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水文地質勘察在環境地質勘察中的應用研究

2023-01-09 18:47王凌韻
中國金屬通報 2022年18期
關鍵詞:含水層水文地質環境

王凌韻

從地質勘察的發展目標分析,增強生態文明建設服務功能,提高地質科技創新力,以及提高地質勘察管理水平,為主要的內容和課題。實踐中,需要結合當前地質勘察工作的發展情況,圍繞面臨的技術挑戰和難題,積極探索科技創新辦法,不斷提高地質勘察水平,高質量落實各項勘察工作,為環境保護和項目開發提供有力支持與保障。

1 水文地質勘察工作概述

水文地質勘察工作就是相關人員對水文地質條件進行考察和勘探,從而掌握特定區域的水文地質條件相關數據信息,掌握地下水和地表水的成因、分布及其運動規律,從而運用這些規律進行水資源的凈化處理和循環利用,實現對水資源的合理利用和保護。水文地質勘察工作大致包括:第一,水文地質鉆探,水溫鉆探的鉆進、成井工藝和流程比較復雜,大多是在粘土、砂土等地層中進行鉆探,常用的鉆探方法有沖擊鉆進法、回轉鉆進法、沖擊回轉鉆進法,從而合理開發及利用地下水。第二,水文地質試驗,為取得水文地質參數,對地下水進行定量研究而進行的試驗工作,包括野外水文地質試驗和室內模擬實驗。第三,水文地質測繪,現場觀察、測量和繪制特定地區的地下水,掌握水文地質的相關信息,制定觀測點和觀測線路,分析地下水的形成條件、分布情況,確定觀測和試驗的合理位置。

2 地質災害發生的影響因素

2.1 自然因素

自然因素引發的地質災害具有偶然性和不確定性,如果沒有提前做好水文地質的勘察工作,沒有了解地質災害發生的自然影響因素,沒有制定預防措施,就無法確保地質勘探工作的順利進行,也無法保證環境的安全。自然災害的發生具有偶然性,不是人為可以掌控的,且自然災害一旦發生,其發生速度較快,人們無法及時做出反應和防護措施,其破壞性較強,破壞范圍較大,對人員、房屋、樹木等造成巨大損失和傷害,且在短時間之內難以及時進行維修和恢復。例如,洪澇、泥石流、山體滑坡等自然災害,爆發時速度較快、破壞性較強,人們無法提前預料,無法做出有效的具體應對策略,從而威脅和損害人們的生命健康。因此相關專業人員要重視自然因素引發的地質災害,要提前對特定的區域進行詳細勘察和了解,掌握具體地區的水文地質條件和實際情況,并對水文地質的數據信息進行深入分析,預測潛在的風險和隱患,并采取相關措施,制定具體的預警機制和具體應對舉措,降低自然災害對人們的危害,減少自然災害引發的地質災害帶來的損失。

2.2 人為因素

人為因素也會引發地質災害的發生,人們為了獲得巨大的經濟利益,對生態環境中的稀有資源進行無限制地挖掘和索取,一些工業企業在生產的過程中,將工業廢水隨意排放,對居民生活造成了影響,破壞生態環境,也對水文地質造成了不利影響,降低水文地質條件的質量,引發了嚴重的地質災害問題。因此相關人員要進行水文地質和環境地質的勘察工作,掌握水文條件、地質條件、環境條件的具體情況,并根據實際的情況和相關要求,制定安全防護措施,確保國家工程施工的安全性和進度,降低地質災害發生的幾率,從而確保人們的生命安全和環境的可持續發展。

3 環境地質勘察中水文地質勘察的應用價值

過去的發展中人們追求快速發展,忽略了對環境的保護,給生態環境帶來很大的傷害,影響到經濟的長效發展。由于缺少對環境的有效掌握和保護,使得地質災害頻繁發生,帶來重大的損失。從以往的地質災害事故調查分析結果來看,災害的發生和地下水因素有著緊密聯系,因此引起人們的高度重視,各地區積極推動環境地質勘察,重點落實水文地質勘察工作,掌握水文地質條件,事前做好預防和控制,保障項目安全穩定開展。

水文地質勘察的方法:①水文地質鉆探。通過對某個區域的含水層,開展精細化勘測和調查,掌握完整的數據信息,做好水文地質數據信息的分析,了解地下水的存在情況,為項目規劃設計和推進提供依據??辈熘胁扇∠盗袑嶒灧椒?,精準記錄勘察結果,并且做好整理與利用。②水文地質實驗。通過組織開展實驗,獲得水信息。一般來說,多采取抽水實驗法,或者采用壓水和注水等手段,輔助勘察工作的開展,高質量推進各項工作。

水文地質勘察工作的開展發揮的價值如下:①全面了解地下水的情況,分析地下水的不良影響,制定完善的應對和防范方案,防范地下水帶來的危害,避免地質災害的發生。②促進項目有序開展。組織開展水文地質勘察,全面掌握區域的水文條件和水文環境,針對潛在的風險和隱患,采取對性的應對辦法,可保障項目的開展和落實。

4 環境地質勘察中水文地質勘察的應用問題

4.1 評價深度不夠

從當前的情況來說,存在著評價內容不完整的問題,需要加以優化。水文地質勘察工作中形成的評價報告能夠為后續工作的開展提供依據和支持,若評價內容不完善,則會影響到后續的風險分析以及對策科學合理性,因此需要高度重視,圍繞評價的內容和制度加以完善。通過有效發揮評價的作用,促進水文地質勘察作業高效化開展。目前,人們對環境地質勘察中,水文地質勘察工作的重要性有了重新的認識,并且高度重視水文地質勘察工作,不斷拓展勘察的深度。未來隨著水文地質勘察需求和要求的不斷提高,現有的工作模式無法滿足資料信息采集的需求,需要積極地探索新的工作辦法。結合勘察工作的需要,需不斷增加勘察工作內容和廣度。在勘察資料與信息的利用角度來說,評價是尤為關鍵,必須要高度重視。

4.2 人才力量不足

水文地質勘察工作的推進,離不開人才力量的支持,隨著地質勘察工作的要求不斷提高,在勘察工作中積極推廣應用新技術、新設備,輔助水文地質勘察高質量開展,同時也對工作人員的業務能力有了更高的要求。作為勘察人員,需要掌握有效的工作辦法,并且能夠對水文地質勘察流程以及具體要求有著全面的把握,高質量地推進各項任務。目前來說,水文地質勘察工作中缺少專業的人才,現有的人才業務能力水平難以達到高水平標準。未來的工作中需要做好勘察人員的培訓,同時要積極地引入更多的專業性人才。在業務的開展中,工作人員需要嚴格按照技術操作標準和方案,做好每個細節和要點的控制,采集完整的水文地質資料和信息,形成高水平的評價報告。

4.3 技術力量待增強

水文地質勘察工作的開展涉及到的內容很多,需要對地下水的存在情況和水污染等進行全面的調查。由于工作所處的環境復雜,面臨著很多地質環境以及其他因素的挑戰,需要采用有效的技術。目前,很多水文地質勘察單位都在積極探索新技術和新手段,提高地質勘察工作的數字化和信息化水平,為各項任務的開展提供技術支持,充分發揮技術的應用價值,促進環境地質勘察工作的創新和優化。由于地質環境不同,而且每個技術的應用優勢和缺陷差異,在實際應用中需要結合具體的情況,優選適宜的技術,合理的發揮勘察技術的價值。

5 環境地質勘察中水文地質勘察的應用策略

5.1 案例概述

以某礦山項目為例,為2000t/d 采選項目,在正常運營時,一期的取水規模為55L/s。二期生產規模進行了擴產,擴產為3000t/d,需水量達到72L/s。由于水源地難以滿足用水需求,為保障供水的安全,一期旱季取水通過滲渠完成,為保證供水的可靠性,設置了1 口大井;二期供水為滿足實際需求再增加1 口大井。事前組織開展水文地質勘察,為項目提供設計參考依據,保障項目建設的科學合理性?,F結合水文地質勘察實踐,進行具體的分析。

5.2 水文地質勘察的情況

5.2.1 水文特征

從項目所處地區的氣候條件分析,為半濕熱氣候類型,具有雨量中等和氣候溫暖的特點。根據現有的觀測資料,礦山年降水量為603mm ~725mm,全年中6月~11月為雨季,剩余時間為旱季,區域內氣溫受到地形和高差的差異影響而變化,河谷地帶冬暖夏熱。

5.2.2 地下水類型

項目區域內地下水環境,根據賦存條件和水力特征以及含水層的水理性質進行劃分,主要劃分為以下幾個類型:

(1)第四系松散巖類孔隙水含水層。從勘察區的情況分析,分布在江北岸邊河漫灘內,含水層是第四系全新統沖洪積層。通過水文地質勘察采樣分析得知,主要由圓礫組成,局部含有卵石和礫砂以及細砂,具有磨圓度高的特點,并且孔隙度很大,透水性很強,含水層沿著河谷呈現條帶狀分布,形成了相對均質的含水層。這里的地下水為潛水,具有富水性特點,含水層厚度超過20m。

(2)侵入巖類裂隙水含水層。根據水文地質勘察的結果顯示,分布在江北岸部分地區,含水層是燕山期塊狀橄欖巖。從巖體的構造情況分析,節理裂隙發育一般,具有透水性和連通性差的特點??辈靺^內沒有泉水出露的痕跡。結合區域的水文地質資料得知,泉水流量<0.1L/s,富水性不強,無法滿足項目的供水需求。

(3)碳酸鹽巖類型巖溶裂隙水含水層。從具體分布情況分析,處于區域北岸西部邊緣地帶以及勘察區外圍廣大地區,含水層是泥盆系金寶山組灰質白云巖,以及薄中層狀白云質灰巖夾泥灰巖。此巖體的構造節理裂隙發育,并且多發育溶隙溶孔,具有很強的富水性,勘察區內出露沒有見到泉水。根據勘察區的水文地質材料得知,巖溶中等發育,暗河流量<100L/s,富水性中等??辈靺^域內地形切割劇烈,且存在陡峻的谷坡,巖溶水分布不均勻。從地下水的分布情況分析,古坡地帶地下水埋藏很深,選廠區域組合井鉆孔深度為112.65m,礦山回風井鉆孔深度為203.56m,經過勘察周圍都未發現地下水水位,因此確定選廠區以及周圍內不適宜開采地下水。

5.2.3 地下水資源評價

水量。計劃建設供水水源地擁有穩定的水源,地下水可以直接長期通過周圍的江水和其他地下水滲入補充。隨著水源地的開采,受到水位下降與降落漏斗的擴大影響,將會使得開采補給量顯著增加,同時排泄量也會減少,以此實現開采量與補水量的平衡。若處于合理開采的狀態,那么地下水的動態會更加穩定。不過若上游筑壩截流,使得江水流量減少,或者出現河床淤塞的情況,那么會使得滲透條件變差,很容易造成水源地開采資源量減少的情況。

地下水資源的綜合評價。根據勘察獲得的資料現實,第四系松散巖類孔隙水的補給量大約為10440m3/d,而最大需水量大約為6220.8m3/d。通常來說,可以滿足項目用水的需求,建設的取水設施也可以達到項目用水需求。不過根據現有的資料顯示,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,也無法滿足實際需求,此時隨開采漏斗的擴展,需要調用儲存量。從勘察區的含水層情況分析,儲水量大約為897000 萬m3,按照調用其30%的標準,按照需水量可以供水43 天;如果調用60%,那么可以供水87 天,并且地下水徑流補給量會得到很大程度上的增加,因此即使遇到特枯水期擁有的地下水也可以滿足用水需求。

水質評價。完成抽水試驗前,采集2組樣品,開展水樣分析。根據獲得的結果顯示,PH為7.6,地下水對混凝土結構有著很弱的腐蝕性,會給鋼結構帶來中等的腐蝕。根據地下水質量標準評價,此區域的地下水水質較差,劃分為VI類。水的總硬度和溶解性總固體指標等,都比較高,若用于生活飲用水要加以處理。除此之外,若上游城鎮污水和生活垃圾以及工業廢水等,直接排入到江河,通過河流的垂向和側向入滲,那么地下水水質也會受到污染。

5.3 水文地質勘察的經驗總結

5.3.1 構建完善的水文地質勘察評價體系

為了能夠有效提高水文地質勘察的作用和價值,相關部門和有關工作人員需要積極的完善評價體系,通過不斷深化水文地質勘察工作的深度,促使其應用價值得以有效的發揮。實踐中,需要充分地利用現有的科學技術資源,做好相關技術人員的培養,組建高素質的水文地質勘察科研隊伍,加大對水文地質勘察技術應用的研究,進而能夠更好地推進此項工作。通過科研技術的創新和發展,形成強大的推動力,助力水文地質勘察的現代化發展。結合區域的環境、地質實際情況,選擇適宜的水文地質勘察技術,做好勘察工作深度的把握,獲得高質量的數據信息,有序推進各項工作。在水文地質勘察工作中,嚴格把握內容和廣度,實現各項指標的有效優化,精準調查地下水文情況,為水資源開發和保護提供依據。除此之外,對于現有的水文地質勘察評價體系要進行全面的分析,掌握存在的不足與問題,提出優化與改進的措施。對于現有的評價內容,需要做好內容的拓展,增加勘察工作的深度,保障勘察結果的準確性和利用價值。根據獲得的水文地質勘察資料,為后期的生態環保以及項目開發提供支持。

5.3.2 做好勘察人員的培養

水文地質勘察工作的開展離不開人力資源的支持。目前來說,人才匱乏,需要加大人才隊伍的培養力度,一方面需要積極吸納更多的專業人才,補充水文地質勘察隊伍,增強隊伍的力量。這需要不斷的完善福利待遇水平,使得更多的人員能夠愿意從事一線工作,為水文地質勘察工作的開展提供支持。另一方面,需要對現有的人才力量做好充分的挖掘和利用,積極采取培訓的手段,結合水文地質勘察工作所需要的業務能力,圍繞理論和實踐做好相應的培訓,不斷的提高人員的業務能力水平。從當前的水文地質勘察工作情況分析,在實踐中應用了很多新技術和新設備,為了能夠保證勘察工作開展的質量和效率,必須要做好人員的培訓,提高人員的業務能力水平,使其能夠適應當前的工作要求。日常的勘察工作中,需要督促工作人員嚴格按照技術標準和規范來完成相應的調查與實驗。積極整合人力資源,高效化推進和落實各項工作。

5.3.3 做好勘察技術的應用管理

水文地質勘察工作中積極推廣應用各類技術手段,輔助工作的開展,以獲得不錯的成效。例如,利用熱紅外監測法,根據熱紅外波段的遙感圖像資料,完成地面溫度的測定,進而判斷地下水是否存在。一般來說,勘察工作現場的環境比較復雜,單純依靠人員進行相應的測定,分析會面臨很多的挑戰。采用信息化技術手段,做好相關信息的搜集,根據技術原理判斷,能夠顯著提高地下水探測的效率和質量。隨著紅外遙感技術水平的不斷提高,能夠為地下水探測提供更多的技術支持,全面提高工作的水平和效益,保障數據信息的準確性。除此之外,還可以利用環境遙感信息分析法,根據遙感圖像采集的數據信息,提取和地下水相關的環境因子信息,比如植被和湖泊等,對環境因子與地下水依存的關系進行深度的分析,進而判斷是否存在地下水。實際上,在勘察工作中可以采用的技術手段有很多,需要結合具體的情況來選擇適宜的方法。嚴格按照技術的應用流程和標準做好細節要點的控制,切實保障采集數據信息的質量。

從地質勘察工作的創新和發展角度來說,正在積極推廣應用地質云大數據以及智能化技術手段,不斷提高地質調查的信息化水平。與此同時,在具體調查中,還使用高精度遙感技術采集高質量的遙感數據信息,為后續的地質勘察提供支持和幫助。在信息采集方面,也在積極推廣應用移動終端技術,快速完成現場的數據采集。隨著各類技術的應用,使得地質勘察、調查工作的數字化水平不斷提高,能夠提高工作的效率。水文地質勘察工作的開展,需要結合具體的情況,積極探索有效的創新和優化技術,不斷提高勘察的水平。在引入新技術手段的同時,需要做好技術人員的培訓,不斷提高業務水平,適應當前的勘察工作開展形勢。

6 結語

綜上所述,環境地質勘察中水文地質勘察的應用,面臨技術挑戰與風險,可能會影響到勘察結果的真實性,必須要做好嚴格控制。實踐中要結合水文地質勘察的具體情況,制定完善的勘察技術方案,指導作業的開展和落實,高質量采集水文環境信息。根據勘察得到的資料與信息,結合項目的具體情況進行分析,制定完善的方案,指導項目建設的開展,實現水文地質勘察的價值和效益。

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