城市地质环境长期监测，动态监测地表形变、渗流变化

2023-11-03 理论教育版权反馈

【摘要】：根据工作目的需要,可开展调查区地质环境动态监测,主要包括地面形变、渗流变化,通过上述要素的动态长期监测可以为研究天然与人为因素下地质环境发展过程与趋势提供基础依据。在有明显地震活动期内,增加一次测量。主要选取人群居住和建筑物集中的地区对地面和建筑物的变形以及周围附近的泉、井、孔的水量、水位和含沙量的突变及动物惊恐异常等现象进行监测。以此为基础开展长期水准测量、分层标测量,获取地面沉降监测数据。

根据工作目的需要,可开展调查区地质环境动态监测,主要包括地面形变(活动断裂、崩塌滑坡监测、泥石流监测、地面塌陷、地面沉降、海岸带侵蚀与淤积等)、渗流变化(地下水动态、海水入侵、海洋水动力、地热流体等),通过上述要素的动态长期监测可以为研究天然与人为因素下地质环境发展过程与趋势提供基础依据。

(一)活动断裂监测

采用地面重力测量和磁法测量、航空重力测量、大地电磁法探测、浅层地震、可控源变频大地电磁法(EH-4)或可控源音频大地电磁法(CSAMT)、面波探测、海洋浅层地震与浅地层剖面探测以及综合测井等物探方法,对3000m以内、500～600m以内和50m以内等不同深度的地层结构、断裂构造和活动断层进行探测,查明活动断裂与断层的空间分布、断层性质等特征,进行准确定位和活动性评价。布置跨断层二等水准测量线,每年测量一次,布置基线测量30km。在有明显地震活动期内,增加一次测量。

(二)崩塌滑坡监测

在崩塌滑坡稳定性现状调查基础上,进行稳定性评价和危害性评价,包括:岩土物理力学参数,稳定性计算、试验成果和综合评价,进一步变形破坏或活动的方式、规模和主要诱发因素与影响因素等。

滑坡、崩塌监测的内容,分为变形监测、相关因素监测、宏观前兆监测。滑坡、崩塌都应进行绝对位移、相对位移、宏观变形前兆监测和主要相关因素监测。监测的具体内容应根据滑坡、崩塌特点,有针对性的确定。

滑坡、崩塌的监测方法,应在监测内容的基础上,根据其重要性和危害性、监测环境优劣情况和难易程度、技术可行性和经济合理性等,本着先进、直观、方便、快速、连续等原则确定。

监测仪器、设备,应能满足监测精度要求,精确可靠;能适应环境条件,抗腐蚀能力强,受温度、冻融、风、水、雷电、振动等作用影响小,支架焊接徐变变形小;能保持仪器和传输线路的长期稳定性与可靠性,故障少,并便于维护和更换。

应及时进行监测资料的编录、整理和分析研究。有条件的专业监测站(点)应尽可能采用计算机进行监测资料的编录、整理和分析研究。

及时进行滑坡、崩塌变形破坏预报和泥石流发生、发展、爆发预报。

(三)泥石流监测

在泥石流发育现状调查的基础上,进行易发性评价和危害性评价,包括:岩土物理力学参数,稳定性计算、试验成果和综合评价,进一步易发程度或活动的方式、规模和主要诱发因素与影响因素等。

泥石流监测内容,分为形成条件(固体物质来源、气象水文条件等)监测、运动特征(流动动态要素、动力要素和输移冲淤等)监测、流体特征(物质组成及其物理化学性质等)监测。

泥石流固体物质来源于滑坡、崩塌的,其变形破坏监测方法应按崩塌滑坡监测的规定。固体物质来源于松散物质的,宜在不同地质条件地段设立标准片蚀监测点,监测不同降雨条件下的冲刷侵蚀量,分析形成泥石流临界雨量的固体物质供给量。

(四)地面塌陷监测

主要包括两方面的内容:①对诱发塌陷活动的各种动力条件的监测,主要包括地下水的天然动态和人工动态、地震活动等;②地面塌陷活动的内部条件及塌陷前兆现象监测,主要内容是测试岩土体性质和地下洞穴,测量地面变形和建筑物开裂、倾斜、沉陷等过程。

1.岩溶塌陷(www.chuimin.cn)

(1)对已发现塌陷前兆现象地区的监测,主要是对地面和建筑物的变形监测,通常在地面已经开裂或建筑物开裂、倾斜的某些部位设置一定的监测点位,然后可采用肉眼和皮尺等其进行位移或变形的定期观测,观测频率可每天观测一次。如果发现位移或变形速度加快,则要加密观测,同时要立即报警。

(2)另外,还应对塌陷地区抽排地下水引起泉水的干涸,地面积水、人工蓄水(渗漏)引起的地面冒气泡或水泡、建筑物倾斜,地下土层垮落,井、孔、泉等水量、水位和含沙量的突变以及动物的惊恐异常等现象进行观测。

(3)对覆盖土地层厚度小于10m岩溶区的监测,应在野外实地调查和圈定的基础上进行。主要选取人群居住和建筑物集中的地区对地面和建筑物的变形以及周围附近的泉、井、孔的水量、水位和含沙量的突变及动物惊恐异常等现象进行监测。

(4)对地下水集中开采和疏排地区的监测,应重点监测覆盖土地层厚度小于10m的岩溶地段和人群居住、建筑物集中的地段。可对地面和建筑物的变形进行监测,同时还应对附近的民井、机井、水塘的水位、水质进行监测,发现异常,及时报警。

2.采空塌陷

非岩溶地面塌陷一般主要有矿山采空塌陷、地下工程洞室开挖塌陷。监测内容主要是对已发现塌陷前兆现象的地区进行地面和建筑物变形监测和抽排下水引起的泉、塘干涸,土层垮落,井、孔水位和含沙量突变以及动物惊恐异常等现象的监测,发现异常,及时报警和采取防灾避险措施。

(五)地面沉降监测

在地面沉降现状调查的基础上,补充埋设水准标石,建设分层标和GPS基准站,从而建立地面沉降监测网络。以此为基础开展长期水准测量、分层标测量,获取地面沉降监测数据。通过自动化监测和网络传输技术,实现地面沉降的有效监测,建立地面沉降监测信息系统。综合研究地面沉降机理与发展趋势,提出地面沉降防控对策建议。

(六)地下水动态监测及统测

选择代表性井孔进行地下水位、水质、水温、水量动态监测,水位监测频率按每月10日、20日、30日观测1次。水质、水温、水量动态监测及咸水水位动态监测:监测频率一般1次/月。长期观测采用自测与委托观测相结合的方法进行,所有长观点均采用GPS定位,水位观测精确到厘米,对测具每半年校正一次。

根据工作需要安排地下水水位统测:地下水水位统测每年进行两次,统测时间为6月末和12月末。一次统测要求在10日内完成。

(七)地热流体动态监测

应贯穿地热资源勘查、开采的全过程,监测点的布设,应能控制地热田各热储层动态规律及开采引起的动态变化。监测内容包括地热井水位、水温、水量动态;用测线、万用表、重锤测量水位;水银温度计测量井口水温;用布桶和秒表测量水量,也可向地热井使用单位调查了解水量,每月月底监测一次,监测一个水文年。

(八)海洋水动力环境监测

在开展近海域地质工作时,根据需要进行海洋水动力环境监测,主要包括海流观测、潮位观测、悬浮泥沙等。

城市地质环境长期监测，动态监测地表形变、渗流变化

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