解析法在地下水环境影响评价中的应用

陆天才

摘 要：近幾年来，地下水环境问题深受重视。由于地下水环境污染存在一定的隐蔽性和一定的滞后性，而且地下水一旦被污染不容易发现。因此，全面而又准确地评价建设项目对地下水环境的影响意义十分重大。《环境影响评价技术导则 地下水环境》（HJ610-2016）规定：一级评价应采用数值法，不宜概化为等效多孔介质的地区除外;二级评价中水文地质条件复杂且适宜采用数值法时，建议优先采用数值法;三级评价可采用解析法或类比分析法。

关键词：解析法;地下水环境;应用

在研究当地水文地质条件的基础上，运用解析法对地下水位进行研究，并采用动力学原理对地下水位进行预测，保证地下水位能够不受施工影响。本文主要以广东地区隧洞施工为案例，分析了解析法在地下水环境影响评价中的应用。

一、研究背景

道路施工的隧洞挖掘常常会花费大量的时间，施工中为了赶时间，经常会增加一些支洞或者斜洞以及竖井等，执行的原则是以排为主，防排结合的治理方法。所有开挖隧洞一旦有大气降水渗透到地下水局部，就会让地下水位下降，还会让地表严重缺乏水分，井水和泉水特别容易干枯，地面的熔岩很容易塌陷给生态环境带来不利影响，会给地下水系统带来十分不利的影响，对水位的影响范围非常大。从整个概况来看，隧洞在建设过程中排水会对区域地下水位造成严重的影响，让地下水位不断下降，很容易导致水资源短缺流量减少等一系列问题，会让区域面积内的水资源严重枯竭从而引发严重的水文地质问题。

施工刚开始运行的期间，一旦有渗漏现象发生，将会让线路两边的地下水位上升，很容易让土壤出现盐渍化和沼泽化。所以对地下水影响进行评价的时候，应该将重点放在隧洞工程上，主要评价排水的线路对地下水位的影响程度，分析的时候常用的方法是解析法，文章运用解析法对其进行探究。运用解析法预测隧洞涌水量已经被广泛采用，国内外现在已经都采用了这种方法，并收到了很好的效果。

二、研究区域概况

1.工程概况

以广东粤西某高速公路隧洞群为例，该项目隧洞的长短不一致，最多的是长隧洞和特长隧洞。其中最长的隧洞达到了6500米，施工难度较大，安全风险系数非常高。

2.工程地质条件

区域内的地质构建比较复杂，地形起伏非常大。一般情况下，高差都在500m以下。从元古界到新生界的沿线地层都暴露在外，各种沉积岩以及变质岩也都暴露在外边。项目沿线范围广泛分布着元古界和古生界，新生界是比较零散的分布。隧洞工程的引水线路一般会经过很多可熔岩地层，像白云质灰岩以及陡山陀组白云岩都属于可熔岩，这些可熔岩可以形成很多个断裂的破碎带储水结构。破碎带的形成主要以南北或者北东为主，东西方向不会发育。结合地勘报告，项目工程在施工当中遇到的碳酸盐岩比较多，在整个线路上占很大的比例。地表以及下面的岩溶都会发育，各种各样的岩溶形态都会有所发育。区域岩溶期一共分为四个阶段，第一个阶段是在高度达到2300-2500m的岩溶不会发育，只会出现一些岩溶的残留。第二期的总高在2000-2100m，岩溶开始刚刚发育，发育的岩溶在形态上大多是垂直岩溶，像落水洞以及漏斗等，水平岩溶的形态非常少，发育的地形也都是峰丛洼地以及溶丘洼地。第三个阶段高度在1600-1900m，这个阶段的岩溶是非常发育的阶段，不但垂直岩溶在发育，很多水平岩溶也得到了发育，地表不但会有落水洞和漏斗，还会出现很多暗河和水平溶洞。第四个阶段是南盘江期，高度在1200-1500m，这个时候的岩溶已经达到了一种极度发育的状态，为隧洞工程建设中线路的埋设创造了有利条件。

三、运用解析法预测地下水环境的计算方法

对涌水量的预测方法以及计算的准确性和隧洞的充水条件有关，因此应该正确分析充水条件计算参数。对整个地形以及岩溶的发育状态和地下水位的分布情况都需要实际探测考察，对钻孔深度进行研究，对地下水位进行推算，以推算出来的结果为主要依据，可以合理采用大气降雨渗透到地下的原理，对隧洞内部涌水量进行一个初步的预测。运用解析法计算隧洞涌水量的方法主要依据地下水动力原理，将整个地质模型进行化解，结合工程开展的实际状况将计算中的不足适时的进行调整。计算隧洞涌水量的方法有很多种，目前采用的基本方法就有古德曼经验式以及地下径流深度法等多种方法。解析法也就是地下水动力学法，采用的原理是地下水动力原理，运用数学解析原理给地下水运用建立一个解析式将隧洞工程对地下水位的影响降到最小。对地下水位变化区域进行计算的半径公式如下，其中R代表影响半径，H代表潜水量水层厚度，K代表含水量的渗透系数， 代表的是重力给水度，t代表的是排水时间。

四、实例分析

1.参数的选取

计算隧洞涌水量的时候必须依据渗透系数以及大气降水的渗透系数，隧洞工程选择参数的时候，一定要结合区域地形的地貌特征以及地质结构，观察岩溶的发育程度，根据钻孔的深度采取合理科学的参数。根据水文有关地质规定，渗透系数的选取一定要十分合理，结合工程项目的地勘报告，工程中具体的参数范围见下表。

2.对预测结果进行分析

能够正确分析水文地质的条件合理选用计算方法和计算参数才能够正确的计算出涌水量，根据对水文条件的调查分析，要充分观察岩溶发育情况，对线路钻孔岩溶也要进行分析，这样可以准确的推算出地下水位。严格依据地下水位动力学原理，对隧洞的涌水量进行一个全面的预测，科学给出评价结果。

3.评价工作分析

（1）大气降水渗透法预测。隧洞中最长的隧洞长度达到了6000m，这个隧洞会穿过很多个岩溶地质区域。地形条件往往呈现出一定的复杂性，岩溶发育的程度也非常强烈，像暗河以及落水洞就属于岩溶发育极为强烈的地区。根据主要线路的埋设可以将隧洞分成20个段落，其中有5个段落涌水量非常强大。运用大气降水渗透法来计算涌水量，一般数据为11  406，803，881，2，392，5 330m3/d，单位长度的涌水量预测数据为1.86，0.85，1.23，2.06，3.28m3/d，雨水量比较多的季节，涌水量常常会达到20811，1605，1761，2783，8659m3/d，单位长度以内最大的涌水量会达到3.71，1.69，2.45，4.11，6.55m3/d，这种情况下，隧洞内很容易发生突水现象危险性比较高。

（2）地下水动力学预测。研究钻孔的水位资料勘察水文地质，运用各种公式计算将各个隧洞的涌水量计算出来，计算的过程要十分详细，包括各个隧洞的洞段也要详细计算。这种方法只能针对水位以下的隧洞进行计算，无法对水位上面的隧洞进行计算。

五、防治策略

一般实施隧洞工程的地区往往水文条件地质非常复杂，该隧洞往往会经过各个水文地质区域，如果区域内部岩溶发育的程度比较强烈隧洞施工将会对地下水产生极大的影响。很多情况下会让水位下降，很多地方解决这种缺水问题的时候，采用的方法主要是打井或者修建水库和水窖，通过地表来引水。经过研究调查发现，没有进行隧洞施工之前，部分村落还是以地下泉水来作为主要的生活用水，但是隧洞施工以后，泉水流量势必会减少，因此人们才会使用修建水库和水窖引水的方式。防止水资源短缺的问题，可以先将各个村落之间的用水量登记下来，针对用水量为村民科学的修建水窖并安装管道，将水窖里边的水引入到村落里边。比如说某村的需水量为74m3/d，就可以修建61m3的水窖来进行补给。需水量达到300m3/d以上的村落，就需要修建水路并将水源引入到村落当中。

六、结语

本文主要从地下水环境入手，运用解析法对隧洞内部的涌水量以及对地下水位的影响作出了分析。运用地下水动力学对地下水位进行预测，准确计算隧洞内部的涌水量。及时预测隧洞施工可能对水文地质造成的各种危害，施工中要采取必要措施，尽最大力量避免这种危害的出现。隧洞施工中很可能造成地下水位下降或者泉水流量减少等问题，针对这些问题就需要打井或者修建水库或者水窖，通过地表解决水资源短缺的问题。

参考文献：

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