岩溶地区水文地质环境地质综合调查的实施分析论文_李祖燊

广西地矿建设集团有限公司 广西南宁 530022

摘要:岩溶地区是我国西部大开发的关键内容,由于岩溶地区生态环境自身因素的影响,开发与建设效果难以得到有效保证,因此在开发、建设与保护基础之上应做好岩溶地区水文地质环境的综合调查,以精准的水文地质勘察技术针对性的采集岩溶地区的水文地质资料,这样才能够为地区经济建设与环境保护贡献能够力量。本文以岩溶地区水文地质勘察技术的重难点入手,探讨水文地质勘察技术,并通过综合调查的实施方法进行具体分析与研究。

关键词:岩溶地区;水文地质环境;地质调查;地下水环境

岩溶地区的地形地势与生态环境直接影响了地区经济发展与地区建设,在生态环境脆弱的状态下,交通发展受到了限制,地区经济也能难以得到有效的建设,人民生活水平难以得到提高。岩溶地区的生态环境建设与保护是我国西部大开发的关键内容,但由于岩溶地区石漠化形式严峻,因此在开发策略中还需要重点关键水文地质环境的综合调查,以有效的技术手段提高水文地质环境调查结果的真实性与准确性,为地区生态环境保护与开发建设提供基础资料。

一、岩溶地区水文地质勘察的重难点

随着科学技术手段与技术水平的不断提高,我国在水文地质勘察技术上已经有了较大的提升,并且在多年勘察实践中也逐步取得了经验与优势。但岩溶地区的水文地质勘察与其他地区不同,其地质情况复杂,给水文地质勘察带来了许多困难,因此针对岩溶地区的水文地质勘测,需要重视勘察中的重点与难点,避免勘察结果失误。

(1)岩溶地区水文地质勘察重点内容。第一,受岩溶地区地质条件影响,水文地质勘察需要重视勘察的可行性,在探明岩溶洞隙情况后需要根据环境情况进行危害性评价,以科学的预测、分析对地质稳定性与是否适宜于建筑施工进行综合评价。第二,对于伴生土洞、塌陷地表在勘察范围内的分布情况与发育情况等需要进行预先勘察,这样才能够更好的保障在地质环境稳定的情况下进行详细勘察,判断施工能够施加建筑物。

(2)岩溶地区水文地质勘察的难点。首先,岩溶发育的下列部位中土洞与土洞群的位置确定是一大难点。其确定需要先根据岩溶洞隙发育部位确定,而后还需要根据岩石张开裂隙发育位置进行确定。其次,岩溶地区的水文地质勘察在勘察技术确定上是一大难点。以岩溶地区水文地质情况决定勘察技术需要根据测绘、物探等多种技术手段综合进行,并且在勘察过程中还需要对岩溶的发育特征,荷载能力等进行确定,直接加大了水文地质勘察技术难度。

图1-1 地质雷达效果图 图1-2 雷达探测波形记录示意图

二、岩溶地区水文地质勘察方法解析

岩溶地区的水文地质勘察目的是克服工程建设中地质环境影响的因素,更好的进行工程建设,保障工程建设质量。以科学的方法进行水文地质勘察能够更有针对性的提供治理措施,以下对岩溶地区水文地质勘察的几类方法进行探讨与解析。

(1)地球物理探勘技术。岩溶地区的水文地质勘测在范围上较大,大范围的勘察适宜使用物理探测技术,但物理勘测的准确性较难保障,容易因地理情况与勘察技术人员主观因素影响。一般在岩溶地区水文地质物理勘探中常使用电测井技术,其以地质条件中对含水层的位置、厚度与划分等形成相应的参数,用于分析地质情况与建筑物适宜性。例如对于地下水自然渗透速度的参数获取等,都可以使用物理勘探方法达到。当前在物理勘测技术上,还经常使用雷达、层析成像等技术手段,这都很好的起到了对岩溶溶洞等分布情况与具体形态的获取目的,并且这种技术在使用时危险性较低,能够较好保障数据真实可靠,如下图1-1,1-2,以雷达技术形成的数据记录有较高准确性。需要注意的是,岩溶地质的形成机理较为复杂,地质雷达监测技术对于塌陷位置的勘探得到了数据较为准确,但范围不可太大,否则影响数据的准确性。

(2)遥感探测技术。空间信息系统给遥感技术提供了更多的发展空间,随着科技水平的不断发展,遥感技术在种类上也越加丰富,航空遥感、红外线遥感等在我国水文地质勘察中的使用已经越发普遍,其不仅能够获得较为准确的勘察信息,也能够作用于大面积的勘察环境,为岩溶地区的勘察作出了巨大的贡献,在岩溶地区的地形地貌与形成层等数据上提供了十分可靠的数据支持。下图1-3为遥感图像原图、系统进行选择后输出的底图与系统输出的地貌图,在图像清晰度与细节上都得到了很好的展示,岩溶地区水文地质勘测以遥感技术作为勘测技术能够得到较为准则的勘测结果。

图1-3 遥感技术按编码规则绘制的地形图

三、综合调查的实施方法分析与研究

兴业利用水泥窑协同处置固废工程属于岩溶盆地地貌,地处区域地下径流、排泄区,根据项目生产、运行期间对地下水可能造成的影响范围,本次区域调查范围为石南岩溶盆地水文地质单元(块段)。马溜江是本区域最低侵蚀基准面,亦是项目区地下水的排泄区。构成了补给、径流、排泄较完整的石南盆地水文地质单元。区域调查范围为整个石南盆地,本次项目区水文地质调查面积约为,22~25km2,满足本项目一级评价≥20km2的地下水环境影响评价范围的要求,

本次评价目的是:在基本查明场区的区域及场区水文地质、地质环境条件,在地下水环境现状调查与评价的基础上,对项目运行期对地下水环境影响程度做出定性预测评价;提出场区地下水环境保护措施与建议,为兴业利用水泥窑协同处置固废工程环境影响评价提供基础水文地质资料。本次工作采用现场调查、水文地质钻探、野外试验、室内试验及监测等手段,以多种手段综合评价的方法进行。针对工作区上、中、下游的裂隙溶洞水含水层,布设4个专门的水文地质监测孔结合场区内1个民井及四周5个民井,共计10个水位、水质监测点,以了解裂隙溶洞水的补、径、排条件及水质特征,同时利用周边村庄的井、泉水点作水位监测点,了解场区地下水的分布特征。完成工作量如下表1

表1 水文地质工作一览表

本次调查在收集研究前人地质工作成果基础上,开展野外综合水文地质调查和水文地质试验工作;采用抽水、注水、压水、试坑渗水试验等求取水文地质参数,基本查明了本场区所在区域的地层、岩性、地下水类型、含水岩组分布及富水性;基本查明地下水分布特征及补给径流排泄的条件,了解地下水的水质特征;基本查明场地岩土渗透性,工作成果达到预期的要求,为地下水环境影响预测提供基础参数(见表2),利用这些参数进行初步预测整个项目生产运营周期,溶质运移的情况。

表2 地下水环境影响评价参数表

预测采用一维稳定流二维水动力弥散平面瞬时点源模型,预测模型如下:

式中:x,y—计算点处的位置坐标;

t—时间,d;

C(x,y,t)—t时刻点x,y处的示踪剂浓度,g/L;

M—含水层的厚度,m;

mM—瞬时注入的示踪剂质量,kg;

u—水流速度,10m/d;

n—有效孔隙度,无量纲;

DL—纵向x方向的弥散系数,m2/d;

DT—横向y方向的弥散系数,m2/d;

π—圆周率。

根据预测结果,污染物溶质运移30年后厂界Pb因子浓度将达到5.67mg/L,最大影响距离为732.3m,未影响到下游村屯;污染物溶质运移23.2年后将影响到整个海螺水泥厂范围内的地下水环境,30年后浓度将超标113.4倍。

结束语:

岩溶地区水文地质环境调查有利于岩溶地区的生态环境保护与地区开发建设,但由于岩溶地区地质环境复杂,地质情况调查技术难点多,因此在水文地质调查中需要更加重视水文地质情况的综合性,以遥感技术与雷达技术进行的水文地质调查能够得到更好的数据准确性,在地质情况分析中也能够起到积极作用。本文以云南省重点岩溶流域的水文地质综合调查进行分析,对岩溶水腐蚀性与地基岩体单元承载力特征值进行数据提供,为岩溶地区水文地质综合调查提供基础研究资料。

参考文献:

[1]李健津. 岩溶地区修建城市盾构隧道的勘察与预案研究[D].华南理工大学,2016.

[2]刘建. 岩溶隧道地下水环境负效应评价体系研究[D].西南交通大学,2011.

[3]尹国荣. 岩溶区勘察方法及桥梁桩基施工技术[D].中南大学,2009.

[4]柏松平. 云南复杂地质环境公路地质病害诱发机理及其对策研究[D].昆明理工大学,2008.

论文作者:李祖燊

论文发表刊物:《基层建设》2019年第19期

论文发表时间:2019/9/22

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