地下水对环境地质造成的影响探析

■陈和军

（新疆地矿局第二水文工程地质大队　新疆　昌吉　831100）

地下水对环境地质造成的影响探析

■陈和军

（新疆地矿局第二水文工程地质大队新疆昌吉831100）

地下水是水文循环的重要环节，过量开发或排除地下水所造成的地下水位下降，会引起一系列严重的环境地质问题。主要是水文循环平衡破坏、生态环境退化、水岩（土）力学平衡破坏以及渗流场平衡破坏等问题。本文对地下水引发的环境地质问题进行了简要的分析，并提出了如何改善的措施。

地下水危害环境地质

1　地下水位

1.1地下水位测定

众所周知，不存在水力联系的各含水层具有各自的水位(潜水位或承压水位)。在已废止的1994版勘察规范中，由于历史原因只要求测定初见水位和稳定水位，后者规定在终孔后24小时测定。实际上测得的是混合水位，不能反映出各含水层的水位及其差异。在现用的市勘察规范中明确规定应分层测定地下水位，并要求确保测定前止水质量以保证测定水位的可靠性，对此，不少单位的对策是可取的，在勘探孔附近挖一个深度1m左右小坑或小洞直接测定初见水位，待次日进场时测定稳定水位，并取潜水样；用具有测孔隙水压力功能的多桥探头，结合静力触探测试保证探头在孔内稳定测试时间，同时测定各含水层的承压水位；在勘探孔内分层埋置孔隙水压力探头，分层测定各含水层的稳定水位；有些单位则利用场地群孔勘探之便，在相应的钻孔中用传统的埋管止水方法，分别在每一个孔中只测定一个含水层的地下水位。此法可免为测稳定水位使钻孔施工等待时间过长之不足。

1.2地下水位动态

潜水位主要受大气降水/蒸发影响，丰水季节偏高，旱季偏低，规范推荐埋深在0.5m~1.5m是可行的。但要注意由于工程填、挖方活动，使现场测定水位可能小于0.5m或低于1.5m(埋、填方时)。在勘察时应记录实际水位埋深，同时进行分析。原因可能是布置的观测孔离地表水体距离过远，超出地表水位周期涨落对岸侧潜水位的影响范围。众所周知，地表水位周期性涨落对附近地下水位影响是随着距离增大而减小直至消失；潜水位观察孔观察时间安排欠合理。或观测次数过少，观测间隔不均匀，或未及时测定相邻地表水位。

2　地下水对工程造成的危害

2.1地下水升降变化引起的岩土工程危害

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，都会对岩土工程造成危害，第一种是水位上升引起的岩土工程危害。潜水位上升的原因是多种多样的，其主要受地质因素如含水层结构、总体岩性产状；水文气象因素如降雨量、气温等及人为因素影响，有时往往是几种因素的综合结果。由于潜水面上升对岩土工程可能造成土壤沼泽化、盐渍化，岩土及地下水对建筑物腐蚀性增强。斜坡、河岸等岩土体岩产生滑移、崩塌等不良地质现象；第二种是地下水位下降引起的岩土工程危害。

2.2地下水频繁升降对岩土工程造成的危害

地下水的升降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.不仅使岩上的膨胀收缩变形往复，而且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物特别是轻型建筑物的破坏。地下水升降变动带内由于地下水的渗透，会将土层中的铁、铝成分淋失，土层失去胶结物将造成土质变松、含水量孔隙比增大，压缩模量、承载力降低，给岩土工程带来较大的麻烦。

2.3地下水动压力作用引起岩土工程危害

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，往往会引起一些严重的岩土工程危害，如流砂、管涌、基坑突涌等。流砂、管涌、基坑突涌的形成条件和防治措施在有关的工程地质文献已有较详细的论述，这里不再重复。

3　地下水超采对环境地质造成的危害

3.1水文循环平衡破坏，生态环境退化

地下水是水文循环的重要环节，过量开采地下水会破坏原有的水文循环。地下水集中排泄形成大泉，常构成名胜古迹的精华，由于地下水位深降，千古传颂的名泉（如济南的趵突泉、太原的晋祠泉）或不复存在，或成了涓涓细流。由于地下水位深降，由地下水供应的河水基流也减少以至消失，干旱半干旱地区的地表径流也随之衰减；地下水位降低使由浅埋地下水所维持的沼泽湿地被疏干，从而造成水栖候鸟及某些野生动物如河狸、麋鹿等栖息地的衰亡，将会导致有关生物群消亡。半干旱地区，尤其是干旱地区的平原盆地地区，地下水位下降，包气带变厚的同时水分供应不足，导致植被衰退。表土裸露且缺乏水分粘结，易遭风蚀，从而造成土地沙化，导致生态环境全面退化。

3.2地面沉降，坍塌

充盈于岩土空隙中的地下水，与岩土共同构成一个力学平衡系统，孔隙水压力与岩石骨架的有效应力共同与总应力相平衡。开采地下水引起水位下降后，由于孔隙水压力降低，而总应力没有改变，因此有效应力增加，岩土骨架因此发生释水压密。砂砾层基本呈弹性变形，地下水位复原时地层回弹；而粘性土层则为塑性变形，地下水位恢复时粘性土层的压密基本不再回弹。因此，开采孔隙承压含水系统会导致土层压密，引起地形标高的降低，即地面沉降；地面塌陷主要发生在平原隐伏岩溶区，该类地区为上覆松散沉积物的岩溶化岩层分布区，当抽排岩溶水使其水位低于松散沉积物时，由于失去水的付托力的支撑，在下部隐藏有溶洞处，松散沉积物会坍落于洞穴中，在地表形成大量塌陷挖坑和漏斗，表现为地面塌陷。

4　结束语

在我国很多城市，地下水资源是主要利用的水资源类型，但是随着经济的不断发展，地下水资源被过度开采，从而产生了诸多如地面塌陷、地面沉降、海水倒灌等问题，而且危害程度比较深，因此，要求要引起高度重视，减弱危害的扩展，进而保证我们的正常生活用水。这就需要加强对地下水资源过度开采的遏制，加强地下水在水文地质勘查工作中的重视，提高建筑质量，对造成问题的影响因素进行信息收集和分析，结合勘察地区和建筑工程的实际情况，制定相应的解决措施，保证水文地质勘察工作的真实有效，以减少地下水过度开采对环境地质产生的影响。

[1]殷勇，城市地下水开发引起的环境地质问题刍议 [J].地下水，2013.

[2]陈元明，地裂缝发生发展过程中地下水的作用及防治对策 [J].中国西部科技，2013.

[3]王哲成，地下水超采引起的地裂缝灾害的研究进展 [J].水文地质工程地质，2013.

P641.4+3[文献码]B

1000-405X（2016）-9-6-1