工程地质学科的基本理论形态包括 成因演化论 、 结构控制论 和 相互作用论 ,这些理论有着相通的思想 方法 ,就是成因决定结构,结构控制行为,工程地质过程是工程建设与地质环境相互作用的过程。下面是我为大家整理的工程地质学论文,供大家参考。
工程地质学论文 范文 一:工程地质在水利水电工程中的价值
一、水利水电工程地质勘察的方法及其特点
1.1工程地质测绘
工程地质测绘是水利水电工程地质勘察中一项基础工作,工程设计之前,地质人员要详细查明拟定建筑区工程地质条件的空间分布规律,并按照一定比例尺将其如实地反映在地形底图上,作为工程地质预测的基础,提供给设计部门使用。
1.2工程地质勘探
对任何水利水电工程地质条件及工程地质问题,从地表到地下的研究,从定性到定量的评价,都离不开勘探工作,水利水电工程地质勘探包括:物探、钻探、坑探等。
1.3工程地质野外试验野外试验是水利水电工程地质勘察中一项经常进行的重要的勘察方法,是获得工程地质问题定量评价和工程设计及施工所需要参数的主要手段。水利水电工程野外试验包括:钻孔压水试验、灌浆试验、荷载试验触探试验等。水利水电工程地质野外试验水平的发展,主要体现在试验仪器和设备的发展。
1.43S技术应用
3S技术是指全球定位系统(GPS)、遥感(RS)、地理信息系统(GIS)等三大技术系统的集成与总称。遥感技术是3S技术的基础,它提供主要的遥感信息源。GPS技术用于遥感信息的精确定位,GIS技术则为遥感信息的获取提供辅助信息和专家思维,并对所提取的各种信息进行管理和分析且具有制图功能。近年来,国内开始在一些特大型、大型水利水电工程地质勘察中采用3S技术,许多大型水利水电工程采用了3S技术并取得了丰硕成果。
1.5水利水电工程地质的特点
水利水电工程地质的特点有:非凡性与复杂性、实践性与 经验 性、工程地质问题的长期性与隐伏性。
二、水利水电工程存在的工程地质问题和条件
2.1水利水电工程建设中存在的工程地质问题
在水利水电工程建设中,由于工程建设对原有的地质环境的改变,形成了各种各样的工程地质问题,如:泥石流、斜坡滑动、斜坡崩塌、洞室围岩坍塌、溶洞、地质缺陷等。
2.2库区工程地质问题
水库蓄水后,水位上升,水深加大,流速减缓,近坝一带水似静水体,形成一个广阔的人工湖,这就会对库区及其邻近地带的地质环境生产影响,产生库区渗漏、浸没、淤积、坍岸及诱发地震等工程地质问题。
2.3水利水电工程地质条件
水利水电工程地质问题不是孤立、偶然发生的,它与水利水电工程建设区域的自然条件和环境有着极为密切的必然联系,其形成、发展和变化,都是工程活动对这里自然地质条件影响的结果,这些直接或间接地影响工程建筑物的规划、设计、施工和正常运用的地质条件就是工程地质条件,它主要是指:地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质特征、物理地质现象等。
三、水利水电工程中典型工程地质问题形成条件及对策
3.1泥石流
泥石流形成条件有:流域内应有丰富的固体物质,并能源源不断地补给泥石流;要有陡峻的地形和较大的沟床纵坡;流域中上游应有由强大的暴雨或冰雪强烈消融及湖泊的溃决等形式补给的充沛水源。防治泥石流的原则是以防为主,兼设工程 措施 。可采用如下的防范措施:预防:在上游汇水区,做好水土保持,调整地表径流,加固岸堤;拦截:在中游流通区,设置一系列拦截构筑物;排导:在泥石流下游设置排导设施使泥石流顺利排除等措施。
3.2斜坡滑动
斜坡滑动形成的条件:原有斜坡结构被破坏、斜坡外部荷载超过其承受能力等。斜坡滑动的防治措施:排水、消坡、抗滑桩、抗滑挡土墙、预应力钢索锚固措施、灌浆法、砂井砂桩加固法、焙烧发等。
3.3斜坡崩塌
斜坡崩塌发生条件和发育因素:山坡坡度55-75度、表面凹凸不平;岩石性质和节理程度:软硬岩石互层组成;地质构造:岩层产状、构造作用。斜坡崩塌的治理措施:爆破或打楔、灌浆、调整地表水流、铺砌覆盖、坡面喷浆等等。
3.4水库地震
水库地震是指水库蓄水后诱发的地震,水库地震发生的条件有:地质条件、激发条件,其中激发条件包括直接效应和间接效应。水库诱发地震以3级左右为主。我国最大的水库诱发地震是广乐省新丰江水库诱发地震6.1级。矿山诱发地震震级在3.4~3.8级,一般震级较小,震源较浅。水库地震的防治措施:尽量减少对可诱发水库地震的地质条件的破坏、采用有效方法预测水库地震发生的频率和级别、做好预防水库地震应急预案等。(本文来自于《价值工程》杂志。《价值工程》杂志简介详见.)
四、结语
水利水电工程则是在各种地质环境中进行的,水利水电工程建筑物与地质环境之间必然产生一定方式的关联和制约,地质环境对水电工程建筑物的制约,可以由一定的作用影响工程建筑物的安全稳定和正常运用,也可以由于某些地质条件的欠佳而提高工程造价;而水利水电工程建设有可以各种方式影响地质环境,使其产生程度不同、范围不一的变化。因此,水利水电工程建设必须根据具体地质环境和工程建设方式、规模和类型,预见到其二者相互制约的基本形式和规律,才能合理有效地开发利用并妥善保护地质环境。
工程地质学论文范文二:论工程地质实践教学方式
杭州西郊群山环抱西湖,水光潋滟、山色葱郁,北、东一片广阔平原。杭州山水有湖光山色之盛,山、石、洞、泉之美,地貌类型多样。北东向延伸并向南西扬起的西湖复向斜构造,使杭州地势自南西向北东逐渐降低。区内总体可分为山地、平原两大地貌单元:西湖的西、西南大部分地区为低山丘陵区,外围北、东、南侧为平原区。低山丘陵区内又可进一步分为低山丘陵与山麓沟谷两个小区。平原区分为西湖及北侧菬溪流域的湖沼冲积平原小区和东南侧钱江流域的冲海积平原小区。
工程地质实践教学
工程地质实习是工程地质专业本科教学中十分重要的教学环节,是该专业4年教学中必不可少的实习。是学生在学完土质土力学、岩体力学、工程地质学基础、工程地质勘察等课程理论知识的基础上,按工程地质选址勘察、初步勘察阶段的技术要求,通过对工程地质条件的野外实地考察、测绘和有关勘察手段使用的现场参观和实践,使学生获得工程地质实践的感性知识并巩固和深化理论,促进理论与实际相结合,为今后从事工程地质选址勘察或勘察工作打下初步基础。
1.实习内容和要求。岩石、土的肉眼鉴定,地层剖面观察;褶皱和断裂构造的基本判识;岩体结构面类型、结构体形状识别,野外鉴别和判识不同岩体结构类型,岩体结构面测绘统计;土体结构类型识别;地下水类型及水文地质条件的了解;各种环境地质及不良地质现象(滑坡、溶洞、坍塌等)野外识别、调查、测绘,成因和对场地稳定性影响初步分析和评价;以掌握工程地质测绘工作方法为主,并参观了解静力触探、标贯、钻探编录和取样等工程地质勘探手段;在了解杭州市区区域地层、构造等基础上,以浙江大学附近区为主,通过工程地质测绘,资料收集,编制工程地质剖面图、平面图和选址勘察文字 报告 。
2.实习教学。实习分为四条路线,路线一为大桥地层剖面路线,六和塔→钱塘江大桥北铁路线→八卦田→玉皇山;路线二为钱塘江岸—南高峰不良地质现象调查路线;路线三为浙大—青芝坞—灵峰—玉皇山—玉泉;路线四为浙大—黄龙洞—蝙蝠洞。实习内容为系统识别杭州地区地层岩性及其分界标志层;进行岩性描述,对出露岩石的颜色、成分、结构、构造、化石和风化程度等进行观察和描述,掌握观察方法和描述要点并采集岩样标本;岩体结构类型野外判别方法;滑坡识别、形态测绘等;洞穴调查、测绘;落水洞、岩溶塌陷调查;岩体节理裂隙统计;判识地貌单元及确定分区界线等内容。
工程地质实践 教学方法 探讨
工程地质学是一门实践性很强的科学,很多的工程地质现象,仅通过书本上的概念、理论而不配合一定的实习,是收不到良好的教学效果的。正如俗话所说“实践出真知”,充分说明了实验实习教学的重要性。通过实习可以验证、巩固和学习与实验有关的理论知识,加深对学科知识的理解,培养学生符合辩证唯物主义的、实事求是的科学思维和严谨的工作作风,激发和培养学生的创造能力。
1.激发学生对工程地质的兴趣。杭州作为实习基地本身对学生即是很大的吸引力。在实习过程中循循诱导学生对工程地质专业的热爱。启发式教学具有多种功能,通过启发教学,能激励学生的兴趣和探索精神,调动学生的主动性和积极性,从而使学生切实地掌握知识和技能,促进学生智力因素、非智力因素以及思想品德的形成和发展。每一条实习路线,都要在实习前布置好任务;每爬一座山,都要每位同学抱着征服高山的勇气,去翻越它,研究它,并对工程地质现象了然于心。对率先完成任务的小组要给予奖励。在山上野餐时,表演节目活跃气氛。激发同学的实习热情。在实习过程中,老师应该对实习地的风土人情、历史地理有所了解,把地质现象与人文知识、风俗习惯、经济发展联系起来。比如某些特殊地形地貌在古代兵家战争中起过什么作用;一个地区的地层与该地的闻名土特产有什么关系;某些因地质作用形成的湖光山色在当地有哪些民间 传说 ,在旅游业中起到什么作用等。这些都会增强学生对大自然的兴趣,从而也增强对工程地质的兴趣。
2.培养学生的独立观察能力。科学研究是从观察开始的,工程地质学更是如此,有的人对丰富的地质现象熟视无睹,而有的人则善于观察并有所发现,二者的区别在于对观察的重视不够,观察能力不同。野外实习是培养学生观察能力最具体而有效的方式。做到勤于观察、善于观察。勤于观察是指学生能积极主动地进行独立观察。野外实习时,对欲让学生观察的现象,老师一般都作了预习,心中有数。切实而有效的方法是让学生自己去观察、去发现,老师可通过提示、点拨要观察内容。善于观察是指把看到的不同现象进行对比,找出其本质上的成因联系。实习时老师可给学生示范,抓住两至三个现象深入剖析,学生便可举一反三,掌握思路和方法在此过程中,老师应特别注意鼓励学生提出自己的看法和解释,即使错了也没关系。
3.培养学生的团队协作精神。任何工程都是一个系统工程,都需要团结协作、分工明确,在很多情况下,单靠个人能力已很难完全处理各种错综复杂的问题并采取切实高效的行动,所以团队合作精神的训练也是非常重要的。可以通过地层实测剖面和独立填图阶段训练学生团队合作精神,在进行工作前,需按掌图、记录、定点、测量产状和采集标本等任务分工,对最后成果的整理分析也要采用讨论式的方法上各小组的成员都发表意见,集思广益最终完成图件的绘制,杜绝单打独斗。
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水利工程设计中的问题及改进措施论文
1水利工程设计中存在的问题
1.1设计的基础资料不详细
在设计水利工程时,会涉及到水文、地质、水资源、气象等基本情况以及设计方案的选择、参数确定、公式引用等问题,如果这些基础资料不准确或者不详细,将会导致设计的失误,因此,设计部门应该给予高度重视。目前,许多项目由于节省开支或时间紧迫,无法进行实地勘察,依据以往的资料或者其他资料来设计工程,就有可能在实施过程中产生与实际情况不符合的情况,需要变更设计。这不仅给审查造成了麻烦,还会造成施工索赔和工期拖延等问题。
1.2设计方案论证不充分
方案的论证和比较无论是在初步设计阶段,还是可研阶段,都是不可或缺的重要内容。只有经过充分、详细的论证与比较,才能够确保设计方案的经济性、技术的合理性和先进性,但是这个部分通常都被忽略了。方案的比选需要从工程总布置、工程选址、结构设计等对方案的投资、工期、环境影响、经济效益、运行条件等进行全方位的比较分析,应该在可行的方案中进行比较选择。现在,很多的设计只是在选择总体方案时作简单说明,而缺乏详细的经济效益分析,在总的方案确定后,具体的结构设计方案较少,而这些问题会导致投资浪费、设计不合理等问题。
1.3设计人员整体专业素质不高
现今,在我国水利工程设计与建设中,缺乏高素质的专业型人才,尤其是水利事业单位,工作人员在施工设计中,对资料不够了解,把握不准确,例如对于水文、地质、水资源、气象等各个类型的不同信息,没有研究基础资料,准确地对其进行把握就开始设计,造成了较多的设计问题;对编制大纲的理解不够彻底,造成了编制标准与设计方案之间存在一定的差异。
1.4设计内容存在缺陷
水利工程设计的内容对工程的实行有着直接的影响,水利工程设计不合理主要体现为工程单价分析与图纸设计不合理。在工程的设计分析中,在分析工程单价时,大多缺少相关的依据,造成分析不合理,或者是没有对市场进行仔细研究,了解市场的发展形势,便盲目确定工程的项目单价,造成工程项目的单价过低或者过高,导致工程概算不准确,对工程的投资控制不到位。在图纸设计中,存在尺寸标注不明、设计不规范等问题,例如在确定施工工艺,选择机械型号时。这些不确定的施工因素就会给实际施工造成较大困难,例如对施工进度与工程质量造成的不良影响。
1.5设计图纸不完整
在设计图纸时,有些设计人员未对工程结构设计内的细部构件给予重视,时常发生尺寸标注不明确的情况,例如某些特征点标注不全面或缺少施工剖面的大样图,造成工程计算与工程施工困难。在图纸中,有些说明也不够全面,还可能出现符号错误等。这些都会对日后的施工安排造成不利影响。
2水利工程设计的改进措施
2.1提高设计人员的专业素质
在设计水利工程时,需要引进高素质的专业人员,并对其进行有关的培训,合理设计水利工程。只有这样,才能够确保工程的良好进行及顺利完工,所以,应定期培训工程设计人员,提高人员的.设计水平,保证工程的最终质量。
2.2严格按照规范标准进行内容设计
确保水利工程设计的科学性与专业性,是有效提高水利工程水平的关键。在这个环节中,不仅需要保证图纸设计的规范性和科学性,确保其中各项尺寸的说明与标注,还要保证标注的合理性与正确性。另外,应该对编制程序、工程概况、施工需求以及各项材料的价格等制订明确、详细的标准,避免出现模糊不清的词语。除此之外,还要保证机械、人员、材料等的价格以及报表的准确性、科学性,在价格方面,一定要按照当地施工的实际情况确定。
2.3提高专业技术人员比例
设计部门属于业务性很强的建设单位,技术人员应该占大部分。现今,在部分县区的设计单位,专业设计人员的比重不到职工总人数的50%,而业务能力较强的骨干,一般只有两三人,加上近几年来,水利工程的投资较大,工程设计任务较为繁重,设计人员疲于工作,导致了设计结构存在一定的漏洞。因此,设计单位应该及时调整人员结构,努力充实技术力量,必要时,还可以聘请经验丰富的专家作为技术顾问,努力提高企业的技术水平与市场竞争力。
2.4在水利工程设计中增加技术经济理
水利工程设计部门在进行设计前,应该综合整理并且分析资料,例如施工现场的气候特点、水文环境、成本预算、质量控制等,同时,还要进行实地考察,使水利工程的设计变得更加合理科学。在实际的施工中,应该根据实际情况调整设计方案,使其更加符合工程质量要求。
2.5加强对水利工程设计的质量管理
在设计水利工程时,部门设计人员应该具备相关质量意识,并且把这种质量意识贯彻在设计方案中。在与监理单位协调时,需要将工程的质量控制放在第一位。在具体实施时,要将工程质量意识灌输给每个施工人员,不能使设计方案流于表面。设计部门的有关管理者应该重视对工程设计方案的管理,把质量意识贯彻到实际的设计方案中,努力提高工程施工的质量。
3结束
在工程建设中,水利工程设计起着决定性的作用。水利工程建设需要科学的设计进行有效指导,这样才能确保水利工程的顺利完工。因此,工程设计人员需要树立责任意识,通过各种方式提高专业素质,在设计工作中,认真收集基础资料,整理工程各个阶段设计,确保工程设计质量,为我国的水利工程事业作出积极的贡献。
有关水利水电工程地质存在问题的探讨摘要: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。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。由此可见,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。 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.
[3]董凡卿,文秘杂烩网. 2007,36(11):43-44.
[4]黄小军.水利水电工程地质勘测问题探析[J].人民长江,2008,36(3):54-55.
闽江水利工程的环境水质效应问题论文
闽江是我国东南沿海最大江河之一,整个流域基本受北东(NE)向与北西(NW)向两组交叉的断裂构造所控制,是典型的山区性河流,流程短(全长约600km)径流量大。闽江由6大支流构成其上游地区有富屯溪、建溪、沙溪3大支流,中下游及河口地区有尤溪、古田溪、大樟溪3大支流。整个闽江水系形态好象一扇体呈自西北向东南倾泄之势。全流域流经32个县市,面积约6.092万km2,约占福建省国土总面积(12.27万km2)的一半,其年均径流量约620亿m3[11,水量居全国各河流第7位。闽江水丰流急,蕴藏有丰富的水利电力资源。
据估算,全流域河流水能理论蕴藏量达632万kW,可装机容量463万kW。全流域内己建成大中型水电工程29座,水库总容量近50亿m3;其中建在闽江干流下游的闽清县境内的水口电站,库容量26亿m3,装机容量140万kW,年均发电量49.5亿kW°h,是华东地区最大水电站,己于1993年投入生产运营。
1.水利工程建设诱发或产生的环境负面影响
随着闽江流域水利工程建设与开发的快速发展,众多水利工程不断建成和运营。它有力地促进了沿江的经济和社会的发展,发挥了显著的经济效益和社会效益。但是,另一方面,水利工程建设诱发或产生的环境负面影响,即扰乱生态平衡、破坏自然、恶化环境的负面效应也相伴出现。前者是我们设计和期望的结果,后者是我们不愿意看到却又必须正视的问题。众多水利工程的建成运营对闽江干一支流的水动力场因素、水化学场因素及相关点线地带(段)荷载条件和应力场等环境因素产生显著的影响,伴随出现日益突出的环境地质问题。如:河(库)岸的稳定性变化问题,库区或坝区的区域稳定问题,河流纳污扩散净化能力降低及水质恶化问题,乃至使沿江城市乡镇的总体环境质量受到损害性影响等问题。为了化害为利,把与水利工程建设相伴出现的弊端降到最低点,研究和分析与闽江水利工程建设有关的环境地质问题具有重要的理论和实践意义。闽江水利工程的环境地质问题包含环境工程地质问题与环境水文地质问题两大方面。前者己在文献中作了初步的讨论和评价;本文仅就闽江水利工程的环境水文地质问题中的环境水质效应专题进行初步的讨论和评价。
2.闽江水利工程建设与水污染及水质环境的关系问题
闽江水资源的天然水质良好,属于低矿化度的江河水,其水化学成份以重碳酸盐类为主,总硬度低,为极软水,而且含沙量较少,枯水期河流大多呈清澈状。据资料显示f3,多年的年均含砂量大多小于0.25kg/m3,比黄河含砂量的六千分之一还小。它水量充沛,流速较大,具有很强的纳污稀释扩散净化能力。闽江干一支流上众多水利工程建成后,虽然其年均径流总量绝对值没有大的变化。但是,在水利工程运营调度过程,径流量在不同河段(空间)和月份或年份(时间)分配上出现(比水利工程修建之前)明显的变化,即径流量的相对值随时空的不同产生显著的差异;以及水库蓄清排浑的调度方式及坝下江段的河流冲刷作用强化的趋势。使闽江干一支流水动力因素产生较大变化的同时也出现其水化学场因素大的变化。如库区江面大幅度増大,接纳污染的面积扩大,库区形成许多库湾和静水区,江水的流速显著减小甚至处于静止状态,其纳污稀释扩散净化的能力明显降低;随着污染物排入量的有増无减,江水中的污染物浓度必将提高,污染带也将明显扩大生长,使局部水质恶化,并逐渐扩展,乃至影响整个库区或河段的水环境。闽江水利工程建设相伴出现的水污染及环境水文地质问题涉及面很广,本文仅就其中的环境水质效应问题进行概括性的讨论和评价。
2.1闽江水环境点源污染与水利工程建设的关系
点源污染主要包含工业污染源和城镇生活污染源两方面。闽江水利电力工程建设,为闽江流域的工业发展,城乡建设提供了重要的能源,充足的水利电力能源极大地刺激了闽江干一支流沿江的工业发展和城乡建设。可是伴随着城镇人口的迅速増长和城市发展进程的明显加快,库区及沿江工业全面高速发展,闽江水环境污染源点数量也随之剧増,致使工业和生活污染物的排放量猛増。据不完全统计[1],闽江流域己发展有污染源的工厂和企业2000多家,其工业废水年排放量达5亿多吨。同时,生活和医疗污水排放量总和近3亿吨,废污水中的主要污染物为COD、硫化物、酿,还有磷它们的累计负荷占总负荷的83%对闽江水环境造成较为严重的污染。污染最严重的是闽江支流沙溪,其部分河段的水质为四级或五级。研究表明,沙溪某些河段的水质变化与水利电力工程开发有密切关系[3]。由于水库蓄水,使相关的许多河段的径流速度、径流量减小,在库区及相邻河段出现河水的相对滞留或处于静止状态,大大地降低了污废水的稀释扩散净化能力,加上库区淹没的树、草、耕地土壤中的有机物溶解排放累积迭加,使沙溪中下游河段蓄水体在枯水期的氨氮含量高于临界控制浓度(1mg/L),总磷的含量己接近或超过临界控制通量,使许多蓄水体在多年平均流量下处于中等营养状态而在枯水期处于富营养状态[3]。还有闽江下游及河口脏河段,其水质情况既取决于污染源的排放量,也受控于河口地区特殊的水动力特性。由于水口电站高坝大容量的蓄水,导致大坝下游径流量及水位锐减(丰水期和枯水期),而下游沿岸及福州市的工业和生活污染物排放量急剧増长,再加上闽江口潮汐涨潮的顶托作用致使咸水上溯、污水回流,而使这一地区的废污水排放量与河流径流量之比即污径比明显变大,水环境容量和质量显著降低,水污染程度日益加重。
2.2闽江水环境的非点源污染问题
水文环境的非点源污染是指区域性的面状污染问题,是目前全球水质问题的重要原因。随着点源污染控制水平的提高,水环境的非点源污染将显得更为突出。美国环境保护局指出:当今美国水质问题,可能有50%或更多是由非点源污染所致。它表明非点源污染对水质与水环境的危害极大。非点源污染一般包括城市径流污染和农田径流污染(还含流动污染源)前者指,伴随着工业化、城市化进程的加快,城市工业与生活污染物排放量剧増,城市径流中的污染物浓度急剧増长,使城市径流成为接纳水体的一个重要污染源。后者是指,伴随着农业的高速发展,土地利用率明显加大,农药与化肥的施放量逐年増长,加大了农田径流污染负荷量,使农田径流不仅携带着大量泥砂,而且还挟含有各种有机物、无机物和氮磷营养元素以及农药,成为受纳水体的重要污染源。
伴随着闽江水利工程建设的蓬勃发展,在库区及沿江地带快速建设和发展起来的众多城市乡镇大多背山面水,依山布置,沿江延伸,形成高差数米乃至数十米、上百米的山城和长条形的人口聚居的密集带。城镇环境污染物排放量极大,加上城市发展的不规范和市政基础设施不配套或不完善,使降雨径流的大部分沿地面与街道刷洗顺势直泻注入闽江干一支流,它对闽江水环境构成突出的污染危害。同时,由于库区的淹没影响(其范围总量是相当大的)原有耕地较大幅度减少,且移民安置点相对集中于沿江地带,人口密度剧増。为了发展农业,一是大范围地开荒造地,同时提高土地的耕作利用率,导致沿江水土流失加剧,有机质养分的供给量増加;二是加大化肥及农药的施放量。在降雨期间,农田径流历经面流、渗透、冲刷、吸附、汇流等一系列物理一化学及水文作用过程,将污染物输送到闽江干一支流中,加剧闽江水的污染程度。有资料显示14,闽江饮用水氨氮含量超标达8.6倍,酚含量超标高达14倍。它与闽江水环境的非点源污染有密切关系,与水利工程建设及运营有密切的关联性。非点源污染具有突发性强、出现时间集中(多在雨季时期)、城市径流污染强度较高、农田径流污染负荷总量大等特点。通常情况下,城市径流单位面积上的'污染物是农田径流污染物的若干倍(2—3倍或更大)。但是,沿江库区及沿岸的农田径流面积相当于城市径流面积的数十倍或更大。因此,库区及沿江水环境的非点源污染负荷主要来自农田径流。此外还有与水利工程建设相伴发展的旅游业。闽江水上旅游活动高速发展,使其许多库区及江河中接纳流动污染物量的累积増幅加大,它对闽江水资源与水环境的负面影响不容忽视,急待进行专门的调查研究,制定防治措施。
闽江干一支流既是工农业生产活动及城市活动的重要水源,也是工农业生产和城市活动排污泄水的容纳区。随着社会经济的快速发展,这种取水量和排污量均会大幅度増长。闽江干一支流上众多水利工程的建设运营,显著地改变河流的流速、径流量、输砂量、悬移物性质、污染物通量等水动力场和水化学场因素,它明显地降低河流纳污稀释扩散净化的能力,加重各种污染物对江水的污染程度。
3.结语
环境地质学理论告诉我们:地质环境的演化发展过程、人类的工程及经济活动与地质环境之间呈非线性的密切相关关系和反馈机制,其特征、成因及规律是极为复杂的。而人们对水利工程建设与地质环境的关系的研究,经历了从点(工程)到线(河段、河流梯级开发)到面(库区及周边环境)到体(流域的综合环境大系统)的发展演化过程,体现了对水利工程建设的环境问题研究评价的整体化、系统化和综合化的大趋势[2]。闽江水利工程建设的环境水质效应问题说明了闽江水利工程的建设与运营,在发挥显著的经济效益和社会效益,创造美好环境的同时,也造成水环境的负面变化,反映了水利工程建设是孕育和诱发现代环境地质问题的重要因素之一。这告诉我们,水利工程的环境地质问题的评价研究不是以水利工程的建成运营为结束,而应与水利工程建设和运营同始终。
谈谈水利工程中工程地质和水文地质研究
地下水对水利工程建设的稳定性及耐用性有着重大影响,因为地下水是岩土体的核心组成部分,会对水利工程基坝质量的好坏造成影响。
摘要: 工程地质与水文地质两者有着紧密的联系,在水利工程中,二者相辅相成,地下水是水利工程建设的基础环境,同时也对建筑地及周围的岩土体性质有重大影响,岩土体中最重要的构成部分便是地下水,对建设物稳定性与耐用性带来一定影响,为了对水文地质进行一定程度的加强,为了对工程调查的质量带来提高,在进行水利工程地质勘察时,需要对建设地及其周围岩土体的性质进行严格勘察,此外,还要对地下水进行勘察,以此为基础,对预防与治理提出相关意见,并提前准备好设计规划与工程开展所需要的资料,从而对工程的危害进行减少。文章对常见工程地质与水文地质等问题进行了研究与分析。
关键词:水利工程;水文地质;工程地质;地质勘察
0引言
地下水对水利工程建设的稳定性及耐用性有着重大影响,因为地下水是岩土体的核心组成部分,会对水利工程基坝质量的好坏造成影响。不管建设什么项目,必须要进行观察、实验、探索,还需要经过详细调查该地区水文面积、水文地质条件、地下水的形成、运动的特点与水质量、数量是否变化等。但是,在实际勘察中,对一些水文条件较为错综复杂的山地,若是忽略了工程勘察,对工程地地质情况不了解,在工程规划中也没有在意水文条件对工程的影响,往往会造成一些不必要的工程问题的发生。并且,人们很少注意到这些,知识简单的通过报告进行了解与评价。所以,为了对工程质量带来提高,必须要加强对水文地质的研究。
1水利工程中对水文地质的评价
在进行工程勘察时对水文地质的评价需要注意以下3点:1)重视地下水对土壤、岩石以及建筑物的影响,进行重点研究,从而有效的预测岩土工程会带来怎样的危害,并且对此做出防范措施。2)根据建筑物的地基基础,对水文地质问题进行分析研究,并提供水文地质所需要的必要材料。3)从工程建设的视角来看,针对地下水对工程的不同影响,提出可能出现的地质问题:①处于地下水中的建筑物,其钢筋可能会被地下水腐蚀;②建筑工程的基坝土质的选择有限,只能考虑土质不好的风化岩、软岩等,对可能会发生的崩解、岩石与土壤软化等进行对地下水的评估;③应该对地基挤压问题进行预测,观察是否会有流砂与潜在侵蚀发生的可能性;④在对水利工程进行设计与施工中,由于水位变化产生地基浮动等问题;⑤随着工程施工的开展,会造成土壤与岩石的变化,甚至会对建筑物与环境造成一定影响。
2测试与研究岩土的水理性质
土壤中的水分与地下水会发生一定的相互作用,从而显示不同的属性,这就是土壤物理性质,其主要有水分保持能力、土壤透气性、水分含量等特点,这些方面导致了地下水、气态水与液态水的联系。岩层是岩土体贮藏地下水的地方,会产生不同形式的水,如潜水、承压水等。含水层空隙性质的不同,使地下水可分为岩溶水、裂隙水。土壤与地下水的相互作用,使岩土体的存在方式与地下水有所不同,不同的地下水形式会给岩土体带来不同程度的影响。砂黏土中有极少的地下水这是结合水存在的主要方式。当结合水与黏土显示属性为可塑性、收缩为黏土、膨胀等形式时,就是弱结合水,它是由于受到物理作用与机械作用的制约,活动范围受到限制,受到的岩土动态物理性小,从而产生的。当土质失去植被保护或者遇到强降雨等情况,泥土流失会比较严重,土质随雨水流失过程中慢慢沉积,导致河床抬高,因此,了解清楚水利工程上游土质构造问题,能制定有效措施,控制水土流失问题。例如三峡工程占地面积广阔,又位于地质复杂的四川省,所以在工程开始之初必须严格探测土质结构,采用正确的蓄水运行方式。“蓄清排浑”是三峡工程运用的比较成功的一个排洪方式,在汛期,控制145m的运行水位,与正常蓄水位相比,低30m。当水位高于145m时,其泄洪能力达到64000多m3/s,这样可大大降低泥沙淤积问题。
3水利地质的分析
3.1地下洞室围岩稳定性的分析
理想的建洞山体具备的条件应该是:构建洞区地质条件简单,裂隙间距大,岩层厚,无断裂带不会对山体稳定性造成影响,具有完整坚硬的岩体,完整的地形,没有受到泥石流、滑坡等地质灾害的破坏,没有岩溶现象或岩溶现象不发育,地下水影响较小,无有毒气体与异常地热的发生。脆性断裂,层状弯折与拱曲,塑性变形与膨胀,山体滑坡与断层以上几种都属于岩石变形与破坏类型。
3.2坝基岩体工程地质的分析
不同的坝型,所其工作特点也具有不同的特性,对地质的要求也不同。所以要对不同类型的坝应该适应什么样的地质条件进行分析与了解。但是由于坝区的岩体会有地质的缺陷,从而会引起坝区渗漏与坝基稳定等工程事故的发生。
3.3分析边坡工程
蠕动变形、崩塌、山体滑坡是常见的'边坡类型。以外,还有松弛张裂、泥石流等问题存在。泥石流属于常见边坡失稳的类型。地下水与地表水以及降雨,地形条件,地质构造与岩体构造,岩石类型与性质,其他因素(日照、地震、风力、温度等)都是造成影响地质构造与岩体结构的原因。3.4影响水库工程地质问题的原因水库分为两类:地面水库(河流上建筑坝所形成人工湖);地下水库(根据地下的蓄水结构,由于人工控制造成)。由于蓄水后,对水文地质和工程周围水文条件造成了影响,使库区与邻近地段的地质环境受到改变。如:由于地下水的上升导致洼地淹没等。从而导致各种工程地质问题的发生,如:水库淤积、水库渗漏、库岸塌陷等问题的发生。
3.5软土路基边坡稳定性与基坑降排水
作为软土基坑地质问题较为注意的两个方面。在对其进行建设时,要注意边坡稳定性,要保证事故的安全,需要采取以下措施:对坡度进行合理设置、对边坡进行有效的安全措施等。其目的是为了加强边坡稳定性;对于粉砂与细砂土质的边坡,进行流砂与管涌评价,从而防止发生事故;防止坑底的隆起,确保基坑的土壤随时处于干燥状态,方便工人的施工。明排法与人工降水是开挖软土基坑降排水的方法。
4结语
在工程地质中,工程地质的环境都是由工程环境与地质环境组合构成的,岩土体加载路径与时间作为工程地质环境变化与内部自我调整的决定因素,积累到一定程度会对原因系统造成必然的改变,这表现出工程环境需要对地质环境的影响,地质环境需要适应工程环境。如果需要对水利工程的地质环境进行现状分析,必须要对该区域地质与水文地质条件进行分析,还需要分析水利项目是否适应,并且还要对发生灾难的破坏程度进行预测与分析。进行水利工程地质环境现状的分析,是为了更好的对水利工程做出设计与规划,并且提出更为合理化的意见与建议。
参考文献:
[1]骆祖江,张弘,李会中等.乌东德水电站坝址区地下水渗流三维非稳定流数值模拟[J].岩石力学与工程学报,2011,30(02):341-347.
[2]王媛,王学潮,王建平等.南水北调西线一期工程区水文地质条件评价[J].岩石力学与工程学报,2005,24(20):3614-3619.