水文地质勘察中常见的难点及对策
2019-01-03张昊
张 昊
辽宁省第一水文地质工程地质大队有限责任公司 辽宁省 121000
测绘、观测等手段是水文地质勘察过程中的常用方法,经过严格、有序勘察,绘制相应地区的水文地质测绘图,分析岩层、地下水等存在的问题,并制定相应的解决措施,是水文地质勘察的最终目标。勘察工程一般跨越周期较长,设备先进程度也很高,因此勘测费用昂贵,为避免不必要的成本浪费,水文地质管理部门一直在寻求最为合理勘探方案。
1 勘察背景分析
某地区自然地质环境复杂,其中松散岩、变质岩是数量最多的,其它岩层如碎屑岩、碳酸盐岩等都在该地区中出现,喀斯特层属于碳酸岩组,其发育深度基本在200米范围内,400m3是该类岩石的涌水量。该地区年降水量比较丰富,地下水在大气降水的影响下升降频繁,此外灌溉水经常出现回渗现象,再加上地表水侧渗,该区水文地质自然条件较差。地区此时正处于丰水期,周边地下水都向中间汇聚,地下水位变化较大,水力坡度也受到很大影响。
2 勘测水文地质时遇到的阻碍
2.1 勘察评价体系不够完善
对勘察结果进行评价,是水文地质部门经常忽略的问题,导致此问题的原因一方面是,勘测队伍对勘察参数整理的完整度较低,另一方面则是评价体系不健全。针对上述问题,当地勘测部门也多次修缮评价体系,但对勘察结果的评价仍然浮于表面,只是简单的对调查情况进行总结,并未对勘察中出现的问题制定完善解决方案。多数单位已经意识到勘察评价的重要性,但是由于勘察数据记录不准确,评价结果也存在较大偏差[1]。
2.2 地下水位变化频繁
(1)水位上升。通过对该地区岩层全面分析,总结水位上升原因:岩层性状不够稳定,含水层稳定性较差,地区降雨量较多。通常频繁降雨是导致水位上升的主要原因,此外农田灌溉水回渗、温度变化等因素也会造成水位上升,局部区域水位上升是由上述三种因素同时导致的。随着地下水位的不断升高,中层地下土壤极易出现盐渍化情况,严重的会产生沼泽化,长期浸泡在此环境中,岩层结构会出现变化,其质量随之下降,若上层有工程进行施工,上部建筑极易发生倾斜、滑移现象。
(2)水位下降。诱发水位下降主要是人为因素,与自然环境变化并无多大关联。如在进行矿产开发,或者抽取地下水等过程中,需要对地下水层进行堵截,地下水平衡分布状态被打破,局部水位迅速下降,此外地上水库、拦河坝等的修建也会引发水位突降。水位下降后原本处于浸泡环境的岩层裸露出来,长期处于缺水环境,岩层极易出现裂缝现象,岩层稳定性降低,在温度变化作用下,地表会出现沉降、坍塌等现象,影响该区居民的正常生活。
(3)水位升降变化过快。该地区降雨不规律,干旱、丰水期等现象都在该区存在,水位的频繁变化,会使岩层极不稳定,膨胀、盐渍化现象经常出现,严重的会在地表形成裂缝,进而对影响正常施工。尤其是在科技的不断发展下,建筑重量逐渐减轻,一旦地面裂缝出现,将会直接危及地面建筑安全[2]。
(4)流水压力减少。地下水是一直处于活动状态,具有较强的流动性,一旦水源流动其本身水压就会减少,一般的地下工程不会对动力水压造成影响。若是修建水库、开采地下水等工程,会破坏水源的平衡状态,水分流失导致动力水压失衡,工程建设期间会出现流沙、管涌等现象,这对工程质量、岩层结构的稳定性都会造成影响。
(5)人员因素。优秀的勘察团队必须同时具备:丰富的理论基础和实践经验,且对勘测数据的记录工作非常到位。该地区已经组建起专门的勘察队伍,勘察人员基本为高校毕业生,满足理论基础要求,但团队中缺乏经验丰富者对勘察作业进行指导,水文地质勘测过程没有方向,且缺乏针对性。
3 水文地质勘察中难点对策讨论
3.1 健全勘察评价体系
首先要将原来勘察体系中的多余制度去除,比照现有法律体系,结合地区水文地质情况,制定符合当地发展情况的评价体系。采样、测量等工作必须严格按照制度内容进行,在制度规范下提升勘测标准程度,进而减少勘测中的误差,并提高测绘精度,由测绘仪器等设备导致的误差,需要单位不断提升设备的先进程度。其次,当地勘察部门要结合实际,对自身勘察技术加以改进,并对探测设备进行定期维护和检修,减少设备工作过程中的故障次数,定期维护在一定程度上能提升勘测精度,有利于勘察者得到准确的地质参数。此外,制度体系要明确规定岗位职责,确保勘察工作者各司其职,并健全相应的问责制度,对岗位人员的行为进行约束,一旦触碰制度界限,管理部门有权直接问责,
3.2 清楚勘测的具体内容
具体的勘测内容能为勘察队伍规划大致的探测方向,保证勘察作业的有序性。
此次勘察作业的主要内容如下:首先对地貌形态进行全面勘测,分析地貌成因,并探究地貌单元的内在联系,其次勘测地下水在各单元的分布情况,岩层、土壤等结构中含水量都不同,接着追溯底层形成历史,对其成因、底层形成的先后顺序分析清楚,并深入分析各层性质,如透水性、富水性等,然后精确测量底层厚度并记录[3]。再次,统计地下岩层存在的断层及泉井,最后对地表水面积进行测量,并分析其类型和所在位置。
3.3 合理选择勘测方法
勘测地质水文时,主要用到下述五种方法,该地区勘察期间,针对不同地形选择最佳的勘测方法,勘探结果的准确程度会大大提升。
(1)测绘法。此方法是勘察的基础性方法,工作者利用水平尺、航拍机等设备对地貌进行扫描测量,然后利用计算机绘制精度较高的地貌地形图,为后期有针对性的进行地质勘察奠定基础。
(2)钻探法。测绘、物探是钻探法实施的基础,钻探是为得到准确的岩层结构、水量等基础性参数。钻探过程将探测作为主要手段,探采作为辅助手段,钻孔点的选择必须符合抽水成井的相应原则,且钻探前必须对岩层进行清洗,避免松散泥沙大量堆积,进而影响钻探质量。钻探点杂质较少,岩芯成分相对纯粹,提取时必须保证岩层完整,且岩芯纯净度至少为 70%
(3)物探法。浅震、声波探测都属于物探法范畴,单独使用物理探测方法,对岩层信息的提取比较单一,若将上述两方法结合使用,勘测效率会有所提升。
(4)监测法。利用仪器深入地下对地下水位变化情况进行探测,即监测法,水位线、水温等参数都能被仪器分析出来,地下监测对地质水文情况的了解比较详细,且参数准确度较高[4]。
(5)实验法。室内模拟和室外鉴定是常用的实验方法,室内实验是对样品的侵蚀机理、力学性质等进行分析,并对水质中的颗粒物进行鉴定,室外实验种类较多,如放水、流速测定等。
3.4 加强对勘察团队的人员控制
首先合理配备勘察对人员,既要有经验丰富的工作者,又要有理论基础扎实人员,且定期组织勘察者培训,让队伍成员在多次模拟训练中提升默契程度。其次做好勘察监管工作,约束勘探者行为,确保其按照流程完成勘测任务。此外对勘察小组成员进行针对性考核,确保其技能水准没有下降。
4 结语
水文地质考察全面与否,直接决定施工过程是否顺利,因此不能放松勘察工作力度。勘测期间会受到温度、降水以及人为等多重因素影响,勘察队伍必须克服困难,有序、高效的完成勘察作业。对于水文地质较为复杂区域,勘察团队更要仔细分析地质情况,将各项勘察制度落到实处。