自然界大部分湖泊,尤其是人工湖都向地下滲水。正由于滲水才保證了近岸植物的存活和多種水生生物的發(fā)展。如果將滲水的通道完全堵塞,一點水也不滲,對于生態(tài)將是災(zāi)難性的。
植物生長要求包氣帶有一定的含水量。當(dāng)滲水量過大時,多余的水就要補充地下水而流失。圓明園管理處提供:年需水量900萬立方米,而湖底滲漏達700萬立方米。實際大部分滲漏水是補充了地下水而流失了。因此,在保證生態(tài)環(huán)境的前提下,用環(huán)保材料作一定的防滲工程,從而科學(xué)地控制滲漏的水量是合理的。就目前的技術(shù),這個目標(biāo)可以實現(xiàn)。
地層由粘土、粉砂、細砂、中砂、卵石、礫石以及它們的各種組合而成,它們的滲水性能差異很大。人們用滲透系數(shù)K來表征滲透能力。
巖土滲透系數(shù)
巖土名稱 |
K(m/d) |
巖土名稱 |
K(m/d) |
粘土 |
0.05 |
細砂 |
1.0~5.0 |
粘質(zhì)粘土 |
0.01~0.1 |
中砂 |
5.0~20 |
粉土 |
0.1~0.5 |
粗砂 |
20~50 |
黃土 |
0.25~0.5 |
園礫 |
50~100 |
粘砂 |
0.5~1.0 |
卵石 |
100~500 |
從表中看出砂層、卵、礫石層K值大,水容易在其中流動,是透水層、含水層;粘土K值小,是不透水層、隔水層,是理想的環(huán)保防滲材料。在水利、污水處理等工程中均采用粘土鋪墊的方法防滲。
就圓明園工程而言,若用粘土鋪墊的方法,固然能截斷滲透途徑,達到基本不滲水的效果,但是要保留一定的滲漏要求則不易實現(xiàn)。
鑒于以上分析:我認為用粘土(或膨潤土)制成比重1.15—1.20的泥漿向湖面一遍遍噴灑,粘土顆粒會均勻的沉入湖底。既能防滲又不會完全堵死滲透通道。
由于地層結(jié)構(gòu)的千差萬別和泥漿材料、泥漿性能指標(biāo)的不確定性,因此,在防滲施工前,應(yīng)根據(jù)湖底地層的特點,取一定數(shù)量的原狀土樣作滲水試驗,并作泥漿不同配比的性能試驗,必要時還應(yīng)作大型室內(nèi)模擬滲漏試驗,取得泥漿參數(shù)和防滲效果的數(shù)據(jù),概略設(shè)計出優(yōu)質(zhì)泥漿及其用量,確定噴灑次數(shù)。
在施工過程和施工結(jié)束后,應(yīng)監(jiān)測湖底及其周圍地下水位的變化,同時監(jiān)測湖面水位的變化及降雨量、水面蒸發(fā)量等,從而較準(zhǔn)確地計算出滲水量的變化,科學(xué)地控制最適宜的滲水量。
對于湖邊坡的防滲,其機理與湖底是一樣的。只要不是垂直的邊坡,噴灑泥漿的方法同樣適用。實際工作中湖底和湖邊坡的防滲是統(tǒng)一考慮的。邊坡防滲還應(yīng)監(jiān)測岸邊包氣帶的含水量,使其能保證岸邊植物生長不受影響。
作者陳洪志,河北建設(shè)勘察研究院有限公司,教授級高級工程師。1968年畢業(yè)于北京地質(zhì)系院水文地質(zhì)系,一直從事水文地質(zhì)工作。
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