水文地质论文范文

关键词：高放废物；地质处置库；水文地质条件

Abstract:thispaperthroughtheestablishmentofthepurposeofthemodel,andpointsoutthattherepositorysiteimportanthydrogeologyparameters,thefieldinvestigationandlaboratorywork,andmodel,andthesimulationoftheseveralaspectsarediscussed.

Keywords:highlevelradioactivewaste;Geologicalrepository;Hydrogeologyconditions

中图分类号：[P345]文献标识码：A文章编号：

地下水运动是高放废物包装罐最终腐蚀失效后,淋滤核废物、使之迁移并进入人类环境的主要自然作用。所以，对于处置库预选区和处置库场址的水文地质条件要有充分地了解和认识，这在处置库性能评价过程中是尤为重要的。地下水流速、流向、流量和水动力特征都是在研究中的内容，在对区地下水的水量和水化学成分进行研究的过程中，后者会产生一定的影响。

在处置库地质环境中，地下水系统发挥着重要的作用，处置库中所存在的放射性核素通过地下水可以移出来，并且在人类的生活环境中也会产生一定的影响。在核素中，研究地下水的运移作用，不仅对于原生水文地质环境要引起一定的重视，对于处置库的建造和放置核废物的时候可以对原生环境带来什么样的影响都也需要作为重点考虑的内容。在建造处置库的时候，要将地下巷道和硐室作为重点开挖的对象，从而地下水的运动方式就会得以改变。被放置的处置库的高放废物就会有很多的热能释放出来，这样的话，局部地热场就会发生很大的变化，地下水运动也可能会遭受到严重的影响。

一、建立模型的目的

综合研究地下水系统的上述各个方面,就能建立起该系统的概念模型和数学模型。建立模拟核废物及模型的目的在于：

1.在地下水系统中处置库会产生一定的影响，地下水中核素的浓度和运动速度都在其预测的范围内。

2.通过对比计算结果和实测资料，模型验证的基准才能够建立起来。

地下水模型还可以在敏感性分析中也能够发挥一定的作用，在这种情况下，某些重要的参数就会被确定下来，将已经丢失的重要信息也进行了一定的恢复。想要使建立起来的核素运移模型更具备完整性和复杂性，就需要这类模型在其中发挥作用，地下水系统中很多重要地球化学作用的模拟都是包含在后者中的内容。对核素运移有所控制的作用有6个，也就是地下水运动，扩散，弥散，吸附，沉淀和共沉淀与放射性衰变，这些作用应该在建模的时候就应该考虑到位。

二、处置库场址的重要水文地质参数

为了使相关水文地质因素定量化，定量的使用是比较正常的，因为在水文地质系统的特征参数就是在这种情况下被描述出来的。这些参数大致可分为两种层次，第一，将地质介质本身特性的参数反映出来；第二，对处置库所在地区含水层系统特性的参数进行描述。

1.地质介质的水文地质参数

基本上相同于常规水文地质研究，孔隙度、渗透系数、导水系数和储水系数等仍然是研究高放废弃物地质处置库场场址地质介质的水文地质参数。但是在其中应该注意两点，一是以孔隙介质为主的系统和以裂隙为主的系统,孔隙度和导水系统的物理意义是不同的。包括我国在内的许多国家都准备用结晶岩作为处置库的主岩,在结晶岩中各种成因的裂隙是地下水的主要通道。因此,裂隙系统中地下水的运动规律是处置库场址水文地质研究的要点。二是要注意流体性质对含水层水文地质参数的影响,因为流体的温度和粘滞性等会改变流体的运动特性。

扩散容量(diffusioncapacity)是一个更高层次的水文地质特征参数。它表征单位体积岩石通过扩散方式转输流体的能力。该参数主要取决于岩石空隙的数量与结构,也与岩石的微裂隙有一定关系。

2.地下水系统的水文地质参数反映地下水系统总体特征的参数有三组:

2.1整个系统及其各个组成部分的岩性、大小、厚度、分布和几何形态;

2.2地下水流系统的边界条件;

2.3三维水头分布,水力梯度和流向。

三、野外调查与实验室工作

处置库预选区的水文地质调查应包括文献资料调研,地质、水文地质填图,地球物理勘察,水文地质钻探与现场试验,水样、岩样采集与测试。

根据地形资料结合井、泉、河、湖和沼泽的水位,可以初步建立地下水流系统的模型。模型中含水层的渗透系数和孔隙度一般通过已有地质资料来估计。在地下水流系统初步模型的基础上，钻探工作的开展是很有必要的，这样的话，地下水水头就会被确定下来，含水层参数，取水样测定化学成分、同位素组成和地下水年龄也就会得以了解。钻探工作的另一个目标是查明地下水系统的侧向与垂向边界。

四、模型与模拟

用数学模型模拟地表水和含水层系统、预测水文地质系统对各种干扰的响应是一般水文地质工作，水资源评价和规划中的常规任务在其中显得更为重要。在模拟渗透性极低的处置库预选区地下水系统中，这些模型也能够发挥一定的作用，但是一定要将以下的几个不同点引起重视：①核废物处置库模拟有过于长的预测时间；②要对弥散作用引起注意；③在地下水运动过程中，核废物辐射热干扰对其产生的影响一定要引起注意；④考虑系统对热诱发应力的响应，裂隙扩张、关闭或者产生新裂缝都会因为这个应力而出现，在这种情况下，岩石的渗透系数就会发生变化。

因为钻孔在处置库场址勘察中的出现是一定要很少的，模拟所需参数是需要通过这些不多的钻孔中获得，因此，获得模型参数要比常规水文地质模拟的难度大很多。

五、结语

总而言之，相比较常规水文地质模型来讲，相关于高放废弃物处置库的水文地质模型的完善程度会更大一些，而且针对水流、热流和化学反应等多个相关的变量都能够很好地处理。

参考文献：

[1]沈珍瑶,程金茹.高放射性核废物深地质处置的环境问题[J].地质通报.2002(03).

[2]罗兴章,闵茂中,郑正,王驹,金远新,郭永海.高放废物深地质处置库预选场址的古温度环境[J].地质论评.2004(05).

[3]杨沛,毛小苓,李天宏.快速城市化地区生态需水与土地利用结构关系研究[J].北京大学学报(自然科学版)网络版(预印本).2009(04).

水文地质论文范文

关键词：工程勘察；水文地质；岩土；危害

随着我国工程建设的快速发展，越来越重视开展水文地质工作。但目前我国在工程勘察、设计以及施工方面，没有足够的认识到水文地质工作的重要性，从而导致水文地质调查的投入的资金和力度不足而造成施工灾难。事实证明水文地质的问题是一个极其重要但又易于忽略的问题。因此，为了能准确的了解水文地质工作的重要性，必须要重视基础地质调查中的水文地质工作，并认识忽略水文地质工作会对工程勘察造成哪些影响，又会对建设工程带来哪些方面的危害。水文地质工作是研究水文地质条件的主要手段，其目的是为了查明地下水的形成和分布规律，并在此基础上对地下水资源作出水量与水质评价，所以水文地质工作对工程建设的后续工作有着十分重要的作用，但往往在工程勘察设计和施工过程中，水文地质问题常常被忽视给施工带来许多困难与不便，甚至造成了严重的工程灾难。本文从以往工程勘察中水文地质问题被忽视的原因进行分析，并提出了一些应对的措施。

1工程地质勘察中水文地质评价内容

在工程勘察中，对水文地质问题的评价，主要应考虑以下内容：

1.1应重点评价地下水对岩土体和建筑物的作用和影响，预测可能产生的岩土工程危害，提出防治措施。

1.2工程勘察中还应密切结合建筑物地基基础类型的需要，查明有关水文地质问题，提供选型所需的水文地质资料。

1.3应从工程角度，按地下水对工程的作用与影响，提出不同条件下应当着重评价的地质问题，如：对埋藏在地下水位以下的建筑物基础中水对砼及砼内钢筋的腐蚀性；对选用软质岩石、强风化岩、残积土、膨胀土等岩土体作为基础持力层的建筑场地，应着重评价地下水活动对上述岩土体可能产生的软化、崩解、胀缩等作用。在地基基础压缩层范围内存在松散、饱和的粉细砂、粉上时，应预测产生潜蚀、流砂、管涌的可能性；当基础下部存在承压含水层，应对基坑开挖后承压水冲毁基坑底板的可能性进行计算和评价；在地下水位以下开挖基坑，应进行渗透和富水试验，并评价由于人工降水引起土体沉降、边坡失稳进而影响周围建筑物稳定的可能性。

2岩土水理性质

岩土水理性质是指岩士与地下水相互作用时显示出来的各种性质。岩土水理性质与岩土的物理性质都是岩：岩土的水理性质不仅影响岩土的强度和变形，而且有些性质还直接影响到建筑物的稳定性。以往在勘察中对岩土的物理力学性质的测试比较重视，对岩土的水理性质却有所忽视，因而对岩土工程地质的评价是不够全面的。岩土的水理性质是岩土与地下水相互作用显示出来的性质，下面首先介绍一下地下水的赋存形式及对岩土水理性质的影响，然后再对岩土的几个重要的水理性质及研究测试方法进行简单的介绍。

2.1地下水的赋存形式：地下水按其在岩土中的赋存形式可分为结合水、毛细管水和重力水三种，其中结合水又可分为强结合水和弱结合水两种。

2.2岩土的主要的水理性质及测试办法：一是软化性，是指岩土体浸水后，力学强度降低的特性，一般用软化系数表示，它是判断岩石耐风化、耐水浸能力的指标。在岩石层中存在易软化岩层时，在地下水的作用下往往会形成软弱夹层。各类成因的粘性上层、泥岩、页岩、泥质砂岩等均普遍存在软化特性。二是透水性，是指水在重力作用下，岩土容许水透过自身的性能。松散岩上的颗粒愈细、愈不均匀，其透水性便愈弱。坚硬岩石的裂隙或岩溶愈发育，其透水性就愈强。透水性一般可用渗透系数表示，岩上体的渗透系数可通过抽水试验求取。三是崩解性，是指岩浸水湿化后，由于土粒连接被削弱，破坏，使土体崩敞、解体的特性。四是给水性，是指在重力作用下饱水岩土能从孔隙、裂隙中自由流出一定水的性能，以给水度表示。给水度是含水层的几个重要水文地质参数，也影响场地疏时间。给水度一般采用实验室方法测定。⑤胀缩性，是指岩土吸水后体积增大，失水后体积减小的特性，岩土的涨缩性是由于颗粒表面结合水膜吸水变厚，失水变薄造成的。

3地下水引起的岩土工程危害

地下水引起的岩土工程危害，主要是由于地下水位升降变化和地下水动水压力作用两个方面的原因造成的。

3.1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，地下水位变化引起危害又可分为三种方式：

3.1.1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、气温等及人为因素如灌溉、施工等的影响，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：一是土壤沼泽化、盐渍化，岩土及地下水对建筑物腐蚀性增强。二是斜坡、河岸等岩土体岩产生滑移、崩塌等不良地质现象。三是一些具特殊性的岩土体结构破坏、强度降低、软化。四是引起粉细砂及粉土饱和液化、出现流砂，管涌等现象。五是地下洞室充水淹没，基础上浮，建筑物失稳。

3.1.2地下水位下降引起的岩土工程危害。地下水位的降低多是由于人为因素造成的，如集中大量抽取地下水.采矿活动中的矿床疏干以及上游筑坝，修建水库截夺下游地下水的补给等。地下水的过大下降，常常诱发地裂、地面沉降、地面塌陷等地质灾害以及地下水源枯竭、水质恶化等环境问题，对岩土体、建筑物的稳定性和人类自身的居住环境造成很大威胁。

3.1.3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，给岩土工程基础选择、处理带来较大的麻烦。

3.2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。

综上所述，水文地质工作在建筑物持力层选择、基础设计、工程地质灾害防治等方面都起着重要的作用，随着工程勘察的发展，将受到越来越广泛的重视，切实做好水文地质工作将对勘察水平的提高起着极大的推动作用。

参考文献：

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关键词：水利水电；工程地质问题；环境问题；勘测问题

1水利水电工程建设与环境问题

1.1水利水电工程与地震问题水库等水利水电工程建筑物蓄水后，由于地应力的调整或水体下渗等原因，触发了地质断层的复活而诱发地震。研究表明，要触发一个比较大的地震需具备以下三个条件：①水库岩石比较破碎，且处理效果不十分理想；②存在有利于应力集中的地质环境条件；③水库水荷载所产生的超孔隙水压力足够大。关于水库诱发地震的事件国内外均有报道，一般而言，水库的坝址没有较大的断裂带存在，仅仅是水荷载引起的地应力，诱发地震的可能性是很小的。但如果诱发大的地震，那将是灾难性的。从1987年的资料至今，我国已建设的坝高在15米以上的水库共18000多座，已发现水库诱发地震的有13座。[1]

1.2水利水电工程与水文问题水利水电工程建成后改变了下游河道的流量过程或周围环境水域的分布，从而对周围环境造成影响。例如：①大坝水库不仅存蓄了汛期洪水，而且还截流了非汛期的基流，往往会使下游河道水位大幅度下降甚至断流，并引起周围地下水位下降，从而带来一系列的环境生态问题；②下游天然湖泊或池塘因断绝水的来源而干涸；③下游地区的地下水位下降；④入海口因河水流量减少引起河口淤积，造成海水倒灌；⑤因河流流量减少，使得河流自净能力降低；⑥以发电为主的水库，多在电力系统中担任峰荷，下泄流量的日变化幅度较大，致使下游河道水位变化较大，对航运、灌溉引水和养鱼等均有较大影响；⑦当水库下游河道水位大幅度下降以至断流时，势必造成水质的恶化。由此可见，水利水电工程对水文的影响是不容忽视的一个重要问题。[2]

1.3水利水电工程与气候问题一般情况下，区域性气候状况受大气环流和水体分布所控制。如果修建大、中型水库及灌溉工程后，当地水体的分布会发生较大的变化。如原先的陆地变成了水体或湿地。局部地表空气变得较以前更加湿润，形成新的小气候，对当地气候会产生一定的影响。主要表现在对降雨、气温、风和雾等气象因子的影响方面。

1.4水利水电工程与鱼类、生物物种问题①对鱼类的影响：切断了洄游性鱼类的洄游通道；水库深孔下泄的水温较低，影响下游鱼类的生长和繁殖；下泄清水，影响了下游鱼类的饵料，从而影响鱼类的产量；高坝溢流泄洪时，高速水流造成水中氮氧含量过于饱和，致使鱼类产生气泡病。②对植物和动物的影响：库区淹没和永久性的工程建筑物对植物和动物都会造成直接破坏；同时局部气候变化、土壤沼泽化、盐碱化等都会对动植物的种类、结构及生活环境等造成影响。

2工程地质工作中存在的问题

2.1工程地质勘察的质量问题在工程地质勘察过程中，主要问题有以下几种：①工程概念不清，勘探侧重点不明确，针对性不强，方法不当，手段落后；②工程地质分析工作中所选择的理论、方法、计算公式等与实际情况有较大出入，其适应条件的物理意义混淆不清；③地质报告中基本地质条件不清楚。我们遇到的主要工程地质问题有：①界定不准确或论证不充分，有问题遗漏甚至结论性错误；②有些地质报告没有地质结论，也有些工程没有做多少地质工作就先下结论，极不严肃。此类问题产生往往造成阶段性工程审查不能一次性通过，可能延误开发时机；或者尽管通过了审查，但却给工程留下了隐患，这种情况的危险性极大。[4]

2.2勘测周期不合理的问题从工程地质勘察到地质报告的提交需要一定的工作周期，这是再简单不过的道理，然而有些工程却没有进行基础性的前期投入。主要存在问题有以下几个方面：①一旦需要申报项目，立即就要求提交地质报告；②今天刚刚提交可研报告，明天就要求提交初设报告。此类情况多为地方性工程，一般国家投资的大型工程出现这种局面的不多。没有足够的勘测周期所造成的后果是严重的，由于地质条件不清楚，直接导致投资控制不住，施工后修改设计等情况。更可怕的是留下了工程隐患，可能造成重大的工程事故。:

3结语

工程地质学是20世纪才建立和发展起来的一门地球科学。水利水电工程地质勘察是所有行业中涉及面最广、问题最复杂、任务最艰巨、声望最高、最具权威性的龙头行业，它具有自身的特殊性与复杂性。水利水电工程建设与环境保护是一项长远的任务，是水利水电工程顺利进行的重要保证之一。保护和改善工程环境是保证人们身体健康的需要，是现代化大生产和保证工程质量的客观要求，是保证工程永久利益的必须条件。工程地质工作的质量，对工程方案的决策和工程建设的顺利进行至关重要。由于地质问题引起的工程事故时有发生，轻则修改设计延误工期，严重时造成工程失事，给人民生命财产带来重大损失。近年来。工程地质勘察质量有下滑趋势，工程地质分析不够深入，有时甚至出现工程地质评价结论性错误这样严重的问题。笔者认为，总结分析水利水电工程地质勘察过程中存在的问题，具有重要的现实意义。

参考文献：

[1]林妙月．区域构造稳定性及地震性危险评价问题[M]．北京：地震出版社，2008：99-100.

[2]王连生．水利水电工程地质[M]．武汉：武汉大学出版社，2008：13-15.