工单位对此都无计可施。

第一、地下水位上升。水位上升会对建筑工程产生很多的不利影响，比如，降低建筑工程的地基承载力、加剧砂土液化、使土壤发生变形，出现沼泽化现象等。同时，地下水位上升还会使岩土发生变形。

第二、地下水位下降。同水位上升一样，地下水水位下降也会对建筑工程产生不利影响，如引起地面下沉、地表塌陷、海水渗透、地面裂缝等问题。这些问题会严重影响建筑物，对其产生很多的不利影响。

3、岩土层渗透系数的测定。岩土层渗透系数是各种降水方法的重要指标，他的取值不仅会影响降水工程的设计，还会影响降水方法的选择，会对降水效果产生重要的影响。在工程建设的实践中，由于需要开挖深基坑，需要降水，渗透系数的作用越来越大，适用范围也越来越广。在渗透系数的求值中，如果采用现场注水实验和室内实验，所得到的结果不能令人满意，往往会存在很大的误差。尽管野外试验所得到的数据比较准确，但是它所耗费的时间长，所消耗的费用比较高，因而在工程勘察的实践中运用得比较少，一般来说不被广泛采用，而采用较多的是经验值。在工程勘察和建设中，对岩土层渗透系数的测定需要采取适当的方法，要对室内试验、现场注水试验和经验值进行比较，寻找最佳的方法。通常情况下，以现场注水试验为主。

四、地下水的腐蚀性

地下水的类型具有多种多样，水位的变化受到水文条件的影响，并随着降水量的不同而有季节性的变化。同地表水一样，地下水也有腐蚀性，主要原因是地下水的某种矿物含量过高。当地下水受到污染，某种化学成分过高，它同样会有腐蚀性。在进行岩土工程勘察和建筑工程设计中，需要对地下水的腐蚀性进行考虑。通过对地下水的测量和分析，发现下层地下水比上层地下水的矿化度更高，腐蚀性更强。研究表明，深度小于十五米的地下水，其水质正常或者稍咸，腐蚀性较弱。而深度大于十五米的地下水，其水质稍咸或者特咸，腐蚀性较强。

1、地下水腐蚀性对建筑物的危害性。第一、地下水化学成分腐蚀建筑物。化学成分含量过高，地下水便会腐蚀混凝土、管道、可溶性石材、钢铁构件等等。第二、地下水或者土壤中的盐类腐蚀建筑物。地下水或者土壤中的盐类会加快混凝土在腐蚀介质中的腐蚀速度，使建筑物的使用寿命缩短。第三、地下水的二氧化硫腐蚀建筑物。如果地下水的二氧化硫含量过高，对建筑物会有很大的危害性。如果地下水位较高，地下水的二氧化硫含量高，建筑物长时间处于腐蚀的环境之中，必然影响建筑物的稳定性和持久性。

2、防治措施。降低、防治地下水对建筑物的腐蚀需要采取多种措施。第一，需要防治地下水污染，减少工业污染物的排放和生活污水的排放，对工业污染物进行合理的回收和加工利用，采取恰当的措施对污水进行处理，防治地下水污染。第二、对混凝土采取良好的防腐措施。优化混凝土的水泥品质，水泥用量和水灰比。对于受腐蚀严重的部分，利用桩基础进行防腐，同时采取适当的措施，如将沥青涂于表面，采用高分子树脂等，加强对桩身的防腐工作。

四、结束语

总而言之，在岩土工程勘察中，地下水占有相当重要的地位和作用。在勘测实践中，需要对地下水进行全面的了解和分析，并采取适当的措施，将地下水对建筑物的影响降到最低。文章着重探讨分析了地下水问题在岩土工程勘察中的重要性，希望能够引起人们对对这一问题的而进一步关注，能够对实践起到指导作用。

参考文献：

[1]黄锐.探讨地下水问题在岩土工程勘察中的重要性[J].民营科技,2011(10）

[2]工程地质手册编委会.工程地质手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2005

地下水的作用范文第5篇

关键词：岩土工程；地下水；危害；防治措施

Abstract: The author based on their many years of practical work experience, provides a careful analysis of the groundwater hazards and proposes corresponding measures, and provides first-hand hydro geological data for the design and construction of engineering geology, hydro-geological hazards to prevent unnecessary.Key words: geotechnical engineering; groundwater; hazards; control measures

中图分类号：TU195文献标识码：A

0 前言

在实际工程中，很多工程设计和施工人员往往只对岩土的物理性质比较重视，而忽略了岩土的水理性质。在岩土工程勘察规范GB50021- 2001（2009年版） 中，明确了地下水的勘察要求、水文地质参数的测定、地下水作用的评价。为提高工程勘察质量，在工程勘察中不仅要求查明与岩土工程有关的水文地质问题，评价地下水对岩土体和建筑物的作用及其影响，更要提出预防及治理措施的建议，为设计和施工提供必要的水文地质资料，以保证工程的安全。

纵观世界工程史上成功和失败的例子，我们可以看出，在工程的勘察、设计和施工过程中，地下水的存在，对建筑工程有着不可忽视的影响。因此水文地质和工程地质必须紧密联系起来。因为地下水既是岩土体的组成部分，直接影响岩土体工程特性，又是基础工程的环境，影响建筑物的稳定性和耐久性。二者关系极为密切，互相联系和互相作用。

1 岩土工程勘察中的地下水分析

1.1 岩土工程勘察中地下水的勘察要求

在工程勘察中应根据工程要求，需查明该地区自然地理及地形地貌，地质环境及构造特征。此外，还应通过搜集资料和水文地质勘察工作，查明以下水文地质条件：(1) 区域性气候资料，如降水量、蒸发量、历史最高水位、近3 ～ 5 年最高地下水位、水位变化趋势；地下水补给排泄条件、地表水与地下水的补排关系及对地下水位的影响。(2) 主要含水层的分布、厚度及埋深，各含水层和隔水层的埋藏条件、地下水类型、流向、水位及其变化幅度；通过现场试验测定地层渗透系数等水文地质参数。(3) 场地地质条件下对地下水赋存和渗流状态的影响；判定地下水水质对建筑材料的腐蚀性。

1.2 岩土工程勘察中地下水的评价

在以往的工程勘察报告中，由于缺少结合基础设计和施工需要评价地下水对岩土工程的作用和危害，总结以往的经验和教训，认为今后在工程勘察中，对水文地质问题的评价，主要应考虑以下内容：

(1) 依工程场地所处水文地质情况及岩土性质，因地制宜，重点评价地下水对岩土体和建筑物的作用和影响，预测可能产生的岩土工程危害，提出防治措施。若某地区岩土体的含水率高，且夏季降水量大，冬季冻土层厚，那么在工程勘察时，不仅要考虑地下水对岩土体和建(构)筑物的作用和影响，更重要的是研究地表水带来的不利影响。

(2) 工程勘察中还应密切结合建筑物地基基础类型的需要，查明有关水文地质问题，提供选型所需的水文地质资料。

(3) 不仅要查明地下水的天然状态和天然条件下的影响，更重要的是分析预测在人为工程活动中地下水的变化情况，及对岩土体和建筑物的反作用。

(4) 应从工程角度，按地下水对工程的作用与影响，提出不同条件下应当着重评价的地质问题，如：

①对埋藏在地下水位以下的建筑物基础中，水对混凝土及混凝土内钢筋的腐蚀性；②对选用软质岩石、强风化岩、残积土膨胀土等岩土体作为基础持力层的的建筑场地，应着重评价地下水活动对上述岩土体可能产生的软化、崩解、胀缩等作用；③在地基基础压缩层范围内存在松散、饱和的粉细砂粉土时，应预测产生潜蚀、流砂、管涌的可能性。

(5)当基础下部存在承压含水层，应对基坑开挖后承压水冲毁基坑底板的可能性进行计算和评价。

(6)在地下水位以下开挖基坑，应进行渗透性和富水性试验，并评价由于人工降水引起土体沉降、边坡失稳进而影响周围建筑物稳定性的可能性。

2 地下水对岩土工程的危害

由于地质、气候、水文、人类的生产活动等因素的作用，特别是随着高层建筑与深挖工程，地下水位的变化对已有建筑物可能引起各种不良的后果日趋严重。地下水引起的岩土工程危害，主要是由于地下水位升降变化和地下水动水压力作用两个方面的原因造成的，此外地下水的离子类型及含量也对建筑工程产生影响。由于以往在评价地下水对岩土工程的作用和危害过程中，所做的分析工作和基础设计和施工需要结合不够紧密，更有甚者在建造简单建筑物时自认为地基不需勘察，导致了许多基础破坏和建筑物开裂的事故，总结以往经验教训，在设计和施工前一定要分析水文地质的作用，以消除或减少地下水对岩土工程的危害。

2.1地下水位变化对岩土工程的危害

地下水位变化包括：地下水位上升、地下水位下降、地下水位频繁升降三个方面。地下水位变化可由天然因素或人为因素引起，但不管什么原因，当地下水位的变化达到一定程度时，都将对岩土工程造成危害。

(1)地下水位上升引起的岩土工程危害

引起潜水位上升的原因有多种多样，主要有人类活动因素如工程建设施工、工业废水和生活污水的渗透等影响；水文气象因素如气温、降雨量等影响；地质因素如含水层颗粒大小、总体岩性水平变化等的影响。地下水位上升可能引起岩土工程的危害体现在以下几方面。

①引起粉细砂及粉土饱和液化、出现流砂、管涌等现象，给施工带来很大困难。

②斜坡、河岸等岩土产生滑移、崩塌等不良地质现象，影响其稳定性。

③具特殊性的岩土体结构破坏、强度降低、软化。

④对地下室、地下构筑物的防潮、防湿、防水或稳定性产生影响。

⑤土壤沼泽化、盐渍化，增强岩土及地下水对建筑物腐蚀性。

⑥引起坚硬岩土软化、水解、膨胀、抗剪强度降低，导致建筑物破坏。

（2）地下水位下降引起的岩土工程危害

地下水位的持续下降，不仅影响农业的生产、人民的生活，而且会引起许多岩土工程问题。地下水位的降低大部分是由于人为因素造成的，如大量抽取地下水，对河流进行人工改道，上游筑坝、修建水库截止下游地下水的补给等。地下水位下降可能引起岩土工程的危害体现在以下几方面：

①地下水的过大下降会引发地质灾害，如地裂缝的产生、海水入侵、地表塌陷及地面沉降等。

②地下水的过大下降会引发环境问题，如地下水资源枯竭，地下水中有害离子增多，矿化度增高以及水质恶化等，对人类自身的居住环境造成很大威胁。

（3）地下水位频繁升降对岩土工程造成的危害

地下水位频繁升降可能引起建筑物的破坏和膨胀性岩土胀缩变形。

①地下水的季节性升降或岩体中水分的增减变化能引起膨胀性岩土产生不均匀的胀缩变形，当地下水升降频繁时，会导致岩土的膨胀收缩幅度不断加大，进而形成地裂引起建筑的破坏。

②当地下水在建筑工程基础底面以下发生变化时，会软化地基土，使其强度降低，压缩性增大，可能引起地基土附加沉降和变形，从而造成建筑物变形破坏。

2.2 地下水动水压力作用对岩土工程造成的危害

地下水在天然状态下动水压力作用比较微弱，一般不会造成什么危害，但在人为工程活动中由于改变了地下水天然动力平衡条件，在移动的动水压力作用下，往往会引起流砂管涌基坑突涌等一些严重的工程危害，造成安全隐患及影响工程质量。

2.3 地下水的腐蚀性对岩土工程造成的危害

当地下水中的某些化学成分含量过高时，水对建筑材料有腐蚀性；当地表水和土受到污染而某些成分过高时，也具有腐蚀性。因此在勘察、设计时需一并考虑。

如当地下水中的某些化学成分含量过高时，水对混凝土、可溶性石材、管道及钢铁构件及器材都有腐蚀作用。地下水中 Cl-、SO42-含量高，被埋入混凝土的钢筋表面产生一层钝化保护，这一保护层在水泥开始水化反应后很快自行生成。然而氯离子能够破坏这层氧化膜，钢筋在水和氧的存在下发生锈蚀。钢筋锈蚀有两种后果：锈蚀物的体积增加几倍，以至于它们的生成导致了混凝土的破裂、剥落和分层，这就使腐蚀剂更容易进入到钢筋表面，必然加速钢筋的锈蚀；阳极上的锈蚀过程减小了钢筋的横截面积，也就减小了它的荷载能力。氯盐的作用引起钢筋的锈蚀，是使钢筋混凝土破坏的主要原因。

地下水或潮湿的土中的某些盐类，通过毛隙水上升，浸入混凝土的毛细孔中，经过干湿交替作用，盐溶液在毛细孔中被浓缩至饱和状态，当温度下降时，析出盐的结晶，晶体膨胀使混凝土遭受腐蚀破坏。当温度回升，水汽增加时，结晶会潮解，当温度再次下降时，再次结晶，腐蚀进一步加深。这种环境气候条件加快了混凝土在腐蚀介质（水、 土）中的腐蚀速度，缩短了建筑物的使用寿命。

地下水SO42-含量高，对建筑物危害巨大，加之地下水位较高，建筑物基础处于强腐蚀的环境介质中，极大地影响了建筑物的耐久性和稳定性，给国家经济和人民财产安全造成一定影响。

3 地下水危害的防治措施

3.1基坑突涌防治措施

首先判断能否发生基坑突涌现象。工程勘察中应查明基坑周围内隔水层的厚度、岩性、重量，承压含水层顶板埋深承压水头高度，含水层的类型岩性等，再根据基坑开挖深度，判断能否产生突涌现象以及预测突涌形式及其危害。经过判断，如果可能产生突涌现象，则需提出防治措施的建议。防治突涌可以考虑两个方案: 控制基坑开挖深度，使基底隔水层保留不致产生突涌的厚度；在基坑设置排水孔，降低承压水位，减少承压水头压力。

3.2 地下水腐蚀防治措施

防止、降低地下水腐蚀要采取广泛的综合措施，因为地下水的污染是由整个周围环境的污染造成的，地下水污染是可以防治的，把生产的工业废料减少到最低程度，改善污水净化排放工艺，加工利用工业和日常生活的废料是解决地下水污染的重要措施，另外，混凝土的耐久性主要取决于两个方面：水泥品质、水泥用量和水灰比；腐蚀介质的腐蚀类型和混凝土的环境暴露条件，对混凝土具有较强的结晶性腐蚀地段，应用抗硫酸盐水泥或矿渣水泥较好；个别严重腐蚀的区域采用桩基础时，同时也要对桩身采用防腐蚀措，如表面用沥青类、高分子树脂等涂膜防护外，可采用场地降水、排水换土等综合防治方法。

4 结束语

岩土工程勘探是工程质量中的重点，水文地质工作在建筑物持力层选择、基础设计、工程地质灾害防治等方面都起着重要的作用，在岩土工程勘察不仅要求查明与岩土工程有关的水文地质问题，评价地下水对岩土体和建筑物的作用及其影响，更要提出预防及治理措施的建议，为设计和施工提供必要的水文地质资料，以消除或减少地下水对工程的危害。

参考文献：

[1]中华人民共和国建设部.GB50021-2001(2009年版) 岩土工程勘察规范[s]. 中国建筑工业出版社,2009

[2]李君源,范维强.工程勘察中的水文地质问题[J].西部探矿工程,2005,7(111):177～178