特殊地質(zhì)條件下環(huán)境水文地質(zhì)調(diào)查與評價(jià)方法

董 偉

（黑龍江省齊齊哈爾地質(zhì)勘查院，黑龍江 齊齊哈爾 161000）

一個(gè)地區(qū)的環(huán)境水文地質(zhì)指的主要是該地區(qū)內(nèi)部自然環(huán)境中，地下水的一系列的變化規(guī)律和運(yùn)動現(xiàn)象。近些年來，由于我國對于該領(lǐng)域的重視以及一些相關(guān)工作的硬性需要，我國國內(nèi)針對環(huán)境水文地質(zhì)調(diào)查與評價(jià)方法的相關(guān)研究已經(jīng)從開始的探索階段進(jìn)入到了一步一步逐漸深入的階段，相關(guān)研究人員要積極探索、大膽創(chuàng)新，爭取讓我國能夠在該領(lǐng)域的研究當(dāng)中更進(jìn)一步，為我國的建設(shè)和發(fā)展貢獻(xiàn)一份微薄的力量[2]。

1 針對環(huán)境水文地質(zhì)狀況研究任務(wù)概述

到目前為止，我國國內(nèi)針對水文地質(zhì)所開展的研究主要有兩個(gè)方向，也是水文地質(zhì)研究當(dāng)中最主要的兩個(gè)任務(wù)，即凈水與找水。進(jìn)行水文地質(zhì)的相關(guān)工作之前首先要熟悉該地區(qū)地下水的分布狀況，了解和掌握地下水的運(yùn)動和變換規(guī)律，除此之外，還需要注意收集的信息有地下水水層的分布情況、地下水的深度等等。為了保證這些水文地質(zhì)相關(guān)信息的準(zhǔn)確性和真實(shí)性，收集信息的過程需要高度重視，需要專業(yè)的工作人員使用專業(yè)的設(shè)備來對所需要的信息進(jìn)行采集和整理，并且，由于不同的巖層之間有一定的關(guān)聯(lián)性，工作人員需要對該地區(qū)的地質(zhì)條件進(jìn)行一個(gè)整體的分析和評價(jià)。在取得所需要的數(shù)據(jù)之后，研究人員就可以根據(jù)這些數(shù)據(jù)來對該地區(qū)的環(huán)境水文地質(zhì)進(jìn)行調(diào)查和評價(jià)，來獲取一些有效的信息，例如：該環(huán)境地區(qū)的水文地質(zhì)條件是否適合進(jìn)行一些建筑物的建造、該環(huán)境會對建筑物造成哪些影響等等[3]。還有需要研究人員們特別注意的一點(diǎn)就是，這樣收集來的一個(gè)地區(qū)的水文地質(zhì)數(shù)據(jù)具有一定的時(shí)效性，由這些數(shù)據(jù)而得來的一些結(jié)論和建議也同樣具有時(shí)效性。在這些數(shù)據(jù)過了使用期限之后，可以建立一個(gè)數(shù)據(jù)庫，將這些信息全部儲存在里面，為之后的水文地質(zhì)條件的調(diào)查和評價(jià)提供借鑒。

2 在特殊地質(zhì)條件下進(jìn)行水文地質(zhì)條件調(diào)查的方式

到目前為止，雖然我國在水文地質(zhì)環(huán)境的調(diào)查和評價(jià)方面已經(jīng)取得了很多成績，但是仍然有著一定的缺陷，還有很大的發(fā)展空間，例如：我國國內(nèi)還沒有一個(gè)完善的水文地質(zhì)條件調(diào)查和分析政策來支持研究人員開展相關(guān)的工作。在下文中，將從幾個(gè)不同的方面來介紹在一些特殊的地質(zhì)條件下，如何進(jìn)行水文地質(zhì)環(huán)境的調(diào)查。

第一，在進(jìn)行調(diào)查工作之前，需要進(jìn)行一些準(zhǔn)備工作，主要是要了解該地區(qū)的地質(zhì)情況如何，要熟悉該地區(qū)地質(zhì)條件的變化規(guī)律，將這些資料收集、匯總之后進(jìn)行整理，來制定一套調(diào)查規(guī)范，在之后的水文地質(zhì)環(huán)境調(diào)查工作進(jìn)行的過程中，工作人員就需要嚴(yán)格按照這一套調(diào)查規(guī)范來進(jìn)行工作，使得整個(gè)調(diào)查流程更加規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化[4]。

第二，在進(jìn)行水文地質(zhì)環(huán)境的調(diào)查過程中，工作人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況來選擇合適的調(diào)查方法，設(shè)計(jì)出一套調(diào)查方案和調(diào)查圖紙，并且以這個(gè)方案和圖紙為基礎(chǔ)，在充分了解和掌握該地區(qū)的特殊地質(zhì)條件以及環(huán)境水文地質(zhì)特點(diǎn)的情況下，對該地區(qū)的環(huán)境水文地質(zhì)進(jìn)行一個(gè)總結(jié)。在總結(jié)當(dāng)中需要包含以下內(nèi)容：地下水的流量和流速、地下巖層當(dāng)中是否藏有礦產(chǎn)、礦產(chǎn)的分布情況、地下水水田的總面積、該地區(qū)今后的發(fā)展規(guī)劃等等。除了上述的這些之外，研究人員還需要根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)特點(diǎn)、生態(tài)環(huán)境以及生態(tài)鏈組成情況等條件，針對該地區(qū)的水田進(jìn)行重點(diǎn)調(diào)查。調(diào)查的內(nèi)容可以是該地區(qū)是否存在由于水文地質(zhì)環(huán)境條件所造成的環(huán)境問題，或者是該地區(qū)是否存在大規(guī)模的缺水問題等等。通過對該地區(qū)的水文地質(zhì)環(huán)境的一系列調(diào)查，可以對該地區(qū)的地下水質(zhì)量進(jìn)行評價(jià)，分析出該地區(qū)自身是否具備水文地質(zhì)方面的可持續(xù)發(fā)展的能力，評估該地區(qū)的污染狀況、找出影響該地區(qū)水文環(huán)境質(zhì)量的主要因素并且制定出科學(xué)合理的保護(hù)水文地質(zhì)環(huán)境的措施。

第三，在進(jìn)行完上述的針對區(qū)域內(nèi)水文地質(zhì)環(huán)境的調(diào)查工作之后，下一步研究人員需要設(shè)計(jì)一套以地面為水平基準(zhǔn)線、以調(diào)查包含地下水在內(nèi)的水文地質(zhì)環(huán)境為目的的調(diào)查方案，來對礦井的開采情況、分布范圍以及周圍的地質(zhì)條件變化等因素進(jìn)行更加深入的調(diào)查。在這一步調(diào)查工作進(jìn)行的過程中，研究人員可以使用多種專業(yè)的技術(shù)設(shè)備，利用地下水的水量、水質(zhì)、流速等信息來推測該地區(qū)地下水文地質(zhì)環(huán)境的真實(shí)情況。

第四，調(diào)查該區(qū)域的污染情況。通過之前幾個(gè)步驟中對于該區(qū)域的水文地質(zhì)環(huán)境的一些數(shù)據(jù)的調(diào)查，技術(shù)人員就可以通過使用一些化學(xué)設(shè)備來對其進(jìn)行檢測，來檢測在特殊的地質(zhì)條件下，該區(qū)域的水文地質(zhì)環(huán)境當(dāng)中是否含有超過國家環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的重金屬以及其他的化學(xué)污染物。為了檢驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，可以同時(shí)在地下水流域的上游、中游和下游進(jìn)行水質(zhì)的檢測，當(dāng)其中一個(gè)區(qū)域的檢測結(jié)果顯示含有過量的污染物時(shí)，就表明調(diào)查區(qū)域當(dāng)中存在嚴(yán)重的污染現(xiàn)象。在已知該區(qū)域有一定的環(huán)境水文地質(zhì)污染之后，就應(yīng)當(dāng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況以及該區(qū)域內(nèi)特殊的地質(zhì)條件，來規(guī)劃出一個(gè)科學(xué)合理的、能夠提升該區(qū)域在特殊的地質(zhì)條件下環(huán)境水文地質(zhì)等各個(gè)方面的可持續(xù)發(fā)展能力的方案或者是措施，并且要根據(jù)制度規(guī)定，實(shí)事求是的填寫報(bào)告并做好有關(guān)記錄[5]。

3 針對特殊地質(zhì)條件下環(huán)境水文地質(zhì)條件的評價(jià)方式

在上文當(dāng)中，從幾個(gè)不同的方面介紹了一些調(diào)查環(huán)境水文地質(zhì)條件的方式方法。在下文當(dāng)中，就將針對在特殊的地質(zhì)條件下如何評價(jià)環(huán)境水文地質(zhì)條件制定有效的方案。

3.1 測定環(huán)境水文地質(zhì)參數(shù)

環(huán)境水文地質(zhì)參數(shù)是一項(xiàng)表示該區(qū)域地質(zhì)特點(diǎn)的參數(shù)，環(huán)境水文地質(zhì)參數(shù)可以根據(jù)該區(qū)域當(dāng)中地下水不同時(shí)間下不同的應(yīng)力狀態(tài)，來對該區(qū)域內(nèi)環(huán)境水文地質(zhì)的質(zhì)量進(jìn)行分析。在一般情況下，最簡單的環(huán)境水文地質(zhì)參數(shù)是由地質(zhì)出水量和地下水滲透系數(shù)所共同構(gòu)成的，具體可以表述為以下兩個(gè)方面。

第一，建立一個(gè)具有多維度特點(diǎn)的水量數(shù)據(jù)模型。該水量數(shù)據(jù)模型可以準(zhǔn)確的描述出該區(qū)域內(nèi)地層中水量的變化趨勢，而要建立這樣一個(gè)精準(zhǔn)的水量數(shù)據(jù)模型，就需要使用到單井抽水方法。由于有許多的外界因素可能會影響到最終環(huán)境水文地質(zhì)參數(shù)的測定結(jié)果，要在經(jīng)費(fèi)允許的范圍內(nèi)，盡可能多的設(shè)置地質(zhì)觀測井來盡可能的減小外界因素對于最終測定結(jié)果的影響，同時(shí)也解決地質(zhì)參數(shù)的多解性的問題。除此之外，由于在測定環(huán)境水文參數(shù)的過程中涉及到的影響問題較多，并且地質(zhì)層受到的干擾較大，為了提升最終結(jié)果的準(zhǔn)確性，需要在降水運(yùn)行、測定參數(shù)之前對每個(gè)檢測點(diǎn)進(jìn)行一次抽水檢驗(yàn)，并且在測定參數(shù)的過程當(dāng)中要使用優(yōu)化地下水的方式來控制好地下水的流速。

第二，研究人員需要在抽水試驗(yàn)間內(nèi)設(shè)置好四個(gè)左右的抽水井，目的是為了觀察其中水位在進(jìn)行工作一分鐘、五分鐘、十分鐘之后的變化情況，觀測點(diǎn)需要設(shè)置在抽水井當(dāng)中不同深度的位置上。研究人員需要以觀測點(diǎn)觀測到的數(shù)據(jù)為依據(jù)來建立一個(gè)目標(biāo)參數(shù)函數(shù)，為了更好的觀察和分析，可以將這些數(shù)據(jù)放置在表格當(dāng)中。通過對抽水井當(dāng)中不同深度所獲得的環(huán)境水文地質(zhì)在垂直狀態(tài)下的水量滲透數(shù)值的檢測，再將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的數(shù)學(xué)分析，皆可以得到該區(qū)域內(nèi)的環(huán)境水文地質(zhì)參數(shù)，就完成了對于一個(gè)區(qū)域的環(huán)境水文地質(zhì)參數(shù)的測定工作。

3.2 對于不同地質(zhì)層之間水力聯(lián)系的計(jì)算

不同的地質(zhì)層之間存在著一定的水力聯(lián)系，這種水力聯(lián)系能夠?qū)υ搮^(qū)域后期的環(huán)境形變產(chǎn)生巨大的影響，這種水力聯(lián)系也在研究人員對一個(gè)區(qū)域內(nèi)的環(huán)境水文地質(zhì)的評價(jià)過程中發(fā)揮著重要的作用。因此，想要順利的實(shí)現(xiàn)對于一個(gè)區(qū)域的環(huán)境水文地質(zhì)的評價(jià)工作，計(jì)算出不同地質(zhì)層之間的水力聯(lián)系是十分重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。在評價(jià)環(huán)境水文地質(zhì)的研究還沒有發(fā)展到今天這種程度的時(shí)候，瑞典的科學(xué)家們就提出了一個(gè)評價(jià)生態(tài)條件的方法：根據(jù)被評價(jià)區(qū)域內(nèi)地表上的環(huán)境水文地質(zhì)的性質(zhì)特點(diǎn)以及所包含的金屬元素所表現(xiàn)出來的行為特征，來對該區(qū)域環(huán)境表面凝結(jié)的金屬顆粒進(jìn)行評價(jià)，再結(jié)合各個(gè)方面所帶來的關(guān)于區(qū)域內(nèi)生態(tài)環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)評估，就可以計(jì)算出該區(qū)域環(huán)境水文地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)的風(fēng)險(xiǎn)值。

4 結(jié)語

綜上所述，通過對于針對在特殊地質(zhì)情況下如何進(jìn)行環(huán)境水文地質(zhì)的調(diào)查和分析，可以使得我國在該領(lǐng)域的研究更進(jìn)一步，可以使得政府和社會更加了解被調(diào)查區(qū)域的水文地質(zhì)情況，為今后對于該區(qū)域的開發(fā)和建設(shè)提供借鑒和思路，規(guī)范相關(guān)的地質(zhì)條件調(diào)查工作的調(diào)查程序，提升建設(shè)該區(qū)域的安全性。在本文中提到的一些針對水文地質(zhì)環(huán)境的調(diào)查方法和評價(jià)方法可以在一些地質(zhì)條件調(diào)查工作當(dāng)中根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行應(yīng)用，希望可以為相關(guān)研究的開展提供有益的借鑒和可行的思路。