■張 斌 ■江蘇省地質(zhì)勘查技術(shù)院，江蘇 南京 210000

城市地下工程建設(shè)使城市的生存空間明顯加大，例如地下停車場、地下倉庫等地下建筑;地鐵、軌道等地下交通設(shè)施;地下電纜、水管等地下公共設(shè)施等，但隨著其規(guī)模的逐漸加大，人們逐漸認(rèn)識到地下工程會改變地下水原有流通、補(bǔ)給路徑，使地下城市水環(huán)境發(fā)生明顯改變。

1 地下工程建設(shè)對城市地下水環(huán)境的影響

1.1 地下工程建設(shè)對城市地下水環(huán)境的影響分析

雖然地下工程建設(shè)減少了對地表環(huán)境景觀、基礎(chǔ)設(shè)施等造成的破壞，但對地下水環(huán)境卻造成了嚴(yán)重的影響，首先，地下工程特別是隧道等需要獨(dú)立生活空間的工程，需要對地下水徑流進(jìn)行攔截，實(shí)質(zhì)上就是在地下空間人為打造一座“擋水墻”，擋水墻的出現(xiàn)使地下水流通路徑被迫發(fā)生變化，地下水原本的水位隨之調(diào)整，通?！皦γ妗庇碌乃粫惶?，而背水坡的水位會因?yàn)闊o法正常獲得補(bǔ)給而被迫下降，造成地下水動力場發(fā)生改變，這不僅影響地下水循環(huán)的順利實(shí)現(xiàn)而且對城市地表居民供水、城市周圍湖泊水供給等都會造成影響;對于處于巖溶地貌之上的城市，巖溶中的縫隙是地下水流通的主要通道，其地下工程建設(shè)有可能使地下水的主要流通渠道被打破或被添堵，造成嚴(yán)重的水動力場變化。

其次地下工程建設(shè)，特別是規(guī)模相對較大的地下建設(shè)工程，在施工的過程中不僅要進(jìn)行深基坑開挖，而且在這個過程中要進(jìn)行降水，這不僅有可能造成地表建筑物沉降，而且會使地下水的動力流場發(fā)生改變，使其周圍存在的污染水在對其補(bǔ)給的過程中流入潛水層，使?jié)撍畬邮艿轿廴?，這種污染會隨著水循環(huán)過程而持續(xù)擴(kuò)大污染范圍，對水環(huán)境的破壞極其嚴(yán)重。再次在地下工程施工過程中會使用大量含有污染物的化學(xué)制劑對地下土體進(jìn)行加固和防滲透處理，例如施工機(jī)械漏油、化學(xué)注漿等，而且由于地下工程通常任務(wù)量大，施工時間久，工人在施工的過程中會制造大量的生活、生產(chǎn)垃圾，而這些污染物在降水過程有可能進(jìn)入地下水造成地下水污染;工程施工結(jié)束投入使用后，人們的生產(chǎn)生活必然會產(chǎn)生大量的垃圾，雖然現(xiàn)階段我國針對地下工程要求修建專門的垃圾處理通道，但仍無法全面控制垃圾對地下水的污染，使地下水的化學(xué)場發(fā)生改變［1］。

1.2 結(jié)合實(shí)例分析地下工程建設(shè)對城市地下水環(huán)境的影響

某城市地鐵工程潛水賦存在第四系松散對基層，全新統(tǒng)沖積砂層、中下更新統(tǒng)沖洪積砂礫石以及風(fēng)沙黃土構(gòu)成其潛水含水層，隨著地勢起伏，潛水層埋藏深度在10 米至40 米間變化，河漫灘位置水位相對較高，埋藏深度不足五米，由于此城市處于溫帶大陸性氣候區(qū)，地下水位主要受地表徑流、大氣降水和灌溉水補(bǔ)給，所以多年水位變化幅度相對較小，在1 至2 米之間浮動，整體上水位變化與地形起伏變化基本相同。

地鐵工程所處土壤類型、水文條件、基坑規(guī)模等因素決定存在一個位置需要在基坑開挖前要針對地下水、土層中的滯水、地下管道中的滲透水、地表存在的無組織排水以及近期的降水進(jìn)行基坑排降水，以防止在基坑土石方工程中出現(xiàn)地表或地下水涌入、坑底隆起、坑外地層嚴(yán)重變形等問題，此位置位于粘滯黃土層，地下水位深度為10.2 米，受黃土性質(zhì)影響其滲透系數(shù)只有每天1 至16 米，地下水位與厚度不足三米的飽和軟黃土層相連，按照降水量經(jīng)驗(yàn)公式，公式中Q代表工程使用的n 口井一天共同排數(shù)的水量，K 代表實(shí)際的滲透系數(shù);H 代表當(dāng)?shù)氐暮畬雍穸龋琒 代表深降;a 代表具體的導(dǎo)壓系數(shù)，t 代表實(shí)際降水時間;r 代表區(qū)域內(nèi)每一口井到達(dá)任意點(diǎn)的距離，經(jīng)計算此處預(yù)測降水量將達(dá)到每天10000 以上立方米，這必然會對其地下水流場造成影響，但考慮到此處位置周邊沒有高大的建筑物，所以降落漏斗導(dǎo)致的地表沉降并不會構(gòu)成嚴(yán)重的地基塌陷威脅，所以在施工的過程中只要適當(dāng)?shù)睦没炷凉嘧⒌呐艠秾舆M(jìn)行加固維護(hù)即可，由于地下水循環(huán)是一個動力循環(huán)過程，所以在長時間的水位變化過程中，這種影響的程度會逐漸降低甚至完全消失［2］。另外利用地下水流數(shù)學(xué)模型，可以對此位置的含水層標(biāo)高、地下水流進(jìn)行預(yù)測，通過對當(dāng)?shù)貙?shí)際降水、地質(zhì)條件、前期水文報告等資料進(jìn)行分析后得到相關(guān)數(shù)據(jù)并代入水流數(shù)學(xué)模型，可以發(fā)現(xiàn)此地鐵的延伸方向與地下水流的流動方向會發(fā)生斜交，也就是說地鐵路段中的某“點(diǎn)”會形成地下水流通路徑上的阻礙，使其流場發(fā)生變化，地鐵迎水坡的水位會被抬升，而背水坡的水位會被迫下降，由此可見地鐵工程的修建對地下水位有可能產(chǎn)生重大影響，所以應(yīng)盡量壓低隧道的高度，使隧道大部分處于地下潛水層的上部，降低對地下水的影響［3］。

2 在地下工程建設(shè)過程中保護(hù)城市地下水環(huán)境的措施

我國雖于2001 年年底發(fā)布了《建設(shè)部關(guān)于修改〈城市地下空間開發(fā)利用管理規(guī)定〉的決定》，將第八條規(guī)定修改為“編制城市地下空間規(guī)劃必備的城市勘察、測量、水文、地質(zhì)等資料應(yīng)當(dāng)符合國家有關(guān)規(guī)定”，但以地下空間利用強(qiáng)度為調(diào)整核心的具體規(guī)劃仍未出臺，所以以施工地域水文地質(zhì)條件作為地下工程施工力度依據(jù)的地下空間開發(fā)力度規(guī)劃應(yīng)盡早制定并落實(shí)，從而使地下空間利用對地下水環(huán)境的影響降低［4］。另外通過我國地下空間開發(fā)利用相關(guān)法律法規(guī)可以發(fā)現(xiàn)，其都針對于地下水環(huán)境對地下工程建設(shè)的影響進(jìn)行規(guī)定，而忽視了地下工程建設(shè)對地下水環(huán)境的破壞，所以在地下工程施工前必須要全面準(zhǔn)確的進(jìn)行施工地域的水文地質(zhì)勘察，例如當(dāng)?shù)氐叵滤穆癫厍闆r、地下水存在的補(bǔ)水、徑流和排水關(guān)系，在施工過程中有可能對地下水造成的污染程度、地下水中的化學(xué)成分含量等，通過專業(yè)的勘察對施工選址的可行性進(jìn)行綜合評估;然后針對地下工程施工的工藝水平和施工規(guī)模，預(yù)測施工過程可能對地下水環(huán)境造成的影響及程度，例如有可能造成的地下水污染、水位變化等，通過全面的預(yù)測可以對地下工程施工環(huán)境可行性進(jìn)行評估;在地下工程進(jìn)入施工階段，要采取科學(xué)合理的降水方案，避免因人為降水失誤而導(dǎo)致的地下水位不可逆問題，在巖溶地質(zhì)環(huán)境中，考慮到巖溶縫隙為地下水的主要路徑，在土石方施工過程中應(yīng)有意識的回避其重要的巖溶通道;針對施工過程中產(chǎn)生的廢水應(yīng)抽排到地表面，在對其進(jìn)行專業(yè)的沉淀隔油處理并在符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定后才可將其在地表排放;地下工程投入使用后，應(yīng)嚴(yán)格限制在地下空間隨意進(jìn)行垃圾排放，并通過修建防滲帷幕、防滲墻等設(shè)施降低施工污染物或人為污染物對地下水造成污染的程度，除此之外，要定期對地下工程施工周圍地下水水質(zhì)進(jìn)行檢測，當(dāng)發(fā)現(xiàn)地下水水質(zhì)發(fā)生變化時，要密切監(jiān)控并及時采取措施進(jìn)行控制［5］。

3 結(jié)論

通過上述分析可以發(fā)現(xiàn)，地下工程建設(shè)會改變地下水流通路徑、使水位、補(bǔ)給路徑等發(fā)生變化，加大地下水體污染的可能，使地下水環(huán)境更加脆弱，不利于人與自然和諧發(fā)展，所以在地下工程設(shè)計、施工及維護(hù)過程中應(yīng)采取有效措施，盡可能的降低對地下水體環(huán)境的破壞，另外，為減少地下水體污染程度，人們在日常生活中也應(yīng)注意垃圾處理，將環(huán)境保護(hù)意識落實(shí)于生活中。

［1］楊曉婷，張徽，王文科，王釗.地下工程建設(shè)對城市地下水環(huán)境的影響分析［J］.鐵道工程學(xué)報，2011，01(11):6-10.

［2］張曦.城市化進(jìn)程對地下水系統(tǒng)的影響［D］.成都:成都理工大學(xué)，2013.

［3］張忠興.城市地下資源開發(fā)的相互影響及其系統(tǒng)動力學(xué)研究［D］.南京:南京大學(xué)，2012.

［4］魯嘉.城市地下水環(huán)境場變異與土結(jié)構(gòu)相互作用的理論分析［D］.南寧:廣西大學(xué)，2013.

［5］張惠平.城市地下工程建設(shè)中的環(huán)境工程地質(zhì)問題——預(yù)防與控制［J］.自然災(zāi)害學(xué)報，2012，12(04):146-149.