城市岩土工程的地下水灾害问题

为 了降低地 下水位而修 建的排水系 统， 些排水系统 的 目的 这
通 常 是 为 了 避 免 地 下 水 位 过 高 或 地 表 水 渗 入 地 下 造 成 工 程
失稳 。这 不仅改变 了地 下水原来 的径流方 向， 而且 也改变 了
地表 水补 给地下水 的途 径 ， 使本该渗入 地下水 的地表 水直接
［ 上接第 １ ４页］ ５
化 学 灌 浆 多 具 有 不 同 程 度 的 毒 性 ，特 别 是 有 机 高 分 子 化 合 物 ， ： 氧树脂 、 如 环 乙二 胺 、 酚 等 。浆 液注 入构 筑 物 裂 隙 与地 苯 层 孔 隙 ， 过 溶 滤 、 子 交 换 、 解 沉 淀 、 合 等 反 应 ， 同程 通 离 分 聚 不 度地污染地下水 ， 致公害。 导 另 外 ， 一 些 矿 山城 市 ， 在 由于 采 矿 、 矿 活 动 导 致 地 下水 选
有环 境 污 染 问 题 。 市 地 表 工 程 采 用 化 学灌 浆 进 行 地 基 处 理 ， 城
重是 由土体颗粒和孔隙水共 同承受 的。随着地 下水 的不 断排
走 ， 本 孔 隙 水 所 承 受 的 那 部 分 压 力转 移 给 了土 体 本 身 。而 原
随着土体本 身所 受的压力变大 ， 会进一 步的产生压缩 、 排水 、
铬 、 等 金属 元 素 ， 们 的任 意 堆 放 已经 成 为 地 下 水 的 重 要 污 金 它
染源之一 。我 国每年都有大量的生活垃圾与工业废渣经腐蚀 分解后 ，直接进入土壤 。而这些固体废物经大气降水及地下 水径流的淋滤作用 ， 重影 响了供 水水源 的水 质。 严 除了固体废 弃物的污染，在 岩土工程 施工中对地下水也
即 温 度 分 辨 率 ） ０ ５ ， Ｎ Ａ 卫 星 热 红 外 通 道 （Ｅ Ｄ为 为 ． Ｋ 比 ＯＡ ＮＴ
种方法不可能全面 、 同步地反映地面的热辐射状况“。 ］ 随着遥 感技术的发展 ， 用遥感 图像 的热红外波段 对长沙市进 行地 采
面 热 状 况 调 查 ，有 利 于 较 全 面 地 研 究 长 沙 市 热 岛 的 形 成 因
０ １ ．Ｋ 低 ， 是其 地面分辨率为 １０ ． ～０ ３ ） 但 ２ｍ（Ｅ Ｍ 热红 外波 段 Ｔ＋ 数据为 ６ ｍ ， 高于 Ｎ Ａ ０）远 ＯＡ气 象卫星的 １ １ｍ ．ｋ 。因此本 次调查 选用美 国陆地卫星 Ｌ ｎ ｓｔ ７在 ２ ０ ａｄａ一 ０ ２年 １ ２月 ２ ９日获取 的 Ｅ Ｍ 热红 外波段 数据 ， Ｔ＋ 结合 以往研 究成果进 行调 查 ， 对于研 究热 岛效应空 间分布 的细部信息更为有效 。
损 失 达 １０ 元 ， ０ ０万 间接 损 失 则无 法估 计 。
由于城市 工业 过度集 中， 加之需水量不断增长 ， 地下水 的
开采 强度 远 远 超过 允许 范 围 ， 成 许 多 城 市 地 下 水 过 量 开 采 ， 造
以致 出现 水资源 日趋衰竭 的现象 。 在我 国北方重要的粮 、 棉产 地 以及大 中型城 市集 中分布 的地 区，地下水开发规模不 断扩 大，开采量迅速增长 ，９ ４年浅层地 下水开采量 占总开采 量 １８
素、 分布规律 以及提 出相应 的治理 对策 ， 削减城 市热 岛强 是 度、 保护城 市生态环 境的一 项重要 措施 ， 同时也 为长沙 市创
建 国 家 级 绿 色 园 林 城 市 提供 了 基 础材 料 。
１ 城市概况
长 沙 市 位 于 湖 南 省 东 部 偏 北 ， 湘 江 下 游 和 长 浏 盆 地 西
许多城市滨海地带 出现海水 向淡水含水 层入侵 ， 危害着人 民 生活和生产建设 ，严 重威胁着城 市地下水 资源的开采利 用，
直接 影 响沿 海 城 市 的 发 展 。
岩土地 下工程在修建 中， 常会改变原地 下水的径流 方 经 向， 原有 的地 下水可 能变 为地 表水 ， 使 然后在 某些 下游 地方 进入地 下的含水层 。这 种形式的水环 境破 坏改变了地 下水的
固 结 ， 而 引 起 周 围 区域 的 地 面 沉 降 。 在 城 市 中 的岩 土 工 程 从
建设 中， 论排水 是否过量 都会 引起 区域 水位 下 降， 体 中 不 土
［ 下转第 １ ５页】 ５
维普资讯
工 程 环 境 地 质
城 市 热 岛 作 为 城 市 气 候 中 的一 个 显 著 特 征 ， 一 种 城 市 是 气 温 高 于郊 区 的现 象 。其 成 因 在 于 人 类 对 原 有 自然 下 垫 面 的 人 为 改 造 ， 以城 区 温 度 的 明显 增 高 为 主 要 标 志 。 它 的 出现 ， 并 加 强 了城 市 夏 季 高 温 的 酷 热 程 度 ， 同 时 还 伴 有 植 被 覆 盖 空
１ 岩土工程 对城 市地下水的主要影响
¨，在我 国上海 就 出现 了明显 的地面沉 降现 象。至今我国 已经有十多个城市存在因不合理开采地下水而 引起地面沉 降的现象 。据 苏州 、 锡 、 无 常州三市不 完全统计 ， １８ ９ ６至 １ ８ ９ ８年单 因地 面沉 降造 成 内涝积水一项 ，直接 经济
区尤 为 突 出 。据 统 计 ，华 北 ２ 城 市 ， Ｐ总 用 水 量 ７８ × ７个 ．２ １６。其 中地 下水 约 占 ６ ８ ６。占总 用 水 量 的 ８ ％ ０Ｉ Ｉ， ｌ ．６ １ Ｉ， Ｘ ０Ｉ ｌ ７。
岩土工程 活动 引起 的水 系和水土 污染 、 水土 流失 、 质 生态 地
洞、 城市干 岛 （ 湿度 小于郊 区） 城市霾 岛 （ 区废气 、 气形 、 城 尾 成的烟 雾所笼罩） 等现象 ， 影响城市生态环境 质量。 随着长沙市经 济和社会 的发展 ，城市 人 口不断增加 ， 城 市规模迅速扩 展， 市热岛效应 也相应突 出。以往的城市热 城
岛研 究主 要 采 用 代 表 路 线 观 测 和 选 点观 测 相 结 合 的 方 法 ， 这
下水源有一半正在 受到污染 ，缺 水现象会影 响到 ８ ０个 国家
和 ４％ ０ 的世 界 人 口 。人 类 在不 合 理 的 开 发 和 利 用 水 资 源 的 同
时， 已经 间接 或直接 地改变 了地下水 环境 ， 重影 响 了城 市 严 的可持续性发展 。因此 ， 我们 必须采取一些 措施 以保 护生态 资源 ， 改变地下水环境 日益变坏 的趋势 。
水开 采 范 围过 于集 中 ， 成 开 采 过 量 ， 造 引起 地 下 水位 下 降 。
城市地下水 的过量 开采不仅造成 了大 部分地 区地下水位
的 下 降 ， 斗 面 积 不 断 扩 大 ， 我 国 沿 海城 市海 水城 市入 侵 的 漏 在 问题 也 日益 严 重 。 由于 沿海 地 区地 下 水汇 水 范 围较 小 ，地 下 水 资 源 有 限 ， 断 地 过 量 开 采 造 成 地 下 水 位 的 迅速 下 降 。使 不
取有力的措施防止新 的污染产生 ， 以此全面保护地下水资源 。 另外 ， 鼓励工业企业一方 面积极采用清洁生产 ， 强化节约 用水 ， 高用水效率， 提 减少污水排放 量； 另一方面大力开展污水 的综合利用， 以再生污水代替新水源 ， 提高污水再生利用率。 最后 ， 国现 有的地下水 的法律法规 一般都是把重 点放 我 在地下水水量 的保 护上 ， 而对 于地下水水质 保护这方 面还 比 较薄弱 。因此应该 根据 各地 区的水 文地质情况 ， 出台一些地 下水质的保护标准 。 圆
首先 必 须 确 立 预 防 为 主 、 治 结 合 的 方针 ， 要 积 极 治 理 防 既
含酸 性、 含重金属和 有毒元素 。这种污染 的矿 山排水通称 为 矿 山污 水。它危及矿 区周围河道 、 土壤 ， 甚至破坏整 个水系 ，
影 响 生活 用 水 以及 工 农 业 用 水 。
现存 的污染， 保护地下水资源， 防止水质 的进一步恶化 ， 又要采
环 境 变 迁 、 坡 、 石 流 、 旱 洪 涝等 等 ， 滑 泥 干 已对 部 分 城 市 构 成
威胁 ， 成为城市建设与发展 中最重要的制约 因素 。其 中， 地面
沉 降 和 水 质 污 染 是 当 前 城 市 环 境 岩 土 工 程 地 下 水 灾 害 问题 中 最 广 泛 、 严 重 的 问题 。 最
目前 ，常用 于热红外卫 星遥感 的信 息源主要有 Ｎ Ａ ＯＡ气 象 卫 星 Ａ Ｈ Ｒ的 第 ４通 道 （０ ５ １３ ） 第 ５通 道 ＶＲ １． ～１． ｍ 、 （１５～１ ． ） 以 及 陆 地 卫 星 Ｔ ／Ｔ ＋ 的 第 ６波 段 １． ２５ ｕⅢ Ｍ ＥＭ （０４ １． ） １． ～ ２ ５ｕ 数据。虽然 Ｔ ６波段的噪声等效温差 （Ｅ Ｄ ｍ Ｍ Ｎ Ｔ
径流廊道 ， 因而 影 响 了 地 下 水 的 调 节 功 能 ， 而 造 成 严 重 的 从 水环境破 坏。根据太沙基有 效应力原理 ， 下 土体本身 的 自 地
１ 城市地下水质的污染 ． ３
随着经济的发展 ， 城市的规模 也在不断扩 大， 口相对集 人 中， 使固体废 弃物的产量不断增加。 这些废弃物 中含有汞 、 、 镍
２ 热岛亮温标定 ． ２
研 究 的第 一步 是确 定 图像 灰度 值与 下垫面辐 射温度 即
亮温 间的关系 。在城 市气候研 究中采用 离地 面 １ ５ｎ高的气 ． ｌ 温来研 究城 市热场 ， 之为城市气温热 场。热红外探 测到 的 称 是城市下垫面地物 的辐射温度 （ 简称亮温） 。这种辐射温度是 将地 物视 为黑体 ， 未经 大气校 正 ， 并且 以像元为 单位 的平均
缘， 是湖 南省政 治、 济 、 经 文化 、 教、 科 信息 中心 ， 也是 国务 院 首批公布的历史文化名城和第一批对外开放的旅游 城市。长 沙市辖芙蓉、 天心 、 岳麓、 开福 、 雨花 ５区， 面积 ５ ６平方公里 ， ５
其 中建 成 区 面 积 １０平 方 公 里 ； 人 口 ６ １８万 人 。 ７ 总 ０． 长沙 属亚