2003年6月
水 利 学 报
SH UI LI X UE BAO
第6期
收稿日期:2002205227
基金项目:国家自然科学基金(40202027和40002022)及煤炭科学基金(97-地-80172)资助
作者简介:钱家忠(1968-),男,安徽凤阳人,博士,副教授,主要从事水资源、水环境模拟方面教学与研究工作。
文章编号:055929350(2003)0620095205
焦作矿区裂隙岩溶水优势流形成机理研究
钱家忠1
,潘国营2
,吴剑锋3
,朱学愚
3
(11合肥工业大学资源与环境工程学院,安徽合肥 230009;21焦作工学院资环系,河南焦作 454000;
31南京大学地球科学系,江苏南京 210093)
摘要:本文根据优势面分析原理对焦作矿区裂隙岩溶水优势流形成机理进行了比较系统地研究,分析了优势结构面控水特征和规律。抽水试验实例以及数值模拟结果均表明裂隙岩溶水运动存在优势流,利用综合优势判断裂隙岩溶水优势流方法实用、可行。结论对于基岩矿坑涌水量数值计算或用数值法进行裂隙岩溶水资源评价时参数正确分区具有重要的参考价值。
关键词:裂隙岩溶水;优势流;机理;焦作矿区中图分类号:T D745+121;P6411135
文献标识码:A
焦作矿区是全国有名的大水矿区。矿井水害一直是威胁煤矿安全生产的主要灾害之一,特别是随着开采规模的不断扩大、开采水平的日益加深,地下开采受水害威胁更加严重,因此,科学的预报矿井涌水量大小,是制定最优防治水方案、确保矿井安全生产的关键
[1-2]
。而随着电子计算机应用技术
的不断发展,矿坑涌水量计算一般采用数值法。大量研究表明:在我国北方裂隙岩溶水地区,虽然溶
蚀裂隙发育(特别)不均,但地下水流具有统一的地下水面,水流运动基本服从Darcy 定律,可以近似地运用裂隙流多孔介质理论模型或双重裂隙介质模型对其进行资源评价
[3-7]
。然而模型参数分区问
题一直是地下水资源评价数值模拟中一个尚未很好解决的问题[8]
。
近些年来,优势流(preferential flow )已成为欧、美等国相关水、环境和土壤物理等领域的研究热点之一[9]
。优势流一般是对土壤水运动而言,目前其产生机理尚未完全明晰
[10]
。Schulze 2Makuch 等
人[11]提出裂隙岩溶水流的优势通道、周念清等[12]
以及倪宏革等人
[13]
提出的优势面控水以及孙峰根等
人
[14]
提出的基岩水做选择流动等等,其实质都是指基岩裂隙介质中的优势流问题。裂隙岩溶介质中
优势流的存在正是介质各向异性的具体反映,那么通过优势流的研究可以解决其数值模拟模型参数分区问题,从而对地下水资源进行正确评价。基于此,本文以焦作矿区为例,提出裂隙岩溶水优势流形成机理研究。
1 裂隙岩溶介质中优势流形成机理及影响因素分析
裂隙岩溶介质中优势流的形成与优势结构面控水有关。优势结构面的控水主要是优势断裂控水。据统计:焦作矿区28次重大突水事故中,与断裂有关的21次。优势断裂是一个相对概念,倪宏革等曾用时间、性质、储水空间及岩性4个优势指标来综合确定。优势指标是一个经验值,随着研究对象的不同,其侧重点也不尽相同。综合考虑各种地质因素以及水文地质参数的分布特征,本文提出以下5个方面影响因素,逐个分析,综合评定。
111 时间指标 优势结构面理论认为时间优势可通过“老”、“新”、“活”三类断裂的划分和断层测年资料来确定。所谓“老”断裂是指燕山期(J—K)及燕山期以前所产生的,且近期无明显再活动的断裂;“新”断裂是喜马拉雅期(E—Q)形成和活动的断裂构造;“活”断裂是指影响到全新世(Q
)
4
的断裂构造。断裂形成越新,断裂的切割性与连通性越好,充填物少、断裂带胶结差、富水性强,反之亦然。实际工作中,如果缺乏断层的确切测年资料,还可以采用简易办法,如利用断层的切割关系来判断断裂的相对年龄。
112 规模指标 肖楠森,罗国煜[15]认为断裂只有其长度、深度达到一定规模时,方可具有地下水运动和储集的空间,才可能储水。断层的规模包括断层的长度、切割的深度及组数(数量)。显然,断裂长度越大、切割越深、发育组数越多,规模优势越大。
113 性质指标 断裂按其力学性质不同可分为张性、张扭、扭性、压扭和压性断层。断层性质不同,其富水程度也不同。一般来说,张性和张扭性断裂是在低围岩压力条件下产生的,因而断裂面张裂程度较大,断层带透水性和含水性较强。扭性断裂面大多倾向陡立,且低序次的张性断裂发育较多,易于接受周围地层水的补给。压性和压扭性断层,一般是在较高的围岩压力下形成,断层破碎带的透水性和含水性很小、或隔水、不含水。但规模较大的压性和压扭性断层,两盘为脆性或可溶性岩石时,其影响带裂隙可能较发育,仍具备含水条件,因此,判断这类断层是否富水,还要进一步研究其两盘的岩性情况。
114 岩性指标 断层两侧的岩性直接决定着断层充填物的岩性及结构,并控制着断层带的宽度、破碎程度及裂隙发育程度,从而影响着断层带的导水性和富水性。若断层两侧为脆性或可溶性岩石时,如中粗砂岩、石灰岩等,断层带破碎严重,裂隙发育,导水性、富水性强;若断层两侧为软弱塑性岩层时,如泥岩、页岩,断层带破碎少,充填好,导水性弱或不导水,富水性差;若断层带两侧一软一硬时,断层带一般充填较好,其导水性和富水性介于前两者之间。
115 岩溶发育程度指标 岩溶发育程度与构造、岩性密切相关。除断裂构造对岩溶发育起控制作用外,在其它有利的构造部位如褶皱轴部等,常发育岩溶。不同的岩层,岩溶发育程度不同。显然,岩溶发育好,岩层富水性大;反之,岩溶发育差或不发育,则岩层富水性差或不含水。在实际工作中,岩溶的发育程度可以从钻孔资料获得。
以上5项指标相互区别,但又相互联系。它们常常强强结合,相互促进,从而形成优势结构面。下面就焦作矿区水文地质资料作进一步阐述。
2 焦作矿区优势断裂控水分析
利用以上优势面控水5项指标优势的综合对焦作矿区裂隙岩溶水优势面控水进行分析:
焦作矿区位于新华夏系第三隆起带———太行山复式背斜与秦岭纬向构造带的复合部位。区内主要发育有近EW向、NE向和NW向3组高角度正断层,其中,NE向断裂最发育,呈阶梯状分布;近EW向断裂规模最大,切割NE向断层;而NW向断层数量较少。
焦作矿区岩溶水补给来源为大气降水入渗以及地表河流渗漏。补给区位于矿区北部的太行山区。该区广泛出露寒武系和奥陶系灰岩,岩溶裂隙发育,易于降水入渗。天然状态下,矿区岩溶水以泉的形式在九里山一带集中排泄;人工开采以后,矿坑排水和水源地开采便成为岩溶水排泄的主要方式。
在长期的水源地开采和矿井生产实践中,积累了大量的水文地质资料。我们结合优势流形成的影响因素对其进行分析整理,得出矿区内主要断裂几何特征及控水状况(见表1)。
从表1可见,强导水断层控制着岩溶水渗流总体方向,使岩溶水定向渗流。从断裂形成的相对年龄、规模、性质、岩性等方面综合分析可得出:主干断裂凤凰岭断裂带具有综合优势,形成本区强径流带,沿九里山断层、朱村断层形成本区较强径流带等,形成优势流的断裂带岩石破碎,岩溶发育,裂隙密集,连通性强,岩溶水沿断裂带富集,运移,从而沿断裂带形成优势参数区。这一结果与实际情况基本一致。
表1 焦作矿区主要断层几何特征及控水意义
断层名称
断层产状
断层规模走向
倾角
长度/m
落差/m
断层性质断层两盘岩性相对年龄突水记录及控水意义凤凰岭断层
EW 80°70000200～300张性脆性为主较新突水量4m 3Πs ,强径流带朱村断层EW 75°20000700～1000张性一软一硬较新岩溶发育,强径流带九里山断层NE 70°70000300～1000张性脆性为主较老泉流量12m 3Πs ,强径流带方庄断层NW 65°10000200张性脆性为主较新多次底板突水,富水性强39号井断层NE 65°9500170张性脆性为主较新多次突水,富水性强3
号井断层NE 65°4500280张性脆性为主较新强导水,岩溶发育
天官区断层NE 70°10000120张性脆性为主较新连EW 向两大断层,导水中站断层NE 65°500060～110张性脆性为主较新垂向导水,突水量1148m 3Πs 王封断层NE 70°800060～120张性脆性为主较新连EW 向断层,多次突水冯封断层
NE
65°
9000
80～120
张性
脆性为主
较新
连凤凰岭断层与朱村断层
图1 岗庄水源地群孔抽水后的流场(文献[16])
3 优势流实例分析
311 矿坑突水及抽水试验实例 例如位于凤凰
岭断层带上的演马矿1979年3月9日二一轨道
遇断层突水,水量为4m 3
Πs 。突水后沿断层形成一个水位降深大于110m 的低水位槽,表明沿凤凰岭断层带形成优势流带;再如,位于凤凰岭断层带上的岗庄水源地。1980年群孔抽水量为01989m 3
Πs ,抽水后水位降落漏斗也沿该断层走
向扩展,见图1。
F1(F1-1、F12-2、F1-3)—凤凰岭断层;F2—朱村断层:F3(F3-1、F3-2)—九里山断层;F4—方庄断层;F5—赵庄断层;F6—39号井断层;F7—3号井断层;F8—天官区断层;F9—中站
断层:F10—王封断层;F11—冯封断层
图2 渗流计算区参数分区平面
图1同样反映了优势断裂的控水作用。从其等水位线分布特征可以看出:沿凤凰岭断裂带以及九里山断裂带方向,等水位线平缓,渗透系数较大;这种优势在两断裂带的复合部位尤为明显。抽水试验结果表明焦作矿区的优势流形成受控于优势断裂。312 矿区裂隙岩溶水数值模拟实例 潘国营(1999)曾经用广义双重介质三维渗流数学模型对焦作矿区进行数值模拟,剖分结果见图2。通过模型拟合和校正,得出主干裂隙计算参数和裂隙-孔隙断块参数分区和计算参数,分别见表2和表3。
对照图2与表2、表3模拟结果可以看
出:①主干裂隙中渗透系数K 与贮水系数μ3
较大的有凤凰岭断层(F1-1、F1-2、F1-
3)、朱村断层(F2)和九里山断层(F3-1、F3-2),其中凤凰岭断层的渗透系数K 与贮水系数μ
3
均为全区最大。如K x 最大值达186m/d 、贮水系数μ3
的最大值达4518×10
-4
;②沿凤凰岭断层分布
的区间如区8、10、12、19、20等,其渗透系数K 与贮水系数μ3
明显高于其它区间。
上述数值模拟计算结果和前述5项指标分析结果是一致的,表现为:渗透系数越大,越易形成优势流,贮水系数越大、介质富水性越强。例如,凤凰岭断裂带沿山前分布,具有按“5项”指标分析的综合优势最优,九里山断裂带以及朱村断裂带次之(见表1),它们成为本区裂隙岩溶水的优势流通道,表现为其渗透系数和贮水系数明显高于其它区间。天然条件下,裂隙岩溶水沿凤凰岭断裂带集
中流动,并于九里山一带以泉的形式集中排泄;开采条件下,裂隙岩溶水以矿坑排水和水源地开采等形式排泄,凤凰岭断裂带仍构成焦作矿区裂隙岩溶水的优势流通道(见图1)。由此可见,优势结构面分析结果可为数值模拟中正确的参数分区提供依据。
表2 主干裂隙拟合参数
分区
K x
/(mΠd)
K y
/(mΠd)
K z
/(mΠd)
μ3
/(×10-4)
分区
K x
/(mΠd)
K y
/(mΠd)
K z
/(mΠd)
μ3
/(×10-4)
F1-116537863715F1-218668864518 F1-3147361412415F211476974512 F3-1132117873517F3-2147105753512 F445135572415F65745541418 F75446451512F83434441213 F95454561211F104538322118 F113834541112
表3 裂隙-孔隙参数分区的拟合参数
分区
K x
/(mΠd)
K y
/(mΠd)
K z
/(mΠd)
μ或μ3分区
K x
/(mΠd)
K y
/(mΠd)
K z
/(mΠd)
μ或μ3
14732460119177676351115×10-4 2323232011118101010113×10-4 34646460113191241241244215×10-4 42548360111201121121123114×10-4 51188010042167676201027
666601008224686741012×10-4 7486554915×10-4239159158192136×10-4 86724421412×10-4241414140114×10-4 9141421614×10-4251818180187×10-4 107267541016×10-4263636360117
118181706135×10-4272626260124
129887587196×10-4281818180111
132********×10-4293737370124
14242430915×10-4305780421617×10-4 158364657165×10-4313636471318×10-4 162626121145×10-4
4 主要结论
通过上述对焦作矿区裂隙岩溶水优势流形成机理分析论证,可以得出以下结论:(1)利用优势面分析原理对焦作矿区裂隙岩溶水优势流形成机理进行了比较系统地研究,分析了优势结构面控水特征和规律;(2)抽水试验实例以及数值模拟结果均显示利用优势面分析原理对裂隙岩溶水优势流进行综合优势判断,其结果与前者一致,表明其方法实用、可行;(3)认识优势流的存在及形成机理对基岩矿坑涌水量的数值计算具有重要的参考价值,对制定最优防治水措施、确保煤矿安全生产具有重要的实际意义;(4)结论对我国北方裂隙岩溶分布区用数值法进行地下水资源评价时进行正确参数分区具有重要的参考价值。需要说明的是:优势指标是一个经验值,随着研究对象的不同,其侧重点也不尽相同。本文针对焦作矿区水文地质特征,提出了5项优势指标。对于我国北方其它裂隙岩溶分布区,可根据具体水文地质条件不同,如是否存在可溶岩与非可溶岩结构面等,适当增减优势指标。对于这方面问题,有待今后进一步研究。
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Mechanism of preferential flow in the media of fractured karst in Jiaozuo Mine
QI AN Jia2zhong1,PAN G uo2ying2,W U Jian2feng3,ZH U Xue2yu3
(11H e fei Univer sity o f Technology,H e fei 230009,China;
21Jiaozuo Institute o f Technology,Jiaozuo 454000,China;31Nanjing Univer sity,Nanjing 210093,China)
Abstract:According to the theory for preferred plane analysis,the mechanism of preferential flow in the media of fractured karst in Jiaozuo Mine is studied.The characteristics and rule of flow controlled by the preferred plane are found.Exam ple of pum ping test as well as the result of m odeling show that the pref2 erential flow exists and the preferential flow can be sim ply judged based on several factors on the preferred plane.It is useful for flow m odeling and evaluation of ground water res ources in fractured karst area.
K ey w ords:fractured karst;preferential flow;mechanism;Jiaozuo Mine
岩爆发生机理与治理措施 摘要：岩爆是深埋长大隧道的主要地质灾害之一，目前基于岩爆发生机理和治理方式国内外专家都提出了不少理论方法，但用于生产实践时都遇到或多或少的问题。内外相关文献资料的基础上，笔者通过两年多来在岩爆洞段的 施工经验，并查阅国对岩爆的发生机理和防治对策进行探讨。 关键词：深埋长隧道断裂型岩爆应力型岩爆水胀式锚杆爆破应力释放孔1、岩爆发生机理 岩爆是高地应力地区岩石地下工程中的一种常见灾害。它常常表现为声响、片状剥落、严重照片帮和岩爆性的坍塌，有的伴的声响及岩片弹射、能量猛烈释放、洞室豁然破坏，往往给人员、机械设备和建筑的安全带画巨大的损失。在地下洞室的修建过程中，由于开挖使地应力重新分布，围岩应力集中，在洞壁平行于最大初始应力σ1的部位，切向应力梯度显著增大，洞壁受压导致垂直洞壁方向产生张应力。这种应力的作用不断增强，首先产生环向的张裂或劈裂，进而发生剪切破坏。一旦岩块被剪断，且又具有较高的剩余能量时，致使岩块发生弹射，完成弹性势能到动能的转换，形成岩爆。岩爆的发生有外部和内部两方面的原因。其外因在于：岩体中蓄存有高地应力，特别是地下洞室的开挖改变了岩体内存的力学环境，其内因是岩石矿物结构密度、坚硬度较高，一般发生岩爆的岩石单轴搞压强度均在120Mpa以上，内因和外因同时成立是即发生岩爆。 2、岩爆的分类 根据对辅助洞1000多米的岩爆洞段的观察分析，可将岩爆划分为应力型岩爆和断裂型岩爆，应力型岩爆主要发生在围岩结构完整，无贯穿性结构面的岩层中，岩石的主应力达到40%岩石单轴抗压强度以上，岩爆表现形式以片状剥落为主，并伴有声响及岩片弹射，一般破坏性不大；断裂型岩爆主要发生在岩石结构完整，并伴有贯穿性结构面或断层的岩体中，岩体的应力主要集中在贯穿性结构面附近，往往岩体内的最大主应力大于或接近岩石单轴抗压强度，主要表现形式为突发性的震动，并伴有强烈的响声，在有相交结构面的围岩中往往还因岩爆震动引起大规模的坍塌，破坏性较大。对辅助洞施工安全造成严重威胁的极强岩爆多属于断裂型岩爆，从本质上讲，岩爆的发生并不是洞周高应力直接作用结果，而是开挖面附近某一范围内存在的断裂构造在高应力作用下发生破坏（如错动），
岩土中的空隙和水 3．1 岩土中的空隙 空隙：void ，interspace ，space 地壳岩石中的空隙为地下水的赋存提供了必要的空间条件。按维尔纳茨基的形象说法“地壳表层就好象是饱含着水的海绵”。 岩石空隙是地下水存储空间和传输通道，空隙的特征(多少、大小、形状、方向性、连通程度及其空间变化等)决定着岩土储容、滞留、释出以及传输水的性能。 岩石空隙可分为三类：a. 未固结的松散岩石中的孔隙；b. 固结的坚硬岩石中的裂隙；c. 可溶岩石中的溶穴（隙）。 1．孔隙（pore ） 松散岩石是由大小不等的颗粒组成的，颗粒及颗粒集合体之间的空隙––––孔隙。 孔隙的多少，决定岩土储容水的能力，在一定条件下，还控制岩土滞留、释出和传输水的能力。孔隙体积的多少可用孔隙度表示： 孔隙度（porosity ）（n ）––––指某一体积岩土（包括孔隙在内）中孔隙体积所占的比例。即： V V n n = 式中：V n ––––岩石中孔隙的体积； V ––––包括孔隙在内的岩石体积； n ––––孔隙度，用小数或百分数表示。 另外一个概念： 孔隙比（void ratio ）（ε）––––指某一体积岩土内孔隙的体积（V n ）与固体颗粒体积（V s ）之比。即 s n V V =ε 因为V=V n +V s ，所以n 与ε关系为：n n -=1ε。 应用时： a. 涉及变形时（工程地质）→ε（采用孔隙比较方便）； b. 涉及水的储容与运动时（水文地质）→n （采用孔隙度方便）。 影响因素： a. 分选程度：分选程度好，n 大；分选程度差，n 小； b. 颗粒的排列情况：立方体排列时n =47.64%，四面体n =25.95% ； c. 颗粒的形状：形状愈不规则，棱角愈明显，n 愈大； d. 胶结充填情况：充填程度高，n 小。 孔隙度的测定方法：
流域水资源管理现状分析及建议 本文以山西省苯胺泄露事件新闻为话题引入我国流域水资源管理问题的研究，首先从流域、流域管理的基本概念入手，介绍国内外发展现状，在分析我国的现状及不足之处的基础上，提出我国今后的水资源流域管理发展战略。 标签：水资源;流域管理;发展建议 2012年山西省“潞安天脊煤化T集团”苯胺泄露事件的报到引起了多人的关注。事故的发生，引发了对我国流域水资源管理现状的思考，我国对水资源的管理以行政区域为单位划分，以流域为单位的管理模式却一直被忽视，水资源的地理特征决定了其跨省跨市的特点，在管理上会造成一系列的问题，因此，流域管理的概念必须引起人们的重视。 1.流域及流域管理的概念 1.1 流域概念：水资源是重要的环境组成要素之一，其形成和运动具有明显的地理特征，并且以流域为单元构成一个统一体。[1]流域指被地表水或地下水分水线所包围的范围，是河流湖泊等水系的集水区域。以水为媒介，由水、土、大气等自然要素和人口、社会、经济等人文要素相互关联、相互作用而共同构成，是“自然一社会一经济”组成的三维复合系统。[2] 1.2 流域水资源管理的概念：流域水资源管理是将流域上、中、下游的两岸、干流支流、水量与水质、地表水与地下水，治理、开发与保护等作为完整的系统，用法律、行政、经济等手段，进行的水资源统一协调管理。[3]目的是实现有限水资源的最优化配置以保证发挥最大的综合效益，促进经济、社会的可持续发展。本质是要建立能适应水资源自然流域特性和多功能、统一的管理制度。 2.流域水资源管理的重要性和必要性 （l）资源特性。水资源范围广，包括降水、地表水和地下水，且在一定条件下可相互转化和补给，在开发利用时，要充分考虑水源间的循环转化和相互补给，统筹规划、综合管理。（2）流域整体性。流域可能包括数个行政区域，涉及省际间、区域间的关系，以流域为单元对水资源统一管理，能最大限度地确保流域水资源的高效配置。（3）功能多样性。具有供水、灌溉、航运等多种功能和用途。综以，按流域对水资源统筹规划和综合管理、改进和完善水资源管理手段和功能是非常必要的。[4] 3.我国流域水资源现状 我国幅员广阔，河流湖泊众多，主要流域包括松花江、辽河、黄河等七条河流，据统计年鉴七大河流的流域面积均在20万平方千米以上，最大面积的长江流域达到180万平方千米，面积之广，涉及省市城区等行政单位多，流域管理建
中国水资源现状作者姓名：胡竣彰 班号：核技术2班 专业：核工程与核技术
中国水资源现状 摘要：水是维系生命与健康的基本需求，地球虽然有70.8%的面积为水所覆盖，但是淡水资源却极其有限。在全部水资源中，97.47%是无法饮用的咸水。在余下的2.53%的淡水中，有87%是人类难以利用的两极冰盖、高山冰川和永冻地带的冰雪。人类真正能够利用的是江河湖泊以及地下水中的一部分，仅占地球总水量的0.26%，而且分布不均。因此，世界上有超过十亿的儿童、妇女及男人无法获取足量而且安全的水来维持他们的基本需求。在许多层面，水资源和健康具有密不可分的关系。我们所做的每项决策事实上都和水、以及水对健康所造成的影响有关，我国是贫水国家之一，保护我们的水资源是我们的责任。 1近十年水资源及其利用状况简析 水资源量 1997～2006年（简称近10年），全国年平均降水量为635.4mm，比常年值偏少1.1%，其中北方六区偏少3.4%，而南方四区则偏多0.3%；全国年平均地表水资源量为26722亿立方米，比常年值偏多0.1%，其中北方六区偏少5.4%，而南方四区则偏多1.2%；全国年平均地下水资源量为8302亿立方米，比1980～2000年多年平均值偏多2.9%。全国年平均水资源总量为27786亿立方米，比常年值仅偏多0.3%，其中北方六区偏少4.0%，而南方四区则偏多1.3%。按省级行政区统计，近10年平均水资源总量比常年值偏多程度较大的有上海（29.6%），偏多20%～10%的有江苏、新疆和湖南；比常年值偏少程度较大的有天津（49.4%）、北京（42.8%）、河北（36.6%），偏少30%～20%的有辽宁、山西、甘肃和陕西。水资源开发利用近10年，全国平均总供水量5560亿立方米，约占近10年平均水资源总量的20.0%。其中，地表水供水量平均占总供水量的80.7%，地下水供水量基本维持在1050亿立方米左右，平均
我国水资源利用现状分析 水资源问题是当今全世界最受关注的焦点问题之一。我国幅员辽阔、水资源十分丰富，但人均占有量少并且属多水患国家。随着我国经济发展速度快速增长和水资源开发活动的大力开展，水资源保护压力越来越大，同时，不断出现新的生态环境等各种不利于人类生存发展的问题。 我国是世界上水资源最缺乏的国家之一,年水资源总量为2.8万多亿吨, 居世界第六位，人均水量不足2400m3,仅为世界人均水量的1/4，世界排名第110位，被联合国列为13个贫水国家之一。同时,我国水域普遍受到了不同程度的污染,降低了水资源利用的功能。全国600多个城市中,有400多个城市供水不足,100多个城市严重缺水,每年缺水60多亿m3。同时,浪费又很严重,我国工业产品用水量一般比发达国家高出5-10倍,发达国家水的重复利用率一般都在70%以上,而我国只为20%-30%;此外,还面临着严重的污染,近50%的重点城镇水源不符合饮用水的标准。水资源短缺,迫使一些城市大量开采地下水,导致地下水位下降、海水入侵和城市地面沉降。城市缺水问题,特别是北方城市缺水问题的严重性,已经成为影响我国城市可持续发展的重要因素。 由于长期以来受“水资源取之不尽，用之不竭”的传统价值观念影响，水资源被长期无偿利用，导致人们的节水意识低下，造成了巨大的水资源浪费和水资源非持续开发利用。水资源日益短缺，合理开发、利用水资源，保护生态环境，维护人与自然的和谐，已经成为二十一世纪人类共同的使命。 由于人们节水意识淡薄、浪费现象严重、农业灌溉与工业用水效率低、环境污染、地下水超采等原因，我国水资源短缺形势极为严峻。水资源短缺已成为制约我国经济发展、全面建设小康社会的主要因素之一．因此，应提高水的使用效率，加强人们的节水意识，建设节水型社会，以缓解我国水资源短缺的现状，这是我国当前急需解决的重大问题之一 我国节水存在的问题： 1、认识不足。我国人民群众对节水的认识普遍不高，节水往往只停留在口头上。 2、投入不足。节水工作面广、量大，情况复杂多样，需要大量投入和一定的先进技术，这就需要大量的投入。随着节水量的加大、用水重复利用率的提高，
美国加州水资源开发管理历史与现状的启示 1 加州的地理、历史及水利工程概况 1．1 地理概况 加利福尼亚州（简称加州）地处美国西海岸，南北方向呈狭长型地带．作为美国经济规模和人口均最大的州，加州现有3300万人，主要集中在南加州海岸平原和中部圣佛朗西斯科湾地区．加州西部海岸是较低的山部地区，东部是南北方向绵延643．6km（400英里）的西拉华达高大山脉，它屏障了太平洋水汽东送的通道。夹于西部海岸山脉和东部西拉华达山脉间的中央峡谷，长约724．05km（450英里），其久负盛名的农业也主要集中在这一峡谷．两条主要河流萨克拉门托河与圣乔昆河分别从北部和南部汇流到圣佛朗西斯科湾． 总体来讲，加州是一个半干旱地区，降水时空分布不均，降雨集中在11月初至来年4月末．其西北部地区水量较多，全州有1／3的径流是来自这一人烟稀少的地区，而这一水源地必须修建水利工程其丰富的水资源才能被中部和南部利用，否则水将流入大海． 1．2 历史发展及产业结构 加州的产业结构从最初采矿业最发达的阶段，相继经历了农业、航空航天业、电影业、电子工业等产业占主导地位的不同发展阶段，其中，农业至今仍是加州很重要的一个产业，1995年农业用水量占总用水量的43％，预计到2020年农业用水仍占39％，
它对加州水资源的开发和管理有很大的影响． 如今，由于加州人口和经济规模的快速增长，由此带来的水资源紧、能源短缺问题也日益严重．这一现象引起了加州政府的焦虑和担心，但目前还没有找到较好的控制办法． 1．3 主要水利工程 经过100多年的发展，加州水利工程已经发展得十分发达．全州现共有水坝和水库1200多座，及多条引水渠．这些引水渠大都是从水库引水，甚至有多个调节水库，也有少数几个是直接从河道引水，加州大部分用水就依赖于这些水利设施．州水利工程（State Water Project，SWP）和中央峡谷工程（Central Valley Project，CVP）是两个最主要的工程． 州水利工程在加州是一个十分重要的水利工程，大约有2000万人口的用水量的一半来自于它，占总人口的2／3左右．州水利工程归州所有，由加州水资源局管理，50年代开始规划，60年代开始建设，由奥罗卫理（Oroville）大坝和水库、中央峡谷蓄水工程和通往南加州的643．6km（400英里）长的输水干渠、电站、泵站以及八九十年代新增的约321．8km（200多英里）长的附属输水渠道等几部分组成．其主要功能是将加州北部多余的水调往缺水的中部和南部地区，水量的70％供给城市，30％供给农业．州水利工程不仅在加州，甚至在全美国都是很特殊的．它完全是自筹经费，归州所有并由州立机构管理运行．工程提供统一的服务，与29个北部、中部和南部地区的公共机构之间有统一的水价协议，水价根据实际的工程建造成本和运行成本得出，州并
山地研究(SHA N DI Y AN JIU)=M O U N T A IN RESEA RCH,1998,16(4):281～285 岩石卸荷破坏特征与岩爆效应 王贤能 黄润秋 (成都理工学院工程地质研究所 成都 610059) 提 要 岩爆是在地下洞室开挖卸荷过程中发生的,岩爆特征与岩石卸荷破坏特征密切 相关.本文设计了模拟洞室开挖过程的三轴卸荷实验,探讨了岩石在不同卸荷速率条件下的 变形破坏特征及其岩爆效应. 关键词 三轴卸荷实验 卸荷速率 岩爆效应 卸荷变形破坏现象在自然界中广泛存在.在岩质边坡中,卸荷将引起临空面附近岩 体内部应力重分布、造成局部应力集中效应,并且在卸荷回弹变形过程中,还会因差异回 弹而在岩体中形成一个被约束的残余应力体系.岩体在卸荷过程中的变形与破坏正是由 这种应力变化引起的.在张应力集中带发展成拉裂面;在平行于临空面的压应力集中带 处发展而成平行于临空面的压致拉裂面或剪切破裂面[1].卸荷回弹同样可以在岩体中形 成残余剪应力,并导致剪切破裂.高地应力区钻进过程中所见到的岩芯饼裂的形成就是 这种机制.我国长江葛洲坝大型机窠开挖过程中所观测到的沿平缓软弱夹层发生的向临 空方向的剪切滑移,就是一种非常典型的差异卸荷回弹现象[1].王兰生教授提出的“浅生 时效构造”,也是一种与卸荷有直接关系的新概念[2].孔德坊教授在研究成都粘土中的裂 隙成因时,认为卸荷作用是产生这种裂隙的根本原因[3]. 处在高地应力地区的地下工程开挖过程中发生的岩爆,也是一种典型的卸荷破坏现象.过去对岩爆的岩石力学试验研究一般都采用加荷试验方式,这与岩爆发生时的应力 过程并不吻合,只有采用卸荷试验方式才符合实际. 由于试验条件限制和工程问题的复杂性,卸荷试验的实现比较困难.近十余年来,随 着岩石力学的深入发展和工程实际的需要,我国逐步开展了岩体卸荷试验研究工作[4]. 本文选取西(安)(安)康铁路秦岭深埋隧道的混合花岗岩、含绿色矿物混合花岗岩、攀枝花 石灰矿的灰岩,探讨了岩石在两种卸荷速率条件下的变形破坏特征以及与岩爆的关系. 1 模拟硐室开挖卸荷过程的三轴试验设计 地下硐室在开挖过程中,围岩应力发生重分布.径向应力( r)随着向自由表面接近 逐渐减小至洞壁处变为零;而切向应力( )的变化有不同的情况,在一些部位越接近自由 表面切向应力越大,并于洞壁处达到最高值(即产生压应力集中现象),在另一些部位,越 接近自由表面切向应力越小,有时在洞壁处甚至出现拉应力(即产生拉应力集中现象). 由此看来,地下硐室的开挖在围岩中引起强烈的应力分异现象,使围岩应力差越接近自由 *国家杰出青年科学基金(编号49525204)和教育部跨世纪优秀人才计划基金资助研究. 收稿日期:1998-03-15,改回日期:1998-03-29.
1.可持续发展：指“人类在社会经济发展和能源开发中,以确保它满足目前的需要而不破坏未来发展需求的能力”。 2.水资源利用可持续度：指表示水资源对于发展的支持程度，是水资源对于发展用水量的满足程度，可供给的水资源总量与发展用水总量的比值。 3.水资源利用可持续指数：是表示区域发展持续可能性的大小，是水资源利用的产出与用水量的比值，即表明发展的程度，又表明水资源利用的节约程度。 4.水资源规划：水资源规划是以水资源利用、调配为对象,在一定区域内为开发水资源、防治水患、保护生态环境、提高水资源综合利用效益而制定的总体措施计划与安排 5. 水平年：指在规划设计水资源过程时，以未来某一年的需水量作为规划设计需水量，未来的那一年就是我们的设计水平年。设计水平年是相对于现状年而言，现状年也叫基准年。 6. 设计代表年：常常从长系列的水文资料中选择一些代表年或代表期的径流资料调节计算，供规划方案比较。 7. 最大供水能力：是指区域供水系统能够提供给用户的最大供水量的大小。 8. 灌溉水利用系数：是指灌溉面积上田间所需净水量与渠首引进的总水量的比值。 9. 生态环境需水：是指为了维持生态环境系统一定功能所需要保留的自然水体或需要人工补充的水量。 10. 河道内生态环境需水：指维持河流生态系统一定形态和一定功能所需要保留的水量。 11. 河道外生态环境需水：指保护、修复或建设给定区域的生态环境需要人为补充的水量。 12.供水预测：是以现状情况下水资源的开发利用状况为基础,以当地水资源开发利用潜力分析为控制条件,通过经济技术综合比较,制定出不同水平年的水资源开发利用方案,从而进行可供水量预测,为水资源的供需分析与合理配置提供参考依据. 13. 可供水量：指在不同水平年、不同保证率情况下，考虑可利用水资源量，河道外需水量及工程供水能力三者组合条件下工程设施可提供的水量。 14. 库容系数：库容系数β =V/W 水库兴利库容除以本级水库多年平均年径流量 15. 灌溉制度：在一定的自然气候和农业栽培技术条件下，为使作物获得高产、稳产，在作
3.22世界水日节水宣传活动 水作为大自然赋予人类的宝贵财富，价 值是无比丰富的。众所周知，去年的这个春天， 美丽的西南地区是河水干枯，田地荒芜，庄稼枯 死颗粒无收。今年的北方同样遭受着干旱的肆虐，给人们的生活造成了严重的影响。 我国却是一个水资源短缺的国家，我国水资源总量为2.8万亿立方米，其中地表水2.7万亿立方米，地下水0.83万亿立方米，扣除重复计算量0.73万亿立方米，总量并不丰富，人均占有量更少。我国人均水资源约为世界人均的1/4，排在世界第121位，是世界13个贫水国家之一。 我国的水资源环境正在一步步恶化，再加上那些用水浪费，偶然的洪涝灾害、水资源的南北分配不均，我国的水资源形势更是不容乐观。水，作为一种资源已成为衡量一个国家能否持续发展的重要因素，其开发利用程度，标志着一个国家经济和社会的发展水平，其调蓄能力，决定着国家发展后劲的大小，其供需失去平衡将导致一个国家社会经济的波动。水是人类的生命线，也是农业和国民经济的生命线,可见水决不是一般的资源，而是影响一个民族生存和发展的战略资源。 因此我们借世界节水日，在全校范围内宣传水知识，培植全校师生爱水、节水意识，树立“保障清洁水源，创造健康世界”的观念是至关重要的。
节水小知识 1、洗手间：洗漱时应缩短用水时间，用完后立即关闭用水器具。2．洗澡：学会调节冷热水比例；尽可能先从头到脚冲洗一遍，然后全身涂香皂冲洗，最后一次冲洗干净，不要单独洗头、洗上身和洗脚；洗澡要专心致志，抓紧时间，不要悠然自得。 3．厕所：发现漏水器具应及时修理；如果厕所水箱过大，可以在水箱里放一块砖头或一只装满水的大可乐瓶，以减少每一次的冲水量。4．洗衣：用洗衣机洗少量衣服时，水位不要太高；手洗应先用洗衣粉泡15分钟左右再用手揉搓，漂洗时不要开大水龙头冲，应用一盆水仔细漂洗。 5．收集废水：应预备一个收集废水的大桶，收集洗衣、洗菜后的废水冲厕所。 6．洗餐具：最好先用纸把餐具上的油污擦去，用热水洗一遍，最后才用水冲洗干净。 7．生活习惯：刷牙、取洗手液、抹肥皂时要及时关掉水龙头；正在用水时，如需开门、接电话等应及时关水龙头。 总而言之，珍惜水就是珍惜人类的生命，因此我们倡导：1不浪费水。2节约用水。3合理利用水。坚持一水多用，真正做到节水在身边、科学用水、计划用水、节约用水，珍惜每一滴水，积极行动起来，争当节约用水的宣传者、文明用水的倡导者、科学用水的践行者。
深部开采岩爆研究现状综述 摘要：岩爆是一种世界性的地质灾害，随着矿山开采深度的增加，岩爆已经成为一种越来越突出的潜在威胁，极大地威胁着矿山施工人员和设备的安全。目前，国内外在岩爆方面做了大量的研究工作，但是，由于岩爆问题极为复杂，还没有成熟的理论和方法。本文针对岩爆定义、岩爆发生机理、岩爆预测预报、岩爆控制的研究现状，进行了归纳分析与评述。 关键词：岩爆，岩爆发生机理，岩爆预测，研究现状 前言 随着浅部资源的逐渐减少和枯竭，地下开采的深度越来越大。近年来，我国一些金属矿相继进入深部开采，如云南会泽铅锌矿采深已超过1000m，铜陵冬瓜山铜矿采深已达1100m，抚顺红透山铜矿已进入900-1100m深度，湘西金矿超过850m，山东玲珑金矿采深己达800m。深井矿山开采，最显著的变化是显现“高应力、高温和高孔隙水压”的“三高”特性，开采环境大大恶化，潜在的重大安全隐患增多。岩爆作为地下工程的一大危害，直接威胁施工人员、设备的安全，影响工程进度，如何有效的减轻岩爆引起的灾害，已成为世界性的地下工程难题之一，并受到世界各国相关学者的广泛关注。岩爆发生地点具有“随机性”、孕育过程具有“缓慢性”、发生过程具有“突发性”，对生产安全和工程可靠性的危害极大，已经严重影响了矿山的正常生产。目前，国内外在岩爆方面做了大量的研究工作，但是，由于岩爆问题极为复杂，还没有成熟的理论和方法。 1、岩爆定义及分类 1.1岩爆的定义 时至今日还没有一个统一公认的岩爆定义。在谈到岩爆时，人们通常会说岩爆就是高强度脆性岩石的猛烈破坏，或者说是储存在岩体内的弹性应变能突然释放。国内普遍认为岩爆是地下工程或采矿过程中岩体破坏的一种形式。它是处于高地应力或极限平衡状态的岩体或地质结构体，在开挖活动的扰动下，其内部储
中国水资源现状调查报告 水是生命之源，是基础性自然资源和战略性经济资源，是生态环境的控制性要素，水作为与粮食、能源同等重要的三大战略资源之一，在经济、社会发展和国家安全中具有极其重要的地位。当今，全球都面临着缺水的挑战，每天都有不计其数的人因缺水而死。节约用水，刻不容缓！ 一．水资源现状 世界水资源现状： 地球表面的70%被水覆盖，但淡水资源仅占所有水资源的2.5%，近70%的淡水固定在南极和格陵兰的冰层中，其余多为土壤水分或深层地下水，不能被人类利用。地球上只有不到1%的淡水或约0.007%的水可为人类直接利用，而中国人均淡水资源只占世界人均淡水资源的四分之一。 中国水资源现状： 中国水资源总量为2.8万亿立方米。其中地表水2.7万亿立 方米，地下水0.83万亿立方米，由于地表水与地下水相互转 换、互为补给，扣除两者重复计算量0.73万亿立方米，与河 川径流不重复的地下水资源量约为0.1万亿立方米。按照国际 公认的标准，人均水资源低于3000立方米为轻度缺水；人均 水资源低于2000立方米为中度缺水；人均水资源低于1000立 方米为严重缺水；人均水资源低于500立方米为极度缺水。中 国目前有16个省(区、市)人均水资源量(不包括过境水)低于 严重缺水线，有6个省、区(宁夏、河北、山东、河南、山西、 江苏)人均水资源量低于500立方米。中国水资源总量并不算多，排在世界第6位，而人均占有量更少，2240立方米，在世界银行统计的153的国家中排在第88位。中国水资源地区分布也很不平衡，长江流域及其以南地区，国土面积只占全国的36.5%，其水资源量占全国的81%；其以北地区，国土面积占全国的63.5%，其水资源量仅占全国的19%。 二．水污染问题 中国的海河、辽河、淮河、黄河、松花江、长江和珠江7大江河水系，均受到不同程度的污染。 随着科学事业的逐渐发展，厂房高楼的逐渐增多，水短缺问题越来越严重。随着人类的破坏，原来的那个蔚蓝色的“水晶球”已经不再明澈，不再蔚蓝了，即将干枯。 经过多年的建设，我国水污染防治工作取得了显著的成绩，但水污染形势仍然十分严峻。2005年，全国废水排放总量为524.5亿t（吨），工业废水排放达标率为，城市污水处理率仅为149.8万t。其中工业废水占39%~35%，城市污水占61%~65%，城市污水已经成为主要的污染源。 根据国家环保局发布的中国环境质量公告，全国七大水系中，珠江、长江水质较好，辽河、淮河、黄河、松花江水质较差，海河污染严重。411个地表水检测断面中，Ⅰ~Ⅲ类的断面仅占41%，Ⅳ~Ⅴ类的断面占32%，劣Ⅴ类水质的断面达27%，说明已有59%的河段不适宜作为饮用水水源。与河流相比，湖泊、水库的污染更加严重。2005年，28个国控重点湖泊及水库中，满足Ⅱ类水质的仅有2个，满足Ⅲ类水质的只有6个；Ⅳ~Ⅴ水质的8个，劣Ⅴ类的竟达12个，即72%的湖泊和水库已不宜作为饮用水水源，43%的湖泊和水库失去了使用功能。目前全国有25%的地下水体遭到污染，35%的地下水源不合格；平原地区约有54%的地下水不符合生活
世界水资源现状 地球表面的72%被水覆盖，但是淡水资源仅占所有水资源的0.75%，有近70%的淡水固定在南极和格陵兰的冰层中，其余多为土壤水分或深层地下水，不能被人类利用。地球上只有不到1%的淡水或约0.007%的水可被人类直接利用，而中国人均淡水资源只占世界人均淡水资源的四分之一。 地球的储水量是很丰富的，共有14.5亿立方千米之多。地球上的水，尽管数量巨大，但是能直接被人们生产和生活利用的，却少得可怜。首先，海水又咸又苦，不能饮用，不能浇地，也难以用于工业。全球淡水资源不仅短缺而且地区分布极不平衡。按地区分布，巴西、俄罗斯、加拿大、中国、美国、印度尼西亚、印度、哥伦比亚和刚果9个国家的淡水资源占了世界淡水资源的60%。约占世界人口总数40%的80个国家和地区约15亿人口淡水不足，其中26个国家约3亿人极度缺水。更可怕的是，预计到2025年，世界上将会有30亿人面临缺水，40个国家和地区淡水严重不足。 许多人把地球想象为一个蔚蓝色的星球，其72%的表面积覆盖水。其实，地球上97.5%的水是咸水，只有2.5%是淡水。而在淡水中，将近70%冻结在南极和格陵兰的冰盖中，其余的大部分是土壤中的水分或是深层地下水，难以供人类开采使用。江河、湖泊、水库及浅层地下水等来源的水较易于开采供人类直接使用，
但其数量不足世界淡水的1%，约占地球上全部水的0.007%。全球每年水资源降落在大陆上的降水量约为110万亿立方米，扣除大气蒸发和被植物吸收的水量，世界上江河径流量约为42.7万亿立方米，按1995年的世界人口计算，每人每年可获得的平均水量为7300立方米。由于世界人口不断增加，这一平均数已较1970年下降了37%。 80年代后期全球淡水实际利用的数量大约每年3000亿立方米，占可利用总量的1-3%，但是随着人口的增长及人均收入的增加，人们对水资源的消耗量也以亿合计数增长。我们要加强保护水资源意识，不要让最后一滴水成为我们的眼泪！ 如果还不珍惜水资源，最后一滴水就是人类的眼泪。 随着科学事业的逐渐发展，厂房高楼的逐渐增多，水短缺问题越来越严重。随着人类的破坏，原来的那个蔚蓝色的“水晶球”已经不再明澈，不再蔚蓝了，即将干枯。 地球上可被利用的水并没有人类想象的那么多，如果说将地球的水比作一大桶水的话，那么我们能用的也只有一勺水，而这一勺水中的四分之一或更多已经被污染；如果再让它们继续遭到人类的摧残，早晚有一天，它会消失在茫茫的宇宙中。 浪费水现象 . 水资源的浪费现象 “节约用水，从点滴做起”的广告虽然随处可见，但是并没有得到人们的真正的重视，我国是有大量“水资源”的国家，但好的水资源毕竟是有限的。如果人们继续没有节制地浪费水资源和污染水资
第五章岩爆隧道 岩爆隧道是指施工过程中有岩爆现象发生的隧道。在高应力坚硬的岩体内开挖坑道时，常常会有岩片从开挖壁面突然弹射出来，把这种现象称为岩爆。岩爆会破坏已建成的隧道结构和机械设备，直接威胁施工人员的生命安全。岩爆现象在矿山出现较早。例如加拿大的一些深埋硬岩矿山经常发生岩爆，对矿山的安全与生产构成很大威胁，因此，加拿大Laurentian 大学的岩石力学研究中心对岩爆巷道的支护设计进行了为期五年的专题研究[1]。根据岩爆产生的机理，试验出了有效设防措施，并编制了加拿大岩爆支护手册。20世纪50年代美国纽约的引水隧洞施工时曾发生岩片弹射现象。60年代挪威赫古拉公路隧道和瑞典的维斯塔引水隧洞也曾发生过岩爆；成昆铁路线上的关村坝隧道是我国隧道建设中发生岩爆较早的隧道；之后，在二郎山隧道、穿越秦岭的数座隧道施工中也都不同程度的发生过岩爆。岩爆对隧道工程的最大威胁源于岩爆的突发性。目前，关于隧道岩爆的形成机理还在研究之中，对隧道岩爆的认识有待进一步深化。本章通过分析几座隧道的岩爆现象，归纳隧道岩爆的特点，探讨隧道岩爆机理、讨论岩爆隧道设计理论和施工方法，最后介绍岩爆隧道工程实例——二郎山隧道，借以说明隧道岩爆的具体工程防范措施。 第一节隧道岩爆特点与形成机理 岩爆是岩体受到开挖影响和扰动后发生猛烈破坏的一种工程现象，是岩体本身力学性质（内在因素）和外界影响因素（诱发因素）某种组合的结果。为了研究影响岩爆发生的各种因素，首先需要了解在国内外岩爆隧道内观察到的现象。 一、隧道岩爆现象 就空间形态和施工过程而言，水工隧洞与交通隧道几近相同。20世纪60年代掘进的挪威赫古拉公路隧道和瑞典的维斯塔引水隧洞是发生隧道岩爆的典型代表，在两工程中，岩爆以小块岩石弹射为主，大多数弹射岩块很小；岩爆发生时测得的隧道周边切向应力远小于岩石单轴抗压强度，开始弹射时的周边应力为岩石单轴抗压强度的37%；发生岩爆的隧洞轴线与测量的原岩最大主应力方向垂直或成大角度相交；岩爆发生部位相对于隧洞中心轴对称；岩爆前可听到脆性岩石的破裂声，最强烈岩爆发出的声音如200kg隧洞掘进爆破。 国内的川藏公路二郎山隧道在施工中出现了较为严重的岩爆现象[2，3]。为了掌握岩爆与地应力规律，用钻孔应力解除法和岩石声发射（AE）Kaiser效应对地应力进行了现场测试，最大主应力为353MPa。二郎山隧道的岩爆特点是：（1）发生岩爆的围岩属Ⅳ、Ⅴ类围岩；（2）岩爆多发生在掌子面及距其1～3倍洞径范围内；（3）岩爆既发生在围岩表面，也发生在围岩内部；（4）岩爆形式有劈裂和剪切两种；（5）岩爆爆坑多呈锅底形，坑边沿多为阶梯形；（6）断层带两侧的硬岩中容易发生岩爆；（7）干燥无水区段容易发生岩爆；（8）相邻洞室的开挖对主洞岩爆似无影响等。 西康铁路秦岭隧道在施工中也出现了严重的岩爆现象[4，5]。秦岭隧道Ⅱ号线的岩爆特点有：（1）受构造应力影响，岩爆先发生在右侧壁，然后到拱肩、拱顶，最后发展到左侧壁；（2）岩爆多发生在断层带两侧完整的上下两盘；（3）岩爆主要发生在质地坚硬、强度较高、干燥无水的混合片麻岩中；（4）发生在距掌子面9～100米范围内的岩爆较为频繁剧烈；（5）强烈岩爆的爆坑多呈A字形，一般岩爆的爆坑多呈锅底形等。 综合大量资料，可以发现隧道岩爆的发生有如下规律：
中国水资源现状及面临形势 我国水资源现状 我国是一个水资源短缺的国家,水资源时空分布不均。近年来我国连续遭受严重干旱,旱灾发生的频率和影响范围扩大,持续时间和遭受的损失增加。目前全国600多个城市中,400多个缺水,其中100多个严重缺水,而北京、天津等大城市目前的供水已经到了最严峻时刻。与此同时,由于人口的增长,到2030 年我国人均水资源占有量将从现在的2200立方米降至1700至1800立方米,需水量接近水资源可开发利用量,缺水问题将更加突出,因此,节约水资源,强化水资源稀缺意识已刻不容缓,大家得从我做起,从自身做起,节约每一滴水。此外,我国水资源开发中还存在着其他问题:(1) 洪水灾害对国民经济发展和社会安定存在潜在威胁(92) 水分利用效率不高(3) 水资源普遍受到污染2003年,淮河、海河、辽河、太湖、巢湖、滇池,其主要水污染物排放总量居高不下。淮河流域仍有一半的支流水质污染严重,海河、辽河生态用水严重缺乏,其中内蒙古的西辽河已连续五年断流。太湖、巢湖、滇池均为劣五类水质,总氮和总磷等有机物污染严重。以黄河为例,工业污染是黄河水污染的主要原因,占废污水排放总量的73%,每年由于水污染造成的经济损失约115亿元至156亿元。同时,令人担忧的是,沿黄地区许多农田被迫用污水灌溉,给区域内居民健康带来危害。据初步测算,区域内每年人体健康损失达22亿至27亿元。黄河水污染同时还带来水资源价值损失、城镇供水损失,并增加了处理污水的市政额外投资,每年总损失近60亿元。地球上的水虽然看上去很多,然而在当今经济技术条件下,可供人类开发利用的水资源并不多。据专家估计,地球上的13.86亿立方公里水资源总量中,其中96.7%的水集中在海洋里,目前还无法利用。而大陆上所有淡水资源总储量只占地球上的水量的3.3%,这3.3%里的85%集中在南极和格陵兰地区的冰盖和高山渺无人烟的冰川中,在现阶段内也难以利用。地球上实际上能为人类开发利用的水资源主要是河流径流和地下淡水。地下水占地球淡水总量的22.6%, 为8600万亿吨,但一半的地下水资源处于800米以下的深度,难以开采,而且过量开采地下水会带来诸多问题。河流和湖泊占地球淡水总量的0.6%,为230万亿吨,是 陆地上的植物、动物和人类获得淡水资源的主要来源,可是由于水体污染,这一部分
《地下水资源管理》课程报告 专业：勘查技术与工程 班级学号：勘查1101 24 姓名：张江伟 指导老师：王艳霞 学期： 2013-2014学年第二学期 南京工业大学交通学院 2014年 6月
目录 1. 我国地下水资源管理现状及存在问题分析 -------------- 1 2. 地下水资源开发中主要的环境地质问题及分析对策 ------ 9 3. 结语 ---------------------------------------------- 12
我国地下水资源管理现状及存在问题分析 地下水是水资源的重要组成部分，也是我国北方地区及许多城市的重要供水水源，地下水的合理开发利用对我国社会经济发展和生态环境建设具有十分重要的作用。近几十年来，随着我国社会经济的不断发展，地下水资源开采量日益增加，地下水污染加重，由于缺乏合理规划和有效监管，使之产生了区域性地下水位下降、水源地枯竭，进而诱发了地面沉降、地裂缝、海水入侵、土壤盐渍化及土地沙化等一系列生态及环境地质问题，这些问题直接影响着地下水资源的可持续利用，也制约着经济社会的全面、协调和可持续发展。因此，必须从供水安全、生态安全及社会和谐发展的层面实施地下水资源的管理与保护战略。 一、我国水资源的基本情况和主要特点 1. 我国水资源基本情况 根据《中国水资源及其开发利用调查评价》（2007）成果，1980 ～2000 年我国年平均地下水资源量为 8219×108m3，其中矿化度不超过1g/L 的地下水资源量为 7972×108m3；矿化度1 ～ 2g/L 的地下水资源量为 247×108m3。山丘区地下水资源量为 6772×108m3，相当于全国地下水资源量的 82%；平原区地下水资源量为 1765×108m3（含与山丘区地下水资源量间的重复计算量 318×108m3），相当于全国地下水资源量的 21%。北方地区地下水资源量为 2459×108m3，占全国的30%，南方地区地下水资源量为 5760×108m3，占全国的 70%。
中国水资源现状 我国的淡水资源总量为28000亿立方米，占全球水资源的6%仅次于巴西、俄罗斯和加拿大，名列世界第四位。但是，我国的人均水资源量只有2300立方米，仅为世界平均水平的1/4，是全球人均水资 源最贫乏的国家之一。然而，中国又是世界上用水量最多的国家。仅2002年，全国淡水取用量达到5497亿立方米，大约占世界年取用量的13%是美国1995年淡水供应量4700亿立方米的约1.2倍。 中国从20世纪70年代以来就开始闹水荒，这不是危言耸听，而是客观存在的事实。80年代以来，中国的水荒由局部逐渐蔓延至全国，情势越来越严重，对农业和国民经济已经带来了严重影响。 缺水：全面告急 ?北方资源性缺水！ ?南方水质性缺水！ ?中西部工程性缺水！ “中国是一个中度缺水的国家”，水利部水资源司司长吴季松说，这是从水资源对社会经济发展的支撑能力上得出的判断。据统计，我国目前缺水总量估计为400亿立方米，每年受旱面积200万~260万平方千米，影响粮食产量150亿~200亿千克，影响工业产值2000多亿元，全国还有7000万人饮水困难。缺水对环境和人的身心健康都有着严重的影响。 从人口和水资源分布统计数据可以看出，中国水资源南北分配的差异非常明显。长江流域及其以南地区人口占了中国的54%,但是水 资源却占了81%。北方人口占46%，水资源只有19%。专家指出，由于自然环境以及高强度的人类 活动的影响，北方的水资源进一步减少，南方水资源进一步增加。这个趋势在最近20年尤其明显。这就更加重了我国北方水资源短缺和南北水资源的不平衡。最近几年，北方连年干旱。如果说北方资源性 1 / 16
岩爆发生机理及防治 措施
岩爆发生机理与治理措施 摘要：岩爆是深埋长大隧道的主要地质灾害之一，目前基于岩爆发生机理和治理方式国内外专家都提出了不少理论方法，但用于生产实践时都遇到或多或少的问题。内外相关文献资料的基础上，笔者通过两年多来在岩爆洞段的施工经验，并查阅国对岩爆的发生机理和防治对策进行探讨。 关键词：深埋长隧道断裂型岩爆应力型岩爆水胀式锚杆爆破应力释放孔1、岩爆发生机理 岩爆是高地应力地区岩石地下工程中的一种常见灾害。它常常表现为声响、片状剥落、严重照片帮和岩爆性的坍塌，有的伴的声响及岩片弹射、能量猛烈释放、洞室豁然破坏，往往给人员、机械设备和建筑的安全带画巨大的损失。在地下洞室的修建过程中，由于开挖使地应力重新分布，围岩应力集中，在洞壁平行于最大初始应力σ1的部位，切向应力梯度显著增大，洞壁受压导致垂直洞壁方向产生张应力。这种应力的作用不断增强，首先产生环向的张裂或劈裂，进而发生剪切破坏。一旦岩块被剪断，且又具有较高的剩余能量时，致使岩块发生弹射，完成弹性势能到动能的转换，形成岩爆。岩爆的发生有外部和内部两方面的原因。其外因在于：岩体中蓄存有高地应力，特别是地下洞室的开挖改变了岩体内存的力学环境，其内因是岩石矿物结构密度、坚硬度较高，一般发生岩爆的岩石单轴搞压强度均在120Mpa以上，内因和外因同时成立是即发生岩爆。 2、岩爆的分类 根据对辅助洞1000多米的岩爆洞段的观察分析，可将岩爆划分为应力型岩爆和断裂型岩爆，应力型岩爆主要发生在围岩结构完整，无贯穿性结构面的岩
层中，岩石的主应力达到40%岩石单轴抗压强度以上，岩爆表现形式以片状剥落为主，并伴有声响及岩片弹射，一般破坏性不大；断裂型岩爆主要发生在岩石结构完整，并伴有贯穿性结构面或断层的岩体中，岩体的应力主要集中在贯穿性结构面附近，往往岩体内的最大主应力大于或接近岩石单轴抗压强度，主要表现形式为突发性的震动，并伴有强烈的响声，在有相交结构面的围岩中往往还因岩爆震动引起大规模的坍塌，破坏性较大。对辅助洞施工安全造成严重威胁的极强岩爆多属于断裂型岩爆，从本质上讲，岩爆的发生并不是洞周高应力直接作用结果，而是开挖面附近某一范围内存在的断裂构造在高应力作用下发生破坏（如错动），导致能量突然释放，对围岩造成强烈冲击作用的结果。断裂破坏过程中伴随着不同程度的震动，岩爆是开挖面附近围岩在震动冲击荷载下发生破坏的结果。因此，震动是诱发岩爆的内在原因，岩爆是破坏的表现方式。现场出现的大范围坍塌破坏，并不都是岩爆，很大程度是岩爆震动导致岩体破裂，开挖后出现坍塌破坏的结果。实际上，震动可导致岩爆，也可以导致岩体坍塌。在绝大多数情况下，前者说明破坏岩体受到了很大的冲击，后者倾向于岩体比较破碎，自身稳定性差。 3、岩爆的预测 岩爆的预测是工程施工容易忽略的重要问题，目前国内外尚无一套有效的预测方法。在辅助洞施工中，结合生产实践，主要采取了以下预测措施：1）宏观上，对已经开挖洞段地质构造，岩石特性进行分析，或对平行的另一洞段地质情况进行横向延伸，可大致判断出前方未开挖洞段的地质情况。
水资源现状调查 世界淡水资源极其有限。我们休养生息的地球虽然有70．8％的面积为水所覆盖，但其中97．5％的水是咸水，无法饮用。在余下的2．5％的淡水中，有87％是人类难以利用的两极冰盖、高山冰川和永冻地带的冰雪。人类真正能够利用的是江河湖泊以及地下水中的一部分，仅占地球总水量的0．26％。有人比喻说，在地球这个大水缸里可以用的水只有一汤匙。 水资源现状调查 我国的“水”存在两大主要问题：一是水资源短缺，二是水污染严重。有资料显示，我国是一个干旱缺水严重的国家。人均淡水资源仅为世界平均水平的1/4、在世界上名列110位，是全球人均水资源最贫乏的国家之一。人均可利用水资源量仅为900立方米，并且分布极不均衡。20世纪末，全国600多座城市中有400多个城市存在供水不足问题，其中比较严重的缺水城市达110个，全国城市缺水总量为60亿立方米。
水与人体的关系 每天，一个人大约需要7升水来消化食物，3.5升水用于唾液，排出2升多水。 毛细血管每分钟润滑你的眼睛25次。没有水，人不可能看见东西，也不能哭泣。 人的一生中，喝下大约80吨水。 国家节水标志的含义 中国节水标志由水滴、人手和地球变形而成。绿色的圆形代表地球，象征节约用水是保护地球生态的重要措施。标志留白部分像一只手托起一滴水，手是拼音字母JS的变形，寓意节水，表示节水需要公众参与，鼓励人们从我做起，人人动手节约每一滴水；手又象一条蜿蜒的河流，象征滴水汇成江河。 世界水日和中国水周 ３月２２日是“世界水日”，也是今年“中国水周”的第一天。联合国确定２０１４年“世界水日”的宣传主题是“水与能源” 中国水周”的时间为每年的3月22日至28日。
水资源管理现状及应对措施本文关键词水资源，现状及，应对措施，管理 水资源管理现状及应对措施本文简介摘要水资源是人类生存和发展的基础，对人类发展起到重要的意义，只有全面对现有水资源进行分析，针对水资源管理主要问题做好全面解决，才能合理利用保护水资源，推动人类健康发展。文章主要通过对水资源现状的分析，有力地找准了当前存在问题，经过透彻分析成因，进一步探索出针对性的对应措施，以此，有效提高水资源管理 水资源管理现状及应对措施本文内容 摘要水资源是人类生存和发展的基础，对人类发展起到重要的意义，只有全面对现有水资源进行分析，针对水资源管理主要问题做好全面解决，才能合理利用保护水资源，推动人类健康发展。文章主要通过对水资源现状的分析，有力地找准了当前存在问题，经过透彻分析成因，进一步探索出针对性的对应措施，以此，有效提高水资源管理效能，保证水资源得到有效保护。 关键词水资源管理；现状分析；应对措施 1水资源基本情况 水资源是地球上最为主要的资源，对人类生存和发展起到了重要作用，随着全球环保理念的提升，水资源利用与保护提上了日程，受到世界各国的普遍拥护。当前，全球可用水资源总量呈现了大幅度减少的态势，严重影响到了世界经济发展，特别是我国的水资源，在长期的发展过程中，能有效使用的水资源不断在减少，也就是说，水资源不断减少会严重影响到我国的经济快速发展。人类无节制的对水资源浪费与使用，使自然环境受到破坏，加之大自然频繁发生旱灾、水污染等一系列问题，给人类发展带来了巨大的阻碍，所以说，要实现水资源的全球化治理，通过有效的保护与利用，全面探索应对水资源管理策略，是当前世界发展的重要任务。 2全面认清水资源现状 1用水过于紧张，形势更加严峻 我国是世界上的人口大国，人口众多，本身水资源就不够，那么，平均到人头水资源结构就更加的不合理，统计数据表明，我国的人均水资源仅占世界人均水量1/4，可见，水资源在我国的紧张程度，联合国把我国列为全世界人均水资源最为短缺的国家之一，整体用水形势较为严峻。 2分布极其不均，呈现春旱夏涝 我国水资源整体上看呈现分布不均，空间分布，南方水资源丰富，北方与西部地区水资源紧张，时间分布，也极其不均衡，呈现南北的差异性。如果是赶上降水过多的季节，水资源过度，如果过多会导致部分地区出现汛期，汛期主要集