关键词：工程勘察；水文地质；危害
实践证明，在工程勘察、设计和施工过程中，水文地质问题始终是一个极为重要但也是一个易于被忽视的问题。之所以重要，是因为水文地质和工程地质二者关系极为密切，互相联系和互相作用，地下水既是岩土体的组成部分，直接影响岩土体工程特性，又是基础工程的环境，影响建筑物的稳定性和耐久性。至于容易被忽视，是在实际的勘察工作中，在勘探成果内因为很少直接涉及水文参数的利用，水文地质问题往往只被认为是象征性的工作，在勘察中大多只是简单地对天然状态下的水文地质条件作一般性评价。在一些水文地质条件较复杂的地区，由于工程勘察中对水文地质问题研究不深人，设计中又忽视了水文地质问题，经常发生由地下水引发的各种岩土工程危害问题，令勘察和设计处于难堪的境地。为提高工程勘察质量，在勘察中加强水文地质问题的研究是十分必要的，在工程勘察中不仅要求查明与岩土工程有关的水文地质问题，评价地下水对岩土体和建筑物的作用及其影响，更要提出预防及治理措施的建议，为设计和施工提供必要的水文地质资料，以消除或减少地下水对岩土工程的危害。
1、工程地质勘察中水文地质评价内容
在以往的工程勘察报告中，由于缺少结合基础设计和施工需要评价地下水对岩土工程的作用和危害，总结以往的经验和教训，我们认为今后在工程勘察中，对水文地质问题的评价，主要应考虑以下内容：
(1)应重点评价地下水对岩土体和建筑物的作用和影响，预测可能产生的岩土工程危害，提出防治措施。
(2)工程勘察中还应密切结合建筑物地基基础类型的需要，查明有关水文地质问题，提供选型所需的水文地质资料。
(3)不仅要查明地下水的天然状态和天然条件下的影响，更重要的是分析预测在人为工程活动中地下水的变化情况，及对岩土体和建筑物的反作用。
(4)应从工程角度，按地下水对工程的作用与影响，提出不同条件下应当着重评价的地质问题。
2、重视岩土水理性质的测试和研究
岩土水理性质是指岩土与地下水相互作用时显示出来的各种性质。岩土水理性质与岩土的物理性质都是岩土重要的工程地质性质。岩土的水理性质不仅影响岩土的强度和变形，而且有些性质还直接影响到建筑物的稳定性。以往在勘察中对岩土的物理力学性质的测试比较重视，对岩土的水理性质却有所忽视，因而对岩土工程地质性质的评价是不够全面的。
岩土的水理性质是岩土与地下水相互作用显示出来的性质，而地下水在岩土中有不同的赋存方式，不同形式的地下水对岩土水理性质的影响程度有所不同，而且影响程度又与岩土类型有关。
结合水是地下水在粘性土中的主要赋存形式，在砂土中含量甚微。结合水尤其是弱结合水与粘性土相互作用时显示出来的性质如可塑性、膨胀性、收缩性等归为粘性土的物理力学性质，因其受强力束缚，活动范围极为有限，对岩土的动态水理性质影响较小。
3、全面了解地下水引起的岩土工程危害
地下水引起的岩土工程危害，主要是由于地下水位升降变化和地下水动水压力作用两个方面的原因造成的。
地下水位变化可由天然因素或人为因素引起，但不管什么原因，当地下水位的变化达到一定程度时，都会对岩土工程造成危害，地下水位变化引起危害又可分为三种方式：
(1)水位上升引起的岩土工程危害。潜水位上升的原因是多种多样的，其主要受地质因素如含水层结构、总体岩性产状；水文气象因素如降雨量、气温等及人为因素如灌溉、施工等的影响，有时往往是几种因素的综合结果。
①土壤沼泽化、盐渍化，岩土及地下水对建筑物腐蚀性增强。
②斜坡、河岸等岩土产生滑移、崩塌等不良地质现象。
③一些具特殊性的岩土体结构破坏、强度降低、软化。
④引起粉细砂及粉土饱和液化、出现流砂、管涌等现象。
⑤地下洞室充水淹没，基础上浮、建筑物失稳。
(2)地下水位下降引起的岩土工程危害。地下水位的降低多是由于人为因素造成的，如集中大量抽取地下水、采矿活动中的矿床疏干以及上游筑坝、修建水库截夺下游地下水的补给等。地下水的过大下降，常常诱发地裂、地面沉降、地面塌陷等地质灾害以及地下水源枯竭、水质恶化等环境问题，对岩土体、建筑物的稳定性和人类自身的居住环境造成很大威胁。
(3)地下水频繁升降对岩土工程造成的危害。
地下水的升降变化能引起膨胀性岩土产生不均匀的胀缩变形，当地下水升降频繁时，不仅使岩土的膨胀收缩变形往复，而且会导致岩土的膨胀收缩幅度不断加大，进而形成地裂引起建筑物特别是轻型建筑物的破坏。
地下水在天然状态下动水压力作用比较微弱，一般不会造成什么危害，但在人为工程活动中由于改变了地下水天然动力平衡条件，在移动的动水压力作用下，往往会引起一些严重的岩土工程危害，如流砂、管涌、基坑突涌等。流砂、管涌、基坑突涌的形成条件和防治措施在有关的工程地质文献中已有较详细的论述，这里不再重复。
水文地质工作在建筑物持力层选择、基础设计、工程地质灾害防治等方面都起着重要的作用，随着工程勘察的发展，其必将受到越来越广泛的重视，切实做好水文地质工作将对勘察水平的提高起着极大的推动作用。
主要参考文献:
水利水电工程地质计算机应用工作的起点基本上与其它专业同步，初期发展也是有声有色的，经过十多年的努力，伴随着改革开放的主旋律，度过了从起步到发展的初级阶段，进入令人困惑的相持时期，最终还是拉开了档次，走向两极分化，从整体上讲落后于其它专业。十多年的发展历程，可以概括为起步阶段、发展阶段、相持阶段和拉开档次等四个阶段。
1.1起步阶段
八十年代中期，PC-1500袖珍计算机使得最基层的地勘队有幸成为计算机的拥有者。袖珍机用于工程地质水文地质的一些小型计算，物理力学试验资料的分析整理，一些小型的简单图件的绘制等等。许多袖珍计算机的使用者们将自己的经验和成果无私奉献出来，在各类专业技术刊物上登出了大量解决实际问题的源程序，自发地形成了自由软件库。单位和个人的应用程序的交流也比较随便和自由，这对提高系统内计算机整体应用水平起到了积极的作用。可以这样说，八十年代中期水利水电系统的袖珍计算机热，为系统内的计算机应用培养了人才，锻炼了队伍。
1.2发展阶段
八十年代后期至九十年代初期，随着计算机硬件和软件技术的发展，PC系列微机大量涌入中国市场，国内计算机处理汉字信息技术也进入了实用阶段，中国人应用计算机有了划时代的突破，水利水电工程地质的计算机应用也进入了形势大好的发展阶段。系统内一些领导比较重视的单位相继组建了工程地质专业的微机室或电算组，装备了一定数量的台式微机，部分地质师转而从事工程地质计算机应用工作，从此有了水利水电工程地质计算机应用的专业队伍。在此期间，工程地质专业计算机应用软件有了很大发展，绘制钻孔柱状图、地质剖面图、等值线图、节理统计图等地质图件亦可达到计算机出图的实用水平；数据库的应用方面，有了一些初步实践和应用规划；在工程地质数值计算方面，将当年在袖珍机上应用较为成熟的一些工程地质计算程序搬到了微机上，并继续开发了一些新的计算程序。总之，这些成果反映出工程地质的计算机应用逐渐进入了实用阶段。
1991年底在长沙首次召开了水利水电工程地质计算机应用交流会，将计算机应用作为水利水电工程地质专业的一项应用技术提高到了可以召开专门会议的重视程度，也是对当时一些人曾认为计算机在工程地质专业中没有多大用处的正面回答，是对本行业计算机应用工作的一次总结。
1.3“相持”阶段
这个阶段大至为1992年到1995年期间，此期间的硬件已从286、386档次迅速更新换代到486和Pentium系列；各类编程工具、制图平台、数据库平台等等，功能越来越强大，Windows系统走向成熟。水利水电工程地质专业的计算机应用自然也有了新的发展，主要表现在绘制钻孔柱状图作了一些版本更新，或与数据库的结合方面有些新进展，剖面图方面可以利用数据库和数据文件在AutoCAD环境下处理复杂地形、断层构造、非钻孔控制的地质剖面等问题，达到了推广应用的水平。在探讨三维地质模型于计算机上的实现亦有些新进展，但离实用水平还有相当距离。就整体应用水平而言，基本上没有更为可以宣扬的重大突破，在此称之为“相持”或“稳定”阶段,当然并不一定很合适。社会不希望动荡，政治强调的是稳定，而科学技术处于稳定状态就等于停滞不前，那可不是我们所希望的。
鉴于“相持”阶段存在的问题，1995年11月在武汉召开了第二次全国水利水电工程地质计算机应用技术交流会，参会单位演示了自行开发的专业应用软件，进行了自由软件的交流。会议就地质计算机应用及软件开发中多年来一直困扰开发者和用户的标准化、通用性等问题展开了热烈讨论，决定筹建水利水电工程地质计算机应用技术协作网（以下简称协作网），以利于加强交流，试图寻找出一条共同发展的新路。
1.4拉开档次阶段
这个阶段大致从1996年至今。水利水电系统的工程地质计算机应用发展很不平衡，经过起步、发展、相持阶段之后，迅速拉开档次就成为必然结果。主要表现在水平高的单位已经建立起了勘测系统的Intranet，可以与分散的地质队实现远程网络通讯，交换工程及管理信息，计算机出图率可达80%以上，地质报告的编写、地质资料的分析整理等等均已达到计算机化。但一些进展迟缓的地方设计院的勘测单位，还有地质计算机出图率为零的，或最多只能出钻孔柱状图。也有少数甲级大院似乎也才刚刚起步，大多数地质师不会熟练操作计算机或水平较低，如此技术水平，当然远远不能适应现代化建设的需要。
这个阶段我们在行业管理方面做了一些力所能及的工作，由水利部水利水电规划设计总院牵头，组建了协作网筹建组，出版发行《工程地质计算机应用》内部交流季刊；投入部分资金开发出《水利水电工程地质标准图例库》软件，该软件以最新批准出版的中华人民共和国行业标准《水利水电工程制图标准(SL73-95)》中的勘测图图例为主，并收入与该标准不重复的部分补充图例。此软件已免费发送水利水电勘测系统各单位试用。
以上阶段的划分仅是一个大概，并无严格界线。
2现状分析
回顾十多年来的发展历程是很受启发的。起步阶段引发了袖珍计算机热，发展阶段许多单位建立起了地质计算机室组，相持阶段基本上没有什么起色，拉开档次阶段产生了技术进步上的两极分化。这种现象决不是偶然的，细分析会发现它与社会发展阶段是一致的。在起步和发展阶段，计划经济占主导地位，各勘测单位在计划体制下运作，具有较好的协调性和同步性，这是计划的优势。相持阶段正是计划向市场名正言顺的过渡，一些单位抓经济效益比抓技术进步来得更快、更有吸引力，也更显政绩，对技术进步的投入放缓甚至停止投入，当然就不会有什么起色。进入拉开档次阶段，则充分显示出了各单位的综合实力，包括政治、经济、人才、管理、决策、技术等等。笔者认为，系统内整体现状处于拉开档次阶段，这个阶段向进展迟缓、技术落后的单位敲响了警钟。
工程地质专业是工程基本建设的辅助配合性专业，在工民建、地矿、石油、交通、煤炭、电力等行业部门都有工程地质专业，鉴于水利水电工程建设的特殊性和复杂性，使得水利水电工程地质又是所有这些不同行业的工程地质专业中涉及面最广声望最高问题最复杂任务最艰巨的专业，这是众所周知毋庸置疑的。水利水电工程地质计算机应用具有广阔的发展前景，无论是数值计算、数据库应用，还是专家系统、网络系统，都大有用武之地；特别是工程地质制图(主要指三维问题)，可以说是所有专业计算机制图技术中最为复杂难度最大的，堪称计算机图形学中的世界性难题，很需要我们的地质计算机人员去探索研究。
水利水电勘测行业的计算机应用发展不平衡，档次拉开，这是我们不愿看到的局面，但它又是客观实际的反映，是市场经济发展的必然。社会主义的本质是最终实现共同富裕，但在发展过程中允许一部分人先富起来。同样，我们当然希望技术进步在全行业中都能与时代同步，但实际上又不可能，档次拉开就有其顺理成章的现实合理性。我们这些年一再强调练好内功、加强管理、走向市场、参与竞争，其中的技术进步是重要基础。遗憾的是一些勘测设计单位的领导看不到或不去看到这些问题的实质，从上到下重设计轻勘测的状况多年来没有什么改观，勘测专业技术落后就成为不争的事实。
然而，分析现状产生的原因，自然有其深层次的内涵，社会发展阶段的局限性、经济体制改革的复杂性、事业单位向企业化过渡进程中的不适应性、眼前利益与长远发展的矛盾性、旧的管理制度与新的运作机制的协调性…，似乎越理越复杂，越分析越使人困惑无奈。然而，又是然而，当我们善于将复杂问题简单化的时候，问题就十分明显化了。为什么一些单位在同样的大环境下能够走在时代的前列，只要进行认真的调查研究，都可以得出一个常识性的结论：人才。
一个单位的领导对科学技术的发展熟视无睹，不支持此项工作，缺领导人才！没有发展规划，缺智谋人才；发展规划搞得不好，不能组织有效的实施，缺组织管理人才；软件与硬件系统运转不灵，不能发挥效益，缺应用专业与计算机相结合的复合型人才；总之，一句话：缺人才。竞争的实质是人才的竞争，那些缺人才，或不用真正的人才，或用不好人才的企业必将被市场经济所淘汰！
1998年，在各类媒体上露脸最多也是目前最时髦的词：知识经济。知识经济的基础是信息技术，人类社会进入了信息时代，然而，我们还在补工业时代的课。机遇与挑战同在，业界一再惊呼，我们没有赶上工业文明，决不能与信息文明失之交臂，如此千载难逢的机遇一旦失去，知识经济当然也就是空中楼阁。
3问题探讨
我们撇开以上现状分析中的种种体制与现实方面的原因，单从行业管理与应用技术的角度来看，仍然是两大类问题，一是硬件，二是软件，其组合后的情况就更多了。各勘测单位对此两大类问题的态度差异较大，极端情况是对硬件软件都不以为然，一般情况是重硬件轻软件、重配置轻发挥效益、重开发轻应用、或重应用轻开发、普及与提高不能兼顾、生产与科研不能并举等等。
软件方面的问题更多一些。多年来，专业应用软件分散、标准化程度低，各自为政，很少沟通与交流。水利水电勘测系统的专业软件没有进行过规模性的投入和开发，更没有正规的开发商或软件组织来研究到底我们应该开发什么样的软件，上什么档次，以什么为标准，当然也就不具备象样的商业意义上的软件产品。在行业管理方面，一些规划设计方案难以实施，投入不够，管理不力，或管理困难。
工程地质软件到底向何处去?这一长期困惑我们的疑难命题，随着勘测设计市场化进程的加快，冲突与矛盾将更加复杂化。新机制在落后的技术基础上运作，对于进入市场竞争是极为不利的，而技术的革命性进步又要面对尚在过渡中的管理机制的约束，这种进步更将步履维艰。专业软件的开发需要大量投入，谁来投入？谁来组织、研究、系统分析、总体设计？谁来实施？组建协作网的目的之一，也是想探讨一条发展之路，希望各单位在共同利益的基础上打破封闭状况，建立良好的沟通渠道，走向开放联合，更有效地利用有限的资金，联合优秀人才，共同投入开发本专业的通用标准软件，推动本行业的技术进步。然而，协作网这样一种松散的专业技术性质的群众组织，不具备任何约束效力，完全是一种自愿合作的运作机制，能否完成这一历史使命，有待于实践去检验。
近年来，我们探讨的另一条路就是自由软件之路。根据本系统的实际情况，我们倡议广大地质计算机爱好者们将自己开发的不能形成商品的软件贡献出来广泛进行交流，得到了积极响应。我们将继续倡导这一沟通交流方式，尽可能创造条件使编程者的劳动得到本行业本专业的认可，进而得到社会的认可。
协作网在软件开发方面的原则是：支持基础软件和标准软件的开发，制定标准，研究探讨专业性强难度大的软件。尽管硬件频繁换代，软件疯狂升级，但多是操作系统、文字处理系列软件、工具软件、数据库平台、制图平台等，这些平台对于基本符合流行操作系统和编程工具的各专业性应用软件，均具有单向兼容性，因此，专业应用的基础性和标准化软件具有相对长期稳定的实际意义，不会象那些以商业营利为目的的软件随时淘汰随时升级。显然，开发基础软件和标准软件的意义是长远的，迟早要投入的。
4结语
水利水电工程地质专业在水利水电工程建设中占有十分重要的位置，但多年来，重设计轻勘测成为“正常现象”，工程地质专业的计算机应用整体上落后于其它专业就成为不争的事实。长此下去，待我们猛然醒过来感到工程地质专业拖了工程建设的后退的时候，肯定会象错过文艺复兴，没赶上工业文明一样悔之不及。与其如此，难道不值得令我们认真思考一番吗?工欲善其事，必先利其器。计算机技术在工程地质中的应用应该加速发展了。
参考文献:
（一）地层岩性
区内主要是白垩系中统、扎佐组K2Z，三叠系统关岭组1-3段T2g3、T2g2、T2g1、下统茅草铺组，夜郎组，大冶群T1m、T2y,岩性主要为紫红色砾岩，含钙质、泥质粉砂岩、灰岩、白云质灰岩，泥质瘤状灰岩，紫红、紫绿色页岩，含钙质、泥质白云岩、白云质页岩，红色厚层块状白云岩。
（二）地质构造
境内地质构造属于贵州东部南北向构造带及东西构造黔中隆起，横跨反接之重叠地区，有南北向、东西向、华夏系、新华夏系及各种扭动构造，其中以南北向构造形迹最为显著。区域性南北向构造，主要由一系列南北向褶皱及其伴生的南北向冲断层组成，有复向斜和复背斜，均具扭动构造特征，且相间成雁列排行，龙塘向斜，两翼近于对称，产状较缓，倾角为30-50度，整个向斜由南向北成波状起伏，轴线具有S型，其西面有河沙坝断裂，东面有天文旋转构造的压扭性断裂，河沙坝断裂位于北东50-60度，倾角30-45度，断层带宽度40-80m，断距大于1500m，延伸大于40km，属压性冲断层。水库位于河沙坝断裂及天文压性及压性扭性断裂之间，背斜轴线走向近SN，两翼岩层基本对称，岩层倾角为30-45度，在库区范围内无地震活动记录。
（三）岩溶水文地质特征
区域内水系发育，乌江河流从水库西侧流径，受岩性及构造控制地下水以乌江为排泄基准面，地下水的类型主要有碳酸盐岩溶水及岩溶裂隙水，碎屑岩裂隙水，自垩系为砾岩及泥质砂岩，岩溶较发育，泉流量一般<51I/S，三叠系茅草铺组关岭组为灰岩及白云岩，岩溶不发育，泉流量一般为1051I/S，岩溶裂隙水的分布：因溶蚀作用扩大的裂隙或小管道岩溶水，在白云岩中分布最为普遍，在背向斜核部，因“X”型裂隙发育，地下水易于沟通汇集，在向斜昂起端及背斜倾没处，张性裂隙发育，裂隙水富集成泉涌出，在含水层及隔水层接触地，地下水多顺层出露。
二、库区工程地质条件
（一）库区渗漏
水库位于乌江河流右岸，受乌江河流的切割，地表水以乌江河流为排泄基准面，水库正常蓄水与河流高差300m，库内尾段有一条压性扭动褶皱出露，并深内库内地下，当水库蓄水至5米左右时，能听到流水声，水库建于麻池河下游，切河而建，在枯水季节和无大暴雨的情况下，水就从沿途的溶洞流失，无水进水库内，坝基渗漏，坝与山体接触面渗漏，水位越高，渗漏量增大，水库蓄水达到正常蓄水位于，渗漏量累计有0.02L/S。库内下游河流有3处泉点出现，受水库蓄水限制，渗漏量可达0.5L/S至6L/S。根据泉点与水库蓄水运行观测泉水与库水有水力联系，说明水库向下游产生渗漏。
（二）库岸稳定
库区植被较好，除上游为良田外，老猫水水库左、右坝肩均为灌木林地，岸坡坡度较缓，无大不良物理地质体，库岸稳定。淤积量大。
三、坝址区工程地质条件
（一）地形地貌
坝址区沟谷浅切，呈不对称的“U”型谷，右岸山体高，岸坡陡，坡度40-50度，局部为陡坝，16m高以上为台地，右岸山体低，坡度35度-40度，属碳酸盐岩溶地中山地貌，岩层倾向库内偏下游，近于纵向谷。
（二）岩溶水文地质特征
坝址处于T1m、T2g白云岩，岩体破碎，风化严重，岩溶发育，地下水活动强烈，在坝下游河床300m1000m之间有泉点1、2、3出露，泉水流量不稳定，随着水库水位的升高，形成泉水逐渐增大，经水库运行观测，泉水流量与库水位呈线性关系，说明3个泉点是水库集中渗漏点，在左坝肩，库水沿层间溶隙及坝体与基岩的接触带渗漏，渗漏点不集中，呈筛状分散渗漏，流量随库水位的升降而变化。
（三）渗漏原因分析
水库渗漏包括坝基、绕坝渗漏、库内褶皱产生裂隙渗漏，坝体与基岩接触带渗漏，根据水库多年蓄水运行观测，库水集中渗漏点有3处，分别是坝下游300-1000m泉点1、2、3，分散渗漏点较多，在正常蓄水位时，总渗漏水量达6L/s。
根据坝址区的工程地质、水文地质条件，库水渗漏现状观测，水库渗漏原因有3方面：
①坝基及绕坝渗漏是基岩受构造及岩性控制，岩层产状陡倾，层间溶蚀裂隙发育，库水沿层间溶蚀裂隙产生渗漏②坝体与基岩接触带渗漏是由于建坝时清基不彻底，基础未置于弱风化带上；
③坝体渗漏是建坝时的施工技术水平、建筑材料等未达到设计要求规范所致。
（四）渗漏处理措施
根据水库的工程地质、岩溶水文地质条件及岩石的渗透性质特点，采用帷幕灌浆处理水库渗漏，其设计及工艺措施要点为：
①在库内褶皱带设置双排帷幕，其余部位和坝肩设置单排帷幕；
②钻孔本着依序次施工、逐渐加密的原则，按一、二、三序进行，施工程序及工艺严格按有关《规程》要求。
③帷幕线长度为弱岩溶式，总长80m,孔距4m，共计20个孔；
④采用悬挂式帷幕，下限达基岩深度12m,底界控制在Lu≤10,高程为825.00m附近,底界与白云岩弱风化带搭接。
⑤先导孔和检查孔的岩心采取率≥85％；
⑥帷幕灌浆采用自下而上分段灌浆法或自上而下分段灌浆法，一般孔段灌注材料以R.O32.5普通硅酸盐水泥为主，搭接面附近及主渗漏区以R.O42.5水泥――水玻璃双液灌为主；
⑦灌浆压力一般按1.0－1.5倍水头，但不引起坝变形为宜。
四、结论
在碳酸岩地区,因岩溶发育而产生渗漏、稳定问题,造成的病险水库较多，在开展工作时，应地质测绘、物探方法及水库多年蓄水运行观测来综合分析，采取有效、经济的处理方案；
对强岩溶地区的渗漏处理,采用帷幕灌浆为主的综和治理技术,先进行勘测,再针对病害原因进行灌浆或其它止漏技术设计。施工中,根据岩溶发育情况,及时修正施工工艺,并配合其它防渗处理技术,切忌盲目施灌；
灌浆孔的布置根据实际情况而定,在强岩溶地段,帷幕厚度不完全取决于灌浆排数及排距,一般单排即可满足要求,必要时增灌,孔距也根据实际情况定,以试灌加密孔距的方法,灌浆材料除水泥外,可采用水泥粘土混合液,必要时加速灌剂,除水泥灌浆外,也可采用其它止漏技术；
加强灌浆施工期的观测分析工作,以便及时总结经验,修正灌浆处理工艺设计。
[论文摘要]针对老猫水水库工程存在的问题，对建成运行以来的工程地质、水文地质条件及大坝渗漏、稳定作出评价，并提出相应的渗漏处理措施。
老猫水水库建于20世纪70年代，水库位于瓮安县城北面34Km的龙塘乡官塘村境内，是一座以农田灌溉为主的小型水库。工程建设时，未对水库及坝址区进行地质勘察，至今无相关地质资料，针对工程存在的问题，列为病险水库治理，需对建成运行以来的工程地质、水文地质条件及大坝渗漏、稳定作出评价，并提出相应的渗漏处理措施。
参考文献：
[1]贵州省瓮安县自然经济地图集1989.
[2]中国人民七三二部队，区域水文地质报告.
SunZengfeng1ZhengLiyan1WuLibo1
(1.NankaiUniversity,TianJin,300071;
2.GuilinInstituteofTechnology,Guilin,GuangXi,541004;
3.Bei-Da-GangReservoirAdministrationDepartmentalism,TianJin,300270)
Abstract:TheprojectofYellowRiverdivisionforTianjin(alsocalledYin-Huang-Ji-JinProject)isaneffectivemeasuretoresolvetheproblemofwaterresourceshortageinTianjinCity.Bei-Da-gangreservoiristheonlyoneregulatingreservoirforthisproject.Yin-HuangwatergetssaltedduringbeingstoredinBei-Da-GangReservoirandtheCl-concentrationgoesbeyondtheⅢStandardofGroundWaterQualityfinally.Basedonmasstransfertheory,Yin-HuangWatersalinizationmechanismisroundlyanalyzed.ItisconcludedthattheYin-HuangwatersalinizationmechanismismainlyaffectedbythephysicalgeographyandweatherconditioninBei-Da-GangReservoirarea.Someprojecttoretardthespeedofthesalinizationisproposedinthearticle.
Keywords:Bei-Da-GangReservoir;WaterSalinization;MassTransferTheory；PreventionMeasures
1“引黄水”在北大港水库蓄存前后盐度变化情况
“引黄济津”工程是国家为解决天津市水资源严重溃缺问题而实施的一项重要应急措施[1]，“南水北调”工程是国家为解决北方缺水问题而制定的一项具有战略意义的重要决策。北大港水库作为“引黄济津”工程和“南水北调”工程东线备用方案的调蓄水库，研究“引黄”、“引江”的淡水（目前只有“引黄水”）在北大港水库蓄存期咸化机理有重大的现实意义与深远的战略意义。
北大港水库是位于天津市大港区的一座大型平原水库。大港区是由退海形成的滨海平原地区。北大港水库所在地区在历史上为洪沥水冲积之古泻湖、逐渐演变为海进海退盐碱荒芜的渍水之地，后经人工围堰建坝形成现存规模的北大港水库[2]。“引黄水”在北大港水库蓄存一段时间后水质与原黄河水水质有很大的差异，特别是其盐度（本文只考察氯离子浓度）变化很大。由表1可明显看出，“引黄水”在北大港水库蓄存一段时间后，氯离子浓度逐步增加。
2传质理论简述
质量传递是属于传递现象的范畴，传递现象是自然界和工程技术中普遍存在的现象。质量传递是物系中一个或几个组分由高浓度区向低浓度区转移的一种现象，描述质量传递现象定律为费克定律[3]，表达式如下：
表1引水期间“引黄水”与在北大港水库中蓄存一段时间后的“引黄水”氯离子浓度比较
Tab.1CompareofCl-Concentrationin“Yin-Huang”WaterbetweentheDrawingWaterPeriodandSomeTimeafterBeingStoriedinBei-Da-GangReservoir
“引黄水”入库前氯离子浓度(单位：mg/L)
“引黄水”入库后氯离子浓度(单位：mg/L)
取样点
取样日期
氯离子浓度
取样点
取样日期
氯离子浓度
南运河九宣闸(“引黄济津”工程天津市入口)
2003-9-23
2003-10-10
2003-10-21
2003-10-31
2003-11-12
2003-11-21
2003-12-18
2003-12-31
2004-1-5
47.9
97.2
37.7
43.2
47.6
57.4
71.8
76.2
78.1
十号口门(北大港水库向天津市供水出口)
2003-8-17
2003-10-1
2003-10-31
2003-11-11
2003-12-1
2004-2-2
2004-2-25
2004-4-19
2004-5-11
697
598
184
177
155
155
175
237
258
注：(1)摘自天津市环保局监测中心提供的第八次“引黄济津”沿线水质监测成果表。
(2)地面饮用水Ⅲ类水质标准中氯离子浓度≤250mg/L。
(3)第八次“引黄济津”于2003年9月22日“引黄水”进入天津市，于2004年1月6日结束。
(2)
式中：JA—在y方向上相对于质量平均速度的质量，kg/s·m2；
DAB—物质A在物质B中的扩散系数，m2/s；
dρA/dy—在y方向的浓度梯度kg/m3·m。
3“引黄水”水质咸化机理分析
3.1土壤的影响
北大港水库周边地区及库底土壤属于盐化土壤，其含盐量一般在0.2%~1.5%。“引黄水”进入北大港水库后，必然渗入土壤的孔隙中，形成了土壤水。显然，土壤水与水库中“引黄水”是连通的。根据溶解理论，土壤颗粒中所含的盐分必然溶入土壤水中，这样在土壤水与水库中“引黄水”之间就形成了盐度梯度，根据质量传递理论，盐分将从盐度高的土壤水中扩散到盐度低的水库“引黄水”中，造成“引黄水”盐度增加。因此，盐化土壤是“引黄水”水质咸化的一个源(图1)。
图1北大港水库水质咸化机理模型示意图----蒸发浓缩作用与传质作用
Fig.1Bei-Da-GangReservoirWaterSalinizationMechanismModelSchetch
aboutEvaporationConcentratingandMassTransfer
3.2水文地质情况的影响
大港区是天津水文地质分区最下游的一个区，其地下水的埋藏条件、富水性及水质等特征，均系最差者。大港区第四系浅层水，水位埋深为0.82~6.02米，水化学类型主要为氯化钠型水，地下水中氯离子浓度高达1500mg/L[2]。北大港水库库区的地下水将会通过土壤孔隙与“引黄水”相连，地下水的含盐量高于“引黄水”的含盐量。同样根据传质理论，由于存在盐度梯度，地下水中的盐将向“引黄水”中扩散，造成“引黄水”盐度增加。因此，含盐量高的地下水是“引黄水”水质咸化的另一个源。
3.3气象条件的影响
大港区濒临渤海，处于大陆性与海洋性气候的过渡带，属温暖带大陆性季风型气候，季风显著，四季分明，春季多风少雨，夏季湿热多雨，秋季干燥气爽，冬季寒冷少雪。
3.3.1蒸发量与降雨量的影响
由图2知，大港区年蒸发量大于年降雨量(年平均差值达1400mm)，如果在一年之内没有补充新的“引黄水”，则库区水量就会减少。由于蒸发作用只带走水，不带走盐分，则剩下的水体中的盐的浓度就会增加，这就是蒸发浓缩作用。因此，蒸发浓缩作用是造成“引黄水”水质咸化的另一个原因(图1)。
图21974年至2001年大港区年蒸发量与年降雨量对照图
Fig.2ComparingAnnualEvaporationwithAnnualRainfallfrom1974to2001
3.3.2风的影响
大港区位于季风气候区，并且由于大港区临海，几乎每天都有风。风是引起水体混合的重要因素，当风吹过水面时，对水面产生剪切应力，形成风浪，并产生风吹流，同时形成垂直环流和水平环流［4.5］。由风形成的风浪和环流，对水体产生强烈的搅拌作用，这将会加速盐从库底土壤和地下水向“引黄水”中的扩散速度，从而加快“引黄水”水质咸化速度。另外，风的存在还会加快水分蒸发的速度[6]，从另一个角度加快“引黄水”水质咸化速度。此外，风还吹起部分水库周围的盐化悬浮土粒进入水库，也会增加“引黄水”的含盐量。
3.4“引黄水”入库前原存水水质及水量的影响
由3.1、3.2和3.3的阐述知，在“引黄水”进入水库前，水库原存水（或是上次“引黄水”剩余水，或是蓄洪水）的含盐量必定很高，氯化物含量超过地面水源Ⅲ类标准（表1中2003年8月17日水样即为2002年“引黄水”剩余水）。另外，由于北大港水库是一个天然低洼地经人工围堰形成的水库，其库底地形凹凸不平，因此不可能将水库原存水排尽，这样原有含盐量很高的水就会和含盐量很低的“引黄水”混合，造成“引黄水”水质咸化。通过简单的计算可知，原存水含盐量越高，水量越大，在总库容一定的情况下，混合水水质咸化程度越大。
4减缓“引黄水”水质咸化速度的工程措施建议
由于“引黄济津”工程要求实施八个月才能解决天津市供水问题，往年由于北大港水库水质咸化问题到第六或第七个月开始水体中氯离子浓度就超过地表水Ⅲ类水质标准(≤250mg/L)，而不得不提前中止供水，浪费了大量的水资源。
根据上述对“引黄水”在北大港水库蓄存一段时间后水质咸化机理的分析可知，北大港水库所处的自然地理条件和气象条件是影响水质咸化的主要因素。当然，我们不能改变这些客观条件，但我们可以根据质量传递理论，对北大港水库采取一些工程措施，减缓“引黄水”水质咸化的速度，以期达到“引黄济津”工程要求实施八个月时间内对水质的要求，或者尽量减少废弃水量、节约水资源。
建议措施一：建议在保证总蓄水库容的情况下，缩小水库面积，增加水库的水深，将有利于减缓“引黄水”水质咸化的速度，理由如下：
(1)假设库底盐化土壤土质均匀，则其传质通量为定值。缩小面积可以减少水体与库底盐化土壤的接触面，减少了库底盐化土壤传入水体中盐的总量，在引黄水总体积一定的情况下，就降低了引黄水中盐的浓度，也就是减缓水质咸化的速度。
(2)蒸发量是以mm计，但蒸发损失水的体积与水体表面面积成正比。因此，缩小水库面积可以减少由于蒸发而损失的水量，减轻蒸发浓缩作用造成的水质咸化速度。
建议措施二：整平库底或在库内挖掘一些导流沟，尽量将“引黄水”入库前的原存水排尽。也就是说，在“引黄水”与原存水的混合水水量为定值时（即北大港水库总库容为定值），高含盐量的原存水量越小，则“引黄水”水质咸化的程度越小。
参考文献:
[1]张胜红,郭书英,徐向广.2000年引黄济津应急调水实施方案研究[J].海河水利,2002(2):10~11.
[2]天津市水利局水利志编纂委员会.天津市水利志—大港区水利志[M].天津：天津科学技术出版社.1998.
[3]陈涛,张国亮.化工传递过程基础[M].北京：化学工业出版社,2002.
[4]王运洪.水库湖流多负荷数值模拟[J].广西科学,2001,8(2):118~123.
采用SPSS16.0软件。资料服从正态分布、方差齐性,采用单组的重复测量的方差分析。
2结果
在进行重复测量的方差分析时,首先需检验数据是否满足球对称(Sphericity),如果不满足“球对称”假设,需用“球对称”系数对自由度进行校正。对医科大学生综合素质进行重复测量的方差分,Mauchly的球形度检验结果V2=3.181,P=0.204,不拒绝“球对称”假设,不需要再校正自由度。从单组的重复测量分析中得出结论:不同时间点的综合素质是不同的(F=190.201,P0.001)。也就是说,素质教育前后医科大学生的综合素质发生了变化,结合具体均值和概要文件,综合素质总体上得到大幅提升,尤其是在后期。
本研究中,综合素质由思想道德素质、科学文化素质、专业素质、心理素质、身体素质和基本能力素质6个分项素质组成。各分项素质中,对思想道德素质进行重复测量的方差分析,“球对称”检验结果V2=1.126,P=0.570,不拒绝“球对称”假设。从单组的重复测量分析中得出结论:不同时间点的类似的,不同时间点的专业素质是不同的(F=110.592,P0.001),从具体均值和概要文件可看出,专业素质呈先下后上的趋势。不同时间点的心理素质是不同的(F=21.013,P0.001),结合具体均值,心理素质水平呈先上后下的趋势。不同时间点的身体素质是不同的(F=40.353,P0.001),从具体均值和概要文件可看出,身体素质呈先下后上的趋势。不同时间点的基本能力素质是不同的(F=539.046,P=0.000)。结合具体均值(见表2)和概要文件图(略),基本上呈直线上升的趋势。
3讨论
3.1研究方法的选择
重复测量是指对同一研究对象的某一观察指标在不同场合(如时间点)进行的多次测量,可比较某种处理前后的差别,更好地集中于处理效应。而前后测量设计是一种较常见的重复测量形式。本研究中,对同一学生群体在不同时间点(每半年1次,连续3次)进行素质评估,属于前后测量设计的资料,由于处理因素只有1个(素质教育),适合应用单组的重复测量分析方法。对学生综合素质评估结果进行重复测量分析,可以比较素质教育前后学生综合素质的动态发展情况,研究素质教育的效果。这种考量素质教育效果的方法,是学生综合素质评估结果应用的有益延伸。
3.2医科大学开展素质教育的有效性
对医科大学生的综合素质以及各分项素质进行单组的重复测量分析可知,无论是综合素质,还是各分项具体素质,不同时间点的得分都是不同的。2012年5月相比2011年5月,综合素质和各分项素质都有提升,可见,素质教育对学生各项素质的发展都有积极的影响。若将2011年5月到2012年5月这一段时间分为两部分,即前期(2011年5月至2011年11月)和后期(2011年11月至2012年5月),本次调查结果发现,医科大学生综合素质总体得到大幅提升,尤其是在后期。因此,素质教育不仅有效,而且开展时间越久,效果越明显。
3.3素质教育对学生的各项素质发展影响不同
素质教育虽然对学生的素质发展有着积极的影响,但在对各项素质发展状况的测查中,我们发现各分项素质的发展不尽相同。在观察的1年中,始终稳步直线上升的是科学文化素质和基本能力素质;总体呈上升趋势,尤其是后期得到大幅提升的是思想道德素质;在前期呈下降趋势,后期呈上升趋势,即“先下后上”的是专业素质和身体素质;而心理素质的发展则与众不同,在前期有所上升,后期反而有所下降,即“先上后下”的趋势。 因此,素质教育对学生的各项素质发展影响不同,对科学文化素质和基本能力素质有明显的积极影响;对思想道德素质的影响具有“滚雪球”效应(时间越久,效果越明显);专业素质和身体素质,尽管前期有所下降,但后期大幅提升,在观察的1年中,素质教育对学生专业素质和身体素质总体还是产生了积极的影响。素质教育对于学生心理素质的影响较为特殊,刚开始有效果,呈上升趋势,接着又出现反复现象,学生的心理水平有所下降。这提示我们,现行的素质教育对学生心理素质的发展的效果不确定,也说明学生在大学期间,心理水平的发展不稳定,存在反复现象,需要引起有关教育管理部门的重视,在今后的素质教育中及时根据学生心理特点调整心理教育的内容和方法。
3.4本研究的缺点
采用SPSS16.0软件。资料服从正态分布、方差齐性,采用单组的重复测量的方差分析。
2结果
在进行重复测量的方差分析时,首先需检验数据是否满足球对称(Sphericity),如果不满足“球对称”假设,需用“球对称”系数对自由度进行校正。对医科大学生综合素质进行重复测量的方差分,Mauchly的球形度检验结果V2=3.181,P=0.204,不拒绝“球对称”假设,不需要再校正自由度。从单组的重复测量分析中得出结论:不同时间点的综合素质是不同的(F=190.201,P0.001)。也就是说,素质教育前后医科大学生的综合素质发生了变化,结合具体均值和概要文件,综合素质总体上得到大幅提升,尤其是在后期。
本研究中,综合素质由思想道德素质、科学文化素质、专业素质、心理素质、身体素质和基本能力素质6个分项素质组成。各分项素质中,对思想道德素质进行重复测量的方差分析,“球对称”检验结果V2=1.126,P=0.570,不拒绝“球对称”假设。从单组的重复测量分析中得出结论:不同时间点的类似的,不同时间点的专业素质是不同的(F=110.592,P0.001),从具体均值和概要文件可看出,专业素质呈先下后上的趋势。不同时间点的心理素质是不同的(F=21.013,P0.001),结合具体均值,心理素质水平呈先上后下的趋势。不同时间点的身体素质是不同的(F=40.353,P0.001),从具体均值和概要文件可看出,身体素质呈先下后上的趋势。不同时间点的基本能力素质是不同的(F=539.046,P=0.000)。结合具体均值(见表2)和概要文件图(略),基本上呈直线上升的趋势。
3讨论
3.1研究方法的选择
重复测量是指对同一研究对象的某一观察指标在不同场合(如时间点)进行的多次测量,可比较某种处理前后的差别,更好地集中于处理效应。而前后测量设计是一种较常见的重复测量形式。本研究中,对同一学生群体在不同时间点(每半年1次,连续3次)进行素质评估,属于前后测量设计的资料,由于处理因素只有1个(素质教育),适合应用单组的重复测量分析方法。对学生综合素质评估结果进行重复测量分析,可以比较素质教育前后学生综合素质的动态发展情况,研究素质教育的效果。这种考量素质教育效果的方法,是学生综合素质评估结果应用的有益延伸。
3.2医科大学开展素质教育的有效性
对医科大学生的综合素质以及各分项素质进行单组的重复测量分析可知,无论是综合素质,还是各分项具体素质,不同时间点的得分都是不同的。2012年5月相比2011年5月,综合素质和各分项素质都有提升,可见,素质教育对学生各项素质的发展都有积极的影响。若将2011年5月到2012年5月这一段时间分为两部分,即前期(2011年5月至2011年11月)和后期(2011年11月至2012年5月),本次调查结果发现,医科大学生综合素质总体得到大幅提升,尤其是在后期。因此,素质教育不仅有效,而且开展时间越久,效果越明显。
3.3素质教育对学生的各项素质发展影响不同
素质教育虽然对学生的素质发展有着积极的影响,但在对各项素质发展状况的测查中,我们发现各分项素质的发展不尽相同。在观察的1年中,始终稳步直线上升的是科学文化素质和基本能力素质;总体呈上升趋势,尤其是后期得到大幅提升的是思想道德素质;在前期呈下降趋势,后期呈上升趋势,即“先下后上”的是专业素质和身体素质;而心理素质的发展则与众不同,在前期有所上升,后期反而有所下降,即“先上后下”的趋势。 因此,素质教育对学生的各项素质发展影响不同,对科学文化素质和基本能力素质有明显的积极影响;对思想道德素质的影响具有“滚雪球”效应(时间越久,效果越明显);专业素质和身体素质,尽管前期有所下降,但后期大幅提升,在观察的1年中,素质教育对学生专业素质和身体素质总体还是产生了积极的影响。素质教育对于学生心理素质的影响较为特殊,刚开始有效果,呈上升趋势,接着又出现反复现象,学生的心理水平有所下降。这提示我们,现行的素质教育对学生心理素质的发展的效果不确定,也说明学生在大学期间,心理水平的发展不稳定,存在反复现象,需要引起有关教育管理部门的重视,在今后的素质教育中及时根据学生心理特点调整心理教育的内容和方法。
关键词：水利水电；工程地质问题；环境问题；勘测问题
一、水利水电工程建设与环境问题
1.1水利水电工程与地震问题水库等水利水电工程建筑物蓄水后，由于地应力的调整或水体下渗等原因，触发了地质断层的复活而诱发地震。研究表明，要触发一个比较大的地震需具备以下三个条件：①水库岩石比较破碎，且处理效果不十分理想；②存在有利于应力集中的地质环境条件；③水库水荷载所产生的超孔隙水压力足够大。关于水库诱发地震的事件国内外均有报道，一般而言，水库的坝址没有较大的断裂带存在，仅仅是水荷载引起的地应力，诱发地震的可能性是很小的。但如果诱发大的地震，那将是灾难性的。从1987年的资料至今，我国已建设的坝高在15米以上的水库共18000多座，已发现水库诱发地震的有13座。
1.2水利水电工程与水文问题水利水电工程建成后改变了下游河道的流量过程或周围环境水域的分布，从而对周围环境造成影响。例如：①大坝水库不仅存蓄了汛期洪水，而且还截流了非汛期的基流，往往会使下游河道水位大幅度下降甚至断流，并引起周围地下水位下降，从而带来一系列的环境生态问题；②下游天然湖泊或池塘因断绝水的来源而干涸；③下游地区的地下水位下降；④入海口因河水流量减少引起河口淤积，造成海水倒灌；⑤因河流流量减少，使得河流自净能力降低；⑥以发电为主的水库，多在电力系统中担任峰荷，下泄流量的日变化幅度较大，致使下游河道水位变化较大，对航运、灌溉引水和养鱼等均有较大影响；⑦当水库下游河道水位大幅度下降以至断流时，势必造成水质的恶化。由此可见，水利水电工程对水文的影响是不容忽视的一个重要问题。
1.3水利水电工程与气候问题一般情况下，区域性气候状况受大气环流和水体分布所控制。如果修建大、中型水库及灌溉工程后，当地水体的分布会发生较大的变化。如原先的陆地变成了水体或湿地。局部地表空气变得较以前更加湿润，形成新的小气候，对当地气候会产生一定的影响。主要表现在对降雨、气温、风和雾等气象因子的影响方面。
1.4水利水电工程与鱼类、生物物种问题①对鱼类的影响：切断了洄游性鱼类的洄游通道；水库深孔下泄的水温较低，影响下游鱼类的生长和繁殖；下泄清水，影响了下游鱼类的饵料，从而影响鱼类的产量；高坝溢流泄洪时，高速水流造成水中氮氧含量过于饱和，致使鱼类产生气泡病。②对植物和动物的影响：库区淹没和永久性的工程建筑物对植物和动物都会造成直接破坏；同时局部气候变化、土壤沼泽化、盐碱化等都会对动植物的种类、结构及生活环境等造成影响。
二、工程地质工作中存在的问题
2.1工程地质勘察的质量问题在工程地质勘察过程中，主要问题有以下几种：①工程概念不清，勘探侧重点不明确，针对性不强，方法不当，手段落后；②工程地质分析工作中所选择的理论、方法、计算公式等与实际情况有较大出入，其适应条件的物理意义混淆不清；③地质报告中基本地质条件不清楚。我们遇到的主要工程地质问题有：①界定不准确或论证不充分，有问题遗漏甚至结论性错误；②有些地质报告没有地质结论，也有些工程没有做多少地质工作就先下结论，极不严肃。此类问题产生往往造成阶段性工程审查不能一次性通过，可能延误开发时机；或者尽管通过了审查，但却给工程留下了隐患，这种情况的危险性极大。
2.2勘测周期不合理的问题从工程地质勘察到地质报告的提交需要一定的工作周期，这是再简单不过的道理，然而有些工程却没有进行基础性的前期投入。主要存在问题有以下几个方面：①一旦需要申报项目，立即就要求提交地质报告；②今天刚刚提交可研报告，明天就要求提交初设报告。此类情况多为地方性工程，一般国家投资的大型工程出现这种局面的不多。没有足够的勘测周期所造成的后果是严重的，由于地质条件不清楚，直接导致投资控制不住，施工后修改设计等情况。更可怕的是留下了工程隐患，可能造成重大的工程事故。
三、结语
工程地质学是20世纪才建立和发展起来的一门地球科学。水利水电工程地质勘察是所有行业中涉及面最广、问题最复杂、任务最艰巨、声望最高、最具权威性的龙头行业，它具有自身的特殊性与复杂性。水利水电工程建设与环境保护是一项长远的任务，是水利水电工程顺利进行的重要保证之一。保护和改善工程环境是保证人们身体健康的需要，是现代化大生产和保证工程质量的客观要求，是保证工程永久利益的必须条件。工程地质工作的质量，对工程方案的决策和工程建设的顺利进行至关重要。由于地质问题引起的工程事故时有发生，轻则修改设计延误工期，严重时造成工程失事，给人民生命财产带来重大损失。近年来，工程地质勘察质量有下滑趋势，工程地质分析不够深入，有时甚至出现工程地质评价结论性错误这样严重的问题。笔者认为，总结分析水利水电工程地质勘察过程中存在的问题，具有重要的现实意义。
参考文献：
[1]林妙月．区域构造稳定性及地震性危险评价问题[M]．北京：地震出版社，2008：99-100.
[2]王连生．水利水电工程地质[M]．武汉：武汉大学出版社，2008：13-15.
