第3章 地下水.pdf

地下水 Underground water 序言 • 地下水：地表以下岩石空隙中的水。地下水是水 资源的重要组成部分，其水质好，分布广，供水 延续时间长，在干旱、半干旱地区是重要甚至唯 一的可用水源。 序言 • 我国年总用水量约四千亿立方米。其中地下水开 采量五百五十亿立方米，约占全国总用水且的 14%，占全国地下水总储量的6.9% 。 • 在工裎建设中，地下水常常会对建筑物的修建、 正常运营和安全造成严重的危害。 • 建筑在阿尔卑斯山脉下面的辛普隆隧道，在工程 进行中，地下水以每分钟60立方米的速度涌入， 使工程不得不停顿了六个星期。 • 1959年发生崩溃的法国马尔帕塞特拱坝，是因为 库水从地下的节理裂隙中渗透进入坝基下方的一 层粘土之内，使粘土的性质变化，引起滑动而崩 溃。 地下水与工程 • 地下水是地质环境的重要组成部分，对土木工程的稳定尤其重要，地 基中的水能降低土的承载力，基坑涌水不利于工程的施工，地下水常 常是滑坡、地面沉降和地面塌陷的重要原因，一些地下水还腐蚀建筑 材料。 • 地面塌陷：在重大工程附近应严格禁止能大幅度改变底下水位的工程 施工，如果必须施工时，应进行回灌以保持附近地下水位变化不大。 • 云南昆明的翠湖，山东济南的豹突泉，都曾因人工抽取地下岩溶水造 成泉水断流，湖底土层陷落、湖水干涸。广东一个铅锌矿，因矿坑疏 干排水，造成地面大面积塌陷。 • 地下水对建筑材料的腐蚀作用：碳酸、硫酸、镁盐等对混凝土、铁及 铝的腐蚀。 • 据美国发表的资料，茌破坏的土石坝中，有40%是由于坝基土或坝体 士渗透变形所造成的。由于地下水可溶性岩石的溶蚀作用，形成洞穴 管道系统，引起岩溶渗漏，则是在碳酸盐岩地区修建水工建筑物常常 会遇到的问题。 武汉市青菱乡烽火村地面塌陷 2000年4月6 日 地面沉降是一个全球性的地质灾害，其危害往往是多方面的，损失也是严重的。 具体有以下几个方面: (1)地面沉降引起区域性海水内侵。 地面沉降使地面标高低于水平潮位，因此常受大海潮的侵袭。上海自1965年在黄浦江、苏州 河沿岸开始修建防洪墙，至1970年，已先后加高5次，其投资超过4亿元。 (2)造成港口、码头、堤岸失效或作用能力下降。 如美国的朗比奇港，因地面下沉而失效;上海市外轮停靠码头，原标高5 ·2m ，1964年降至 3m，高潮时江水上岸，便装卸无法进行。 (3)桥墩下沉，桥梁净空减小，影响水上和陆上交通。 如上海苏州河，原每天河通行2000条船，吞吐量达100万一120万t ，后因桥梁净空减小，大 船己无法通行，中小船的通行时间也受到了限制，使通航能力大大减小。 (4)伴生水平位移的危害。 一些地面下沉强烈的地区，伴随着地面垂直沉降而发生较大的水平位移，往往会使地 面和地下建筑物造成损坏。例如，美国长滩市，在垂直沉降的同时，相伴而生的水平位 移，最大达3m左右、在土层中产生巨大剪应力，便该地区的地面、铁轨、桥墩、大型建 筑物的墙、支柱和桁架以及油井和其他管道等，遭到了严重的破坏。 (5)破坏市政工程，并影响新的城市规划。 地面下沉，深井管相对上升，使原来深井泵座因高出地面而失去取水功能。如美国圣塔克拉 拉流域，深井管上升0 ·91m，不得不进行割管;上海市由于地下水位下降，使许多水泵发生吊泵 而不得不更换设备，还发生过高楼脱空和建筑物倾斜现象等。 地面沉降对环境的危害，还表现出以下主要特点： 一般发生比较缓慢，难以明显察觉；一旦发生了沉降，即使消除了产生沉降的原因， 沉降了的地面也是不可能完全复原的。 我国江苏省的苏州、无锡和常州三市区，长期以来由于过量开采 Ⅱ层地下水，造成这些地区地 下水位不断下降，己超过地下水警戒水位，形成以苏州、无锡和常州三市区为中心的区域性地 2 下水位降落漏斗。其下降速度达1一2m/a ，最低水位己降至—69 ·62m，影响范围近5000km ，导 致了苏州、无锡和常州地区严重的大面积地面沉降，其累计沉降量分别达11