论文部分内容阅读
摘 要:地下水运动作用于地下的物质和空间,此类运动不仅受动力学因素的影响,也受地下物质和空间条件的影响。地下水运动具有规律性,深刻认识地下水运动的规律并将其加以利用,可在一定程度上降低地下水异常运动引起的灾害损失。基于此,本文简要介绍了地下水水文与运动,分析了地下水运动异常可能带来的地质灾害,以便相关部门和工作人员及时采取应对措施。
关键词:地下水运动;异常运动;灾害;应对措施
地下水主要来源于大气降水与地表水入渗,并通过地下渗流的形式补给到河流、湖泊、海洋等地方,上层土体中的水分可通过直接蒸发或植物根系吸收后再蒸发而回归到大气之中,由此参与到地球水循环的过程,以及岩土溶蚀、滑坡、盐碱化等过程之中,可见,地下水运动是构成自然界水循环系统的重要一部分。
一、地下水异常运动造成的灾害
(一)砂土液化
砂土液化是指水饱和的细沙土在剧烈震动下突然被破坏而液态化的现象,原因是空隙中的水压力过高,而有效应对减小,导致砂土瞬间由固态变为液态。砂土液化会在地震灾害中大规模发生,并造成十分严重的危害,例如,在1966年的邢台地震和1976年的唐山地震中,大规模的砂土液化导致很多建筑物下沉、歪斜和毁坏,另外,超高的压力甚至会导致部分地下结构浮升到地面以上。
(二)岩洞塌陷
岩洞塌陷多发生于山体集中的地区,断裂带部位尤其容易发生。地下水的异常运动导致大量水不断冲刷路面下的浅层土质,并与岩土体之间发生各类作用,包括物理、化学及动力学作用等,这会逐渐改变边坡岩土体的性质以及边坡体的硬度与强度,进而对边坡稳定性与山体牢固性造成十分严重的影响。近年来已有数例岩洞塌陷灾害发生于正在开山的施工地区,导致很多施工人员遇难。
(三)地基变形
地基变形是指在上部荷载的作用下,岩土体遭到强烈压缩,导致地基发生变形,如果地基的变形过于严重,不仅会影响当地建筑物的正常使用,还会危机周围大片建筑物的安全。地基变形主要分为瞬时沉降、固结沉降和次固结沉降,其中,次固结沉降又称为蠕变沉降,此类沉降的发生概率很小,只在地层中含有厚层黏土时才有可能发生。地基变形的主要原因也是地下水异常运动,地下水对表层土壤的过度冲刷很可能导致地表建筑物的沉降量及沉降差增大,甚至引起建筑物的局部倾斜。地基是有一定容许变形值的,如果地表建筑物的沉降量及沉降差高于容许变形值,相关部门则需要引起高度重视。
(四)地面沉降
地面沉降是指地面下沉,又称为地陷。我国长三角地区的地面沉降现象十分普遍,经勘查,该地区发生地面沉降的主要原因就是地下水异常运动。长三角地区多发展水田种植业,过分开采地下水而导致地下水运动异常,这属于典型的抽水沉降。究其原因,是过量抽汲地下水,导致地下水位降低,在长江三角洲这类欠固结的土层分布区,本就松散的土质脱离了地下水的支撑必然会发生下陷和沉降。除此之外,我国的天津和华北平原也因为过量抽取地下水而产生了不同程度的地面沉降,过度的地面沉降会造成海水倒灌,尤其在天津地区这类离海较近的地方,当地面沉降到接近海平面的高度时,很可能发生海水倒灌,使得土壤和地下水都发生盐碱化改变,严重威胁当地人们的生存安全。为改变这一状况,我们应当对这些问题加以重视,并针对问题发生原因寻找有效的解决对策。
(五)边坡变形
边坡变形受以下因素影响:内在因素对边坡造成的影响是长期且缓慢的,主要包括地下岩石的性质、地质构造、岩体的结构等,其主要影响边坡的稳定性;外在因素对边坡的影响较为明显且迅速,主要包括气候变化、人类工程活动、地震等,但是外在因素的影响是以内在因素影响为基础的,只有在内在因素的长期影响导致边坡失稳的情况下,外部因素才能造成短暂而明显的影响。
二、地下水异常运动灾害的应对
(一)强化监测
相比地表水,地下水的运动较为复杂且不易被人直接观察到,但是地下水运动与地表建筑物是息息相关的。尽管地下水的异常运动对地下浅层土的破坏不易被察觉,但是长期积累势必会造成严重后果,因此,对地下水运动进行长期的动态监测是很重要的。地下水运动的监测系统主要由四个部分组成:检测中心、通信网络、控制终端、水位监测记录仪。先进的地下水运动监测系统具有灵活可靠且功能多样化的特点,可对地下水的异常运动进行实时监测,并及时反馈相关信息。
(二)合理利用
对地下水资源进行合理开发和利用需要从城市给水、工矿企业用水和农业用水三方面着手。以农业方面为例,使用地下水应当做到合理灌溉,并将排水和灌溉相结合,这就需要对当地的水文条件、气象条件及农业用水条件进行全面了解和规划。地下水利用规划要遵循以下原则:第一,将地表水与地下水结合使用,做到充分利用地表水,合理开采地下水;第二,根据地下各含水层的补水能力对水井数量和开采量进行合理規划,将浅层水、中层水和深层水结合开采;第三,与当地旱涝碱咸的治理方案相结合,对地下水资源进行统一规划,既要保证农业灌溉,又要防碱防渍。
(三)处理措施
针对地下水异常运动,相关部门及工作人员应从问题产生原因入手,针对原因寻找相应的处理措施。在实践中常用的加固及处理方法包括:构建排水洞、排水盲沟等,排出地下水,降低地下水位,盲沟用不含泥的块石、碎石填实,两侧和顶部做反滤层。利用植物加固土壤,尤其是采用根系发达的植物,具体应根据区域气候、土壤来选择。也可以喷射混凝土护面,减少雨水下渗引起地下水位变化。
三、结语
地下水运动异常与很多地质灾害的发生是息息相关的,为了保证地表建筑物的正常使用,减少地质灾害的发生次数,我们有必要对地下水异常运动进行相关了解和分析,从而尽量减少不当人为工程,有效保护地下水。
参考文献:
[1]石义强.关于地下水开采引起的环境地质灾害分析[J].文摘版:自然科学, 2016(1).
[2]高星.探讨地下水环境变化与地质灾害的预防[J].山西建筑,2014(18).
[3]王昌益.运动的水对滑坡体产生的机械作用[J].青岛建筑工程学院学报,2013(74).
关键词:地下水运动;异常运动;灾害;应对措施
地下水主要来源于大气降水与地表水入渗,并通过地下渗流的形式补给到河流、湖泊、海洋等地方,上层土体中的水分可通过直接蒸发或植物根系吸收后再蒸发而回归到大气之中,由此参与到地球水循环的过程,以及岩土溶蚀、滑坡、盐碱化等过程之中,可见,地下水运动是构成自然界水循环系统的重要一部分。
一、地下水异常运动造成的灾害
(一)砂土液化
砂土液化是指水饱和的细沙土在剧烈震动下突然被破坏而液态化的现象,原因是空隙中的水压力过高,而有效应对减小,导致砂土瞬间由固态变为液态。砂土液化会在地震灾害中大规模发生,并造成十分严重的危害,例如,在1966年的邢台地震和1976年的唐山地震中,大规模的砂土液化导致很多建筑物下沉、歪斜和毁坏,另外,超高的压力甚至会导致部分地下结构浮升到地面以上。
(二)岩洞塌陷
岩洞塌陷多发生于山体集中的地区,断裂带部位尤其容易发生。地下水的异常运动导致大量水不断冲刷路面下的浅层土质,并与岩土体之间发生各类作用,包括物理、化学及动力学作用等,这会逐渐改变边坡岩土体的性质以及边坡体的硬度与强度,进而对边坡稳定性与山体牢固性造成十分严重的影响。近年来已有数例岩洞塌陷灾害发生于正在开山的施工地区,导致很多施工人员遇难。
(三)地基变形
地基变形是指在上部荷载的作用下,岩土体遭到强烈压缩,导致地基发生变形,如果地基的变形过于严重,不仅会影响当地建筑物的正常使用,还会危机周围大片建筑物的安全。地基变形主要分为瞬时沉降、固结沉降和次固结沉降,其中,次固结沉降又称为蠕变沉降,此类沉降的发生概率很小,只在地层中含有厚层黏土时才有可能发生。地基变形的主要原因也是地下水异常运动,地下水对表层土壤的过度冲刷很可能导致地表建筑物的沉降量及沉降差增大,甚至引起建筑物的局部倾斜。地基是有一定容许变形值的,如果地表建筑物的沉降量及沉降差高于容许变形值,相关部门则需要引起高度重视。
(四)地面沉降
地面沉降是指地面下沉,又称为地陷。我国长三角地区的地面沉降现象十分普遍,经勘查,该地区发生地面沉降的主要原因就是地下水异常运动。长三角地区多发展水田种植业,过分开采地下水而导致地下水运动异常,这属于典型的抽水沉降。究其原因,是过量抽汲地下水,导致地下水位降低,在长江三角洲这类欠固结的土层分布区,本就松散的土质脱离了地下水的支撑必然会发生下陷和沉降。除此之外,我国的天津和华北平原也因为过量抽取地下水而产生了不同程度的地面沉降,过度的地面沉降会造成海水倒灌,尤其在天津地区这类离海较近的地方,当地面沉降到接近海平面的高度时,很可能发生海水倒灌,使得土壤和地下水都发生盐碱化改变,严重威胁当地人们的生存安全。为改变这一状况,我们应当对这些问题加以重视,并针对问题发生原因寻找有效的解决对策。
(五)边坡变形
边坡变形受以下因素影响:内在因素对边坡造成的影响是长期且缓慢的,主要包括地下岩石的性质、地质构造、岩体的结构等,其主要影响边坡的稳定性;外在因素对边坡的影响较为明显且迅速,主要包括气候变化、人类工程活动、地震等,但是外在因素的影响是以内在因素影响为基础的,只有在内在因素的长期影响导致边坡失稳的情况下,外部因素才能造成短暂而明显的影响。
二、地下水异常运动灾害的应对
(一)强化监测
相比地表水,地下水的运动较为复杂且不易被人直接观察到,但是地下水运动与地表建筑物是息息相关的。尽管地下水的异常运动对地下浅层土的破坏不易被察觉,但是长期积累势必会造成严重后果,因此,对地下水运动进行长期的动态监测是很重要的。地下水运动的监测系统主要由四个部分组成:检测中心、通信网络、控制终端、水位监测记录仪。先进的地下水运动监测系统具有灵活可靠且功能多样化的特点,可对地下水的异常运动进行实时监测,并及时反馈相关信息。
(二)合理利用
对地下水资源进行合理开发和利用需要从城市给水、工矿企业用水和农业用水三方面着手。以农业方面为例,使用地下水应当做到合理灌溉,并将排水和灌溉相结合,这就需要对当地的水文条件、气象条件及农业用水条件进行全面了解和规划。地下水利用规划要遵循以下原则:第一,将地表水与地下水结合使用,做到充分利用地表水,合理开采地下水;第二,根据地下各含水层的补水能力对水井数量和开采量进行合理規划,将浅层水、中层水和深层水结合开采;第三,与当地旱涝碱咸的治理方案相结合,对地下水资源进行统一规划,既要保证农业灌溉,又要防碱防渍。
(三)处理措施
针对地下水异常运动,相关部门及工作人员应从问题产生原因入手,针对原因寻找相应的处理措施。在实践中常用的加固及处理方法包括:构建排水洞、排水盲沟等,排出地下水,降低地下水位,盲沟用不含泥的块石、碎石填实,两侧和顶部做反滤层。利用植物加固土壤,尤其是采用根系发达的植物,具体应根据区域气候、土壤来选择。也可以喷射混凝土护面,减少雨水下渗引起地下水位变化。
三、结语
地下水运动异常与很多地质灾害的发生是息息相关的,为了保证地表建筑物的正常使用,减少地质灾害的发生次数,我们有必要对地下水异常运动进行相关了解和分析,从而尽量减少不当人为工程,有效保护地下水。
参考文献:
[1]石义强.关于地下水开采引起的环境地质灾害分析[J].文摘版:自然科学, 2016(1).
[2]高星.探讨地下水环境变化与地质灾害的预防[J].山西建筑,2014(18).
[3]王昌益.运动的水对滑坡体产生的机械作用[J].青岛建筑工程学院学报,2013(74).