水文地質(zhì)勘察中地下水的問題及解決方法研究

＊李艷龍

（山西煤炭進出口集團左云韓家洼煤業(yè)有限公司 山西 037100）

近些年來我國的工業(yè)建設(shè)快速發(fā)展，在地質(zhì)勘察行業(yè)的建設(shè)和現(xiàn)代化發(fā)展方面加大了投入的力度，地質(zhì)勘查工作受到了持續(xù)性的關(guān)注。水利工程建設(shè)和其他工程項目的建設(shè)過程中，地下水問題的防治，是后續(xù)工程投入到運行后是否能夠具備穩(wěn)定性能的決定性要素。因此加強對地下水問題的防治，要以獲取水文地質(zhì)勘察的結(jié)果為切入點，評估地下水情況，對地下水位不穩(wěn)定的現(xiàn)象，采取有效的措施。通過研究水文地質(zhì)勘察的內(nèi)容、總結(jié)地下水問題的類型，可以有效的增強地下水問題的防治效果，提高水文地質(zhì)勘查工作的質(zhì)量和效率。

1.水文地質(zhì)勘察的內(nèi)容

(1)前期勘察

水文地質(zhì)勘察工作指的是由專業(yè)的勘察人員，對當?shù)夭煌乃牡刭|(zhì)條件進行勘測和分析，要采取適應(yīng)性較強的勘查手段，了解勘察地質(zhì)區(qū)域的狀況，包括地下水情況以及各類型的地質(zhì)狀況等，獲取相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，并對數(shù)據(jù)進行進一步的調(diào)研、應(yīng)用、整合。在水文地質(zhì)勘察工作的過程中，工作人員會從前期階段和后期階段這兩個部分著手，進行水文地質(zhì)的勘察作業(yè)，水文地質(zhì)勘察工作的前期是準備階段，開始時期工作人員需要做好前期的考察準備工作。大多數(shù)的水文地質(zhì)勘察工作都是在野外條件下進行的，例如，露天條件或是在地質(zhì)狀況不理想的情況下，進行水文地質(zhì)勘察工作，勘查數(shù)據(jù)的準確性會受到多種因素的影響而發(fā)生波動，勘查工作的精準性不足。

(2)獲取樣本數(shù)據(jù)

在外界氣候因素、自然環(huán)境因素的干擾下，勘察工作人員面臨著一定的困境，勘查工作的實施難度較大，因此在實踐過程中，勘察工作人員需要將不利的自然環(huán)境因素、氣候條件因素等清除，在適合的時間和方法下進行勘察作業(yè)。水文地質(zhì)工作的開展過程中，獲取有關(guān)的樣本，對當?shù)氐乃牡刭|(zhì)狀況的數(shù)據(jù)信息進行收集，可以為后續(xù)的檢測工作提供依據(jù)。數(shù)據(jù)支持、實物支持，都是檢測工作實踐中必不可少的資源，在前期做好準備階段的工作，提高水文地質(zhì)勘察前期階段工作的效能和準確性，為后續(xù)的水文地質(zhì)條件勘測活動奠定基礎(chǔ)。在后期階段勘察工作人員則需要結(jié)合獲取到的水文地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)信息，制定勘察報告，解釋水文地質(zhì)前期的檢測結(jié)果、勘察結(jié)果，致力于解決地下水問題，解決地下水問題循環(huán)圖見圖1[1]。

2.水文地質(zhì)勘察的重要意義

地下水勘查工作對于我國的水文地質(zhì)勘察有著重要的意義，因為在地下巖石和礦床區(qū)域內(nèi)，地下水是重要的構(gòu)成部分之一，水在流動運行的過程當中，會直接影響巖石工程和礦產(chǎn)開采工程的生產(chǎn)情況。地下水的走勢不同，水中的物質(zhì)變化很大，因此對巖石工程礦區(qū)開采工程產(chǎn)生的影響各有不同，加強對地下水的勘查工作，解決地下水問題，對提高地下水的合理利用率有著深遠的影響和重要意義。開采地下資源環(huán)節(jié)，地下水勘查工作的結(jié)果具有較強的現(xiàn)實價值，因此水文地質(zhì)勘察工作和地下水勘察之間形成了緊密的關(guān)聯(lián)性，提高地下水勘查數(shù)據(jù)的準確性，可以將勘查區(qū)域內(nèi)地下水的運行狀況體現(xiàn)出來，從而提高勘查效率，為我國的工業(yè)建設(shè)提供切實的保障。

3.水文地質(zhì)勘察中地下水勘察存在的問題

(1)潛水位上升問題

在水文地質(zhì)的勘察中，地下水常見的問題中，潛水位上升反映的是當?shù)氐慕邓?，因為地下水水位變化和當?shù)氐慕邓恐g具有直接的關(guān)聯(lián)性，潛水位上升，不僅會對區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境造成影響，而且還有可能導(dǎo)致地面的建筑物地基受到破壞，地基的含水量增加。受到置換作用的干擾，建筑物的地基強度被削弱，增加了建筑物裂縫風險、變形問題的發(fā)生幾率，潛水位上升的問題，使得周圍的土壤環(huán)境發(fā)生了變化。因為在潛水位上升的過程中，土壤會受到擠壓力的作用，因此周圍土壤很有可能在潛水位上升的情況下，發(fā)生土質(zhì)疏松等質(zhì)量變化，土層的技術(shù)強度水平不足，建筑物的穩(wěn)定性、安全性受到了破壞。

潛水位上升還有可能侵蝕巖石層，受到了潛水位上升的影響，結(jié)構(gòu)自身的耐受能力不足，地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生幾率大幅度增長。地下水量較為豐富的情況，潛水位上升時，土質(zhì)的理化性質(zhì)會發(fā)生改變，例如，土地鹽堿化、土地沼澤化等理化性質(zhì)的變化較大，建筑物的使用年限受到了影響。水文地質(zhì)的勘察中，潛水位上升的問題是常見的地下水問題和現(xiàn)象，值得勘察人員著重地做好對潛水位上升問題的分析。

(2)地下水位下降問題

地下水位下降問題主要的原因包括了區(qū)域降雨量減少以及人為過度開采，此類因素的影響下，地下水位有可能會發(fā)生下降的變化，當出現(xiàn)地下水位下降的問題時，下降的程度過大，將會導(dǎo)致建筑物內(nèi)的木質(zhì)結(jié)構(gòu)受到拉伸作用，出現(xiàn)破損、形變的問題。混凝土結(jié)構(gòu)也會在地下水位下降過大的影響下出現(xiàn)損壞，結(jié)構(gòu)的老化程度加重，老化速度快，建筑物的使用周期、整體的壽命性能均受到影響，安全性被破壞。

在地下水位下降的過程中，含水層頂板和水位之間的距離進一步的加大，地下水的分壓作用降低，上部結(jié)構(gòu)的自重對土壤的密實度產(chǎn)生了影響，注漿增加，地上的建筑物有可能會出現(xiàn)質(zhì)加量病害問題。例如，連接裂縫沉降和凹陷等問題風險的發(fā)生幾率增加，建筑物整體的穩(wěn)定性會受到地下水位下降的影響，而出現(xiàn)活動穩(wěn)定性不足的問題，承載力降低，結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)應(yīng)用的安全性減弱。

(3)地下水位波動不規(guī)律

在水文地質(zhì)勘察工作中，地下水位不規(guī)律的波動問題是在氣候條件的影響下產(chǎn)生的現(xiàn)象，隨著地下水位變化的不規(guī)律情況的出現(xiàn)，將會產(chǎn)生一定的擠壓作用力、頂升作用力，對建筑物的混凝土結(jié)構(gòu)和木質(zhì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了影響。結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性被破壞，增加了破損風險、形變風險，結(jié)構(gòu)的老化速度加快，建筑物的使用周期也會因此而縮短。

地下水位不規(guī)律的波動，對周圍的土壤情況產(chǎn)生了影響，周圍土壤的基礎(chǔ)情況會在地下水位不規(guī)律波動的變化下，受到置換作用的影響，形成土層理化性質(zhì)轉(zhuǎn)變的問題，降低了建筑物原有的承載力，建筑物的基礎(chǔ)強度降低，上層建筑有可能會出現(xiàn)裂縫和形變。

(4)承壓水問題

承壓水是地層深處的地下水，隨著我國建筑行業(yè)近些年來的快速發(fā)展規(guī)模逐步擴大，建筑工程項目的體量增長，基礎(chǔ)工程的深度也發(fā)生了變化，持續(xù)的擴大深度的形勢下，承壓水的危害逐漸暴露出來。承壓水所造成的危害主要是在前期的作業(yè)施工環(huán)節(jié)體現(xiàn)的，例如，在基坑開挖的施工作業(yè)環(huán)節(jié)，承壓水會導(dǎo)致含水層上方的土層壓力減弱，順著節(jié)理裂隙，承壓水會向著壓力小的部分轉(zhuǎn)移和滲透。

受到這一現(xiàn)象的影響，基坑會出現(xiàn)涌水和涌砂的現(xiàn)象，無法順利的進行后續(xù)的建設(shè)活動，作業(yè)活動的順利推進受到阻礙，承壓水對周圍的土壤情況也會形成影響。例如，在項目A中，出現(xiàn)了承壓水問題，受到置換作用的干擾，土層的理化性質(zhì)發(fā)生改變，降低了建筑物的承載力，含水量增長的情況下，土壤的自重也有所增加，基坑的塌陷風險和變形風險較大，地下水示意圖見圖2[2]。

4.水文地質(zhì)勘察中地下水問題應(yīng)對措施

(1)明確地下水勘察內(nèi)容

應(yīng)對地下水問題，加強對地下水問題的勘察，展開安全問題的防范與治理，要求水文地質(zhì)勘察人員在具體的工作實踐中，加強對地下水問題的應(yīng)對、防治，明確地下水勘察的內(nèi)容，確?？辈旖Y(jié)果完善性，獲取有實用價值、全面的數(shù)據(jù)信息，在采集數(shù)據(jù)、應(yīng)用數(shù)據(jù)的方面，保證地下水勘查工作可以發(fā)揮出一定的功能。地下水勘查工作的復(fù)雜程度強，勘察范圍廣泛，并不受限于作業(yè)區(qū)域，周圍的區(qū)域水文情況也是勘查的要點，在勘查工作的過程中，結(jié)合常見的地下水問題，作業(yè)人員需要加強對周邊區(qū)域水文情況的調(diào)查研究，了解地下水的類型[3]。

明確采集的內(nèi)容，涵蓋地下水深度數(shù)據(jù)、含水層數(shù)據(jù)信息，以及含水層材質(zhì)、地下水水位、地下水水質(zhì)等有關(guān)的信息數(shù)據(jù)，除了獲取此類直觀的地下水數(shù)據(jù)之外，還需要進一步的做好調(diào)研工作，了解區(qū)域降水條件。對地下水的延伸路線、補充途徑進行分析，采集完整的數(shù)據(jù)資源，綜合的評價數(shù)據(jù)信息，獲取評估結(jié)果，確保評估結(jié)果的準確性、可靠性。制定可行的預(yù)防措施，為后續(xù)的工作提供數(shù)據(jù)支持和參考，以此來防范地下水位過高過低、不規(guī)律波動和承壓水問題可能帶來的負面干擾。

(2)制定詳細的地下水勘查方案

在地下水勘查問題的防范和治理中，水文地質(zhì)勘察作業(yè)人員需要制定詳細的勘查計劃，加強對地下水情況的詳細勘查，獲取精準的數(shù)據(jù)信息，準確的進行評估。區(qū)域內(nèi)的巖土體結(jié)構(gòu)自身水理性質(zhì)較強，對地下水勘察工作會產(chǎn)生影響，在制定地下水勘查方案計劃的過程中，需要研究巖土體的理化性質(zhì)，做好分析工作，深入的研究巖土層的融水性和儲水性，掌握水質(zhì)變化的情況。

在勘察作業(yè)的環(huán)節(jié)，要將勘察工作劃分為三個時期，分別為踏勘、初勘和詳勘，這三個階段是勘察人員加強對地下水基礎(chǔ)情況了解的必經(jīng)階段，要保證所獲取的數(shù)據(jù)全面性、準確性、合理性。在前期的作業(yè)環(huán)節(jié)，勘察人員要制定地質(zhì)勘查的計劃方案，細化勘察內(nèi)容，對不同區(qū)域的巖土變形情況進行采集、分析，獲取有關(guān)的數(shù)據(jù)信息，加強對地下水基礎(chǔ)情況的分析、了解，提高地下水分析結(jié)果的準確性。在詳細的地下水勘察方案的計劃下，展開各項工作，獲取準確的數(shù)據(jù)資源，確?？辈靾蟾娴木珳食潭萚4]。

(3)加強制度建設(shè)

建立起完善的制度體系，是地下水勘察和水文地質(zhì)勘察工作的基礎(chǔ)，制度具有保障作用、約束作用，可以使人員的行為更加的規(guī)范，細化人員職責，因此在防范地下水勘察問題的過程中，有必要從前期的制度規(guī)劃著手，建立起完善的地下水勘查制度體系，加強對勘察工作的規(guī)范化建設(shè)，確保勘察工作的有序性、規(guī)范性，防范返工風險。很多勘察單位在勘察制度的擬定過程中，是以提高作業(yè)過程標準化、規(guī)范化為目的展開的，更新速度較慢，制度內(nèi)容更新不及時，產(chǎn)生了一定的滯后性問題。因此在制度建設(shè)方面，有必要結(jié)合地下水勘查的目標、方向，補充缺失的部分和制度內(nèi)容當中滯后的部分。

更新制度內(nèi)容，從動態(tài)化的角度及時進行制度體系內(nèi)容更新，確?？辈熘贫葍?nèi)容的完整性、全面性，制度推行過程中，工作人員要采集反饋信息，將有效的信息提取出來，有選擇性的對勘察制度的內(nèi)容進行補充，確保制度內(nèi)容具有人性化的特點。在實行有關(guān)的制度時，要保持制度處于持續(xù)更新的狀態(tài)下，提高建筑規(guī)范性，滿足建筑要求，增強制度內(nèi)容的適用性，在勘察制度體系的保障作用下，提高地下水勘查的工作質(zhì)量、工作效果[5]。

(4)建立完善的水文地質(zhì)評估體系

在水文地質(zhì)的勘查作業(yè)中建立起評估體系，完善評估體系的功能，可以及時的發(fā)現(xiàn)其中存在的潛在威脅，并采取早期的處理措施、干預(yù)措施，防范風險，清除潛在的威脅因素，為區(qū)域水文地質(zhì)的情況提供穩(wěn)定保障、安全保障。借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)，構(gòu)建地質(zhì)評估體系時，需要對評估指標進行科學(xué)、合理的設(shè)置，例如，氣候條件、巖土性質(zhì)、地下水所在深度等。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對相關(guān)的指標進行分析，獲取數(shù)據(jù)，分析結(jié)果，對不同的參考指標的所占權(quán)重進行劃分，確保權(quán)重占比的合理性效果。

在計算環(huán)節(jié)，工作人員應(yīng)將參考數(shù)據(jù)指標代入其中，排序計算的結(jié)果，對區(qū)域內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生順序和具體的防治方法要進行明確，找到問題治理的關(guān)鍵點，明確治理問題時的具體順序，確保工作推進的有序性、高效性，獲取可靠的水文評估結(jié)果。結(jié)合實際的情況，調(diào)整評估體系的指標和指標權(quán)重，獲取可靠的分析結(jié)果，將評估體系的實用價值利用起來，促使水文勘測工作的順利實施，加強對地下水問題的防治[6]。

5.結(jié)論

綜上所述，地下水問題對水文地質(zhì)勘察工作所帶來的影響是不可忽視的，地下水問題多種多樣，在水文地質(zhì)勘察工作中，對地下水問題進行防治，需要對當?shù)氐牡刭|(zhì)條件和地下水深度挖掘問題之間的關(guān)系進行分析，理清二者之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)。制定科學(xué)、完善的地質(zhì)勘查機制，對地下水問題進行防治，制定可行的解決策略、防范策略，提高水文地質(zhì)勘察工作的實效性和有效性，促使我國水文地質(zhì)勘察行業(yè)的進一步穩(wěn)健創(chuàng)新發(fā)展。