地下水位变化对地质环境容量.pdf

青海环境 第 1 7卷第 2期 总第 6 4期 2 0 0 7年 6月 地下水位变化对地质环境容量 的影响 汪恩福， 马吉福， 李万花 青海省环境地质勘查局 ， 青海西宁8 1 0 0 0 7 摘要 文章在分析朝阳村部分危房成因的基础上， 阐述了地下水位变化对地质环境容量的影响。 关键词 地下水位； 环境容量； 影响 中图分类号 X 1 4 3 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 7 2 4 5 4 2 0 2 - 0 1 0 4 - 0 3 1 前言 文章以 2 0 0 2年 6月份以来， 朝阳立交桥西 南角胡阳村的部分民房， 尤其是临桥西南侧一定 范 围内的民房 ， 其潜在和 已发生 的病害如下 ①基 础埋深小于 2 ． 5 m的大部分 1 3层 民房 ， 地基土 在地下水浸泡或盐渍化形成过程中， 产生胀缩变 形 ， 而导致建筑物结构变形 ， 如房屋主体开裂 ， 门 窗变形 ， 最大变形量可达 3 c m以上 。②在临界浸 没高度范围内， 墙脚表层或地面积盐 硫酸盐 现 象明显 ， 从而导致墙脚带 0 ． 4 m高度 内抹灰或磁 砖脱落等灾害性问题的发生。③部分房屋内地面 施工过程中 ， 其填土的压实系数 为 ≤0 ． 6 5 ， 在地 下水的浸润作用下 ， 形成局部沉陷 ， 从而导致室内 地面残破不堪。④部分民房在其抹灰浆时未能考 虑地下水硫酸结晶性侵蚀问题 ， 导致墙 体表层墙 皮或磁砖脱落等现象的发生和发展。⑤基础埋深 在大于2 ． 5 m的2 4 层楼房， 仅出现地下室内积 水 ， 地下室 内墙壁表层抹灰脱落、 长毛 积盐 及地 面部分沉降、 沉 陷， 未发现结构上的变形破坏。 2 朝阳村环境地质背景条件 2 ． 1 自然环境条件。区内属高原半 干旱大陆性 气候区 ， 具有寒长署短 ， 多风少雨 ， 昼夜温差大 ， 日 照充足， 四季不分 明等特点。多 年平 均气温 5 ． 9 C， 降水量 3 6 8 ． 2 m m， 最大降水量 5 4 1 ． 2 m m， 最 大 13 降水量 6 2 ． 2 m r n ， 降水 量年内分 配极不均匀 ， 年降水量主要集中在 69月， 占全年总降水量的 7 3 ％。年平均蒸发量为 1 7 6 2 ． 8 m m⋯。 2 ． 2 环境地质背景条件 2 ． 2 ． 1 地下水埋深 2 ． 4 2 ． 7 m， 地表 下 水 总体 收稿 日期 2 0 a r 7 ～ 0 3 ． 1 7 1 O 4 流向自 北西向东南。由于村北 1 5 0 m外为一东西 向古河道， 地势低洼， 雨季洼地能获得地表水及北 侧高阶地地下水补给而成为积水洼地。积水洼地 地表水在蒸发、 蒸腾消耗过程中， 也渗漏补给地下 水， 对朝阳村地下水位的抬升起到一定的作用 图 1 。 图 1 朝阳立交桥平面图 2 ． 2 ． 2 朝阳村地下水含水层岩性 为第 四系砂砾 卵石层 ， 渗透系数达 3 0 m ／ d ， 为强透水层 ， 地下水 排泄畅通。 2 ． 2 ． 3 村区一定范围内表层为填筑土， 厚 1 ． 4 2 ． 4 5 m， 底部有一层厚达 1 ． 01 ． 6 m的黄土状土 亚粘土 图2 、 图 3 n 】 ， 为上层滞水创造了储水条 件。毛细水上升高度值在 1 ． 5 2 ． 2 m之问， 易溶 盐含量 0 ． 1 8 ％ 一0 ． 2 2 4 ％， 以硫 酸盐类为主 ， 为硫 酸结晶性腐蚀创造了物质基础。 2 ． 2 ． 4 村区一定范围内地下水矿化度较高， 达 0 ． 3 6 4 ． 1 2 g ／ L ， S O , 一 含量高达 1 3 6 8 ． 9 m g ／ L以上， 具中 强结晶性侵蚀作用。 维普资讯 地下水位变化对地质环境容量的影响 汪恩福 马吉福 李万花 2 ． 2 ． 5 区内建筑物基础持力层为埋深于地表以 下 1 ． 4 2 ． 4 5 m的黄土状土、 亚粘土层， 其标准承 载力 1 7 0 K p a ， 变形模量 E o 9 ． O M p a ， 压缩系数 篓 骨 亭{ ，， ／，，7 ／7 宣 兰声 誊 誊 芒 ． 。 √／ 、 毫 置 鼍 毫量{ ’ |古． ■ 11 ‘ ’ ‘ 0 ．0 ． 。 ●_一一 ’ 一 ． ’ ． ’ ． ’ - ‘ ． ’ ． ‘ 一 、 L． ●⋯一 嗍 侧 图 枞 t 囫 雌 t 囹 峨 I ．j 匕 I I l 3 朝阳村危房成因分析 a 0 ． 1 7 M p a ～。下部 为卵石一 圆砾层 ， 标准 承 载力 f k I3 6 0 K p a ， 变形模量 E o 3 2 M p a “ 。 m 磐 ， r 毫 兰 | 毒 j t 专 叠 暑 j 鼍 ， ， ， ／ ／ ／ ／ ／ ／ ／ ／ ／ 毛 l厂 Z _ 。 一 ， ， ， ／ ／ ／ ／ ／ ． ／ 一／ _ 矿 ’ 兰 ．一．7 ． - ． ． ． ． ． ． 妄 ≤ ● ‘ - ● ● ● ‘ ● ● ‘ ● ● ‘ ● ． ． ． ’ ． 二- ， 0 ； ⋯⋯一 ⋯__-‘ ’ 2 o4 m ． 幽 3曾 I 闷 l 立交桥纵断 嘶图 囹 目 曰 ⋯ 囤 ⋯糕 村区一定范围内危房的形成的主导因素为地 下水 位抬升所 致。据调查 ， 自 2 0 0 2年 6月 份 以 来， 地下水位埋深由原来的 2 ． 4 2 ． 7 m升高到 9 月中旬的 1 ． 0 m左 右。此后 ， 地下水位又缓缓 下 降， 目前水位维持在 2 ． 0 m左右。 由于 8 ～9月份地下水位的急剧抬升 ， 朝 阳村 一 定范 围内地面出现积水 、 积盐和土壤次生盐渍 化 ， 部份民宅因水位 的升降及盐渍化引起地基土 持力层力学性质发生变化， 地质环境容量降低。 从而导致房屋变形破坏 ， 或墙体底部抹灰脱落、 积 盐等环境水文地质问题的发生 。导致上述问题的 原因有三种 ， 即 ． 3 ． 1 季风降水增多， 导致地下水位上升。村区具 典型的高原内陆性气候特征， 即 夏末初秋季风与 降水 同步 ， 降水量 占全年 的 7 3 ％， 同期 内地 下水 位亦急剧抬升 。据西宁市近期降水资料 表 1 显 示 ， 自 1 9 9 5 年 以来 ， 西宁地区一直处于干旱年份 ， 降水量多小于年平均降水量 ， 而进入 2 0 0 2年 4月 份以来， 西宁市即进入 季风 降水 期。4 9月 1 2 日不足 6个月的时间 内降水 总量 为 3 6 5 ． 6 m m， 比 1 9 9 5 年以来年降水量还多， 尤其是进入 8 月份以 来更为显著。说明此时西宁市迎来了新的降水丰 水期。因此， 季风降水量增加， 一方面导致西宁市 一 定范围内， 包括朝阳村在 内的区域地下水位上 升 ， 村区一定范围内第 四系孔隙潜水转化为弱承 压水补给上层滞水 ， 另一方面也为村北低洼带积 水创造 了补给来源。 表 1 西宁市近期年日降水量统计一览表 3 ． 2 地下 自来 水跑、 冒、 漏加速了朝 阳村地下水 位上升。据朝阳村水表 8 2资料 表 2 显示， 自 2 0 0 0 年 3 月份朝阳村搬迁 1 0 0余户居民以来， 因 地下自来水管道处理不当造成跑、 冒、 漏等现象， 损耗量数以万计， 仅 2 0 0 2 年 1 8 月份 日耗水量 即达 3 6 6 ． 5 r n 3 之多， 这其中有相当一部分为非正 常损耗 。自来水的跑 、 冒、 漏加速了村 区一定范围 内地下水位的上升， 尤其是上层滞水水位的上升。 因为 自来水 管的埋深一般在 1 ． 5 m左右 ， 位于村 区一定范围内北部填筑土内， 下部黄土状土亚粘 土为隔水底板， 自 来水的跑、 冒、 漏首先补给上层 滞水， 为房屋的基础破坏及墙基的腐蚀创造了动 1 0 5 维普资讯 青海环境 第 l 7 卷第2 期 总第6 4 期 2 O 0 7 年6月 3 ． 3 人类活动过程中， 因不合理的生产布局导致 村北积水洼地积水， 增加了地下水近期补给量。 自2 O 13 O年 3 月份朝阳村 1 0 0 余户居民搬迁及朝 阳互通立交桥开工以来， 人们在获取经济效益的 同时， 一方面村北菜地、 果园荒弃， 引水渠疏于管 理 ， 为积水洼地积水创造了条件 ； 另一方面由于树 民的迁出对积水洼地至湟水河排水渠系的疏通不 及时， 或工程施工过程中废弃物使排水渠系堵塞， 以及桥头电厂弃水补给过多， 均会 给积水 洼地积 水带来影Ⅱ 向， 从而影响了地下水 ， 尤其是上层滞水 的补给量 ， 导致地下 位上升。 可见朝阳村一定范围内地下水位上升的主导 因素应为①进入降水丰年， 季风与降水同步， 导致 区域性地下水位抬升； ②村区部分居民搬迁， 地下 1 0 6 自来水管处理不慎 ， 自来水 跑、 冒严重， 加速 了地 下水位抬升， 尤其是上层滞水水位； ③人类活动不 当， 导致村北洼地积水过多， 地表水补给量增加 ， 对地下水位的抬升也有较大的影Ⅱ 向 。在上述三种 因素的共同作用下， 促使朝阳村一定范围内7 ～ 9 月份地下水位抬升 了 1 ． 2 1 ． 8 m， 埋深仅 1 ． O m左 右， 在毛细水作用下， 引起部分地段土壤盐渍化。 当建筑物基础埋深小于 2 ． 5 m时， 水位上升使浅 基础 的地基土力学性质发生变化 ， 降低 了地质环 境容量， 从而导致建筑物变形破坏， 墙底部抹灰脱 落、 积盐等环境水文地质问题的发生。 4 参考文献 ， 1 刘万 民、 汪恩福等． 青海省西宁市朝阳高架立交桥岩 土工程勘察[ R ] ． 青海九。六工程勘察设计院． 2 O O 2 ． 3 ． 维普资讯