地下水的優點范文

導語：如何才能寫好一篇地下水的優點，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：隧洞底拱 混凝土 翻模 施工技術探討

1．概述

1． 1工程概況

三峽右岸地下電站進水口預建段工程包括進水口和引水隧洞。引水隧洞預建段為六條長94.58m，襯砌后的直徑E13.5m的圓形隧洞。隧洞襯砌厚度分別為1.0、1.5、2.0m。由于洞徑大，采用底拱和邊頂拱兩次襯砌的方法施工，先行襯砌底部100—范圍的底拱部分，然后襯砌邊頂260—范圍內的邊頂拱部分。

1．2采用翻模的原因

1.2.1砼表面氣泡

砼表面氣泡是國內外工程施工中廣泛存在的砼缺陷，在三峽工程中如何消除砼表面氣泡，特別是隧洞襯砌的表面氣泡，是工程難題之一。如采用常規模板襯砌，氣體不易排出，勢必造成砼表面缺陷，專家組多次對此問題進行分析研究，經綜合比較，最終決定采用翻模施工。

1.2.2翻模的主要優點

翻模施工與鋼模臺車施工分析比較見表1。翻模施工是一項比較成熟的施工方法。采用翻?？上疟砻鏆馀?，縮短工期，還具有拆裝方便，成本低廉的特點，故采用翻模是經濟可行的施工方案。

2．施工方法和工藝

2．1翻模材料

右岸地下電站引水隧洞底拱砼襯砌施工模板采用定型翻模，鋼面板厚度為3mm，單塊尺寸120cm(弧長)*100cm(寬度)，翻模工藝圖見附圖一。

3． 2工藝流程

工藝流程圖

方案分析比較表

表1

方案

指標

方案一：定型小翻模

方案二：底拱鋼模臺車

技術性

1、 能有效地消除砼表面的氣泡，提高砼表面質量；

2、 由于翻轉模體移動方便，運用靈活，對工期沒有影響；

3、 較費工、費時。

1、 技術先進，應用較多；

2、 省工省力，運行可靠；

3、 對消除砼表面汽泡沒有把握；

4、 由于體積龐大，同一條引水隧洞不能同時使用邊頂鋼模臺車，不能進行交叉作業，工期將延誤72天；

5、 由于右岸引水隧洞預建段洞身短、洞數多，每套鋼模臺車需安拆三次，底拱鋼模臺車拼裝較困難，安拆將占直線工期，對工期影響程度較大。

工期

單洞總工期42天

1、 設計、制作10天；

2、 安裝1天；

3、 底拱澆筑30天；

4、 底拱定型小翻模拆除1天。

單洞總工期127天

1、 設計、制作45天；

2、 安裝5天；

3、 底拱澆筑72天；

4、 底拱鋼模臺車拆除5天。

經濟性

六條洞底拱翻模費用總額：11.84萬元

1、 2*48塊/套*60kg/塊*0.65萬元/t=3.744萬元；

2、 人工費增加：6*12*30工日*37.36元/工日＝8.070萬元。

六條洞底拱鋼模臺車費用總額：59.2萬元

1、 2*30t/套*0.65萬元/t=39萬元；

2、 液壓系統：2*8萬元/套＝16萬元

3、 安拆費：3*60*0.03萬元/t=4.6萬元；

4、 軌道標準件：2*5萬元/套＝10萬元；

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【關鍵詞】深基坑；地下水；措施

眾所周知，基坑開挖對于工業與民用建筑工程影響重大，它的施工要具備以下條件：首要工作是要確?；釉陂_挖過程中的干燥狀態，為施工的順利進行創造優良的環境；除此之外，還要保證基坑邊坡隨時處于相對穩定的狀態，把安全施工放在重要位置；在施工過程中要兼顧這兩方面，不然會造成嚴重的施工事故。然而在實際的操作過程中會出現各種基坑問題，其中包括基坑積水或者土質疏松，工人和機械都無法正常站立，從而給施工造成困難；發生"流沙現象"引起邊坡坍塌，地質結構受到破壞；更有甚者的是內部基坑土體發生大范圍位移，對周邊建筑物也造成了不良影響，嚴重的化可能出現大的災害。以上的異常不良情況的發生很大程度上是因為在施工過程中對地下水的失誤處理。地下水處理的好壞直接關系到日后的施工，所以要重視地下水的處理。

一、地下水的處理方法的概述

關于地下水降水的處理方式主要可以分為止水法和排水法兩種。止水法施工成本相對較高且施工難度大，它是運用技術手段在基坑周邊建成止水帷幕，把地下水止于基坑，比如深井法、灌漿法、地下連續墻等；排水法則是指將基坑內的地表水和地下水引流排出，比如明溝排水、井點降水等。其中相比于其他方法井點降水容易掌握，操作簡便，其工藝已經在工民建建筑施工中大范圍的運用，近些年來的施工工程多采取此種方式。

井點降水法是指為了保證地下水水位低于設計深度，在所建建筑物基坑的周邊設置能夠滲水的井點管，同時配備相應的抽水設施，在施工過程中持續不斷地將水抽走。井點降水法適用范圍廣，各種幾何形狀都可行，且在穩定基坑邊坡方面也有良好表現。行之有效的井點降水，可以保持基坑內土方的干燥，這樣一來不僅有利于施工的機械化而且對于工期的縮減、質量的保證，施工安全的確保等方面都有保障。現階段我國常用的井點降水法為輕型井點、噴射井點、電滲井點。在多年的建筑施工實踐中，井點降水已經因為其合理的造價、優良的效果、靈活的布局得到了行業的普遍認可。通過比較可知，井點降水具有以下優點：施工簡單，操作簡便易學；適用范圍廣，適用于各種不同幾何圖形的基坑；降水之后土層干燥，有利于后續工作的進行；在井點的作用之下，土層固結，土層強度大，邊坡不易出現塌方現象；通過濾水管抽走地下水，預防了流沙現象的出現；節約支撐材料，降低土方的工程量。所以井點降水法成為運用最廣泛的降水法。

二、工民建工程基坑施工中地下水的處理探討

（一）輕型井點降水法

輕型井點降水類似于真空作用抽水，所以真空抽水設備的選擇對最終的降水效果有很大影響。若滲水系數為0.1-0.2m/d的土、土層中含有大量的細砂和粉砂以及采取明溝排水易于產生坍塌現象時，輕型井點降水是不二之選。現階段常用的三種井點為真空泵型、射流泵型和隔膜泵型。輕型井點是一個集成管路系統，包括井點管、過濾管、連接管、集水總管、主管等設備。當抽水設備運行時，首先會在井點系統中形成真空，緊接著是在井點降周圍最后真空區由于矽井擴張到一定程度。井點周圍的地下水在真空力的作用下，通過濾器被吸入井點系統內來降低地下水位。在施工過程中，地下水位和真空區外的地下水位間存有一個水位差，在其作用下，地下水的流動方式與重力一致?；拥叵滤恢詴档褪且驗樵谡婵蘸椭亓Φ南嗷プ饔孟拢纬闪私邓穆┒窉佄锞€，準確的說輕型井點降水可以稱為真空強制抽水法，更明了地說應是真空-重力抽水法。

1、輕型井點施工工藝程序

放線定位鋪設總管沖孔安裝井點管、填砂礫濾料、上部填粘土密封用彎連管將井點管接通安裝抽水設備與總管連通安裝集水箱和排水管開動真空泵排氣，在開動離心泵抽水測量觀測井中地下水位變化。

2、輕型井點施工時應注意的問題

通過地下水降低水位也會帶來一定程度的危險，比如抽水之后土壤會凝結，其影響半徑周圍的地面會出現下沉現象，對周邊的建筑影響不好。所以為了避免此種現象的發生，通常會采用回灌井點的方式，它是事先在抽水影響半徑范圍之內的建筑物周邊挖鉆一排探孔，在施工之前，記錄好鉆孔內的水位。與此同時，為了確保原地下水位的相同，在降水時也會向探孔內灌水來平衡水位，這樣一來才能預防地面沉降給現有建筑物帶來不良影響。

（二）深井井點降水法

深井井點降水是通過埋置在深基坑周邊井管內的潛水電泵來抽集地下水，從而使地下水位低于坑底。它一般用于滲透系數較大（10～25m/d）；土質為砂類土、粉質粘土、砂質粉土的情況來降水。此種降水法的特點和優點是排水量巨大且效果顯著，降水深可達到15米以上，吸程遠，井間距離大，單位降水費用便宜，使用范圍廣等。由于井點成孔的質量要求較高，先期的一次性投入比重大，但是它還是最實用有效的降水方法之一。

但在深井井點施工時應注意以下問題：一是水位差要控制在一定范圍內；二是若周邊存有建筑物，則要加強對水位的監控，發生意外情況時要及時采取措施；三是禁止排出的地下水回滲而流回基坑；四是潛水泵在工作時要隨時注意檢查電纜線是否與井壁相撞，預防磨損后水沿電纜芯滲入電動機內；五是在開挖基坑時，要注意土層和井管的固定；六是當基坑底部存在不透水層時，為清理上層地下水，可采用砂井配合深井降水；七是井管使用完畢后必須盡快拔出，不能長時間擱置在基坑土體中。

三、結語

總之，地下水問題處理的好壞直接關系到工民建工程質量的問題，關系到人民群眾的安居樂業，所以在施工前要做好地下水的處理問題，在處理地下水時要依據實際土層情況和周邊環境來選擇適合的降水方法。

參考文獻：

[1]孫玲，馮彬.基坑施工中的地下水處理及工程實例[J].科技致富向導，2011，12：17 8+143.

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【關鍵詞】基坑支護施工；降水技術；建筑

0.引言

隨著建筑行業的鼎盛，各種施工場地如火如荼，在具體的實踐中，人們發明了許多關于建筑的有用技術。基坑支護施工技術就是在建筑行業的基礎上發展起來的，成為了建筑施工中一項重要的技術。然而在實際的施工中，基坑支護施工存在著許多難點?；咏邓夹g實際上利用的也是降水原理，降低水位，預防基坑施工的時候發生坍塌的現象。這種基坑降水技術明顯的優于傳統的排水技術，因為效果明顯而被廣泛運用。

1.基坑支護施工難點分析

1.1地下水問題

人口急劇增長，建筑行業迅速崛起，對土地資源的需求增大，然而，土地資源卻是有限資源，日益緊張。但是為了緩解土地緊張帶來的壓力，許多地區對土地的開發淋漓盡致。有些時候，有些土地或許并不適合修建房屋。特別是一些地下水較為豐富，土層較為松軟的地方。有些地方甚至在沼澤濕地和水上修建房屋。另一種情況，建筑工程將土地開發，有時候，對地下水破壞嚴重，導致地下水改道，影響整個地下水系統，在基坑的挖掘過程中，很有可能會遇見地下水，特別是挖掘較深的地方。如果基坑的排水問題沒有有效的解決，就很有可能使整個地基遭到破壞，土層發生嚴重的軟化。一旦地下水大量往上滲，要徹底的排水就很困難，因為地下水是一種流動狀態的活水，是源源不斷的。很多時候往往需要邊施工邊排，這樣在某種情況下，還會影響整個工程的質量，以及影響整個施工進度。

1.2支護方法的選擇

支護技術有很多種，例如混泥土支護技術、工程樁支護技術、鋼板密封技術等等。在實際的操作中，各個工程對應該根據自己的實際情況選擇支護的技術。做到和實際相結合，才是最科學的方法。然而，在實際的操作中，一些工程隊并沒有考慮工程諸如地下水位、土質、地質的實際情況，由于技術和資金等原因一概而論，錯誤的選擇支護技術，甚至是一些工程隊還直接選擇方法較為簡單的支護技術。這樣做的后果，往往會影響整個工程的質量。得不償失。因而，一定要選擇合適的支護方法。

1.3混泥土的厚度與強度掌握

目前來說，大部分的建筑工程基坑支護常常選擇干拌式的混泥土噴射設備。干拌式的混泥土噴射設備有著其不可取代的優點，諸如它體積較小、簡單方便運輸，并且至關重要的速溶劑可以在進行噴射之前直接加入攪拌料當中。然而，我們卻忽略了干拌式混泥土噴射設備的操作不容易掌握，由于原料掌握不好，導致混弄土嚴重回彈，并且混泥土的厚度和強度往往達不到預期的目標。混泥土的厚度與強度是至關重要的，這直接關系著整個基坑的質量，甚至影響整個工程的質量。因而，混泥土的厚度和質量一定要達標，這就要求我們要選擇合適的混泥土噴射設備，然而在實際的操作中卻是困難重重。

1.4邊坡的修理

基坑大多需要機器進行挖掘。特別是一些復雜場地的深基坑。大型的機器將基坑挖好之后，還有一道重要的工序，這就是需要建筑工人對挖好的基坑邊坡進行修理處理。然而， 由于建筑工人技術的低下，只是做一些簡單的修理工作，并且這種修理并沒有得到合理的驗收，工作常常造成多挖或則是少挖的現象。這樣很有可能影響整個基坑的質量?；舆吰碌男拚龁栴}便成為了基坑支護施工中的一大難點。

2.基坑降水技術分析

2.1深井降水技術

基坑降水技術直接關系著整個基坑的質量，降水不成功，很容易使得土層松軟，嚴重的，會影響整個建筑物的質量。深井降水技術有著自身特有的優點，例如降水的效果非常良好，使用的范圍很廣，主要是適用于深入降水。正是因為這些優點，才使得深井降水深受建筑工程的喜愛，一般情況下來說，深井降水技術主要是用于大型的深基坑降水。它主要是利用大型的深水水泵來完成整個降水工程，降水效果優良。

2.2輕型井降水技術

在降水技術中有一種叫輕型井降水技術。這種降水技術實際上就是一種利用真空的降水技術。它是利用特制的管道將土層中的空氣和水分吸走。這種技術操作起來比較的簡單，并且成本較低，安全又可靠。在實際的降水中被利用得比較廣泛，且取得的效果較好。

2.3噴射井降水技術

噴射井降水技術也是一種比較常見的降水技術，它主要利用的是高壓水泵。噴射井降水技術利用高壓水泵將基坑里的水和空氣統統吸走，在這個過程中，利用的是噴射器兩邊的小孔，在水流過程中，噴射接口的橫切面越來越小，壓力就越來越大。噴井降水技術有效的降水，保障了基坑的質量。

2.4明溝降水技術

明溝排水是基坑降水中最常見的一種，也是最受歡迎的一種，所謂明溝降水主要是指利用一些基坑周圍的溝渠進行地下水的排放，達到一個降水的效果。這種排放地下水的方式是比較直接簡單的，這種方法又被稱為表面排水法，這種降水技術一般主要是用于一些地下水比較少，且基坑比較淺，基坑邊緣不容易塌方，地下水位較低的情況，這種降水技術比較常見，它因為施工簡單和工程花費比較少的優點，深受建筑工程的喜愛。在實際的施工中，要每隔三十米左右設置一個水井。如果基坑不是很大，也可以直接在基坑的四周設置一個水井。地下水通過溝渠排到水井里，然后再用水泵抽干，這樣就可以使地下水得到很好的排放。

3.結語

隨著我國經濟和社會的發展，城市化進程加快，人們對房屋的需求量不斷增大。建筑行業走向輝煌。城市高樓林立?；拥闹ёo施工技術和降水技術作為建筑工程中兩種比較小的部分，卻地位至關重要，有時候，直接關系著整個工程的成功。然而，在實際的施工中，由于技術低下、意識不夠、以及資金困難等原因，基坑的支護施工和降水技術一直得不到重視，這其實是極度錯誤的方法。

【參考文獻】

[1]李文.長螺旋鉆孔壓灌樁在礫石富水地層基坑中的應用研究[D].重慶交通大學，2013.

[2]劉順航.新疆喀什及阿克蘇地區中軟場地建筑基坑失穩分析及治理方法的研究[D].新疆大學，2013.

[3]楊永強.復雜地質條件下臨近鐵路既有線地鐵車站深基坑技術研究[D].西南交通大學，2011.

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關鍵詞：挖孔灌注樁施工技術應用

中圖分類號：TU74 文獻標識碼：A 文章編號：

人工挖孔樁施工方便、速度較快、不需要大型機械設備，挖孔樁要比木樁、混凝土打入樁抗震能力強，造價比沖錐沖孔、沖擊錐沖孔、沖擊鉆機沖孔、回旋鉆機鉆孔、沉井基礎節省。從而在公路、民用建筑中得到廣泛應用。本文就挖孔樁在施工中的優缺點及施工方法做簡要論述：

一、人工挖孔灌注樁的優點及適用條件

人工挖孔灌注樁是從旱地施工的墩臺基礎發展起來的，在地質條件允許的情況下，與鉆孔灌注樁相比，它有如下優點：

（1）樁基質量易于保證

挖孔樁一般情況下無需灌注水下砼，消除了鉆孔與灌注水下砼的許多質量隱患，同時，因清孔徹底，樁底無淤泥，易于擴大樁底孔徑，增加樁底面積，提高樁基承載力。

（2）施工進度快

由于挖孔樁所需設備簡單而易于獲得，制約挖孔樁施工進度的客觀因素少，施工中可以多孔平行施工，可連續作業，加快進度。

（3）施工成本低

挖孔灌注樁的施工機械由簡單的起重設備代替鉆機，節省了許多鉆孔重型設備和原材料，其成孔造價比沖抓錐沖孔、沖擊錐沖孔、沖擊鉆機鉆孔、回旋鉆鉆孔和沉井基礎低30%一40%，大量節省成孔成本；同時，由于挖孔樁質量易于保證無需進行超聲波檢測，可以節約高昂的檢測費用。

盡管人工挖孔灌注樁有以上優點，但也有它的適用條件，具體地講有以下幾個方面：（1）地下水位較低；（2）地質條件良好，地層土體密實；流砂淤泥層不太嚴重；（3）工期較緊，而缺乏鉆機；（4）樁長度較短而孔徑較大。

二、施工技術與質量控制

1.施工準備

（1）開工前，要結合地質資料，認真分析水文地質條件，尤其是地下水情況，以此分析可能出現的問題，并制定應急措施，準備充足的人力、材料和設備。

（2）平整場地，鏟除軟土層并壓實，測量十字線準確控制樁位，搭好孔口雨棚，安裝卷揚機和照明設備，修整出碴道路。

2. 挖孔

（1）各孔開挖順序應視地層松緊，樁孔布置而定，地層緊密.地下水不大的孔位可同時開挖以縮短工期。但滲水量較大的孔，應超前開挖，集中抽水，降低其它孔的水位。地下水較大者，宜對角開挖，若樁孔為梅花式布置宜先挖中孔。

（2）挖孔時一般多班連續作業，人工挖土、小型卷揚機升降吊斗垂直運土，人力架子車孔外轉運。成孔后應立即澆筑砼，以防塌孔。

（3）挖掘時，要有意識地將孔壁修成凹凸不平，以增加樁的摩擦力。

（4）開挖時不得隨意擴大工作面，不要擾動周圍土層。

（5）挖掘深度每延伸2.0米要檢測一次孔徑和井中心平面位置，嚴防軸線偏移及超挖或欠挖。

3.護壁

（1）巖層較堅硬密實土層，開挖后短期不會塌孔者，可不護壁。

（2）支撐護壁要因土質、滲水、工期、工地等條件因地制宜選擇孔壁支護類型。一般選用現澆砼支護型式。護壁砼一般不能做為樁身的一部分，若砼護壁作為樁身的一部分時，只能用于樁身截面不出現拉應力的樁，砼標號不低于樁身標號。

（3）孔內遇水滲入應及時支撐孔壁，防止水在孔壁浸流造成塌孔。同時應挖集水坑排水或用輕型井點降水。如果地下水涌水量不大，塌落不嚴重，可用擋土板支撐，同時用25mm圓鋼加固或鋼板套筒突擊成孔澆筑砼護壁。如果地下水涌水量大，砼護壁成為懸空狀態，失去支撐，進而產生斷裂、脫落，此時宜采取以下措施：

①頂層護壁用直徑20mm圓鋼加設2－4個吊耳，用鋼絲繩固定在地面木樁上。

②加密護壁豎向鋼筋，并讓鋼筋伸出20cm以上，與下一節護壁的豎向筋及箍筋連成整體，然后再澆筑成型。

③在已成型的護壁上，鉆孔至砂土薄壁層，以充填，滲透和擠密的形式把灌漿材料充填到土體的孔隙中，以固結護壁土體，保護壁周泥砂不塌落，從而增強樁周摩擦力。

4.封底砼澆筑

（1）澆筑前，應檢查孔底高程和孔徑是否達到設計要求，并把孔底渣土清理干凈，同時把積水盡可能排干并探明地質情況。

（2）為了減少地下水的積聚，任何一根挖孔樁封底時都要把鄰近孔位的積水同時抽出，以減少鄰孔的積水對工作孔的影響。

（3）孔深超過6.0m時，還要注意防止砼離析，一般把攪拌好的砼裝在容量為1－2 m3左右堅固的帆布袋內，并用繩子打成活扣，送到孔底時拉開活扣，連續作業能迅速封好孔底，堵住孔底大部分甚至全部的地下水。

（4）如果地下水很多，而且挖孔較深，用以上幾種辦法封底都會造成砼用量太大，可在清理完孔底渣土后，讓水位繼續上升，或向井內送水，等到孔中水位與孔外地下水位等高時，用導管伸入孔底，向導管內輸送早強砼，砼量超過原注水水面高度時，再慢慢拔除導管。由于水壓力的作用，封底砼基本密實，砼終凝后再抽水，水抽干后將表面砼松散部分清除，再繼續下一道工序。

5.鋼筋骨架的制作與安裝

根據施工條件，鋼筋骨架一般可在孔外制作完畢，用吊車吊入孔內安裝，也可在孔內綁扎安裝。為使鋼筋骨架正確牢固定位，除主筋上設置吊環和砼墊塊外，也可在孔壁上打入鋼釬，用鉛絲與主筋綁扎，使其牢固定位。

2.6灌注砼

在完成封底砼和鋼筋骨架制作安裝后，孔壁滲入的地下水上升速度較小時，一般采用導管澆筑砼的方法，但應注意以下事項：

（1）砼坍落度。當孔內無鋼筋骨架時宜小于6.5cm；當孔內設置鋼筋骨架時宜為7—9cm。如用導管灌注砼，可在導管中自由墜落，導管應對準孔中心。

（2）灌注樁的砼要隨澆隨振，保證砼振搗密實。

（3）孔內砼要一次澆筑完畢，避免出現施工縫。

（4）砼灌注至樁頂后，應將離析的混合物及水泥漿等清除干凈。

三、安全施工措施

盡管人工挖孔灌注樁有很多優點，但挖孔樁井下作業條件差，環境惡劣，勞動強度大，施工安全就顯的尤為重要。具體地講，安全工作應注意以下幾個方面：

（1）孔下作業不得超過2人，作業時應戴安全帽、穿雨衣、雨褲及長筒靴。孔下作業人員和孔上人員要有聯絡信號。地面孔周圍不得擺放鐵錘等易墜落物品，每工作2小時，進行人員交換。

（2）井下人員應注意觀察孔壁變化情況，如發現塌落或孔壁裂紋現象，應及時采取支撐措施。如有險情，及時發出信號，并盡快采取有效措施。

（3）地面人員應注意孔下發出的聯絡信號，反應要靈敏快捷；經常檢查支架，滑輪繩索是否牢固；下吊時要扶牢，提上來的土要倒干凈，卸在孔口3.0m以外。

（4）施工中抽水、照明、通風等電器設備應一機一閘一漏電保護器，供電線路要用三蕊電纜，電線要架空。并時刻電線及漏電保護器完好。

（5）從孔中抽水時排水口應距孔口5.0以上，并保證施工現場排水暢通。

（6）當天挖孔，當天澆筑護壁，若坍塌嚴重時應邊挖邊支護。人離開現場要把孔口蓋好。設置明顯警戒標志。

（7）由于土層中可能有腐殖物質或腐殖物質產生的氣體擴散，因此要預防孔內有害氣體。下孔前10分鐘把孔蓋打開，如有異常氣味，應及時報告有關部門，排除后方可作業。

（8）挖孔6—8m深，每4個小時至少向孔內通風一次；超過10米，每2個小時至少通風1次，如果感到呼吸不暢，要及時通風。

四、結語

人工挖孔樁不僅在良好的地質條件可以廣泛應用，而且隨著施工技術的改進，在有地下水、流砂層和淤泥質土質中也得到了發展和應用。客觀地說，人工挖孔樁在良好地質條件的地基中運用時更能發揮其優越性。在做樁基施工時，一定要重視地質勘探資料，在地質狀況不良的情況下，宜采用其它樁基型式進行施工。

【參考文獻】:

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關鍵詞地下水 修復技術 應用

中圖分類號：P641.13 文獻標識碼：A

一、國內地下水環境質量現狀

1.1地下水資源分布和開發利用狀況

我國地下水資源地域分布不均。據調查，全國地下水資源量多年平均為8218億立方米，其中，北方地區（占全國總面積的64%）地下水資源量2458億立方米，約占全國地下水資源量的30%；南方地區（占全國總面積的36%）地下水資源量5760億立方米，約占全國地下水資源量的70%。總體上，全國地下水資源量由東南向西北逐漸降低。

近幾十年來，隨著我國經濟社會的快速發展，地下水資源開發利用量呈迅速增長態勢，由20世紀70年代的570億立方米/年，增長到80年代的750億立方米/年，到2009年地下水開采總量已達1098億立方米，占全國總供水量的 18%，三十年間增長了近一倍。北方地區65%的生活用水、50%的工業用水和33%的農業灌溉用水來自地下水。全國655個城市中，400多個以地下水為飲用水源，約占城市總數的61%。地下水資源的長期過量開采，導致全國部分區域地下水水位持續下降。2009年共監測全國地下水降落漏斗240個，其中淺層地下水降落漏斗115個，深層地下水降落漏斗125個。華北平原東部深層承壓地下水水位降落漏斗面積達7萬多平方公里，部分城市地下水水位累計下降達30-50米，局部地區累計水位下降超過100米。部分地區地下水超采嚴重，進一步加大了水資源安全保障的壓力。

1.2地下水質量分類與監測

（1）地下水質量分類

《地下水質量標準---GB/T14848-93》依據我國地下水水質現狀、人體健康基準值及地下水質量保護目標，并參照了生活飲用水、工業、農業用水水質最高要求，將地下水質量劃分為五類。

Ⅰ類 主要反映地下水化學組分的天然低背景含量。適用于各種用途。

Ⅱ類 主要反映地下水化學組分的天然背景含量。適用于各種用途。

Ⅲ類 以人體健康基準值為依據。主要適用于集中式生活飲用水水源及工、農業用水。

Ⅳ類 以農業和工業用水要求為依據。除適用于農業和部分工業用水外，適當處理后可作生活飲用水。

Ⅴ類 不宜飲用，其他用水可根據使用目的選用。

（2）地下水水質監測

各地區應對地下水水質進行定期檢測。檢驗方法，按國家標準GB 5750《生活飲用水標準檢驗方法》執行。

各地地下水監測部門，應在不同質量類別的地下水域設立監測點進行水質監測，監測頻率不得少于每年二次(豐、枯水期)。

監測項目為：pH、氨氮、硝酸鹽、亞硝酸鹽、揮發性酚類、氰化物、砷、汞、鉻(六價)、總硬度、鉛、氟、鎘、鐵、錳、溶解性總固體、高錳酸鹽指數、硫酸鹽、氯化物、大腸菌群，以及反映本地區主要水質問題的其它項目。

1.3地下水環境質量狀況

根據 2000-2002年國土資源部“新一輪全國地下水資源評價”成果，全國地下水環境質量“南方優于北方，山區優于平原，深層優于淺層”。按照《地下水質量標準》（GB/T 14848-93）進行評價，全國地下水資源符合Ⅰ類－Ⅲ類水質標準的占63%，符合Ⅳ類－Ⅴ類水質標準的占37%。南方大部分地區水質較好，符合Ⅰ類－Ⅲ類水質標準的面積占地下水分布面積的 90%以上，但部分平原地區的淺層地下水污染嚴重，水質較差。北方地區的丘陵山區及山前平原地區水質較好，中部平原區水質較差，濱海地區水質最差。根據對京津冀、長江三角洲、珠江三角洲、淮河流域平原區等地區地下水有機污染調查，主要城市及近郊地區地下水中普遍檢測出有毒微量有機污染指標。2009年，經對北京、遼寧、吉林、上海、江蘇、海南、寧夏和廣東等8個省（區、市）641 眼井的水質分析，水質Ⅰ類－Ⅱ類的占總數 2.3%，水質Ⅲ類的占23.9%，水質Ⅳ類－Ⅴ類的占73.8%，主要污染指標是總硬度、氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮、鐵和錳等。2009年，全國202個城市的地下水水質以良好－較差為主，深層地下水質量普遍優于淺層地下水，開采程度低的地區優于開采程度高的地區。根據《全國城市飲用水安全保障規劃（2006－2020年）》數據，全國近20%的城市集中式地下水水源水質劣于Ⅲ類。部分城市飲用水水源水質超標因子除常規化學指標外，甚至出現了致癌、致畸、致突變污染指標。

1.4地下水環境質量變化趨勢

據近十幾年地下水水質變化情況的不完全統計分析，初步判斷我國地下水污染的趨勢為：由點狀、條帶狀向面上擴散，由淺層向深層滲透，由城市向周邊蔓延。南方地區地下水環境質量變化趨勢以保持相對穩定為主，地下水污染主要發生在城市及其周邊地區。北方地區地下水環境質量變化趨勢以下降為主，其中，華北地區地下水環境質量進一步惡化；西北地區地下水環境質量總體保持穩定，局部有所惡化，特別是大中城市及其周邊地區、農業開發區地下水污染不斷加重；東北地區地下水環境質量以下降為主，大中城市及其周邊和農業開發區污染有所加重，地下水污染從城市向周圍蔓延。

二、地下水污染防治法規及規劃

2.1國內外地下水保護法規

（1）國內地下水保護法規

目前, 我國并沒有地下水保護的專門法律，有關地下水資源保護的相關法律制度主要在《中華人民共和國水污染防治法》、《水污染防治法實施細則》、《中華人民共和國水法》等中有著不同程度的規定。《取水許可和水資源費征收管理條例》規定了對地下水開采實施總量控制同時通過水資源費征收機制控制地下水的開采；《飲用水水源保護區污染防治管理規定》專章規定了生活飲用水地下水源保護區的劃分和防護。此外, 一些關于保護地下水的地方性立法, 如《河北省取水許可制度管理辦法》、《北京市城市自來水廠地下水源保護管理辦法》、《關于在蘇錫常地區限期禁止開采地下水的決定》等。

（2）國外地下水保護法規

英國地下水資源保護的主要法律法規, 如下：

2.2我國地下水污染防治規劃

(1)規劃目標

到2015年，基本掌握地下水污染狀況，全面啟動地下水污染修復試點，逐步整治影響地下水環境安全的土壤，初步控制地下水污染源，全面建立地下水環境監管體系，城鎮集中式地下水飲用水水源水質狀況有所改善，初步遏制地下水水質惡化趨勢。

到2020年，全面監控典型地下水污染源，有效控制影響地下水環境安全的土壤，科學開展地下水修復工作，重要地下水飲用水水源水質安全得到基本保障，地下水環境監管能力全面提升，重點地區地下水水質明顯改善，地下水污染風險得到有效防范，建成地下水污染防治體系。

（2）主要任務

開展地下水污染狀況調查

保障地下水飲用水水源環境安全

嚴格控制影響地下水的城鎮污染

強化重點工業地下水污染防治

分類控制農業面源對地下水污染

加強土壤對地下水污染的防控

有計劃開展地下水污染修復

建立健全地下水環境監管體系

三、地下水修復技術

根據其主要工作原理地下水修復技術可大致歸并為4類，即物理技術、化學技術、生物技術和復合技術。物理技術包括水動力控制法、流線控制法、屏蔽法、被動收集法等；化學技術包括有機粘土法和電化學動力修復技術；生物修復的方法有包氣帶生物曝氣、循環生物修復、生物注射法、地下水曝氣修復、抽提地下水系統和回注系統相結合法、生物反應器法等；復合法修復技術兼有以上2種或多種技術屬性，例如抽出處理法同時使用了物理修復技術、化學修復技術和生物修復技術，綜合各種技術優點，在修復地下水時更加有效。

3.1物理修復法

物理法修復技術是以物理規律起主導作用的技術，主要包括以下幾種方法：水動力控制法、流線控制法、屏蔽法、被動收集法、水力破裂處理法等。其中屏蔽法、被動收集法多數應用在地下水污染物治理初期，作為一種臨時控制方法。

水動力控制法

其原理是建立井群控制系統，通過人工抽取地下水或向含水層內注水的方式，改變地下水原來的水力梯度，進而將受污染的地下水體與未受污染的清潔水體隔開。井群的布置可以根據當地的具體水文地質條件確定。因此，又可分為上游分水嶺法和下游分水嶺法。上游分水嶺法是在受污染水體的上游布置一排注水井，通過注水井向含水層注入清水，使得在該注水井處形成一個地下分水嶺，從而阻止上游清潔水體向下補給已被污染水體；同時，在下游布置一排抽水井將受污染水體抽出處理。下游分水嶺法則是在受污染水體下游布置一排注水井注水，在下游形成一個分水嶺以阻止污染羽向下游擴散，同時在上游布置一排抽水井，將初期抽出的清潔水送到下游注入，最后將抽出的污染水體進行處理。

流線控制法

流線控制法沒有一個抽水廊道、一個抽油廊道（沒在污染范圍的中心位置）、兩個注水廊道分布在抽油廊道兩側。首先從土面的抽水廊道中抽取地下水，然后把抽出的地下水注入相鄰的注水廊道內，以確保最大限度地保持水力梯度。同時在抽油廊道中抽取污染物質，但要注意抽油速度不能高，要略大于抽水速度。

屏蔽法

屏蔽法是在地下建立各種物理屏障，將受污染水體圈閉起來，以防止污染物進一步擴散蔓延。常用的灰漿帷幕法是用壓力向地下灌注灰漿，在受污染水體周圍形成一道帷幕，從而將受污染水體圈閉起來。

被動收集法

被動收集法是在地下水流的下游挖一條足夠深的溝道，在溝內布置收集系統，將水面漂浮的污染物質如油類污染物等收集起來，或將所有受污染的地下水收集起來以便處理的一種方法。

3.2化學法修復技術

有機粘土法

這是一種新發展起來的處理污染地下水的化學方法，有機粘土可以擴大土壤和含水層的吸附容量，從而加強原位生物降解，因此可以利用有機粘土有效去除有毒化合物。利用土壤和蓄水層物質中含有的粘土，注入季銨鹽陽離子表面活性劑，使其形成有機粘土礦物，用來截住和固定有機污染物，防止地下水進一步污染，并配合生物降解等手段，永久地消除地下水污染。

電化學動力修復技術

電化學動力修復技術是利用土壤、地下水和污染電動力學性質對環境進行修復的新技術，它的基本原理是將電極插入受污染的地下水及土壤區域，通直流電后，在此區域形成電場。在電場的作用下水中的離子和顆粒物質沿電力場方向定向移動，遷移至設定的處理區進行集中處理；同時在電極表面發生電解反應，陽極電解產生氫氣和氫氧根離子，陰極電解產生氫離子和氧氣。近年來電化學動力修復技術開始用以去除地下水中的有機污染物，這種方法用于去除吸附性較強的有機物效果也比較好。電化學動力修復技術非常適合作為一項現場修復技術，安裝和操作容易，既可用于飽和土壤水層，也可用于含氣層土壤，不受深度限制，不破壞現場生態環境。

加藥法

通過井群系統向受污染水體灌注化學藥劑，如灌注中和劑以中和酸性或堿性滲濾液，添加氧化劑降解有機物或使無機化合物形成沉淀等。

滲透性處理床

滲透性處理床主要適用于較薄、較淺含水層，一般用于填埋滲濾液的無害化處理。具體做法是在污染羽流的下游挖一條溝，該溝挖至含水層底部基巖層或不透水粘土層，然后在溝內填充能與污染物反應的透水性介質，受污染地下水流入溝內后與該介質發生反應，生成無害化產物或沉淀物而被去除。常用的填充介質有：a.灰巖，用以中和酸性地下水或去除重金屬；b.活性炭，用以去除非極性污染物和CCl4、苯等；c.沸石和合成離子交換樹脂，用以去除溶解態重金屬等。

沖洗法

對于有機烴類污染，可用空氣沖洗，即將空氣注入到受污染區域底部，空氣在上升過程中，污染物中的揮發性組分會隨空氣一起溢出，再用集氣系統將氣體進行收集處理；也可采用蒸汽沖洗，蒸汽不僅可以使揮發性組分溢出，還可以使有機物熱解；另外，用酒精沖洗亦可。在理論上，只要整個受污染區域都被沖洗過，則所有的烴類污染物都會被去除。

3.3生物法修復技術

生物修復是指利用天然存在的或特別培養的生物（植物、微生物和原生動物）在可調控環境條件下將有毒污染物轉化為無毒物質的處理技術。微生物修復利用土著的、引入的微生物及其代謝過程，或其產物進行的消除或富集有毒物的生物學過程。

生物修復的方法有包氣帶生物曝氣、循環生物修復、空氣注射法、地下水曝氣修復、抽提地下水系統和回注系統相結合法、生物反應器法等。由于深埋于地下，地下水生物修復技術的實施一般應結合污染的具體情況，采取不同的方法。

循環生物修復

對于受污染的地下水，可以向地下水層鉆井注入空氣，提供氧氣，同時利用回收井，抽取地下水，進行循環，通過滲透，提供微生物需要的各種營養。從水井抽提地下水，還可以控制污染帶的遷移。

地下水曝氣修復

對于飽和帶或者地下水，將壓縮氣體注入地下水飽和區，由于密度差等原因，空氣會穿透地下水飽和區上升到非飽和區中，在上升過程中可使揮發性污染物進入壓縮空氣并被壓縮空氣帶到非飽和區排出。

空氣注射法

它主要是將加壓后的空氣注射到污染地下水的下部，氣流加速地下水和土壤中有機物的揮發和降解，這種方法主要是抽提、通氣并用，并通過增加及延長停留時問促進生物降解，提高修復效率。

植物修復技術

植物修復技術是利用天然植物生長代謝原理吸收和降解水或土壤中的污染物，因其具有成本低、不破壞地質結構、適于大范圍修復等優點，廣泛用于土壤及地下水中的有機物、重金屬、微量元素的降解。由于特定的超累積植物生長速度慢，受到氣候、土壤等環境條件限制，很難得到廣泛應用、目前大量研究集中在基因轉移技術與植物修復的結合與應用以及植物修復的影響因素和植物修復的機理上。影響植物修復的因素主要有環境因素、污染物濃度、性質和根系分布等。

3.4復合法修復技術

復合法修復技術是兼有以上兩種或多種技術屬性的污染處理技術，其關鍵技術同時使用了物理法、化學法和生物法中的兩種或全部。

（1）抽出處理修復技術

在處理抽出水時同時使用了物理法、化學法和生物法，是最常規的污染地下水治理方法。該方法根據多數有機物由于密度小而浮于地下水面附近，參照地下水被污染的大致范圍，通過抽取含水層中地下水面附近的地下水，把水中的有機污染物質帶回地表，然后用地表污水處理技術處理抽取出的被污染的地下水，為了防止由于大量抽取地下水而導致地面沉降，或海（成）水入侵，還要把處理后的水注入地下水中，同時可以加速地下水的循環流動，從而縮短地下水的修復時間。

（2）滲透性反應屏修復技術

PRB（permeable reactive wall technology，可滲透反應墻技術）是近年來迅速發展的一種地下水污染的原位修復技術，它正在逐步取代運行成本高昂的抽出-處理(P/T)技術，成為地下水修復技術發展的新方向。目前在歐美已進行了大量的工程及試驗研究，已開始商業化應用，并逐步取代運行成本高昂的抽出處理技術，成為目前地下水修復技術最重要的發展方向之一。

從廣義上來講，PRB是一種在原位對污染的羽狀體進行攔截、阻斷和補救的污染處理技術。它將特定反應介質安裝在地面以下，通過生物或非生物作用將其中的污染物轉化為環境可接受的形式，但不破壞地下水流動性和改變地下水的水文地質?？蓾B透反應墻如圖1所示。

圖1 可滲透反應墻示意圖

PRB主要由透水的反應介質組成。通常置于地下水污染羽狀體的下游。與地下水流相垂直。污染物去除機理包括生物和非生物兩種．污染地下水在自身水力梯度作用下通過PRB時，產生沉淀、吸附、氧化還原和生物降解反應，使水中污染物能夠得以去除，在PRB下游流出處理后的凈化水。它要求捕捉污染羽狀體的污染物的“走向”，即把可滲透反應墻安裝在含有此污染物羽狀體地下水走向的下游地帶含水層，從而使污染物順利進入可滲透反應墻裝置與反應材料進行有效接觸，使其污染物能轉化為環境可接受的另一種形式，實現使污染物濃度達到環境標準的目標。此法可去除地下水溶解的有機物、金屬、放射性物質及其他的污染物質。

（2）注氣-土壤氣相抽提(AS-SVE)技術

注氣-土壤氣相抽提技術室空氣擾動技術及土壤氣相抽提技術的結合，空氣擾動技術（或稱空氣注入技術，air sparging，AS），其作用介質是飽和區土壤，通過將空氣或氧氣注入到受污染的含水層中，被注入的空氣在土體縫隙中發生水平或垂直移動，使污染物與土壤發生剝離反應，從而通過揮發作用清除掉土壤中的揮發性和半揮發性有機物。注入的空氣會將污染物擴散到非飽和區，因此常結合土壤氣相抽提技術（soil vapor extraction，SVE）去除包氣帶中的氣相污染物。土壤氣相抽提技術是通過特制的抽提井，利用抽真空產生的動力迫使土壤氣體發生流動，從而將土壤中的揮發性和半揮發性有機物驅出，達到清除土壤氣體中的揮發性有機物的目的。對于以揮發性有機物為主要污染物的場地，SVE是應用最為廣泛的工程修復技術，可進行原位或異位處理。

目前, 發達國家已經將其與相關的修復技術結合起來, 形成了互補的增強技術。國內研究起步較晚, 實驗室土柱通風實驗的研究目前已做了不少工作, 但對場址調查、現場試驗性測試、中試研究工作做的不夠。

（3）各復合修復法的優缺點

四、地下水修復工程典型案例

4.1國外地下水修復工程實例

（1） Regenesis公司工程實例

加利福尼亞洲的一個名為Regenesis的基礎公司研制出一系列從地下水中快速降解和分離污染物的產品，其降解速度遠大于固有衰減。其中最有名的產品是氧釋放化合物（ORC）和氫釋放化合物（HRC），它們能有效地促進燃料、溶劑和許多其它類型地下水污染物的固有衰減。在世界范圍內已有9000多個項目正在使用這兩種產品。

Regenesis公司產品的優勢在于，通過使用工業標準鉆機和設備可進行場地修復。可通過使用不同的技術進行場地修復，如直接推進注入和鉆孔回填。其它方法包括坑道和過濾保護套應用，最普遍的使用方法是直接注入。這種應用過程包括用中空鉆桿把液態ORC和HRC化合物直接泵入處理區。該方法簡單、快捷、有應用價值并可在多個位置使用。使用直接注入法可把ORC和HRC化合物應用于更難達到的位置，包括一些裂隙基巖或鄰近大型建筑物的地下污染區。在這些位置常需要特殊的設備，如定向鉆進鉆機和在有效位置使用雙層封隔器。實際上，在水平/定向鉆進應用中也可把ORC化合物用作鉆探泥漿。

在美國華盛頓第四平原服務站，由于其地下石油儲蓄罐泄漏而產生了大量BTEX化學物質，包括易揮發的單芳香碳氫化合物、甲苯、苯乙烷和二甲苯，通常在汽油和其它石油產品中可發現這些化學物質。地下含水層主要由沙子和礫石組成，這表明在這些污染物中進行的自然生物降解速度會很慢，通過提供額外的氧可加速自然生物降解過程。最高管理者決定使用ORC化合物來增強生物降解速度，因為ORC化合物在6個月內預期的降解了含水層中超過50％的污染物。在此修復過程中通過15個土壤鉆孔用ORC化合物對污染羽進行降解。每個鉆孔被回填60磅的ORC漿液，150天后整個BTEX污染羽被降解58％。使用ORC化合物的成本為4萬美元，而使用常規的泵抽－處理系統需要約25萬美元。

在美國加利福尼亞洲Hollister的一個軍工廠，其地下含水層受到多種化合物的污染。其中主要污染物為高氯酸鹽－火箭推進劑的主要成分，從健康角度來看它能損壞甲狀腺功能；六價鉻(鉻－6)，它是一種人們公認的致癌物；冷卻劑1,1,2—三氯—1,2,2—三氯甲烷，它是一種能損耗大氣臭氧層的環境污染物。其含水層主要由粉砂組成，地下水以每天約0.07英尺的速度向西北方向流動。在探索研究中通過25個注入點把600磅的HRC化合物注入污染區。取樣網覆蓋面積約為1200平方英尺。對其監測79天后發現高氯化物濃度被減弱88％，而六價鉻幾乎被完全降解。

一個由俄勒岡州環境質檢部門管理的清潔區，其地下水中PCE濃度達到10萬微克/每升，這表明在該地區存在DNAPLs殘留物，在該位置通過5個定向注入點把700磅的HRC－X注入地面，通過水井JEMW－4來監測HRC－X化合物的影響效果，結果清楚地表明HRC－X化合物促進了PCE的降解速度和原位吸附。使用HRC－X化合物處理DNPALs殘留物的總費用為2萬美元，通過使用直接注入技術把HRC－X化合物注入含水層。無需昂貴的現場設備、相關工作和維修與保養費用。目前,在英國和一些歐洲國家已有很多項目正在使用Regenesis公司的產品，它能有效地促進或加速自然衰減過程。當使用正確時能有效地加速降解速度。

（2）Orica公司澳大利亞 Botany地下水處理項目

Orica公司采用抽出處理修復技術建立地下水污水處理廠對地下水進行處理，利用空氣吹脫法去除氯代烴類，并用熱氧化技術處理尾氣；吹脫后的污水采用常規污水處理法進行處理，部分出水采用反滲透技術對出水進行回用。該項目建設期兩年，總花費1.67億美元，每天處理水量為6000m3。該項目于2007年正式運營，其基本流程見下圖：

該處理工藝的核心——地下水污水處理廠平面布置圖如下圖所示：

其工藝流程圖如下：

4.2國內地下水修復工程實例

（1）?；瘡S地塊污染場地土壤及地下水修復工程項目

項目建設地點位于常州市天寧區南部中吳大道以南，和平中路以東，大通河以北，龍游河以西，投資總額1億元人民幣，項目總占地面積100公頃，其中需要修復的兩個區域是原?；瘡S廠區和原實驗工廠廠區，共需修復土壤面積24600平方米，污染土壤總量13.7萬噸，需修復地下水面積71300平方米，共需抽取污染地下水總量為62萬立方米。

該項目2009年至2010年上半年開始實地調研，對土地進行分區布點，提取土壤和地下水樣本，摸清土地污染程度和范圍。在完成科學實驗后，制定出相應的治理方案。2010年9月正式啟動常化廠污染場地土壤及地下水修復工程，工程實施過程中首先掘地2-6米，把污染區約33萬噸的土壤全部移走后，重新以優質的新土填充。其次，抽出60萬立方地下水，進行深度處理后，再回灌地下，確保不影響地質結構，2012年底修復工程結束。

（2）廣華新城地下水污染治理工程項目

2012年8月6日，五建承建的國家首例地下水污染治理工程——中央國家機關公務員住宅建設服務中心廣華新城地下水污染治理工程項目開工。此次地下水污染治理項目是我國嘗試性大面積地下水污染治理的先河，工程施工工期為730天，目前尚未完工。

五、地下水與地表水的聯合運用

5.1水資源的聯合運用

為促進一個流域、地區或灌區的水資源供需平衡，對地表水和地下水進行合理的統一開發利用和管理。在農田灌溉中，聯合運用的主要形式是井渠結合。有些地區興建了大規模的引水、調水工程，與原有的井灌區聯成一個系統；而在一些大型自流灌區，由于地表水資源不足，又在灌區進行機井建設。美國加利福尼亞州的中央河谷、巴基斯坦的印度河平原、印度的恒河平原和中國的黃淮海平原，都是大面積地表水和地下水聯合運用的地區。

水資源聯合運用的優點

①調蓄地表徑流。利用含水層的蓄水功能，蓄存豐水時期的多余地表水量，供枯水時期使用。

②改善地下水質。調蓄地表徑流水量，對含鹽量較高的地下水可以起到稀釋作用。巴基斯坦和以色列的一些灌區，曾采用這樣的方法減少地下水的含鹽量。中國黃淮海平原的黑龍港地區，對淺層礦化地下水也進行過"抽咸換淡"。在荷蘭，還把夏天溫度較高的水回灌地下，到冬天抽出灌溉對水溫要求較高的溫室花卉和蔬菜。

③調控地下水位。大型水庫和灌區的興建，增加了對地下水的補給,引起地下水位升高,導致灌溉土地漬澇和次生鹽堿化。在這些地區，開采利用地下水可降低地下水位，配合地面排水，進行旱、澇、鹽堿綜合治理；但地下水超量開采會引起地下水位下降，使水井建設費用和抽水費用增加。長期超采會形成大面積地下水位降落漏斗，招致地面沉陷和濱海地區海水入侵等危害。在這種情況下可引進地表水，以減少地下水開采量，并對地下水進行回灌，以調控地下水位。

5.2水污染物總量聯合控制

流域水污染物總量控制作為水資源保護管理的重要途徑，正逐漸受到廣泛重視。地表水與地下水作為水資源系統的重要組成部分，兩者之間相互轉化，密切聯系，即要實現地表水與地下水污染防治的密切結合，做到統籌規劃，統一評價，整體保護。開展地表水與地下水污染物總量聯合控制應用研究，對從整體上保護流域水資源和水環境具有重要意義。

廣東省環境科學研究院以鄭州市為研究對象，從地表水與地下水聯合水功能區劃分、環境容量核算、污染物總量聯合控制、水污染防治對策與措施4個方面入手，把地表水系統與地下水系統聯合起來開展水污染物總量控制研究。研究認為：地表水與地下水作為水資源系統的重要組成部分，兩者之間相互轉化，密切聯系，需要統一管理和保護，為保障鄭州市水污染物總量控制目標的實現，須采取工程與非工程措施進行有效控制。

參考文獻

[1] 全國地下水污染防治規劃（2011-2020年）

[2] 中國地質調查局.中國地下水資源與環境調查報告.2005

[3] 范宏喜.我國地下水資源與環境現狀綜述.水文地質工程地質.2009,(2):I~III

[4] 楊梅，費宇紅.地下水污染修復技術的研究綜述.勘察科技技術.2008,(4):12~16

篇6

【關鍵詞】井渠結合灌溉；節水農業

新疆深居亞歐大陸腹地，遠離海洋，深居內陸，深居地球上據海洋最遠的一塊土地。四周有高山阻隔，海洋濕氣不易進入，形成明顯的溫帶大陸性氣候。氣溫變化大，日照時間長（年日照時間達2500-3500h），降水少，空氣干燥。降水稀少且時空分布不均，植被稀疏，生物生長量低下。境內有40%的土地是不毛之地，42%有荒漠植被覆蓋的土地上，但覆蓋率也很低，北疆地區為5%-10%南疆地區僅為5%左右。新疆由于特殊的地理條件，干旱少雨，而木壘縣更是受自然條件的限制，屬于典型的貧水縣。水利一直是本地經濟，社會發展的生命線。特別是長期手干旱的困擾，加快發展井渠結合灌溉，將為開源節流，保證農業灌溉開辟一條新的途徑。

一、 發展井渠結合灌溉的必要性

木壘縣地下水提取量逐年減少，縣委也做出明確指示，近幾年不準開采一眼新井，對水資源實行全縣流域統一管理，統一調度后，龍王廟水庫水按定額進行分配后，照壁山灌區僅占7?4%，而全鄉每年的需水量一般在600萬m?。照壁山灌區主產小麥、玉米，每年少則需澆灌5次水，而處于城關區主要作物是蔬菜，每年需澆灌7輪水，用水量特別緊張。雖然陸續開始為節水做出不懈努力，建設了北閘萬畝噴灌，咬牙溝微灌，但是也隨著灌區面積不斷擴大，新增了7600畝的奇木公路林帶和6000畝的咬牙溝微灌，按供水量無法滿足灌區農業灌溉要求，更談不上農作物的適時灌溉。

由于照壁山灌區水資源來源于龍王廟水庫水，一座中型水庫，庫容不過1000萬m?，山里來水大，水庫容不下，為了水庫的安全，不分時間還得盡快泄水，不能合理供給，澇的時候澇，旱的時候極其干旱，造成水資源的很大浪費。因此合理利用地下水，發展井渠結合灌溉能解決水量問題是很必要的。

二、 發展井渠結合灌溉的優勢

（1）井渠結合灌溉具有開源與節流的雙重作用

通過井水除可以利用灌區降水和側向徑流對地下水的天然補給外，更重要的是將渠道滲漏和田間灌溉入滲補給的地下水，作為灌區新的水源，減少自流河或干渠的引水量，達到潔身地表水資源的目的。

（2）以地下含水層作為地下水庫，對入滲的地表水進行調蓄，供河流來水的季節或作物需水高峰時期灌溉之用。在灌區規模較大的情況下，各干渠的水量輸送和調配在時間上有很大差異，且局部地區種植作物不同需水在是數量和時間上的要求也不相同，利用水井提取地下水可靈活地適應作物的灌溉要求，克服灌溉統一取水在時間上不夠及時的缺點，達到高產穩定的目的。如城關村種植的事蔬菜，與小麥等作物需水周期不一，故配合井水灌溉避免了蔬菜需水時而灌溉不能及時配水的缺點。

（1） 實行井渠結合灌溉可以顯著提高灌溉水有效利用率

在不考慮生態用水要求，單純從重復利用灌溉損失水量的角度分析時，可以看到井渠結合對提高水的利用率是有非常顯著的作用。

例如：某灌區有總干渠、干渠、分干渠、支渠、斗渠、農渠和毛渠7級渠道，有效利用率分別是0.93，0.786，0.827，0.824，0.824，0.850，0.861，若田間水有效利用系數取0.85，則現狀條件下灌溉水的有效利用系數為0.255.若各級渠道均采用防滲措施，有效系數分別達到0.95，田間水有效利用系數仍取0.85，則灌溉水有效利用系數為0.593，系數防滲可提高水的利用系數0.338=0.593-0.255；若灌溉水損失量的80%滲入地下水補給地下水，則補給地下水的水量達到此地區總引水量的59.6%，扣除10%的淋鹽需水量，則可開采的地下水仍有灌區總引水量的49.6%，由于這部分占總引水量49.6%的水得到重復使用，因而在實際井渠結合灌溉的地區，灌溉水的有效利用系數將大大提高。以上述情況計算，灌溉水有效利用系數可達到0.75（渠灌灌溉水有效利用系數0.255加上地下水和利用量的比率0.496），較屈膝全部防滲達到的灌溉水利用系數0.593還要高出0.157，以上分析說明井渠結合對提高水的利用率是具有重要作用。

4、井渠灌溉的優缺點

渠灌優點：水量大，澆地快，有利于農業生產搶季節；水質肥，促壯苗，灌溉成本低，夏季用水水溫高，有利于作物生長。

灌溉缺點：灌溉時一片而過，不易作物區別對待。

井渠優點：機動靈活，及時方便，能滿足不同地塊，不同作物及其不同生長期。

井灌缺點：井水出水小，不易于離井太遠的地塊灌溉，造成水量損失大。

井渠結合灌溉優點：課彌補不同作物的用水需求，在河水充足的情況下，不用開井灌溉；在河水不足情況下，可河水并井水一起灌溉或者直接用井水灌溉，以彌補河水的不足。

井渠結合灌溉缺點：工程建設投資大。

三、 對發展井渠結合灌溉的幾點建議

1、 科學規劃，合理布置

發展井渠結合灌溉，要站在灌區水資源可持續利用的戰略高度，把井渠建設放在灌區續建配套改造的同等重要位置進行科學規劃，合理配置，配套實施。要對地下水儲量，水質，用水覆蓋面，水量與水位控制關系，井渠雙灌的交互利用程度，投入產出等進行科學分析，嚴密論證，為井渠雙灌能夠長期、穩定地發揮良好效益提供可靠依據。

2、 政府部門要發揮主導作用，提供政策支持與保證

制定優惠政策，鼓勵支持社會各方面力量搞井灌建設，協調社會關系。如：電力，水利，農業部門關系，個人與集體關系等。

3、 建立價格競爭機制，逐步完善水市場

制定出一套規范，實用的地下水資源供、用水標準，不同灌溉方式的用水定額，包括：畦灌、噴灌、滴灌的用水定額和不同作物的灌溉定額。

4、 不能“重渠輕井”或“廢渠靠井”

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1地下水資源的概念和地下水含水層的特點

1.1地下水資源的概念

地下水資源包括地下水的儲存量和補給量兩部分。不參與現代水循環、不可再生和恢復的儲存量稱為儲存資源；參與現代水循環、可再生和恢復的補給量稱為補給資源。

儲存資源是地質歷史時期累積形成的地下水資源量，是含水系統中不可再生和恢復、因而不能持續利用的水量。取用含水系統的儲存資源，將導致這部分資源的永久耗失。有些地區具有大厚度的含水層，地下水位變動帶以下的地下水靜儲量非常巨大。因此，20世紀60年代有人提出黃淮海平原地下存在著一個地下海,90年代初在塔里木盆地和河西走廊也有人提出發現了地下海，認為可以利用的地下水資源非常豐富。然而，地下水儲存量雖然是一種寶貴的地下水資源，但它和礦產資源一樣，一旦消耗，難以恢復，因而是不可持續利用的。只有在利用過程中可以不斷恢復和補償的地下水補給量才是可持續利用的地下水資源。

補給資源是指一個含水系統在單位時間里、可以持續獲得補充的水質、水溫合乎一定標準的水量。原則上在一個含水系統中提取的地下水量不超過其補給資源時，水源便有持續供應的保證。地下水的補給量包括天然補給（山前側向補給和垂向補給）和轉化補給（地表水體補給、地表水灌溉渠系和田間灌溉水補給，含水層之間的越流補給,以及地下水灌溉回歸補給等，但地下水灌溉回歸轉化補給只作為地下水的補給量，一般不能算作地下水資源）。由于地下水補給的一部分將消耗于不可避免的潛水蒸發、天然生態耗水、地下水的排泄，而不能全部被開發利用，地下水的可開采利用量僅是補給量的一部分。這部分可以開采利用又不致引起難以承受的環境損害（如城區和濱海地區的地面沉降，干旱地區的土地沙化等）的水量稱為可持續開采量或可采資源。有些地區將地下水的全部補給量作為地下水的可采量而進行開發利用，將造成地下水的超采。

不同的地下水含水層可開采利用的地下水資源不同，必須根據含水層的特點合理開發地下水資源。

1.2地下水含水層水資源的特點

平原地區松散巖層中的主要含水層為淺層水和深層承壓水。淺層地下水指地表以下的潛水和潛水-微承壓水，可以直接接受大氣降水和地表水的補給。深層承壓水指埋藏在深部弱透水層間含水層中的承壓水。

20世紀70年代初期，人們根據傳統的地下水資源的概念和地下水含水層的部分特點，認為深層承壓水具有以下優點：1）地下水承壓水位高，開采初期有的地區水位高出地面，水井可以自流；2）含水砂層厚、導水性強、水井出水量大；3）水質好、不易受到污染；4）承壓水位不易受到氣候條件的影響等。而對淺層水則認為：1）缺乏良好含水砂層或砂層厚度小、水井出水量小；2）含水層導水性差，側向補給相對較??；3）淺層水水質差、易受地表水體污染等。在這種認識下，20世紀60~70年代許多農村和城市大量開采深層承壓地下水，特別是某些地方的政策導向也是鼓勵開采深層水，打深井國家給予補助，而打淺井則不予補助。由于深層水的大量開采，造成承壓水位大幅度下降，形成大面積的承壓水位降落漏斗。近30多年來的實踐表明，上述對地下水含水層的認識是不夠全面的。實踐使人們對淺層潛水和深層承壓水含水層和資源的特點有了更為全面的認識。

1.2.1淺層地下水（包括潛水和淺層潛水-承壓水）開采量的組成淺層地下水的補給和消耗：（1）地區內部的垂向補給和消耗：降雨補給、河流和渠道滲漏補給、田間灌溉水補給、越層補給；潛水蒸發、越層消耗。（2）來自地下水側向補給和排出區外的地下水排泄。（3）開發利用過程中由于水位下降，含水層疏干而動用的地下水儲存量（這部分不能作為可持續利用的地下水資源量）。在含水層的給水度為μ，單位面積上（m2）由于水位下降S(m)而釋放的水量W(m3)為W=μS

淺層地下水的優點是：1）可以直接接受大氣降水和地表水體和地下徑流的垂直和側向補給，開采利用后可以不斷得到恢復和補償，因而是可以持續利用的。2）含水層埋藏淺，可用淺井開采，工程造價低。3）淺層地下水的給水度遠大于深層承壓水含水層，相同開采水量條件下水位下降小，運行費用低于深層承壓水。

在補給量和水質有保證的條件下，淺層地下水可作為農業用水的主要水源和城市工業和生活用水的后備或輔助水源。

1.2.2深層地下水開采量的組成深層承壓水的補給和消耗：1）來自山前的天然地下水側向補給和排出區外的地下水排泄。在開采區遠離補給邊界的情況下，側向補給量是十分有限的。2）地區內部的垂向補給和消耗：承壓含水層上下均有弱透水層或隔水層阻隔，不能直接承受降雨、河渠滲漏和灌溉水補給，在開采過程中只有來自或進入相鄰含水層的越層補給。3）開發利用中由于承壓水頭的下降，含水層和弱透水層的彈性（或彈塑性）壓密而釋放的水量（對粘性土主要是塑性壓密，即使回灌也難以恢復）。這部分水量是不可補償的，主要是動用的含水層中原有的地下水儲存量，不能作為可持續利用的地下水資源量。在承壓含水層的彈性給水度為μe,單位面積上（m2）由于承壓水位下降Sc(m),承壓含水層和弱透水層釋放的水量Wc(m3)為

Wc=μeSc(1)

承壓含水層的彈性給水度為

μe=γmβs+nγmβ=γm(βs+nβ)

μe=μ1m

μ1=γ(βs+nβ)

式中γ為水的容重，βs為含水層的壓縮系數，n為含水層的空隙度，βw為水的壓縮系數，μ1為單位厚度的含水層，單位承壓水頭下降所釋放出來的彈性釋水量（1/m）。在深層承壓水開發利用中，由于單位水頭的下降，自含水層上下的弱透水層釋放的水量計算方法與含水層相同，只是其厚度m、壓縮系數ßs和空隙度n不同。

如上所述，開采深層地下水得到的水量主要來自由于水位下降而引起的含水層和弱透水土層壓密、水體膨脹引起的彈性釋放、側向補給和越層補給，來自土層壓密和彈性釋放的水量均是動用儲存量。在承壓含水層以上有咸水覆蓋的地區開采的越層補給的淡水量也是動用儲存量，只有在無咸水覆蓋的地區部分越層補給的水量來自潛水或淺層地下。這部分水量雖然是可以持續利用的，但它來自淺層水的越層消耗量，并已計算在潛水（或淺層水）資源量中，屬于淺層水和深層水資源的重復量。在遠離山前的地區側向補給十分微弱，由于地下水的開采水位下降而引起的側向補給實際上也是動用鄰區的地下水儲存量。根據以上情況自深層承壓水開采的水量，除山前地區有一定的側向補給和在無咸水覆蓋區有少量越層補給的水量外，幾乎全部是動用儲存量，而開采儲存量是不可持續的。

1.3地下水可采量（地下水可采資源）

如前所述，地下水的儲存量是不可持續利用的的資源，只有在開發利用過程中不斷可以恢復、補償的地下水量才是可以持續利用的地下水資源。地下水資源評價的任務主要是估算可持續開采利用的符合水質要求,且不會引起不可承受的生態環境損害的地下水量，即可采資源量。由于地下水補給的一部分將消耗于耕地農作物的騰發和不可避免的潛水蒸發、天然生態耗水、地下水的排泄，而不能全部被開發利用，地下水的可開采量僅是補給量的一部分。一個地區的地下水可采量需要通過地下水的采補平衡分析和地下水的模擬才能確定，但為簡便計，生產實踐中一般常將地下水補給量乘以一個小于一的經驗可開采系數求得地下水可開采量。半濕潤地區一方面有河渠滲漏和田間灌溉水的補給，另一方面又有降水入滲，地下水的可開采系數較高（有時可達0.7~0.9）。干旱地區降水量稀少，地下水的補給大部來自地表水的轉化，且有相當一部分消耗于農田和非耕地天然植被的騰發，地下水的可開采系數遠小于半濕潤地區。由于地下水的可開采系數是一個經驗系數，一些干旱地區借用半濕潤的華北地區的經驗數值，估算的地下水可開采量將顯著偏高。深層地下水在開采時獲得的補給量中除有限的側向補給和越層補給（且與潛水補給有重復計算）外，幾乎全部來自地下水的儲存量，而儲存量是不能作為地下水可采量而持續開采利用的。

在地下水補給量的計算中需要有一系列的補給參數，在利用補給量計算可采量時又需要有一個經驗的可采系數，計算的過程復雜，系數的選擇又有很大的任意性。由于降水量和地表引水量是地區地下水的主要補給來源，生態需水也主要決定于降水蒸發等氣象條件，地區內地下水的可開采量除決定于土地利用系數和水文地質條件外，主要決定于降水量和地表引水量。因此，可以近似地根據降水量不同的典型地區地下水可開采量與地表水引水量的經驗比值，近似地估算地下水的可采量。

2南水北調受水區地下水開采現狀

近期南水北調受水區主要為海河平原和淮河平原的部分地區。根據國土資源部水文地質環境地質研究所《海河流域地下水資源現狀評價及典型區環境地質效應分析》資料，海河流域平原地下水可采量和現狀條件下實際年開采量如表1所示。.年平均總超采量為44.6億m3/a,其中淺層地下水超采量為23.6億m3/a,深層地下水超采量為21.0億m3/a.自1958年以來海河流域平原區累計超采量為895.8億m3,其中淺層地下水超采471.2億m3，深層地下水超采424.6億m3，見表1。根據表1,現狀年海灤河流域平原內有部分地區淺層地下水超采，總超采量為23.63億m3。部分地區淺層地下水尚有盈余，總計盈余29.19億m3。根據表1，深層地下水年可采量為13.07億m3,是由側向補給和越流補給兩項組成的。海河東部平原約有50%的面積存在上覆淺層咸水，由于在這種地區不能接受降雨入滲補給的淡水，所開采的越層補給的水量動用的仍然是地下水的儲存量，這種水量是不可持續的，因此不能作為可可持續開采資源。在越層補給的水量來自無咸水覆蓋的地區，深層地下水的補給來自淺層水的越層排泄，這部分水量應自淺層水的可采量中扣除，才能作為可采資源，因此海河流域淺層水和深層水的可采量總和應為表1中的淺層水的可采量與深層水側向補給量之和。對于河北平原深層水的補給量問題曾有多個文獻進行探討，例如，郭永海等認為滄州地區深層水的側向補給僅有總開采量的3~4%左右[8];根據陳寧生等對黑龍港地區地下水開采狀況的分析資料[2]，深層地下水的開采量中有10.57%來自山區的側向補給，各種文獻給出的數字差別很大。若采用最大的10.57%來估算深層水的側向補給量，在開采量為33.8億m3的情況下最多不超過3.6億m3。淺層和深層的總超采量可能在53.8億m3以上，大于表1中給出的44.64億m3。

地下水的超采對農業灌溉和生態環境造成了嚴重影響。主要表現在：1)地下水持續下降、形成大面積地下水漏斗，部分地區含水層被疏干；2)海水入侵與水質惡化；3)超采區發生地面沉降、裂縫和塌陷；4)提水費用增加、含水層枯竭、機井報廢；5)天然植被衰退，生態環境惡化；6)由于超采區地下水位低于臨近地區，不僅灌區地表水帶來的鹽分無法外排，鄰區地下水中的鹽分也向超采區聚集，造成地下水礦化度增加、土壤鹽漬化加劇等一系列生產和環境問題。

3南水北調受水區城市用水應嚴格控制地下水超采

北方平原地區地下水的補給主要來自大氣降水和地表水灌溉入滲，地區內的垂直補給占整個補給量的85%~90%以上[2]，見表2。城市地區地表多為不透水的道路房屋所覆蓋，少量綠地降雨入滲和輸水管道滲漏補給的水量很少，除靠近山前的城市有一定的側向補給可以利用外，城市本身地下水可采資源有限。由于地下水的補給量基本上是均勻分布于整個地區，地下水資源也應采取就地補給就地開采的方式用于農業，不宜在城市集中開采地下水，用來解決工業和生活用水問題。

目前在一些水資源規劃中，將由于地表水灌溉和降水補給的地下水量的大部分分配給城市工業和生活用水，實際上是擠占農業用水。含水層中的地下水與地表水不同，是不能任意從一個地區向另外一個地區轉移的，分散補給的地下水集中用于城市開采，勢必造成超采，形成地下水位下降漏斗。根據國家發展計劃委員會、水利部《南水北調工程總體規劃》資料，南水北調中線沿線地下水位剖面圖，見圖1、圖2，可以看到每個城市地面以下均有一個漏斗中心。降水和地表水對地下水的補給強度一般充其量不超過200mm/a,但集中開采的城市水源地開采強度常在4000mm/a以上，不僅遠超過城市本身的補給量，而且也動用了農業地區的補給量和儲存量。產生這種情況的原因，關鍵是對城區和深層地下水開采區地下水可采資源的認識問題，許多城市的地下水資源評價都是與市區附近地區地下水資源評價一起進行，而不是單獨估算城市本身的地下水補給量和可采量。同時市區的可采量往往是根據地下水位滿足在一定的開采方案（總開采量和開采布局）條件下，在一定的期間內不超過一定地下水位或承壓水位埋深的要求確定的。如果不超過要求的深度，則把這個開采量作為地下水的可采資源。過去30年來城市地下水位在持續下降的事實,已經表明地下水嚴重超采，在南水北調地下水開采規劃中，應采取堅決的措施減少和控制地下水的開采量。在水資源短缺的情況下短期超采是可以允許的，但在今后30年內仍然把目前的開采量作為可供水量，后果將不堪設想。在地區水資源規劃中應吸取過去30年的教訓，城鎮工業生活用水應主要改用地表水供水，而將擠占的地下水還給農業。

篇8

我市是國家商品糧主要基地之一，農業人口多，人均土地少，水資源貧乏。多年平均降水量為850.5毫米，水資源總量為7.28億立方米，其中地表水資源量為3.63億立方米，地下水資源量為3.65億立方米，人均水資源占有量484立方米，不足全國人均占有量的1/6，省人均占有量的1/4，被列入全國300個缺水城市之一。

尤其是近年來受到多種因素的影響，地表水資源逐漸減少。我市雖然中有洋河東西穿過，北有瀧河，南有松、洪、趙等主要河道。還有南北流向的新河、寧、宋及洋松、大觀等二十多條大的輸水河道，并有幾十處涵閘。但是由于攔蓄工程不配套，干旱少雨氣候蒸發強烈，水資源大量流失。使之大部分溝河蓄水量不多，大旱時甚至干涸，加之能用提水設施缺少、而不全，設備不配套，造成僅有的水資源利用率不高。

水位下降迅速。目前我市機井管理不完善，淤積嚴重，布局混亂，全區雖有兩萬多眼機井，但有的百畝仍無一眼，有的百畝竟達三眼之多。特別是靠近市區的地方機井越打越深，越打越密，平均每平方公里達六、七十眼。地下水日開采量達8萬多立方米，年開采量約三千萬立方米，而淺層地下水資源的年補給量僅為七百多萬立方米，常期嚴重超采，引起地下水位逐年下降，據有關資料獲悉，深層水位70年代高出地面兩米多（曾在政府院內、宋營、洋北等地打深井40余眼，當時成井后不用動力抽水，有的能自流，有的水頭能噴出地面一人多高）?，F在抽水降深至地面下三十多米，并且形成了以市區為中心，面積達三十多平方公里的地下水降落漏斗，其中心靜水位埋深二十五米左右，動水位埋深六十多米。將造成地面下沉，為人類帶來不可估量的災害。

水質污染嚴重。據有關部門監測表明，一些地區不論是地表水或地下水，水質甚優，耗氧有機物“三氧”鐵、錳、氧等均超過標準值。據今年二月中旬省水環境監測中心對洋河鐵路橋處的測試，其值為劣ⅱ類水質，屬于嚴重污染。特別是市區人口和工廠迅猛增加，化肥農藥大量使用及工業、生活廢水的無控制排放，嚴重影響著我市綠色農業的發展和城鄉人畜飲水。

二、如何開發利用現有水資源

我市的水資源大致可分為地表水和地下水。地表水主要來源于大氣降水和外來客水及經使用后的廢水；地下水可分為“淺、中、深”三種類型。

淺層地下水，是孔隙裂隙、砂姜盤砂層中的水，水質較好，水量較集中，埋深度距地表面一般10米左右，容易得到大氣降水及地表水的補給，分布較為普遍，水量較為豐富。但水位變化幅度較大，易污染。

中層地下水，也是直接受大氣降水的補給，并且與地表水有著緊密聯系，埋深度一般跟地表面30米左右，水質優良，水位較穩定。

深層地下水，水量較為豐富，水位穩定，一般埋深度距地表面300米左右，水質優良。它是封閉的承壓水，開采一點就少一點，不易補給。

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關鍵詞：水文地質勘探；方法

淡水屬于可再生資源，主要靠自然降水得到補充。雖然地表水傳導水的能力強，但存儲量有限；而地下水含水層傳導水的能力相對較弱，但存儲量豐富，合理的開采可以有效緩解當前水資源緊張的現狀。本文對地下水開采過程中幾種水文地質勘察技術進行了闡述，希望為水文地質勘察工作提供一些幫助。

一、遙感技術在勘探水資源中的應用

遙感技術就是通過遠處的探測來感知事物特點的技術，這項技術的優點就是探測的范圍和信息量都較大，而且技術較為先進，同時能夠進行動態的監測；遙感勘測的方法主要實施的手段就是在所需要勘測的區域進行航空勘探，這種方法是結合展片和航片，并于野外的水文地質進行相互補充驗證的方法，具體可以細分為四種：熱紅外監測法、水文地質遙感信息法、環境遙感信息分析法以及遙感模型法。

1、熱紅外的監測方法

這種方法主要就是利用紅外線的波段來對所探測區域進行遙感取像，通過地表的溫度來判斷地下是否有水源的存在，這種方法比較適合于在干旱的地區。它的工作原理就是：由于地下水在熱傳導、過毛細、以及地表蒸發等多重作用下使得地表干旱的地區溫度和濕度發生變化的，從而使得該區域冷熱異常，因而正好可以在紅外遙感下得到不同的顯示，當然也就比較容易發現水源。

2、水文地質勘探遙感信息分析的方法

這種方法主要就是利用水文地質的相關理論對通過遙感所獲取的地質、水文信息進行細致的分析，從而大致確定容易蓄水的地方區域，從而判斷該區域地下的水文狀況。

3、環境的遙感信息分析方法

這種方法就是利用遙感方式得到的圖像，從圖像中發掘與地下水存在有關的植被、水系以及湖泊等環境因子，從相互之間的關聯程度來探討地下水系的貯存狀況。這種方法的工作原理就是：在相對而言干旱的地方，植被等容易受到地貌、地下水以及氣候等的影響，而這些影響因素中淺層的地下水對于植被的影響甚大，因而可以間接的利用這些信息來判斷該區域的礦化度、水化深淺等信息。

4、遙感模型法。

國內對地下水資源的遙感研究開始于20世80年代初，但發展迅速。遙感模型法是指通過分析遙感圖像得知與地下水密切關系的水文因素狀況，并建立監測地下水位的定量評價模型，對地下水資源進行估測的方法叫遙感模型法，它是遙感與數學、模型學相結合的一種新的研究方法。地下水遙感監測的依據是地下水與地表水、植被、土壤水分和溫度等遙感信息的相關性。此種方法主要用于評價地下水位分布狀況。

目前，地下水資源的監測主要是靠水文地質特征、地下水所處的環境因素和巖層構造條件的目視解譯和常規的計算機數據統計方法來分析遙感數據。遙感最終目標是解決實際應用問題，隨著遙感技術的發展，地下水遙感監測在農業和實際生產應用已越來越受到人們的重視。

二、地面核磁共振的方法

地面核磁共振法就是利用不同物質原子核特性差異產生的核磁共振效應，通過觀測、研究地層中水質子產生的核磁共振信號的變化規律，來判斷探測區地下水的分布情況。它是目前世界上唯一可直接找水的地球物理方法，可量化含水層信息，勘探的深度小（目前最大勘探深度小于150m），適合北方地表較干燥地區使用。其工作原理就是水中的氫核質子在地磁場的作用下，處在一定的能級上，再以具有拉摩爾頻率的交變磁場對地下水中的質子進行激發，這樣原子核能級間就會產生躍遷即產生核磁共振。核磁共振信號的強弱或衰減的快慢直接與含水層中氫質子的數量、含水層孔隙大小相關，核磁共振信號的幅值越大，所探測區域內水含量就越豐富。從而，可以根據由小到大的核改變激發脈沖矩來推斷由淺到深含水層的貯存狀況，達到實現直接尋找地下水的目的。

地面核磁共振法屬于直接找水法，在有效的勘探深度范圍內，有水就有核磁共振信號顯示，以此來探測各類型的地下水。將核磁共振找水方法主要用于探測其他物探方法難以尋找的地下水，應用于水文地質填圖，快速圈定找水遠景區、對地下水資源進行評價以及確定出水井位方面，可以發揮核磁共振找水方法所具備的直接找水、量化程度高、快速、經濟等特點，有利于獲得地下水資源三維分布的信息。

核磁共振找水方法除了可以探查各種類型的地下水外，還可以與電阻率法、激發極化法等其他地球物理方法配合，根據地下水電阻率等物性參數的變化來區分淡水和咸水。此外，核磁共振找水方法也可以用來圈定被含有氫核（烴類）污染物污染的水的范圍和污染程度。

用核磁共振方法，通過剖面或面積性測量對工程地基和堤壩隱患進行無損檢測，可以圈定地下水入侵范圍、評價堤壩及其壩基有無地下水作用等。核磁共振找水主要應用在以下4個方面：黃土孔隙、裂隙水探測；尋找碎屑巖類淺層風化裂水和層間承壓裂隙水；確定基巖裂隙帶的富水性；判斷灰巖區溶洞、裂隙含水或是泥質充填。

三、地球物理測井方法

地球物理測井是物探方法的一種，主要是配合地質鉆探對鉆孔內的水文地質狀況進行精確探測。地球物理測井方法是以嚴密的物理數學原理為基礎，主要用于分析地下水的分布，判斷地下水質量，探測巖溶洞，分析地層構造等。地球物理測井主要工作內容及工作原理如下：

1、正確地劃分含水層并確定層位及厚度，研究它們之間的相互關系。

2、對地下水進行地下水礦化度進行測量。地層水的礦化度越高，地層電阻率值越低

3、判斷裂隙及其泥質含量。裂隙存在的判斷標準：聲波時差較大，電阻率較小，密度偏低。如果裂隙存在，那么裂隙中填充的泥質越多，自然伽馬測井值就越大。

4、巖溶水勘察。裂隙層位可由聲波曲線直接反映；當溶洞中含水時，自然伽馬曲線幅值略低，以此來可判斷其富水性；在巖溶、裂隙發育處，會出現井徑擴大的現象，因此，巖溶裂隙發育程度也可用井徑曲線來判斷。

5、劃分鉆孔地層巖性。根據不同巖石的密度，電阻率，波阻抗，孔隙度等參數的差異，并綜合電阻率測井、聲波測井、密度測井、中子孔隙度測井等資料就可以劃分鉆孔的巖性剖面。

總之，隨著近年來科技的不斷發展，以及勘探技術的不斷提升，在繼承了老一輩水文勘探人員的技術和知識后，新一代的工作者更要與時俱進，不斷的研究并熟悉新的理論和技術，從而將新老結合，挖掘開拓出更加優良的勘探方法，從而方便找水工作，使得找水的相關技術得到不斷的提升和發展。

參考文獻：

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關鍵詞：人工挖孔樁; 施工技術; 質量安全

中圖分類號：F253.3 文獻標識碼：A 文章編號：

1 適用范圍

人工挖孔樁適用于樁直徑 0.8 m 以上，無地下水或地下水較少的黏土、粉質黏土，含少量砂、砂卵石、姜結石的黏土，特別適于黃土層，深度一般在 20 m 左右，可用于高層建筑、公共建筑，不宜使用于有流沙、地下水位較高、涌水量大的沖積地帶及近代沉積的含水量高的淤泥、淤泥質土層。

2 人工挖孔樁技術的優點

（1）采用人工挖孔樁，不僅能夠極大地降低工程造價，為施工企業減少施工成本，而且還能夠使土地空間得到有效的利用，從而使建筑物的占地面積縮小，節省了大量城市空間，有利于城市的整體規劃設計與發展。

（2）作為基坑支護結構的人工挖空樁，使用簡單的機械和器具即可進行開挖，對設備和工作面的要求較少，并且可以同時開挖若干個孔，大大提高了工作效率。

（3）人工挖孔樁施工過程中不會產生噪聲，也不會出現泥漿，這樣會對周圍環境產生保護作用，屬于“綠色施工”。因此，對于建筑空間狹小的地區，人工挖孔樁是非常適用的。

3 人工挖孔樁施工中的質量通病

3.1 坍塌

在地下水位高的砂性土和淤泥質土中施工時（尤其有承壓水的地區），易造成管涌、坍孔事故。挖孔卸荷量大時，常引起孔壁土的松散，降低了樁周土的強度，如果缺乏有效的護壁極易引起孔壁坍塌.

3.2 工藝不合要求

樁孔底清底不徹底；測量定位失誤、成孔時沒有控制垂直度、成孔后未及時澆灌混凝土，導致護壁受側壓力變形，樁位發生偏移。

3.3 樁混凝土質量不合格

樁孔大量積水，只采用一般串筒施工，而不采用水中澆混凝土導管施工，混凝土產生離析，樁孔內振搗不好。

3.4 其他安全事故

地下水豐富的地區，易引起周圍地下水降低和地面沉降，使周圍的房屋、管道和設備儀器受損；有機質含量高的土層排放有害氣體，樁孔內缺氧，帶來人身安全隱患。

4 實例分析

4.1 工程概況

某建筑工程，建筑層次為 7 層，建筑面積 3 250 m2，結構形式部分為鋼筋混凝土框架結構，部分為磚混結構。本工程大量采用人工挖孔樁基礎。

4.2 地質條件

地層巖性自上而下依次為：素填土耕土淤泥質土硬可塑粉質黏土軟可塑狀粉質黏土粉土含礫粉質黏土粉細砂中粗砂淤泥質土圓礫殘積粉質黏土全風化灰巖全風化泥灰巖全風化砂巖強風化炭質灰巖強風化炭質頁巖強風化灰巖強風化砂巖中風化泥灰巖中風化灰巖中風化石英砂巖中風化炭質灰巖。

4.3 施工程序

場地整平放線、樁位挖第一節樁孔土方第一節砼護壁在護壁上二次投測標高及樁位十字軸線安裝活動井蓋、垂直運輸架、活底吊土桶、排水、通風、照明設施等第二節

樁身挖土清理樁孔四壁、校核樁孔垂直度和直徑第二節砼護壁重復第二節挖土、支模、澆筑砼護壁，循環作業直至設計深度檢查持力層后進行擴底清理虛土、排除積水、檢查尺寸和持力層吊放鋼筋籠就位澆筑樁身砼。

4.4 人工挖孔施工

（1）開挖孔前要平整布置場地，清除地表松軟土層和雜物，布置好控制線網，根據監理復核查過的位置采用十字交叉法確定樁孔位置。

（2）在每一樁位開挖土方，一般挖 1 m 左右，澆注混凝土井圈第一節護壁，使井圈高出地面 20 cm，且應加厚 10 cm，而后將樁位縱橫中心線測放置井圈上，并測出井孔控制高程，以利于下部掘進的高程控制。

（3）修筑鋼筋混凝土井圈應保證護壁的配筋和混凝土澆注強度，上下節護壁的塔接長度不小于 5 cm，每節護壁在當日施工完畢后 24 h 后拆除，發現護壁有蜂窩漏水現象時，應及時補強以防止造成事故。該工程護壁混凝土強度為 C20，厚度為 0.15 m。

（4）進行第二階段開挖時，先從井口用垂球吊線找出中心點，并在井孔底部打一短木樁，將樁中心投影到木樁頂上，以此為據進行第二節護壁的土方開挖。在此過程中應該密切注意地質情況變化。

4.5 地下水、流沙處理措施

在護壁施工中，由于地下水以及流沙等因素的制約，樁孔的護壁有時候不能按照常規設計來施工，本工程采用以下方法來消除地下水以及流沙的制約。

（1）沉管法施工。預制砼沉管，放入礫砂底部，圓礫層上部，同時用水泵排水，使孔底出露，沉管下沉。

（2）模板護壁法。在地下水水位下降速度較慢地段，為了避免成孔時間過長，引起孔壁土體塌落，采用 0.3 m～0.6 m 的短模板，有較好效果。

（3）鋼套筒護壁法。在厚砂層地段，地下水量較大，采用鋼套筒做護壁，邊抽水邊下壓鋼套筒，穿過流砂層使樁孔成型較為理想。

4.6 砼灌注

砼集中攪拌，坍落度控制在 4 cm～8 cm，砼下料采用串桶下料，并保證砼自由落下高度不大于 2 m，邊澆灌邊插實，樁頂下 3 m 處開始用插入式振搗器振搗。砼同一樁內砼一次澆筑完成不留施工縫，若因特殊原因必須留設施工縫時，須在砼周圍插下短鋼筋，以加強新老砼之間的結合力。砼澆筑過程中，注意防止地下水進入，不能有超過50 mm的積水層，超過50 mm需要采用導管吸干，如滲水量過大，按水下砼操作規則施工，水下澆灌砼時，砼標號提高到 C35 級。

4.7 安全技術措施

（1）孔口圍護措施：孔口四周必須澆筑砼護圈，并在護圈上設置圍欄圍護，圍欄應高出地面 1.2 m，圍欄應采用鋼筋制作，焊接牢固，挖出的土方不得堆在孔口四周 1 m 范圍內。（2）防護壁坍塌措施：每節樁孔挖完后立即支護壁模板，澆筑護壁砼，一般情況下 24 h 后方可拆除護壁砼，護壁可加配適量鋼筋，上下護壁要有鋼筋拉結，避免某段護壁出現流砂、淤泥而造成護壁因自重而沉裂的現象，上下護壁間搭接長度不小于 50 mm。樁底如果設計要求擴底，擴底高度須超過 2 m，擴底部分應分段做護壁，防止擴底部分坍塌。

（3）孔中防毒措施：地下特殊土層中往往含有 CO2，SO2、H2S 或其他有毒氣體，故每次下孔前，必須對樁孔內氣體進行抽樣檢測。如每天開工前，在吊籠內放置小動物，吊放到樁孔底，放置時間不得少于 10 min，經檢查小動物生態正常，方可下井作業，發現有毒氣體含量超過允許值時，應將有害氣體清除至標準?？咨畛^ 10 m 時，地面應配備向孔內送風裝置，風量不應少于 25 L/S?？變辱弾r時應加大送風量。

4.8 成樁質量檢驗

在施工中我們要求做到每根成樁應該具有鋼筋加工檢驗記錄、混凝土拌和物質量記錄、混凝土試塊資料及樁身完整性檢測資料。經過對人工挖孔樁實施上述的技術控制，該工程人工挖孔樁滿足設計要求，達到了質量檢驗標準的優良等級。