地下水位与环境岩土工程

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环境对地下水位的影响 全球暖化是不可避免的温室效应及森林破坏等诸多因 素所引致的全球暖化， 无不促使自然环境受到影响发生变 化， 因此将引发一系列的物理现象和延伸出众多的岩土工 程的具体问题。
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全球暖化引起水位上升
全球暖化与海平面上升 在气温变暖的同时， 海水温度也相应升高。水温一升高， 就使得海
水体积膨胀因而海平面就上涨了。若当海水温度为25 ℃时， 海水温度上 升 l ℃， 100 m厚的海水层就要膨胀3 c m； 海水温度为 l ℃ 时， 只膨胀 0 5 cm。由此可见， 随着海水温度的上升， 对海平面的升高更具明显的作 用。
其次使洪涝威胁加大。上海黄浦江外滩防洪墙从50年代修建 至今已加高了四次，现有的标高是按千年一遇洪灾的标准确定的， 但若海平面上升 0.5 m，则其标准将降至百年一遇。
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水位上升对岩土工程的影响
海水位上升的影响
在加高新筑防洪堤坝等设施的同时，随即会生产令人担忧的副 面影响。 ✓一旦出现了预期升高的海平面， 闸、坝仅挡住了上涨海水的漫 进， 却挡不住盐水顺着河流及土体侵入内陆地区， 殃及地下水， 使之含盐度提高； ✓海水位升高，将导致潮水顶托范围沿河上溯，使原来市政排水工 程设计标准下降， 增加了下水排泄困难。为解决此类问题， 保护 自然环境。须在这方面所投加的治理资金将是巨额的。
到2050年，全球变暖将使珠江三角洲海平面的上升幅度为40-60 cm；在上海及天津地区上升幅度将更高些。
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水位上升对岩土工程的影响
海水位上升的影响 海水位升高，首先将造成现在沿海海堤和挡潮构筑物等工程
抗灾能力不断降低，使风暴潮灾害显著加重。如天津当地海平面 上升已累积达 105 m，已建30多年的天津海河挡潮闸闸门高度已不 足以挡潮。1992年l6号台风引起的风暴袭击了天津地区，以致造成 四亿余元损失。
环境对地下水位的影响
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全球暖化引起水位上升
全球暖化与降水量变化 地球表面的广大水体，在太阳幅射作用下．使水体中部分分子获得大的
动能，以致克服周围水分子对它的吸力逸出水面变成水汽。水体中的温度越 高， 水分子运动速度越大，它所获得的平均动能也越大，因而被蒸发变成 水汽的量也越多。在气流将升至空中的水汽输送到各地的过程中，若遇冷凝 结成水滴或以其它降水形式落到地表或水体中．最后形成地面径 流和地下 水汇人海洋，水文循环加剧。太阳幅射是水文循环的动力。而全球暖化则加 快了水体的蒸发， 即为水文循环外加了热能，起到加速、催化的作用， 进 而降水也增多随着降水量的增加，于是地面河道水位及地下水位随之上升。
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水位上升对岩土工程的影响
挡水构筑物波浪压力及静水压力增大
✓ 挡水构筑物所受的波浪压力与该挡水构筑物前的水深成正比。 随着河川水位的上升， 挡水构筑物前的水深必然增大， 显然加 大了作用在挡水构筑物上的波浪压力。
✓ 挡水构筑物所受的总静水压力与水深的平方成正比。水深越大， 作用在挡水构筑物上的总静水压力也越强。
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水位上升对岩土工程的影响
河川水位上升的影响 与海水位上升产生影响类同的是， 随者河川水位的上升， 原
来的江河大川、 各类水库的堤坝设计标准下降， 抵御洪水袭击的 能力随之削弱； 再加上河川水位抬高， 市政排水设施的原设计标 准下降，造成城市排水困难。由此构成了对内陆地区严重的洪涝 威胁。
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环境对地下水位的影响
人类活动将导致全球快速变暖， 如不控制将会影响 全球社会经济的发展。
上世纪末以来， 全球气温已上升了0.3 ℃～0.6 ℃。 到 21世纪气温将再升高1℃～3.5 ℃，全球平均将升高2℃， 亦即在下世纪内，全球气温将平均每隔十年上升 0.2 ℃； 这样的增温速度，在过去20万年也不可能达到。
环境对地下水位的影响
当今世界，人类活动日益频繁，社会经济迅猛发展。然而，伴随而来的 是那种被称之为温室效应， 到2 0 0 0年， 地球的平均气温将上升 1 ℃ ， 2 0 5 0年将上升 2.5 ℃～4 ℃ 。再加上森林的不加节制大幅度地被砍伐、 破坏， 使 得全球范围内的大气环境进一步暖化。 众所周知， 密集的森林树叶能吸收太 阳的热量， 可防止地面温度的上升； 另外用所吸收的大约6 0 ％的热量来蒸 发由植物根部吸上来的水分， 而在水分蒸发的过程中， 要从周围吸收热量， 有利于凉化环境。假如地球上的植被全消失的话， 据推测， 整个地球的平均 气温要上升 4 ℃ ～ 5℃ 。
✓ 总静水压力及波浪压力的增大， 对于挡水构筑物的抗滑及抗倾 覆稳定都不利。
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水位上升对岩土工程的影响
土工筑物及地基土体渗透破坏加重
土工筑物及地基土体由上下游水头差引起渗流作用下， 会产生相应 的渗透力。由此产生 的渗透破坏有两个方面。 ✓ 渗透力在土工筑物底面上的扬压力随水头差而增大。减少了土工筑物 作用在地基土上的有效压力， 降低了抗滑能力， 对土工筑物的稳定性 十分不利； ✓ 当渗透力达到极限状态时， 相应的水力坡降为破坏水力坡降，当渗透 力超过该极限值后，土体在渗流作用下，会产生局部的土体表面隆起、 浮动或某一颗粒群的同时起动而流失的现象，即流土现象，或土体中 的细颗粒在孔隙道中移动并被带出土体以外的现象，即管涌现象，或 介于流水和管涌两者间的过渡型的渗透破坏形式。