土壤及地下水防治措施范文

時間:2023-12-28 17:39:48

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土壤及地下水防治措施

篇1

[關鍵詞]土壤鹽堿化 土壤次鹽堿化 次鹽堿化的治理 灌溉

中圖分類號:S287 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)15-0098-01

一、土壤鹽堿化的簡介

土壤鹽堿化(soil salinization)是指土壤含鹽量太高(超過0.3%),而使農作物低產(chǎn)或不能生長。

土壤中可溶性鹽類隨水向表層移動并積累下來,而使可溶性鹽(如石膏)含量超過0.1%或0.2%的過程。鹽堿地在利用過程中,簡單的說,可以分為輕度、中度、重度鹽堿地。輕度鹽堿地PH值為:7.1―8.5,中度鹽堿地PH值為:8.5―9.5,重度鹽堿地PH值為:9.5以上。

二、土壤次生鹽堿化的概況

次生鹽堿化又稱“次生鹽漬化”。指由于不合理的耕作灌溉而引起的土壤鹽漬化過程。主要發(fā)生在干旱或半干旱地區(qū)地下水位較高、地下徑流不暢、地下水中含有較多可溶性鹽的沖積平原。

人類活動是引起土壤次生鹽漬化的主因。從外因來看,主要是人類活動所致。歸納起來有:①灌排系統(tǒng)不配套:有灌無排或排水不暢,地下水位上升,導致土壤積鹽。②大水漫灌、串灌:土地不平整,灌水量不加節(jié)制,大量水分入滲提高了地下水位,帶來了次生鹽堿化。③渠道滲漏:長期引水后,提升了渠道兩側的地下水位,引起水道兩側的次生鹽堿化。④平原蓄水不當:平原水庫的水位一般都接近于地面,如在水庫周圍不修建截滲設施,則由于水庫水體的靜水壓,勢必導致水庫周圍地下水位的升高,使土壤發(fā)生次生鹽堿化。⑤利用礦化度較大的地面水或地下水進行灌溉所致。⑥不合理的耕種方式:有些灌區(qū)水旱插花種植,水田周圍又無截滲措施,使四周旱田區(qū)的地下水位因稻田灌水而抬高,造成旱田土壤發(fā)生次生鹽堿化。此外,在灌區(qū)耕作粗放、施肥不合理、土地不平整等,都易造成土壤次生鹽堿化的加重。因此地下水是土壤發(fā)生次鹽堿化的決定條件

三、土壤次鹽堿化的治理

對于土壤鹽堿化的治理, 一般是從旱、澇、堿綜合治理入手, 而有灌有排, 調空地下水位, 則是防治鹽堿化的根本措施。應本著以防為主, 防治結合原則進行治理。在擬定防治措施之前應進行水文地質調查研究, 著重觀測和研究地下水和土壤鹽分的動態(tài)變化。在此基礎上采取科學的治理措施。

(一)、合理灌溉及合理安排種植時間

1、建立完善的灌溉系統(tǒng),使地下水深度保持在臨界深度以下。

2、建立現(xiàn)代化排水系統(tǒng):①水平排水,主要以明溝、暗管的形式進行,既能降低地下水位,又可以排出土壤中的鹽份;②垂直(豎井)排水,豎井排水價格低、不占地、水量大、水質好、控制調節(jié)性地下水位靈活、維修工作少,同時又可以和灌溉相結合,豎直設井以梅花型布井效果為最好。

(二)、化學改良。

一些發(fā)達國家如美國、澳大利亞在鹽漬土上,特別在堿土上施化學改良劑,如:石膏、硫酸、礦渣(磷石膏),因土地類型不同,施入量也不同,施用時間長短取決于當?shù)氐慕?jīng)驗和資金的狀況。施用改良劑后需用大量水沖洗,在水資源缺乏的情況下應用困難,而且成本高。但是,用這種方法能使土壤積水從379天降到145天,滲水從292mm升到605mm。

(三)、植物改良

樹木在生長過程中, 通過葉面蒸發(fā)排除大量的水分, 在一定條件下可以降低地下水水位。一棵15 年的柳樹每年通過葉面蒸發(fā)消耗 91.4m3水, 楊樹為82.9m3水。據(jù)研究灌溉渠系林帶的排水影響范圍可達200m, 潛水位下降最大的地方可達16m。一般多在灌溉渠旁植樹, 利用它吸收渠道側滲補給地下水的水量, 以消除灌溉渠道兩側可能產(chǎn)生的次生的鹽堿化或沼澤化。

(四)、增施有機肥

施用有機肥后,土壤有機質含量和微團聚體數(shù)量增加,容重降低,總孔隙增加,入滲速度得到改善,從而使土壤易于脫鹽;有機肥的施用也能增加有機膠體和腐殖質數(shù)量, 增加土壤膠體對鹽分的吸附能力,降低鹽分在土壤中的活性。半腐熟有機肥不斷消耗耕層和表土鹽分中氮源,并能吸收部分鹽分和阻斷部分毛管水流, 有抑制鹽分積累的作用施用化肥的基礎上施用腐熟有機肥,土壤電導率增加20.4%~40.9%; 施用不腐熟有機肥, 土壤電導率降低14.6%~36.4% ,差異達到極顯著水平。

(五)、沖土排水

通過施用一定數(shù)量的灌水進行沖洗是排除土壤剖面過多鹽分的最主要的措施。沖洗過程中加在土壤表面的水向土中入滲并溶解鹽分,沖洗水通過下滲將鹽分自根層帶至深層。在上部土壤含鹽量很高,且表層土壤透水性很差的情況下,有時也采用地表沖洗的方法,使表層土壤鹽分溶解,并將地表帶有鹽分的沖洗水自明溝排除。

為滿足作物正常生長的要求,需要使一定深度土壤的含鹽量,經(jīng)沖洗后在要求的時間內減少到允許的數(shù)量。沖洗后要求的土層淡化深度和允許的最大含鹽量通常稱為沖洗標準。沖洗標準因土壤鹽分的類型和土地改良后所種植物的耐鹽能力而異。設計的沖洗脫鹽深度一方面決定于作物生長的要求,另一方面也決定防止土壤次生鹽堿化的需要。在氣候干旱蒸發(fā)強烈、作物根層較深的地區(qū)采用較大的脫鹽深度。一般脫鹽深度變化于0.6m至1.0m之間。干旱地區(qū)種植旱作物時脫鹽深度通常采用1m.在缺乏天然排水,土壤含鹽量高,且透水性又較差的地區(qū),在土壤改良的第一年脫鹽深度可以采用0.6m.

人工排水是控制地下水位的有效措施。

實行有灌有排, 排灌結合, 控制地下水位在臨界深度以下。這樣既防鹽堿又防澇, 同時能加強淺層地下水交替作用, 使灌溉水和大氣降水滲入過程中不斷淋洗土壤中的鹽分, 將其帶入地下水中, 促使土壤向脫鹽方向轉化。

修建河渠系統(tǒng), 不斷將多余的地下水排走,達到控制地下水位和制堿的的。根據(jù)經(jīng)驗, 排水溝對于土壤脫鹽的作用與排水溝的深度和土質有關。一般排水溝單側脫鹽影響范圍與溝深的關系為: 輕質土溝深 1. 7~ 4m 時, 脫鹽影響范圍為溝深的80~ 100倍, 粘質土溝深 1~ 2 .5m 時,脫鹽影響范圍為溝深的80~ 130 倍。

四、結束語

以上就是本人總結的關于土壤鹽堿化的概述,關于防治及治理次土壤鹽堿化的方法,我所論述的僅僅是小部分,還有很多復雜但很科學的方法,在此就不在一一論述了。

參考文獻

[1] 蘇志學.土壤鹽堿化及其防治措施.吉林水利,2006,第284期.

[2] 孫慧霞,王暉,張元東.土壤鹽堿化防治措施概述.河南水利與南水北調,2008,第8期.

[3] 于志強,盧永國,付春艷.灌區(qū)土壤次生鹽堿化的綜合措施.黑龍江水利科技,2010,第4期.

篇2

【關鍵詞】公路路基;病害;防治

路基是道路的基礎,更是保證路面質量的關鍵。然而,在現(xiàn)實中,由于需要反復承受各種荷載和自然因素的作用,會導致路基的形狀、邊坡坡度發(fā)生改變,嚴重影響了路面的質量和穩(wěn)定性。由于所處地區(qū)的差異,產(chǎn)生的路基病害也是多種多樣的,最常見有邊坡崩塌、滑塌,路基變形等,產(chǎn)生的原因涉及土質、人為的破壞、養(yǎng)護和管理等因素。徹底的控制路基病害的產(chǎn)生是不現(xiàn)實的,因此,只能找出其產(chǎn)生的原因并做好防范,采取一系列切實可行的措施,將其產(chǎn)生的可能性降到最低程度。

1.不同地區(qū)公路路基病害的類型及其危害

不同的地區(qū),由于所處的地理環(huán)境不同以及多方面因素的影響,會造成多種公路路基病害,常見的有以下幾類:

1.1 黃土地區(qū)公路路基病害類型及其危害。黃土土壤中粉粒含量大,且無層理,具有濕陷性和易溶蝕等特征,因而容易產(chǎn)生路基病害。主要類型有:路基邊坡面的剝落、沖蝕和整體失穩(wěn);填方路基不均勻沉陷;浸水地基承載力不足;瀝青面層的裂縫等。這些普遍存在的路基病害,嚴重影響著公路建設的發(fā)展。

1.2 鹽漬土地區(qū)公路路基病害類型及其危害。①氯鹽漬土。其易溶解,當含鹽量多時,會造成濕陷、坍陷等病害。②硫酸鹽漬土。其危害主要有:土壤鹽分體積的變化會使路基表面疏松,邊坡呈蜂窩狀;會導致路肩疏松,且鹽土粉末容易被除風吹蝕;土壤中硫酸鹽含量過高時會造成路面鼓包、破裂。③碳酸鹽漬土。塑性和黏附性較大,遇水后會導致路面泥濘不堪。

1.3 山區(qū)公路路基病害的類型及其危害。①坍塌。出現(xiàn)坍塌的主要原因是由于開挖路塹邊坡較徒,導致邊坡的支持力減弱,使土壤的抗剪強度降低,導致邊坡的穩(wěn)定性變差。由于坍塌發(fā)生時具有沖擊力,經(jīng)常會引起路基的變形,阻礙交通,給養(yǎng)護工作帶來了不少麻煩。②滑坡?;率嵌逊e層在重力作用下沿著滑動面整體向下滑動的一種地質現(xiàn)象?;瑒拥男纬蓷l件很多,從地質條件上講,滑坡多發(fā)生在土質松軟或軟弱巖層上。從地質構造上講,巖層構造對山坡的穩(wěn)定性影響較大。從水文條件上講,由于地下水的作用,會破壞土體的穩(wěn)定。發(fā)生滑坡現(xiàn)象往往會導致行車中斷,給運輸安全帶來嚴重危害。③泥石流。泥石流是山區(qū)爆發(fā)的特殊洪流,往往是在很短的時間內,流出數(shù)十萬乃至數(shù)百萬立方米的物質,堵塞江河、催毀城鎮(zhèn)和村莊、破壞森林、農田和道路,對人民的生命財產(chǎn)、生產(chǎn)活動以及環(huán)境造成很大的危害。④崩塌。大多數(shù)的崩塌是發(fā)生在雨季或暴雨之后,由于水的滲入,對巖石產(chǎn)生軟化和作用,降低了巖體強度和摩擦力,造成崩塌;由風化的巖層組成的又高又陡的斜坡,穩(wěn)定性差,易造成崩塌;其他的因素如地震、爆破及列車震動等,也都可能誘發(fā)崩塌。

1.4 泥沼、軟土地帶公路路基病害的類型及其危害。泥沼、軟土地帶的公路路基,因其地面低洼、地下水位高、降水充足,土壤含水飽和、透水性強和、抗剪強度低等特點,當受到巨大荷載作用時,容易出現(xiàn)基底向兩側擠壓擠出淤泥以及沉降、沉陷、滑動等病害。

2.公路路基病害的防治措施

2.1 黃土地區(qū)公路路基病害的防治措施:①增加排水設施??杀苊庥捎谂潘涣级鴮е碌牟『Φ漠a(chǎn)生,適用場合如路塹和站場。對于雨水沖刷作用較強,但未設置足夠排水設施的病害部位,需根據(jù)水量大小,增設排水設施,以消除或減小地表水或地下水對路基的侵蝕作用。②及時查修,采取措施,盡量在初期或未到嚴重時進行修補,如更換破損材料等,以避免病害的發(fā)生。③植物防護。是指在公路的邊坡上種草或樹,利用植物根系能固著土壤的作用,以減輕雨水對邊坡的沖刷,減緩水流速度,從而達到保護邊坡的目的。

2.2 鹽漬土地區(qū)公路路基病害的防治措施:①保持排水良好。因為鹽漬土受到雨水、冰雪融水的淋溶嚴重,其含水量較大,極易導致坍塌、路基發(fā)軟、強度減弱而降低承載力。因此,保持排水良好顯得尤為重要。排水溝的設計要保持有0.5%~1%的縱坡。在低矮平坦且排水因難的地段,應加寬加深排水溝。②加固邊坡。對于硫酸鹽漬土路基,宜采用卵石、黏土或廢磚頭平鋪在路堤邊坡上,以起到保護邊坡的作用,防止邊坡被風蝕或人畜踩踏而破壞。③合理設計路基高度、寬度及邊坡坡度。設計時應按照一定的要求,合理選擇路基邊緣高出地面的最小高度以及高出地下水位的最小高度。④加固路肩。對土質中含鹽量大于8%的地區(qū)的公路,應采用滲水材料摻在土壤內以封閉路肩表層。⑤加強路基養(yǎng)護。特別是在秋冬季或春融時節(jié),路肩易出現(xiàn)膨脹隆起,甚至翻漿。這類情況多是由于地面水造成的,因此,應當及時的將隆起的部分鏟去,使地面水及時的排出。⑥種植耐鹽性的植物。為防止邊坡上發(fā)生水土流失的現(xiàn)象,應根據(jù)邊坡的土質和植物生長情況,種植適合的耐鹽性樹木或草本植物。

2.3 山區(qū)公路路基病害的防治措施。山區(qū)公路容易產(chǎn)生的路基病害較多,所以,針對不同的病害應采取不同的防治措施。

2.3.1 坍塌和崩塌的防治措施:采取措施截斷地下水流,使塌方體干燥并排出地下水;設置擋土墻,增加邊坡的支撐力,以防止土體塌落,增強坡體的穩(wěn)定性;當塌方規(guī)模較大且難以根治時,可考慮改道繞線;采用種植植物或鋪砌石塊的方法,加固邊坡,以增強其受沖刷的能力。

2.3.2 滑坡的防治措施:在山坡上種植樹木或草皮,借助其根系吸收地表水分,以排除地表水;設計截水溝或泄水洞,防止泥沙流入淤塞排水孔道,較好的排除地下水;采取減重或修建支撐物的辦法,以確保建筑物基礎的穩(wěn)定,達到增設滑坡體重平衡條件的目的。

2.3.3 泥石流的防治措施:減少坡面荷重;采用草皮、面料等防護與加固邊坡;設置支撐物,如擋土墻、石砌支柱等;水土保持可以減緩水流對山坡的沖刷作用,使土層干燥,是根治泥石流的一種有效辦法;設置排水系統(tǒng),如排水溝、泄水洞等;

2.3.4 泥沼、軟土地帶公路路基病害的防治措施:對軟土路基采用置換法;在路堤兩側填筑土、石板壓護道,使路堤下的淤泥隆起的趨勢得到平衡;通過添加化學溶液等措施,使土壤顆粒膠結起來,加固土基;土工全成材料法。

篇3

關鍵詞 地下水污染;成因;防治措施

中圖分類號X131 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2014)116-0118-02

據(jù)統(tǒng)計,我國水資源總量約為28124億m3,其中,29%為地下水[1]。地下水屬于我國重要的水源之一。隨著對地下水的需求日益增大,地下水超采也成為一個突出問題。此外,在工業(yè)化進程中,我國地下水污染問題也日趨嚴重。和地表水不同,地下水的典型特征是更新緩慢、隱蔽性強。即使受到污染,也不容易被察覺,治理難度大。因此,研究地下水污染的主要原因,并探討防治辦法,對實現(xiàn)地下水資源的合理利用有著十分積極的意義。

1 地下水污染的成因

1.1 地下水超采

過度開采地下水會造成地下水水質下降。另外,還會引起一些地震災害,比如,地表發(fā)生塌陷、地面發(fā)生沉降、自然景觀改變等。沿海地區(qū)過度開采地下水還會讓淡水和海水間的壓力失衡,引發(fā)嚴重的后果。比如,引起海水內侵,導致機井無法使用,土壤鹽堿化、飲水困難、地下水水質下降等。

1.2 地表污水排放和農業(yè)生產(chǎn)引起的硝酸鹽污染

農業(yè)生產(chǎn)中常常使用氮肥,未經(jīng)作物吸收利用的氮肥在土壤中會轉化為硝酸鹽或亞硝酸鹽。農業(yè)污染范圍廣、面積大。若長期將這種地下水作為生活用水,極易導致多種疾病,常見的有食道癌、氰紫癥。

1.3 石油及石化產(chǎn)品的污染

伴隨著工業(yè)化進程的不斷推進,石油化工業(yè)發(fā)展迅速。越來越多的石油及石化產(chǎn)品被應用于日常的生產(chǎn)、生活中。而石油及石化產(chǎn)品發(fā)生泄漏也是造成地下水污染的一大原因。根據(jù)相關研究顯示,石化產(chǎn)品是污染地下水的重要有機污染物。這類物質不易降解,對人類健康有極大的危害。

1.4 垃圾填埋場滲漏污染

我國很多垃圾填埋場并未對垃圾進行分類,集中堆放在一起。垃圾填埋場采用的是單層結構的防滲層。垃圾填埋場發(fā)生滲漏后,若未進行任何處理,長期下去將影響到地下水。

2 地下水污染的主要危害

2.1 危害人體健康

地下水受污染后,水中將含有一些有害物質。若將其作為生活水源,人喝水后極易引起中毒。如果吃了含有致病菌、相關病毒的地下水,也會引起相關疾病,甚至死亡。

2.2 對工業(yè)的危害

工業(yè)生產(chǎn)中使用受污染的地下水,可讓機械設備受到腐蝕。同時,也直接影響到產(chǎn)品的品質,制約了工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。

2.3 對農業(yè)的危害

將被污染的地下水用于農田灌溉,會影響農業(yè)器械的功能。同時,還會改變土壤的相關物理與化學特性,從而使土壤惡化。因此,不利于農作物的正常生長,造成農業(yè)減產(chǎn)。

3 地下水污染的防治對策

3.1 重視宣教工作,增強節(jié)水意識

針對我國地下水資源面臨的嚴峻形勢,地方政府部門要高度重視地下水污染問題,將其擺在重要的工作議程中。要積極開展宣教工作,向社會各界宣傳《中華人民共和國水法》、《中華人民共和國水污染防治法》等法律法規(guī),并向人們介紹地下水污染的嚴重后果[2]。同時,健全地下水資源防治的相關法律制度,做到依法治水。遵循“誰污染誰治理”的原則,進一步規(guī)范地下水的開采與利用行為。另外,還應組織多種淺顯易懂、主題鮮明的環(huán)?;顒樱蚴忻窠榻B保護水資源的重要性。這樣,才能逐步增強市民節(jié)約用水、科學用水的意識。

3.2 地下水資源的合理利用

地下水是一種不可再生資源,更新比較緩慢。如果過度開采地下水,將導致地下水位降低,從而引發(fā)嚴重后果,如地面沉降或塌陷,湖泊干涸、水井枯竭等。因此,必須制定地下水資源的管理制度,對地下水資源進行合理的配置與科學的利用,在法律規(guī)定的范圍內,對地下水進行合理的開采和利用,避免地下水開采過量,引起過多的浪費。在水污染嚴重或地下水較少的地區(qū),必須嚴格控制污染重、能耗高的工業(yè)生產(chǎn)。要實行排污許可證制度,并制定嚴格的懲罰措施。

3.3 積極消除污染源

首先要消除引起水污染的三大因素。相關部門要加強對生產(chǎn)企業(yè)的監(jiān)管,重點監(jiān)督工業(yè)廢棄物的排放是否達標。對農藥與化肥進行嚴格監(jiān)管,并對農民給予正確的指導,讓他們正確使用農藥及化肥。一旦發(fā)現(xiàn)排污管道滲漏,必須立即解決。此外,可對生活垃圾進行專門的分類、處理,從而減少由生活垃圾造成的水污染。同時,將生活污水經(jīng)凈化處理后,實現(xiàn)循環(huán)利用。其次,針對已受污染的地下水,要借助先進的處理技術進行水質凈化,從而將水中的污染物降至合理范圍。常用的污水處理技術包括抽出處理技術、原位修復技術、滲透性反應墻修復技術、空氣注入修復技術、植物處理技術、原位穩(wěn)定一固化方法[3]。另外,應構建地方水質監(jiān)測網(wǎng)絡,逐步形成一套完整的水環(huán)境監(jiān)測體系。尤其是對重點污染區(qū)域進行監(jiān)測,采集相關的數(shù)據(jù)信息,為地下水保護提供有力的依據(jù)。

3.4 節(jié)約用水,充分利用降水資源

要想解決好地下水污染問題,必須做到節(jié)約用水,避免對水資源的過度浪費。農業(yè)生產(chǎn)用水量巨大。因此,要改進灌溉制度,積極運用低壓管灌、滴灌等新技術,減少對水資源的浪費。其次,工業(yè)生產(chǎn)要摒棄落后的生產(chǎn)工藝,采用先進的生產(chǎn)技術,減少對水資源的消耗。同時,要加大研發(fā)力度,提高對生活污水的重復利用率。再次,要充分利用降雨資源,緩解部分地區(qū)的缺水狀態(tài)??衫枚喾N工程技術手段,攔蓄降雨徑流,從而提高對雨水的利用率。

總之,地下水屬于生態(tài)環(huán)境中的重要組成部分。它在國民經(jīng)濟建設中發(fā)揮著重要的作用。地下水治污工作是一項長期而艱巨的任務。我們必須積極研發(fā)新的防污技術,增強人們的節(jié)水、用水觀念,才能保證地下水的安全和潔凈。

參考文獻

[1]南海龍,鄧鑫.淺析地下水污染及其防治措施[J].地下水,2013,3(2):41-42.

篇4

關鍵詞:地下水;污染;整治;啟示

1引言

地下水資源是支撐經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略資源。我國北方地區(qū)65% 的生活用水、50%的工業(yè)用水和33%的農業(yè)灌溉用水都來自地下水。但隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展,地下水污染問題日益突出。據(jù)初步調查顯示,全國近20%的城市集中式地下水水源水質劣于Ⅲ類,華北平原部分城市及工礦企業(yè)周邊地下水存在重金屬和有機物超標現(xiàn)象[1~5]。隨著我國城鎮(zhèn)化進程的不斷加速,因產(chǎn)業(yè)結構升級、城市布局調整以及污染擾民企業(yè)搬遷所遺留在城市區(qū)域的工業(yè)污染場地(即“棕地”),成為了造成地下水污染的新一類污染源。因此,為保障飲水安全和人體健康,急需建立我國的地下水污染整治制度。

2地下水污染整治制度的國際經(jīng)驗

2.1立法支撐是開展地下水污染整治的前提

美國1980 年通過了《綜合環(huán)境 反應、賠償與責任法》(CERCLA,即超級基金),針對潛在責任方建立“嚴格、連帶與具有溯及既往性”的法律責任,即無論潛在責任方是否實際直接參與污染行為造成污染,或任何污染行為是否合法,當場址發(fā)生污染,潛在責任方必須為后續(xù)的相關污染整治付費,當存在二個或更多潛在責任方時,環(huán)境保護局有權對其一責任方或全部責任方要求負擔場址整治費用。為確保目標達成與強化超級基金制度實施成效,1986 年美國國會通過《超級基金修正與再授權法》(SARA),修正案根據(jù)前6年執(zhí)行經(jīng)驗進行了調整與補充。

日本2002 年制定了《土壤污染對策法》,隨后又制定了相關施行細則。根據(jù)法律要求,土地經(jīng)調查被判定特定有害物質超過標準時,該土地即被指定為污染地域(即指定區(qū)域),除公告周知外,列入指定區(qū)域地籍冊,并提供公眾閱覽。另外,為防止在指定區(qū)域空氣及地下水污染危害人體健康,該法要求土地所有者等必須采取對策,進行污染整治。

英國污染場址法規(guī)主要目的是管理使用遭受污染場址所衍伸的問題,這些問題包含污染物對于人體健康的影響、對于環(huán)境的影響、如何整治、誰來整治、如何降低風險等等。1995年,英國通過了《環(huán)境保護法案1990(IIA部分)》(Environmental Protection Act 1990 Part IIA),該法的主要目標是處理因歷史性的污染所產(chǎn)生的人體健康風險與環(huán)境傷害。此外在保護人體健康與復育土地的前提下,該法亦主張促進土地再利用,以減少對“處女地”或綠地不必要的開發(fā)。

韓國1994 年制定了地下水法,目的是防止地下水污染,保全及管理地下水生態(tài)系統(tǒng),增進公共福利。該法主要內容包括:制定地下水污染程度的測量、制定地下水管理計劃、地下水開發(fā)與利用許可、指定和維護需要地下水保護應對措施的地區(qū)、在地下水保護地區(qū)內的行為限制、地下水防治污染命令、水質污染測定、設立地下水相關事業(yè)機構和地下水凈化業(yè)務、處罰、損失補償?shù)取?/p>

2.2標準制定是開展地下水污染整治的基礎

美國、日本、韓國均制訂了污染管制標準,并作為土壤及地下水是否遭受污染的判定依據(jù),只有英國以“是否可能造成傷害”(即人體健康風險評估)作為判定依據(jù)。

以污染管制標準為是否遭受污染的判定依據(jù),可使主管機關擔負較低的行政成本,只要土壤或地下水經(jīng)采樣分析后超過污染管制標準,即判定具有污染,需進一步實行相關整治或管制措施。在此判定依據(jù)準則中,污染程度與風險排序系統(tǒng)的輔助尤其重要,其可協(xié)助主管機關與民眾了解污染嚴重程度與暴露風險,并可提供后續(xù)政府或民間整治時進行資源分配參考;以“是否可能造成傷害”作為判定依據(jù),將增加主管機關的行政成本,須根據(jù)各場址之周遭區(qū)域不同特性進行深度調查與研究,方可確定該污染場址是否對可能受體造成傷害。在此判定依據(jù)準則下,對于場址是否為“污染”的認定參考原則為民眾風險暴露程度。

2.3資金來源是開展地下水污染整治的保障

美國、韓國均將污染行為人列為地下水污染整治責任者;日本則將污染行為人和土地所有人均列為地下水污染整治責任者;英國通過負責的“排除測試”來確定污染行為人。但對于找不到污染行為人的污染場址,其整治經(jīng)費來源,各國的做法亦存在差異。

美國從1981~1995年,聯(lián)邦政府環(huán)保局執(zhí)行污染場址管理與整治的主要經(jīng)費來源于超級基金信托基金,包括稅費征收、罰金與成本追償和利息收入三項。1995年以后,無法明確污染行為人的場址整治經(jīng)費主要來源于政府經(jīng)常性撥款。另外,為使污染土地活化,美國針對“棕地”再開發(fā)提供資金或稅賦減免輔助政策,鼓勵開發(fā)商投資治理污染。

日本相關法律規(guī)定,對于找不到污染行為人的污染場址,由土地所有人負擔整治責任,但當整治金額超出土地所有人承擔能力時,由“土壤污染對策基金”提供不同類別補助金額,“土壤污染對策基金”主要經(jīng)費來源于土壤管理票部分捐贈、委托工程費用部分捐贈、委托調查費用部分捐贈、民間自發(fā)捐款等。同時,日本針對污染整治設備提供優(yōu)惠稅率與低利貸款,鼓勵民間進行污染治理。

英國和韓國對于找不到污染行為人的污染場址,均由政府預算進行污染整治。為減小政府財政負擔,英國還出臺了鼓勵開發(fā)商治理污染的相關輔助政策,如公司法人取得污染土地并進行治理,可獲得150%的公司稅金減免,并可申請相應的歐盟提供的棕地再開發(fā)補助[6~18]。

3建立我國地下水污染整治制度的建議

3.1立法先行,建立和完善地下水污染防治法律法規(guī)體系

統(tǒng)籌協(xié)調相關法律法規(guī)的關系,建立健全地下水環(huán)境管理和污染防治方面的政策法規(guī)。加快制定并完善與地下水環(huán)境資源利用和管理、污染責任追究和補償、地下水環(huán)境標準和評價等方面相關的規(guī)章。建立地下水污染責任終身追究制,對造成地下水環(huán)境危害的有關單位和個人要依法追究責任,并進行環(huán)境損害賠償,構成犯罪的,依法移送司法機關。借鑒美國、日本、韓國先進經(jīng)驗,完善現(xiàn)有環(huán)境標準體系,同時參考英國健康風險評估做法,研究制定適合于我國的地下水污染“標準控制-風險管理”相結合的整治模式,實行污染場地的分級管控。

3.2摸清家底,深入開展地下水污染調查評估

積極落實《全國地下水污染防治規(guī)劃(2011-2020年)》和《華北平原地下水污染防治工作方案》,深入開展全國地下水基礎環(huán)境狀況調查評估,摸清家底,建立全國地下水污染源及污染場地清單。結合地下水污染程度及風險,對污染場地進行分級列管,并建立場地及其周邊地下水定期調查、監(jiān)測和評估制度。

3.3籌措資金,創(chuàng)新地下水污染整治經(jīng)濟政策

多方籌措資金,拓展融資渠道,保障地下水污染整治的永續(xù)實施。借鑒國際先進經(jīng)驗,適時建立“地下水污染整治基金”。以污染者付費為原則,向石油化工、礦山開采及加工、工業(yè)企業(yè)等涉及有毒有害的行業(yè)征收整治基金。同時要加大國家及地方財政對地下水污染整治的支持力度。另外,可通過優(yōu)惠稅率、綠色信貸、綠色保險、“棕地”再開發(fā)等輔助政策,鼓勵開發(fā)商及民間治理資金的流入。

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篇5

關鍵詞:環(huán)境巖土工程 地面沉降 地下水污染 防治措施

一、前言

環(huán)境巖土工程是隨著人類重視環(huán)境問題而逐步發(fā)展起來的,它是環(huán)境科學與巖土工程互相交叉的結果。主要是應用巖土工程的觀點、技術和方法為治理和保護環(huán)境服務,解決與人類工程經(jīng)濟活動有關的環(huán)境工程地質問題。隨著城市建設的發(fā)展,人類在城市的巖土工程活動越來越頻繁,由此產(chǎn)生一系列環(huán)境巖土工程問題。其中,由人類的工程活動引發(fā)的地下水災害問題日趨顯著,已經(jīng)引起國內外專家的高度重視。地面沉降范圍不斷擴展,地下水水質逐年下降,是當前城市環(huán)境巖土工程中日益突出的地下水災害中最廣泛、最嚴重的兩大問題。它們已嚴重威

脅著城市的可持續(xù)發(fā)展及居民的正常生活。

二、地面沉降

地面沉降是指某一區(qū)域內由于自然或人類活動引起的地面下沉的現(xiàn)象,其特點是波及范圍廣,下沉速率緩慢,所以早期一般不易察覺,也不易引起人們的重視。它多發(fā)生在大中城市,對人們的生產(chǎn)、生活影響極大,已經(jīng)成為一種嚴重的環(huán)境地質問題,影響和制約著當?shù)貒窠?jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展[1]。地面沉積已呈全球性問題,沉降范圍之廣,沉降量之大令人瞠目結舌,由此引發(fā)的經(jīng)濟損失更是驚人。引起沉降的原因很多,除了活動斷裂和構造沉降等自然因素外,還有地下工程開挖施工,基坑降水和抽汲地下水等人為因素。從全世界范圍看,過量抽汲地下水引起地層壓密、固結是造成地面沉降的主要原因。

(一)開采地下水引起的地面沉降

抽汲地下水引起的地面沉降大多發(fā)生在大量開采第四系松散沉積物孔隙承壓水的地區(qū)。其機理是:根據(jù)太沙基有效應力原理,飽和土體的自重應力由顆粒和孔隙水共同承擔,由土顆粒所承擔的那部分應力為有效應力。當抽水引起承壓水水位下降時,含水層本身及其上下隔水層中孔隙水壓力也隨之降低。在總應力不變的條件下,飽和土體中孔隙壓力減小必然會使土中有效應力等量增大,使土體被壓密并導致地面沉降。

地面沉降具有累進性及不可逆性特征,其產(chǎn)生的影響亦具有持續(xù)性特點。為此,必須采取切實有效的防治措施:強化宣傳,充分認識地下水超采的危害性、嚴重性;大力推廣改水、節(jié)水經(jīng)驗,加大改水、節(jié)水力度;加大行政管理力度,強化和落實各項開采措施,加強地下水監(jiān)測;采用人工回灌地下水,促進地下水位回升,使地面不再繼續(xù)下沉甚至地面略有回升;調整開采層次,以此減緩地區(qū)的地面下沉。

(二)工程降水引起局部地面沉降

在深基坑和地下構筑物的開挖過程中往往會遇到地下水位高于施工作業(yè)面的情況,為防止基坑邊坡失穩(wěn),保證順利開挖,避免水下作業(yè),須進行基坑降(排)水。但是,降水方案不當,會引起周圍地面沉降,導致此范圍內的建筑物、地下管網(wǎng)、道路及其它設施發(fā)生斷裂、傾斜,影響其正常使用和安全。工程降水引起的地面沉降機理有多種:由于孔隙水從土中排出,導致有效應力增加,地層固結沉降;水位降低,減少了土中地下水對地上建筑物的浮托力,使軟弱土層受到壓縮而沉降;土壤中的細小顆粒隨著流動的水不斷流失,在土層中形成空洞,隨著抽水的不斷進行,空洞擴大,最終形成塌陷沉降。

由于地面沉降具有不可逆性,一旦產(chǎn)生,其帶來的破壞性后果是不可估量的。所以在工程降水前,首先要查明場地的水文地質條件、周圍建筑物的分布情況及地下管線性質及分布范圍,根據(jù)實際情況設計科學的降水方案與防范措施。如在基坑工程降水中設置豎向止水帷幕,實施坑內降水;井點降水應連續(xù)運轉,盡量避免間歇和反復抽水造成的累加沉降;采用井點降水與回灌相結合的技術,在井點降水管井與需保護的建筑、管線間設置回灌井點、回灌砂井或回灌砂溝,持續(xù)、不斷地用清潔水進行回灌,形成一道水幕,以減少降水曲面向外擴張,防止臨近建筑物、管線等基礎下土層因釋放水而沉降??傊?需根據(jù)現(xiàn)場的工程地質條件采用新工藝、新方法,使由降水帶來的環(huán)境地質問題最小化[2]。

(三)涌水引起的地面沉降

在地下構筑物的修建過程中,往往要穿越含水層,由此破壞了地下水的原有滲流條件。當?shù)叵滤辉谑┕ぷ鳂I(yè)面以上時,施工開挖初期,尚未施作防水層及支護封閉,地下水向地下空間突然涌入。涌水帶走土層中大量細小顆粒,不斷發(fā)展而形成流土或流沙,造成地面沉降(塌陷)。

由于涌水現(xiàn)象具有突發(fā)性特點,其造成的破壞往往極為嚴重。所以在可能發(fā)生涌水的地區(qū)施工時必須采取嚴密措施:在工程地質條件允許的情況下,施工前,在可能發(fā)生涌水地段設置止水帷幕,阻斷可能發(fā)生涌水的含水層;正確預測地下工程的涌水量,對勘測設計,安全施工及運營均起著決定性作用。最大涌水量預測可根據(jù)地下構筑物的形狀尺寸及其所揭示的水文地質工程地質條件,選擇適當?shù)墓筋A測涌水量及水位降深[3]。

三、城市地下水質的污染

隨著經(jīng)濟的發(fā)展,城市的規(guī)模也在不斷的擴大,人口相對集中,使固體廢棄物的產(chǎn)量不斷增加。這些廢棄物含有汞、鎳、鉻、金等金屬元素,固體廢棄物的任意堆放已經(jīng)成為地下水的重要污染源之一。我國每年都有大量的生活垃圾與工業(yè)廢渣經(jīng)腐蝕分解后,直接進入土壤。而這些固體廢物經(jīng)大氣降水及地下水徑流的淋濾作用嚴重的影響了供水水源的水質。

除了固體廢棄物的污染,在巖土工程施工中對地下水也有環(huán)境污染問題。城市地表工程采用化學灌漿進行地基處理,化學灌漿多具有不同程度的毒性,特別是有機高分子化合物,如:環(huán)氧樹脂、乙二胺、苯酚等。漿液注入構筑物裂隙與地層孔隙,通過溶濾、離子交換、分解沉淀、聚合等反應,不同程度的污染地下水,導致公害。另外,在一些礦山城市,由于采礦、選礦活動是地下水含酸性、含重金屬和有毒元素。這種污染的礦山排水通稱為礦山污水。它危及礦區(qū)周圍河道、土壤,甚至破壞整個水系,影響生活用水以及工農業(yè)用水。由于地表水資源的可使用量在一定的空間和時間范圍內是有限的,則地下水的污染和地下水的超采就會密切聯(lián)系和相互作用,即其嚴重的污染往往會使可供水源的減少,以致增加對地下水的開采需求,這樣往往會造成地下水的過量開采;而地下水的不合理開采或過量開采,會引起地下水水位的下降及其自凈能力的削弱,也就加劇了地下水污染的程度。

地下水環(huán)境的防治措施:人類在不合理的開發(fā)和利用水資源的同時,已經(jīng)間接或直接的改變了地下水環(huán)境,嚴重的影響了城市的可持續(xù)性發(fā)展。因此,我們必須采取一些措施以保護生態(tài)資源,改變地下水環(huán)境日益變壞的趨勢。首先必須確立預防為主、防治結合的方針,即既要積極治理現(xiàn)存的污染,保護地下水資源,防止水質的進一步惡化,同時又要采取有力的措施防止新的污染產(chǎn)生,以此全面保護地下水資源。另外,鼓勵工業(yè)企業(yè)一方面積極采用清潔生產(chǎn),強化節(jié)約用水,提高用水效率,減少污水排放量,另一方面大力開展污水的綜合利用,以再生污水代替新水源,提高污水再生利用率。最后,我國現(xiàn)有的地下水的法律法規(guī)一般都是把重點放在地下水水量的保護上,而對于地下水水質的保護這方面還比較薄弱。因此應該根據(jù)各地區(qū)的水文地質情況,出臺一些地下水質的保護標準。

四、結語

綜上所述,在地面沉降防治過程中,不僅需要采取科學合理的技術措施,還需要政府與社會各界從各方面給予配合與支持,才能使其得到根本控制。同時水質污染加劇了水資源短缺及供需矛盾,成為制約經(jīng)濟發(fā)展的影響因素。只有提高對水資源價值的認識,加強地下水污染的預防和控制,才能實現(xiàn)水資源可持續(xù)利用,保證社會與經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。

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篇6

關鍵詞:路基 質量問題 原因 防治措施

公路路基工程具有線長面廣、工程數(shù)量大而雜、干擾因素多、施工周期長、施工管理難度大等特點,在長期使用過程中,受到各種自然因素、自重、車輛荷載的作用,不可避免地產(chǎn)生各種各樣的路基病害及質量問題,影響路基的正常使用。筆者就常見的路基工程質量問題進行分析,并提出防治措施。

一、土方路基“彈簧土”現(xiàn)象及防治措施

在車輛碾壓過程中,路基呈現(xiàn)受壓下陷,去壓回彈的現(xiàn)象,成為“彈簧土”。如繼續(xù)碾壓,使底部和四周的水分向上積聚, “彈簧土”的面積會越來越大。

1.原因分析

出現(xiàn)“彈簧土”現(xiàn)象后應立即停止碾壓,查找原因。原因可能有:地下水位高,地上毛細水滲透作用;填筑前積水未排除;填筑前淤泥未清除;帶泥水回填;土料中雜物多;腐殖土填筑;土體含水量過大等原因。

2.防治措施

土方路基“彈簧土”現(xiàn)象大多是由于填土的含水量過大而引起的,因此出現(xiàn)“彈簧土”現(xiàn)象首先要找出水的來源,然后采取合理的防治措施。

(1)因地下水位高或地上毛細水滲透而造成較大面積土體呈彈簧土時,應采取在路基兩側開挖截水溝截斷地上地下水,將水位降至路基50cm以下,采用輕型井點降水,降低地下水位;嚴格控制土體含水量,如工期允許可晾曬后在進行碾壓,還可以采取摻加生石灰和原土攪拌后再進行碾壓。

(2)雨季施工時應開挖縱、橫向排水溝,排出積水、輸干土體;根據(jù)工期要求及天氣情況,采取果斷措施,必要時進行換土;也可摻入5%~8%的生石灰拌勻、回填壓實,或采用梅花形灰樁吸收水分;應保持連續(xù)作業(yè),隨攤隨碾壓,邊坡防護及時跟進。

(3)路基填土之前必須清除雜物,對回填土中的樹根、石塊等進行人工挑揀,禁止使用有機土進行回填,對過濕的回填土可摻入生石灰處理,工期允許時可進行晾曬,達到或接近最佳含水量時方可進行回填碾壓,并嚴格控制攤鋪厚度。

(4)對粘性土質,在溝槽地段回填時必須排除積水,清除雜物,在池塘等位置填筑時應清除淤泥,并采用強度較高和水穩(wěn)定性好的材料分層夯實至頂面。

(5)砂質土溝槽回填時可利用輕型井點進行水密法施工,但回填厚度不能超過60cm,其密實方法為采用插入式振搗器搗實。在水密法過程中保持井點降水,每層取樣試驗,達到密實度要求后,再進行下一層回填,待回填土全部碾壓夯實完成后,密實度試驗全部合格后再停止降水,拆除井點降水。

(6)路基填料要避免使用天然稠度小于1.1,液限大于40,塑性指數(shù)大于18,含水量高于最佳含水量2個百分點的土,一定要注意不能使用兩種不同性質的土進行混填施工,特別是不能用透水性差的土壤包裹透水性好的土壤。

二、土方路基翻漿及防治措施

土方路基翻漿多發(fā)生在我國北方地區(qū),路基在冰凍春融期,造成路基濕軟、強度下降,在行車碾壓的反復作用下,土方路基出現(xiàn)彈軟、裂縫、冒泥漿等翻漿現(xiàn)象。

1.原因分析

(1)土質。粉性土是最易發(fā)生翻漿的土質,這種土的毛細水上升較高且快,在負溫作用下水分聚流嚴重,土體強度降低快,失去穩(wěn)定性;粘性土毛細水上升雖高,但速度慢,只有在水源充足情況下,才能形成翻漿;砂性土在一般情況下部不會發(fā)生翻漿。

(2)溫度。一定的凍結深度和冷量是形成翻漿的重要條件。在同樣的冷結深度和冷量的條件下,冬季負溫作用的特點和化凍結速度的快、慢對形成翻漿的影響也很大。如果初凍溫度較暖,且冷暖交替出現(xiàn),溫度在O~5℃之間停留時間較長,凍結線長期停留在路面下較淺處,大量的水分聚流到路面很近的地方,容易發(fā)生翻漿現(xiàn)象。反之,如果冬季一開始就很冷,凍結線很快下降到距離路面較深的地方,土基上部聚冰少就不易出現(xiàn)翻漿現(xiàn)象。除此以外春季氣溫的變化特點和化凍速度對翻漿也有影響,如果春季化凍快天氣驟暖土基急速融化則會加重翻漿的程度。

(3)水分。翻漿過程就是水分在土基中轉移、變化的過程。在地勢低洼路基附近的地表水及淺層地下水能提供充足的水源,這是形成翻漿的重要條件。如果入冬前秋雨過多,土基含量加大,地下水位增高,容易形成翻漿現(xiàn)象。

(4)路面結構。不同的路面結構對翻漿有一定的影響。在比較潮濕的土基上鋪筑黑色路面,路面結構的透氣性差,路基中的水分不能通暢地從表面蒸發(fā)出來,使路基強度降低,在行車荷載的作用下就會出現(xiàn)嚴重的翻漿現(xiàn)象。

(5)行車荷載。土方路基的翻漿現(xiàn)象是通過行車荷裁的作用形成的,當其他條件相同時在翻漿季節(jié)和翻漿路段上交通量越大、車輛越重,土方路基翻漿也會越多越嚴重。

2.防治措施

土方路基防治翻漿的基本途徑是防止地面水、地下水或其他水分在凍結前或凍結過程中進入路基上部;在化凍時可以將聚冰層中的水分及時排除或暫時蓄積在滲水性好的路面結構層中;提高路面強度和整體性,改善土基結構。

(1)開渠排水。路面經(jīng)常處于潮濕狀態(tài),使路基發(fā)軟開始翻漿,應及時在路肩上開挖橫溝,排除表面積水,溝寬30~40cm,間距5m左右,溝深至路面基層以下,高于邊溝底。路面坑洼嚴重地段,除設置橫溝外,還應順路面邊緣修縱向小盲溝或滲水井。

(2)挖換土壤。將路基翻漿的土和稀泥挖出,換填40~60cm厚的砂性土或碎(礫)石,分層壓實后重鋪路面。嚴重翻漿部分,軟土全部挖除,填入水穩(wěn)性良好的砂礫料,并分層壓實。

(3)排除路表積水。及時修補路面溝槽和路肩坑洼,使其平整、無堆積物、無積雪等,盡快排除表面積水。

(4)換鋪粒料。挖除翻漿路段的稀泥,換填碎石、磚塊或爐渣等粒料,整平后通車碾壓?;蛲诔∧嗪筇钊胨€(wěn)性較好的干土,再鋪粒料墊平后通車碾壓。

(5)設置砂樁。當路基翻漿時,可在行車道部位開挖圓形或矩形的滲水井,一般直徑或邊長為30~50cm,將井內的水淘出,邊掏水邊加深,直至冰凍層以下,當滲水停止后,即可填人粗砂或碎(礫)石,以形成砂樁,其樁距和根數(shù)可根據(jù)翻漿的輕重程度而定,通常一個砂樁的影響面積為6~10m2。

(6)在交通量較小,重車通過不多的公路上,可用木料、樹枝等維持通車,翻漿停止,路基漸趨穩(wěn)定后,應及時拆除柴排,恢復路基原狀。翻漿嚴重路段,應嚴格控制重型車輛通過或令車輛繞道行駛。

三、路基沉陷及防治措施

路基沉陷是指路基表面在垂直方向產(chǎn)生較大的沉落。一是路基本身的壓縮沉降;二是由于路基下天然地面承載能力不足,在路基自重的作用下引起沉陷或是兩側擠出而造成的下沉。

1.原因分析

路基沉陷的主要原因有:路堤填料選擇不當,填筑方法不合理,壓實度不足,在荷載和水、溫度綜合作用下而堤身沉陷;原地面為較弱土層,填筑前未經(jīng)換土或壓實不足而產(chǎn)生地基下沉。所謂填筑方法不合理,包括不同土混雜、為分層填筑和壓實、土中含有未經(jīng)打碎的大土塊或凍土塊等。填石路基亦因石料規(guī)格不一、性質不勻,或就地爆破堆積,亂石中空隙很大,在一定期限內亦可能產(chǎn)生局部的明顯沉陷。此外遇到泥沼、流沙或垃圾堆等,填筑前未經(jīng)換土或壓實,造成地基下沉,亦可能引起路基下陷。

2.防治措施

路基沉陷主要是由于施工過程中質量控制措施不到位引起的質量問題,在施工時可采取以下措施。

(1)重視原地面處理。路基填筑前必須徹底清除地表植被、樹根、垃圾和種植土,加大原地面的壓實力度。地表植被、樹根、垃圾、不良土質暴露于自然環(huán)境下,相對比較松軟,不易壓實,有的土壤易產(chǎn)生病害,如鹽漬土、膨脹土等,因此必須予以清除。

(2)填筑路基前要做好路基臨時排水工作,做到臨時排水系統(tǒng)與永久性排水系統(tǒng)有機結合。施工過程中通過路基兩側縱橫向排水系統(tǒng)及時疏散路基范圍的積水,避免路基受水浸泡。

(3)嚴格選取路基填料,并控制好填料質量。在填料料場選擇時,除按規(guī)范要求的液限、塑性指數(shù)、含水量和CBR等指標外,還應根據(jù)填料的性質綜合選擇水穩(wěn)性好、干密度大、承載能力高的礫石類土填筑路基為宜。在路基填筑前必須將料場清除干凈,防止樹根、雜草、種植土等混填于路基之中。施工中嚴格控制填料含水量,嚴禁過濕的土填于路基之上;且要求不同土質分層填筑,剔除填料中超大顆粒,以保證各點密實度均勻一致。

(4)嚴格控制路堤填筑工藝。路堤填筑方式應采用水平分層填筑,即按照橫斷面全寬分層逐層向上填筑;當原地面縱坡大于12%的地段,宜采用縱向分層填筑施工,填筑至路基上部時,仍應采用水平分層法填筑。每層應保證層面平整,便于各點壓實均勻一致。在路堤施工過程中要嚴格控制填層厚度,根據(jù)不同的填料和場地要選擇不同的壓實機具。

(5)抓好路基特殊部位的施工質量控制。如橋涵結構物臺背回填、路橋過渡段填方以及填挖結合部,這些地方地形條件特殊,填方施工難度大。臺背、路橋過渡段往往是路基和橋成后而剩余的缺口,因此,有必要將該段作為路基施工的管理點,抽調組成專門的回填隊伍。臺背處大型設備不易工作而采用小型夯實機具時,填筑的分層厚度若太厚就很難壓實,一般宜控制在15cm左右,同時應加大抽檢頻率保證壓實。對于填挖結合部,應徹底清除結合部的松散軟弱土質,做好換土、排水和填前碾壓工作。

篇7

為改變這種錯誤的做法,就要加強水文地質問題的研究,只有這樣才能提高工程勘察質量。按照工程地質勘察的實際要求,勘察工作既要查明與巖土工程相關的有關水文地質條件,還要針對地下水給巖土體和建筑物帶來不良地質作用進行評價,對潛在的問題提出防治措施。

1 工程地質勘察工作中涉及的水文地質調查內容

一般情況下,影響工程的水文地質因素主要有:巖層中含水層與隔水層的厚度、分布和組合關系;地下水的類型、水位及水位變動幅度,承壓含水層的特征和水頭,土層或巖層滲透性的強弱等等因素。為提高工程地質勘察工作的質量,應在工程地質勘察中對下述幾個方面進行調查和評價:

1)評價的關鍵應放在地下水給工程帶來的影響上,針對水文地質對工程潛在危害,提出應對辦法;2)在工程地質勘察中,應在弄清建筑物地基基礎類型的基礎上,著重調查與該基礎類型相關的水文地質條件;3)在水文地質條件調查工作中,重點要查清地下水的自然狀態(tài)及其發(fā)展變化規(guī)律,分析并預測工程實施過程中及實施后給地下地質水文情況帶來的可能變化及不良影響,提前設計預防措施。

在對筆者所在的大連地區(qū)工程地質勘察中,多數(shù)建筑場地都涉及到地下水文地質問題。大連屬臨海城市,沿海岸線發(fā)育有大量的石灰?guī)r,從金州、大連、旅順轉北向瓦房店的交流島、長興島一帶均為石灰?guī)r地區(qū),巖溶較發(fā)育,地下水豐富;另外,由于自然的地理環(huán)境造成大連地區(qū)的水系較為發(fā)育,大連市各市區(qū)內的第四系孔隙潛水也很豐富,它們大都賦存于地表砂土層中,使得勘察場地內大都見有地下水。這就使得水文地質調查在工程地質勘察中顯得尤為重要。

2 水文地質條件對工程造成危害的主要因素

水文地質條件會給工程帶來危害,究其原因,主要是地下水動水壓力作用和地下水位升降變化兩方面因素。自然或人為原因都會帶來地下水位的變化,一旦地下水位變化突破臨界值,就會給工程帶來地質危害,研究表明,引起危害的地下水位變化主要有3種情況:

1)地下水位下降。當前,由于經(jīng)濟的快速發(fā)展,人為因素成為地下水位下降的主要原因,例如過度利用地下水、礦床疏干、修建水庫截流下游地下水水源、流域上游筑壩等,這些因素常會引發(fā)一系列問題。一旦地下水位的下降過大過快,常會誘發(fā)一些地質災害,如地面沉降、地面塌陷和地裂等,也會造成一些環(huán)境問題,如水質惡化、地下水源枯竭等,在年降水量較小的地區(qū)會引起土地的沙漠化,在海邊有可能會造成海水倒灌。這些地質災害或環(huán)境問題會給工程和人類的居住環(huán)境帶來巨大的威脅;

2)潛水位上升。水利工程建設及區(qū)域水文條件的變化常會造成潛水位上升,如修建水庫、地下水來源地的河流、湖泊、水庫等水位的上升。建筑物的安全性和穩(wěn)定性易受潛水位上升的影響,其影響主要有以下幾個方面:

一是通過軟化地基影響建筑物的安全。潛水位上升,促使粘性土壓縮性增高、強度降低和含水率增高,誘發(fā)建筑物的沉降變形;二是潛水位上升會誘發(fā)地基隆起或側移,前者會導致建筑物的基礎上浮,后者導致建筑物傾斜或墻體破裂;三是潛水位上升會促使砂土或粉土達到飽和狀態(tài),通常會引發(fā)流砂、管涌現(xiàn)象,也會帶來砂土液化等問題;四是造成潛水位以下的地下室浸水,使其喪失使用價值;五是改變土壤的化學性狀,如沼澤化、鹽漬化等,給建筑物帶來腐蝕;

3)地下水位升降。通過對水文地質規(guī)律的研究發(fā)現(xiàn),氣候、氣壓、潮汐以及地球與月球引力變化,附近區(qū)域水體的水位變化等都會引起地下水位反復升降。地下水位的升降帶來的影響主要有這幾方面:導致建筑物基礎土的壓密;增加基礎工程材料的腐蝕性破壞;水位變化導致的干濕交替容易腐爛;使建筑基礎土層中一些鹽類發(fā)生溶解作用導致建筑物位移;引起膨脹性巖土的均勻的脹縮變形,造成地裂并給建筑物造成結構破壞。

研究表明,自然狀態(tài)下地下水的動水壓力作用較弱,難于給地面工程造成不利影響,但隨著人類工程建設活動的不斷增加,特別是大型水利工程的建設,會改變較大區(qū)域范圍內的水文地質狀況,帶來一系列嚴重的工程水文地質危害。

3 工程勘察中水文地質問題的應對措施

針對工程勘察中的水文地質問題,可以采取以下應對措施:

1)加強對工程地質勘察規(guī)范或規(guī)程學習。經(jīng)過幾十年的發(fā)展,當前我國工程地質勘察工作已經(jīng)擁有了完備的規(guī)范、規(guī)程體系,這些規(guī)范性文件對勘察工作的目的、任務、評價都做了具體的、切實可行的規(guī)定,是工程地質技術人員開展工作的主要依據(jù)。工程地質技術人員必須要高度重視規(guī)范、規(guī)程,了解和熟悉其要求,這樣才能在開展工程地質勘察時做足工作量布置,設置足夠的原狀土樣測試數(shù)據(jù)、及時劃分抗震地段。通過研讀規(guī)范、規(guī)程,工程地質管理者和技術人員在吸收文件的相關規(guī)定后,能不斷地充實和提高理論水平和實踐操作能力;

2)重視地下水埋藏狀況的調查。在調查時,要明確調查的重點,設置必要的調查指標體系,弄清地下水的類型、補給及排泄條件、地下水位、水位變化幅度及規(guī)律,在此基礎上,對地下水對建筑材料的腐蝕性進行評價,涉及到基坑工程的還應做抽、壓水試驗,調查土層的滲透性質等。預估地下水可能帶來的突涌、流沙或管涌等潛在的威脅,制定出有效和可行的防治措施建議。

4 結論

在建筑工程基礎地質勘察中要高度重視水文地質調查,作為建筑工程地質環(huán)境的組成部分,較差的水文地質條件會給建筑工程帶來多方面的危害,建筑工程項目的組織者、實施者在建筑工程實施前就應該調查清楚地基基礎的水文地質情況,制定出有針對性防治措施,提高工程的穩(wěn)定性和安全性,更好地完成工程建設。

參考文獻

篇8

關鍵詞 鹽堿地;成因;防話;陜西榆林

中圖分類號 S156.41 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2012)02-0298-02

淤地壩是黃土丘陵溝壑區(qū)治理水土流失的最后一道防線,因其強大的攔泥淤地及生產(chǎn)效益,在黃土丘陵溝壑區(qū)得到大力發(fā)展,其蓄洪攔泥的最終產(chǎn)物――壩地,是寶貴的土地資源。但是溝道打壩建庫改變了徑流匯集狀況,將雨水蓄在溝里,必然抬高地下水位,特別是水庫高水位蓄水后,庫下水位抬高更快,鹽堿隨水上升至地面,久而久之導致壩地鹽堿化,制約壩地效益發(fā)揮。土壤鹽堿化既是涉及農業(yè)、土地、水資源的綜合問題,也是典型的生態(tài)環(huán)境問題。鹽堿地作為一種重要的土地資源,其治理和改良意義重大,已經(jīng)成為一個世界性的難題。

1 榆林市鹽堿地現(xiàn)狀

1.1 榆林市概況

榆林市位于陜西省最北部,地處陜甘寧蒙晉五省(區(qū))接壤地帶。東臨黃河與山西省相望,西連寧夏、甘肅,北鄰內蒙古。黃河沿東界南下涉境逾400km,地貌大體以長城為界,北部為風沙草灘區(qū),占總面積的42%,南部為黃土丘陵溝壑區(qū),占總面積的58%。平均海拔1300 m,氣候屬暖溫帶和溫帶半干旱大陸性季風氣候,年平均氣溫10℃,年平均降水量約為400mm。

1.2 鹽堿地現(xiàn)狀

據(jù)統(tǒng)計,2008年榆林市橫山縣共有淤地壩2000多座,可淤面積4459.80hm2,已淤面積4067.27hm2(其中鹽堿面積1266.67hm2,占已淤面積的31.14%,已利用面積2260.60hm2,占已淤面積的55.58%)。另據(jù)古水、趙石畔村6座壩的實地調查,總壩地面積174.67hm2,而鹽堿面積就達114.40hm2,占總壩地面積的65.49%。糧食作物在這些鹽堿壩地上不能生長,造成資源閑置。因此,治理壩地鹽堿、提高壩地生產(chǎn)效益的任務艱巨且意義重大。

2 鹽堿地的成因

從鹽堿壩地外觀分析,從上游到下游里“積水沼澤一鹽荒地一重度鹽堿一中度鹽堿一輕度鹽堿一非鹽堿”分布。究其原因,主要有以下幾個方面。

2.1 壩系規(guī)劃不合理

壩地淤成后,因受地形、淤積物和原溝床比降的影響,地下徑流坡度由大變小,徑流條件由好變壞,使地下水排泄不暢,水位不斷雍高,導致壩地產(chǎn)生鹽堿。

2.2 壩內淤泥含有可溶性鹽類

壩地有上部排水不良、地下水位較高的特點。由于蒸發(fā)作用,使淤泥中可溶性鹽類隨地下水毛細管上升,積于壩地表層,亦形成壩地鹽堿。

2.3 排水渠道滲漏

壩內排洪渠多靠壩地一側,除排泄汛期洪水外,還有來自上游的常流水,但往往因洪水淤積,使渠底高出壩地地面,在壩中形成“懸河”,增加壩地地下水補給,使地下水位不斷增高,加速壩地鹽堿化。

2.4 壩地埋壓了泉水

較大的溝道多為地下水的排泄區(qū),形式以泉水為主,在打壩后,淤泥將泉水埋壓,也會因排水不暢導致壩地鹽堿化。

2.5 壩地常流水無固定河槽而自由漫溢

壩地形成后,改變原溝道比降,一般由原來的1%-2%變?yōu)?‰-2‰,甚至有的壩地前部有高仰現(xiàn)象。因此,地表徑流條件惡化,在壩地地面形成寬淺而彎曲的河槽,延長水流在壩地上的人滲時間,增加壩地內的地下水量。為鹽堿化提供條件。

2.6 不合理灌水

多數(shù)農民由于對壩地墑情掌握不夠,對排灌關系、灌水制度、農業(yè)技術措施等問題的結合應用沒有經(jīng)驗,盲目灌水,增加地下水的含量,也會加劇壩地鹽堿化。

3 鹽堿地的防治

根據(jù)壩地鹽堿化成因,按照“鹽隨水來,鹽隨水去”的水鹽運行規(guī)律,在壩地鹽堿化的防治中,其核心問題是將過多的地表水和地下水排除,尤其是排除土壤中毛細管水量,設法將地下水位降至堿臨界水位以下(2.5m以下),這樣就可從根本上解決壩地鹽堿化的問題。根據(jù)對榆林市鹽堿地的研究,可以從以下幾個方面防治。

3.1 暗溝排水

陜西第二水文地質隊的觀測資料表明。當?shù)叵滤恍∮?.8m時,土壤表層鹽面積累迅速增加,耕作層含鹽量可達0.38%,土壤鹽堿化程度會由輕變重;當?shù)叵滤恍∮?.4m時,土壤剖面鹽分就逐漸向下運移,土壤表層鹽由積累向減少轉化。因此,先順水庫背水坡腳處挖2m深梯形溝1條,用反濾料回填1m,形成坡度為1-2°的排水砂溝,上面用土回填,再在重鹽堿地末端修同樣一條砂溝,砂溝出口與排洪渠相接,排除水庫滲水和降低壩地地下水位,就能降低和改善壩地鹽堿。

3.2 開挖集水馬槽截滲防堿

在有些壩地末端,修水庫或有較多的地下泉眼,就會使上游地下水逐漸向下游地段滲透,造成壩地全部鹽堿化。在這種情況下,就應及時在壩地末端開挖集水馬槽截滲防堿,使地下潛流集中于馬槽內然后自流排出,或用機械畜力抽水,排入排洪渠或灌溉渠內,加以利用。截滲馬槽的長度,應按潛滲范圍確定,寬度4-6m,深度應低于所要求的地下水位,一般為2.0-2.5m,馬槽為梯形,邊坡為1:1.5:1:2.0,達到槽坡穩(wěn)定。在石料方便的溝道,槽底和下游邊坡最好用漿砌石。

3.3 開挖溝壕。排水治堿

在鹽堿化、沼澤化的壩地下部,如有泄水涵洞,可在壩地的尾部鹽堿分布區(qū)開挖溝壕排水,降低地下水位排除積水。排水渠可控制在排洪渠內側,既能排除地下水,叉能攔截排洪渠的滲漏水。有條件的地方,排水、排洪可結合考慮,做到一渠多用、少占耕地。排水渠深一般為2.0-2.5m。排水渠的條數(shù)可根據(jù)鹽堿面積大小而定。這種措施的優(yōu)點是易于開挖,排水、工程費用低,便于檢查。缺點是占地面積大,影響交通運輸。不便耕作,壩地肥料易流失。

3.4 改變利用方式。種植耐鹽堿作物

對于地下水位較高、實在難以治理的鹽堿壩地,可以通過改變利用方式、種植耐鹽堿作物等途徑,提高壩地資源的利用率,逐步改良壩地。在水源充足的情況下,可種植水稻。水稻是一種需水量較大的耐鹽作物,耕種前需大量的水來泡田。水稻需經(jīng)常淹灌換水,土壤中鹽分溶于重力水下滲入排水溝排走,使表層鹽分降低。橫山縣趙石畔鎮(zhèn)野人溝村利用鹽堿壩地種植水稻,產(chǎn)量達到5700kg/hm2,既改良壩地,又增加收入。在水源不足的情況下,還可栽植柳樹、楊樹等。

3.5 洪淤壓堿,落淤肥地

壩地是泥沙徑流匯集的地方,在有潮堿返鹽的壩地上,每年視作物生長收割情況,用控制溢洪道底高程的辦法,有計劃、有控制地引洪淤漫,壓堿改土。特別是每年的頭一兩次洪水,其含有大量的牲畜烘干糞便、枯葉雜草和肥沃表土,落淤即可肥田。通過引洪淤漫,在鹽堿壩地表層形成新的淡土層,有利于作物生長。每次淤漫厚度,一般以0.2-0.3m為宜,淤漫1年,可種2-3年不返堿。在無洪水可淤漫時,可采用抽水拉土或人工拉土的辦法改良鹽堿壩地,即先墊厚0.3-0.5m的黏土,然后再墊一層厚0.3-0.4m的黃土,有隔水阻鹽的作用,能阻止下部水鹽上升,并且黃土有利于作物生長。在輕、中度鹽堿地上采用此法,可達到治堿、改土、增產(chǎn)的目的。

3.6 機械深翻。改變土壤性狀

篇9

摘要:近年來,隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展,各種資源開發(fā)和工程建設活動等人類工程活動的力度也普遍增大,給我國本就十分脆弱的地質環(huán)境帶來了巨大的壓力,地質災害的頻度和規(guī)模有逐年增加的趨勢。為此,本文作者就巖土工程與地質災害的內涵、地質災害的特征與危害以及地質災害防治工程的主要施工技術標準及防治措施進行闡述。

關鍵詞:巖土工程 地質災害 防治

一、巖土工程與地質災害的內涵

自20世紀80年代末,90年代初,我國產(chǎn)生了一個新的學科――地質工程學。地質工程學,是研究與解決從規(guī)劃到竣工乃至工程運行后效的全過程的與地質有關的工程問題的科學。地質災害是指由于自然因素或者人為活動引發(fā)的危害人民生命財產(chǎn)安全或使人類賴以生存和發(fā)展的環(huán)境、資源發(fā)生嚴重破壞的地質現(xiàn)象。《地質災害防治條例》規(guī)定,地質災害包括山體崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫、地面沉降等災害。

二、我國地質災害的特征與危害

由于我國地理位置獨特,地質構造復雜,地球生態(tài)環(huán)境多變,加之人口眾多的農業(yè)大國,經(jīng)濟較落后,承災能力弱,所有這些疊加在一起,形成災害類型多、分布廣、頻度高、強度大、影響面寬、損失嚴重的格局。

地質災害可分兩大類:第一類主要是由自然因素引起的地質環(huán)境問題,又稱第一環(huán)境問題,屬自然地質災害:這些災害不以人類歷史的發(fā)展為轉移:第二類主要是由人為活動引發(fā)的地質災害,稱第二環(huán)境問題,屬人為地質災害。這些災害常隨社會經(jīng)濟的發(fā)展而日益增加,據(jù)地質災害成因分析,全國50%以上的地質災害發(fā)生的主要原因是人類行為,尤其是人類不合理地大量挖掘能源所造成的。

1、滑坡

滑坡是指斜坡上的土體或巖體,受河流沖刷、地下水活動、地震、人工切坡等因素的影響,沿著一定的軟弱面或軟弱帶,整體地或分散地順坡向下滑動的自然現(xiàn)象。

滑坡的誘因:(1)地震:f2)降雨和融雪;(3)地表水的沖刷、浸泡;(4)河流等地表水體對斜坡坡腳的不斷沖刷;(5)開挖坡腳;(6)蓄水排水;(7)堆填加載;(8)劈山放炮,亂砍亂伐。

滑坡發(fā)生的規(guī)律:下列地帶是滑坡的易發(fā)和多發(fā)地區(qū):(1)江、河、湖冰庫、溝的岸坡地帶,地形高差大的峽谷地區(qū),山區(qū)鐵路、公路、工程建筑物的邊坡等。(2)地質構造帶之中,如斷裂帶、地震帶等。(3)易滑(坡)巖、土分布區(qū)。(4)暴雨多發(fā)區(qū)及異常的強降雨區(qū)。

2、崩塌

陡坡上被直立裂縫分割的巖土體,因根部空虛,折斷壓碎或局部移滑,失去穩(wěn)定,突然脫離母體向下傾倒、翻滾,堆積在坡腳(或溝谷)的地質現(xiàn)象稱為崩塌。

崩塌的誘因:(1)采掘礦產(chǎn)資源;(2)道路工程開挖邊坡;(3)水庫蓄水與渠道滲漏:(4)堆(棄)渣填土:(5)強烈振動。

3、泥石流

泥石流是由于降水(暴雨、冰川、積雪融化水)產(chǎn)生在溝谷或山坡上的一種挾帶大量泥砂、石塊和巨礫等固體物質的特殊洪流,是高濃度的固體和液體的混合顆粒流。

泥石流的誘因:(1)不合理開挖;(2)不合理的棄土、棄渣、棄石:(3)濫伐亂墾。

地面塌陷是指地表巖、土體在自然或人為因素作用下向下陷落,并在地面形成塌陷坑(洞)的一種動力地質現(xiàn)象。

4、地面變形

地面變形包括地面沉降、地面塌陷與地裂縫。造成中國城鎮(zhèn)地面塌陷原因有三:一是不合理地大量開采地下礦產(chǎn)資源引起的塌陷:二是表面巖溶活動引起的塌陷:三是大量抽取地下水引起地面下沉。

地面塌陷發(fā)生的規(guī)律:(1)巖溶強烈發(fā)育的純可溶巖分布地帶或沿其與非可溶巖的接觸地帶:(2)沿可溶巖中的斷裂帶或主要裂隙交匯破碎帶,巖層劇烈轉折、破碎的地帶:(3)松散蓋層較薄且以砂石為主,其底部粘性土層缺失或甚薄(一般不足1―2米)的“天窗”地段;(4)巖溶地下水的主逕流帶或巖溶管道上:(5)具有潛水和巖溶水雙層含水層分布地帶:(6)巖溶地下水的排泄區(qū):(7)巖沉吟地下水位在基巖面上下頻繁波動的地帶,或受排水影響強烈的降落漏斗中心及近側地段;(8)臨近河、湖、塘地表水體的近岸地帶:(9)巖溶地下水位埋藏較淺的低洼地帶。

5、人為地質災害的危險性分析

人為活動加劇或加速地質災害的發(fā)生所帶來的危害性大大超過正常狀態(tài)下產(chǎn)生的地質災害所帶來的損失。如:礦產(chǎn)資源的開發(fā)以及鐵道、公路等各種工程建設的開挖,亦經(jīng)常加劇地質災害的發(fā)生,如:土壤侵蝕、地面塌陷與沉降、滑坡、巖爆、泥石流、荒漠化以及坑道涌水、瓦斯爆炸等災害。人工濫伐森林資源,也造成土壤侵蝕、滑坡和泥石流等災害,并導致洪災的加劇發(fā)生。人工爆破也會誘發(fā)巖溶塌陷、滑坡等災害的發(fā)生,還有可能引起連鎖性的巖溶塌陷。

人工誘發(fā)地質災害的特點如下:

一是誘發(fā)速度快。在自然地質演化及氣候變化過程中,巖體由相對穩(wěn)定至不穩(wěn)定的變化,經(jīng)歷長時間過程。而人工因素誘發(fā)下,就大大地縮短了自然演化時間,加速巖土體的巖性變化,而導致突變?yōu)碾y的發(fā)生,并造成更大的損失。

二是誘發(fā)災害面廣。自然地質災害的發(fā)生,除了特大災害之外,一般其危害性有一定的局限性,在人工因素誘發(fā)下,其危害性就具有更大的影響面。例如由于生物資源――森林的破壞,工程的大規(guī)模開挖,影響的是區(qū)域性環(huán)境惡化,誘發(fā)區(qū)域性旱澇災害,以至引發(fā)全球性荒漠化。人類活動產(chǎn)生的升溫效應,對氣候及地質災害誘發(fā)作用的影響也是全球性的。

三是災害損失巨大,除了地震之外,人工誘發(fā)的地質災害所造成的損失是嚴重的。隨著經(jīng)濟建設的發(fā)展,人工誘發(fā)地質災害所造成的損失,仍會不斷增加。

三、地質災害防治工程的主要施工技術標準及防治措施

1、主要的施工技術標準

地質災害防治工程的最大特點是隱蔽性(如抗滑樁)、復雜性(如抗滑樁+錨拉+擋板+冠梁)和多樣性(防治滑坡可采用樁,亦可采用擋土墻),以地下工程施工為工藝特點,因此與地基與基礎工程和巖土工程具有十分相近或相同的工藝流程、施工工序和施工工法。涉及地質災害防治工程施工的技術規(guī)范和標準主要有:

(1)地質災害防治工程現(xiàn)行施工技術標準和規(guī)范,如《滑坡防治工程設計與施工技術規(guī)范》(DZ/T0218-2006);

(2)各類工業(yè)與民用和市政工程建設項目的地基與基礎、深基坑、高切坡、地基處理、基礎病害工程防治等所涉及的技術規(guī)范和標準均可參考使用,如《建筑地基基礎工程施工質量驗收規(guī)范》(GB50202-2002);(3)各類水利水電工程的土石方、地基與基礎和巖土工程所涉及的技術規(guī)范和標準均可參考使用,如《水電水利工程預應力錨索施工規(guī)范》(DL/T5083-2004):(4)各類交通建設中所涉及的邊坡、滑坡、危巖、塌陷和沉降等工程防治的相關技術標準和規(guī)范,如《公路隧道施工技術規(guī)范》)(JTJ042-94)。

2、地質災害防治工程防治措施

地質災害防治工程設計,必須根據(jù)崩塌、滑坡、不穩(wěn)定斜坡的成因機制、運動模式、易發(fā)性及防治目標制定。國內防治地質災害的主要工程類型有:排(截)水工程、支(攔)擋工程、加固工程、護坡工程、減載與壓腳工程及搬遷和避讓等。

(1)工程防治措施

工程防治措施是防治地質災害的重要組成部分,工程防治措施的適用條件及方式:大多數(shù)房后切坡造成的小型土質滑坡,選用滑坡后緣地表排水、前緣支擋或削方減載護坡等工程措施較為適應:對于中型以上滑坡,應根據(jù)工程地質勘察資料選擇工程防治措施。

(2)生物防治措施

生物防治措施是指植樹造林,種草護坡及合理耕牧。它具有應用范圍廣、投資省,能促進生態(tài)平衡,改善自然環(huán)境條件,防治作用持續(xù)時間長的特點,需較長時間才能發(fā)揮其效益。根據(jù)調查區(qū)地質災害特點和自然經(jīng)濟條件,泥石流區(qū),地面塌陷區(qū)及水土流失區(qū)應采取封山育林,退耕還林等防治措施,減少地質災害的發(fā)生和經(jīng)濟損失。

(3)避讓措施

①雨天避讓措施。對災害隱患點和變形斜坡,采取雨天臨時避讓措施,各鎮(zhèn)在防災預案的基礎上編制安全轉移預案,雨天對受威脅戶一一作轉移地點安排。應根據(jù)就近原則、轉移地(接受戶1不受地質災害或其它災害威脅的原則進行操作。

②搬遷避讓措施。對一些危險性大、危害性嚴重的地質災害,防治費用超過搬遷費用或再建房仍然受地質災害威脅的,采用搬遷避讓措施。調查區(qū)需搬遷避讓或已搬遷的災點。

篇10

關鍵詞:地下水污染;抽取-處理技術;滲透性反應墻技術;土壤氣相抽提技術;空氣注入修復技術;

: the part of the urban and the rural areas in our country, the groundwater is often the only source of water supply, occupying the important status in life process. In recent decades, with the development of the industry and social economy, more and more high to the requirement of groundwater resources, and the water quality of groundwater is suffered serious damage. In this paper, the ground water pollution in our country present situation and the main control technology to do the review.

Key words: groundwater pollution; Extraction - processing technology; The technique of building diaphragm wall by osmotic reaction; Soil vapor phase extraction technology; Air injection technology to repair;

中圖分類號:TU991.11+2文獻標識碼:A文章編號:2095-2104(2013)

1 引言

地下水資源是農業(yè)、工業(yè)供水的重要水源。全世界超過15億的人口主要依靠地下水作為飲用水,我國水資源總量的1/3和全國總供水量的近20%來自地下水【1】。但隨著人口的增長和社會經(jīng)濟的快速發(fā)展,對水資源的需求量也大幅度增長。近30年來,我國地下水的開采量以每年25億立方米的速度遞增,全國有400個城市開采地下水,40%的耕地部分或全部依靠地下水進行灌溉,地下水的供給量已經(jīng)占到了全國總供水量的20%【2】。

近幾十年的經(jīng)濟快速發(fā)展和人口劇增,使全球地下水遭受不同程度的污染【3】。根據(jù)中國地質環(huán)境檢測院公布的信息,目前,我國地下水污染擴展趨勢呈現(xiàn)由點到面、由淺到深、由城市到農村,污染程度也日益嚴重。全國195個城市地下水污染監(jiān)測結果表明,97%的城市地下水受到不同程度污染,40%的城市地下水污染趨勢加重;北方17個省會城市中16個污染趨勢加重,南方14個省會城市中3個污染趨勢加重【4】。

據(jù)估計,目前至少有50個國家約2000萬公頃的耕地使用未處理或部分處理的污水進行灌溉【5】,其中我國污水灌溉面積為361.84 萬km2(以1995年計),占我國總灌溉面積的7.33%【6】。

由于地下水不接觸陽光和空氣,其自凈能力比地面水弱得多,而且污染物被捕集在地下,揮發(fā)性化合物無法蒸發(fā),也可能附在蓄水層的凹處和裂縫中或吸附于巖石表面,使其去除更加困難【7】。因此,通過分析地下水的污染現(xiàn)狀及污染途徑,加強對地下水的污染治理,成為社會發(fā)展的迫切需要。

2 地下水污染類型及污染來源

2.1地下水污染的類型

地下水污染的種類按理化性質可分為:物理污染物、化學污染物、生物污染物、綜合污染物;按形態(tài)可分為:離子態(tài)污染物、分子態(tài)污染物、簡單有機污染物、復雜有機污染物、顆粒狀污染物;按污染物對地下水的影響特征可分為:感官污染物、衛(wèi)生污染物、毒理學污染物、綜合污染物【8】。

2.2地下水污染的來源

按引起地下水污染的自然屬性可劃分為:天然污染源和人為污染源。人為污染源又根據(jù)產(chǎn)生各種污染的部門和活動劃分為:工業(yè)污染源、農業(yè)污染源、生活污染源、礦業(yè)污染源。從我國地下水現(xiàn)狀污染情況看,地下水污染主要來自人類活動的影響。

按污染的幾何形狀特征可劃分為:點污染源、線污染源,面污染源,按污染物的運動特性劃分為:固定源、移動源。

2.2.1工業(yè)污染源

工業(yè)污染源主要指未經(jīng)處理的工業(yè)“三廢”,即廢氣、廢水和廢渣。工業(yè)廢氣如二氧化硫、二氧化碳、氮氧化物等物質會對大氣產(chǎn)生嚴重的一次污染,而這些污染物又會隨降雨落到地面,隨地表徑流下滲對地下水造成二次污染;未經(jīng)處理的工業(yè)廢水如電鍍工業(yè)廢水、工業(yè)酸洗污水、冶煉工業(yè)廢水、石油化工有機廢水等有毒有害廢水直接流入或滲入地下水中,造成地下水污染;工業(yè)廢渣如高爐礦渣、鋼渣、粉煤灰、硫鐵渣、電石渣、赤泥、洗煤泥、硅鐵渣、選礦場尾礦及污水處理廠的淤泥等,由于露天堆放或地下填埋隔水處理不合格,經(jīng)風吹、雨水淋濾,其中的有毒有害物質隨降水直接滲入地下水,或隨地表徑流往下游遷移過程下滲至地下水中,形成地下水污染。

2.2.2 農業(yè)污染源

農業(yè)污染源主要來源于土壤中的剩余農藥、化肥和廢污水灌溉等。一些常效農藥如DDT、六六六等,由于它們在自然界比較穩(wěn)定,在一定的時間內,會殘留在土壤、水域及生物體內,并隨著食物鏈逐步在人體內,引起一些不良后果【9】。常用的化肥有氮肥、磷肥、鉀肥等,土壤中這些剩余的肥料將隨下滲水一起淋濾滲入地下水中,引起地下水污染。污水灌溉雖然在一定程度上可以使土壤的含氮量增加,土壤肥力大大增加,但另一方面,因污水含有各種有毒有害物質,長期使用污水灌溉,可能引起對農作物、土壤及地下水的污染,甚至造成農作物的減產(chǎn)。

2.2.3 生活污染源

隨著我國城鎮(zhèn)化步伐的加快,生活垃圾與生活污水量激增,由于無害化處理率低,造成對陸地生態(tài)環(huán)境和水生態(tài)環(huán)境的嚴重污染。我國每年累計產(chǎn)生垃圾達720億噸,占地約5.4億平方米,并以每年占地約3000萬平方米的速度發(fā)展。全國已有200多個城市陷入垃圾重圍之中【10】。由于填埋技術的落后和選址不當,這些廢物在生物降解和雨水淋濾的作用下,產(chǎn)生CL-、SO42-、NH4+、生化需氧量,總有機碳和懸浮固體含量高的淋濾液,并產(chǎn)生CO2 和CH4,這些垃圾的隨意堆放,最終以污水形式補給并污染地下水,特別我國地下水埋深較淺的廣大地區(qū)【11】。

2.2.4 采礦活動污染

由于采礦活動破壞了原有地質結構,使氧化環(huán)境加強,經(jīng)過一系列反應,使水呈酸性會形成PH值低于6的酸性礦井水,酸性礦井水會下滲污染下伏含水系統(tǒng),或者經(jīng)排水污染地表水水源。同時由于礦坑排水降低了地下水,使原來處于飽和帶的礦體巖轉化為包氣帶,有些難溶礦物可轉變?yōu)橐兹艿V物,經(jīng)過風化、雨水滲入淋濾,或由于暫時停止抽水,水位回升時的溶解,是礦區(qū)地下水中增加某些成分,造成地下水水質惡化。此外礦區(qū)大量積存露天堆放的含硫化物等有害成分的煤矸石和廢渣,經(jīng)同化、淋溶、水蝕作用,形成酸性水流流入河道,滲入地下,使河川徑流和淺層地下水遭受污染【12】。

2.2.5 自然污染

有些地區(qū),由于特殊的自然環(huán)境與地質環(huán)境,地下水天然背景不良,有毒有害成分超標。我國部分地區(qū)分布有高砷水、高氟水、低碘水等。全國約有1億多人在飲用不符合標準的地下水,使這些地區(qū)長期以來一直遭受砷中毒(皮膚癌)、地甲病、地氟病、克山病等地方病困擾。

2.2.6 地下水超采引起的污染

地下水超量開采引起地下水位持續(xù)下降,形成大面積的降落漏斗,改變了動力條件,引起水質不佳的淺層水越流補給深層水;同時含水層漏斗部分的氧化還原條件增強,促使土體中有機物分解,使二氧化碳分壓增大,加之生活污染物進入土體,污染物中有機物質的分解也使二氧化碳分壓增大的復合作用,促進土體中難溶的方解石、白云石的溶解,鈣、鎂離子轉入地下水中,這是漏斗區(qū)總硬度升高的重要原因。

3地下水污染的控制修復技術

鑒于地下水有機污染的嚴重性,在過去的幾十年中,國內外學者研究設計了許多修復地下水污染物的方法。一個污染現(xiàn)場的修復必須要解決兩個主要問題:可溶性羽流性污染及污染源區(qū)。

通常所說的“污染控制”是指采用各種防護策略和工程措施控制污染源,使其進入地下水系統(tǒng)的污染物減少到最低限度;或者是把已污染的地下水控制在一定范圍內防止其擴散到未污染區(qū)【13】。選擇修復技術時必須綜合考慮污染物的種類,站點的水文地質條件,源區(qū)的特征以及表層污染物的位置等方面的因素。

通常用于處理地下水污染問題的修復方案有:1、源區(qū)的徹底清除(即挖掘清除)2、源區(qū)或羽流的遏制(如設屏障、液壓控制)3、質量縮約法(生物修復法、土壤蒸汽萃取法、自然衰減法)。決定任一修復系統(tǒng)最終成敗的關鍵就是看它直接的處理能力。

3.1污染源控制方案

因為常規(guī)的泵吸系統(tǒng)有它的局限性,人們越來越對主要用來孤立源區(qū)域限制羽流遷移的物理控制方法感興趣。保護殼的設計原理是用物理方法遏制或水利控制的方法來控制地下水表層污染物的蔓延。保護殼通常局限于池塘、儲水池或垃圾填埋場泄漏的源區(qū)域,或者用于與一個已經(jīng)污染的地下水源緊密連接的源區(qū)。水壓或水力控制法常用在通過一系列圍繞在源區(qū)的井來進行注射或泵吸的地下水區(qū)域或有急速羽流存在的區(qū)域。物理控制方法的目的是為了從當時環(huán)境中把已經(jīng)受污染的土壤和地下水分離出來并最大限度的減少污染向下遷移。

3.1.1挖掘去除法

通常挖一條凹渠來去除受污染土壤,或者安裝抽水井來控制羽流,并把挖掘出的污泥運到安全地點進行處理,如垃圾填埋場或地表人工湖。一般來說在大多數(shù)領域已不再允許這樣的做法。挖掘和移走污染土壤和地下水的方法具有局限性,當污染物延伸到地表深處,或污染發(fā)生在大型建筑或設備下部以及存在非水相流體,不可能整體移走污染物。

3.1.2堤壩攔截地下水涌流法

這種方法是通過修建攔截地下水涌流的物理屏障來容納受污染的地下水或瀝出液,同時可以阻止未受污染的地下水進入污染的區(qū)域,主要有:泥墻、帷帳式灌漿、打板樁、緊密襯層或土工膜。泥墻屏障施工時必須挖掘出一條圍繞在污染區(qū)域的狹窄渠道,且受地層條件限制較大。帷帳式灌漿屏障施工時注入漿液的速率必須控制好,且只有當土壤中砂粒尺寸過大時化學或微粒灌漿才是最為有效的。打板樁屏障施工時應注意施工時使用的材料,避免使用粗糙致密的原料。襯層法施工時應根據(jù)土壤和污染物的性質來選取襯層,并根據(jù)條件考慮是否需要與地表水控制和保護殼結合使用。

3.1.3地表水控制

地表水控制主要是通過控制地表水滲透效果來改變污染區(qū)域的污染物垂直遷移路徑,通??梢院推渌乇肀Wo殼方法來結合使用。

3.2 水力控制和泵吸處理系統(tǒng)

地下水污染的水力控制主要是通過降低地下水位和地表電位,以阻止污染向站點外排放,通過去除污染物來減少遷移的速率,或者用泵吸和注射井聯(lián)合的方法將羽流限制到一個低電位。這種方法要求對總井點和水泵的維護比較高,并且要求必須對泵吸到地面的污染水都進行生物處理或物理處理。最后根據(jù)污染場地的實際情況,對處理過的地下水進行排放,可以排入地表徑流、回灌到地下或用于當?shù)毓┧取?/p>

這種技術適用范圍廣,對于污染范圍大、污染暈埋藏深的污染場地也適用。但其自身也存在一些局限性:①當非水相溶液出現(xiàn)時,由于毛細張力而滯留的非水相溶液幾乎不太可能通過泵抽的辦法清除;②該技術開挖處理工程費用昂貴,而且涉及地下水的抽提或回灌,對修復區(qū)干擾大;③如果不封閉污染源,當停止抽水時,拖尾和反彈現(xiàn)象嚴重;④需要持續(xù)的能量供給,以確保地下水的抽出和水處理系統(tǒng)的運行,同時還要求對系統(tǒng)進行定期的維護與監(jiān)測。

3.3生物降解

又稱生物修復法,生物修復法是采用諸如提高通氣效率、補充營養(yǎng)(對石油污染而言,主要是補充N、P),投加優(yōu)良菌種、改善環(huán)境條件等辦法來提高微生物的代謝作用和降解活性水平,以促進對污染物的降解速度,從而達到治理污染環(huán)境的目的。

生物類群可把生物修復分為微生物修復、植物修復、動物修復和生態(tài)修復,而微生物修復是通常所稱的狹義上的生物修復。

根據(jù)污染物所處的治理位置不同,生物修復可分為2類:原位生物修復(in-situ bioremediation)指在污染的原地點采用一定的工程措施進行;異位生物修復(ex-situ bioremediation)指移動污染物到反應器內或鄰近地點采用工程措施進行。異位生物修復中的反應器類型大都采用傳統(tǒng)意義上“生物處理”的反應器形式。

3.4土壤蒸汽萃取法

不飽和區(qū)域在決定地表下污染物傳輸和修復的動力學方面起著重要的作用,土壤蒸汽萃取目標在于從不飽和區(qū)域中去除不穩(wěn)定污染物,并使污染物從水蒸汽、NAPL和水流相態(tài)中去除。這種方法的優(yōu)點在于對受污土壤造成盡可能小的擾動,能用標準設備來構造,具有成本效益。它運行能否成功取決于污染物從非水相和水相到氣相的轉換速率。需要考慮的變量有:(1)污染物的特征;(2)站點的性質。

4小結與展望

地下水是水資源的重要組成部分,在經(jīng)濟發(fā)展和社會進步中發(fā)揮著重要的作用。受人類生產(chǎn)、生活的影響,地下水污染問題日益突出,嚴重威脅著人類的生存與發(fā)展。為保障人類的健康和經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展,必須對地下水污染的治理及預防措施展開深入的研究。對于已經(jīng)污染的地下水,要查明污染源,切斷污染途徑,努力開發(fā)研究有效的污染治理技術。對于沒有污染的區(qū)域,要未雨綢繆,防范于未然,積極采取預防措施,避免污染的發(fā)生。要全面貫徹“預防為主,防治結合”的方針,確保地下水環(huán)境的潔凈與安全。

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