工程地质勘察

地质环境监测一、地质环境含义及地质环境监测内容1、地质环境含义地质环境是指影响人类生存和发展的各种地质体和地质作用的总和，包括区域地质环境、城市地质环境、矿山地质环境、地质遗迹保护区地质环境等。2、地质环境监测的主要内容地质环境监测的必要性（四川省地质环境管理第五章规定P6）：地质环境监测主要监测与人类生存和发展密切相关的、动态变化较大的、可能危害人类生存和发展或利用的地质环境，主要包括：地下水动态监测、地质灾害监测及自然地质保护区地质环境监测。二、地下水动态监测（主要依据DZ/T0133-94）1、监测的目的及主要监测内容为了进一步查明和研究水文地质条件，特别是地下水的补给、径流、排泄条件，掌握地下水动态规律，为地下水资源、科学管理及环境地质问题的研究和防治提供科学依据。地下水动态监测主要针对地下水开采区，即人类影响较大的地区，包括区域的及城市区的。主要监测内容包括地下水的水位、水量、水质、水温等要素随时间的变化过程，通过地下水的露头，代表性的钻孔、水井、泉等，按照一定的时间间隔和技术要求进行监测。2、监测网点的布设2.1监测点的分类2.1.1地下水动态监测点依据监测内容可分为水位、水质、水量及水温监测点，通常水位、水温、水质可共用一个点。2.1.2根据监测点的控制作用大小，可分为国家级、省级和地区级等三级监测点。2.2监测网点的布设原则12.2.1对于面积较大的监测区域，应以地下水流向为主，垂直地下水流向为辅布设监测网；对于面积较小的监测区域可根据地下水的补给、迳流、排泄条件进行控制性布设。2.2.1国家级地下水动态监测网点主要是控制国家的主要农业区、经济开发区及主要城市，监测的目的层应是具有现实的供水意义或开发远景的主要含水层，监测区内的名泉、大泉及开发利用程度较高的地热井应为国家级地下水动态监测点，主要布设在我国主要平原、盆地区及地下水作为主供水水源的城市区。2.2.3省级地下水动态监测网点应在国家级监测网点的基础上，进一步控制次一级水文地质单元及具有供水意义和前景地区，监测点应包括区内代表性泉、自流井、地热井等。2.2.4地区级地下水动态监测网点的布设则起到加强和强密国家级、省级监测网点的作用，使监测网点更全面、更完善、包括区域或城市地下水位下降漏斗区、排水影响区及水质污染区等。2.2.5地下水动态监测网点的密度地下水动态监测网点的密度主要依据地下水类型(孔隙水、岩溶水、裂隙水)、水文地质条件复杂程度（复杂、中等、简单）及监测网类型（区域网、城市网），以及地下水供水程度等因素而定。对于孔隙水、中等复杂地区，区域型监测网每1000km2，应布种类监测点10~82个，城市型监测网每100km应布各类监测点10.7~8.5个（地下水供水程度＞80%）。2.3地下水动态监测点的建设2.3.1各类监测点（井、孔）的孔深、孔径必须满足监测要求，具有地层岩性和井管结构资料，监测孔尽可能为非开采井（以受多开采干扰），其中国家级监测点要求最高，地区级监测点可用机井、民井代替。2.3.2每个监测孔必须建卡，作为永久档案资料，卡片内容包括：统一编号、原编号、观测点类别、位置、座标、井位示意图、地层岩性柱状与井结构图、监测目的层的起——止深度、监测项目、建卡日期、始测日期、其他。2.3.2监测孔的安装：孔口应安装必要的保护装置和测流等装置等，水位监测点必须测量地面高程并设置基准点。22.3.4监测孔应每两年测一次孔深，如有淤塞，应及时清理。3、监测项目及要求3.1地下水水位监测地下水位监测是测量地下水位的埋藏深度和高程。监测频率：区域监测网一般每月3次城市监测网一般每月6次监测时间：三次的逢10日测，6次的逢5、10日测；监测精度：一般为±1cm。3.2地下水量监测3.2.1单井涌水量监测对于多年水位持续下降的开采区域自流井需每月或季一次监测单井涌水量（包括水位降深）、水位等。3.2.2开采量调查统计3.2.2.1调查、统计城市集中开采区及自备水源地的生产井数、开采量等。3.2.2.2调查统计区域内不同行政区域水文地质单元内的地下水开采井及开采量。3.2.3泉流量的监测根据泉流量的大小选用溶积法，堰测法或流速仪法测流，根据泉流量稳定情况，按每月1~3次进行。3.3地下水水质监测3.31地下水水质监测点的选择：以国家级监测点为主（50%~100%），省级监点为辅来选择，为水质监测点。3.3.2水质测定项目：国家级以水质全分析为主。其他以简分析为主。3.3.3水质监测点可分为重点监测点和一般监测点，重点监测点每年枯——丰期各采一次样，一般监测点可每两年采一次样。3.3.4特殊水质的监测：对于水质污染区及地方病区的水质监测，其水质测定项目可根据具体污染源（生活、工业、农业、放射性、酸雨）及地方病类型，分析测定不同物质成分、元素及微量元素。3.3.5采样及送样：采样的容器、洗涤、采取、保存、送样等按照有关规范进行。33.4地下水监测：地下水温监测可与水位测量同步进行，测水温时，应同时测气温，允许误差不超过±0.1℃。4、地下水动态监测资料的整编与分析4.1地下水动态监测点的统一编号为将观测资料存入“动态数据库”，应对观测点按统一要求进行编号。4.2地下水水位资料的整编与分析4.2.1地下水水位资料的整编地下水水位年报表为整编的基础资料，内容包括基本情况、水位标高、水位埋深、每月及年内的水位特征值（最高、最低、平均），水位变化过程曲线、影响因素分析、平均值一般取算术平均值，变化较大的、资料残缺的采用加权平均值及插补法计算。4.2.2地下水水位资料的分析与整理包括：代表性监测点的地下水水位动态及影响因素综合图表。分析多年地下水水位动态类型、变化幅度、变化趋势。编制枯、丰水期地下水位埋藏深度及等水位线图，并确定地下水位下降漏斗区范围。编制当年末与上年末同期水位变化值分布图，表示出上升区、下降区及其变化值。4.3地下水水量监测资料的整编与分析4.3.1地下水水量监测资料的整编编制单井涌水量年报表、单井涌水量调查统计表，泉流量统计表等。编制开采量调查汇总表，内容包括：每眼井每月的开采情况、灌溉情况等。4.3.2地下水水量监测资料的分析编制井、泉水量变化过程及影响因素综合图表，按行政区或水文地质单元的开采模数分区图等。4.4地下水水质监测资料的整编与分析4.4.1地下水水质监测资料的整编编制水质监测资料统计表，实际材料图。44.4.2地下水水质监测资料的分析编制代表性水化学组分或某些元素含量动态曲线图及影响因素综合图表，编制水化学类型及矿化度分布图。4.4.3地下水水质评价：以某种用途的水质为评价标准，如GB5749等，按不同指标进行评价，包括对地下水污染的评价。4.4.4地下水质量评价地下水质量评价一般按GB/14848-93地下水水质量标准中Ⅲ类水标准，采用单因子浓度法对主要离子检出及超标状况进行评价。4.4.5地下水质保护根据地下水质量评价结果，分析导致超标的有毒有害物质来源，途径、迁移和富集的演化趋势，提出防治建议措施。4.5地下水水温监测资料的整编与分析4.5.1地下水水温监测资料的整编，可与水位监测资料一起编成报表，内容相同。4.5.2地下水水温资料的分析，编制水温变化及影响因素综合过程线，分析其相关关系，根据水温变化特征，分析判断地下水补给、迳流、排泄条件，地下水与地表水补、排关系等。5、地下水水情预报5.1地下水水情预报是根据已知的监测资料按一定的数学模型推算未来的地下水位、水质的变化。包括城市的和区域的，一般每年一次。5.2地下水水情预报的内容和形式包括文字说明，基本情况统计表及预报成果分区图。5.3预报成果经上级主管部门审查批准后，由各级政府向有关部门发布。6、报告编制地下水动态监测报告，主要依据监测资料及收集的相关资料进行编制，分年度报告和阶段（五年）报告，报告提纲（附录B）三、地质灾害监测1、地质灾害主要类型所谓地质灾害是指地质作用对人民生命财产和人类的生存与发展造成的危害。5四川常见的地质灾害有崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降、地面开裂、地下水疏干等等。其中前三者是最常见的，现就其监测作出简要介绍。2、崩塌、滑坡的监测2.1崩塌滑坡监测的目的：为了解和掌握崩塌滑坡的演变过程，及时捕捉崩滑灾害特征信息，为其稳定性评价、危害预测、预报及治理工程等提供可靠资料和科学依据。2.2崩塌滑坡监测方法：崩塌滑坡均属斜坡岩土体变形、运动，总是以岩土体变形、开裂开始，因此监测方法相同，常见的监测方法有大地形变位移测量、裂缝位移测量，宏观地质调查法及斜坡仪表监测法等。2.3大地形变位移测量大地形变位移测量是对整个变形斜坡的测量，通过定期测量了解滑坡变形体位置及变形速度变化等。2.3.1观测网的布置沿可能滑坡的主滑方向和垂直主滑方向各选三条以上的观测线，观测线两端均置于外围稳定岩土体之上，形成稳定的照准点（或仪器安放点），而纵横观测线形成的变点即为滑体观测点，每个观测点均用木桩固定，照准点或仪器安放点用木桩水泥砂浆固定（图）。2.3.2观测观测采用经纬仪，对各观测点的纵横位移进行观测。观测时间间隔可10天至半年一次，应根据变形快慢或雨季、旱季而定，观测结果应以表格形式详细记录。2.3.3资料整理与分析2.3.3.1资料整理上述记录资料可整理成两种图件。1）斜坡变形矢量图a.斜坡变形水平位移矢量图b.斜坡变形垂直位移矢量图2）主要观测点的变形曲线图2.3.3.2资料分析6根据斜坡变形水平、垂直位移矢量图可了解滑坡空间变形特征，是整体性的，还是分块性的，不同部位变形大小、稳定性及可能的滑动特征（是高速的，还是缓慢的）。根据主要观测点的变形曲线图可了解滑坡在时间上的变化特征，是缓慢蠕滑还逐渐加速，可能快速滑移等。2.4斜坡开裂变形观测2.4.1地表裂缝简易观测在斜坡变形的主要裂缝两侧，布置若干成对的观测桩点，间距10~20m，短期用木桩，长期用水泥桩，桩中心钉上铁钉作量测照准用，对于完岩层裂缝，可在两侧刻记号，定期对每对桩间的距离进行观测，时间间隔一般7~30天，变形加速时（或雨季）可加密至1~3天，对观测结果应详细记录，根据裂隙变形加速情况作出临滑（塌）报警。2.4.2斜皮深部变形简易观测在斜坡变形体纵横断面上打5~6个钻孔，孔深大于估计的滑动面3~5m，钻孔插入直径5cm的硬质塑料管，孔壁与塑料管之间用粗砂填实，用端系球形重锤的测绳放入管内，直抵孔底，测绳另一端固定在孔口，当斜坡深部某一位置变形，即将塑料管剪弯或剪断，拉动提升测绳，重锤将在变形处卡住，记下测绳读数，即可了解滑动面埋深。2.5宏观地质调查法宏观地质调查法是用常规的崩塌、滑坡变形形迹追踪调查，进行人工巡视，并调查访问当地群众，了解崩塌、滑坡出现的微细变化，时间可安排在汛前或汛期。2.6斜坡变形仪表监测法根据前述的观测原理和方法，应用现代电子技术和遥测技术，研制出一些观测仪器：包括测量地表位移变形、地下（通过钻孔）变形、压力、水位等仪器、设备：如四川环境地质灾害研究所研制的全自动岩土体边坡稳定性监测系统等。3、泥石流的简易监测3.1泥石流的监测目的和任务:为获取形成泥石流的固体物源、水源的变化情况,为泥石流的预测、预报和警报提供依据。73.2物源监测物源监测内容包括：1）形成区内松散土层堆积的分布、面积、体积的变化；2）形成区和流通区内滑坡、崩塌的体积和近期变化情况，观察是否有裂隙产生及裂缝宽度的变化等。3）形成区内森林植被的增减情况，耕地面积和水土保持状况等；4）断裂破碎带的分布、规模及变形破坏状况等。3.3水源监测除对降雨量及其变化进行监测、预报外，主要是对地区、流域和泥石流沟内的水库、堰塘、天然堆石坝、堰塞湖等地表水体的流量、水位、堤坝渗漏水量、坝体稳定性及变化进行观测。3.4泥石流活动监测主要在流通区内观测泥石流的流速和流位（顶面高标）、计算流量。3.4.1观测准备工作1）建立观测标记：在预测、预报的基础上，对那些近期可能发生泥石流的沟谷，选择不同类型的沟段（直线型、弯曲型），划定100米沟段长度，在上、下游断面处作好标记，测定沟谷横断面图。2）确定观测时间，泥石流活动时间短，一般几分钟至几十分钟，故自开始至结束需每分钟观测一次，并注意开始和高峰、结束时间。3.4.2流速（Vc）观测1）浮标法：在测流上断面以上抛草把、树枝等，观测其通过上、下断面的时间（t1,t2）；2）阵流法：记录龙头进入和流出断面的时间（t1,t2）；3）流速计算：100Vc=————(米／秒)t2－t13.4.3流位观测8在沟谷西岸已建标尺上，读出两岸泥石流顶面高程。3.4.4流量计算Qs=Vs×As3式中：Ｑs—泥石流流量（m/s）Vs—泥石流流速（m/s）2As—断面面积（m）3.5泥石流预测3.5.1预测依据：依据上述监测资料分析了解：1）固体物源积累程度，水源大小；2）沟谷发育阶段、暴发泥石流频率。3.5.1.2预测结果根据上述依据可定性预测泥石流暴发的可能性及危险性，可能发生的时间是1年~100年。3.5.2泥石流预报泥石流预报是在泥石流预测的基础上，选择那些极重度和重度危险地区或单条泥石流沟进行预报，对降雨型泥石流，预报泥石流暴发的临界降雨值，然后根据地区气象预报的降雨量大小对比，预报近期内泥石流发生的可能性。3.5.3泥石流警报在泥石流沟的形成区、流通区和堆积区分别放置监测点，将泥石流形成，开始起动、流动等情况及时通过电话或无线电传送到监测预报中心，发出警报，以便主管部门组织危险区人员及时撤离。4、地面塌陷、地面沉陷、地面开裂的监测地面塌陷、地面沉陷、地面开裂可能由地下岩溶塌陷、地下水疏干、地下采空区变形新近堆积土压缩及地质构造活动等因素引起，可依据区域地层岩性、人类工程活动及地质构造等情况来判断，其监测对象仍为地面变形即地面高程变化、地面裂隙的相对位移及地面建筑物的开裂变形等。因此其监测方法仍可采用前述监测崩塌、滑坡的相关方法进行。9