揚中地區的水文地質特征分析

黃留新 葛鵬 隋曉嵐 胡遠

Analysis of Hydrogeological Characteristics in Yangzhong Area

HUANG Liu-xin GE Peng SUI Xiao-lan HU Yuan

摘要：揚中地區地質條件特殊，其地下水分布情況對于基坑開挖安全影響重大，減少地下水對揚中地區基坑工程的不利影響，本文以揚中地區某工程為例，并結合長江水位監測數據，推測了揚州周邊地區長江水位的變化趨勢，深入了解區域內的地下水位說分布，結合場地條件，對揚中地區地下水分布特征及變化進行討論。

Abstract： The geological conditions in the Yangzhong area are special， and the distribution of groundwater has a great impact on the safety of foundation pit excavation. The negative impact of groundwater on the foundation pit project in Yangzhong area is reduced. This paper takes a project in Yangzhong area as an example， and combines the monitoring data of the Yangtze River water level to infer Yangzhou. The changing trend of the water level in the Yangtze River in the surrounding area， in-depth understanding of the distribution of groundwater level in the region， combined with site conditions， discusses the distribution characteristics and changes of groundwater in the Yangzhong area.

關鍵詞：揚中地區;地下水分布;土層分布;長江水位

Key words： Yangzhong area;groundwater distribution;soil layer distribution;water level of the Yangtze River

中圖分類號：P641? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）32-0255-03

1? 概述

揚中市位于江蘇南部長江江心地帶，四面環水，地理位置奇特，地質為典型的河漫灘相，在該地區進行工程建設，特備是基坑開挖時，由特殊地質特征決定的承壓含水層對工程安全的影響不容小覷。因此，十分有必要進行揚中地區承壓含水層分布特征等方面的研究。本文首先從揚中地區的工程地質特征描述開始，以目前國際流行的GMS軟件為工具，以揚中某工程為例，基于地質勘探鉆孔數據，建立三維地質模型，清晰生動的展示地下土層結構，在此基礎上討論揚中地區的地下水分布變化特征。

2? 工程地質情況

2.1 地形地貌

揚中市位屬江蘇省鎮江市東北部，三面環水，為長江中僅次于崇明島的第二大島，所處位置為沖洪積平原，江心洲地貌單元，地質為典型的河漫灘相，土層為第四系全新統Q4沖洪積物（砂性土和少量軟弱粘性土），沉積厚度約115m，下伏第三系地層厚度小于55m;第三系地層之下為白堊系上統粉砂巖夾泥巖[2]。

下部各土層分布基本均勻，層厚較為穩定，其中軟土層是在長江潮汐變化和回水潮流淤積的條件下形成的，由于長江潮水季節性和周期性的變化引起河漫灘沉積顆粒的變化，導致在豎向剖面出現含有多層粉砂夾層的淤泥質粉質黏土[3]。

2.2 地層巖性

揚中地區位于寧鎮山脈的東端，屬揚子準地臺，下揚子臺褶帶的北東段，屬低山一丘陵地帶，南部為剝蝕低山區 （I）自西而東，山脈若斷若續，隱約相連，山形多呈渾圓狀，標高多在15-30米。北部沿長江為帶狀淤積平原區（ III）：系長江漫灘，標高一般為3-6米。中部為剝蝕丘陵谷地區（II）各丘頂相連成一平面，標高約在30米左右，為長江1級階地[4]。為了了解揚中揚中地區地下土層的特性，基于大量的地質勘探鉆孔資料，總結了揚中地區典型的土層分布，見表1。

3? 揚中地區的承壓含水層分布特征

3.1 長江水位特征

1951～1985年35年中，長江的最高潮水位為7.44米，最低潮水位為1.13米，年最高水位平均為6.63米，年最低水位平均為1.57米。揚中河段位于長江下游，長江流經揚中市時，被其分成大江（揚中市以北及東側）和夾江（揚中市以西側）兩部分。揚中夾江段全長45km，水流方向為西北流向東南。100多年來其進出口位置、河道平面擺動及河道尺寸等變化較小，分流比一直穩定在10%左右，是長江中下游較為穩定的支漢河道。

揚中地區位于鎮江水位站下游約30km～60km的沿程距離，根據研究[5]，南京鎮江段的長江水位比降，低潮時為萬分之0.054～0.267，高潮時為萬分之0.018～0.211。取平均值萬分之0.161（落潮），0.115（漲潮），進行分析揚州地區的長江水位，降低0.65m（落潮），0.52m（漲潮）。

除此之外，揚中地區地形狹長，上洲新壩鎮與下洲西來橋鎮的長江水位一般相差20～50厘米。夾江和大江水位亦有差距，一般要比大江水位高10～25厘米。

3.2 揚中地區的地下水分布特征

為了開展揚中地區承壓水分布特征的研究，采用揚中地區基坑工程中的周邊地區地下水位監測數據進行了分析。結合長江海事局提供每日長江水位公告，并結合場中地區基坑工程基坑開挖前地下水位，選取了上述工程中在 2013年內的3個工程作為揚中地區承壓水特征分析的典型案例。

統計這3個工程中關于地下水水位的監測數據，將所有監測點獲得的水位進行每日平均，并與揚中周邊長江水位計算的平均值進行比較，如圖2～圖4所示。雖然，這3個工程的地下水位變化，都是隨著時間而總體有所降低，其原因可能受到基坑降水的影響，但其初始值具有較好的參考價值。從中可以看出：

①長江花城五期工程在2013/3/6～2013/6/14時期的地下水位，總體上是從3月的1.8m左右逐漸降至5月的1.0m左右，在這個階段內，長江水位總體上沒有顯著的變化。從5月開始，長江水位有明顯的上升，而長江花城五期處的地下水位未發生明顯變化;揚中三茅城工程在2013/7/16～2013/9/27時期的地下水位，總體上有略微的降低，同時長江水位總體上有明顯的降低;博聯明珠工程在2013/11/7～2013/12/11時期的地下水位，與長江水位相似，都出現了略微的降低的發展趨勢。

②總體上，在2013年內，揚中周邊長江水位發生了從低位期，到上升期、高位期、下降期，最后到年底的低位期，這個過程中，揚中地區的地下水位總體上，3月份從1.8m左右，升高到了2.2m左右，再到11月份降低到了1.3m左右。從這樣一水位的變化規律，即是揚中地下水位隨著長江水位的變化而變化，也可以推測，揚中地區地下水位的主要受到長江水的補給為主。另外，揚中地區地下水位的變動速率遠低于長江水位的變化，因此長江水的補給對揚中地區地下水的變化還受到其他因素影響，如土體滲透系數，從而產生十分滯后，并消除了每個月內出現波動的效應特征，具有平穩化的效應。

③總體上，3月份時地下水位約1.8m，7月份時地下水位為2.2m左右，11月份時地下水位為1.3m左右。當長江水位處于低位期時，揚中的地下水位可能高于長江水位，如圖4所示。而長江水位處于高位期時，揚中的地下水位明顯低于長江水位。前者相對后者的情況，在一定程度上有利于基坑開挖的坑底穩定性。

4? 結語

本文基于對揚中地區的工程地質特征的探討，以及分析揚中地區地下水位以及揚中周邊長江平均水位，研究了揚中地區承壓含水層的分布和時域特性。主要結論如下：①揚中地下水位隨著長江水位的變化而變化，推測揚中地區地下水位的主要受到長江水的補給為主。而揚中地區地下水位的變動速率遠低于長江水位的變化，長江水的補給對揚中地區地下水的變化還受到其他因素影響，如土體滲透系數，從而產生十分滯后，并消除了每個月內出現波動的效應特征，具有平穩化的效應。②當長江水位處于低位期時，揚中的地下水位可能高于長江水位;而長江水位處于高位期時，揚中的地下水位明顯低于長江水位。前者相對后者的情況，在一定程度上有利于基坑開挖的坑底穩定性。

參考文獻：

[1]徐樂昌.地下水模擬常用軟件介紹[J].鈾礦冶，2002，21（1）：33-38.

[2]湯建銘，王鈺.珠江特大橋承臺基坑突涌事故處理降水設計與施工[J].探礦工程（巖土鉆掘工程），2018，45（11）：50-55.

[3]韓丹，凌國華.揚中市河漫灘相軟土工程性質分析[J].江蘇建筑，2011（2）：75-77.

[4]束龍倉，黃晶，李亞平.鎮江市地下水動態變化規律研究[J].長春科技大學學報，2001（2）：149-151.

[5]姚允龍.長江下游干流南京至鎮江河段水面比降分析[J].水文，2008，28（2）：78-80.

基金項目：國家自然科學基金資助項目（NO.51579119）;鎮江市重點研發計劃（社會發展）項目（NO.SH2018024）。

作者簡介：黃留新（1963-），男，江蘇溧陽人，學士，高級工程師，從事巖土工程相關設計及施工管理工作。