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地下水的含义范文1
关键词：地下水污染防治区划；地下水污染防护区；地下水源保护区；益阳市区
近年来，益阳市由于其毗邻长沙北经济圈等优越的交通地理条件，市域经济、人口稳步增长，工农业生产布局、人类活动产生的污染物势必对地下水环境承载力造成进一步的威胁。为了及时制定地下水保护资源区划和污染防治规划，避免产生“先污染、后治理”被动局面，非常有必要对市区进行地下水污染防治区域。
1 研究区地下水环境及问题概况
地下水的形成与地质构造、岩性、地形地貌、气象、水文等因素有着不可分割的关系，研究区不同区域地下水空间分布、补径排特征、运移、动态特征以及水化学性质差异较大。东北部洞庭湖区地带地势低平，汇聚湖南境内的“四水”和长江“三口”的来水，地下水径流条件差，地下水化学环境为还原条件，地下水水质类型以HCO3 CaMg和HCO3 -Na・Ca为主，下伏基岩中含铁、锰结核、团块及薄膜，导致地下水原生Fe、Mn背景值高，乡镇居民生活取用地下水普遍不达标。资江南岸赫山城区桃花仑至南郊金井坡一带发育元古代中期拉斑玄武岩火山岩，是益阳优质偏硅酸矿泉水的含水母体，含有多种对人体健康有益的矿物质微量元素，现已通过国家级矿泉水评审鉴定，矿泉水开发利用一度无序开采，均衡遭受破坏，目前政府规划限制其开采程度；西南半部丘岗山地基岩区主要利用浅部风化裂隙水，径流短，动态变化严格受降水季节性控制，地下水类型以HCO3- Ca为主，水质较好，但水量较贫乏。
人类不恰当的生产、生活方式所带来的地下水环境问题主要有地下水污染及地面塌陷。湖积平原农业主产区农药、化肥使用，残留有害物质渗入浅部地下水，研究区中线及主城区工矿企业成带分类分布，一些企业废水、废液未经处理地恣意排放，对地表水和地下水危害极大。据检测2010-2012年水质分析结果，超标项主要有PH、Fe3+、Mn2+、F-、、NH4+ 、二氯苯、苯并（a）芘、p，p'-DDE、总滴滴涕等。益阳市赫山区岳家桥、衡龙桥一带，第四系松散层下伏二叠系裂隙岩溶含水层，溶洞暗河发育，近年来地面塌陷频繁。截至2012年3月，岳家桥镇先后出现地面塌陷累计693处，重点地面塌陷变形区面积约7.5km2。
2 地下水污染防治区划
2.1 区划指标
针对地下水污染状况、经济发展趋势和地下水保护区域，设定地下水污染防治区划指标为地下水保护区、地下水污染防护区两种种类型，各指标含义如下：
（1）地下水水源地保护区：正在开发的和已勘探开采的集中开采水源地及保护范围。依据《饮用水水源保护区划分技术规范》HJ/T338-2007中地下水水源地区划要求，确定地下水的水源保护区分为地下水一级保护区、二级保护区和准保护区。
（2）地下水污染防护区：综合分析研究区域地下水防污性能（Ap）、人类活动产生的污染负荷（P）和地下水价值系统水平（V），细分为重点防护区、中等防护区、一般防护区、自然防护区四个子区。
2.2 地下水水源地保护区
依据《饮用水水源保护区划分技术规范》HJ/T338-2007中地下水水源地区划要求，益阳赫山城区矿泉水水源地的保护按三级建立卫生保护区，各级保护区的划分如下：
Ⅰ级保护区：为各矿泉水开采井抽水影响范围，一般为抽水井孔周围的100m左右，2012年统计有矿泉水开采井10口；
Ⅱ级保护区：为矿泉水含水层的分布范围，分布面积为18.53km2；
准保护区：为矿泉含水层分布范围外的局部地下水分水岭，或与矿泉水有补给关系的相邻含水层分布范围，且离矿泉水含水层边界（Ⅱ级保护区）不小于1000m，分布面积为34.10km2。
2.3 地下水污染防护区
（1）地下水防护区评价指标体系的建立
采用层次分析法（AHP）确定地下水污染防护区影响因子权值，再结合各因子要素的实际状况合理划分出指标等级，并给予相应评分值，运用加权叠加的方法计算出各评价要素的综合分值，得出下面防护区因子打分表。
（2）编制防护区因子单要素评价图
根据上述地下水防护区因子项作相应单要素评价图，对各单要素图各类型区按上表1因子评分指标值赋予相应分值。
（3）评价指标计算
a. 工作区网格剖分：利用MapGIS软件将工作区剖分成0.5km×0.5km基础网格。为了在下一步工作中唯一精确地提取各单要素图的评分属性值，我们采用剖分网格的中心点作为属性要素提取的桥梁。
b. 空间叠加提取属性值：按照MapGIS空间分析功能，网格剖分点与每个单因素区文件图进行点对面相交运算，提取到各单因素图的区属性评分值，然后将网格点文件属性导出成数据库文件。
c. 综合指数计算：采用积分值的方法，对导出的网格点数据计算每个单元格的评分指数
计算公式 R = AprApw+PrPw+VrVw
具有较高综合指数的网格，其地下水系统防污性能较差或差，地下水系统功能强，污染源多或较多；反之则反。
d. 评价分级：对所有单元点综合评分值按照20%、50%、80%分位进行四个防护区等级量化分级，对剖分网格相应等级赋予不同颜色，在核查的基础上形成益阳市区地下水污染防护区图。
2.4 地下水污染防治区划结果
研究区地下水污染防治区划分矿泉水水源地保护区和地下水污染防护区两部分，见下表2、图1。
3 结论
地下水开发利用与保护不当造成的地下水环境问题将很难逆转。根据益阳市区地下水污染防治区划不同地段地下水功能及系统防护性能差异，应该加强地下水资源的科学管理，合理布置开采井及开采强度，合理布置工农经济产业、城镇人口发展格局，避开污染防污性能较差地区。采取针对性的防护措施，避开防污性能较差等级区，坚持预防为主、防治结合的原则，防止地下水受到污染。
参考文献
[1] 王俊杰，何江涛等. 地下水污染防治区划体系构建研究.环境科学，2012.
[2] 林学钰，廖资生.地下水资源的本质属性、功能及开展水文地质学研究的意义.天津大学学报，2004.
地下水的含义范文2
关键词:地下水;地下水开采;公地悲剧
中图分类号:F124.5文献标识码:A
地下水是水资源的重要组成部分,其水量稳定,水质好,是农业灌溉、工矿和城市的重要水源之一。由于地下水层重新被注满的速度很慢,需要花上几百年甚至几千年的时间,储存在地下含水层的地下水通常被认为是一种不可再生的资源。
我国是一个水资源严重匮乏的国家。在我国,尤其是在北方及干旱少雨地区以及人口稠密区,对地下水的依赖程度很高,保护地下水资源的意义远高于对地表水的保护。然而,随着我国越来越多的对地下水的开采利用,地下水资源面临日益枯竭的困境,过度开采也造成了非常严重的环境地质问题。因此,如何合理开发利用地下水资源成为了刻不容缓的重要任务。
一、我国地下水开采现状
随着社会经济的快速发展和地下水开发技术的不断提高,我国地下水开发正在向“深”、“广”发展,开采层不断加深,开采范围不断扩大。2006年我国地下水资源量占全部水资源总量的30.17%,地下水供水量占总供水量的18.4%。近30年来,我国地下水的开采量以每年25亿立方米的速度递增,全国660个城市中,开采地下水的城市400多个;地下水有效灌溉面积占全国耕地总面积的40%;过去东南沿海从不开采地下水的地区,现在也大量开采地下水;华北平原、长江三角洲等地区,因浅层地下水污染,地下水开采大量转向深层地下水。
我国南北方在地下水资源分布和城市供水结构方面存在较大的地区性差异。南方地下水资源丰富,约占全国地下水资源总量的71%,而占全国国土面积60%的北方地区,地下水资源仅占全国的29%。在城市供水结构上,北方地区地下水所占份额较大,有的城市甚至以地下水为唯一水源。地下水开发利用程度最高的是华北地区,地下水供水量占全地区总用水量的52%。
从我国不同开发潜力区域占国土总面积的比例来看,超采区占国土总面积的6.6%,即开采潜力小于0,需要调整开采布局,推行节约用水等措施缓解地下水紧张矛盾的区域。基本平衡区占总面积的28.8%,是指不能盲目扩大开采地下水的区域,北方地区应该把这部分水留作生态用水,不能开采。开发潜力较小区占国土总面积近一半(45.3%),这部分区域应该合理适度开发地下水。开采潜力中等和较大区域占国土面积的15.6%。
因此,我国开发地下水资源必须合理规划与管理,否则将会有更多地区转变为超采区和基本平衡区,无法继续利用地下水资源。因此,保护地下水资源是一项关乎资源可持续利用和社会经济可持续发展的重要任务。
二、地下水开采引起的环境地质问题
地下水的开发利用,一方面给社会经济发展提供了水源支撑,另一方面不合理的超量开采地下水,诱发了许多环境地质问题。特别是以地下水为主要供水水源的北方城市和地区,掠夺式开采现象严重,引发的环境地质问题突出。
根据中国地下水监测信息网公开的资料显示,我国由地下水开发所引发的主要环境地质问题有区域地下水降落漏斗、地面沉降、地面塌陷、地裂缝、海水入侵和土壤盐渍化等,主要分布在地下水集中开采和超量开采地区。
(一)地下水降落漏斗。区域地下水降落漏斗使地表农田灌溉所需水量大幅提高,进而地下水水质也会发生变化。区域地下水位下降还使平原或盆地的湿地萎缩或消失,地表植被破坏,导致生态环境退化。初步统计,全国已形成区域地下水降落漏斗100多个,漏斗区总面积达15万平方千米,主要分布在北方地区。
(二)地面沉降。地面沉降容易引起地裂缝。城市给水管道、供气管道、电线、光缆等随地面不均匀沉降而弯曲变形,导致管道漏水漏气,给当地人民的生命财产安全造成巨大威胁。地面沉降还会造成铁路路基不均匀下沉,铁路安全受到威胁。另外,地面沉降降低了城市河道堤防的防洪标准,使河道汛期泄洪能力下降。全国有近70个城市因不合理开采地下水诱发了地面沉降,沉降范围6.4万平方千米,沉降中心最大沉降量超过2米的有上海、天津、太原、西安、苏州、无锡、常州等城市,天津塘沽的沉降量达到3.1米。西安、大同、苏州、无锡、常州等地面沉降同时伴有地裂缝,对城市基础设施构成严重威胁。
(三)地面塌陷。地面塌陷是超量开采岩溶地下水造成的,全国共发生岩溶塌陷3,000多处,塌陷面积300多平方千米。
(四)海水入侵。一般情况下,陆地淡含水层的水位比海水水位高,但经过长期大量抽取陆地淡含水层,会使其地下水位低于海水水位,导致海水(咸水)通过透水层渗入陆地淡含水层中,从而破坏地下水资源。沿海地区的大连、秦皇岛、沧州、烟台、北海和海南新英湾等地的地下水开采诱发了海水入侵,导致地下水水质恶化,全国海水入侵总面积近1,000平方千米。
三、地下水资源的过度开采――公地的悲剧
“公地的悲剧”最初由英国学者哈丁提出,他设想了一个向所有人开放的牧场,其中每个牧羊人的经济收益取决于他所牧养的牲畜的数量,并且过度放牧造成的损失由所有使用者共同承担,这时“公地的悲剧”就不可避免地会发生。
地下水资源的开发具有非竞争性和非排他性,因此产生了公地悲剧现象。非竞争性即一个人对地下水资源的开发并不能排除其他人对地下水资源的开发。这里面包含两层含义,第一,由于地下水资源含量丰富,增加一个开发者,由于增加开发而发生的社会边际成本为零;第二,开发者之间在开发地下水资源时互不干扰。非排他性指如果要排除某个人对地下水资源的开发要付出巨大的管制成本。
在我国,开采地下水在生态系统允许的范围内所支付的成本是极低的,绝大多数的农民开采地下水只需要支付机井打水所耗费的电费,而不需要支付任何额外的水费。而且在目前农村,自来水覆盖的面积还很有限,大部分农村地区的生活用水和灌溉用水都来自地下水井。这样用水的低成本加上用水渠道唯一,导致农民没有足够的激励节约用水,地下水资源被过度开采。
以马歇尔和庇古为代表的福利经济学派认为,导致公地悲剧的根本原因是边际私人成本与边际社会成本的背离,因而解决问题的途径是:找到一个可以充当社会和经济活动的调节者,对造成外部性的活动者征税或给予补贴,使外部成本内在化。以科斯为代表的新制度学派则认为,公地悲剧的发生源于公共产权的归属不清或缺乏制度性的产权安排,由此引发外部效应,并认为如果一种资源是稀缺的,那么私有化是合理利用和有效保护的基本途径。因此,地下水之所以被过度开采导致了“公地的悲剧”,一方面是因为地下水不存在产权归属关系;另一方面开采地下水的私人边际成本极低,因此人人都可以不受限制地开采地下水。一旦地下水被过度开采从而造成地下水匮乏或严重的环境地质问题,开采地下水的社会成本就远大于私人成本,产生环境负外部性。
另外,从成本收益角度,个人或企业在进行是否开采地下水的决策时,根据其自身利益最大化原则,在开采地下水时只关注其开采的私人边际成本,选择私人边际成本与社会边际收益相等时的开采量,地下水以更低的价格被开采,同时开采量超过社会最适量。由于经济活动的负外部效应,过量开采导致的私人成本小于社会成本,因此社会最适量小于市场均衡量,因而地下水开采量就超过了社会所能接受的最佳数量。而大量的开采过量则会导致严重的环境地质问题,造成各种负外部性问题的产生。
四、防止地下水过度开采的途径
(一)鼓励节约用水,对节水行为给予补贴。过去,我国农村采用的主要灌溉方式是地面灌溉,即沟渠、畦灌、淹灌等。即便是在严重缺水、常年干旱地区,也是通过施肥和选种等办法提高产量,忽略了水资源合理利用的问题。
传统的地面灌溉效率很低而且不利于节约用水。目前,多种节水灌溉方式正在被广泛的采用,包括喷灌、微灌、低压管灌、渠道防渗等,较多采用的是喷灌和微灌。与传统的灌溉方式相比,喷灌和微灌具有节约用水、节约劳力、节约耕地、提高产量、对土地的适应性强、有利保持水土等诸多优势。特别是针对我国水资源匮乏的实际情况,这种节水灌溉方式对于提高农业灌溉效率,节约水资源具有非常重要的意义。因此,应该在广大农村地区推广节水灌溉技术,对采用节水灌溉技术的农户给予补贴,鼓励节水灌溉技术的大范围推广。这样,既能提高灌溉效率,又能节约水资源,减少地下水资源开采。
(二)对不同的采水量采取差别定价办法,多采水部分支付较高价格。政府可以统一对城市和农村的采水设备安装一个水表,记录采水量,根据不同的采水量制定不同的水价。在采水量较小的阶段制定较低的价格,在采水量较大的阶段制定较高的价格。这样,过度采水行为就会支付一个较高的成本,从而抑制过度采水。
(三)发放采水交易许可证。政府对每个地下采水的水泵安装电表,根据该地区地下水可开采量以及经济发展的需要制定一个开采总量,结合开采户申报的预计开采量以及开采户的具体情况,发放电卡,控制开采户的开采量。如果开采户实际开采量少于所购买的开采量,该开采户可以将剩余开采量转卖。如果开采户期初购买开采量不足,也可以向有多余开采量的开采户购买开采量。
采用这种办法的一个重要条件是建立地下水开采许可证交易市场,使许可证交易能够公开、顺利进行。通过建立许可证交易市场,一方面农民因为采用了较好的节水措施而节余的水,可以通过许可证的转让而得到经济实惠,可以激发更多的节水行为;另一方面农民也可以通过购买一定量的许可证来解决水缺乏的问题,而不至于影响作物的正常生长。
(四)杜绝非法采水,加大惩罚力度。政府应该对非法采水行为加大监管力度和惩罚力度。这样做相当于增加了非法采水行为的成本,根据成本收益分析,可以减少非法采水行为的发生。
(五)制定地下水开采法规,加强节约采水与用水教育。国家应制定专门的地下水资源保护法规,进一步加强和完善地下水资源保护的立法、执法工作。同时,在全社会加大节约用水的宣传力度,提高群众节约用水的意识,提高水资源利用效率。
(作者单位:南开大学经济学院)
主要参考文献:
[1]我国主要城市和地下水水情通报(2007年度).国土资源部,2008.5.
地下水的含义范文3
【关键词】工程地质勘测；水文地质；危害影响
1.水文地质勘察设计
所谓水文地质勘察工作就是指通过多种勘察途径了解地下水的形成原因以及分布情况。在勘察工作的基础上，对地下水运动进行科学评价。评价内容主要包括地下水总量和地下水性质。在勘察过程中，需要站在施工角度预先处理各类问题，以保证工程能够顺利完工。埋藏在地下水位之下的建筑物基础中，水可能会对混凝土、钢筋混凝土结构中的钢筋以及钢结构整体造成影响，可能会出现不同程度的腐蚀。若地基基础压缩层所在范围内有松散或者是饱和的粉细砂、粉土等，就需分析产生液化、流沙的可能性。若基础下部位置存在承压含水层，则需要对基坑开挖结束后承压水是否对基坑地板造成破坏进行研究。若工程建设中需要在地下水位之下开展基坑开挖工作，则需要对工程所在区域的土壤渗透性以及富水性进行试验分析。另外，还需要对人工降水造成的土置下降和边坡稳定性变化等进行评估，还需要对可能会对周边事物造成的影响类型以及影响程度进行判断。
2.水文地质对工程勘测的不良影响
2.1潜水位上升危害
对某工程进行工程地质勘查发现，施工所在区域的地下水主要是孔隙潜水，年水位变化幅度较小，主要分布于砂砾层，通过大气降水与地下径流补给。在建筑施工过程中，对当地河流、湖泊及天气环境因素等没有充分考虑，在建筑工程施工影响下导致潜水位出现起伏，最终导致潜水位上升，建筑工程难以顺利展开施工工作，对工程的影响较大。如当潜水位上升时，会使沙质土或粉质土的含水量增大，含水量出现饱和状态时，造成流砂、管涌、砂土液化等现象，增加了建筑工程施工风险；当潜水位上升时，易造成工程地基隆起或发生侧移，地基侧移会导致工程主体倾斜，出现墙体破裂；而地基隆起则会导致工程稳固性下降，出现地基上浮。当潜水位上升到一定的高度时，地下室会发生漏水、渗水等现象，对地下室的使用功能造成影响。潜水位上升后，建筑工程地基中的粘性土质含水量增加，地基软化，从而导致地基稳固性下降，出现工程的主体结构发生沉降变形；当潜水位上升时，土壤化学结构会随之发生变化，出现沼泽化倾向，从而对建筑工程的地下结构发生腐蚀现象，严重影响了建筑工程地基稳固。
2.2地下水波动危害
地下水发生波动主要是由于降水量、大气气压及水库水位发生变化而导致的，根据工程地质勘查结果发现，水文地质波动会导致岩土产生收缩及膨胀现象，水位变化频繁，当岩土收缩膨胀的幅度较大时，或远远超出正常范围时，会导致地基出现裂缝，从而造成建筑物主体结构破坏。不仅如此，地下水位发生波动会导致含盐地层溶解，建筑工程的主体结构发生位移，从而影响了建筑结构的稳固性。最后，当地下水位发生适当波动时会增加土体的压力，提高土体密实度。但当外界的压力远远超出正常范围时，会出现管涌及基坑突涌的现象。
3.应对措施
3.1勘察施工基本要求
水文地质岩土工程勘察内容繁杂，要求高，需要注重细节处理以及对各环节的严格管控。在勘察之前，需进行环境调查和地质勘测，在调查勘测结果的基础上就工程地质问题以及地质条件的变化规律M行研究，制定科学的钻孔方案。在钻孔时，结合现场可能存在的地质问题进行钻孔的布置工作，保证布孔的合理性，相邻钻孔之间需保持适宜的距离，钻孔深度需达到勘察的基本要求。钻探工艺、钻探记录以及钻探取样都必须严格遵守相关规范进行。按照当前行业规定和技术要求开展地质勘察、测绘、遥感、物探、钻探、原位测试以及土工试验等工作内容，并整合相关勘测资料，相互补充和验证，编制最为完整和准确的地质报告文件，在总结报告中客观和完整反馈地质信息和测试结果。为了保证勘测结果的准确，应对相关工作人员进行系统的培训和考核，提高工作人员的专业技能水平，在实际工作中，需总结实践经验，提高工程地质勘察水平。在地下水位和上、地下水位变动带和地下水以下，其变化规律一般如下：
土体从上至下，天然含水量、孔隙比先由小变大，再由大变小，压缩模量和承载力会先由大变小，再由小变大。造成这一现象的主要原因是地下水位以上经过长时间的雨水侵蚀，铁铝元素不断富集使土颗粒不断粘结，形成“硬壳层”，所以含水量和孔隙小，但是压缩模量和承载力不断增加。位于地下水位变动带的土层因为地下水的反复运用，土壤中的铁铝元素不断流失，土质松软，含水量和孔隙比较大，而压缩模量和承载力降低。位于地下水位以下的土层，因为地下水运动较为缓慢，对土层的影响较小，但是因为覆土层的负荷，土壤密实度较高。
3.2重点测试水理性质
岩土的性质如硬度、强度和易变形度等都严重受到岩土的水理性质的干扰，进而影响到工程勘测的安全性，在进行岩土勘测的过程时，应该主要勘测这些因素：柔软性、吸水性、可塑性和胀缩性等等。地下水根据其具体的物理属性分为毛细管水、结合水以及重力水。三者的内在含义与具体区别在此就不做过多的介绍。通常在自然和人为作用的基础下，重力水可以随意活动在岩土层中，是岩土层水理性质的主要影响因素。重力水是狭义上的地下水，也是我们工程勘测中水文地质分析的主要对象，要充分对重力水的地质参数进行测试，从而分析水文地质可能带来的危害。
4.水文地质危害的对策研究
工程地质勘测的最终结果是以研究报告的形式展现给大家，报告的基本依据包括地基设计、施工条件等。研究报告的合理与否直接关系到施工的安全可靠。根据以往的经验表明，研究报告的内容一般包括：地下水的种类、地下水的分布情况、岩土种类、岩土高度、地下水位的变化状况、水文地质的相关具体参数（渗透系数、给水度以及膨胀率、软化系数等）以及水流量等等。除此之外，工程勘测过程必须在查明工程地质的条件之后，要根据工程建设的具体需求和地质特点，分析地质环境会给工程实施带来的影响，找出可能存在的危害，提前做好预防措施。运用高密度电法勘探和激发极化法电法相结合的手法，将调查的重点放在平时普通勘测难以进行的地域上，确保勘查的深度与准确度。
5.结束语
综上所述，水文地质情况对工程地质勘查工作会产生较大的影响，所以需要做好水文地质勘查前的设计工作，重点加强对潜水位上升、地下水波动等情况的分析，在工程地质勘查中，遵循基本规范要求，做好水文地质危害的预防工作。希望本文能够具有一定的参考价值。
参考文献：
[1]朱建鹏，王兴春，冯林传.工程地质勘测中水文地质问题思考[J].城市地理，2016，24：72.
地下水的含义范文4
关键词：地下水；降水；管井；计算方法
中图分类号：TE42 文献标识码：A
地下水的分类
潜水：地表以下第一个具有自由表面的含水层中的水称作潜水。潜水水位的变化受气候条件变化的影响很大。一般埋藏较浅。
上层滞水：在潜水面之上，当存在局部隔水层时，在该局部隔水层上积聚着具有自由水面的重力水，叫做上层滞水。上层滞水的水量一般不大，动态变化很大。
承压水：充满两个隔水层之间的水叫做承压水。它承受着一定的静水压力。
降水方法与适用范围
轻型井点：适用于渗透系数大，基坑面积较小，降水量小，降深3~12m。
电渗井点：适用于渗透系数小的土质，如淤泥质土，粉土，粘性土。降深小于6米，降水量小。但能使土体硬化，强度提高。
喷射井点：利用井管下部的喷射装置，将高压水或空气，从喷射嘴喷出，管内形成负压，使周围含水层的水流向管中排出。类似轻型井点，但总体能力强于轻型井点。成孔工艺要求高，工作效率低，运转过程要求管理严格，降深8~20m。
管井井点：利用钻孔成井，采用单井单泵抽取地下水的方法。井点直径较大，出水量大，可满足大降深，大面积降水要求。降深无限制，是目前我国应用最多最广泛的降水方法。
集水井的形式
根据降水的形式可分为二种，完整井和非完整井。
完整井：整个井管贯穿含水层，井底深入不透水层，称为完整井。
非完整井：整个井管贯穿含水层，井底未达到不透水层，称为非完整井。
潜水完整井的计算
降水流线在剖面上为一系列的曲线，由上至下逐渐变缓，等势线也是一条曲线，在影响半径以内的任一过水断面，应为等势线在空间中所形成的等势面，为了使问题简化，取圆柱面为过水断面，即W=2πxy，同时水力坡度仍为，
按达西定律可得：
移向积分：
R
h
降水曲线图
其中：Q为单井出水量（m3/d）
H为潜水含水层厚度（m）
h为井中水深（m）
K为渗透系数（m/d）
S为水位降深（m）
R为影响半径（m）
r为井半径（m）
4.1渗透系数K
渗透系数K值确定是否准确，对计算结果影响很大。确定K值的方法目前主要有三种：⑴根据现场抽水试验确定。⑵地质勘查资料中提供。⑶根据各种土质情况，查表确定各种土质的渗透系数。
4.2影响半径 R
影响半径是指抽水孔中心至抽水稳定后水位不受影响的距离。其数值反映了含水层补给能力的大小。多数情况是通过抽水试验确定，亦可根据参考资料中的经验值选取。不同的土质情况，数值差异很大。
4.3单井设计
井的结构包括：井壁管+滤管+沉淀管
⑴井壁管：保护井壁的稳固。
⑵滤管：地下水通过滤管进入井中，其种类很多，滤管长度决定井深的主要部分，主要根据含水层厚度和单井出水量而定。一般当含水层厚度小于15m时，其长度可等于或小于含水层厚度0.5~1m。滤管的孔隙率是影响进水的主要因素，一般宜在25%以上。滤管的应填滤料，目的是增大滤管周围的有效孔隙率，减小地下水流入滤管的阻力，增大井孔出水量，防止涌砂，延长井孔的使用寿命。
⑶沉淀管：防止沉砂淤塞滤管进水量，长度一般2~5m。
基坑涌水量计算
降水井群中如各井的流量相等，结构一致，则可以近似地把基坑周围的井群视为一个以基坑为中心的大井，进行相似的计算。
公式：
其中：Q为基坑涌水量（m3/d）；
K为含水层的渗透系数(m/d)；
H为含水层的厚度（m）；
S为水位降低值（m）；
R为抽水影响半径（m）；
r为引用半径（m）；
5.1影响半径 R
可根据公式计算
符号含义同上
5.2引用半径r
⑴当井群呈圆形轮廓分布时则r为基坑半径
⑵当井群为不规则形状或基坑长宽比不大于5的矩形时，可以把基坑假想成一个半径为r的圆形，按照公式：
A为基坑平面面积
⑶当井群为矩形分布式则按照公式
r=0.29(a+b)
a,b为基坑的长宽
5.3单井出水量计算
可根据公式计算：
其中：K为渗透系数(m/d)；
r为滤管半径（m）；
l为滤管长度（m）；
5.4井点数量确定
其中：n为井点根数
m为井点备用系数取1.1～1.2
Q为基坑涌水量（m3/d）
q为单根井点出水量（m3/d）
5.5井点数量与间距确定后校核是否满足降水要求
公式：
符号含义同上
六、降水井的一般要求和注意事项
(1)降水井宜在基坑外缘采用封闭式布置，在地下水补给方向（俗称水头）适当加密。
(2)井点距离基坑边缘不小于2m。
(3)当基坑面积较大，开挖较深时，也可在基坑内设置降水井。
(4)降水深度在基坑范围内不小于基坑底面下0.5m。
(5)井管管径应根据水泵性能及尺寸选取，且管径不小于200mm，内径大于水泵外径50mm。
(6)管井滤管下端应设置不小于3 m的沉积长度。
(7)井管的上段应设置1.5 m长的钢管保护。
(8)提水采用多段式深井泵，其扬程和排水量均不小于设计值。
(9)井管外侧填滤料宜选用卵石等坚硬耐磨的硬质岩石，不宜采用渣石料，风化料或其他粘质岩石。粒径宜选用5-20mm。
(10)水井上段设置回流管，用以调整单井出水量，保证水井连续工作。
(11)所有深井泵应设置漏电保护器，以防发生触电事故。
(12)降水井滤料在洗井之后应进行第二次填充。
(13)降水井应设置明显的保护标识，以防破坏。
结束语
各地区的地下水复杂多样，各不相同，施工中要结合地质勘查报告，采用最合理的降水方法。通过精确地计算确定降水井的数量和位置，定能达到预期的降水效果。
参考文献：
《建筑与市政降水工程技术规范》（JGJ／T111－98）
《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）
江正荣，《建筑施工计算手册》
地下水的含义范文5
关键词：现代城市；市政道路；排水设计；路面排水；结构内排水
1 引言
水害是使城市道路破坏的最主要病害之一。道路路面积水，会降低车辆的运行能力，甚至使车辆产生液面滑移，对交通安全极为不利，同时路面长期积水会浸润路基，降低路基土的强度，甚至造成路基整体破坏，混凝土板在行车荷载的作用下产生不均匀沉陷。造成断板、错台、开裂等，最终导致路面早期破坏。在设计城市道路时，为保证行车安全、改善城市卫生条件，以及避免路面过早损坏，要求迅速及时地排除路面积水，同时城市道路排水也是城市排水系统的一部分，很多排水主干管均敷设在其下，为保障生产和人民生活，还需及时排除生活污水和生产废水。所以城市道路排水是城市道路设计的一个重要组成部分。
因此，合理有效地安排排水设施，可以保证路面结构处在一种干燥的状态，使路面具有足够的强度和稳定性，延长道路使用寿命。
2 路基排水设计
路基是道路的主要部分，路基的稳定性和强度对于水的作用非常敏感，水还可能造成掺有膨胀土的路基工程毁灭性的破坏。路基排水的任务是将路基范围内的土路基湿度降到一定的限度范围内，保持路基常年处于干燥状态，确保路基具有足够的强度和稳定性。
2.1 地势较低集中汇水的排水设计。城市道路立交低洼处地下水水位较高，特别是在下穿式立交中，道路低点比周围地面低 3 m～6 m，且形成盆地地形，这样大气降水向低洼处汇集，就会造成路面积水。这里需要解决的两个问题就是地面排水和地下排水。可以通过以下方法处理：
2.1.1 自流排水。当立交附近有低于立交最低路面的排水管区时，采用直接排水的方式，这也是城市道路立交经常采用的方式。自流排水是最经济、最安全的排水措施，它不需要消耗能源和其他工程设施的建设。
2.1.2 调蓄排水。当达到洪峰时，如水体或干管水位高于路面水位的时候，将不能自流排水之流量引入蓄水池，待水体或干管水位回落时，再自流排水，但调蓄排水受条件限制应用不是很广泛。
2.2 潮湿和过湿路基的排水设计。潮湿和过湿路基应首先应该疏干和换填处理。对于潮湿路基，含水量不是太高，可以在施工前在路基两侧挖纵向排水沟，并每隔一定距离挖一些横向排水沟，将路基水排到排水沟内，从而疏干路基；对于过湿路基，含水量较高，无法晾晒和疏干。只能采取换填的方式进行处理，如换填好土，换填透水性好的材料等。
2.3 降低路基地下水位的设计。降低路基地下水位，使路基处于干燥状态。在下穿式立交处一般路面标高较低，大部分路基位于地下水位以下，特别是南方地下水位较高而雨水又多地区，若路基长期浸泡在地下水中，导致路基湿软、变形、强度降低，最终发生破坏。降低地下水位通常可以在路基下地下水位一定高度范围内设置暗沟、渗沟和渗井等。
2.3.1 暗沟。相对于地面排水的明沟而言，暗沟又称盲沟，具有隐蔽工程的含义。从盲沟的构造特点为沟内分层填以大小不同的颗粒材料，利用渗水材料透水性将地下水汇集于沟内，并沿沟排泄至指定的地点。
2.3.2 渗沟。采用渗透的方式将地下水汇聚于沟内，并通过沟底通道将水排至指定的地点。此种地下排水设备称为渗沟，它的作用是降低地下水位和拦截地下水。渗沟的设置位置视地下排水的需求而定，与盲沟的设置相仿。但沟的尺寸更大，埋植更深，而且要进行水力计算确定尺寸。
2.3.3 渗井。渗井属于水平方向的地下排水设备，当地下存在多层含水层，其中影响路基的上部含水层较薄，排水量不大，且平式渗沟难以布置时，采用历时排水，设置渗井，穿过不透水层，将路基范围内的上层地下水，引入更深的含水层去，以降低上层的地下水位或全部予以排水。鉴于渗井施工不易，单位含水面积的造价高于渗沟，一般尽量少用。
3 路面排水设计
3.1 车行道排水设计。城市道路路面排水有双坡排水和单坡排水。当车行道宽度较宽时，为了减少地表水在道路表面的径流时间并迅速将水排除，通常采取双坡排水方式，在道路两侧每隔一定距离设置雨水口的方式收集路面水，并通过与其连接的雨水支管将收集到的地表水排入埋设在路面下的雨水主干管内，最终排入保留水系或河流中。
机动车道采用的是双坡排水。当路面宽度较窄，设置单坡也能满足道路的横向排水要求时，可采用单坡排水，非机动车道的排水方式即为单坡排水，这样既有利于施工，又保证了路面的完整性。
3.2 人行道排水设计。（1）为便于人行道路面水的排除，人行道横坡设置时坡度朝向车行道，降落到人行道上的雨水通过横向坡度自流排入车行道边的雨水口内。（2）当道路位于挖方段时，通常在道路两侧设置各种形式的挡土墙，道路两侧应在挡土墙上方设置截水沟，拦截将要流入人行道上的地表水。此外，还有少量地表水或地下水会从挡土墙上的泄水孔沿着挡土墙流到人行道上，然后顺人行道流入车行道边的雨水口内。通过长期观察发现，大多数在道路两侧设置路堑挡土墙的路段，人行道上都有沿挡土墙流下的雨水痕迹（雨水携带黄土或铸铁泄水孔生锈而产生）。
4 绿化带处排水设计
城市道路由机动车道、非机动车道、人行道和绿化带等部分组成。长期以来人们采取各种措施保证车行道、人行道的排水通畅，但对于绿化带部分的排水却未引起足够的重视。随着城市对绿化指标的不断提高，文献中也对城市道路绿化率提出了相应的要求。
在公路上，绿化带排水已逐渐引起重视并采取了一定的排水措施，取得了良好的效果。在文献中并未对绿化带排水提出要求和规定，大部分城市道路设计中也未考虑绿化带排水。为了使城市道路经久耐用，满通需求，保证交通安全，在保证路基、路面排水的同时还应该充分做好绿化带排水。
在公路绿化带排水中，考虑2种排水措施：①分隔带为硬铺装；②分隔带为绿化带。在城市道路里，为了满足绿化要求，美化城市环境，道路分隔带硬铺装越来越少，部分利用绿化带作为公交站台处采用硬铺装，因此可以按照分隔带均为绿化带进行排水设计。渗入到绿化带中的水分一部分沿道路纵坡向下排走，另一部分向路面结构侧面、绿化带底渗入，因此，可以在路面结构两侧边缘与绿化带衔接处铺设涂刷双层沥青的土工布，将绿化带与路面结构隔开。
5 结束语
综上所述，城市道路排水对于城市道路使用寿命的长短影响很大，道路设计中不仅要重视道路路面水的排除，对于道路路基排水、绿化带处排水、下立交处地下水位的降低等也不容忽视。实践证明综合运用这些排水措施会取得良好的效果。
地下水的含义范文6
中图分类号：U41 文献标识码：A 文章编号：
水害是使城市道路破坏的最主要病害之一。道路路面积水，会降低车辆的运行能力，对交通安全极为不利，同时路面长期积水会浸润路基，降低路基土的强度，甚至造成路基整体破坏，混凝土板产生不均匀沉陷，最终导致路面早期破坏。在设计城市道路时，要求迅速及时地排除路面积水，同时城市道路排水也是城市排水系统的一部分，很多排水主干管均敷设在其下，为保障生产和人民生活，还需及时排除生活污水和生产废水。所以城市道路排水是城市道路设计的一个重要组成部分。城市道路排水重点是路基路面排水和绿化带的排水，应综合合理设计使排水系统能迅速、及时地排除雨雪水、各种工业废水和生活污水。
一、道路排水设计的内容道路排水设计一般包含以下两个方面的内容：一是要考虑如何减少地下水、农田排灌水对路基稳定性及强度的影响，一般称之为第一类排水。这类排水设计通常采用提高路基最小填土高度或在路基底部设置隔水垫层等办法；二是要考虑如何将路表水迅速排出路基之外，最大限度地减少雨水对路基、路面质量的影响，称为第二类排水。
这类排水设计对于超高路段，可通过设置在中央分隔带处的中央排水沟和横向排水管等排出路面水，或通过中央分隔带开豁口方法把超高路段外侧路面水排到路面另外一侧并通过路面横坡排出。②中央分隔带下渗水，可通过在中央分隔带下设置纵向盲沟收集，并每隔一段距离设置集水井和横向排水管将下渗水排出路基；路肩下渗水的一般处理方法为在路肩设置纵向渗沟，并通过横向排水管排出路基。综上所述，笔者结合设计以及施工中出现的问题谈一点自己的体会。
二、路基排水设计 路基是道路的主要部分，路基的稳定性和强度对于水的作用非常敏感，水还可能造成掺有膨胀土的路基工程毁灭性的破坏。路基排水的任务是将路基范围内的土路基湿度降到一定的限度范围内，保持路基常年处于干燥状态，确保路基具有足够的强度和稳定性。
（一）地势较低集中汇水的排水设计 城市道路低洼处地下水水位较高，且形成盆地地形，这样大气降水向低洼处汇集，就会造成路面积水。这种情况可采用直接排水的方式，这也是城市道路立交经常采用的方式。自流排水是最经济、最安全的排水措施，它不需要消耗能源和其他工程设施的建设。
（二） 潮湿和过湿路基的排水设计 潮湿和过湿路基应首先应该疏干和换填处理，可以在施工前在路基两侧挖纵向排水沟，并每隔一定距离挖一些横向排水沟，将路基水排到排水沟内，从而疏于路基；对于过湿路基，含水量较高，无法晾晒和疏干。只能采取换填的方式进行处理，如换填好土，换填透水性好的材料等。 （三）降低路基地下水位的设计 降低路基地下水位，使路基处于干燥状态。若路基长期浸泡在地下水中，导致路基湿软、变形、强度降低，最终发生破坏。降低地下水位通常可以在路基下地下水位一定高度范围内设置暗沟、渗沟和渗井等。
1、暗沟 相对于地面排水的明沟而言，暗沟又称盲沟，具有隐蔽工程的含义。从盲沟的构造特点为沟内分层填以大小不同的颗粒材料，利用渗水材料透水性将地下水汇集于沟内，并沿沟排泄至指定的地点。
2、 渗沟 采用渗透的方式将地下水汇聚于沟内，并通过沟底通道将水排至指定的地点。此种地下排水设备称为渗沟，它的作用是降低地下水位和拦截地下水。渗沟的设置位置视地下排水的需求而定，与盲沟的漫置相仿。但沟的尺寸更大，埋植更深，而且要进行水力计算确定尺寸。
3、 渗井 渗井属于水平方向的地下排水设备，当地下存在多层含水层，其中影响路基的上部含水层较薄，排水量不大，且平式渗沟难以布置时，采用历时排水，设置渗井，穿过不透水层，将路基范围内的上层地下水，引入更深的含水层去，以降低上层的地下水位或全部予以排水。鉴于渗井施工不易，单位含水面积的造价高于渗沟，一般尽量少用。
三、路面排水设计
（一） 车行道排水设计 城市道路路面排水有双坡排水和单坡排水。当车行道宽度较宽时，为了减少地表水在道路表面的径流时间并迅速将水排除，通常采取双坡排水方式，在道路两侧每隔一定距离设置雨水口的方式收集路面水，并通过与其连接的雨水支管将收集到的地表水排人埋设在路面下的雨水主干管内，最终排人保留水系或河流中。
（二）人行道排水设计 1、为便于人行道路面水的排除，人行道横坡设置时坡度朝向车行道，降落到人行道上的雨水通过横向坡度自流排人车行道边的雨水口内。2、当道路位于挖方段时，通常在道路两侧设置各种形式的挡土墙，道路两侧应在挡土墙上方设置截水沟．拦截将要流人人行道上的地表水。此外， 还有少量地表水或地下水会从挡土墙上的泄水孔沿着挡土墙流到人行道上，然后顺人行道流入车行道边的雨水口内。
（三）路面结构内排水设计 路面面层有一定的孔隙，除了大部分地表水通过道路纵横坡由雨水口排走以外，还有少量地表水通过路面孔隙、裂缝等渗入到路面结构内，降低路基强度，因此必须采取一定的措施提前排除可能渗入路基内的地表水。
1、在道路各结构层施工时，每层均按照道路路面纵横坡度进行施工，使得每一层都形成一个排水坡度，及时将各结构层水沿道路横波排入道路两侧设置的盲沟或排水渠道内，再通过盲沟将水排入雨水井内。
2、在面层和基层之间设置乳化沥青下封层，使得通过缝隙向下渗入的水分及时沿封层表面向道路两侧排走，保持道路基层干燥。
3、设置排水层。在多雨地区或地表水较丰富的地区，采用设置排水层的方法将渗入到路面结构内的地表水及时排除，防止渗入路基，在路面结构以下路基以上位置设置排水垫层。排水层下设置起隔水、防水作用的土木布，将由上部渗透下来的地表水有效地拦截在该排水层内。
四、中央分隔带排水设计
道路中央分隔带排水设计主要为排除中央分隔带内积水，可分为施工期间和道路营运期下渗水的排除。 施工期间排水量取决于最大瞬时降雨量及中央分隔带的汇水面积。由于道路中央分隔带内设置有通讯、监控用管线的人手孔，因此，中央分隔带排水长度应为两个人手孔之间的间距，一般路段的最大间距为180m。
由以往设计经验可知，横向排水管长15m左右，横向排水管坡度为2%。由于施工质量不易控制，造成横向排水管标高误差或产生淤塞，从而使上游横向排水管排水不畅，大量的水流向最低处，而最低处的横向排水管由于设计时包裹无纺布土布或产生淤塞，使排水能力严重不足，从而导致下游中央分隔带积水严重，有的下雨后几天中央分隔带仍有积水，使路基长时间浸泡，影响了路基、路面强度。由于通讯、监控管线人手孔的设置阻断了中央分隔带排水，造成中央分隔带积水或积水渗入人手孔。
