合浦县沿海地区地下水资源寻找的方法_邓世慧

文章编号:1007-2284(2003)12-0036-03

合浦县沿海地区地下水资源寻找的方法

邓世慧,苏超熙

(广西合浦县水利局,广西合浦　536100)

　　关键词:沉积层次;地下水;砂层;砂砾石层　　中图分类号:TU991.11+2　　　文献标识码:B　　在松散与无胶结的软土地基中打井寻找地下水资源,一般来说比较困难。埋藏在地下深处的地下水,既看不见也摸不着。但在自然界中地下水的存在也不是孤立的,更不是静止的,往往会通过一定的地貌形态和天然出露的地质现象,在地表上客观地反映出来。因此,在松散与无胶结的软土地基上打井寻找地下水资源时,必须要遵循下列基本原则及其方法。

形地势反映一定的地貌特征,但不完全是寻找地下水资源的唯一依据。寻找地下水资源选择井位时,应综合考虑沉积物的成分、结构与颗粒级配的大小及其展布。然后分析地下埋深处有无含水透水岩性砂和砂砾石层,以及砂和砂砾石层的总厚度,并由此判断地下水的流向与水资源分布的初步估算。

(5)调查访问心中有数。调查地下水资源布控打井的井位时,必须要做水文地质工作的环境调查。因当地的群众,对当地的一山一水都十分了解清楚。如那里有水井,水井有多深,水位有几米,水量有多少,干旱季节井水干不干,以及沟谷低洼积水处有无翻滚的垂直上升的小水泡及涌砂现象。如果布控井位时,能了解和掌握这些线索的第一手资料,给寻找地下水资源提供了可靠的依据。

1　寻找地下水的基本原则

(1)要了解和掌握古地质发展历史。地下水的埋藏条件及储蓄与运动,取决于古地质发展历史。即沉积层序、地貌形态及其所经历的地壳运动。如果能掌握这些资料,实际上是恢复古地质环境的最初原始面貌。有助于分析:①当时的地层岩性沉积过程与沉积层序和新老关系。②地下水埋深处有无含水透水砂和砂砾石层。③确定地下水埋藏的基本类型,是孔隙性潜水还是层间承压水。④拟定打井的最终深度。

(2)由表到里推测其深部。地下水的形成过程比较复杂。但一般人认为大气降水和地表水(指江河湖泊水)的下渗便形成了地下水。因此地表水和地下水一样也不停地运动着。例如山口镇单刀村供水井,是根据地表出露的下降泉水排泄而去推测其深部。即含水层界面是地表壤土层与紫红色粘土层接触而溢出的下降泉。它的补给来源和含水层界面一定延伸至来源充足的地方,不然冬季不会有泉水出露。

(3)高处一定要往低处寻找。俗话说:“水往低处流”。因此寻找地下水资源时,千万不要往高处去寻找。一定要往低洼处去寻找,原因是低洼处含水透水天然地质露头多裸露于地表。例如沟谷低洼积水处易见到气孔状的小水泡。两条或两条以上的冲沟易形成富水洪积扇。俗称的掌心地、簸箕地及山区中的小型盆地等,因这些地形系有集雨面积,是地表水的集水点,同时也是地下水的汇集区。

　　(4)地貌形态不完全是寻找地下水的依据。一般来说,地

收稿日期:2003-10-16

1967,,。

2　寻找地下水资源的方法

2.1　古河道底下含水多

古代河流或现代河流在发展的过程中,由于自然因素的改变和地壳的升降运动,促使古代河流或现代河流的逐渐干枯或改道。由于这些河流的底部,广泛沉积有砂和砂砾石层。因此在平原地区寻找地下水资源时,若能寻找出古河道就可以寻找出丰富的地下水资源。

(1)地形上具有古河道谷源的地貌形态。沿沟谷走向到一些湿润地和茂密的杂草及林木。

(2)在原地质构造断裂的主应力作用下,两侧山坡岩性成分、颗粒大小级配以及组成物的结构与颜色的改变和中断。

(3)沿低地的走向拐弯处常常残留有半月形长方体凸起处,是古河道漫滩遗迹。

(4)两侧山坡边见到有古河床壁崖的痕迹存在。

(5)沿着低洼地的走向上游宽而下游突然变窄及其山体水系发育的不对称。

这些地表上出露的地质特征,是指导寻找古河道的最佳标志。例如山口镇大坳供水井,发现山坡两侧与沟谷低洼处砂砾石层颜色和成分上有差异,布控井位找井时,结果钻深到14.49m层,转第38页)

仿此,若把管道理解为圆形洞室,则离开管中心3倍管径以上部分的回填覆土对管道无应力影响;与圆形洞室所不同的只是前者为开挖洞室,后者为填方“洞室”,但其效应是相同的,且后者“围岩”可人工控制,更具主动性。

据此,在管道沟槽回填时,将粒径大于50mm的卵石及漂石置于管顶从管中心起算3倍管径高度以上的部位,并不影响其下部管道与砂卵石这一统一整体的应力分布,从力学的角度看是可行的。

干容重随之增大,就能得到较高的干容重。因此,在无粘性土的实际填筑中,通常需要不断喷水使其在较高的含水量下压实。实际回填时,可不考虑最优含水量问题,而根据不同的压实度要求,在砂卵石中加水压实回填,甚至在小雨天也可施工。

4　施　工

(1)检查管道安装质量,达到设计要求即进行回填。(2)不同管段部位按上述确定的压实度,均采用人工回填、压实。过公路段先填砂卵石原土再填卵石及漂石原土,使砂卵石和钢筋混凝土套管紧密结合,压实。过河段,先在管内充水抗浮,然后浇筑水下钢筋混凝土,上覆砂卵石原土。过水田段为Υ200、Υ160管,管底、管侧、管顶以上50cm范围用粒径小于50mm的砂卵石原土分层回填,每层虚铺厚度20～30cm,严格控制粒径,粒径大于50mm的卵石及漂石须刨开,按压实要求适量浇水,用木锤夯实,小雨天继续回填,不停工;其上填卵石及少量漂石原土,少数400～700mm的大漂石或碎开后混砂卵石回填或弃至场外;表层回填从沟槽开挖出的耕土,局部耕土不够时,在周围荒地取土回填,覆土高出地面5cm作预留沉降量,然后使水田蓄水自然沉实。

本工程于2003年4月竣工,至今运行良好,无漏水、塌陷、管道破裂现象。

参考文献

[1]　许其昌.给水排水塑料管道设计施工手册[M].北京:中国建筑工

业出版社,2002.

[2]　刘灿生,黄毅轩.给水排水工程施工手册[M].第2版.北京:中国

建筑工业出版社,2002.

[3]　华东水利学院.岩石力学[M].北京:水利出版社,1981.[4]　GBJ7-89建筑地基基础设计规范[S].北京:中国建筑工业出版

社,1990.

3.3　粒径50mm以下砂卵石原土与50mm以上的

卵石、漂石原土可以简单分开

　　河流相沉积的砂卵石具有明显的半韵律构造,即每一个韵律都是下粗上细。因此,粗细砂卵石很容易分开,沟槽开挖时,就可以把上层耕植土等表土及粒径小于50mm的砂卵石堆放在沟槽近旁,下层粒径大于50mm的卵石及漂石堆放在砂卵石外侧,以便回填时分层回填。即使开挖时砂卵石与卵石漂石未能分开堆放,回填时再将其分层刨开也较方便。

3.4　确定回填压实度及含水量

根据本工程地质条件,认为可以据《给水排水管道工程施工》GB50268-97第3.5.12条及3.5.15条确定沟槽各部位回填土压实度,即穿越公路管段设置预应力钢筋混凝土保护套管,上部回填砂卵石,压实度92%～95%;穿越河流管段用C20钢筋混凝土包裹;通过水田的管段,在管顶以上高为50cm(即从管中心起算的3倍Υ200管径的高度),宽为管道外边缘范围内松填,压实度85%,管底、管侧压实度90%,表层40～50cm厚度范围不压实,但填高5cm作为预留沉降量。

在土力学中,无粘性土(砂、卵石、砾石、碎石)的击实试验结果表明,其含水量和干容重关系曲线与粘性土是不同的,它在某一较小含水量时会出现最小的干容重,这被认为是由于假凝聚力的影响。随着含水量的增加,假凝聚力逐渐消失,压实(上接第36页)　该井单井出水量大于20m3/h。

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2.2　堆积阶段是地下水的储蓄地

侵蚀堆积成因的阶地,是指河流下蚀作用残留并沿着一定的山坡走向伸延的平坦阶梯状地形。由于这些地形是古代河流的石河床底部,埋藏有较厚的砂砾石层,由于砂砾石层间的空隙较大,自然会埋藏有丰富的地下水资源。例如白沙镇虎岭村供水井。建井选择在侵蚀堆积二级阶地面上,井深12m。单井出水量大于30m/h。

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图1　大山供水井咸、淡水盖本-赫兹伯洛分布示意图

2.3　寻找地下水低洼地带

在平原上,如果地形上出现一连串的低洼地、鱼塘或湿润的潮间地。一般来讲是埋藏地下水的低洼带。因这些地方地下水的水面不会埋藏较深,不然不会通过毛细原理上升反映到地表上来。

　　例如沙岗外镇大山村供水井,淡地下水的界面是2m,即咸水界面H的深度:

H=r淡/(r咸-r淡)·h=80m

式中　r咸

r淡h

;;

的高度。

2.4　寻找古河漫滩

古河漫滩,是古河流高出水面的浅滩。特别是南流江出海口一带,广泛分布有呈月样的地形,富含地下水。但由于近海,饱受海水的侵灌,一般地下水都被咸水所咸化。但在这些地方打井提取地下水时,只要弄清淡地下水的界面,可根据盖本-赫兹伯洛格的直线理论求出咸水界面的深度,如图1

。

但该井为了长期使用发挥经济效益,选定井深40m,估计使用20年不受海水的浸灌。

总之在沿海松散与无胶结的软土地基上去寻找地下水。只要遵循上述找水的基本原则和方法,解决农村人畜饮水、农业灌溉用水及其为地方工业取水用水是具有实际意义的。

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