工程地质学 读书报告

工程地质学读书报告

---关于地下水了解认识及其工程意义

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工程地质学读书报告

---关于地下水了解认识及其工程意义

前记

经过几周的工程地质学九章知识的学习。 我认识学习了很多地质学的知识， 在普通地质学的基础上，更加深入的了解认识了岩石的物理力学性质、沉积岩、变质岩、造岩矿物与岩石、风化岩与残积土等等。由于我来自华北平原北部，紧邻京津，家乡地下水位超采严重，所以在老师讲解的基础上，又查阅了相关资料，成此读书报告。

地下水的分类

（1）根据起源不同,可将地下水分为渗入水、凝结水、初生水和埋藏水。

渗入水：降水渗入地下形成渗入水。

凝结水：水汽凝结形成的地下水称为凝结水。当地面的温度低于空气的温度时，空气中的水汽便要进入土壤和岩石的空隙中，在颗粒和岩石表面凝结形成地下水。 初生水：既不是降水渗入，也不是水汽凝结形成的，而是由岩浆中分离出来的气体冷凝形成，这种水是岩浆作用的结果，成为初生水。

埋藏水：与沉积物同时生成或海水渗入到原生沉积物的孔隙中而形成的地下水成为埋藏水。

（2）按矿化程度不同，可分为淡水、微咸水、咸水、盐水、卤水。 （3）按含水层性质分类，可分为孔隙水、裂隙水、岩溶水。

孔隙水：疏松岩石孔隙中的水。孔隙水是储存于第四系松散沉积物及第三系少数胶结不良的沉积物的孔隙中的地下水。沉积物形成时期的沉积环境对于沉积物的特征影响

很大，使其空间几何形态、物质成分、粒度以及分选程度等均具有不同的特点。 裂隙水：赋存于坚硬、半坚硬基岩裂隙中的重力水。裂隙水的埋藏和分布具有不均一性和一定的方向性；含水层的形态多种多样；明显受地质构造的因素的控制；水动力条件比较复杂。

岩溶水：赋存于岩溶空隙中的水。水量丰富而分布不均一，在不均一之中又有相对均一的地段；含水系统中多重含水介质并存，既有具统一水位面的含水网络，又具有相对孤立的管道流；既有向排泄区的运动，又有导水通道与蓄水网络之间的互相补排运动；水质水量动态受岩溶发育程度的控制，在强烈发育区，动态变化大，对大气降水或地表水的补给响应快；岩溶水既是赋存于溶孔、溶隙、溶洞中的水，又是改造其赋存环境的动力，不断促进含水空间的演化。

（4）根据地下埋藏条件的不同，地下水可分为上层滞水、潜水和承压水三大类。 上层滞水是由于局部的隔水作用，使下渗的大气降水停留在浅层的岩石裂缝或沉积层中所形成的蓄水体。

潜水是埋藏于地表以下第一个稳定隔水层上的地下水，通常所见到的地下水多半是潜水。当地下水流出地面时就形成泉。

承压水（自流水）是埋藏较深的、赋存于两个隔水层之间的地下水。这种地下水往往具有较大的水压力，特别是当上下两个隔水层呈倾斜状时，隔层中的水体要承受更大的水压力。当井或钻孔穿过上层顶板时，强大的压力就会使水体喷涌而出，形成自流水。

图

2、地下水的主要运动规律及工程意义

地下水是存在于地表以下岩（土）层空隙中的各种不同形式水的统称。地下水主要来源于大气降水和地表水的入渗补给；同时以地下渗流方式补给河流、湖泊和沼泽，或直接注入海洋；上层土壤中的水分则以蒸发或被植物根系吸收后再散发入空中，回归大气，从而积极地参与了地球上的水循环过程，以及地球上发生的溶蚀、滑坡、土壤盐碱化等过程，所以地下水系统是自然界水循环大系统的重要亚系统

。地下水作为地球上重要的水体，与人类社会有着密切的关系。地下水的贮存有如在地下形成一个巨大的水库，以其稳定的供水条件、良好的水质，而成为农业灌溉、工矿企业以及城市生活用水的重要水源，成为人类社会必不可少的重要水资源，尤其是在地表缺水的干旱、半干旱地区，地下水常常成为当地的主要供水水源。

由于过量的开采和不合理的利用地下水，常常造成地下水位严重下降，形成大面积的地下水下降漏斗，在地下水用量集中的城市地区，还会引起地面发生沉降。此外工业废水与生活污水的大量入渗，常常严重地污染地下水源，危及地下水资源。因而系统地研究地下水的形成和类型、地下水的运动以及与地表水、大气水之间的相互转换补给关系，具有重要意义。

运动规律：地下水运动分为层流和紊流。地下水在土中或微小裂隙中以不大的速度连续渗透时为层流运动;在岩石是裂隙或空洞内流动，会产生紊流。地下水是渗透速度一般符合达西定律。地下水运动分为层流和紊流。地下水在土中或微地下水对工程的影响 1、潜水上升，引起盐渍化，增大腐蚀性。

2、河谷阶地、斜坡及岸边，潜水上升，增大浸湿范围，破坏岩土体的结构和强度。 3、粉土、粉、细砂层中，潜水上升，会产生液化。 4、水位上升，可能使基础上浮使建筑物失稳。

5、膨胀土区，水位上升或土体水分增减，使膨胀岩土产生不均匀胀缩变形。 6、寒冷地区，潜水上升，冻结，地面隆起。解冻降低抗压强度和抗剪强度。导致建筑物开裂、失稳。

7、地下水位在压缩层范围内突然下降，增加自重应力，使基础产生附加沉降，导致变形破坏。

另外基坑支护中的地下水的影响、地表塌陷、地面沉降都可能与地下水有关。

3 所存在的问题与缓解方法

地下水与人类的关系十分密切，井水和泉水是我们日常使用最多的地下水。不过，地下水也会造成一些危害，如地下水过多，会引起铁路、公路塌陷，淹没矿区坑道，形成沼泽地等。同时，需要注意的是：地下水有一个总体平衡问题，不能盲目和过度开发，否则容易形成地下空洞、地层下陷等问题。 赋存在地下岩土空隙中的水。含水岩土分为两个带，上部是包气带 ，即非饱和带 ，在这里，除水以外，还有气体。下部为饱水带，即饱和带。饱水带岩土中的空隙充满水。狭义的地下水是指饱水带中的水。地下水可开发利用，作为居民生活用水、工业用水和农田灌溉用水的水源。地下水具有给水量稳定、污染少的优点。含有特殊化学成分或水温较高的地下水，还可用作医疗、热源、饮料和提取有用元素的原料。在矿坑和隧道掘进中，可能发生大量涌水，给工程造成危害。在地下水位较浅的平原、盆地中，潜水蒸发可能引起土壤盐渍化；在地下水位高，土壤长期过湿，地表滞水地段，可能产生沼泽化，给农作物造成危害。

地下水是水资源的重要组成部分，对经济的可持续发展具有不可替代的作用，同时，地下水还是生态环境的重要组成要素。近年来，地下水位持续下降、水质污染和生态退化问题时有显现。这些问题如果得不到及时的解决，势必危及到人类社会的生存安全，对未来经济和社会的可持续发展构成威胁。 地下水环境是地下水及其赋存空间环境在内外动力地质作用和人为活动作用影响下所形成的状态及其变化的总称。是地质环境的重要组成部分。据了解，目前很多地区地下水开采过量、地下水资源浪费严重、随意排放污水、水污染严重等现象仍客观存在。 随着城市建筑的规模的越来越大，一般在施工时要进行降水施

工，抽取地下水，以降低地下水水位。而大量的抽取地下水是对城市资源的巨大浪费。 地下水出现一些环境问题，如地下水中出现农药和化肥的残留成分、泥沙含量在雨季剧增、地下河水细菌总数和大肠杆菌群超过国家饮用水标准规定的量等。同时，开发地下水也会对引水工程沿线地区的自然、社会和生态环境造成有益的和不利的影响，如挖掘隧洞可增加引水工程水量、高位自流供水可降低成本，白岩洞地下河淤积、部分村庄缺水、生态不良反映等。 遏制地下水过度开采的主要途径是明确科学评价地下水含水系统的可开采量及其承载能力，并合理确定开采井和开采量的时空分布，通过法规、行政及经济等手段，对地下水的开发利用进行科学管理，以实现地下水资源的可持续利用。合理开发利用地下水，保护地下水环境，关系子孙后代、关系国计民生，因此，改善和保护地下水这一有限的战略资源已刻不容缓。

需加强城市及重大工程地质环境综合评价研究 以经济转型城市、重要能源矿产城市、集中城市群、水资源紧缺城市、地质灾害危害严重城市等类型城市为重点，研究城市化进程中地质环境脆弱性的评价及城市可持续发展的地质环境容量问题，探讨城市地质环境质量和承载力评价理论、指标体系和方法，为实现城市的可持续发展服务。研究大江、大河兴建水利枢纽工程产生的地质环境效应调查评价和预测问题，重点探讨长江流域、黄河流域上中下游生态环境问题的发展趋势和保护措施；研究跨流域调水、西气东输和青藏铁路等重大人类工程活动对地质环境的干扰效应，研究人类工程活动与自然环境耦合作用下地质环境的演化规律和变化趋势，提出控制人类工程活动产生的环境地质问题的对策；探讨矿业开发环境地质效应形成机理，并开展矿业开发环境地质问题的危害性调查评价工作，提出治理这些环境地质问题的可行性方案。

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