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土壤及地下水防治措施

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土壤及地下水防治措施

土壤及地下水防治措施范文第1篇

关键词:公路路基病害防治

中图分类号:U213.1 文献标识码: A

路基是道路的基础,更是保证路面质量的关键。然而,在现实中,由于需要反复承受各种荷载和自然因素的作用,会导致路基的形状、边坡坡度发生改变,严重影响了路面的质量和稳定性。由于所处地区的差异,产生的路基病害也是多种多样的,最常见有边坡崩塌、滑塌,路基变形等,产生的原因涉及土质、人为的破坏、养护和管理等因素。彻底的控制路基病害的产生是不现实的,因此,只能找出其产生的原因并做好防范,采取一系列切实可行的措施,将其产生的可能性降到最低程度。

一、不同地区公路路基病害的类型及其危害。

不同的地区,由于所处的地理环境不同以及多方面因素的影响,会造成多种公路路基病害,常见的有以下几类:

1.1黄土地区公路路基病害类型及其危害。黄土土壤中粉粒含量大,且无层理,具有湿陷性和易溶蚀等特征,因而容易产生路基病害。主要类型有:路基边坡面的剥落、冲蚀和整体失稳;填方路基不均匀沉陷;浸水地基承载力不足;沥青面层的裂缝等。这些普遍存在的路基病害,严重影响着公路建设的发展。

1.2盐渍土地区公路路基病害类型及其危害。⑴氯盐渍土。其易溶解,当含盐量多时,会造成湿陷、坍陷等病害。⑵硫酸盐渍土。其危害主要有:土壤盐分体积的变化会使路基表面疏松,边坡呈蜂窝状;会导致路肩疏松,且盐土粉末容易被除风吹蚀;土壤中硫酸盐含量过高时会造成路面鼓包、破裂。⑶碳酸盐渍土。塑性和黏附性较大,遇水后会导致路面泥泞不堪。

1.3山区公路路基病害的类型及其危害。⑴坍塌。出现坍塌的主要原因是由于开挖路堑边坡较徒,导致边坡的支持力减弱,使土壤的抗剪强度降低,导致边坡的稳定性变差。由于坍塌发生时具有冲击力,经常会引起路基的变形,阻碍交通,给养护工作带来了不少麻烦。⑵滑坡。滑坡是堆积层在重力作用下沿着滑动面整体向下滑动的一种地质现象。滑动的形成条件很多,从地质条件上讲,滑坡多发生在土质松软或软弱岩层上。从地质构造上讲,岩层 构造对山坡的稳定性影响较大。从水文条件上讲,由于地下水的作用,会破坏土体的稳定发生滑坡现象往往会导致行车中断,给运输安全带来严重危害。⑶泥石流。泥石流是山区爆发的特殊洪流,往往是在很短的时间内,流出数十万乃至数百万立方米的物质,堵塞江河、催毁城镇和村庄、破坏森林、农田和道路,对人民的生命财产、生产活动以及环境造成很大的危害。⑷崩塌。大多数的崩塌是发生在雨季或暴雨之后,由于水的渗入,对岩石产生软化和作用,降低了岩体强度和摩擦力,造成崩塌;由风化的岩层组成的又高又陡的斜坡,稳定性差,易造成崩塌;其他的因素如地震、爆破及列车震动等,也都可能诱发崩塌。

1.4泥沼、软土地带公路路基病害的类型及其危害。泥沼、软土地带的公路路基,因其地面低洼、地下水位高、降水充足,土壤含水饱和、透水性强和、抗剪强度低等特点,当受到巨大荷载作用时,容易出现基底向两侧挤压挤出淤泥以及沉降、沉陷、滑动等病害。

二、公路路基病害的防治措施

2.1黄土地区公路路基病害的防治措施

⑴增加排水设施。可避免由于排水不良而导致的病害的产生,适用场合如路堑和站场。对于雨水冲刷作用较强,但未设置足够排水设施的病害部位,需根据水量大小,增设排水设施,以消除或减小地表水或地下水对路基的侵蚀作用。

⑵及时查修,采取措施,尽量在初期或未到严重时进行修补,如更换破损材料等,以避免病害的发生。

⑶植物防护。是指在公路的边坡上种草或树,利用植物根系能固着土壤的作用,以减轻雨水对边坡的冲刷,减缓水流速度,从而达到保护边坡的目的。

2.2盐渍土地区公路路基病害的防治措施:

⑴保持排水良好。因为盐渍土受到雨水、冰雪融水的淋溶严重,其含水量较大,极易导致坍塌、路基发软、强度减弱而降低承载力。因此,保持排水良好显得尤为重要。排水沟的设计要保持有0.5%~1%的纵坡。在低矮平坦且排水因难的地段,应加宽加深排水沟。

⑵加固边坡。对于硫酸盐渍土路基,宜采用卵石、黏土或废砖头平铺在路堤边坡上,以起到保护边坡的作用,防止边坡被风蚀或人畜踩踏而破坏。

⑶合理设计路基高度、宽度及边坡坡度。设计时应按照一定的要求,合理选择路基边缘高出地面的最小高度以及高出地下水位的最小高度。

⑷加固路肩。对土质中含盐量大于8%的地区的公路,应采用渗水材料掺在土壤内以封闭路肩表层。

⑸加强路基养护。特别是在秋冬季或春融时节,路肩易出现膨胀隆起,甚至翻浆。这类情况多是由于地面水造成的,因此,应当及时的将隆起的部分铲去,使地面水及时的排出。

⑹种植耐盐性的植物。为防止边坡上发生水土流失的现象,应根据边坡的土质和植物生长情况,种植适合的耐盐性树木或草本植物。

2.3山区公路路基病害的防治措施。山区公路容易产生的路基病害较多,所以,针对不同的病害应采取不同的防治措施。

⑴坍塌和崩塌的防治措施:采取措施截断地下水流,使塌方体干燥并排出地下水;设置挡土墙,增加边坡的支撑力,以防止土体塌落,增强坡体的稳定性;当塌方规模较大且难以根治时,可考虑改道绕线;采用种植植物或铺砌石块的方法,加固边坡,以增强其受冲刷的能力。

⑵滑坡的防治措施:在山坡上种植树木或草皮,借助其根系吸收地表水分,以排除地表水;设计截水沟或泄水洞,

防止泥沙流入淤塞排水孔道,较好的排除地下水;采取减重或修建支撑物的办法,以确保建筑物基础的稳定,达到增设滑坡体重平衡条件的目的。

⑶泥石流的防治措施:减少坡面荷重;采用草皮、面料等防护与加固边坡;设置支撑物,如挡土墙、石砌支柱等;水土保持可以减缓水流对山坡的冲刷作用,使土层干燥,是根治泥石流的一种有效办法;设置排水系统,如排水沟、泄水洞等;

⑷泥沼、软土地带公路路基病害的防治措施:对软土路基采用置换法;在路堤两侧填筑土、石板压护道,使路堤下的淤泥隆起的趋势得到平衡;通过添加化学溶液等措施,使土壤颗粒胶结起来,加固土基;土工全成材料法。

三、结束语

由于所处地区的差异,路基病害的产生往往是受多种因素综合作用的结果,因而其种类也是多种多样的。彻底的控制路基病害的产生是不现实的,只能是采取一系列有效的措施,将其产生的可能性降到最低程度,切实保障路面的质量和稳定性。

参考文献:

[1]许维贞. 黄土地区新建线路基床病害成因与整治[J]. 铁道建筑.2005(2).

[2]王磊 马晶. 黄土地区公路排水系统病害防治[J]. 长安大学学报(自然科学).2003.23(1).

土壤及地下水防治措施范文第2篇

关键词:水文地质;地质灾害;矿山地质勘查;地下水位;勘查技术

矿山地质勘查同后期工程建设和矿产资源开发存在密切联系,如果矿山地质勘查工作不到位、施工区域相关信息收集不全面,会为后续工作开展埋下安全隐患,诱发地质灾害,不仅威胁到矿山作业人员的人身安全,也会对周围环境产生较大的破坏。矿山地区之所以会出现地质灾害,主要受自然因素和人为因素影响,导致地下水位流动变化,进而使得作业区域水文地质环境发生了不同程度的变化。因此,在矿山地质勘查中,应该充分预测和观测作业区域实际情况,有侧重性地把握水文地质问题,摸索水文地质变化规律,制定合理有效的地质灾害防治措施,以便于创设安全的作业环境,保障作业人员和周边居民的生命财产安全,为后续工程建设和矿产开采提供支持。

1水文地质相关概述

水文地质是矿山地质勘查的重点内容,做好矿山水文地质勘查工作有助于实现地下水资源的合理控制,减少后期作业中出现的不稳定因素带来的影响,消除安全隐患。矿山地质勘查属于地质工程,在后期矿山开采中不可避免地会改变自然条件、矿层和地下水运动等情况,这都将在不同程度上影响后续矿产开采工作的开展[1]。在矿山地质勘查工作中,部分单位仅仅对地下水资源储备和分布情况进行简单了解,却未能深入分析可能出现的地质灾害问题,缺少有效的防控措施,这将会威胁到矿山开采安全,造成不可估量的损失[2]。由于矿山开采资金投入大、劳动力密集,在可带来巨大收益的同时,也伴随着诸多安全风险,如何保障开采的安全性,做好前期的准备工作尤为必要[3]。矿山的勘查和设计,主要是了解矿物集中储存层、岩层结构和地下水稳特征等情况,在掌握地下水实际情况的基础上,制定有效的水文地质灾害防治措施,从而将风险系数降到最低,全面保障作业过程安全。结合工程要求,首先是对作业区域的自然环境条件进行勘查,包括气候、空气湿度以及降水量等;同时勘查施工周边区域地层结构,包括湖泊、河流以及植被的分布情况;对于平原或高原区域,则需要了解岩土层分类和埋藏分布等一系列情况。地下水系流向和补给等情况主要受周边河流湖泊、地面降水量、土壤吸水量以及地壳运动等因素影响,所以需要深入分析区域内地层含水量、岩土结构、地表降水量情况,以获取相对全面的信息[4]。就地下水稳环境分类来看,主要表现在以下几类:其一,地下水文环境相对比较稳定,在长期的地下水系和降水量补给以及排泄和流向走势等因素作用下,基本已经形成了一定规律,大面积用水的可能性不高,因此适合进行矿物开采[5];其二,开采具有一定难度,地下水活跃,通过长期调查分析和观测,实现采矿作业过程中的安全风险管控,此类情况下,应尽可能减少采矿行为对地下水系造成的不良影响和干扰,实时监控水文环境,将可能出现的损害降到最低;其三,地下水文环境较为复杂,应充分契合采矿区域地质条件,充分调查了解矿井结构,在此基础上形成立体化的勘探网络,并通过定点监控来优化完善地质条件资料,在现代化信息技术支持下建立长期动态监测网络,通过长期监测来总结和摸索地下水稳规律,从而制定切实可行的采矿方案[6]。

2水文地质问题对采矿工程的影响

采矿作业前,通过充分勘查了解区域水文地质情况,为保证后续活动的安全、有序奠定基础。水文地质对采矿工程的影响较大,由于开采过程中水温和水压等因素变化,可能引发安全事故。矿山水文地质表现多样,主要表现在水温下降、上升或是频繁升降,如果水位控制不当可能会对地质工程带来不同程度的损坏,加剧矿山地质变性。在地质工程施工中,受外部作用力影响会导致水文地质动力平衡条件发生变化,从而埋下安全隐患[7],如基坑流沙和突涌等问题,均在不同程度上影响着采矿作业活动的顺利进行,因此需要予以高度重视。

3水文地质问题分析

3.1水文地质勘查落实不到位

在矿山地质勘查工作中,需要相关人员对勘查落实情况予以高度重视,依据制度和规范进行操作,但实际上却存在很多漏洞和不足,具体有:划分含水层与分断层时,缺少全面、真实的勘查数据提供支持,更多的是依据勘查人员自身经验进行划分,影响了划分的合理性;地下水动态预测分析能力不足,仅仅是对水位和水量进行勘查,缺失对影响的分析,在一定程度上威胁到岩体工程稳定性和安全性,易诱发较为严重的安全事故[8]。

3.2松散对基层的不良影响

矿山地质勘查中,地质灾害发生后,伴随出现的松散堆积情况较为严峻,表现在砂土碎石、粉质黏土混合物厚度在1~3m范围内,结构可能存在松散情况。一旦遇到水则会降低结构整体抗剪力,导致稳定性不足,大大增加滑动几率。在矿区地质条件中,矿区的地质灾害发生几率较高,存在平整情况,有部分矿区的坡度甚至达到了42°,对于此类情况,沙层滑动、崩塌事故出现的几率会大大增加[9]。

3.3地下水位异变

矿山开采中受到扰动会破坏地层结构,使地下水位发生变化,产生不可估量的后果。地下水位异变诱发的灾害主要有三种:水土流失主要是指在矿产资源开采中,会有大量渣土松散堆积物,孔隙度大、结构疏松,受水因素影响出现位移滑动,进而出现水土流失情况;矿坑吐水是指地下水位突然变化,导致矿坑中进水,诱发较为严重的矿山地质灾害,此类灾害规模大,具有突发性特点,所产生的后果十分严重;坑内泳浆则属于矿坑突水产生的伴随灾害,危害较大,可能突破隔水层,导致大量泥沙和岩屑进入到矿坑而诱发地质灾害事故[10]。

4水文地质因素引发的灾害

地下水位变化诱发水文地质灾害,地下水埋深越深,水压越高,需维持水压和气压平衡,地下水从补给区朝着排泄区流动,水压超出一定标准后则会呈现升高和下降两种波动。究其根本,土壤密度变化导致了地下水水压变化,土壤中的矿物质无法给微生物提供安全的环境,进而增加了山体滑坡、崩塌和土地沉降等安全问题。对于此类问题,要想有效解决水压波动情况,还需要利用人工手段进行针对性处理,以改善矿山内部土壤条件,实现内外压力平衡[11]。因此,在对矿山水文地质情况进行勘查时,需要先确定水文地质勘查难度等级,在相对简单的水文地质环境中,可能引发灾害的概率较小,但在复杂程度较高的水文地质勘查活动中,应密切关注地下水位和地下水压的变化。

4.1地下水位变化引发的灾害

在无重大地质运动的自然情况下,地下水的水层结构分布、水流方向都会保持在相对稳定的状态。但当地下水所处地理环境发生变化时,可能会对地下水的水层分布状态造成影响,进而引发水文地质灾害。如图1所示,常规情况下地下水是通过地上水系进行补给,若地表水发生异常增量情况,地下水层中承压水总量增多,各层水和潜水水位都会受承压水总量变化的影响而发生水位上升情况潜水水位过高会直接加大矿体土壤与水体的接触面积,加快土地盐碱化速度,同时矿山土壤中矿物元素被稀释,矿产资源总量减少,影响矿山开采量。若矿山土壤湿度过大,会直接削弱土壤黏性,导致矿山土壤结构松散,极有可能在地质勘查或矿产资源开采过程中发生山体滑坡、矿洞坍塌等不良现象,严重威胁工作人员的生命安全。此外,健康的地下水水层结构应不断得到来自补给区的水体补充,但当矿山环境水文地质条件较为复杂时,部分矿山山体补给区水层被宽体碎片堵塞,导致地下水层结构未能得到稳定的水体补给,地下水经排泄区不断排出后,矿山中地下水水位不断降低,也会引发山体坍塌、滑坡等地质灾害。若矿山地下水水位存在频繁升降情况,会使土体在短时间内频繁发生涨缩,也可能造成地下矿洞的裂纹、坍塌等不良现象。

4.2地下水水压变化引发的地质灾害

地下水水压大小会直接受到水面与上层土壤高程比的影响,地下水深度越大,水压越高。但水流从补给区流动到承压区的过程中,水波的流动会平衡地下水水压和大气压之间的关系,若地下水水压比的波动区间更高,则地下水会在水压的作用下发生上升或下降。引发地下水水压波动的原因较为复杂,如人类过度开采地下水资源、自然地质活动、气候变化等因素都会引发地下水水压上升现象,短期大量降雨、地震、过渡灌溉等因素则会引发地下水水压下降现象。水压的波动不仅会加快土地盐碱化速度、削弱土层承载力、破坏土壤结构、腐蚀建筑物,还会引发泥石流、山体塌陷、地下水枯竭等多种地质灾害。

5水文地质灾害防治有效措施

对于目前矿山地质勘查中的水文地质灾害问题,需要积极转变理念来制定合理的防治措施,并在具体作业中予以应用,可以有效减少人员和财产损失,从而创设安全的作业环境。

5.1加强人为因素的防控

自然因素所产生的水文地质灾害多是无法逆转的,但人为因素所导致的水文地质灾害是可以规避的,也是水文地质灾害防治的重要内容,需要予以高度重视。因此,应做好矿山区域的环境绿化工作,适当地增加绿色植被的覆盖面积,以起到涵养水源、防风固沙的作用,对于保护施工区域水文环境也具有积极作用。矿山单位要加强污水治理,选择合理措施来处置污水,避免将未经处理工业污水的随意排放到河流湖泊中,否则污染物会顺着河流进入到地下水,造成矿山区域地下水系受到污染。被污染的水资源中有大量重金属物质会侵蚀土壤环境,易诱发不可估量的地质灾害[12]。通过矿山地质勘查来收集相关数据信息,绘制较为全面、合理的施工图,依据施工图规范挖掘作业,在可提升作业效率的同时,规避对矿山周围环境产生的破坏和污染。此外,还要避免地下水资源过度开采,否则会导致水文地质环境发生变化,致使后期水文地质灾害发生几率大大增加。扩大教育宣传,增强人们的环境保护意识,对于违法、违规行为实施针对性处置[13]。

5.2加强水文地质环境实时监测

基于现代化信息技术,加强水文地质环境的实时监测,收集相关数据信息进行处理分析,以便于编制合理的防控预案。水文地质灾害多是突发的,因此需要专职部门通过矿山地质勘查来了解采矿区域水文地质情况,做好实时监测工作,确保水文地质变化始终在可控范围内。充分根据实际情况,观察矿山降雨量,一旦超出预警值则要做好疏通和管理工作,从而规避矿山崩塌事故的出现。对于地质条件相对简单的矿山,则要注重坍塌事故的预防,并设立合理的监测机构,编制完善的水文地质监测制度,以指导后续作业活动的规范有序进行[14]。

5.3建立应急救援队伍

为了在出现安全事故后,可以第一时间组织相关人员进行营救,将损失降到最低,维护人员的生命财产安全[15],应聘请和培养专门的应急救援队伍,除了救生员和管理人员外,还要配备一定数量的医护人员,以对受伤人员进行第一时间的医疗救治,避免人员由于伤势过重致残、死亡。工作人员需要严格遵循工作流程开展工作,规范勘查环节,合理收集及分析数据,提升矿山地质勘查工作有效性。

5.4积极引进前沿技术手段

科技不断创新发展,积极引入新技术、新设备到矿山地质勘查工作中显得尤为必要。矿山的水文地质问题类型多样,也在无形中威胁着勘查人员人身安全,因此需要充分勘查地下水情况,发挥地理信息系统、遥感技术、数字化技术等优势,以适应多种恶劣环境矿山地质勘查需要,提升勘查工作有效性,同时为后续水文地质灾害防控提供支持[16]。例如,地震勘探技术主要依据工矿区地下介质的弹性及密度差异进行勘探,利用地震波传输和接收来分析,从而全面了解矿层性质,对于后续矿山开采有着积极作用。高密度电阻率法则属于一种新型的勘探技术,主要是依据岩石介质导电特性设立电流场,以维护电流场稳定,并全方位研究电流场分布情况,通过合理预测和判断来保障勘探工作质量。

6结语

矿山地质勘查工作专业性较强,涉及到诸多环节,因此需组建一支高素质的矿山地质勘查队伍。遵循勘查制度和流程,灵活运用前沿的勘查技术来分析水文地质问题,并针对可能出现的水文地质灾害编制合理的防控方案,将安全事故降效率到最低,从而创设安全的矿山作业环境。

参考文献

[1]姜庆钱.新形势下矿山水工环地质勘查工作中的问题与防治措施[J].冶金管理,2021(17):112-113.

[2]韦志.矿山水文地质勘查的问题及主要防治解决措施[J].世界有色金属,2021(13):120-121.

[3]林政华.结合矿床开采和勘探情况全面做好矿山水工环地质勘查工作[J].世界有色金属,2021(11):104-105.

[4]李杰.探讨矿山地质勘查中的水文地质危害分析及对策[J].中国金属通报,2021(4):177-178.

[5]马若琪.地球物理测井在矿山水文地质勘查中的应用研究[J].中国金属通报,2021(3):233-234.

[6]袁俊.新形势下矿山水工环地质勘查工作中的问题与防治措施[J].世界有色金属,2021(2):176-177.

[7]冷冬,王文茂,栾庆军.矿山地质勘查中水文地质相关问题及解决对策[J].世界有色金属,2020(20):106-107.

[8]史云娣.可持续发展理念下我国矿山水文地质勘查中的相关问题研究[J].中国金属通报,2020(11):118-119.

[9]宋凯,张航,王旭峰,等.矿山地质勘查中水工环地质问题预测及措施研究[J].世界有色金属,2020(21):123-124.

土壤及地下水防治措施范文第3篇

一、生产环境对蔬菜的污染及防治措施

蔬菜生产离不开大气、灌溉水和土壤等环境,这些环境条件污染后,必然对蔬菜质量产生极为不利的影响,选择一个具有良好环境条件的生产基地,就为蔬菜产品质量提供了最基础的保障。

大气污染由于工矿业和交通车辆排放的有害气体不仅直接伤及蔬菜,影响其正常的生理活动,有的还会在植株内积累,从而造成污染。为此,无公害蔬菜生产规程中,明确规定了产地的环境条件,要求菜区大气环境达到国家标准GB3095-1982所列的一级空气质量标准,种植无公害蔬菜的地块应与工矿区、公路、医院、生活污染源保持一定的距离。

土壤污染工业“三废”农药、化肥、未经处理的粪便和污水进入土壤均会造成污染。土壤污染具有隐藏性和潜伏性,很难消除,对作物危害很大。因此,进行无公害蔬菜生产认证时,土壤检测是必须的。

水体污染灌溉是蔬菜生产中不可缺少的环节,灌溉用水的质量直接影响蔬菜的品质。无论是地上水或地下水,都不可避免与岩石、土壤、大气接触,便会受到不同的污染。含有害物质的废水直接或间接进入农田,就会把大量的有害物质带入土壤并积累下来;含有重金属有害物质的废渣,经过降雨淋溶进入土壤,成为地下水。利用受污染的水体进行菜田灌溉,蔬菜就会受到污染。无公害蔬菜生产灌溉用水要执行国家标准GB5084-1985中所列的二级标准,不用地上水,用50米以下的地下水。

二、栽培过程中的污染及防治措施

农药的使用防治蔬菜病虫害,使用农药是必不可少的。喷洒人工合成的化学农药,会有10%~20%粘附在蔬菜表面,80%~90%散落到地面,一部分溶于水被根吸收,还会有少量残留在土壤或渗入地下水中。随着农药使用次数和数量的增加,使用剧毒、高残留农药成为造成蔬菜农药污染的主要原因。因此,在对蔬菜病虫害的防治中,必须以预防为主,综合防治。优先采用农业和生物防治措施,科学使用化学农药,协调各项防治技术,发挥综合效益,把病虫害控制在经济允许水平以下,并保证蔬菜中农药的残留量低于国家允许的标准。减少农药污染的主要途径有科学安全用药,选用高效、低毒、低残留的化学农药,严格控制用药量,更合理、广泛地使用生物农药等。另外,科学轮作,合理套作;土壤深翻、冬灌、消毒;选择丰产、优质、抗病性强的蔬菜品种,对种子包衣;加强病虫害预测预报,做到适时用药,在害虫最敏感的时期用药;大力推广生物防治、生态防治和物理防治技术,都能够科学有效的减少污染。

化肥施用 以矿物为原料加工而成的磷、钾、硼肥,原料中含有的某些有害元素,在土壤中积累超标,进入蔬菜株体被人体食用,会导致人体慢性中毒,超量使用氮素化肥也会对蔬菜造成污染。因此,我们在无公害蔬菜生产中,必须坚持以有机肥为主,化学肥料为辅,进行测土配方施肥,或增施一些蔬菜必需的微生物肥料。要严格限制化肥使用种类、施用量和使用时间,对有机肥做好无害化处理,防止将有害物质和病原菌带入菜田。

土壤及地下水防治措施范文第4篇

关键词:海水入侵;发展;影响

中图分类号:P733.1文献标识码: A 文章编号:

从20世纪初欧洲首先发现海水入侵至今,有人类居住的五大洲先后都发生了海水入侵,而我国也于1964年在大连首次发现了海水入侵,目前,全国沿海各省市均不同程度得发生了海水入侵。海水入侵给沿海地区的工农业带来了巨大的损失,影响了沿海地区人民的身体健康和生活水平,甚至制约了当地经济社会发展。

广义的海水入侵又称为“咸水入侵”(salinity intrusion),是指由于自然(干旱、海平面上升、潮汐等)或人为(地下水超采、海水养殖、盐田等)因素的影响下导致地下含水层动力条件发生改变,地下水含盐量升高至危害程度的现象。狭义的海水入侵(seawater intrusion)是指在沿海地区,由于大量开采地下水导致地下水位大幅度下降,使淡水与海水之间的动态平衡遭到破坏,海水侵入沿岸含水层并逐渐向内陆渗透的水文地质作用。本文所提及的海水入侵主要是指狭义的海水入侵[1]。

一、海水入侵原理及标准

根据吉本—赫兹伯格原理,海水入侵的基本原理如图1。

图1 吉本—赫兹伯格界面模型图

当咸淡水界面上某点在静压力下达到平衡时,海水面到改点淡水深度区Z与海平面以上的淡水高度hf存在如下关系[2]:

根据计算结果,以海平面为界,海平面以下淡水厚度应是海平面以上淡水厚度的40倍。当hf减少(即水位下降)1个高度单位时,则Z减少(即咸淡水界面上升)40个高度单位。也就是说,地下水的一个小幅度下降,就会引起咸水体向淡水体一个较大幅度的推进。

氯离子是海水中最主要的稳定常量元素,因此,海水入侵的主要标志就是地下水中氯离子含量明显升高。根据世界卫生组织制定的饮用水水质标准,以氯离子含量标准小于等于250mg/L(GB5084-92)作为判断海水入侵金额面的标准[3]。

二、海水入侵的危害

海水入侵是沿海地区主要的生态环境问题之一,它对工农业生产和人类的身体健康带来了多方面的影响和危害,主要表现在以下几个方面:

1、造成淡水资源恶化,加剧淡水匮乏

我国是世界上淡水资源相对匮乏的国家之一,沿海地区的人口密集和经济的高速发展对淡水资源的需求尤为突出。随着海水的不断入侵,造成地下水盐度升高,甚至某些地区不能直接供人畜饮用,如莱州湾地区,70年代以前,氯离子含量仅53.3mg/L,到80年代,有些60、70年代打凿的水井中的氯离子已达300mg/L[4]。地下水质的恶化,同时也加剧了沿海地区淡水资源的匮乏,造成工农业争水、城乡争水的局面,人类竞相开采地下水,连年超采,地下水位不断下降,从而导致海水得不断入侵,形成恶性循环。

2、耕地盐渍化,导致农作物减产

沿海地区受到海水入侵后,农田机井的水质变咸,甚至报废,造成灌溉面积的减少。由于入侵海水的影响,地下咸水上升到耕作层,导致了土壤发生盐渍化;如果长期利用咸水灌溉,盐分会在土壤的表层聚集,从而导致土壤肥力下降,农作物减产。有关资料表明,水中氯化物含量超过600、800、1200mg/L,蔬菜就要减产20%、40%、60%;氯化物超过500 mg/L,产出的西红柿个头小、口感差、产量低,白菜烂心;超过1000 mg/L,黄瓜绝收[5]。

3、水质恶化,影响工业发展

由于海水入侵,造成企业的生产生活用水短缺,从而进行远距离的调水补给,增加了生产成本;而使用咸化地下水的企业,加速了工业管道、设备的腐蚀和老化,缩短了设备的使用期限,影响了产品的质量,从而降低了经济效益。根据山东省统计年鉴记载,海水入侵使整个莱州湾地区每年工业损失约达10亿。

4、水源丧失,威胁人体健康

海水入侵区域的人畜水源地受到污染,沿海区域人们如果长期饮用微咸水,那么地方病的发病率显著升高,人们的身体素质和健康水平受到很大威胁。

三、海水入侵的防治对策

治理海水入侵的基本原则主要是以防为主,在海水入侵地带周围及尚未侵入地区加以预防,控制入侵区域的扩展。对已经发生海水入侵的区域,采取有效治理措施 ,缓解入侵带来的危害,降低损失。

1、建立沿海地下水预警系统,加强海水入侵监测

在沿海砂质、泥砂质低的平原和河口等海水入侵的易发区,建立海水入侵监测网,利用竖直模拟技术建立海水入侵评价预测平台,为海水入侵防治提供实时信息资料。

2、开展科学研究,指导海水入侵防治

加强对海水入侵的科学研究,收集科学有效的调查数据,摸清海水入侵的成因、速度和变化规律,加强海水入侵预防技术研究,指导治理海水入侵的实践工作。

3、采取措施开源节流,稳中回升地下水位

海水入侵的主要原因是由于地下水的过度开采,造成地下水位下降,从而引起海水倒灌,对地下水的利用要开源节流,防治海水入侵。开源节流即通过增加地下淡水的补给量,合理限制地下水开采,从而回升地下水位,避免海水入侵。

4、加强舆论宣传,提高全民水危机意识

建立公众参与机制,加强水资源保护。充分利用报刊、影视、广播等社会舆论沉底,加大宣传力度,提倡节约用水,提高全民的水危机意识,形成珍惜水资源、保护水资源的良好风尚,实现“要我保护”到“我要保护”的转变。

参考文献:

[1]彭昌盛,刘萍,陈友媛. 我国海水入侵形势与对策.中国科技成果,2007,18(09)

[2]辛江,王教河,马举. 辽宁沿海地区海水入侵成因及防治措施.东北水利水电,2002,20(4):1-2

[3]夏青,张旭辉. 水质标准手册,北京:中国环境科学出版社,2000,57-87

土壤及地下水防治措施范文第5篇

【关键词】地面沉降;灾害成因;防治措施

中图分类号:P64 文献标识码:A 文章编号:1006-0278(2014)07-150-01

地面沉降又称为地面下沉,它是在人类工程经济活动影响下,由于地下松散地层固结压缩,导致地壳表面标高降低的一种局部的下降运动。它是一种不可补偿的永久性环境资源和资源的损失。地面沉降持续时间长、影响范围大、成因复杂以及防止难度大。地面沉降对经济发展、资源利用,城市建设以及人民生命安全造成极大的灾害。地面沉降是我国乃至全世界的较普遍的地质灾害,对社会经济的可持续发展影响巨大。

一、国内地面沉降现状

目前,中国在19个省份中超过50个城市发生了不同程度的地面沉降,累计沉降量超过200毫米的总面积超过7.9万平方公里。地面沉降的重灾区主要是长江三角洲地区、华北平原和汾渭盆地这三个区域。中国地质调查局公布的《华北平原地面沉降调查与监测综合研究》及《中国地下水资源与环境调查》显示:华北平原不同区域的沉降中心有连成一片的趋势;长江区最近30多年累计沉降超过200毫米的面积近1万平方公里,占区域总面积的1/3。

二、地面沉降的原因

引起地面沉降的原因较为复杂,主要有以下下几种人为因素:

1.抽汲地下水引起的地面沉降。抽汲地下水引起的地面沉降大多发生在大量开采松散沉积物孔隙承压水的地区。根据有效应力原理,饱和土体的自重应力由颗粒和孔隙水共同承担,由土颗粒所承担的那部分应力为有效应力。当抽水引起承压水水位下降时,含水层本身及其上下隔水层中孔隙水压力也随之降低。在总应力不变的条件下,饱和土体中孔隙压力减小必然会使土中有效应力等量增大。使土体被压密并导致地面沉降。

2.工程降水引起局部地面沉降。在深基坑和地下构筑物的开挖过程中往往会遇到地下水位高于施工作业面的情况,为防止基坑边坡失稳,保证顺利开挖,避免水下作业,须进行基坑降(排)水。但是,降水方案不当,会引起周围地面沉降。

3.开采固体矿产引起的地面沉降。矿区采空塌陷分布在各矿区,以采煤塌陷最为突出。

4.开采石油天然气引起的地面沉降。

三、地面沉降的危害

1.对建筑物造成危害和影响,使建筑地基下沉,房屋开裂等。

2.形成地裂缝,直接或者间接的对建筑物造成破坏并恶化环境。

3.影响建筑物抗震能力,致使地震灾害加重。

4.由于地面沉降作用,局部改变地形地貌条件,形成地面沉降降落漏斗,降低防洪排涝工程效能,造成大面积积水,洪涝灾害加剧。

5.造成海水倒灌。地面沉降区多出现在沿海地带。地面沉降到接近海面时,会发生海水倒灌,使土壤和地下水盐碱化。对地面沉降的预防主要是针对地面沉降的不同原因而采取相应的工程措施。

四、地面沉降的预测、监测与防治措施

(一)地面沉降的预测

国内外有关地面沉降的预测方法很多,主要有模糊神经网络、灰色理论等当沉降均匀平稳时,宜采用灰色预测,当沉降波动较大时,宜采用人工神经网络预测。沉降是一个受多方面因素影响的复杂过程,其影响因素与沉降之间存在复杂的非线性关系,正确选择预测方法和建立相应的模型,对于精确的预测沉降和防止事故的发生显得尤为重要。

(二)地面沉降的监测

地面沉降的监测项月主要有大地水准测量、地下水动态监测、地表及地下建筑物设施破坏现象的监测等。监测的基本方法是设置分层标、基岩标、孔隙水压力标、水准点、水动态监测网、水文观测点、海平面预测点等,定期进行水准测贷和地下水开采量、地下水位、地下水压力、地下水水质监测及地下水回灌监测,同时开展建筑物和其他设施因地面沉降而破坏的定期监测等。根据地面沉降的活动条件和发展趋势,预测地面沉降速度、幅度、范围及可能产生的危害。

(三)地面沉降的防治措施

地面沉降一旦出现很难治理,因此地面沉降主要在与防治。目前,国内外顶防地面沉降的主要技术措施大同小异,主要包括建立健全地面沉降监测网络,加强地下水动态和地面沉降监测工作;开辟新的替代水源、推广节水技术;调整地下水开采布局,控制地下水开采量;对地下水开采层位进行人工回灌;实行地下水开采总量控制、计划开采和目标管理。

除上述措施外,还应查洁地下地质构造、对高层建筑物的地基进行防沉降处理。在已发生区域性地面沉降的地区,为了减轻海水倒灌和洪涝等灾害损失,还应采取加高加固防洪堤、防潮堤以及疏导河道,兴建排涝工程等措施。

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