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水文地质勘察在环境地质勘察中的应用研究

2023-01-09王凌韵

中国金属通报 2022年18期
关键词:含水层水文地质环境

王凌韵

从地质勘察的发展目标分析,增强生态文明建设服务功能,提高地质科技创新力,以及提高地质勘察管理水平,为主要的内容和课题。实践中,需要结合当前地质勘察工作的发展情况,围绕面临的技术挑战和难题,积极探索科技创新办法,不断提高地质勘察水平,高质量落实各项勘察工作,为环境保护和项目开发提供有力支持与保障。

1 水文地质勘察工作概述

水文地质勘察工作就是相关人员对水文地质条件进行考察和勘探,从而掌握特定区域的水文地质条件相关数据信息,掌握地下水和地表水的成因、分布及其运动规律,从而运用这些规律进行水资源的净化处理和循环利用,实现对水资源的合理利用和保护。水文地质勘察工作大致包括:第一,水文地质钻探,水温钻探的钻进、成井工艺和流程比较复杂,大多是在粘土、砂土等地层中进行钻探,常用的钻探方法有冲击钻进法、回转钻进法、冲击回转钻进法,从而合理开发及利用地下水。第二,水文地质试验,为取得水文地质参数,对地下水进行定量研究而进行的试验工作,包括野外水文地质试验和室内模拟实验。第三,水文地质测绘,现场观察、测量和绘制特定地区的地下水,掌握水文地质的相关信息,制定观测点和观测线路,分析地下水的形成条件、分布情况,确定观测和试验的合理位置。

2 地质灾害发生的影响因素

2.1 自然因素

自然因素引发的地质灾害具有偶然性和不确定性,如果没有提前做好水文地质的勘察工作,没有了解地质灾害发生的自然影响因素,没有制定预防措施,就无法确保地质勘探工作的顺利进行,也无法保证环境的安全。自然灾害的发生具有偶然性,不是人为可以掌控的,且自然灾害一旦发生,其发生速度较快,人们无法及时做出反应和防护措施,其破坏性较强,破坏范围较大,对人员、房屋、树木等造成巨大损失和伤害,且在短时间之内难以及时进行维修和恢复。例如,洪涝、泥石流、山体滑坡等自然灾害,爆发时速度较快、破坏性较强,人们无法提前预料,无法做出有效的具体应对策略,从而威胁和损害人们的生命健康。因此相关专业人员要重视自然因素引发的地质灾害,要提前对特定的区域进行详细勘察和了解,掌握具体地区的水文地质条件和实际情况,并对水文地质的数据信息进行深入分析,预测潜在的风险和隐患,并采取相关措施,制定具体的预警机制和具体应对举措,降低自然灾害对人们的危害,减少自然灾害引发的地质灾害带来的损失。

2.2 人为因素

人为因素也会引发地质灾害的发生,人们为了获得巨大的经济利益,对生态环境中的稀有资源进行无限制地挖掘和索取,一些工业企业在生产的过程中,将工业废水随意排放,对居民生活造成了影响,破坏生态环境,也对水文地质造成了不利影响,降低水文地质条件的质量,引发了严重的地质灾害问题。因此相关人员要进行水文地质和环境地质的勘察工作,掌握水文条件、地质条件、环境条件的具体情况,并根据实际的情况和相关要求,制定安全防护措施,确保国家工程施工的安全性和进度,降低地质灾害发生的几率,从而确保人们的生命安全和环境的可持续发展。

3 环境地质勘察中水文地质勘察的应用价值

过去的发展中人们追求快速发展,忽略了对环境的保护,给生态环境带来很大的伤害,影响到经济的长效发展。由于缺少对环境的有效掌握和保护,使得地质灾害频繁发生,带来重大的损失。从以往的地质灾害事故调查分析结果来看,灾害的发生和地下水因素有着紧密联系,因此引起人们的高度重视,各地区积极推动环境地质勘察,重点落实水文地质勘察工作,掌握水文地质条件,事前做好预防和控制,保障项目安全稳定开展。

水文地质勘察的方法:①水文地质钻探。通过对某个区域的含水层,开展精细化勘测和调查,掌握完整的数据信息,做好水文地质数据信息的分析,了解地下水的存在情况,为项目规划设计和推进提供依据。勘察中采取系列实验方法,精准记录勘察结果,并且做好整理与利用。②水文地质实验。通过组织开展实验,获得水信息。一般来说,多采取抽水实验法,或者采用压水和注水等手段,辅助勘察工作的开展,高质量推进各项工作。

水文地质勘察工作的开展发挥的价值如下:①全面了解地下水的情况,分析地下水的不良影响,制定完善的应对和防范方案,防范地下水带来的危害,避免地质灾害的发生。②促进项目有序开展。组织开展水文地质勘察,全面掌握区域的水文条件和水文环境,针对潜在的风险和隐患,采取对性的应对办法,可保障项目的开展和落实。

4 环境地质勘察中水文地质勘察的应用问题

4.1 评价深度不够

从当前的情况来说,存在着评价内容不完整的问题,需要加以优化。水文地质勘察工作中形成的评价报告能够为后续工作的开展提供依据和支持,若评价内容不完善,则会影响到后续的风险分析以及对策科学合理性,因此需要高度重视,围绕评价的内容和制度加以完善。通过有效发挥评价的作用,促进水文地质勘察作业高效化开展。目前,人们对环境地质勘察中,水文地质勘察工作的重要性有了重新的认识,并且高度重视水文地质勘察工作,不断拓展勘察的深度。未来随着水文地质勘察需求和要求的不断提高,现有的工作模式无法满足资料信息采集的需求,需要积极地探索新的工作办法。结合勘察工作的需要,需不断增加勘察工作内容和广度。在勘察资料与信息的利用角度来说,评价是尤为关键,必须要高度重视。

4.2 人才力量不足

水文地质勘察工作的推进,离不开人才力量的支持,随着地质勘察工作的要求不断提高,在勘察工作中积极推广应用新技术、新设备,辅助水文地质勘察高质量开展,同时也对工作人员的业务能力有了更高的要求。作为勘察人员,需要掌握有效的工作办法,并且能够对水文地质勘察流程以及具体要求有着全面的把握,高质量地推进各项任务。目前来说,水文地质勘察工作中缺少专业的人才,现有的人才业务能力水平难以达到高水平标准。未来的工作中需要做好勘察人员的培训,同时要积极地引入更多的专业性人才。在业务的开展中,工作人员需要严格按照技术操作标准和方案,做好每个细节和要点的控制,采集完整的水文地质资料和信息,形成高水平的评价报告。

4.3 技术力量待增强

水文地质勘察工作的开展涉及到的内容很多,需要对地下水的存在情况和水污染等进行全面的调查。由于工作所处的环境复杂,面临着很多地质环境以及其他因素的挑战,需要采用有效的技术。目前,很多水文地质勘察单位都在积极探索新技术和新手段,提高地质勘察工作的数字化和信息化水平,为各项任务的开展提供技术支持,充分发挥技术的应用价值,促进环境地质勘察工作的创新和优化。由于地质环境不同,而且每个技术的应用优势和缺陷差异,在实际应用中需要结合具体的情况,优选适宜的技术,合理的发挥勘察技术的价值。

5 环境地质勘察中水文地质勘察的应用策略

5.1 案例概述

以某矿山项目为例,为2000t/d 采选项目,在正常运营时,一期的取水规模为55L/s。二期生产规模进行了扩产,扩产为3000t/d,需水量达到72L/s。由于水源地难以满足用水需求,为保障供水的安全,一期旱季取水通过渗渠完成,为保证供水的可靠性,设置了1 口大井;二期供水为满足实际需求再增加1 口大井。事前组织开展水文地质勘察,为项目提供设计参考依据,保障项目建设的科学合理性。现结合水文地质勘察实践,进行具体的分析。

5.2 水文地质勘察的情况

5.2.1 水文特征

从项目所处地区的气候条件分析,为半湿热气候类型,具有雨量中等和气候温暖的特点。根据现有的观测资料,矿山年降水量为603mm ~725mm,全年中6月~11月为雨季,剩余时间为旱季,区域内气温受到地形和高差的差异影响而变化,河谷地带冬暖夏热。

5.2.2 地下水类型

项目区域内地下水环境,根据赋存条件和水力特征以及含水层的水理性质进行划分,主要划分为以下几个类型:

(1)第四系松散岩类孔隙水含水层。从勘察区的情况分析,分布在江北岸边河漫滩内,含水层是第四系全新统冲洪积层。通过水文地质勘察采样分析得知,主要由圆砾组成,局部含有卵石和砾砂以及细砂,具有磨圆度高的特点,并且孔隙度很大,透水性很强,含水层沿着河谷呈现条带状分布,形成了相对均质的含水层。这里的地下水为潜水,具有富水性特点,含水层厚度超过20m。

(2)侵入岩类裂隙水含水层。根据水文地质勘察的结果显示,分布在江北岸部分地区,含水层是燕山期块状橄榄岩。从岩体的构造情况分析,节理裂隙发育一般,具有透水性和连通性差的特点。勘察区内没有泉水出露的痕迹。结合区域的水文地质资料得知,泉水流量<0.1L/s,富水性不强,无法满足项目的供水需求。

(3)碳酸盐岩类型岩溶裂隙水含水层。从具体分布情况分析,处于区域北岸西部边缘地带以及勘察区外围广大地区,含水层是泥盆系金宝山组灰质白云岩,以及薄中层状白云质灰岩夹泥灰岩。此岩体的构造节理裂隙发育,并且多发育溶隙溶孔,具有很强的富水性,勘察区内出露没有见到泉水。根据勘察区的水文地质材料得知,岩溶中等发育,暗河流量<100L/s,富水性中等。勘察区域内地形切割剧烈,且存在陡峻的谷坡,岩溶水分布不均匀。从地下水的分布情况分析,古坡地带地下水埋藏很深,选厂区域组合井钻孔深度为112.65m,矿山回风井钻孔深度为203.56m,经过勘察周围都未发现地下水水位,因此确定选厂区以及周围内不适宜开采地下水。

5.2.3 地下水资源评价

水量。计划建设供水水源地拥有稳定的水源,地下水可以直接长期通过周围的江水和其他地下水渗入补充。随着水源地的开采,受到水位下降与降落漏斗的扩大影响,将会使得开采补给量显著增加,同时排泄量也会减少,以此实现开采量与补水量的平衡。若处于合理开采的状态,那么地下水的动态会更加稳定。不过若上游筑坝截流,使得江水流量减少,或者出现河床淤塞的情况,那么会使得渗透条件变差,很容易造成水源地开采资源量减少的情况。

地下水资源的综合评价。根据勘察获得的资料现实,第四系松散岩类孔隙水的补给量大约为10440m3/d,而最大需水量大约为6220.8m3/d。通常来说,可以满足项目用水的需求,建设的取水设施也可以达到项目用水需求。不过根据现有的资料显示,如果遇到特枯水期,河水流量不足60L/s,那么抽水井全部抽干,也无法满足实际需求,此时随开采漏斗的扩展,需要调用储存量。从勘察区的含水层情况分析,储水量大约为897000 万m3,按照调用其30%的标准,按照需水量可以供水43 天;如果调用60%,那么可以供水87 天,并且地下水径流补给量会得到很大程度上的增加,因此即使遇到特枯水期拥有的地下水也可以满足用水需求。

水质评价。完成抽水试验前,采集2组样品,开展水样分析。根据获得的结果显示,PH为7.6,地下水对混凝土结构有着很弱的腐蚀性,会给钢结构带来中等的腐蚀。根据地下水质量标准评价,此区域的地下水水质较差,划分为VI类。水的总硬度和溶解性总固体指标等,都比较高,若用于生活饮用水要加以处理。除此之外,若上游城镇污水和生活垃圾以及工业废水等,直接排入到江河,通过河流的垂向和侧向入渗,那么地下水水质也会受到污染。

5.3 水文地质勘察的经验总结

5.3.1 构建完善的水文地质勘察评价体系

为了能够有效提高水文地质勘察的作用和价值,相关部门和有关工作人员需要积极的完善评价体系,通过不断深化水文地质勘察工作的深度,促使其应用价值得以有效的发挥。实践中,需要充分地利用现有的科学技术资源,做好相关技术人员的培养,组建高素质的水文地质勘察科研队伍,加大对水文地质勘察技术应用的研究,进而能够更好地推进此项工作。通过科研技术的创新和发展,形成强大的推动力,助力水文地质勘察的现代化发展。结合区域的环境、地质实际情况,选择适宜的水文地质勘察技术,做好勘察工作深度的把握,获得高质量的数据信息,有序推进各项工作。在水文地质勘察工作中,严格把握内容和广度,实现各项指标的有效优化,精准调查地下水文情况,为水资源开发和保护提供依据。除此之外,对于现有的水文地质勘察评价体系要进行全面的分析,掌握存在的不足与问题,提出优化与改进的措施。对于现有的评价内容,需要做好内容的拓展,增加勘察工作的深度,保障勘察结果的准确性和利用价值。根据获得的水文地质勘察资料,为后期的生态环保以及项目开发提供支持。

5.3.2 做好勘察人员的培养

水文地质勘察工作的开展离不开人力资源的支持。目前来说,人才匮乏,需要加大人才队伍的培养力度,一方面需要积极吸纳更多的专业人才,补充水文地质勘察队伍,增强队伍的力量。这需要不断的完善福利待遇水平,使得更多的人员能够愿意从事一线工作,为水文地质勘察工作的开展提供支持。另一方面,需要对现有的人才力量做好充分的挖掘和利用,积极采取培训的手段,结合水文地质勘察工作所需要的业务能力,围绕理论和实践做好相应的培训,不断的提高人员的业务能力水平。从当前的水文地质勘察工作情况分析,在实践中应用了很多新技术和新设备,为了能够保证勘察工作开展的质量和效率,必须要做好人员的培训,提高人员的业务能力水平,使其能够适应当前的工作要求。日常的勘察工作中,需要督促工作人员严格按照技术标准和规范来完成相应的调查与实验。积极整合人力资源,高效化推进和落实各项工作。

5.3.3 做好勘察技术的应用管理

水文地质勘察工作中积极推广应用各类技术手段,辅助工作的开展,以获得不错的成效。例如,利用热红外监测法,根据热红外波段的遥感图像资料,完成地面温度的测定,进而判断地下水是否存在。一般来说,勘察工作现场的环境比较复杂,单纯依靠人员进行相应的测定,分析会面临很多的挑战。采用信息化技术手段,做好相关信息的搜集,根据技术原理判断,能够显著提高地下水探测的效率和质量。随着红外遥感技术水平的不断提高,能够为地下水探测提供更多的技术支持,全面提高工作的水平和效益,保障数据信息的准确性。除此之外,还可以利用环境遥感信息分析法,根据遥感图像采集的数据信息,提取和地下水相关的环境因子信息,比如植被和湖泊等,对环境因子与地下水依存的关系进行深度的分析,进而判断是否存在地下水。实际上,在勘察工作中可以采用的技术手段有很多,需要结合具体的情况来选择适宜的方法。严格按照技术的应用流程和标准做好细节要点的控制,切实保障采集数据信息的质量。

从地质勘察工作的创新和发展角度来说,正在积极推广应用地质云大数据以及智能化技术手段,不断提高地质调查的信息化水平。与此同时,在具体调查中,还使用高精度遥感技术采集高质量的遥感数据信息,为后续的地质勘察提供支持和帮助。在信息采集方面,也在积极推广应用移动终端技术,快速完成现场的数据采集。随着各类技术的应用,使得地质勘察、调查工作的数字化水平不断提高,能够提高工作的效率。水文地质勘察工作的开展,需要结合具体的情况,积极探索有效的创新和优化技术,不断提高勘察的水平。在引入新技术手段的同时,需要做好技术人员的培训,不断提高业务水平,适应当前的勘察工作开展形势。

6 结语

综上所述,环境地质勘察中水文地质勘察的应用,面临技术挑战与风险,可能会影响到勘察结果的真实性,必须要做好严格控制。实践中要结合水文地质勘察的具体情况,制定完善的勘察技术方案,指导作业的开展和落实,高质量采集水文环境信息。根据勘察得到的资料与信息,结合项目的具体情况进行分析,制定完善的方案,指导项目建设的开展,实现水文地质勘察的价值和效益。

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