水文地質論文匯總十篇

序論：好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程，我們為您推薦十篇水文地質論文范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質，帶來更深刻的閱讀感受。

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2水文地質評價內容分析

從實際工程建設中不難發現，分析很多事故的原因時，勘測報告存在缺陷十分突出。綜合歷史經驗，在今后需注意以下幾點：首先，要加強對水文地質條件的認識，仔細分析地下水與巖土工程和建筑物之間的相互關系，能夠預測出潛在危害，并積極做好防范準備；其次，建筑物地基有很多基礎類型，對勘查要求各不相同。所以實際勘查時應結合具體情況，了解這一地基形式適應的水文地質情況，并搜集相關資料。另外，不同條件下，地下水對巖土工程會產生不同程度的影響，應具體分析應該評價的重點問題。主要有以下問題：①當建筑物基礎深埋于地下水水位以下時，要考慮水體對鋼筋混凝土的影響，是否會對鋼筋形成腐蝕；②如果建筑基礎下部有承壓含水層存在，在開挖基坑過程中，承壓水可能會沖毀基坑底板，需對此可能性進行分析預測；③若施工現場的基礎持力層為膨脹土、強風化巖、軟質巖石等巖土體，施工時地下水活動可能會導致土體崩解或軟化，需對此情況加以考慮；④基坑開挖工作涉及到地下水位以下時，需開展富水性和滲透性試驗，以免工程日后出現滲水現象。同時人工降水也會引起土體一定程度上的沉降，進而降低建筑穩定性，應加強注意；⑤對于壓縮層內存在松散、飽和的粉土和粉細砂的地基基礎而言，管涌、液化潛蝕等可能性也不容忽視。

3巖土水理性質分析巖土與地下水在相互作用

時表現出來的性質就是水理性質，對巖土的形變程度及強度有一定影響，某些情況下甚至直接關乎建筑物的穩定性。然而在以往的地質勘查中，巖土水理性質常被忽視，以至于最終勘查結果并不完整。地下水在巖土中有多種賦存形式，對水理性質的影響程度也有很大差異，需作具體分析。從地下水的賦存方式來看，可分為3種：①重力水。②結合水。在砂土中較少，主要賦存于粘性土中，又可細分為兩大類：一是強結合水，受水分子影響較大，強結合水會被吸附在巖土顆粒周圍形成一層薄膜，吸附力能達到10MPa，與巖土表面結合最為牢固。③毛細管水，通過毛細管作用賦存在巖土毛細管縫隙中，包括懸掛毛細管水、孤立毛細管水幾種，主要賦存在粉土和砂土中。除了毛細管力，還受重力影響，而且還能傳遞靜水壓力。若重力小于毛細管力，水位便會上升，所以地下潛水面的上部形式多為一個與保水帶有水力聯系的含水量較高的濕水層。此外，在巖土空隙中垂直流動時，毛細管水還可能會軟化土體，對建筑物形成腐蝕，甚至會增強土壤的鹽漬性。關于巖土水理性質的參數，通常從以下5點考慮：①透水性。即在重力作用下水體能夠滲透巖土的性能，常用滲透系數來表示，可通過抽水試驗計算滲透系數。透水性受巖土強度和顆粒大小等因素影響較大；②給水性。是一項不可忽視的水文地質參數，即在重力作用下巖土自身能夠流出水量的性能。通常用給水度來表示，可通過實驗來確定；③軟化性。常用軟化系數表示，指的是在浸水之后巖土力學性能降低的性質，多用于判斷巖石的耐水性和耐風化能力。④崩解性。指巖土浸水濕化后,由于土粒連接被削弱、破壞,使土體崩散、解體的特性。巖土的崩解性與土的顆粒成分、礦物成分、結構等密切相關；⑤脹縮性。是由顆粒表面結合水膜吸水變厚、失水變薄造成的。巖土的脹縮性往往是產生地裂縫、基坑隆起的重要原因之一，對地基變形和土坡表層穩定性有重要影響。

4地下水造成的巖土工程危害

4.1地下水升降的危害潛水面上升能導致不良地質現象的發生，如山體滑坡、崩塌。此外，潛水面上升能增強地下水對建筑物的腐蝕性，甚至影響到土壤。現在經常可以看到大面積的地裂和地面快速下沉和地面無故坍塌等等自然災害，殊不知這些都是由于人為因素造成的地下水位下降引起的。更為嚴重的是地下水位下降使水資源減少、水質大大不如從前，這些環境問題給人類的持續和和諧發展、給建筑物的穩定性、給巖土體產生巨大的危害，并阻礙人類的進步與發展。

4.2地下水動壓力危害地下水在天然狀態下動水壓力作用比較微弱，一般不會造成什么危害，但在人為一程活動中由于改變了地下水天然動力平衡條件，在移動的動水壓力作用下，往往會引起一些嚴重的巖土工程危害，如流砂、管涌、基坑突涌等。

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本次研究工作收集了武山礦區詳勘報告以及大量剖面圖、平面圖、水文地質圖等圖件，讀取鉆孔數據資料169個。在對資料進行整理后發現，建立該礦區水文地質模型存在如下困難：①巖體穿越泥盆系到三疊系所有地層，在GMS中建模存在一定難度；②鉆孔分布不均，主要是探礦鉆孔，分布在礦體附近；③礦區南部缺少鉆孔控制，僅有的少量鉆孔且深度也不夠。

解決方案

在GMS中，建立Solid模型一般采用“horizon”方法，“horizon”指的Solid實體中出現的每個地層上界面，自下而上依次編號，故在層序正常地層中應用廣泛。而研究區中心出現大型侵入巖（γ），使原有的正常層序地層被打亂。針對這種情況，將武山巖體（γ）假設為某一沉積地層，厚度在沒有巖體出現的地方湮滅，以這種方式嘗試在有巖體出現地方建立水文地質模型的可行性。考慮到Q覆蓋了所有地層以及巖體，定義其horizonID為最上層8，而武山巖體穿越除了Q以外的其他沉積地層，將其horizonID設置為7，其余地層的horizonID自老至新依次設置為1～6，按照這種horizonID設置再按步驟建立水文地質結構模型。另外，根據現有資料，在深入研究礦區地質構造、地層厚度及展布的基礎上，依據剖面圖、地質圖等資料，虛擬鉆孔78個，從而解決鉆孔分布不均以及深度不夠的問題。圖1為武山礦區分布的247個鉆孔。

建立水文地質結構模型

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(2)地下水位下降帶來的危害。我國屬于多地形多氣候環境，很多地區都缺水嚴重，地表水不足，地下水位明顯下降，從而導致整個地質結構發生變化，這些是由于氣候干旱帶來的水位下降，從而影響了巖土層，影響施工操作;同時，還有一些水位下降是由于地表一些工廠施工，抽取了大量了地下水，造成地下水位明顯下降，也會直接危害到后續的建筑施工，從而使得水源越來越少，環境受到嚴重威脅，建筑工程受到阻礙。

(3)地下水位影響巖土結構帶來的危害。水文地質變化是影響巖土結構的主要因素，而且這種變化是沒有規律的、隨機的，地下水位如果忽高或者忽低，就容易造成巖土結構發生變形，導致地表開裂，對建筑物帶來損害，水位上升時，巖土結構變得松軟，強度低，使得低沉易于壓縮，這就會造成建筑物下沉和變形;而數位下降時，巖土結構就會變得堅硬，強度增高，使得地基隨之而下降，從而造成地表建筑下沉，遭到損壞。

2解決水文地質帶來的危害的具體措施

(1)對地下水位變化危害的解決措施。地下水位的上升和下降都會直接影響巖土結構，影響水源分布，進而影響了建筑物地基的穩定性，所以，在工程地質勘察中，要高度觀察地下水位的變化，結合周圍環境和氣候的變化，密切注意巖土層隨地下水位變化的規律，從而制定出切實可行的預先規劃和施工方案，對發生意外的情感做好預測措施，使得建筑物所承受的危害降到最低。

(2)水源性質危害的解決措施。在實際的水文地質勘察過程中，地下水由于會和巖土結構發生相互作用，從而影響巖土層的含水量，使得巖土結構發生變化，進而對建筑物帶來安全隱患，所以，在勘察時，要注意定期的對地下水進行取樣和監測，使得巖土含水量變化可以更好的被監測，對地下水進行綜合的分析，得出可靠的數據，以便于可以第一時間發現問題，從而做出正確的解決措施，降低安全隱患。

(3)評價機制不足的解決措施。完善的水文地質評價體系可以提高勘察質量和水平，所以，勘察部門要提高工作人員的技術水平和責任意識，不斷完善工程勘察的評價機制，從而提高管理水平，使得水文地質勘察工作更為高效和準確，對地下水位的監控更為嚴格，確保對各類問題可以做出正確的預防和解決措施，從而有助于建筑工程的施工規劃，提高建筑工程的穩定性。

(4)地下水性質變化的解決措施。在勘察過程中，對地下水自身的性質分析也是非常重要的，地下水的PH值、硬度等相關因素的變化，也會對巖土結構和建筑工程帶來一定的危害，為此，必須要對地下水的性質做出準確的分析，找出性質變化與巖土結構變化的規律，及時發現問題，確保將風險降到最低，全方位的保證建筑施工可以有序開展。

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在對水文地質進行勘查的過程中，這一工作的主要目的是確認勘察地以及它周圍的地區是否可以進行工程建筑的施工工作，這是因為在實際的施工過程中，工程建筑的施工工作會對當地的水位產生一定的影響，從而會造成水庫或是河流的潛水位等出現上升的情況，類似的情況在水文勘察的過程中是非常普遍的，它會對常規性的水文勘察工作產生十分嚴重的影響。其中的問題主要體現在以下方面中，一是巖土本身就存在力學性能不夠穩定的情況，這就會導致如果一旦出現潛水位的上升就會使工程建筑受到非常大的影響，進而無法對它的安全性以及穩定性進行維持;第二，如果潛水位上升就會導致河床或是斜坡等處發生滑移或是崩塌的現象，這不僅會對巖體自身功能的正常發揮產生嚴重的妨礙，還會對建筑物的安全造成一定的威脅。

2、在水文地質勘查工作中地下水位問題是勘察工作的重點

地下水位的下降會對工程施工產生非常嚴重的影響造成地下水位波動的原因可能有:氣候的變化，季節變化，地球與月球引力變化，河流、湖泊、水庫水位變化，潮汐變化及氣壓變化等。地下水位的下降體現在三個方面中:一是地下水位與地基中的巖土層密度之間有直接的關系，如果地下水位出現下降的情況就會使巖土層所承受的壓力加大，相關的密度同樣會增加，如果出現這樣的情況，就非常容易出現地面的塌陷或是沉降，從而對建筑施工工作的正常進行產生威脅。第二，如果地下水位出現下降就會使原有的地區內部的平衡被打破。如果附近的土巖出現干濕交替的現象，就會對打地基的木樁造成十分大的影響。石膏層與鈉鹽層自身就容易出現溶解的現象，會對建筑物的地基產生影響，使地基的不穩定性加劇，進而出現偏移的現象。第三，如果地下水位出現下降的現象，就會使巖石出現變壞或是膨脹，更有甚者可能出現地裂問題，對建筑物造成損壞。地下水在天然狀態下的動水壓力作用比較微弱，一般不會造成什么危害，但在人為工程活動中由于改變了地下水天然動力平衡條件。在浮壓力或揚壓力的作用下，往往會引起一些嚴重的巖土工程危害，如流砂、管涌、基坑突涌等。

3、地下水易對建筑物造成危害如果地下水出現問題

在很大程度上是由人為原因造成的。人們進行礦床疏干、建筑堤壩、修建水庫或是過量抽取地下水都會使地下水的水位出現下降。如果地下水的水位出現下降就會造成地裂、地面沉降或是地面塌陷等問題，隨著這類問題的出現，還很可能造成建筑施工場地的水質發生惡化，還可能造成水資源的枯竭。這些由地下水所引起的問題，有極大的可能會對人類的生存環境造成十分惡劣的影響。在建筑施工的過程中，隨著地下水的問題逐漸被人們所重視，現在，在對地下水進行勘查的過程中就得到了先進科學技術的幫助，保證地質勘查工作可以得到進一步的發展，從而在工程施工前發現這類問題并將其解決，以便加大工程的科學性以及合理性。

4、地下水動壓力作用的不良影響

地下水如果在天然的狀態下動水的壓力作用是比較微弱的，一般不會造成什么危害，但在人為的工程活動中因為改變了地下水天然動力平衡的條件，在移動著的動水壓力作用下，往往會產生一些嚴重的巖土工程的危害，例如管涌、流砂、基坑突涌等等。

二、如何解決在水文地質勘察工作過程中存在的地下水問題

1、要對地下水文的勘查工作中與地下水位有關的工作引起高度的重視

對水文地質進行勘察是一件比較復雜的工作，這項工作需要進行全方面的、徹底的、深入的研究才能夠被做好。因此，負責建筑施工的單位一定要從自己的思想上對這一問題重視起來，并把它看做是一個會對整個建筑工程產生十分重要的影響的問題。從全面的角度對這一問題進行分析，在進行水文勘查工作時需要對當地的自然條件以及自然環境進行全方位的考慮，其中包括地形地貌以及水文氣象等自然、地理方面的問題。另一方面，水文氣象問題還能夠從天氣的濕潤度、氣候以及季風等問題上來入手。對于水文地質勘查工作來說，地貌地形是其中十分重要的一部分，在進行勘察工作時應考慮到用來進行施工的相關地區中的地貌是否存在不同程度上的侵蝕以及如果表面有十分明顯的堆積物的話是否會造成建筑物的地基不穩等等。對于建筑工程來講，適合進行施工的地形最基本的要求就是要保證他的平坦與開闊，所以，在進行勘察時一定要對這一問題給予足夠的重視。

2、要建立起科學的、完善的勘查機制

在對施工地的水文條件進行勘察的過程中，這一工作只有受到科學的、完善的機制的指導，才會使水文勘察工作的水平與質量得到顯著的提升。相關機制的建立是一個漫長的過程，在建立期間需要對其進行不斷地更新與完善，才能使它適應實際工作中不斷出現的各種變化。另外，對于工作中實際情況變化的掌握問題也應引起相關部門的重視，要在最大限度上使由于地下水位給建筑物所帶來的各種影響得到降低。

3、使水文勘察工作中的技術含量得到加強

這項工作是一項對技術含量要求較高的工作。如果技術含量得到增加則必然可以避免那些可能發生的地下水問題。在勘查工作中，持水性、容水性以及透水性等許多方面的問題都可需要使這一工作中的技術含量得到加強。另外，還要熟悉施工地區的具體水質情況以及在水中所含有的成分，例如鈣離子、鎂離子以及總硬度等。在實際的工作過程中，施工單位可能會遇到更加復雜的情況，所以，施工單位要做好相應的技術準備，才能針對具體情況實施具有針對性的措施。

4、跟蹤調查水文地質變化，全面掌握變化規律

對工程的相關情況要全面的掌握，尤其是地基的基礎類型，并且對水文地質問題與地基基礎類型相關的問題調查情況，以備工作中的不時之需，提供充足的資料。不僅要掌握地下水現在的狀態，更要掌握隨著工程的施工，實時跟蹤其變化的規律，以及可能發生的任何不良反應，提早做出應對舉措，保證工程的順利施工。

5、從實際出發，落實施工要求

結合地區及工程實際，以辯證法的角度，用具體情況具體分析的原則，探明相關水文地質問題，提供準確的水文地質資料參數，同時積極檢測地下水位，確保水文地質條件對建筑的安全性。

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2巖土水理的性質

巖土由于受到地下水的影響，就可能出現各種各樣的性質，這就是巖土的水理性質。我們在進行工程地質勘察工作時，一定要將巖土水理性質的勘察作為關鍵工作，這樣才能掌握最真實的巖土地質狀況。

2.1地下水的儲存形式

我們平時生產、生活中所使用的地下水，都是以三種狀態儲存在巖土層中的，也就是重力水、結合水和毛細管水。地下水之所以能以這種狀態儲存在巖土深處，其實就是因為地下水有著賦存的特征。

2.2巖土的水量性質

2.2.1軟化性。若巖土受到水的浸濕，就會使其力學強度顯著降低，在這種條件下，巖土就會體現出軟化性的特征。我們在評估巖土的軟化性強弱時通常會將軟化系數作為指標。而在評價巖土的耐風化程度和耐水浸性能時，則需要以軟化系數為依據，因此我們必須準確的確定軟化系數。幾乎所有類型的巖石都會表現出一些軟化性特征。

2.2.2透水性。巖土的透水性就是指當水受到重力的作用，巖土讓水通過自身的一種性質。巖土的透水性通常都是用滲透系數來表示的，但巖土的透水性強弱卻要受到巖土自身的物質組成和結構的很大影響，通常情況下，巖土的堅硬性和巖土的透水性是成反比的。此外，巖土的顆粒直徑也會對其透水性產生一定的影響。

3地質勘查中水文地質的問題分析

工程勘察中，應密切結合建筑物地基基礎的類型預測地下水對建筑工程可能存在的危害，并以實際狀況為前提，根據勘察區域的水文地質條件差異，對地下水存在的問題按照水文地質勘察計劃，找出應對的措施，保證水文地質勘察工作的進行，降低地下水對地質勘察工程的危害，提高建筑質量。進行水文地質勘察工作時，地下水與巖土的相互作用是重要的工作內容。尤其是地下水的運動，對于巖土工程的整體質量有著不可估量的影響，所以我們必須做好這方面的工作。它可能帶來的不良作用主要包括下述幾點：

3.1給基坑開挖造成的影響。進行基坑的挖掘工作時，地下水常常會流到基坑的內部，這便會影響基坑挖掘工作的順利開展，不僅延誤工作進度，還可能降低工作質量。這時，我們應該做的工作是及時的排水，可是這有可能會影響基坑結構的穩定性，甚至可能會使附近的建筑工程發生不均勻沉陷。

3.2給土質造成的影響。萬一基坑內涌入了地下水，則處理會影響工程的順利施工，還可能會影響地質結構的穩定性，極易產生流沙或者是管涌等問題，因此我們要極力避免地下水的這種惡劣影響。若基坑中存有地下水，還可能導致基坑的側壁變形或者是底鼓，無法保障基坑工程的質量。所以，在整個基坑施工的過程中，我們都一定要注意避免地下水的不良影響。

3.3地下水水位上升。導致地下水位升高的誘因是多種多樣的，主要有環境影響、人類活動和地質的變動等主要方面。在巖土工程的施工中，一旦地下水位發生變動，則會給工程施工帶來極其惡劣的影響。比如說地下水的水位上升會讓土壤沼澤化，水量的增大會增大對建筑物的腐蝕性，對整個巖體的結構造成破壞，導致一些巖土出現滑移、崩塌等現象，甚至使整個建筑工程喪失結構的穩定性，無法正常使用。

3.4地下水水位下降。在巖土工程施工中，經常會出現的一個問題就是地下水位的下降，主要原因是人們日常的生產生活中常常會抽取地下水，這便會導致地下水位的下降。而這一變化對于巖土工程的施工同樣有著非常惡劣的影響，可能會出現地面的不均勻沉陷、塌陷或者是地裂等問題，這對于巖土工程的整體結構是致命性的破壞，并且也不利于生態環境的穩定發展，因此，在施工的過程中一定要注意好這一問題，保證好施工的質量和安全。

4地質勘查過程中水文地質問題的注意事項

開展巖土工程的水文地質勘察工作時，不僅要分析水文地質狀況，還需要解決好與之相關的各種問題。在工作過程中一般會做好下列幾項工作：首先，必須給予各種水文地質問題足夠的關注，并保證各項水文地質參數的準確性，要了解施工地區的水文地質狀況、巖土結構和地下水的運動狀況。其次，開展工程地質的水文地質勘察工作時，若土層內含有地下水，則必須深入探究地下水的性質及相關參數，這樣才能給后續的工作提供科學的依據。

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三維地下水數值模擬是當前我國對水文地質孔隙水研究的主要的方法之一，三維地下水數值模擬方法是根據某一個地區的孔隙水的水位、流速等情況計算孔隙水的儲量的一種方法，對于有效的制定孔隙水的使用量有很大的意義，而且一旦孔隙水的儲量大幅度的下降，人們也能夠通過三維地下水數值模擬的方法提早得知，并采取相應的解決措施。目前地下水系統數值模擬方法主要有有限差分法、有限單元法、邊界元法等。有限差分法是一種古典的數值計算方法。有限差分法在研發時計算機還沒有完全的普及，因此，有限差分法并沒有得到大范圍的推廣使用，但是，近年來隨著計算機的逐漸的普及，有限差分法也在地下水流動問題的計算得到了較大的應用。有限差分法的工作原理就是把描述地下水運動的偏微分方程近似地用和它相對應的差分方程來代替，然后對差分方程來求解。這樣就能夠根據計算的數值大致的推算出水文地質孔隙水的運動情況，方便人們根據計算的數值采取相應的措施，緩解孔隙水過度使用的問題。

1.2三維水文地質結構模型研究方法。

三維水文地質結構模型時一種根據孔隙水的各方面情況而建立的數學模型，這種數學模型剛剛被提出就因為其在水文地質探測方面的優勢而被廣泛的應用于水文地質結構的研究中。目前，三維水文地質結構模型主要有三種類型，分別為基于表面的模型、基于體的模型和混合模型。基于表面的模型的應用原理主要是通過在某一個地區隨機的選取大量的點，而且所選取的點的分布圖像必須是不均勻和散亂的，因為只有散亂的隨機的選取監測的點才能夠最真實的反應某一個地區的水文地質結構，對所選取的點所在的位置的水文地質的情況進行監測，并根據這些點的情況推測整個地區的水文地質情況，基于表面的模型在應用中有一個最大的缺點就是水文地質情況是非常復雜和多變的，甚至可能會存在哪怕只是相差一毫米的距離，但是水文地質結構卻完全不相同的情況，因此，通過基于表面的模型推測的水文地質結構的結果的準確性較低，不能夠保證其完全正確。但是，基于體的模型和混合模型卻很好的彌補了這一缺點，因此，混合模型在水文地質結構的研究中應用的最為廣泛。

1.3在水文地質孔隙水研究中存在的不足。

在我國水文地質孔隙水研究方法中存在很大的不足就是對三維地下水數值模擬和三維水文地質結構模型的整體的研究較少，以至于在水文地質結構研究時大都將地下水數值模擬和水文地質結構分開進行研究，即使有研究者將三維地下水數值模擬和三維水文地質結構模型置于一起研究也主要集中于將模型分散地、靜態地放置在一起，或者是通過三維水文質模型來更好的認識地下水系統，并沒有將二者有效整合，尤其是在當地下水位變化時如何對三維水文地質模型產生影響方面研究更為不足。

2孔隙水文地質結構層三維動態建模數據獲取方法

水文地質孔隙水的研究方法主要為建立相應的數學模型，但是，數學模型的建立需要大量的數據作為支撐，但是，由于水文地質孔隙水數據研究的復雜性和困難性導致人們不能夠完全的收集整個地區的所有的數據，以至于建立水文地質孔隙水結構三維動態模型的數據不足。為了解決人們在水文地質孔隙水建模的數據采集中存在的問題，研究者提出了較為適合的建模數據的獲取方法，目前，在水文地質孔隙水的研究中使用的較為廣泛的獲取數據的方法有實際監測數據和模擬數據兩種，顧名思義，實際監測數據就是研究者采用實際的監測手段對所測量地區的水文地質孔隙水的情況進行測量，主要包括孔隙水的水位、運動情況、地面的沉降高度等等，但是，由于水文地質的復雜性和多變性，想要全部測量整個地區內的每一寸土地的水文地質情況都是不現實的，特別是在監測時需要不斷的重復測量，確定每天不同時間內水文地質孔隙水的變化情況，如此一來測量的工作量就會非常的巨大，而在實際的水文地質孔隙水研究中，沒有足夠的監測人員對每個監測點的數據進行采集，因此，在實際的水文地質孔隙水研究中大都是在地區內隨機的選擇大量的監測點，監測這些所選擇的點在不同的時間內的孔隙水的變化情況，在根據所測得的數據估算整個地區的孔隙水的情況，并將其作為水文地質孔隙水建模的數據，以便更好的模擬水文地質孔隙水的結構。而模擬數據方法則是與實際監測數據截然不同的數據采集方法，模擬數據在獲取時不需要實際的檢測地區內的水文地質孔隙水的情況，而是根據其他方面的數據推測出當前地區內的水文地質孔隙水的情況，水文地質孔隙水的儲量、水位、運動情況等都與孔隙水的滲流和土層的沉降情況有關聯，而且還與人們對孔隙水的使用情況有很大的關系，因此，在模擬推測水文地質孔隙水的數據時，需要根據孔隙地下水的三維滲流與土層壓縮機制，建立三維地下水滲流與土層壓縮的耦合模型，利用地下水動態開采資料與地下水動態監測數據通過數值模擬獲取模擬層中各個計算節點上每個模擬時步的土層壓縮量，該模擬壓縮量較好地反映每個模擬時步每個模擬層計算節點上隨著地下水位動態變化土層壓縮情況。利用模擬數據構建模擬區域的三維孔隙水文地質結構模型，一方面可以從三維空間上動態反映含水層與弱透水層空間結構的變化，另一方面與地面水準測量、地面沉降監測基巖標與分層標監測獲得建模數據比較，具有經濟、數據量充足的優勢。但是，模擬數據方法所模擬出來的水文地質孔隙水的數據雖然會很貼近，可是畢竟會與真實的數據存在一定的偏差，因此，在使用模擬數據建立水文地質孔隙水動態模型時，要充分考慮到模擬數據與實際數據之間的差距，以此來保證模型的真實可靠。

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1.1.1地表水與斷層水

煤礦所處位置一般在地面之下，所以在其上方往往會覆蓋一層地表水，它主要來源于雨水、河水及植被根部所儲藏的水分，但其含水量沒有想象中豐富，所以單靠地表水作為水的補給來源是不夠的。煤礦開采中會出現一些斷層，這些斷層中就含有水，我們稱之為斷層水。斷層水會改變地下水的流向和排泄方向，所以在開采煤礦前就要弄清斷層水的分布情況，可采用打孔勘探的方式來調查水文地質情況。

1.1.2地下水

在煤礦區域施工的人員會首先分析巖層特點和水的分布性質，然后依據這些性質的不同將礦區水層分為含水層和含水帶2個類型。在含水層中有種被稱為弱含水層的水層類型，因其分布較散，由碎石和砂粘土組成，含水層厚度比較小，所以其保水能力較弱。而煤礦區里的含水帶則主要含有燧石灰巖與硅質層，含水帶的厚度大約在33m，其巖石結構上的裂縫形狀展開來看則近似蜂窩狀，由此可看出它被水侵蝕得比較嚴重，水會通過這些裂縫流出從而使得巖層流失大量水分。由此可見，巖石結構裂縫含水帶中水的含量是處在不斷變化中的。

1.2礦區水文地質問題

1.2.1礦區的水資源不夠豐富

由于地理原因，中國的水資源和煤礦資源分布不均，甚至有些地區這兩種資源的分布是不一致的。如，北方地區的煤礦資源含量占到90%，但是含水量卻只有30%，不到煤礦資源的一半。且據調查顯示，中國一些地區礦區使用的水量最低應在296m3，但其實際用水卻只有這個數字的一半。總而言之，中國的礦區水資源嚴重缺乏，再加上地理條件限制，其用水標準遠遠低于煤礦生產最低標準。

1.2.2中國的地質環境復雜多變

礦井地質條件在很大程度上受水患影響。據統計，中國大約有1/3的煤礦區域水文地質條件復雜多變，很多地區的煤礦都受到水患侵蝕。而近幾年來，中國大力開發礦產資源，水患影響就更加明顯了，嚴重制約了礦區生產發展。如，中國華北地區，在礦區水文地質條件的勘探中，發現其承壓水中的煤礦資源大約有160×108t，且其底部巖石的水侵蝕情況比較復雜，所以想在礦區進行礦物開采還存在相當大的困難。

1.3礦區環境污染

煤礦在進行開采的過程中會用一系列化學物品對開采出來的礦物進行處理，而處理后的殘留物質則會用水清洗掉，從而帶來水污染問題。這就需要礦區對廢水進行凈化，以免這些污水對周圍居民的身體健康造成危害。隨意排放污水不僅對人體有害，而且也會對礦區下的地質環境及地下水位的分布造成不利影響。隨意排放污水也有可能造成礦區干旱的嚴重后果，它會使含水層里的水分迅速排光，然后使礦區出現坍塌。由此可見，如果沒有正確排放廢水，就會對礦區的生產生活造成嚴重影響，對采礦業的發展也大為不利。

2煤礦生產中的解決方案

2.1合理利用勘探技術

2.1.1勘探人員在進行礦區勘探時首先進行鉆探

這種技術能幫助勘探人員更準確地了解礦區下的地質環境，是最常用的勘探技術之一。在使用勘探技術時會首先觀察當地地質條件，如，施工人員使用泡沫鉆井與空氣反循環技術來勘探處在干旱地區的煤礦，需先要用鉆探來了解清楚當地地質環境。與此同時，我們也要加強勘探技術的研究。

2.1.2物探技術

除了上面所提到的勘探技術，勘探人員也會用到物探技術。該技術充分利用了三維地震法與電磁法的結合使用，大大減少了勘探人員在進行煤礦勘探時出現的誤差。

2.1.33S技術

這項技術是將GPS、RS、GIS這三種技術結合而產生的，該技術在勘探時會使用到計算機，借助計算機的成像技術和分析能力來處理收集到的地質信息。該技術在勘探工作中使用得也很頻繁。借助這種技術，勘探人員在收集數據時會略去一些無用信息，而又因其分析能力強大所以能節約許多時間。綜上所述，3S技術對提高勘探人員的工作效率有著明顯作用，為勘探技術發展做出了重要貢獻。

2.1.4同位素技術

在勘探過程中也常常使用同位素勘探技術，但這種技術所需要時間卻很長。相較于以上幾種方法，這項技術探測到的地下水信息更加精確。

2.2合理的工作方法

2.2.1流量測井法

勘探人員在使用這種方法時，得到勘探信息所用時間較短。它主要在鉆孔到一定階段時，測量鉆孔橫截面縱向水的流量信息。所以在鉆孔出現了縱向流動水時，這種技術可用來分辨含水層和隔水層的區別，且可迅速分析出巖層位置等各種參數。用這種方法來勘探具有便利、穩定等優點，所以該方法也被大量運用到實際煤礦勘探中。

2.2.2λ射線方法

這種方法主要用來尋找礦區水源。當不同的巖石受到λ射線照射時會出現不同反映，利用這個特性，勘探人員能精確了解到地下水的分布狀況，進而找到充足的地下水源。而且使用該方法所用器材比較少，操作難度不高，不受地形限制，能極大節約勘探資金，所以勘探人員最喜歡使用該方法來進行探測。這種勘探技術被廣泛運用在裂隙帶、斷層破碎帶等地帶來尋找地下水源。

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傳統的礦井水文地質資料主要是通過人工的方式來完成對資料的保存和統計的，其不僅具有較大的工作量，而且還具有較低的資料利用率，尤其是在更新維護的時候更加困難，礦井水文地質工作的效率受到了很大的影響。礦井水文地質管理信息系統可以對現代數據庫技術進行充分的利用，不僅可以全面的共享水文地質信息資源，同時，系統的自身可操作性也由于友好的用戶界面而變得越來越高。系統能夠以用戶的需求為根據，將氣象、觀測孔水位以及礦井涌水量等數據提供出來，從而可以方便的解決各種問題，因此其得到了十分廣泛的應用。

1.2自動成圖系統的應用

在圖形數據庫的支持下，礦井水文地質自動成圖系統可以通過對水文地質數據的利用，形成多種常用的礦井水文地質基礎圖件，而且還具備了輸出和編輯的功能。自動成圖系統在礦井水文地質工作中具有十分重要的作用，對礦井水文地質專用圖片的編輯和生成功能進行了強化，使得等值線圖、鉆孔柱狀圖以及水文地質剖面圖等繪制效率得以顯著提升，同時還極大地改善了繪圖的質量和效果。

1.3地理信息系統的應用

作為一個決策支持系統，地理信息系統能夠對與空間和距離分布相關的信息進行采集、存儲和分析。相對于自動成圖系統、管理信息系統以及事務處理系統而言，地理信息系統的最大特色就是其能夠對地理空間分布數據進行處理，也就是說其除了能夠對空間實置數據進行管理之外，同時還可以將與空間實置數據相關的空間位置數據反映出來，因此其可以有效協調、管理和分析實置之間的拓撲關系。這樣用戶既可以將對象的位置分布看到，同時也可以清楚地了解這些對象分別具有什么樣的信息；不僅可以以屬性信息為根據對空間位置進行查詢，同時也可以空間位置為根據對相關的屬性信息進行查詢。地理信息系統在對空間進行分析的時候通常都配備了具有強大功能的分析模型，比如網絡分析、緩沖區分析以及疊加分析等，因此我們可以認為地理信息系統的核心所在就是空間查詢以及空間分析功能，同時還是進行空間信息的決策和評價的非常關鍵的一種手段。

1.4人工智能系統的應用

人工智能系統中具有非常多的實際范例可以供學習使用，并且可以解決很多的礦井水文地質在生產出現的問題，這些問題在實踐中都屬于非結構性問題的范疇，因此雖然具有很多的實際觀測的資料，但是如果仍然選擇以往的技術和方法就很難將其內在的規律揭示出來。神經網絡在對這些實際問題進行解決和處理的時候具有十分獨特的優勢。遺傳算法：對待求解的問題參數實施編碼，最終將生物群體的各個個體形成，同時以優化目標最終將適應性函數的組成確定下來，并且以此作為依據對種群性能進行評估，還能夠對其環境適應能力進行判斷，這就是所謂的遺傳算法。遺傳算法具有高效實用的特點，而且其魯棒性和實質性性非常強，因此在人工智能模式識別以及非線性函數優化等各個領域中得到廣泛的應用，現在在對水文地質進行反演以及對地下水位進行預報的時候就已經開始運用地質方面的遺傳算法。專家系統：作為對專家的思維進行模擬的一種機制。專家思維主要是通過推理以及知識等各種方式的利用解決各種復雜問題的一種人工智能系統。專家系統具有某一特定問題領域的知識，所以其能夠有效的解決很多問題。專家系統最為關鍵的兩個組成部分就是推理題和知識庫，與此同時，專家系統還具有一定的解釋功能，也就是可以專門將系統的行為和結果解釋給用戶。專家系統在對一些非結構化以及不確定性的復雜問題進行解決的時候具有更加明顯的優勢，在解決礦井水文地質實際問題時候采用專家系統能夠解決很多的問題，特別是能夠解決礦井突水的問題。

2礦井水文地質信息系統發展趨勢

2.1多元化的發展趨勢

現在礦井水文地質決策支持系統要發展方向就是信息處理、信息分析、信息管理等多元技術支持融合的方向，對各種復雜水文地質數據進行處理的時候，礦井水文地質信息系統中的數據倉庫可以以各種信息的時間以及詳細程度為根據對其實施層次結構化管理，并且對多維數據庫技術進行了運用。因此相對于一般的數據庫而言，其對于支持決策的制定更加合適。

2.2智能化的發展方向

水文地質信息系統發展的一個非常關鍵的方向就是有效的結合人工智能系統的各種技術。在信息化不斷發展的今天，人們更希望系統并非簡單的分析和處理各種水文地質數據，而是能夠對人類大腦的神經系統和思維機制進行模仿，從而能夠將一些常規技術方法無法處理的問題解決掉。比如解決裂隙帶、發育斷層與礦井生產中突水以及涌水之間的關系，而且在礦井生產中這些問題都屬于迫切需要解決的問題。也正是由于具有著這種需求，才有效地推動了礦井水文地質決策支持系統不斷的朝著智能化的方向發展，現在礦井水文地質決策支持系統由于遺傳算法、人工神經網絡以及專家系統這些智能技術的運用變得越來越有活力。

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二煤礦水文地質勘探技術

隨著科學技術的發展，對于煤礦水文地質勘探也有了越來越多新的技術手段。

1鉆孔透視儀測量巖溶鉆孔透視儀的工作原理

主要基于電磁波的傳播特性。由于電磁波在不同巖性的巖層中傳播的速度和距離都不盡相同，在工作時，將無線電發射機和接收機分別放置在兩個鉆孔內，相距一段距離，發射機作為點源發射電磁波，經過巖層介質，在另一端被接收機接收。利用這一特性，鉆孔透視儀可以用來探測碳酸鹽層地區地表以下不同深度的溶洞和巖溶通道，這些數據可以為研究巖溶發育規律提供重要的參考，對于孔間巖溶形態的探測，即使是在500米或者更深處也能探測得到；在注漿帷幕上清晰地顯示注漿效果，還能方便地對突水點和堵水注漿巷道的位置進行比較準確的定位。

2流量測井法

流量測井法通常用于探測鉆孔不同深度橫截面縱向流量，對于有縱向水流的鉆孔，流量測井法可以用來劃分隔水層和含水層，探測含水層的層位、厚度、滲透性等。MDS-78I是一種流量測井儀，因其具有穩定的性能和簡便的操作而被廣泛使用，它的主要功能是流量和井徑測量，可連續測，也可點測，具體選用視實際情況而定。另外，對于不同的試驗井的測定結果評價也有不同的標準。

3γ射線找水法

γ射線找水法在上個世紀中期就被國外許多專家用來尋找水源，而我國在1974年由原子能應用研究所提出引進了這種方法，在對江、川中、湖北等許多地區進行了試用之后，事實證明，這種方法能夠非常快速準確的探測出基巖的穩伏斷層破碎帶、裂隙帶地下水的位置和分布情況。并且，這種方法操作起來相對比較簡單，儀器攜帶也很方便，所需投入的成本不高，且能取得非常好的探查效果。因此，經引進以來，受到廣泛的應用和改進。

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2水文地質對工程項目的危害

據統計，在地質災害中，地下水造成的災害占很大的一部分，因此，要認真分析地下水變化引起的災害，并制定合理的預防措施，確保工程建筑物的安全、穩定，從而為和諧社會的構建打下良好的基礎。

2．1地下水變化引起的工程危害地下水在自然環境和人為因素的影響下，水位會發生升降變化，當地下水位變化到一定程度后，就會對巖土工程造成危害，從而對整個工程項目造成危害。引起地下水為上升的主要因素有降水量的增加、氣溫的變化、人工灌溉、施工破壞等，地下水位上升會加快土壤中鹽堿化現象，加大地下水對工程建筑物的腐蝕;地下水位上升后，斜坡、河岸還會產生比較嚴重的地質災害，例如斜坡崩塌、滑移等，對工程項目造成嚴重的破壞;地質水位上升還會造成巖土體軟化、強度下降等現象，從而對工程項目的穩定性造成影響。引起水位下降的主要原因是人為因素造成的，例如河流改道、地下水排除等，當地下水位下降后，巖土層會變硬，在這種情況，很容易引起地面開裂、沉降等現象，對地質條件產生嚴重的破壞，從而對工程項目造成影響。受各種因素的影響，地下水位會出現反復變化的現象，這樣很容易造成基礎變形，同時地下水位反復變化還會將巖土層中的膠結物帶走，降低巖土體的強度，對工程施工造成影響。

2．2地下水壓力作用引起的巖土危害在自然環境中，地下水很少產生動壓力，但受開礦、灌溉等人為活動的影響，地下水的壓力平衡會受到破壞，導致局部產生大的壓力，如果遇到粉土層，就很容易引起流砂、管涌等現象，從而造成基礎變形、位移等現象，甚至會造成邊坡失穩，因此工程安全施工事故，對工程項目的順利施工造成嚴重的影響。因此，在進行工程項目施工前，勘察人員要認真分析人為活動帶來的地下水壓力變化狀況，并根據實際情況，制定合理的防范措施，從而為工程項目的安全施工提供保障。

2．3地下水對基礎的影響當工程項目的基礎需要埋深時，需要考慮到地下水變化對基礎的影響，因此，在進行工程項目基礎設計時，在沒有特殊要求下，要保證工程項目的基礎設置在地下水為上面，如果基礎需要埋設在地下水位以下，要采用合理的方法進行防水處理，為保證工程的穩定性，還要對基礎鋼筋混凝土進行防腐處理。如果基礎埋設在承壓水層中，要根據實際情況采用合理的排水措施，降低地下水水位，防止在施工過程中，出現地下水噴出的現象，對施工的順利進行造成影響。當工程項目處于河岸附近時，還要考慮到地表水和地下水的補給關系，防止地表水對工程項目的基礎造成影響。