土壤及地下水防治措施范文
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篇1
[關(guān)鍵詞]土壤鹽堿化 土壤次鹽堿化 次鹽堿化的治理 灌溉
中圖分類號(hào):S287 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2014)15-0098-01
一、土壤鹽堿化的簡(jiǎn)介
土壤鹽堿化(soil salinization)是指土壤含鹽量太高(超過0.3%),而使農(nóng)作物低產(chǎn)或不能生長(zhǎng)。
土壤中可溶性鹽類隨水向表層移動(dòng)并積累下來,而使可溶性鹽(如石膏)含量超過0.1%或0.2%的過程。鹽堿地在利用過程中,簡(jiǎn)單的說,可以分為輕度、中度、重度鹽堿地。輕度鹽堿地PH值為:7.1―8.5,中度鹽堿地PH值為:8.5―9.5,重度鹽堿地PH值為:9.5以上。
二、土壤次生鹽堿化的概況
次生鹽堿化又稱“次生鹽漬化”。指由于不合理的耕作灌溉而引起的土壤鹽漬化過程。主要發(fā)生在干旱或半干旱地區(qū)地下水位較高、地下徑流不暢、地下水中含有較多可溶性鹽的沖積平原。
人類活動(dòng)是引起土壤次生鹽漬化的主因。從外因來看,主要是人類活動(dòng)所致。歸納起來有:①灌排系統(tǒng)不配套:有灌無排或排水不暢,地下水位上升,導(dǎo)致土壤積鹽。②大水漫灌、串灌:土地不平整,灌水量不加節(jié)制,大量水分入滲提高了地下水位,帶來了次生鹽堿化。③渠道滲漏:長(zhǎng)期引水后,提升了渠道兩側(cè)的地下水位,引起水道兩側(cè)的次生鹽堿化。④平原蓄水不當(dāng):平原水庫(kù)的水位一般都接近于地面,如在水庫(kù)周圍不修建截滲設(shè)施,則由于水庫(kù)水體的靜水壓,勢(shì)必導(dǎo)致水庫(kù)周圍地下水位的升高,使土壤發(fā)生次生鹽堿化。⑤利用礦化度較大的地面水或地下水進(jìn)行灌溉所致。⑥不合理的耕種方式:有些灌區(qū)水旱插花種植,水田周圍又無截滲措施,使四周旱田區(qū)的地下水位因稻田灌水而抬高,造成旱田土壤發(fā)生次生鹽堿化。此外,在灌區(qū)耕作粗放、施肥不合理、土地不平整等,都易造成土壤次生鹽堿化的加重。因此地下水是土壤發(fā)生次鹽堿化的決定條件
三、土壤次鹽堿化的治理
對(duì)于土壤鹽堿化的治理, 一般是從旱、澇、堿綜合治理入手, 而有灌有排, 調(diào)空地下水位, 則是防治鹽堿化的根本措施。應(yīng)本著以防為主, 防治結(jié)合原則進(jìn)行治理。在擬定防治措施之前應(yīng)進(jìn)行水文地質(zhì)調(diào)查研究, 著重觀測(cè)和研究地下水和土壤鹽分的動(dòng)態(tài)變化。在此基礎(chǔ)上采取科學(xué)的治理措施。
(一)、合理灌溉及合理安排種植時(shí)間
1、建立完善的灌溉系統(tǒng),使地下水深度保持在臨界深度以下。
2、建立現(xiàn)代化排水系統(tǒng):①水平排水,主要以明溝、暗管的形式進(jìn)行,既能降低地下水位,又可以排出土壤中的鹽份;②垂直(豎井)排水,豎井排水價(jià)格低、不占地、水量大、水質(zhì)好、控制調(diào)節(jié)性地下水位靈活、維修工作少,同時(shí)又可以和灌溉相結(jié)合,豎直設(shè)井以梅花型布井效果為最好。
(二)、化學(xué)改良。
一些發(fā)達(dá)國(guó)家如美國(guó)、澳大利亞在鹽漬土上,特別在堿土上施化學(xué)改良劑,如:石膏、硫酸、礦渣(磷石膏),因土地類型不同,施入量也不同,施用時(shí)間長(zhǎng)短取決于當(dāng)?shù)氐慕?jīng)驗(yàn)和資金的狀況。施用改良劑后需用大量水沖洗,在水資源缺乏的情況下應(yīng)用困難,而且成本高。但是,用這種方法能使土壤積水從379天降到145天,滲水從292mm升到605mm。
(三)、植物改良
樹木在生長(zhǎng)過程中, 通過葉面蒸發(fā)排除大量的水分, 在一定條件下可以降低地下水水位。一棵15 年的柳樹每年通過葉面蒸發(fā)消耗 91.4m3水, 楊樹為82.9m3水。據(jù)研究灌溉渠系林帶的排水影響范圍可達(dá)200m, 潛水位下降最大的地方可達(dá)16m。一般多在灌溉渠旁植樹, 利用它吸收渠道側(cè)滲補(bǔ)給地下水的水量, 以消除灌溉渠道兩側(cè)可能產(chǎn)生的次生的鹽堿化或沼澤化。
(四)、增施有機(jī)肥
施用有機(jī)肥后,土壤有機(jī)質(zhì)含量和微團(tuán)聚體數(shù)量增加,容重降低,總孔隙增加,入滲速度得到改善,從而使土壤易于脫鹽;有機(jī)肥的施用也能增加有機(jī)膠體和腐殖質(zhì)數(shù)量, 增加土壤膠體對(duì)鹽分的吸附能力,降低鹽分在土壤中的活性。半腐熟有機(jī)肥不斷消耗耕層和表土鹽分中氮源,并能吸收部分鹽分和阻斷部分毛管水流, 有抑制鹽分積累的作用施用化肥的基礎(chǔ)上施用腐熟有機(jī)肥,土壤電導(dǎo)率增加20.4%~40.9%; 施用不腐熟有機(jī)肥, 土壤電導(dǎo)率降低14.6%~36.4% ,差異達(dá)到極顯著水平。
(五)、沖土排水
通過施用一定數(shù)量的灌水進(jìn)行沖洗是排除土壤剖面過多鹽分的最主要的措施。沖洗過程中加在土壤表面的水向土中入滲并溶解鹽分,沖洗水通過下滲將鹽分自根層帶至深層。在上部土壤含鹽量很高,且表層土壤透水性很差的情況下,有時(shí)也采用地表沖洗的方法,使表層土壤鹽分溶解,并將地表帶有鹽分的沖洗水自明溝排除。
為滿足作物正常生長(zhǎng)的要求,需要使一定深度土壤的含鹽量,經(jīng)沖洗后在要求的時(shí)間內(nèi)減少到允許的數(shù)量。沖洗后要求的土層淡化深度和允許的最大含鹽量通常稱為沖洗標(biāo)準(zhǔn)。沖洗標(biāo)準(zhǔn)因土壤鹽分的類型和土地改良后所種植物的耐鹽能力而異。設(shè)計(jì)的沖洗脫鹽深度一方面決定于作物生長(zhǎng)的要求,另一方面也決定防止土壤次生鹽堿化的需要。在氣候干旱蒸發(fā)強(qiáng)烈、作物根層較深的地區(qū)采用較大的脫鹽深度。一般脫鹽深度變化于0.6m至1.0m之間。干旱地區(qū)種植旱作物時(shí)脫鹽深度通常采用1m.在缺乏天然排水,土壤含鹽量高,且透水性又較差的地區(qū),在土壤改良的第一年脫鹽深度可以采用0.6m.
人工排水是控制地下水位的有效措施。
實(shí)行有灌有排, 排灌結(jié)合, 控制地下水位在臨界深度以下。這樣既防鹽堿又防澇, 同時(shí)能加強(qiáng)淺層地下水交替作用, 使灌溉水和大氣降水滲入過程中不斷淋洗土壤中的鹽分, 將其帶入地下水中, 促使土壤向脫鹽方向轉(zhuǎn)化。
修建河渠系統(tǒng), 不斷將多余的地下水排走,達(dá)到控制地下水位和制堿的的。根據(jù)經(jīng)驗(yàn), 排水溝對(duì)于土壤脫鹽的作用與排水溝的深度和土質(zhì)有關(guān)。一般排水溝單側(cè)脫鹽影響范圍與溝深的關(guān)系為: 輕質(zhì)土溝深 1. 7~ 4m 時(shí), 脫鹽影響范圍為溝深的80~ 100倍, 粘質(zhì)土溝深 1~ 2 .5m 時(shí),脫鹽影響范圍為溝深的80~ 130 倍。
四、結(jié)束語
以上就是本人總結(jié)的關(guān)于土壤鹽堿化的概述,關(guān)于防治及治理次土壤鹽堿化的方法,我所論述的僅僅是小部分,還有很多復(fù)雜但很科學(xué)的方法,在此就不在一一論述了。
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篇2
【關(guān)鍵詞】公路路基;病害;防治
路基是道路的基礎(chǔ),更是保證路面質(zhì)量的關(guān)鍵。然而,在現(xiàn)實(shí)中,由于需要反復(fù)承受各種荷載和自然因素的作用,會(huì)導(dǎo)致路基的形狀、邊坡坡度發(fā)生改變,嚴(yán)重影響了路面的質(zhì)量和穩(wěn)定性。由于所處地區(qū)的差異,產(chǎn)生的路基病害也是多種多樣的,最常見有邊坡崩塌、滑塌,路基變形等,產(chǎn)生的原因涉及土質(zhì)、人為的破壞、養(yǎng)護(hù)和管理等因素。徹底的控制路基病害的產(chǎn)生是不現(xiàn)實(shí)的,因此,只能找出其產(chǎn)生的原因并做好防范,采取一系列切實(shí)可行的措施,將其產(chǎn)生的可能性降到最低程度。
1.不同地區(qū)公路路基病害的類型及其危害
不同的地區(qū),由于所處的地理環(huán)境不同以及多方面因素的影響,會(huì)造成多種公路路基病害,常見的有以下幾類:
1.1 黃土地區(qū)公路路基病害類型及其危害。黃土土壤中粉粒含量大,且無層理,具有濕陷性和易溶蝕等特征,因而容易產(chǎn)生路基病害。主要類型有:路基邊坡面的剝落、沖蝕和整體失穩(wěn);填方路基不均勻沉陷;浸水地基承載力不足;瀝青面層的裂縫等。這些普遍存在的路基病害,嚴(yán)重影響著公路建設(shè)的發(fā)展。
1.2 鹽漬土地區(qū)公路路基病害類型及其危害。①氯鹽漬土。其易溶解,當(dāng)含鹽量多時(shí),會(huì)造成濕陷、坍陷等病害。②硫酸鹽漬土。其危害主要有:土壤鹽分體積的變化會(huì)使路基表面疏松,邊坡呈蜂窩狀;會(huì)導(dǎo)致路肩疏松,且鹽土粉末容易被除風(fēng)吹蝕;土壤中硫酸鹽含量過高時(shí)會(huì)造成路面鼓包、破裂。③碳酸鹽漬土。塑性和黏附性較大,遇水后會(huì)導(dǎo)致路面泥濘不堪。
1.3 山區(qū)公路路基病害的類型及其危害。①坍塌。出現(xiàn)坍塌的主要原因是由于開挖路塹邊坡較徒,導(dǎo)致邊坡的支持力減弱,使土壤的抗剪強(qiáng)度降低,導(dǎo)致邊坡的穩(wěn)定性變差。由于坍塌發(fā)生時(shí)具有沖擊力,經(jīng)常會(huì)引起路基的變形,阻礙交通,給養(yǎng)護(hù)工作帶來了不少麻煩。②滑坡?;率嵌逊e層在重力作用下沿著滑動(dòng)面整體向下滑動(dòng)的一種地質(zhì)現(xiàn)象?;瑒?dòng)的形成條件很多,從地質(zhì)條件上講,滑坡多發(fā)生在土質(zhì)松軟或軟弱巖層上。從地質(zhì)構(gòu)造上講,巖層構(gòu)造對(duì)山坡的穩(wěn)定性影響較大。從水文條件上講,由于地下水的作用,會(huì)破壞土體的穩(wěn)定。發(fā)生滑坡現(xiàn)象往往會(huì)導(dǎo)致行車中斷,給運(yùn)輸安全帶來嚴(yán)重危害。③泥石流。泥石流是山區(qū)爆發(fā)的特殊洪流,往往是在很短的時(shí)間內(nèi),流出數(shù)十萬乃至數(shù)百萬立方米的物質(zhì),堵塞江河、催毀城鎮(zhèn)和村莊、破壞森林、農(nóng)田和道路,對(duì)人民的生命財(cái)產(chǎn)、生產(chǎn)活動(dòng)以及環(huán)境造成很大的危害。④崩塌。大多數(shù)的崩塌是發(fā)生在雨季或暴雨之后,由于水的滲入,對(duì)巖石產(chǎn)生軟化和作用,降低了巖體強(qiáng)度和摩擦力,造成崩塌;由風(fēng)化的巖層組成的又高又陡的斜坡,穩(wěn)定性差,易造成崩塌;其他的因素如地震、爆破及列車震動(dòng)等,也都可能誘發(fā)崩塌。
1.4 泥沼、軟土地帶公路路基病害的類型及其危害。泥沼、軟土地帶的公路路基,因其地面低洼、地下水位高、降水充足,土壤含水飽和、透水性強(qiáng)和、抗剪強(qiáng)度低等特點(diǎn),當(dāng)受到巨大荷載作用時(shí),容易出現(xiàn)基底向兩側(cè)擠壓擠出淤泥以及沉降、沉陷、滑動(dòng)等病害。
2.公路路基病害的防治措施
2.1 黃土地區(qū)公路路基病害的防治措施:①增加排水設(shè)施。可避免由于排水不良而導(dǎo)致的病害的產(chǎn)生,適用場(chǎng)合如路塹和站場(chǎng)。對(duì)于雨水沖刷作用較強(qiáng),但未設(shè)置足夠排水設(shè)施的病害部位,需根據(jù)水量大小,增設(shè)排水設(shè)施,以消除或減小地表水或地下水對(duì)路基的侵蝕作用。②及時(shí)查修,采取措施,盡量在初期或未到嚴(yán)重時(shí)進(jìn)行修補(bǔ),如更換破損材料等,以避免病害的發(fā)生。③植物防護(hù)。是指在公路的邊坡上種草或樹,利用植物根系能固著土壤的作用,以減輕雨水對(duì)邊坡的沖刷,減緩水流速度,從而達(dá)到保護(hù)邊坡的目的。
2.2 鹽漬土地區(qū)公路路基病害的防治措施:①保持排水良好。因?yàn)辂}漬土受到雨水、冰雪融水的淋溶嚴(yán)重,其含水量較大,極易導(dǎo)致坍塌、路基發(fā)軟、強(qiáng)度減弱而降低承載力。因此,保持排水良好顯得尤為重要。排水溝的設(shè)計(jì)要保持有0.5%~1%的縱坡。在低矮平坦且排水因難的地段,應(yīng)加寬加深排水溝。②加固邊坡。對(duì)于硫酸鹽漬土路基,宜采用卵石、黏土或廢磚頭平鋪在路堤邊坡上,以起到保護(hù)邊坡的作用,防止邊坡被風(fēng)蝕或人畜踩踏而破壞。③合理設(shè)計(jì)路基高度、寬度及邊坡坡度。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)按照一定的要求,合理選擇路基邊緣高出地面的最小高度以及高出地下水位的最小高度。④加固路肩。對(duì)土質(zhì)中含鹽量大于8%的地區(qū)的公路,應(yīng)采用滲水材料摻在土壤內(nèi)以封閉路肩表層。⑤加強(qiáng)路基養(yǎng)護(hù)。特別是在秋冬季或春融時(shí)節(jié),路肩易出現(xiàn)膨脹隆起,甚至翻漿。這類情況多是由于地面水造成的,因此,應(yīng)當(dāng)及時(shí)的將隆起的部分鏟去,使地面水及時(shí)的排出。⑥種植耐鹽性的植物。為防止邊坡上發(fā)生水土流失的現(xiàn)象,應(yīng)根據(jù)邊坡的土質(zhì)和植物生長(zhǎng)情況,種植適合的耐鹽性樹木或草本植物。
2.3 山區(qū)公路路基病害的防治措施。山區(qū)公路容易產(chǎn)生的路基病害較多,所以,針對(duì)不同的病害應(yīng)采取不同的防治措施。
2.3.1 坍塌和崩塌的防治措施:采取措施截?cái)嗟叵滤?,使塌方體干燥并排出地下水;設(shè)置擋土墻,增加邊坡的支撐力,以防止土體塌落,增強(qiáng)坡體的穩(wěn)定性;當(dāng)塌方規(guī)模較大且難以根治時(shí),可考慮改道繞線;采用種植植物或鋪砌石塊的方法,加固邊坡,以增強(qiáng)其受沖刷的能力。
2.3.2 滑坡的防治措施:在山坡上種植樹木或草皮,借助其根系吸收地表水分,以排除地表水;設(shè)計(jì)截水溝或泄水洞,防止泥沙流入淤塞排水孔道,較好的排除地下水;采取減重或修建支撐物的辦法,以確保建筑物基礎(chǔ)的穩(wěn)定,達(dá)到增設(shè)滑坡體重平衡條件的目的。
2.3.3 泥石流的防治措施:減少坡面荷重;采用草皮、面料等防護(hù)與加固邊坡;設(shè)置支撐物,如擋土墻、石砌支柱等;水土保持可以減緩水流對(duì)山坡的沖刷作用,使土層干燥,是根治泥石流的一種有效辦法;設(shè)置排水系統(tǒng),如排水溝、泄水洞等;
2.3.4 泥沼、軟土地帶公路路基病害的防治措施:對(duì)軟土路基采用置換法;在路堤兩側(cè)填筑土、石板壓護(hù)道,使路堤下的淤泥隆起的趨勢(shì)得到平衡;通過添加化學(xué)溶液等措施,使土壤顆粒膠結(jié)起來,加固土基;土工全成材料法。
篇3
關(guān)鍵詞 地下水污染;成因;防治措施
中圖分類號(hào)X131 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708(2014)116-0118-02
據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)水資源總量約為28124億m3,其中,29%為地下水[1]。地下水屬于我國(guó)重要的水源之一。隨著對(duì)地下水的需求日益增大,地下水超采也成為一個(gè)突出問題。此外,在工業(yè)化進(jìn)程中,我國(guó)地下水污染問題也日趨嚴(yán)重。和地表水不同,地下水的典型特征是更新緩慢、隱蔽性強(qiáng)。即使受到污染,也不容易被察覺,治理難度大。因此,研究地下水污染的主要原因,并探討防治辦法,對(duì)實(shí)現(xiàn)地下水資源的合理利用有著十分積極的意義。
1 地下水污染的成因
1.1 地下水超采
過度開采地下水會(huì)造成地下水水質(zhì)下降。另外,還會(huì)引起一些地震災(zāi)害,比如,地表發(fā)生塌陷、地面發(fā)生沉降、自然景觀改變等。沿海地區(qū)過度開采地下水還會(huì)讓淡水和海水間的壓力失衡,引發(fā)嚴(yán)重的后果。比如,引起海水內(nèi)侵,導(dǎo)致機(jī)井無法使用,土壤鹽堿化、飲水困難、地下水水質(zhì)下降等。
1.2 地表污水排放和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)引起的硝酸鹽污染
農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常常使用氮肥,未經(jīng)作物吸收利用的氮肥在土壤中會(huì)轉(zhuǎn)化為硝酸鹽或亞硝酸鹽。農(nóng)業(yè)污染范圍廣、面積大。若長(zhǎng)期將這種地下水作為生活用水,極易導(dǎo)致多種疾病,常見的有食道癌、氰紫癥。
1.3 石油及石化產(chǎn)品的污染
伴隨著工業(yè)化進(jìn)程的不斷推進(jìn),石油化工業(yè)發(fā)展迅速。越來越多的石油及石化產(chǎn)品被應(yīng)用于日常的生產(chǎn)、生活中。而石油及石化產(chǎn)品發(fā)生泄漏也是造成地下水污染的一大原因。根據(jù)相關(guān)研究顯示,石化產(chǎn)品是污染地下水的重要有機(jī)污染物。這類物質(zhì)不易降解,對(duì)人類健康有極大的危害。
1.4 垃圾填埋場(chǎng)滲漏污染
我國(guó)很多垃圾填埋場(chǎng)并未對(duì)垃圾進(jìn)行分類,集中堆放在一起。垃圾填埋場(chǎng)采用的是單層結(jié)構(gòu)的防滲層。垃圾填埋場(chǎng)發(fā)生滲漏后,若未進(jìn)行任何處理,長(zhǎng)期下去將影響到地下水。
2 地下水污染的主要危害
2.1 危害人體健康
地下水受污染后,水中將含有一些有害物質(zhì)。若將其作為生活水源,人喝水后極易引起中毒。如果吃了含有致病菌、相關(guān)病毒的地下水,也會(huì)引起相關(guān)疾病,甚至死亡。
2.2 對(duì)工業(yè)的危害
工業(yè)生產(chǎn)中使用受污染的地下水,可讓機(jī)械設(shè)備受到腐蝕。同時(shí),也直接影響到產(chǎn)品的品質(zhì),制約了工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。
2.3 對(duì)農(nóng)業(yè)的危害
將被污染的地下水用于農(nóng)田灌溉,會(huì)影響農(nóng)業(yè)器械的功能。同時(shí),還會(huì)改變土壤的相關(guān)物理與化學(xué)特性,從而使土壤惡化。因此,不利于農(nóng)作物的正常生長(zhǎng),造成農(nóng)業(yè)減產(chǎn)。
3 地下水污染的防治對(duì)策
3.1 重視宣教工作,增強(qiáng)節(jié)水意識(shí)
針對(duì)我國(guó)地下水資源面臨的嚴(yán)峻形勢(shì),地方政府部門要高度重視地下水污染問題,將其擺在重要的工作議程中。要積極開展宣教工作,向社會(huì)各界宣傳《中華人民共和國(guó)水法》、《中華人民共和國(guó)水污染防治法》等法律法規(guī),并向人們介紹地下水污染的嚴(yán)重后果[2]。同時(shí),健全地下水資源防治的相關(guān)法律制度,做到依法治水。遵循“誰污染誰治理”的原則,進(jìn)一步規(guī)范地下水的開采與利用行為。另外,還應(yīng)組織多種淺顯易懂、主題鮮明的環(huán)?;顒?dòng),向市民介紹保護(hù)水資源的重要性。這樣,才能逐步增強(qiáng)市民節(jié)約用水、科學(xué)用水的意識(shí)。
3.2 地下水資源的合理利用
地下水是一種不可再生資源,更新比較緩慢。如果過度開采地下水,將導(dǎo)致地下水位降低,從而引發(fā)嚴(yán)重后果,如地面沉降或塌陷,湖泊干涸、水井枯竭等。因此,必須制定地下水資源的管理制度,對(duì)地下水資源進(jìn)行合理的配置與科學(xué)的利用,在法律規(guī)定的范圍內(nèi),對(duì)地下水進(jìn)行合理的開采和利用,避免地下水開采過量,引起過多的浪費(fèi)。在水污染嚴(yán)重或地下水較少的地區(qū),必須嚴(yán)格控制污染重、能耗高的工業(yè)生產(chǎn)。要實(shí)行排污許可證制度,并制定嚴(yán)格的懲罰措施。
3.3 積極消除污染源
首先要消除引起水污染的三大因素。相關(guān)部門要加強(qiáng)對(duì)生產(chǎn)企業(yè)的監(jiān)管,重點(diǎn)監(jiān)督工業(yè)廢棄物的排放是否達(dá)標(biāo)。對(duì)農(nóng)藥與化肥進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)管,并對(duì)農(nóng)民給予正確的指導(dǎo),讓他們正確使用農(nóng)藥及化肥。一旦發(fā)現(xiàn)排污管道滲漏,必須立即解決。此外,可對(duì)生活垃圾進(jìn)行專門的分類、處理,從而減少由生活垃圾造成的水污染。同時(shí),將生活污水經(jīng)凈化處理后,實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。其次,針對(duì)已受污染的地下水,要借助先進(jìn)的處理技術(shù)進(jìn)行水質(zhì)凈化,從而將水中的污染物降至合理范圍。常用的污水處理技術(shù)包括抽出處理技術(shù)、原位修復(fù)技術(shù)、滲透性反應(yīng)墻修復(fù)技術(shù)、空氣注入修復(fù)技術(shù)、植物處理技術(shù)、原位穩(wěn)定一固化方法[3]。另外,應(yīng)構(gòu)建地方水質(zhì)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò),逐步形成一套完整的水環(huán)境監(jiān)測(cè)體系。尤其是對(duì)重點(diǎn)污染區(qū)域進(jìn)行監(jiān)測(cè),采集相關(guān)的數(shù)據(jù)信息,為地下水保護(hù)提供有力的依據(jù)。
3.4 節(jié)約用水,充分利用降水資源
要想解決好地下水污染問題,必須做到節(jié)約用水,避免對(duì)水資源的過度浪費(fèi)。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水量巨大。因此,要改進(jìn)灌溉制度,積極運(yùn)用低壓管灌、滴灌等新技術(shù),減少對(duì)水資源的浪費(fèi)。其次,工業(yè)生產(chǎn)要摒棄落后的生產(chǎn)工藝,采用先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù),減少對(duì)水資源的消耗。同時(shí),要加大研發(fā)力度,提高對(duì)生活污水的重復(fù)利用率。再次,要充分利用降雨資源,緩解部分地區(qū)的缺水狀態(tài)??衫枚喾N工程技術(shù)手段,攔蓄降雨徑流,從而提高對(duì)雨水的利用率。
總之,地下水屬于生態(tài)環(huán)境中的重要組成部分。它在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮著重要的作用。地下水治污工作是一項(xiàng)長(zhǎng)期而艱巨的任務(wù)。我們必須積極研發(fā)新的防污技術(shù),增強(qiáng)人們的節(jié)水、用水觀念,才能保證地下水的安全和潔凈。
參考文獻(xiàn)
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篇4
關(guān)鍵詞:地下水;污染;整治;啟示
1引言
地下水資源是支撐經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略資源。我國(guó)北方地區(qū)65% 的生活用水、50%的工業(yè)用水和33%的農(nóng)業(yè)灌溉用水都來自地下水。但隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,地下水污染問題日益突出。據(jù)初步調(diào)查顯示,全國(guó)近20%的城市集中式地下水水源水質(zhì)劣于Ⅲ類,華北平原部分城市及工礦企業(yè)周邊地下水存在重金屬和有機(jī)物超標(biāo)現(xiàn)象[1~5]。隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷加速,因產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)、城市布局調(diào)整以及污染擾民企業(yè)搬遷所遺留在城市區(qū)域的工業(yè)污染場(chǎng)地(即“棕地”),成為了造成地下水污染的新一類污染源。因此,為保障飲水安全和人體健康,急需建立我國(guó)的地下水污染整治制度。
2地下水污染整治制度的國(guó)際經(jīng)驗(yàn)
2.1立法支撐是開展地下水污染整治的前提
美國(guó)1980 年通過了《綜合環(huán)境 反應(yīng)、賠償與責(zé)任法》(CERCLA,即超級(jí)基金),針對(duì)潛在責(zé)任方建立“嚴(yán)格、連帶與具有溯及既往性”的法律責(zé)任,即無論潛在責(zé)任方是否實(shí)際直接參與污染行為造成污染,或任何污染行為是否合法,當(dāng)場(chǎng)址發(fā)生污染,潛在責(zé)任方必須為后續(xù)的相關(guān)污染整治付費(fèi),當(dāng)存在二個(gè)或更多潛在責(zé)任方時(shí),環(huán)境保護(hù)局有權(quán)對(duì)其一責(zé)任方或全部責(zé)任方要求負(fù)擔(dān)場(chǎng)址整治費(fèi)用。為確保目標(biāo)達(dá)成與強(qiáng)化超級(jí)基金制度實(shí)施成效,1986 年美國(guó)國(guó)會(huì)通過《超級(jí)基金修正與再授權(quán)法》(SARA),修正案根據(jù)前6年執(zhí)行經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了調(diào)整與補(bǔ)充。
日本2002 年制定了《土壤污染對(duì)策法》,隨后又制定了相關(guān)施行細(xì)則。根據(jù)法律要求,土地經(jīng)調(diào)查被判定特定有害物質(zhì)超過標(biāo)準(zhǔn)時(shí),該土地即被指定為污染地域(即指定區(qū)域),除公告周知外,列入指定區(qū)域地籍冊(cè),并提供公眾閱覽。另外,為防止在指定區(qū)域空氣及地下水污染危害人體健康,該法要求土地所有者等必須采取對(duì)策,進(jìn)行污染整治。
英國(guó)污染場(chǎng)址法規(guī)主要目的是管理使用遭受污染場(chǎng)址所衍伸的問題,這些問題包含污染物對(duì)于人體健康的影響、對(duì)于環(huán)境的影響、如何整治、誰來整治、如何降低風(fēng)險(xiǎn)等等。1995年,英國(guó)通過了《環(huán)境保護(hù)法案1990(IIA部分)》(Environmental Protection Act 1990 Part IIA),該法的主要目標(biāo)是處理因歷史性的污染所產(chǎn)生的人體健康風(fēng)險(xiǎn)與環(huán)境傷害。此外在保護(hù)人體健康與復(fù)育土地的前提下,該法亦主張促進(jìn)土地再利用,以減少對(duì)“處女地”或綠地不必要的開發(fā)。
韓國(guó)1994 年制定了地下水法,目的是防止地下水污染,保全及管理地下水生態(tài)系統(tǒng),增進(jìn)公共福利。該法主要內(nèi)容包括:制定地下水污染程度的測(cè)量、制定地下水管理計(jì)劃、地下水開發(fā)與利用許可、指定和維護(hù)需要地下水保護(hù)應(yīng)對(duì)措施的地區(qū)、在地下水保護(hù)地區(qū)內(nèi)的行為限制、地下水防治污染命令、水質(zhì)污染測(cè)定、設(shè)立地下水相關(guān)事業(yè)機(jī)構(gòu)和地下水凈化業(yè)務(wù)、處罰、損失補(bǔ)償?shù)取?/p>
2.2標(biāo)準(zhǔn)制定是開展地下水污染整治的基礎(chǔ)
美國(guó)、日本、韓國(guó)均制訂了污染管制標(biāo)準(zhǔn),并作為土壤及地下水是否遭受污染的判定依據(jù),只有英國(guó)以“是否可能造成傷害”(即人體健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估)作為判定依據(jù)。
以污染管制標(biāo)準(zhǔn)為是否遭受污染的判定依據(jù),可使主管機(jī)關(guān)擔(dān)負(fù)較低的行政成本,只要土壤或地下水經(jīng)采樣分析后超過污染管制標(biāo)準(zhǔn),即判定具有污染,需進(jìn)一步實(shí)行相關(guān)整治或管制措施。在此判定依據(jù)準(zhǔn)則中,污染程度與風(fēng)險(xiǎn)排序系統(tǒng)的輔助尤其重要,其可協(xié)助主管機(jī)關(guān)與民眾了解污染嚴(yán)重程度與暴露風(fēng)險(xiǎn),并可提供后續(xù)政府或民間整治時(shí)進(jìn)行資源分配參考;以“是否可能造成傷害”作為判定依據(jù),將增加主管機(jī)關(guān)的行政成本,須根據(jù)各場(chǎng)址之周遭區(qū)域不同特性進(jìn)行深度調(diào)查與研究,方可確定該污染場(chǎng)址是否對(duì)可能受體造成傷害。在此判定依據(jù)準(zhǔn)則下,對(duì)于場(chǎng)址是否為“污染”的認(rèn)定參考原則為民眾風(fēng)險(xiǎn)暴露程度。
2.3資金來源是開展地下水污染整治的保障
美國(guó)、韓國(guó)均將污染行為人列為地下水污染整治責(zé)任者;日本則將污染行為人和土地所有人均列為地下水污染整治責(zé)任者;英國(guó)通過負(fù)責(zé)的“排除測(cè)試”來確定污染行為人。但對(duì)于找不到污染行為人的污染場(chǎng)址,其整治經(jīng)費(fèi)來源,各國(guó)的做法亦存在差異。
美國(guó)從1981~1995年,聯(lián)邦政府環(huán)保局執(zhí)行污染場(chǎng)址管理與整治的主要經(jīng)費(fèi)來源于超級(jí)基金信托基金,包括稅費(fèi)征收、罰金與成本追償和利息收入三項(xiàng)。1995年以后,無法明確污染行為人的場(chǎng)址整治經(jīng)費(fèi)主要來源于政府經(jīng)常性撥款。另外,為使污染土地活化,美國(guó)針對(duì)“棕地”再開發(fā)提供資金或稅賦減免輔助政策,鼓勵(lì)開發(fā)商投資治理污染。
日本相關(guān)法律規(guī)定,對(duì)于找不到污染行為人的污染場(chǎng)址,由土地所有人負(fù)擔(dān)整治責(zé)任,但當(dāng)整治金額超出土地所有人承擔(dān)能力時(shí),由“土壤污染對(duì)策基金”提供不同類別補(bǔ)助金額,“土壤污染對(duì)策基金”主要經(jīng)費(fèi)來源于土壤管理票部分捐贈(zèng)、委托工程費(fèi)用部分捐贈(zèng)、委托調(diào)查費(fèi)用部分捐贈(zèng)、民間自發(fā)捐款等。同時(shí),日本針對(duì)污染整治設(shè)備提供優(yōu)惠稅率與低利貸款,鼓勵(lì)民間進(jìn)行污染治理。
英國(guó)和韓國(guó)對(duì)于找不到污染行為人的污染場(chǎng)址,均由政府預(yù)算進(jìn)行污染整治。為減小政府財(cái)政負(fù)擔(dān),英國(guó)還出臺(tái)了鼓勵(lì)開發(fā)商治理污染的相關(guān)輔助政策,如公司法人取得污染土地并進(jìn)行治理,可獲得150%的公司稅金減免,并可申請(qǐng)相應(yīng)的歐盟提供的棕地再開發(fā)補(bǔ)助[6~18]。
3建立我國(guó)地下水污染整治制度的建議
3.1立法先行,建立和完善地下水污染防治法律法規(guī)體系
統(tǒng)籌協(xié)調(diào)相關(guān)法律法規(guī)的關(guān)系,建立健全地下水環(huán)境管理和污染防治方面的政策法規(guī)。加快制定并完善與地下水環(huán)境資源利用和管理、污染責(zé)任追究和補(bǔ)償、地下水環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)等方面相關(guān)的規(guī)章。建立地下水污染責(zé)任終身追究制,對(duì)造成地下水環(huán)境危害的有關(guān)單位和個(gè)人要依法追究責(zé)任,并進(jìn)行環(huán)境損害賠償,構(gòu)成犯罪的,依法移送司法機(jī)關(guān)。借鑒美國(guó)、日本、韓國(guó)先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),完善現(xiàn)有環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)體系,同時(shí)參考英國(guó)健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估做法,研究制定適合于我國(guó)的地下水污染“標(biāo)準(zhǔn)控制-風(fēng)險(xiǎn)管理”相結(jié)合的整治模式,實(shí)行污染場(chǎng)地的分級(jí)管控。
3.2摸清家底,深入開展地下水污染調(diào)查評(píng)估
積極落實(shí)《全國(guó)地下水污染防治規(guī)劃(2011-2020年)》和《華北平原地下水污染防治工作方案》,深入開展全國(guó)地下水基礎(chǔ)環(huán)境狀況調(diào)查評(píng)估,摸清家底,建立全國(guó)地下水污染源及污染場(chǎng)地清單。結(jié)合地下水污染程度及風(fēng)險(xiǎn),對(duì)污染場(chǎng)地進(jìn)行分級(jí)列管,并建立場(chǎng)地及其周邊地下水定期調(diào)查、監(jiān)測(cè)和評(píng)估制度。
3.3籌措資金,創(chuàng)新地下水污染整治經(jīng)濟(jì)政策
多方籌措資金,拓展融資渠道,保障地下水污染整治的永續(xù)實(shí)施。借鑒國(guó)際先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),適時(shí)建立“地下水污染整治基金”。以污染者付費(fèi)為原則,向石油化工、礦山開采及加工、工業(yè)企業(yè)等涉及有毒有害的行業(yè)征收整治基金。同時(shí)要加大國(guó)家及地方財(cái)政對(duì)地下水污染整治的支持力度。另外,可通過優(yōu)惠稅率、綠色信貸、綠色保險(xiǎn)、“棕地”再開發(fā)等輔助政策,鼓勵(lì)開發(fā)商及民間治理資金的流入。
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篇5
關(guān)鍵詞:環(huán)境巖土工程 地面沉降 地下水污染 防治措施
一、前言
環(huán)境巖土工程是隨著人類重視環(huán)境問題而逐步發(fā)展起來的,它是環(huán)境科學(xué)與巖土工程互相交叉的結(jié)果。主要是應(yīng)用巖土工程的觀點(diǎn)、技術(shù)和方法為治理和保護(hù)環(huán)境服務(wù),解決與人類工程經(jīng)濟(jì)活動(dòng)有關(guān)的環(huán)境工程地質(zhì)問題。隨著城市建設(shè)的發(fā)展,人類在城市的巖土工程活動(dòng)越來越頻繁,由此產(chǎn)生一系列環(huán)境巖土工程問題。其中,由人類的工程活動(dòng)引發(fā)的地下水災(zāi)害問題日趨顯著,已經(jīng)引起國(guó)內(nèi)外專家的高度重視。地面沉降范圍不斷擴(kuò)展,地下水水質(zhì)逐年下降,是當(dāng)前城市環(huán)境巖土工程中日益突出的地下水災(zāi)害中最廣泛、最嚴(yán)重的兩大問題。它們已嚴(yán)重威
脅著城市的可持續(xù)發(fā)展及居民的正常生活。
二、地面沉降
地面沉降是指某一區(qū)域內(nèi)由于自然或人類活動(dòng)引起的地面下沉的現(xiàn)象,其特點(diǎn)是波及范圍廣,下沉速率緩慢,所以早期一般不易察覺,也不易引起人們的重視。它多發(fā)生在大中城市,對(duì)人們的生產(chǎn)、生活影響極大,已經(jīng)成為一種嚴(yán)重的環(huán)境地質(zhì)問題,影響和制約著當(dāng)?shù)貒?guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展[1]。地面沉積已呈全球性問題,沉降范圍之廣,沉降量之大令人瞠目結(jié)舌,由此引發(fā)的經(jīng)濟(jì)損失更是驚人。引起沉降的原因很多,除了活動(dòng)斷裂和構(gòu)造沉降等自然因素外,還有地下工程開挖施工,基坑降水和抽汲地下水等人為因素。從全世界范圍看,過量抽汲地下水引起地層壓密、固結(jié)是造成地面沉降的主要原因。
(一)開采地下水引起的地面沉降
抽汲地下水引起的地面沉降大多發(fā)生在大量開采第四系松散沉積物孔隙承壓水的地區(qū)。其機(jī)理是:根據(jù)太沙基有效應(yīng)力原理,飽和土體的自重應(yīng)力由顆粒和孔隙水共同承擔(dān),由土顆粒所承擔(dān)的那部分應(yīng)力為有效應(yīng)力。當(dāng)抽水引起承壓水水位下降時(shí),含水層本身及其上下隔水層中孔隙水壓力也隨之降低。在總應(yīng)力不變的條件下,飽和土體中孔隙壓力減小必然會(huì)使土中有效應(yīng)力等量增大,使土體被壓密并導(dǎo)致地面沉降。
地面沉降具有累進(jìn)性及不可逆性特征,其產(chǎn)生的影響亦具有持續(xù)性特點(diǎn)。為此,必須采取切實(shí)有效的防治措施:強(qiáng)化宣傳,充分認(rèn)識(shí)地下水超采的危害性、嚴(yán)重性;大力推廣改水、節(jié)水經(jīng)驗(yàn),加大改水、節(jié)水力度;加大行政管理力度,強(qiáng)化和落實(shí)各項(xiàng)開采措施,加強(qiáng)地下水監(jiān)測(cè);采用人工回灌地下水,促進(jìn)地下水位回升,使地面不再繼續(xù)下沉甚至地面略有回升;調(diào)整開采層次,以此減緩地區(qū)的地面下沉。
(二)工程降水引起局部地面沉降
在深基坑和地下構(gòu)筑物的開挖過程中往往會(huì)遇到地下水位高于施工作業(yè)面的情況,為防止基坑邊坡失穩(wěn),保證順利開挖,避免水下作業(yè),須進(jìn)行基坑降(排)水。但是,降水方案不當(dāng),會(huì)引起周圍地面沉降,導(dǎo)致此范圍內(nèi)的建筑物、地下管網(wǎng)、道路及其它設(shè)施發(fā)生斷裂、傾斜,影響其正常使用和安全。工程降水引起的地面沉降機(jī)理有多種:由于孔隙水從土中排出,導(dǎo)致有效應(yīng)力增加,地層固結(jié)沉降;水位降低,減少了土中地下水對(duì)地上建筑物的浮托力,使軟弱土層受到壓縮而沉降;土壤中的細(xì)小顆粒隨著流動(dòng)的水不斷流失,在土層中形成空洞,隨著抽水的不斷進(jìn)行,空洞擴(kuò)大,最終形成塌陷沉降。
由于地面沉降具有不可逆性,一旦產(chǎn)生,其帶來的破壞性后果是不可估量的。所以在工程降水前,首先要查明場(chǎng)地的水文地質(zhì)條件、周圍建筑物的分布情況及地下管線性質(zhì)及分布范圍,根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)科學(xué)的降水方案與防范措施。如在基坑工程降水中設(shè)置豎向止水帷幕,實(shí)施坑內(nèi)降水;井點(diǎn)降水應(yīng)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),盡量避免間歇和反復(fù)抽水造成的累加沉降;采用井點(diǎn)降水與回灌相結(jié)合的技術(shù),在井點(diǎn)降水管井與需保護(hù)的建筑、管線間設(shè)置回灌井點(diǎn)、回灌砂井或回灌砂溝,持續(xù)、不斷地用清潔水進(jìn)行回灌,形成一道水幕,以減少降水曲面向外擴(kuò)張,防止臨近建筑物、管線等基礎(chǔ)下土層因釋放水而沉降。總之,需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的工程地質(zhì)條件采用新工藝、新方法,使由降水帶來的環(huán)境地質(zhì)問題最小化[2]。
(三)涌水引起的地面沉降
在地下構(gòu)筑物的修建過程中,往往要穿越含水層,由此破壞了地下水的原有滲流條件。當(dāng)?shù)叵滤辉谑┕ぷ鳂I(yè)面以上時(shí),施工開挖初期,尚未施作防水層及支護(hù)封閉,地下水向地下空間突然涌入。涌水帶走土層中大量細(xì)小顆粒,不斷發(fā)展而形成流土或流沙,造成地面沉降(塌陷)。
由于涌水現(xiàn)象具有突發(fā)性特點(diǎn),其造成的破壞往往極為嚴(yán)重。所以在可能發(fā)生涌水的地區(qū)施工時(shí)必須采取嚴(yán)密措施:在工程地質(zhì)條件允許的情況下,施工前,在可能發(fā)生涌水地段設(shè)置止水帷幕,阻斷可能發(fā)生涌水的含水層;正確預(yù)測(cè)地下工程的涌水量,對(duì)勘測(cè)設(shè)計(jì),安全施工及運(yùn)營(yíng)均起著決定性作用。最大涌水量預(yù)測(cè)可根據(jù)地下構(gòu)筑物的形狀尺寸及其所揭示的水文地質(zhì)工程地質(zhì)條件,選擇適當(dāng)?shù)墓筋A(yù)測(cè)涌水量及水位降深[3]。
三、城市地下水質(zhì)的污染
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,城市的規(guī)模也在不斷的擴(kuò)大,人口相對(duì)集中,使固體廢棄物的產(chǎn)量不斷增加。這些廢棄物含有汞、鎳、鉻、金等金屬元素,固體廢棄物的任意堆放已經(jīng)成為地下水的重要污染源之一。我國(guó)每年都有大量的生活垃圾與工業(yè)廢渣經(jīng)腐蝕分解后,直接進(jìn)入土壤。而這些固體廢物經(jīng)大氣降水及地下水徑流的淋濾作用嚴(yán)重的影響了供水水源的水質(zhì)。
除了固體廢棄物的污染,在巖土工程施工中對(duì)地下水也有環(huán)境污染問題。城市地表工程采用化學(xué)灌漿進(jìn)行地基處理,化學(xué)灌漿多具有不同程度的毒性,特別是有機(jī)高分子化合物,如:環(huán)氧樹脂、乙二胺、苯酚等。漿液注入構(gòu)筑物裂隙與地層孔隙,通過溶濾、離子交換、分解沉淀、聚合等反應(yīng),不同程度的污染地下水,導(dǎo)致公害。另外,在一些礦山城市,由于采礦、選礦活動(dòng)是地下水含酸性、含重金屬和有毒元素。這種污染的礦山排水通稱為礦山污水。它危及礦區(qū)周圍河道、土壤,甚至破壞整個(gè)水系,影響生活用水以及工農(nóng)業(yè)用水。由于地表水資源的可使用量在一定的空間和時(shí)間范圍內(nèi)是有限的,則地下水的污染和地下水的超采就會(huì)密切聯(lián)系和相互作用,即其嚴(yán)重的污染往往會(huì)使可供水源的減少,以致增加對(duì)地下水的開采需求,這樣往往會(huì)造成地下水的過量開采;而地下水的不合理開采或過量開采,會(huì)引起地下水水位的下降及其自凈能力的削弱,也就加劇了地下水污染的程度。
地下水環(huán)境的防治措施:人類在不合理的開發(fā)和利用水資源的同時(shí),已經(jīng)間接或直接的改變了地下水環(huán)境,嚴(yán)重的影響了城市的可持續(xù)性發(fā)展。因此,我們必須采取一些措施以保護(hù)生態(tài)資源,改變地下水環(huán)境日益變壞的趨勢(shì)。首先必須確立預(yù)防為主、防治結(jié)合的方針,即既要積極治理現(xiàn)存的污染,保護(hù)地下水資源,防止水質(zhì)的進(jìn)一步惡化,同時(shí)又要采取有力的措施防止新的污染產(chǎn)生,以此全面保護(hù)地下水資源。另外,鼓勵(lì)工業(yè)企業(yè)一方面積極采用清潔生產(chǎn),強(qiáng)化節(jié)約用水,提高用水效率,減少污水排放量,另一方面大力開展污水的綜合利用,以再生污水代替新水源,提高污水再生利用率。最后,我國(guó)現(xiàn)有的地下水的法律法規(guī)一般都是把重點(diǎn)放在地下水水量的保護(hù)上,而對(duì)于地下水水質(zhì)的保護(hù)這方面還比較薄弱。因此應(yīng)該根據(jù)各地區(qū)的水文地質(zhì)情況,出臺(tái)一些地下水質(zhì)的保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。
四、結(jié)語
綜上所述,在地面沉降防治過程中,不僅需要采取科學(xué)合理的技術(shù)措施,還需要政府與社會(huì)各界從各方面給予配合與支持,才能使其得到根本控制。同時(shí)水質(zhì)污染加劇了水資源短缺及供需矛盾,成為制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響因素。只有提高對(duì)水資源價(jià)值的認(rèn)識(shí),加強(qiáng)地下水污染的預(yù)防和控制,才能實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)利用,保證社會(huì)與經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
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篇6
關(guān)鍵詞:路基 質(zhì)量問題 原因 防治措施
公路路基工程具有線長(zhǎng)面廣、工程數(shù)量大而雜、干擾因素多、施工周期長(zhǎng)、施工管理難度大等特點(diǎn),在長(zhǎng)期使用過程中,受到各種自然因素、自重、車輛荷載的作用,不可避免地產(chǎn)生各種各樣的路基病害及質(zhì)量問題,影響路基的正常使用。筆者就常見的路基工程質(zhì)量問題進(jìn)行分析,并提出防治措施。
一、土方路基“彈簧土”現(xiàn)象及防治措施
在車輛碾壓過程中,路基呈現(xiàn)受壓下陷,去壓回彈的現(xiàn)象,成為“彈簧土”。如繼續(xù)碾壓,使底部和四周的水分向上積聚, “彈簧土”的面積會(huì)越來越大。
1.原因分析
出現(xiàn)“彈簧土”現(xiàn)象后應(yīng)立即停止碾壓,查找原因。原因可能有:地下水位高,地上毛細(xì)水滲透作用;填筑前積水未排除;填筑前淤泥未清除;帶泥水回填;土料中雜物多;腐殖土填筑;土體含水量過大等原因。
2.防治措施
土方路基“彈簧土”現(xiàn)象大多是由于填土的含水量過大而引起的,因此出現(xiàn)“彈簧土”現(xiàn)象首先要找出水的來源,然后采取合理的防治措施。
(1)因地下水位高或地上毛細(xì)水滲透而造成較大面積土體呈彈簧土?xí)r,應(yīng)采取在路基兩側(cè)開挖截水溝截?cái)嗟厣系叵滤?,將水位降至路?0cm以下,采用輕型井點(diǎn)降水,降低地下水位;嚴(yán)格控制土體含水量,如工期允許可晾曬后在進(jìn)行碾壓,還可以采取摻加生石灰和原土攪拌后再進(jìn)行碾壓。
(2)雨季施工時(shí)應(yīng)開挖縱、橫向排水溝,排出積水、輸干土體;根據(jù)工期要求及天氣情況,采取果斷措施,必要時(shí)進(jìn)行換土;也可摻入5%~8%的生石灰拌勻、回填壓實(shí),或采用梅花形灰樁吸收水分;應(yīng)保持連續(xù)作業(yè),隨攤隨碾壓,邊坡防護(hù)及時(shí)跟進(jìn)。
(3)路基填土之前必須清除雜物,對(duì)回填土中的樹根、石塊等進(jìn)行人工挑揀,禁止使用有機(jī)土進(jìn)行回填,對(duì)過濕的回填土可摻入生石灰處理,工期允許時(shí)可進(jìn)行晾曬,達(dá)到或接近最佳含水量時(shí)方可進(jìn)行回填碾壓,并嚴(yán)格控制攤鋪厚度。
(4)對(duì)粘性土質(zhì),在溝槽地段回填時(shí)必須排除積水,清除雜物,在池塘等位置填筑時(shí)應(yīng)清除淤泥,并采用強(qiáng)度較高和水穩(wěn)定性好的材料分層夯實(shí)至頂面。
(5)砂質(zhì)土溝槽回填時(shí)可利用輕型井點(diǎn)進(jìn)行水密法施工,但回填厚度不能超過60cm,其密實(shí)方法為采用插入式振搗器搗實(shí)。在水密法過程中保持井點(diǎn)降水,每層取樣試驗(yàn),達(dá)到密實(shí)度要求后,再進(jìn)行下一層回填,待回填土全部碾壓夯實(shí)完成后,密實(shí)度試驗(yàn)全部合格后再停止降水,拆除井點(diǎn)降水。
(6)路基填料要避免使用天然稠度小于1.1,液限大于40,塑性指數(shù)大于18,含水量高于最佳含水量2個(gè)百分點(diǎn)的土,一定要注意不能使用兩種不同性質(zhì)的土進(jìn)行混填施工,特別是不能用透水性差的土壤包裹透水性好的土壤。
二、土方路基翻漿及防治措施
土方路基翻漿多發(fā)生在我國(guó)北方地區(qū),路基在冰凍春融期,造成路基濕軟、強(qiáng)度下降,在行車碾壓的反復(fù)作用下,土方路基出現(xiàn)彈軟、裂縫、冒泥漿等翻漿現(xiàn)象。
1.原因分析
(1)土質(zhì)。粉性土是最易發(fā)生翻漿的土質(zhì),這種土的毛細(xì)水上升較高且快,在負(fù)溫作用下水分聚流嚴(yán)重,土體強(qiáng)度降低快,失去穩(wěn)定性;粘性土毛細(xì)水上升雖高,但速度慢,只有在水源充足情況下,才能形成翻漿;砂性土在一般情況下部不會(huì)發(fā)生翻漿。
(2)溫度。一定的凍結(jié)深度和冷量是形成翻漿的重要條件。在同樣的冷結(jié)深度和冷量的條件下,冬季負(fù)溫作用的特點(diǎn)和化凍結(jié)速度的快、慢對(duì)形成翻漿的影響也很大。如果初凍溫度較暖,且冷暖交替出現(xiàn),溫度在O~5℃之間停留時(shí)間較長(zhǎng),凍結(jié)線長(zhǎng)期停留在路面下較淺處,大量的水分聚流到路面很近的地方,容易發(fā)生翻漿現(xiàn)象。反之,如果冬季一開始就很冷,凍結(jié)線很快下降到距離路面較深的地方,土基上部聚冰少就不易出現(xiàn)翻漿現(xiàn)象。除此以外春季氣溫的變化特點(diǎn)和化凍速度對(duì)翻漿也有影響,如果春季化凍快天氣驟暖土基急速融化則會(huì)加重翻漿的程度。
(3)水分。翻漿過程就是水分在土基中轉(zhuǎn)移、變化的過程。在地勢(shì)低洼路基附近的地表水及淺層地下水能提供充足的水源,這是形成翻漿的重要條件。如果入冬前秋雨過多,土基含量加大,地下水位增高,容易形成翻漿現(xiàn)象。
(4)路面結(jié)構(gòu)。不同的路面結(jié)構(gòu)對(duì)翻漿有一定的影響。在比較潮濕的土基上鋪筑黑色路面,路面結(jié)構(gòu)的透氣性差,路基中的水分不能通暢地從表面蒸發(fā)出來,使路基強(qiáng)度降低,在行車荷載的作用下就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的翻漿現(xiàn)象。
(5)行車荷載。土方路基的翻漿現(xiàn)象是通過行車荷裁的作用形成的,當(dāng)其他條件相同時(shí)在翻漿季節(jié)和翻漿路段上交通量越大、車輛越重,土方路基翻漿也會(huì)越多越嚴(yán)重。
2.防治措施
土方路基防治翻漿的基本途徑是防止地面水、地下水或其他水分在凍結(jié)前或凍結(jié)過程中進(jìn)入路基上部;在化凍時(shí)可以將聚冰層中的水分及時(shí)排除或暫時(shí)蓄積在滲水性好的路面結(jié)構(gòu)層中;提高路面強(qiáng)度和整體性,改善土基結(jié)構(gòu)。
(1)開渠排水。路面經(jīng)常處于潮濕狀態(tài),使路基發(fā)軟開始翻漿,應(yīng)及時(shí)在路肩上開挖橫溝,排除表面積水,溝寬30~40cm,間距5m左右,溝深至路面基層以下,高于邊溝底。路面坑洼嚴(yán)重地段,除設(shè)置橫溝外,還應(yīng)順路面邊緣修縱向小盲溝或滲水井。
(2)挖換土壤。將路基翻漿的土和稀泥挖出,換填40~60cm厚的砂性土或碎(礫)石,分層壓實(shí)后重鋪路面。嚴(yán)重翻漿部分,軟土全部挖除,填入水穩(wěn)性良好的砂礫料,并分層壓實(shí)。
(3)排除路表積水。及時(shí)修補(bǔ)路面溝槽和路肩坑洼,使其平整、無堆積物、無積雪等,盡快排除表面積水。
(4)換鋪粒料。挖除翻漿路段的稀泥,換填碎石、磚塊或爐渣等粒料,整平后通車碾壓?;蛲诔∧嗪筇钊胨€(wěn)性較好的干土,再鋪粒料墊平后通車碾壓。
(5)設(shè)置砂樁。當(dāng)路基翻漿時(shí),可在行車道部位開挖圓形或矩形的滲水井,一般直徑或邊長(zhǎng)為30~50cm,將井內(nèi)的水淘出,邊掏水邊加深,直至冰凍層以下,當(dāng)滲水停止后,即可填人粗砂或碎(礫)石,以形成砂樁,其樁距和根數(shù)可根據(jù)翻漿的輕重程度而定,通常一個(gè)砂樁的影響面積為6~10m2。
(6)在交通量較小,重車通過不多的公路上,可用木料、樹枝等維持通車,翻漿停止,路基漸趨穩(wěn)定后,應(yīng)及時(shí)拆除柴排,恢復(fù)路基原狀。翻漿嚴(yán)重路段,應(yīng)嚴(yán)格控制重型車輛通過或令車輛繞道行駛。
三、路基沉陷及防治措施
路基沉陷是指路基表面在垂直方向產(chǎn)生較大的沉落。一是路基本身的壓縮沉降;二是由于路基下天然地面承載能力不足,在路基自重的作用下引起沉陷或是兩側(cè)擠出而造成的下沉。
1.原因分析
路基沉陷的主要原因有:路堤填料選擇不當(dāng),填筑方法不合理,壓實(shí)度不足,在荷載和水、溫度綜合作用下而堤身沉陷;原地面為較弱土層,填筑前未經(jīng)換土或壓實(shí)不足而產(chǎn)生地基下沉。所謂填筑方法不合理,包括不同土混雜、為分層填筑和壓實(shí)、土中含有未經(jīng)打碎的大土塊或凍土塊等。填石路基亦因石料規(guī)格不一、性質(zhì)不勻,或就地爆破堆積,亂石中空隙很大,在一定期限內(nèi)亦可能產(chǎn)生局部的明顯沉陷。此外遇到泥沼、流沙或垃圾堆等,填筑前未經(jīng)換土或壓實(shí),造成地基下沉,亦可能引起路基下陷。
2.防治措施
路基沉陷主要是由于施工過程中質(zhì)量控制措施不到位引起的質(zhì)量問題,在施工時(shí)可采取以下措施。
(1)重視原地面處理。路基填筑前必須徹底清除地表植被、樹根、垃圾和種植土,加大原地面的壓實(shí)力度。地表植被、樹根、垃圾、不良土質(zhì)暴露于自然環(huán)境下,相對(duì)比較松軟,不易壓實(shí),有的土壤易產(chǎn)生病害,如鹽漬土、膨脹土等,因此必須予以清除。
(2)填筑路基前要做好路基臨時(shí)排水工作,做到臨時(shí)排水系統(tǒng)與永久性排水系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合。施工過程中通過路基兩側(cè)縱橫向排水系統(tǒng)及時(shí)疏散路基范圍的積水,避免路基受水浸泡。
(3)嚴(yán)格選取路基填料,并控制好填料質(zhì)量。在填料料場(chǎng)選擇時(shí),除按規(guī)范要求的液限、塑性指數(shù)、含水量和CBR等指標(biāo)外,還應(yīng)根據(jù)填料的性質(zhì)綜合選擇水穩(wěn)性好、干密度大、承載能力高的礫石類土填筑路基為宜。在路基填筑前必須將料場(chǎng)清除干凈,防止樹根、雜草、種植土等混填于路基之中。施工中嚴(yán)格控制填料含水量,嚴(yán)禁過濕的土填于路基之上;且要求不同土質(zhì)分層填筑,剔除填料中超大顆粒,以保證各點(diǎn)密實(shí)度均勻一致。
(4)嚴(yán)格控制路堤填筑工藝。路堤填筑方式應(yīng)采用水平分層填筑,即按照橫斷面全寬分層逐層向上填筑;當(dāng)原地面縱坡大于12%的地段,宜采用縱向分層填筑施工,填筑至路基上部時(shí),仍應(yīng)采用水平分層法填筑。每層應(yīng)保證層面平整,便于各點(diǎn)壓實(shí)均勻一致。在路堤施工過程中要嚴(yán)格控制填層厚度,根據(jù)不同的填料和場(chǎng)地要選擇不同的壓實(shí)機(jī)具。
(5)抓好路基特殊部位的施工質(zhì)量控制。如橋涵結(jié)構(gòu)物臺(tái)背回填、路橋過渡段填方以及填挖結(jié)合部,這些地方地形條件特殊,填方施工難度大。臺(tái)背、路橋過渡段往往是路基和橋成后而剩余的缺口,因此,有必要將該段作為路基施工的管理點(diǎn),抽調(diào)組成專門的回填隊(duì)伍。臺(tái)背處大型設(shè)備不易工作而采用小型夯實(shí)機(jī)具時(shí),填筑的分層厚度若太厚就很難壓實(shí),一般宜控制在15cm左右,同時(shí)應(yīng)加大抽檢頻率保證壓實(shí)。對(duì)于填挖結(jié)合部,應(yīng)徹底清除結(jié)合部的松散軟弱土質(zhì),做好換土、排水和填前碾壓工作。
篇7
為改變這種錯(cuò)誤的做法,就要加強(qiáng)水文地質(zhì)問題的研究,只有這樣才能提高工程勘察質(zhì)量。按照工程地質(zhì)勘察的實(shí)際要求,勘察工作既要查明與巖土工程相關(guān)的有關(guān)水文地質(zhì)條件,還要針對(duì)地下水給巖土體和建筑物帶來不良地質(zhì)作用進(jìn)行評(píng)價(jià),對(duì)潛在的問題提出防治措施。
1 工程地質(zhì)勘察工作中涉及的水文地質(zhì)調(diào)查內(nèi)容
一般情況下,影響工程的水文地質(zhì)因素主要有:巖層中含水層與隔水層的厚度、分布和組合關(guān)系;地下水的類型、水位及水位變動(dòng)幅度,承壓含水層的特征和水頭,土層或巖層滲透性的強(qiáng)弱等等因素。為提高工程地質(zhì)勘察工作的質(zhì)量,應(yīng)在工程地質(zhì)勘察中對(duì)下述幾個(gè)方面進(jìn)行調(diào)查和評(píng)價(jià):
1)評(píng)價(jià)的關(guān)鍵應(yīng)放在地下水給工程帶來的影響上,針對(duì)水文地質(zhì)對(duì)工程潛在危害,提出應(yīng)對(duì)辦法;2)在工程地質(zhì)勘察中,應(yīng)在弄清建筑物地基基礎(chǔ)類型的基礎(chǔ)上,著重調(diào)查與該基礎(chǔ)類型相關(guān)的水文地質(zhì)條件;3)在水文地質(zhì)條件調(diào)查工作中,重點(diǎn)要查清地下水的自然狀態(tài)及其發(fā)展變化規(guī)律,分析并預(yù)測(cè)工程實(shí)施過程中及實(shí)施后給地下地質(zhì)水文情況帶來的可能變化及不良影響,提前設(shè)計(jì)預(yù)防措施。
在對(duì)筆者所在的大連地區(qū)工程地質(zhì)勘察中,多數(shù)建筑場(chǎng)地都涉及到地下水文地質(zhì)問題。大連屬臨海城市,沿海岸線發(fā)育有大量的石灰?guī)r,從金州、大連、旅順轉(zhuǎn)北向瓦房店的交流島、長(zhǎng)興島一帶均為石灰?guī)r地區(qū),巖溶較發(fā)育,地下水豐富;另外,由于自然的地理環(huán)境造成大連地區(qū)的水系較為發(fā)育,大連市各市區(qū)內(nèi)的第四系孔隙潛水也很豐富,它們大都賦存于地表砂土層中,使得勘察場(chǎng)地內(nèi)大都見有地下水。這就使得水文地質(zhì)調(diào)查在工程地質(zhì)勘察中顯得尤為重要。
2 水文地質(zhì)條件對(duì)工程造成危害的主要因素
水文地質(zhì)條件會(huì)給工程帶來危害,究其原因,主要是地下水動(dòng)水壓力作用和地下水位升降變化兩方面因素。自然或人為原因都會(huì)帶來地下水位的變化,一旦地下水位變化突破臨界值,就會(huì)給工程帶來地質(zhì)危害,研究表明,引起危害的地下水位變化主要有3種情況:
1)地下水位下降。當(dāng)前,由于經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,人為因素成為地下水位下降的主要原因,例如過度利用地下水、礦床疏干、修建水庫(kù)截流下游地下水水源、流域上游筑壩等,這些因素常會(huì)引發(fā)一系列問題。一旦地下水位的下降過大過快,常會(huì)誘發(fā)一些地質(zhì)災(zāi)害,如地面沉降、地面塌陷和地裂等,也會(huì)造成一些環(huán)境問題,如水質(zhì)惡化、地下水源枯竭等,在年降水量較小的地區(qū)會(huì)引起土地的沙漠化,在海邊有可能會(huì)造成海水倒灌。這些地質(zhì)災(zāi)害或環(huán)境問題會(huì)給工程和人類的居住環(huán)境帶來巨大的威脅;
2)潛水位上升。水利工程建設(shè)及區(qū)域水文條件的變化常會(huì)造成潛水位上升,如修建水庫(kù)、地下水來源地的河流、湖泊、水庫(kù)等水位的上升。建筑物的安全性和穩(wěn)定性易受潛水位上升的影響,其影響主要有以下幾個(gè)方面:
一是通過軟化地基影響建筑物的安全。潛水位上升,促使粘性土壓縮性增高、強(qiáng)度降低和含水率增高,誘發(fā)建筑物的沉降變形;二是潛水位上升會(huì)誘發(fā)地基隆起或側(cè)移,前者會(huì)導(dǎo)致建筑物的基礎(chǔ)上浮,后者導(dǎo)致建筑物傾斜或墻體破裂;三是潛水位上升會(huì)促使砂土或粉土達(dá)到飽和狀態(tài),通常會(huì)引發(fā)流砂、管涌現(xiàn)象,也會(huì)帶來砂土液化等問題;四是造成潛水位以下的地下室浸水,使其喪失使用價(jià)值;五是改變土壤的化學(xué)性狀,如沼澤化、鹽漬化等,給建筑物帶來腐蝕;
3)地下水位升降。通過對(duì)水文地質(zhì)規(guī)律的研究發(fā)現(xiàn),氣候、氣壓、潮汐以及地球與月球引力變化,附近區(qū)域水體的水位變化等都會(huì)引起地下水位反復(fù)升降。地下水位的升降帶來的影響主要有這幾方面:導(dǎo)致建筑物基礎(chǔ)土的壓密;增加基礎(chǔ)工程材料的腐蝕性破壞;水位變化導(dǎo)致的干濕交替容易腐爛;使建筑基礎(chǔ)土層中一些鹽類發(fā)生溶解作用導(dǎo)致建筑物位移;引起膨脹性巖土的均勻的脹縮變形,造成地裂并給建筑物造成結(jié)構(gòu)破壞。
研究表明,自然狀態(tài)下地下水的動(dòng)水壓力作用較弱,難于給地面工程造成不利影響,但隨著人類工程建設(shè)活動(dòng)的不斷增加,特別是大型水利工程的建設(shè),會(huì)改變較大區(qū)域范圍內(nèi)的水文地質(zhì)狀況,帶來一系列嚴(yán)重的工程水文地質(zhì)危害。
3 工程勘察中水文地質(zhì)問題的應(yīng)對(duì)措施
針對(duì)工程勘察中的水文地質(zhì)問題,可以采取以下應(yīng)對(duì)措施:
1)加強(qiáng)對(duì)工程地質(zhì)勘察規(guī)范或規(guī)程學(xué)習(xí)。經(jīng)過幾十年的發(fā)展,當(dāng)前我國(guó)工程地質(zhì)勘察工作已經(jīng)擁有了完備的規(guī)范、規(guī)程體系,這些規(guī)范性文件對(duì)勘察工作的目的、任務(wù)、評(píng)價(jià)都做了具體的、切實(shí)可行的規(guī)定,是工程地質(zhì)技術(shù)人員開展工作的主要依據(jù)。工程地質(zhì)技術(shù)人員必須要高度重視規(guī)范、規(guī)程,了解和熟悉其要求,這樣才能在開展工程地質(zhì)勘察時(shí)做足工作量布置,設(shè)置足夠的原狀土樣測(cè)試數(shù)據(jù)、及時(shí)劃分抗震地段。通過研讀規(guī)范、規(guī)程,工程地質(zhì)管理者和技術(shù)人員在吸收文件的相關(guān)規(guī)定后,能不斷地充實(shí)和提高理論水平和實(shí)踐操作能力;
2)重視地下水埋藏狀況的調(diào)查。在調(diào)查時(shí),要明確調(diào)查的重點(diǎn),設(shè)置必要的調(diào)查指標(biāo)體系,弄清地下水的類型、補(bǔ)給及排泄條件、地下水位、水位變化幅度及規(guī)律,在此基礎(chǔ)上,對(duì)地下水對(duì)建筑材料的腐蝕性進(jìn)行評(píng)價(jià),涉及到基坑工程的還應(yīng)做抽、壓水試驗(yàn),調(diào)查土層的滲透性質(zhì)等。預(yù)估地下水可能帶來的突涌、流沙或管涌等潛在的威脅,制定出有效和可行的防治措施建議。
4 結(jié)論
在建筑工程基礎(chǔ)地質(zhì)勘察中要高度重視水文地質(zhì)調(diào)查,作為建筑工程地質(zhì)環(huán)境的組成部分,較差的水文地質(zhì)條件會(huì)給建筑工程帶來多方面的危害,建筑工程項(xiàng)目的組織者、實(shí)施者在建筑工程實(shí)施前就應(yīng)該調(diào)查清楚地基基礎(chǔ)的水文地質(zhì)情況,制定出有針對(duì)性防治措施,提高工程的穩(wěn)定性和安全性,更好地完成工程建設(shè)。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞 鹽堿地;成因;防話;陜西榆林
中圖分類號(hào) S156.41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739(2012)02-0298-02
淤地壩是黃土丘陵溝壑區(qū)治理水土流失的最后一道防線,因其強(qiáng)大的攔泥淤地及生產(chǎn)效益,在黃土丘陵溝壑區(qū)得到大力發(fā)展,其蓄洪攔泥的最終產(chǎn)物――壩地,是寶貴的土地資源。但是溝道打壩建庫(kù)改變了徑流匯集狀況,將雨水蓄在溝里,必然抬高地下水位,特別是水庫(kù)高水位蓄水后,庫(kù)下水位抬高更快,鹽堿隨水上升至地面,久而久之導(dǎo)致壩地鹽堿化,制約壩地效益發(fā)揮。土壤鹽堿化既是涉及農(nóng)業(yè)、土地、水資源的綜合問題,也是典型的生態(tài)環(huán)境問題。鹽堿地作為一種重要的土地資源,其治理和改良意義重大,已經(jīng)成為一個(gè)世界性的難題。
1 榆林市鹽堿地現(xiàn)狀
1.1 榆林市概況
榆林市位于陜西省最北部,地處陜甘寧蒙晉五省(區(qū))接壤地帶。東臨黃河與山西省相望,西連寧夏、甘肅,北鄰內(nèi)蒙古。黃河沿東界南下涉境逾400km,地貌大體以長(zhǎng)城為界,北部為風(fēng)沙草灘區(qū),占總面積的42%,南部為黃土丘陵溝壑區(qū),占總面積的58%。平均海拔1300 m,氣候?qū)倥瘻貛Ш蜏貛О敫珊荡箨懶约撅L(fēng)氣候,年平均氣溫10℃,年平均降水量約為400mm。
1.2 鹽堿地現(xiàn)狀
據(jù)統(tǒng)計(jì),2008年榆林市橫山縣共有淤地壩2000多座,可淤面積4459.80hm2,已淤面積4067.27hm2(其中鹽堿面積1266.67hm2,占已淤面積的31.14%,已利用面積2260.60hm2,占已淤面積的55.58%)。另?yè)?jù)古水、趙石畔村6座壩的實(shí)地調(diào)查,總壩地面積174.67hm2,而鹽堿面積就達(dá)114.40hm2,占總壩地面積的65.49%。糧食作物在這些鹽堿壩地上不能生長(zhǎng),造成資源閑置。因此,治理壩地鹽堿、提高壩地生產(chǎn)效益的任務(wù)艱巨且意義重大。
2 鹽堿地的成因
從鹽堿壩地外觀分析,從上游到下游里“積水沼澤一鹽荒地一重度鹽堿一中度鹽堿一輕度鹽堿一非鹽堿”分布。究其原因,主要有以下幾個(gè)方面。
2.1 壩系規(guī)劃不合理
壩地淤成后,因受地形、淤積物和原溝床比降的影響,地下徑流坡度由大變小,徑流條件由好變壞,使地下水排泄不暢,水位不斷雍高,導(dǎo)致壩地產(chǎn)生鹽堿。
2.2 壩內(nèi)淤泥含有可溶性鹽類
壩地有上部排水不良、地下水位較高的特點(diǎn)。由于蒸發(fā)作用,使淤泥中可溶性鹽類隨地下水毛細(xì)管上升,積于壩地表層,亦形成壩地鹽堿。
2.3 排水渠道滲漏
壩內(nèi)排洪渠多靠壩地一側(cè),除排泄汛期洪水外,還有來自上游的常流水,但往往因洪水淤積,使渠底高出壩地地面,在壩中形成“懸河”,增加壩地地下水補(bǔ)給,使地下水位不斷增高,加速壩地鹽堿化。
2.4 壩地埋壓了泉水
較大的溝道多為地下水的排泄區(qū),形式以泉水為主,在打壩后,淤泥將泉水埋壓,也會(huì)因排水不暢導(dǎo)致壩地鹽堿化。
2.5 壩地常流水無固定河槽而自由漫溢
壩地形成后,改變?cè)瓬系辣冉担话阌稍瓉淼?%-2%變?yōu)?‰-2‰,甚至有的壩地前部有高仰現(xiàn)象。因此,地表徑流條件惡化,在壩地地面形成寬淺而彎曲的河槽,延長(zhǎng)水流在壩地上的人滲時(shí)間,增加壩地內(nèi)的地下水量。為鹽堿化提供條件。
2.6 不合理灌水
多數(shù)農(nóng)民由于對(duì)壩地墑情掌握不夠,對(duì)排灌關(guān)系、灌水制度、農(nóng)業(yè)技術(shù)措施等問題的結(jié)合應(yīng)用沒有經(jīng)驗(yàn),盲目灌水,增加地下水的含量,也會(huì)加劇壩地鹽堿化。
3 鹽堿地的防治
根據(jù)壩地鹽堿化成因,按照“鹽隨水來,鹽隨水去”的水鹽運(yùn)行規(guī)律,在壩地鹽堿化的防治中,其核心問題是將過多的地表水和地下水排除,尤其是排除土壤中毛細(xì)管水量,設(shè)法將地下水位降至堿臨界水位以下(2.5m以下),這樣就可從根本上解決壩地鹽堿化的問題。根據(jù)對(duì)榆林市鹽堿地的研究,可以從以下幾個(gè)方面防治。
3.1 暗溝排水
陜西第二水文地質(zhì)隊(duì)的觀測(cè)資料表明。當(dāng)?shù)叵滤恍∮?.8m時(shí),土壤表層鹽面積累迅速增加,耕作層含鹽量可達(dá)0.38%,土壤鹽堿化程度會(huì)由輕變重;當(dāng)?shù)叵滤恍∮?.4m時(shí),土壤剖面鹽分就逐漸向下運(yùn)移,土壤表層鹽由積累向減少轉(zhuǎn)化。因此,先順?biāo)畮?kù)背水坡腳處挖2m深梯形溝1條,用反濾料回填1m,形成坡度為1-2°的排水砂溝,上面用土回填,再在重鹽堿地末端修同樣一條砂溝,砂溝出口與排洪渠相接,排除水庫(kù)滲水和降低壩地地下水位,就能降低和改善壩地鹽堿。
3.2 開挖集水馬槽截滲防堿
在有些壩地末端,修水庫(kù)或有較多的地下泉眼,就會(huì)使上游地下水逐漸向下游地段滲透,造成壩地全部鹽堿化。在這種情況下,就應(yīng)及時(shí)在壩地末端開挖集水馬槽截滲防堿,使地下潛流集中于馬槽內(nèi)然后自流排出,或用機(jī)械畜力抽水,排入排洪渠或灌溉渠內(nèi),加以利用。截滲馬槽的長(zhǎng)度,應(yīng)按潛滲范圍確定,寬度4-6m,深度應(yīng)低于所要求的地下水位,一般為2.0-2.5m,馬槽為梯形,邊坡為1:1.5:1:2.0,達(dá)到槽坡穩(wěn)定。在石料方便的溝道,槽底和下游邊坡最好用漿砌石。
3.3 開挖溝壕。排水治堿
在鹽堿化、沼澤化的壩地下部,如有泄水涵洞,可在壩地的尾部鹽堿分布區(qū)開挖溝壕排水,降低地下水位排除積水。排水渠可控制在排洪渠內(nèi)側(cè),既能排除地下水,叉能攔截排洪渠的滲漏水。有條件的地方,排水、排洪可結(jié)合考慮,做到一渠多用、少占耕地。排水渠深一般為2.0-2.5m。排水渠的條數(shù)可根據(jù)鹽堿面積大小而定。這種措施的優(yōu)點(diǎn)是易于開挖,排水、工程費(fèi)用低,便于檢查。缺點(diǎn)是占地面積大,影響交通運(yùn)輸。不便耕作,壩地肥料易流失。
3.4 改變利用方式。種植耐鹽堿作物
對(duì)于地下水位較高、實(shí)在難以治理的鹽堿壩地,可以通過改變利用方式、種植耐鹽堿作物等途徑,提高壩地資源的利用率,逐步改良?jí)蔚?。在水源充足的情況下,可種植水稻。水稻是一種需水量較大的耐鹽作物,耕種前需大量的水來泡田。水稻需經(jīng)常淹灌換水,土壤中鹽分溶于重力水下滲入排水溝排走,使表層鹽分降低。橫山縣趙石畔鎮(zhèn)野人溝村利用鹽堿壩地種植水稻,產(chǎn)量達(dá)到5700kg/hm2,既改良?jí)蔚兀衷黾邮杖?。在水源不足的情況下,還可栽植柳樹、楊樹等。
3.5 洪淤壓堿,落淤肥地
壩地是泥沙徑流匯集的地方,在有潮堿返鹽的壩地上,每年視作物生長(zhǎng)收割情況,用控制溢洪道底高程的辦法,有計(jì)劃、有控制地引洪淤漫,壓堿改土。特別是每年的頭一兩次洪水,其含有大量的牲畜烘干糞便、枯葉雜草和肥沃表土,落淤即可肥田。通過引洪淤漫,在鹽堿壩地表層形成新的淡土層,有利于作物生長(zhǎng)。每次淤漫厚度,一般以0.2-0.3m為宜,淤漫1年,可種2-3年不返堿。在無洪水可淤漫時(shí),可采用抽水拉土或人工拉土的辦法改良鹽堿壩地,即先墊厚0.3-0.5m的黏土,然后再墊一層厚0.3-0.4m的黃土,有隔水阻鹽的作用,能阻止下部水鹽上升,并且黃土有利于作物生長(zhǎng)。在輕、中度鹽堿地上采用此法,可達(dá)到治堿、改土、增產(chǎn)的目的。
3.6 機(jī)械深翻。改變土壤性狀
篇9
摘要:近年來,隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,各種資源開發(fā)和工程建設(shè)活動(dòng)等人類工程活動(dòng)的力度也普遍增大,給我國(guó)本就十分脆弱的地質(zhì)環(huán)境帶來了巨大的壓力,地質(zhì)災(zāi)害的頻度和規(guī)模有逐年增加的趨勢(shì)。為此,本文作者就巖土工程與地質(zhì)災(zāi)害的內(nèi)涵、地質(zhì)災(zāi)害的特征與危害以及地質(zhì)災(zāi)害防治工程的主要施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及防治措施進(jìn)行闡述。
關(guān)鍵詞:巖土工程 地質(zhì)災(zāi)害 防治
一、巖土工程與地質(zhì)災(zāi)害的內(nèi)涵
自20世紀(jì)80年代末,90年代初,我國(guó)產(chǎn)生了一個(gè)新的學(xué)科――地質(zhì)工程學(xué)。地質(zhì)工程學(xué),是研究與解決從規(guī)劃到竣工乃至工程運(yùn)行后效的全過程的與地質(zhì)有關(guān)的工程問題的科學(xué)。地質(zhì)災(zāi)害是指由于自然因素或者人為活動(dòng)引發(fā)的危害人民生命財(cái)產(chǎn)安全或使人類賴以生存和發(fā)展的環(huán)境、資源發(fā)生嚴(yán)重破壞的地質(zhì)現(xiàn)象。《地質(zhì)災(zāi)害防治條例》規(guī)定,地質(zhì)災(zāi)害包括山體崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫、地面沉降等災(zāi)害。
二、我國(guó)地質(zhì)災(zāi)害的特征與危害
由于我國(guó)地理位置獨(dú)特,地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,地球生態(tài)環(huán)境多變,加之人口眾多的農(nóng)業(yè)大國(guó),經(jīng)濟(jì)較落后,承災(zāi)能力弱,所有這些疊加在一起,形成災(zāi)害類型多、分布廣、頻度高、強(qiáng)度大、影響面寬、損失嚴(yán)重的格局。
地質(zhì)災(zāi)害可分兩大類:第一類主要是由自然因素引起的地質(zhì)環(huán)境問題,又稱第一環(huán)境問題,屬自然地質(zhì)災(zāi)害:這些災(zāi)害不以人類歷史的發(fā)展為轉(zhuǎn)移:第二類主要是由人為活動(dòng)引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害,稱第二環(huán)境問題,屬人為地質(zhì)災(zāi)害。這些災(zāi)害常隨社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而日益增加,據(jù)地質(zhì)災(zāi)害成因分析,全國(guó)50%以上的地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的主要原因是人類行為,尤其是人類不合理地大量挖掘能源所造成的。
1、滑坡
滑坡是指斜坡上的土體或巖體,受河流沖刷、地下水活動(dòng)、地震、人工切坡等因素的影響,沿著一定的軟弱面或軟弱帶,整體地或分散地順坡向下滑動(dòng)的自然現(xiàn)象。
滑坡的誘因:(1)地震:f2)降雨和融雪;(3)地表水的沖刷、浸泡;(4)河流等地表水體對(duì)斜坡坡腳的不斷沖刷;(5)開挖坡腳;(6)蓄水排水;(7)堆填加載;(8)劈山放炮,亂砍亂伐。
滑坡發(fā)生的規(guī)律:下列地帶是滑坡的易發(fā)和多發(fā)地區(qū):(1)江、河、湖冰庫(kù)、溝的岸坡地帶,地形高差大的峽谷地區(qū),山區(qū)鐵路、公路、工程建筑物的邊坡等。(2)地質(zhì)構(gòu)造帶之中,如斷裂帶、地震帶等。(3)易滑(坡)巖、土分布區(qū)。(4)暴雨多發(fā)區(qū)及異常的強(qiáng)降雨區(qū)。
2、崩塌
陡坡上被直立裂縫分割的巖土體,因根部空虛,折斷壓碎或局部移滑,失去穩(wěn)定,突然脫離母體向下傾倒、翻滾,堆積在坡腳(或溝谷)的地質(zhì)現(xiàn)象稱為崩塌。
崩塌的誘因:(1)采掘礦產(chǎn)資源;(2)道路工程開挖邊坡;(3)水庫(kù)蓄水與渠道滲漏:(4)堆(棄)渣填土:(5)強(qiáng)烈振動(dòng)。
3、泥石流
泥石流是由于降水(暴雨、冰川、積雪融化水)產(chǎn)生在溝谷或山坡上的一種挾帶大量泥砂、石塊和巨礫等固體物質(zhì)的特殊洪流,是高濃度的固體和液體的混合顆粒流。
泥石流的誘因:(1)不合理開挖;(2)不合理的棄土、棄渣、棄石:(3)濫伐亂墾。
地面塌陷是指地表巖、土體在自然或人為因素作用下向下陷落,并在地面形成塌陷坑(洞)的一種動(dòng)力地質(zhì)現(xiàn)象。
4、地面變形
地面變形包括地面沉降、地面塌陷與地裂縫。造成中國(guó)城鎮(zhèn)地面塌陷原因有三:一是不合理地大量開采地下礦產(chǎn)資源引起的塌陷:二是表面巖溶活動(dòng)引起的塌陷:三是大量抽取地下水引起地面下沉。
地面塌陷發(fā)生的規(guī)律:(1)巖溶強(qiáng)烈發(fā)育的純可溶巖分布地帶或沿其與非可溶巖的接觸地帶:(2)沿可溶巖中的斷裂帶或主要裂隙交匯破碎帶,巖層劇烈轉(zhuǎn)折、破碎的地帶:(3)松散蓋層較薄且以砂石為主,其底部粘性土層缺失或甚薄(一般不足1―2米)的“天窗”地段;(4)巖溶地下水的主逕流帶或巖溶管道上:(5)具有潛水和巖溶水雙層含水層分布地帶:(6)巖溶地下水的排泄區(qū):(7)巖沉吟地下水位在基巖面上下頻繁波動(dòng)的地帶,或受排水影響強(qiáng)烈的降落漏斗中心及近側(cè)地段;(8)臨近河、湖、塘地表水體的近岸地帶:(9)巖溶地下水位埋藏較淺的低洼地帶。
5、人為地質(zhì)災(zāi)害的危險(xiǎn)性分析
人為活動(dòng)加劇或加速地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生所帶來的危害性大大超過正常狀態(tài)下產(chǎn)生的地質(zhì)災(zāi)害所帶來的損失。如:礦產(chǎn)資源的開發(fā)以及鐵道、公路等各種工程建設(shè)的開挖,亦經(jīng)常加劇地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生,如:土壤侵蝕、地面塌陷與沉降、滑坡、巖爆、泥石流、荒漠化以及坑道涌水、瓦斯爆炸等災(zāi)害。人工濫伐森林資源,也造成土壤侵蝕、滑坡和泥石流等災(zāi)害,并導(dǎo)致洪災(zāi)的加劇發(fā)生。人工爆破也會(huì)誘發(fā)巖溶塌陷、滑坡等災(zāi)害的發(fā)生,還有可能引起連鎖性的巖溶塌陷。
人工誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的特點(diǎn)如下:
一是誘發(fā)速度快。在自然地質(zhì)演化及氣候變化過程中,巖體由相對(duì)穩(wěn)定至不穩(wěn)定的變化,經(jīng)歷長(zhǎng)時(shí)間過程。而人工因素誘發(fā)下,就大大地縮短了自然演化時(shí)間,加速巖土體的巖性變化,而導(dǎo)致突變?yōu)碾y的發(fā)生,并造成更大的損失。
二是誘發(fā)災(zāi)害面廣。自然地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生,除了特大災(zāi)害之外,一般其危害性有一定的局限性,在人工因素誘發(fā)下,其危害性就具有更大的影響面。例如由于生物資源――森林的破壞,工程的大規(guī)模開挖,影響的是區(qū)域性環(huán)境惡化,誘發(fā)區(qū)域性旱澇災(zāi)害,以至引發(fā)全球性荒漠化。人類活動(dòng)產(chǎn)生的升溫效應(yīng),對(duì)氣候及地質(zhì)災(zāi)害誘發(fā)作用的影響也是全球性的。
三是災(zāi)害損失巨大,除了地震之外,人工誘發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害所造成的損失是嚴(yán)重的。隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展,人工誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害所造成的損失,仍會(huì)不斷增加。
三、地質(zhì)災(zāi)害防治工程的主要施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及防治措施
1、主要的施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
地質(zhì)災(zāi)害防治工程的最大特點(diǎn)是隱蔽性(如抗滑樁)、復(fù)雜性(如抗滑樁+錨拉+擋板+冠梁)和多樣性(防治滑坡可采用樁,亦可采用擋土墻),以地下工程施工為工藝特點(diǎn),因此與地基與基礎(chǔ)工程和巖土工程具有十分相近或相同的工藝流程、施工工序和施工工法。涉及地質(zhì)災(zāi)害防治工程施工的技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)主要有:
(1)地質(zhì)災(zāi)害防治工程現(xiàn)行施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,如《滑坡防治工程設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范》(DZ/T0218-2006);
(2)各類工業(yè)與民用和市政工程建設(shè)項(xiàng)目的地基與基礎(chǔ)、深基坑、高切坡、地基處理、基礎(chǔ)病害工程防治等所涉及的技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)均可參考使用,如《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB50202-2002);(3)各類水利水電工程的土石方、地基與基礎(chǔ)和巖土工程所涉及的技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)均可參考使用,如《水電水利工程預(yù)應(yīng)力錨索施工規(guī)范》(DL/T5083-2004):(4)各類交通建設(shè)中所涉及的邊坡、滑坡、危巖、塌陷和沉降等工程防治的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,如《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》)(JTJ042-94)。
2、地質(zhì)災(zāi)害防治工程防治措施
地質(zhì)災(zāi)害防治工程設(shè)計(jì),必須根據(jù)崩塌、滑坡、不穩(wěn)定斜坡的成因機(jī)制、運(yùn)動(dòng)模式、易發(fā)性及防治目標(biāo)制定。國(guó)內(nèi)防治地質(zhì)災(zāi)害的主要工程類型有:排(截)水工程、支(攔)擋工程、加固工程、護(hù)坡工程、減載與壓腳工程及搬遷和避讓等。
(1)工程防治措施
工程防治措施是防治地質(zhì)災(zāi)害的重要組成部分,工程防治措施的適用條件及方式:大多數(shù)房后切坡造成的小型土質(zhì)滑坡,選用滑坡后緣地表排水、前緣支擋或削方減載護(hù)坡等工程措施較為適應(yīng):對(duì)于中型以上滑坡,應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)勘察資料選擇工程防治措施。
(2)生物防治措施
生物防治措施是指植樹造林,種草護(hù)坡及合理耕牧。它具有應(yīng)用范圍廣、投資省,能促進(jìn)生態(tài)平衡,改善自然環(huán)境條件,防治作用持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn),需較長(zhǎng)時(shí)間才能發(fā)揮其效益。根據(jù)調(diào)查區(qū)地質(zhì)災(zāi)害特點(diǎn)和自然經(jīng)濟(jì)條件,泥石流區(qū),地面塌陷區(qū)及水土流失區(qū)應(yīng)采取封山育林,退耕還林等防治措施,減少地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生和經(jīng)濟(jì)損失。
(3)避讓措施
①雨天避讓措施。對(duì)災(zāi)害隱患點(diǎn)和變形斜坡,采取雨天臨時(shí)避讓措施,各鎮(zhèn)在防災(zāi)預(yù)案的基礎(chǔ)上編制安全轉(zhuǎn)移預(yù)案,雨天對(duì)受威脅戶一一作轉(zhuǎn)移地點(diǎn)安排。應(yīng)根據(jù)就近原則、轉(zhuǎn)移地(接受戶1不受地質(zhì)災(zāi)害或其它災(zāi)害威脅的原則進(jìn)行操作。
②搬遷避讓措施。對(duì)一些危險(xiǎn)性大、危害性嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害,防治費(fèi)用超過搬遷費(fèi)用或再建房仍然受地質(zhì)災(zāi)害威脅的,采用搬遷避讓措施。調(diào)查區(qū)需搬遷避讓或已搬遷的災(zāi)點(diǎn)。
篇10
關(guān)鍵詞:地下水污染;抽取-處理技術(shù);滲透性反應(yīng)墻技術(shù);土壤氣相抽提技術(shù);空氣注入修復(fù)技術(shù);
: the part of the urban and the rural areas in our country, the groundwater is often the only source of water supply, occupying the important status in life process. In recent decades, with the development of the industry and social economy, more and more high to the requirement of groundwater resources, and the water quality of groundwater is suffered serious damage. In this paper, the ground water pollution in our country present situation and the main control technology to do the review.
Key words: groundwater pollution; Extraction - processing technology; The technique of building diaphragm wall by osmotic reaction; Soil vapor phase extraction technology; Air injection technology to repair;
中圖分類號(hào):TU991.11+2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):2095-2104(2013)
1 引言
地下水資源是農(nóng)業(yè)、工業(yè)供水的重要水源。全世界超過15億的人口主要依靠地下水作為飲用水,我國(guó)水資源總量的1/3和全國(guó)總供水量的近20%來自地下水【1】。但隨著人口的增長(zhǎng)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,對(duì)水資源的需求量也大幅度增長(zhǎng)。近30年來,我國(guó)地下水的開采量以每年25億立方米的速度遞增,全國(guó)有400個(gè)城市開采地下水,40%的耕地部分或全部依靠地下水進(jìn)行灌溉,地下水的供給量已經(jīng)占到了全國(guó)總供水量的20%【2】。
近幾十年的經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和人口劇增,使全球地下水遭受不同程度的污染【3】。根據(jù)中國(guó)地質(zhì)環(huán)境檢測(cè)院公布的信息,目前,我國(guó)地下水污染擴(kuò)展趨勢(shì)呈現(xiàn)由點(diǎn)到面、由淺到深、由城市到農(nóng)村,污染程度也日益嚴(yán)重。全國(guó)195個(gè)城市地下水污染監(jiān)測(cè)結(jié)果表明,97%的城市地下水受到不同程度污染,40%的城市地下水污染趨勢(shì)加重;北方17個(gè)省會(huì)城市中16個(gè)污染趨勢(shì)加重,南方14個(gè)省會(huì)城市中3個(gè)污染趨勢(shì)加重【4】。
據(jù)估計(jì),目前至少有50個(gè)國(guó)家約2000萬公頃的耕地使用未處理或部分處理的污水進(jìn)行灌溉【5】,其中我國(guó)污水灌溉面積為361.84 萬km2(以1995年計(jì)),占我國(guó)總灌溉面積的7.33%【6】。
由于地下水不接觸陽光和空氣,其自凈能力比地面水弱得多,而且污染物被捕集在地下,揮發(fā)性化合物無法蒸發(fā),也可能附在蓄水層的凹處和裂縫中或吸附于巖石表面,使其去除更加困難【7】。因此,通過分析地下水的污染現(xiàn)狀及污染途徑,加強(qiáng)對(duì)地下水的污染治理,成為社會(huì)發(fā)展的迫切需要。
2 地下水污染類型及污染來源
2.1地下水污染的類型
地下水污染的種類按理化性質(zhì)可分為:物理污染物、化學(xué)污染物、生物污染物、綜合污染物;按形態(tài)可分為:離子態(tài)污染物、分子態(tài)污染物、簡(jiǎn)單有機(jī)污染物、復(fù)雜有機(jī)污染物、顆粒狀污染物;按污染物對(duì)地下水的影響特征可分為:感官污染物、衛(wèi)生污染物、毒理學(xué)污染物、綜合污染物【8】。
2.2地下水污染的來源
按引起地下水污染的自然屬性可劃分為:天然污染源和人為污染源。人為污染源又根據(jù)產(chǎn)生各種污染的部門和活動(dòng)劃分為:工業(yè)污染源、農(nóng)業(yè)污染源、生活污染源、礦業(yè)污染源。從我國(guó)地下水現(xiàn)狀污染情況看,地下水污染主要來自人類活動(dòng)的影響。
按污染的幾何形狀特征可劃分為:點(diǎn)污染源、線污染源,面污染源,按污染物的運(yùn)動(dòng)特性劃分為:固定源、移動(dòng)源。
2.2.1工業(yè)污染源
工業(yè)污染源主要指未經(jīng)處理的工業(yè)“三廢”,即廢氣、廢水和廢渣。工業(yè)廢氣如二氧化硫、二氧化碳、氮氧化物等物質(zhì)會(huì)對(duì)大氣產(chǎn)生嚴(yán)重的一次污染,而這些污染物又會(huì)隨降雨落到地面,隨地表徑流下滲對(duì)地下水造成二次污染;未經(jīng)處理的工業(yè)廢水如電鍍工業(yè)廢水、工業(yè)酸洗污水、冶煉工業(yè)廢水、石油化工有機(jī)廢水等有毒有害廢水直接流入或滲入地下水中,造成地下水污染;工業(yè)廢渣如高爐礦渣、鋼渣、粉煤灰、硫鐵渣、電石渣、赤泥、洗煤泥、硅鐵渣、選礦場(chǎng)尾礦及污水處理廠的淤泥等,由于露天堆放或地下填埋隔水處理不合格,經(jīng)風(fēng)吹、雨水淋濾,其中的有毒有害物質(zhì)隨降水直接滲入地下水,或隨地表徑流往下游遷移過程下滲至地下水中,形成地下水污染。
2.2.2 農(nóng)業(yè)污染源
農(nóng)業(yè)污染源主要來源于土壤中的剩余農(nóng)藥、化肥和廢污水灌溉等。一些常效農(nóng)藥如DDT、六六六等,由于它們?cè)谧匀唤绫容^穩(wěn)定,在一定的時(shí)間內(nèi),會(huì)殘留在土壤、水域及生物體內(nèi),并隨著食物鏈逐步在人體內(nèi),引起一些不良后果【9】。常用的化肥有氮肥、磷肥、鉀肥等,土壤中這些剩余的肥料將隨下滲水一起淋濾滲入地下水中,引起地下水污染。污水灌溉雖然在一定程度上可以使土壤的含氮量增加,土壤肥力大大增加,但另一方面,因污水含有各種有毒有害物質(zhì),長(zhǎng)期使用污水灌溉,可能引起對(duì)農(nóng)作物、土壤及地下水的污染,甚至造成農(nóng)作物的減產(chǎn)。
2.2.3 生活污染源
隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化步伐的加快,生活垃圾與生活污水量激增,由于無害化處理率低,造成對(duì)陸地生態(tài)環(huán)境和水生態(tài)環(huán)境的嚴(yán)重污染。我國(guó)每年累計(jì)產(chǎn)生垃圾達(dá)720億噸,占地約5.4億平方米,并以每年占地約3000萬平方米的速度發(fā)展。全國(guó)已有200多個(gè)城市陷入垃圾重圍之中【10】。由于填埋技術(shù)的落后和選址不當(dāng),這些廢物在生物降解和雨水淋濾的作用下,產(chǎn)生CL-、SO42-、NH4+、生化需氧量,總有機(jī)碳和懸浮固體含量高的淋濾液,并產(chǎn)生CO2 和CH4,這些垃圾的隨意堆放,最終以污水形式補(bǔ)給并污染地下水,特別我國(guó)地下水埋深較淺的廣大地區(qū)【11】。
2.2.4 采礦活動(dòng)污染
由于采礦活動(dòng)破壞了原有地質(zhì)結(jié)構(gòu),使氧化環(huán)境加強(qiáng),經(jīng)過一系列反應(yīng),使水呈酸性會(huì)形成PH值低于6的酸性礦井水,酸性礦井水會(huì)下滲污染下伏含水系統(tǒng),或者經(jīng)排水污染地表水水源。同時(shí)由于礦坑排水降低了地下水,使原來處于飽和帶的礦體巖轉(zhuǎn)化為包氣帶,有些難溶礦物可轉(zhuǎn)變?yōu)橐兹艿V物,經(jīng)過風(fēng)化、雨水滲入淋濾,或由于暫時(shí)停止抽水,水位回升時(shí)的溶解,是礦區(qū)地下水中增加某些成分,造成地下水水質(zhì)惡化。此外礦區(qū)大量積存露天堆放的含硫化物等有害成分的煤矸石和廢渣,經(jīng)同化、淋溶、水蝕作用,形成酸性水流流入河道,滲入地下,使河川徑流和淺層地下水遭受污染【12】。
2.2.5 自然污染
有些地區(qū),由于特殊的自然環(huán)境與地質(zhì)環(huán)境,地下水天然背景不良,有毒有害成分超標(biāo)。我國(guó)部分地區(qū)分布有高砷水、高氟水、低碘水等。全國(guó)約有1億多人在飲用不符合標(biāo)準(zhǔn)的地下水,使這些地區(qū)長(zhǎng)期以來一直遭受砷中毒(皮膚癌)、地甲病、地氟病、克山病等地方病困擾。
2.2.6 地下水超采引起的污染
地下水超量開采引起地下水位持續(xù)下降,形成大面積的降落漏斗,改變了動(dòng)力條件,引起水質(zhì)不佳的淺層水越流補(bǔ)給深層水;同時(shí)含水層漏斗部分的氧化還原條件增強(qiáng),促使土體中有機(jī)物分解,使二氧化碳分壓增大,加之生活污染物進(jìn)入土體,污染物中有機(jī)物質(zhì)的分解也使二氧化碳分壓增大的復(fù)合作用,促進(jìn)土體中難溶的方解石、白云石的溶解,鈣、鎂離子轉(zhuǎn)入地下水中,這是漏斗區(qū)總硬度升高的重要原因。
3地下水污染的控制修復(fù)技術(shù)
鑒于地下水有機(jī)污染的嚴(yán)重性,在過去的幾十年中,國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究設(shè)計(jì)了許多修復(fù)地下水污染物的方法。一個(gè)污染現(xiàn)場(chǎng)的修復(fù)必須要解決兩個(gè)主要問題:可溶性羽流性污染及污染源區(qū)。
通常所說的“污染控制”是指采用各種防護(hù)策略和工程措施控制污染源,使其進(jìn)入地下水系統(tǒng)的污染物減少到最低限度;或者是把已污染的地下水控制在一定范圍內(nèi)防止其擴(kuò)散到未污染區(qū)【13】。選擇修復(fù)技術(shù)時(shí)必須綜合考慮污染物的種類,站點(diǎn)的水文地質(zhì)條件,源區(qū)的特征以及表層污染物的位置等方面的因素。
通常用于處理地下水污染問題的修復(fù)方案有:1、源區(qū)的徹底清除(即挖掘清除)2、源區(qū)或羽流的遏制(如設(shè)屏障、液壓控制)3、質(zhì)量縮約法(生物修復(fù)法、土壤蒸汽萃取法、自然衰減法)。決定任一修復(fù)系統(tǒng)最終成敗的關(guān)鍵就是看它直接的處理能力。
3.1污染源控制方案
因?yàn)槌R?guī)的泵吸系統(tǒng)有它的局限性,人們?cè)絹碓綄?duì)主要用來孤立源區(qū)域限制羽流遷移的物理控制方法感興趣。保護(hù)殼的設(shè)計(jì)原理是用物理方法遏制或水利控制的方法來控制地下水表層污染物的蔓延。保護(hù)殼通常局限于池塘、儲(chǔ)水池或垃圾填埋場(chǎng)泄漏的源區(qū)域,或者用于與一個(gè)已經(jīng)污染的地下水源緊密連接的源區(qū)。水壓或水力控制法常用在通過一系列圍繞在源區(qū)的井來進(jìn)行注射或泵吸的地下水區(qū)域或有急速羽流存在的區(qū)域。物理控制方法的目的是為了從當(dāng)時(shí)環(huán)境中把已經(jīng)受污染的土壤和地下水分離出來并最大限度的減少污染向下遷移。
3.1.1挖掘去除法
通常挖一條凹渠來去除受污染土壤,或者安裝抽水井來控制羽流,并把挖掘出的污泥運(yùn)到安全地點(diǎn)進(jìn)行處理,如垃圾填埋場(chǎng)或地表人工湖。一般來說在大多數(shù)領(lǐng)域已不再允許這樣的做法。挖掘和移走污染土壤和地下水的方法具有局限性,當(dāng)污染物延伸到地表深處,或污染發(fā)生在大型建筑或設(shè)備下部以及存在非水相流體,不可能整體移走污染物。
3.1.2堤壩攔截地下水涌流法
這種方法是通過修建攔截地下水涌流的物理屏障來容納受污染的地下水或?yàn)r出液,同時(shí)可以阻止未受污染的地下水進(jìn)入污染的區(qū)域,主要有:泥墻、帷帳式灌漿、打板樁、緊密襯層或土工膜。泥墻屏障施工時(shí)必須挖掘出一條圍繞在污染區(qū)域的狹窄渠道,且受地層條件限制較大。帷帳式灌漿屏障施工時(shí)注入漿液的速率必須控制好,且只有當(dāng)土壤中砂粒尺寸過大時(shí)化學(xué)或微粒灌漿才是最為有效的。打板樁屏障施工時(shí)應(yīng)注意施工時(shí)使用的材料,避免使用粗糙致密的原料。襯層法施工時(shí)應(yīng)根據(jù)土壤和污染物的性質(zhì)來選取襯層,并根據(jù)條件考慮是否需要與地表水控制和保護(hù)殼結(jié)合使用。
3.1.3地表水控制
地表水控制主要是通過控制地表水滲透效果來改變污染區(qū)域的污染物垂直遷移路徑,通??梢院推渌乇肀Wo(hù)殼方法來結(jié)合使用。
3.2 水力控制和泵吸處理系統(tǒng)
地下水污染的水力控制主要是通過降低地下水位和地表電位,以阻止污染向站點(diǎn)外排放,通過去除污染物來減少遷移的速率,或者用泵吸和注射井聯(lián)合的方法將羽流限制到一個(gè)低電位。這種方法要求對(duì)總井點(diǎn)和水泵的維護(hù)比較高,并且要求必須對(duì)泵吸到地面的污染水都進(jìn)行生物處理或物理處理。最后根據(jù)污染場(chǎng)地的實(shí)際情況,對(duì)處理過的地下水進(jìn)行排放,可以排入地表徑流、回灌到地下或用于當(dāng)?shù)毓┧取?/p>
這種技術(shù)適用范圍廣,對(duì)于污染范圍大、污染暈埋藏深的污染場(chǎng)地也適用。但其自身也存在一些局限性:①當(dāng)非水相溶液出現(xiàn)時(shí),由于毛細(xì)張力而滯留的非水相溶液幾乎不太可能通過泵抽的辦法清除;②該技術(shù)開挖處理工程費(fèi)用昂貴,而且涉及地下水的抽提或回灌,對(duì)修復(fù)區(qū)干擾大;③如果不封閉污染源,當(dāng)停止抽水時(shí),拖尾和反彈現(xiàn)象嚴(yán)重;④需要持續(xù)的能量供給,以確保地下水的抽出和水處理系統(tǒng)的運(yùn)行,同時(shí)還要求對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行定期的維護(hù)與監(jiān)測(cè)。
3.3生物降解
又稱生物修復(fù)法,生物修復(fù)法是采用諸如提高通氣效率、補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)(對(duì)石油污染而言,主要是補(bǔ)充N、P),投加優(yōu)良菌種、改善環(huán)境條件等辦法來提高微生物的代謝作用和降解活性水平,以促進(jìn)對(duì)污染物的降解速度,從而達(dá)到治理污染環(huán)境的目的。
生物類群可把生物修復(fù)分為微生物修復(fù)、植物修復(fù)、動(dòng)物修復(fù)和生態(tài)修復(fù),而微生物修復(fù)是通常所稱的狹義上的生物修復(fù)。
根據(jù)污染物所處的治理位置不同,生物修復(fù)可分為2類:原位生物修復(fù)(in-situ bioremediation)指在污染的原地點(diǎn)采用一定的工程措施進(jìn)行;異位生物修復(fù)(ex-situ bioremediation)指移動(dòng)污染物到反應(yīng)器內(nèi)或鄰近地點(diǎn)采用工程措施進(jìn)行。異位生物修復(fù)中的反應(yīng)器類型大都采用傳統(tǒng)意義上“生物處理”的反應(yīng)器形式。
3.4土壤蒸汽萃取法
不飽和區(qū)域在決定地表下污染物傳輸和修復(fù)的動(dòng)力學(xué)方面起著重要的作用,土壤蒸汽萃取目標(biāo)在于從不飽和區(qū)域中去除不穩(wěn)定污染物,并使污染物從水蒸汽、NAPL和水流相態(tài)中去除。這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于對(duì)受污土壤造成盡可能小的擾動(dòng),能用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備來構(gòu)造,具有成本效益。它運(yùn)行能否成功取決于污染物從非水相和水相到氣相的轉(zhuǎn)換速率。需要考慮的變量有:(1)污染物的特征;(2)站點(diǎn)的性質(zhì)。
4小結(jié)與展望
地下水是水資源的重要組成部分,在經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步中發(fā)揮著重要的作用。受人類生產(chǎn)、生活的影響,地下水污染問題日益突出,嚴(yán)重威脅著人類的生存與發(fā)展。為保障人類的健康和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展,必須對(duì)地下水污染的治理及預(yù)防措施展開深入的研究。對(duì)于已經(jīng)污染的地下水,要查明污染源,切斷污染途徑,努力開發(fā)研究有效的污染治理技術(shù)。對(duì)于沒有污染的區(qū)域,要未雨綢繆,防范于未然,積極采取預(yù)防措施,避免污染的發(fā)生。要全面貫徹“預(yù)防為主,防治結(jié)合”的方針,確保地下水環(huán)境的潔凈與安全。
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