时间：2024-01-17 14:37:59
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关键词：虚拟现实技术；水文地质；研究应用
中图分类号：P64 文献标识码：A
虚拟现实技术主要是利用计算机生成的虚拟现实的环境逼真的模拟人在自然环境中的听觉和视觉等行为而进行的人机界面的新技术。利用虚拟现实技术的实时表现、沉浸感、与计算机交互的功能可以建立起相关的水文地质模型，从而实现对地下水质、水流及环境地质的深入研究，以促进人们对地下水的开采及提高工程建设的可靠性。
一、虚拟现实技术概述
1概念
虚拟现实技术主要是指利用计算机生成的虚拟环境对人在自然环境中的视觉、运动、听觉等行为进行逼真模拟的人机界面技术。虚拟现实技术是由美国的VPL.Research公司创始人于1989年所创造，通常情况下被称为虚拟现实。虚拟现实技术主要有沉浸、交互、构想三个基本特征，对于虚拟现实系统的发展主要有两个基本方向，一是基于虚拟现实技术的发展，二是基于万维网和因特网的三维图形环境的发展。虚拟现实技术自从20世纪90年代开展以来，利用其虚拟环境与现实无限贴近的特点，使实际环境中难以进行模拟和实现的复杂结果得以简单的表现出来，并实现了对各种不同条件的预测和结果计算，对于现实环境中各方面的发展都起到了良好的促进作用。当前，虚拟现实技术主要应用在军事、电子仪器检测、远程高等教育、模具制作、新产品开发等方面，对人类的生产、生活产生了巨大的影响。
2优点
虚拟现实技术是一种综合了众多优点的新技术，在其应用的过程中，自身所具有的优势得到了充分的显示。虚拟现实技术的主要优势为：①实时表达，虚拟现实技术最大的一个优点就是可以在不同的时间、不同的地点进行环境变化的虚拟，可以随时反应事物的动态变化过程，从而提供有效的数据信息。②三维立体表达，虚拟现实技术由于较多的与计算机技术连接，将计算机的立体表达优势充分显现出来，可以实现对所要表达内容从不同的角度进行展现和研究。③反映细致，对于研究物体，即使是再细小的差别，虚拟现实技术也可以将其充分的反应出来，并且能够实现对研究物体全貌的综合研究。④实现对事物发展的预测，虚拟现实技术的应用不仅可以实现对已存在事物的细致表达，同时还可以实现对尚未存在但可能发生的事物变化进行虚拟反映。⑤反映结果全面，建立虚拟的现实系统，不仅可以实现对事物发展过程的虚拟，还可以根据不同的条件，虚拟出不同的结果。⑥为研究发展提供了新的方向，虚拟现实技术的应用为对各种未知环境的探究提供了新的研究放向和研究方法。
3应用条件
虚拟现实技术具有较强的实现事物三维可视化的功能，但需要用海量的数据资料作为支持。基础资料越是全面、丰富，虚拟出来的结果就越贴近现实。
二、虚拟现实技术在水文地质中的应用
1虚拟现实技术对地下水流的表达
在水文地质研究中，地下水流的运动规律是其研究的重要组成部分，地下水流的运动是一个动态的变化过程，也是目前水文地质研究中最活跃的研究因素。在研究地下水流时，虚拟现实系统不仅可以利用自身实时变化的功能对地下水流的运动变化进行虚拟的表达，以充分的表现出地下水流的特点，还可以对地下水开采后对地下水的变化情况进行虚拟，使人们充分了解在开采利用地下水后对含水系统造成的影响，从而使人们采取相应的措施或者是减少对地下水的开采。在对地下水流研究的虚拟过程中，不仅可以实现对地下水的可视化管理，还可以由此虚拟出相应的开采方式和管理方案，并利用虚拟现实技术对其进行不断的完善和表达，从而实现对地下水流研究的可靠性和科学性。
2虚拟现实技术对含水层的表达
在以往的研究工作中，只能够通过剖面图来展示隔水层和含水层的分布特点，在平面图中则通过含水层厚度的等值线来表现含水层的空间分布特点，这样进行研究分析，既不够直观，也不够全面，对于含水层和隔水层的变化状况研究起到的作用不大。虚拟现实技术中的三维可视化功能能够将地下含水层与隔水层的分布、空间的变化情况及含水层的厚度很好的进行真实再现，对于深入研究隔水层和含水层有很大的帮助，同时，随着虚拟现实系统中资料的不断完善，人们对地下含水系统的研究也更加深入、全面。
3水文地质环境问题
随着经济的快速发展，人口不断增长，人们对地下水的开采利用也不断的增长，导致过分开采，从而引发了地下水位持续下降、地面沉降、水资源枯竭、土壤沙漠化等环境地质问题，对人类的居住环境形成了巨大的威胁，严重影响了人们生活质量的提高。由于虚拟技术既可以对存在的事物发展过程进行虚拟，也可以对尚未存在但可能发生的事物进行虚拟，将其利用在水文地质环境的监测上，则可以实现对开采地下水可能引发的各种环境问题进行虚拟分析，从而制定出相应的对策或减少对水资源的开发，以减少环境问题给人类带来的灾害。
4地下水水质的虚拟表现
当前，由于经济快速发展，造成环境污染严重，影响到了地下水的水质，也影响到了人们对地下水的开采使用。利用虚拟现实技术，可以对地下水在自然状态下的变化进行虚拟，从而找出对地下水水质影响较大的因素，以实现对水质变化更深刻的理解，为人们提供有效的控制水质恶化的方法，使地下水质逐步转为良性循环，水质恢复正常。在研究地下水质时，可以建立相应的水质虚拟实验室，将可能影响地下水质的因素都虚拟出来，并对这些影响因素进行分析研究，找出相应的解决方案，以实现对影响因素的良好控制，从而改变地下水的水质，以保证人类的生活质量。
关键词： 水文地质，勘察，难点，改进措施
中图分类号：F407 文献标识码： A
目前我国在工程水文地质勘察工作上，很多项目没有对地质勘察的基础设计"实际施工情况和地下水的影响进行综合考虑，以至于造成因为地下水存在的问题致使建筑基础下沉，或建筑物墙体有开裂的现象。因此，改进水文地质勘察，针对地下水存在的问题进行预防和研究，保证水文地质勘察工作的进行，才能提高建筑质量。
一、常见水文地质勘察中的难点问题
据统计，地下水与岩土体互相作用所造成的地质灾害具有类型的多样性"机理的复杂性"分布的广泛性"灾害的严重性和可控性等特征。目前在项目和科研实践中对地下水作用致灾的重要性认识及勘察研究投入还是远远不足，在工程地质勘察评价中对地下水作用的定性定量分析还是一个很薄弱环节。
1、水文地质勘察的评价
最容易被忽略的往往是很重要的细节问题，在水文地质勘察中我们应该首要考虑在水文地质勘察中水文地质的评价内容。在实际的勘察工作中，勘探成果里因过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继而不被重视。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的评价，在勘察报告中往往也是一带而过。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够深入，设计中忽视了水文地质问题，导致经常会发生由地下水引发的各种岩土工程危害相关的问题，令勘察和设计处于比较尴尬的境遇。
2、水文地质勘察的主要技术和方法
现水文地质勘察的主要技术方法分为测绘、钻探、物探、实验、监测五个类型，在实际运用中，应当考虑到相应技术的运用所带来的不足。测绘，是严格遵守（测绘法）规定，按一定比例尺要求，对测绘范围内水文地质现象进行准确的观察测量与描述记录，形成地质测绘图件并进行总结，对地下水的形成与运动规律进行研究分析。测绘的优点是覆盖面广，其缺点是工作量大，针对性差。钻探的方法是运用钻机设备从地表向地下钻进成孔，从而达到水文地质普查、取得地下水文地质资料等目的，特别实在深层水的开发利用中是目前唯一的技术手段。钻探的优点是直观、准确，缺点是技术较为复杂、成本较高。物探，是利用地球物理原理，根据各种岩石间的密度、磁性、电性、弹性、放射性等区别，采用先进的探测仪器与方法测量了解水文地质的勘察方法。物探的优点是针对性强、速度快，缺点是物探只是一种辅方法，必须配合其他方法使用。实验，是为得到水文地质参数，解决水文地质问题进行的各种实验，实验方式多元化。实验的优点是针对性强、参考价值高，缺点是不够全面。监测，是一项日常性、基础性勘察工作，包括监测各种基础参考指标。监测的优点是针对性强、参考价值高，缺点也同实验，不够全面。
二、常见水文地质勘察中针对难点的改良措施
总结以往的经验与教训，在水文地质勘察中有针对性地改良工作是很有必要的，可以有效的避免许多因细节问题而造成的严重后果。
1、水文地质勘察的评价改进措施
在水文地质勘察的评价这一方面，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，提出相关的防治措施。另外，工程勘查要密切结合建筑物地基基础类型的需要，查明有关水文地质的问题，提供选型所需的水文地质资料。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。例： 拟建供水水厂一座，供水量2×100m3/d 。其供水水源地初步定于A城区北部，需进行A城区供水水文地质勘察工作。根据建设方意向，水源地开采满足2×100m3/d，连续20年左右开采期限要求。结合目前掌握的水文地质资料，须进行详查勘察阶段的水文地质工作。在初步圈定可能富水地段的基础上，结合水源地开采，实施探采结合勘察方法。查明拟建水源地范围内的水文地质条件，进一步评价地下水资源，提出合理开采方案，探明地下水允许开采量满足B+C级精度要求，为水源地施工"设计及批准开采提供依据。
B级精度要求如下：
（1）查明拟建水源地区的水文地质条件与供水有关的环境水文地质问题，提出开采地下水必须的有关含水层和数据。
（2）根据一个水文年以上的地下水的动态资料和群孔抽水试验或开采性抽水试验，验证水文地质计算参数，掌握含水层的补给条件及供水能力。
（3）结合具体的开采方案建立和完善数值模型，计算和评价补给量，确定允许开采量。
（4）预测开采条件的地下水位"水量"水质可能发生的变化。
（5）提出不使地下水水量减少和水质变差的保护措施。
C级精度要求如下：
（1）基本查明含水层的空间分布和水文地质特征。
（2）初步掌握地下水的补给"径流"排泄条件及其动态变化规律。
（3）根据带观测孔的单孔抽水试验或枯水期的地下水动态资料确定有代表性的水文地质参数。
（4）结合开采方案初步计算允许开采量，提出合理的采用值。
（5）初步论证补给量，提出拟建水源地的可靠性评价。
2、水文地质勘察的主要技术方法改进措施
水文地质勘察的主要技术方法有测绘、钻探、物探、实验、监测五个类型，在实际操纵中应注意取长补短运用。
水文地质测绘是认识地区水文地质的最基础方法，也是全部水文地质工作的基础。测绘的内容应包括： 1） 地貌形态、成因类型及各地貌单元间的关系； 2） 地形、地貌与含水层的分布及地下水情况； 3） 地层的成因类型、时代、层序及接触关系； 4） 地层的厚度、分布、透水性、富水性等情况； 5）地质构造的褶皱、断层、泉井、地表水的位置、类型、规模、富水性等情况。
钻探的基本任务是在测绘和物探基础上，进一步查明含水层的构造、层次、岩性、厚度以及水质、水量、水温等水文参数，一般采取“以探为主、探采结合”的打井方法。钻孔选择应有测绘物探基础，勘探点与线应合理选择，满足抽水成井需求。岩石要用清水清洗，松散层也应用泥浆冲洗，以保证钻探质量，提高岩芯采取率，完整岩层、粘性土大于70%，破碎带、溶蚀带、碎石土、砂性土大于30%。
在应用物探的方法时，要注意方法的针对性与适用性，采取电阻率法、浅震、电磁波法、声波法等多种方法确保其科学性。物探的方法与测绘及钻探方法配合使用，可较准确查明水文地质情况，提高了工作效率。
实验分为室内实验与室外实验，室外实验包括抽水、放水、注水、渗水、压水、连通、弥散、流速、流向等测定，其中应用最多的是抽水试验，抽水试验段应尽量布置在富水性好和拟选择的水源地，确定抽水孔的特征曲线、实际涌水量，评价含水层的富水性，推算井孔的用水量，确定含水层的水文地质参数，为评价地下水资源提供依据。室内实验测定包括分析、测定、模拟实验地下水及岩石水理、力学性质，岩石侵蚀机理、含水层颗粒成分。
监测主要包括对地表水、地下水的动态检测，包括其水位、水量、水温、水质等进行的监测，以方便对地下水进行全面评估与掌握。
三、结语
为提高工程勘察，在工程勘察中水文地质工作尤为重要。随着工程勘察的发展，水文地质工作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到极大的推动作用。
参考文献：
[1]徐伟军工程地质勘察与水文地质[J]城市建设
[2]韩爱臣水文地质问题在工程地质勘察中的重要性[J]今日科苑
关键词地下水;除铁;除锰
中图分类号TU991.26文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)032-0103-01
我国大部分城市及乡镇居民的饮用水都以地下水为水源,与地表水相比,用地下水作为生活饮用水水源有许多优点,如地下水一般水质较好,处理简单,水处理厂工程造价低,地下水的水质一般不易受到污染,比较安全、可靠、卫生等。但是我国大部分地区的地下水中常含有过量的铁和锰,不符合生活饮用水的水质标准,严重的影响人们的生产和生活。
1含铁锰地下水的形成
铁在地球表面分布很广,地壳中的铁质多半分散在各种晶质岩和沉积岩中,它们都是难溶性的化合物。
这些铁质大量的进入水中,一般通过以下几种途径:
1)含碳酸的地下水,对岩层中二价铁的氧化物起溶解作用,生成重碳酸亚铁。
2)三价铁的氧化物在还原条件下被还原而溶解于水中,生成重碳酸亚铁。
3)有机物质对铁质的溶解作用,溶入地下水中。
许多资料中介绍,铁和锰同时存在于天然水中,含铁地下水因地区不同,或多或少含有一定量的锰,只有量的多少不同,在此对地下水的锰的形成就不再详述了。
2铁、锰对日常生活和生产的危害
铁和锰都是人体所必需的微量元素,水中含有微量的铁和锰一般不会对人体造成伤害,但若人体长期饮用铁、锰含量超标的地下水,可能会引起食欲不振,呕吐,腹泻,胃肠道紊乱,大便失常,甚至会对心脏也有影响。含铁、锰的水可使白色织物变黄,给水管道堵塞,给人们日常生活带来许多不便。生产中,铁锰可使锅炉结垢,使离子交换树脂中毒失效;在纺织品上产生锈斑;使酿造的饮料变色变味等,尤其是锰,可使水产生更大的色变,铁和锰有如此危害,因此国家规定生活饮用水中铁含量不超过0.3mg/l,锰含量不超过0.1mg/l。
3地下水中铁、锰的去除方法介绍
对于典型含铁含锰地下水的处理,主要的处理工艺步骤包括絮凝、除铁、除锰以及消毒等,其中除铁和除锰作为最重要的工艺步骤。目前,主要有以下几种处理方法,见表1、表2。
4地下水除铁除锰工艺流程选择
参照以上除铁、锰方法的列表对比分析,我们可以根据不同地区的不同水质情况设计不同的除铁、锰方案,见表3。
5结论
理论来源于实践,又在实践中得到验证。以上除铁锰工艺完全是依据理论推断和实际调查分析后确定的。现依据以上工艺设计的工程均已经投入运营,从运营项目中化验出水的水质指标完全符合国家饮用水标准,达到预想的结果,取得一定的社会效益和经济效益。
参考文献
[1]张杰,李冬.生物固锰除锰机理与工程技术[M].北京:中国建筑工业出版社,2005
[2]李圭白,刘超.地下水除铁除锰[M].北京:中国建筑工业出版社,1989.
[3]张杰,杨宏.生物固锰技术的确立[J].给水排水,1996,22,11:13-16.
【关键词】水文地质勘察；误差分析；描述记录；技术创新；制度建设；动态控制；全过程管理
0 引言
随着经济的发展，人类活动范围的扩大，城市建设也得以迅速发展。在城市建设的过程中，因为水文地质条件发生变化导致建筑沉降情况的发生频率越来越高。在水文地质勘察的过程中，因为降水、勘探技术等原因导致在水文地质勘察中出现了很多问题，这些问题的解决对提高水文地质勘察的精准性，对提高工程建设的质量具有重要的意义。
1 水文地质勘察中的重点与难点问题
1.1 水文地质勘察的评价
最容易被忽略的往往是很重要的细节问题，在水文地质勘察中我们应该首要考虑在水文地质勘察中水文地质的评价内容。在实际的勘察工作中，勘探成果里因过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继而不被重视。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的评价，在勘察报告中往往也是一带而过。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够深入，设计中忽视了水文地质问题，导致经常会发生由地下水引发的各种岩土工程危害相关的问题，令勘察和设计处于比较被动的境遇。
1.2 水文地质勘察的主要技术方法
现水文地质勘察的主要技术方法分为测绘、钻探、物探、实验、监测五个类型，在实际运用中，应当考虑到相应技术的运用所带来的不足。测绘，是严格遵守《测绘法》规定，按一定比例尺要求，对测绘范围内水文地质现象进行准确的观察测量与描述记录，形成地质测绘图件并进行总结，对地下水的形成与运动规律进行研究分析。测绘的优点是覆盖面广，其缺点是工作量大，针对性差。钻探的方法是运用钻机设备从地表向地下钻进成孔，从而达到水文地质普查、取得地下水文地质资料等目的，特别是在深层水的开发利用中是目前唯一的技术手段。钻探的优点是直观、准确，缺点是技术较为复杂、成本较高。物探，是利用地球物理原理，根据各种岩石间的密度、磁性、电性、弹性、放射性等区别，采用先进的探测仪器与方法测量了解水文地质的勘察方法。物探的优点是针对性强、速度快，缺点是物探只是一种辅方法，必须配合其他方法使用。实验，是为得到水文地质参数，解决水文地质问题进行的各种实验，实验方式多元化。实验的优点是针对性强、参考价值高，缺点是不够全面。监测，是一项日常性、基础性勘察工作，包括监测各种基础参考指标。监测的优点是针对性强、参考价值高，缺点也同实验，不够全面。
2 常见水文地质勘察中针对难点的改进措施
2.1 水文地质勘察的评价改进措施
在水文地质勘察的评价这一方面，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，提出相关的防治措施。另外，工程勘查要密切结合建筑物地基基础类型的需要，查明有关水文地质的问题，提供选型所需的水文地质资料。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。例： 拟建供水水厂一座，供水量2×100m3/d。其供水水源地初步定于 A 城区北部，需进行 A 城区供水水文地质勘察工作。根据建设方意向，水源地开采满足2×100m3/d，连续 20 年左右开采期限要求。结合目前掌握的水文地质资料，须进行详查勘察阶段的水文地质工作。在初步圈定可能富水地段的基础上，结合水源地开采，实施探采结合勘察方法。查明拟建水源地范围内的水文地质条件，进一步评价地下水资源，提出合理开采方案，探明地下水允许开采量满足 B + C 级精度要求，为水源地施工、设计及批准开采提供依据。
B 级精度要求如下：
1）查明拟建水源地区的水文地质条件与供水有关的环境水文地质问题，提出开采地下水必须的有关含水层和数据。
2）根据一个水文年以上的地下水的动态资料和群孔抽水试验或开采性抽水试验，验证水文地质计算参数，掌握含水层的补给条件及供水能力。
3）结合具体的开采方案建立和完善数值模型，计算和评价补给量，确定允许开采量。
4）预测开采条件的地下水位、水量、水质可能发生的变化。
5）提出不使地下水水量减少和水质变差的保护措施。
C 级精度要求如下：
1）基本查明含水层的空间分布和水文地质特征。
2）初步掌握地下水的补给、径流、排泄条件及其动态变化规律。
3）根据带观测孔的单孔抽水试验或枯水期的地下水动态资料确定有代表性的水文地质参数。
4）结合开采方案初步计算允许开采量，提出合理的采用值。
5）初步论证补给量，提出拟建水源地的可靠性评价。
2.2 水文地质勘察的主要技术方法改进措施
水文地质勘察的主要技术方法有测绘、钻探、物探、实验、监测五个类型，在实际操纵中应注意取长补短运用。
水文地质测绘是认识地区水文地质的最基础方法，也是全部水文地质工作的基础。测绘的内容应包括： 1） 地貌形态、成因类型及各地貌单元间的关系； 2） 地形、地貌与含水层的分布及地下水情况； 3） 地层的成因类型、时代、层序及接触关系； 4） 地层的厚度、分布、透水性、富水性等情况； 5） 地质构造的褶皱、断层、泉井、地表水的位置、类型、规模、富水性等情况。
钻探的基本任务是在测绘和物探基础上，进一步查明含水层的构造、层次、岩性、厚度以及水质、水量、水温等水文参数，一般采取“以探为主、探采结合”的打井方法。钻孔选择应有测绘物探基础，勘探点与线应合理选择，满足抽水成井需求。岩石要用清水清洗，松散层也应用泥浆冲洗，以保证钻探质量，提高岩芯采取率，完整岩层、粘性土大于 70%，破碎带、溶蚀带、碎石土、砂性土大于 30%。
在应用物探的方法时，要注意方法的针对性与适用性，采取电阻率法、浅震、电磁波法、声波法等多种方法确保其科学性。物探的方法与测绘及钻探方法配合使用，可较准确查明水文地质情况，提高了工作效率。
实验分为室内实验与室外实验，室外实验包括抽水、放水、注水、渗水、压水、连通、弥散、流速、流向等测定，其中应用最多的是抽水试验，抽水试验段应尽量布置在富水性好和拟选择的水源地，确定抽水孔的特征曲线、实际涌水量，评价含水层的富水性，推算井孔的用水量，确定含水层的水文地质参数，为评价地下水资源提供依据。室内实验测定包括分析、测定、模拟实验地下水及岩石水理、力学性质，岩石侵蚀机理、含水层颗粒成分。
监测主要包括对地表水、地下水的动态检测，包括其水位、水量、水温、水质等进行的监测，以方便对地下水进行全面评估与掌握。
3 结束语
总之，随着经济社会的发展，水文地质勘察已经成为了我国工程勘察中的一项重要的内容，其中能够对水文地质造成影响的要素有很多，有自然因素也有人为的因素"在对工程进行地质勘察的过程中，负责勘察与设计的工作人员务必要对水文地质的条件起到一定程度的重视，因此我们就要对这些因素对建筑物的影响进行分析，并要采取相应的应对对策，这样才能够对建筑物的质量有一个很好的保障，同时也能够对工程的建筑做出一定的贡献。
【参考文献】
【关键词】：吹沙填海场地、地下水位控制、无砂管井井点
1、工程概况
首钢京唐公司球团项目焙烧主厂房为钢结构框架结构，轴线占地长161.5m，宽16m，建筑面积9200m2；主厂房基本柱距6m，最大柱距7.0m。9.5米以下三跨，最大跨距8米，9.5米以上一跨，跨距16米。焙烧主厂房为钢结构排架结构，柱基础采用混凝土独立基础。地基处理采用钻孔灌注桩。基础埋深5米。
工程地位于滨海滩涂区，地质报告表明，施工范围内地层从上至下主要为：杂填土，平均层厚3.14米；人工吹沙填海：平均层厚5.21米；粉细砂：平均层厚20.03米。本场地在吹填之前被海水淹没，经吹填并夯实，使地面抬高，地下水位海水深度在0.0-2.67m之间，勘察区内20m深度范围内地层主要为砂层，其地下水与海水有密切联系。人工吹沙填海层、粉细砂层渗透系数K=3.0-4.0m/d。
本工程地下水位高、受近海潮汐影响水源丰富水头压力大，基底为沙性土质，基础施工时地下水控制不力可能导致基坑流砂管涌。根据此工程特点控制地下水是本项目基坑工程施工中关键问题。
2、降水方案设计
2.1、降深要求
本工程基坑采用放坡大开挖，为保证基坑施工过程中干作业，务必保证使地下水位降到基底1.0m以下。综合考虑最小降深为6m。
2.2、降水方案初选
基坑降水常用的有明沟降水、轻型井点和管井井点降水。基坑明沟降水不适用于本工程的降水深度和砂质地基条件；本工程基坑面积大，基坑平面布置复杂，本工程基坑土砂质土，渗透系数较大，轻型井点也不适用；管井井点降水具有排水量大、降水深、不受吸程限制、井距大等优点正适合本工程，考虑到施工成本和工程所在的降水经验，因此，本工程采用无砂管井井点降水。初步确定无砂管井井点直径为300。在基坑开挖时我们也设计明沟，用于收集基坑中和坑壁局部渗出的地下水和其它施工时的地下水。
2.4、方案确定
3、降水施工
3.1、管井施工流程
3.2、管井施工工艺
b） 成孔时采用自成泥浆护壁成孔，成孔前应在井点处埋设护筒，并测好护筒及机高以保证孔深能满足降水要求。
c） 钻孔完毕后应进行清底，清孔采用反循环清孔，清孔时间控制在45分钟以上，并要求将孔内泥浆比重控制在1.2以内方可进入下道工序。
d） 清孔完毕后应静置10分钟左右，让孔内泥块充分沉淀后进行填碎石（粒径20～40mm），并严格控制碎石标高。填入0.50m厚中粗砂后，用三脚架将无砂井管吊入孔内，并扶正，沿井管周围均匀地回填中粗砂夹瓜子片，以保证其有良好的滤水性能，确保降水效果。
e） 井管四周填砂至自然地面以下800mm，自然地面以上800mm用粘土封口。
f） 每口井内设一潜水泵。待无砂井管固定后，立即组织人员下泵、封井和接通抽水管，具备条件后马上进行井管降水泵的试运转。
g） 封闭井点施工完，并运转满10天后进行基坑开挖。
3.3、管井施工技术措施
a） 井点管埋设完毕，应及时接通抽水设备，接头要严密，并进行试抽水，检查有无漏气、淤塞等情况，出水是否正常，如有异常情况，应检修好方可使用。
b） 井点运转后，应保证连续不断地抽水，并应备有双电源，以防断电。
c）井点运转后5天内，每天安排专人检查井点情况，发现有坏死井点及时进行处理。
d） 安排专人24小时连续看泵。并做好运行记录。
4、降水效果
井点降水21天后，降水深度达到自然地坪下6m，开挖基坑时，土质较干燥，在空气中暴露2天后，土面坚硬，边坡稳定，未出现流砂管涌现象，为基础施工创造了良好条件。
5、结束语
基坑降水工程设计，根据土层的渗透系数，要求降水的深度和工程特点，经过技术、经济和节能比较后确定，但由于土层地质条件的复杂性，有关计算参数如土层的渗透系数K和抽水影响半径R等取值是否正确将影响井点系统涌水量计算结果的准确性，从而致使目前基坑降水工程设计在技术、经济上不够合理的情况是相当普遍的。降水实践中要采用信息化施工，定时检测降深、出水量，采用抽水试验验证降水效果，以便进一步优化降水设计的施工方案。
参考文献
1、上海五冶首钢京唐项目部 球团降水施工方案，2008（7）
在岩土勘查工作中，野外勘查具有重要地位，当前我国岩土野外勘查存在较多问题，如勘查点设置、取样和原位测试操作不合理、地下水勘查技术缺失等。工程不同，对勘查点的设置要求就不同；勘查点布置不标准和深度不合理是当前勘查单位工作实践中的主要问题；勘查取样数量较少、操作不规范是取样和原位测试操作中容易出现的问题；在地下水勘查工作中，勘查单位往往对地下水性质了解不明，不能做到分层勘查。
二、基础地质勘查工作实践中主要采用的方法
（一）工程地质测绘技术
工程地质测绘是岩土工程勘查工作的基本内容，测绘工作一般在地质勘查初期阶段进行。在工程地质理论的指导下，运用具体地质理论对地面地质存在的现象进行观察、描述，对地质规律和性质进行分析，依据分析数据得出结论，为勘探工作提供科学依据是测绘工作的主要职能。对复杂的地质环境进行地质测绘是岩土工程勘查工作的要求，工程地质测绘是岩土工程勘查中了解地质条件，节省勘查资源的基础。
（二）勘探和取样
钻探、坑探和深探是勘探工作中的常用方法。对地下地质具体情况进行调查，监测和测试原位是勘探工作的内容。岩土特性和勘探目的是选择勘探方法的依据。物探速度快、经济效益较高，地质测绘工作难题可以通过物探轻易解决。物探存在很多局限性，如地形限制和多解性结果。勘探工程又可称为钻探和坑探，两者均是勘探工程直接采用的手段，钻探和坑探数据准确可靠，其在岩土工程勘查中是不可或缺的，钻探广泛应用于工程勘查工作，选用何种钻探方法进行钻探的依据是地层类别和勘查要求，如果地下地质情况难以通过钻探获得具体数据，则可以采用坑探。对于钻探而言，坑探对人力物力要求较高，操作限制条件多，容易受到勘探工程施工周期影响。
（三）室内试验和原位测试
提供技术参数，为岩土工程问题分析提供依据是原位测试和室内试验的主要目的。原位测试优点众多，能够保证环境一致性，岩土性质受到宏观结构的影响程度，可以通过原位测试对岩土体尺寸大的测定试验准确反映，效率高、周期短，可以测定出不易采样的岩土层工程性质。而应力路径难控、耗费人力物力资源、复杂的边界条件是原位测试的局限性。与原位测试相比，室内试验是在室内进行，易于控制节省资源，但试验反映岩土性质的程度较低。
三、地下水对岩土工程勘查工作的危害
岩土工程的最大威胁就是地下水，地下水位升降变化和水动水压力会对岩土工程造成严重影响，尤其是地下水危害的两种主要形式。地下水位上升，会提高浮力，使基础摩擦力减少，导致产生滑动现象。水位下降会改变地基的受力，产生沉降危险。地下水的无秩序性和无规律性对岩土工程造成严重影响，因此，正确掌握地下水情况，是保证岩土工程顺利进行的基础要求，在基础地质勘查工作中遇到地下水频繁活动的地区，必须在开展工作前进行全面研究和考察，确保工作质量。
（一）水位升降的危害
潜水与承压水是地下水的两种类型，其中潜水在地下有个自由水面，就是我们平时所说的地下水位。这个自由水面的海拔高度就叫做潜水位。潜水位就是我们日常所说的地下水位的海拔高度。这个自由水面与地面间的垂直距离，就是地下水的埋藏深度。平时所说的“潜水位高”可以理解为“地下水埋藏较浅”，地下水埋藏较浅对岩土工程的影响是多方面的，地下水的浮力是影响结构设计和施工的重要因素。首先，地下水位上升，容易使土壤沼泽化、盐渍化，增强地下水对建筑物的腐蚀性。 其次，地下水位下降，会导致地质灾害频繁发生，如地裂、地面塌陷，严重影响岩体土的稳定性。
（二）地下水动压力危害
天然状态下的水力作用是可以忽略不计的，但是在具体施工活动中，由于地下水天然动力平衡条件由于人为因素遭受破坏，导致基坑突涌、流砂等严重危害产生，如承压水层在某深基坑下部，开挖工程会减小覆革水层厚度，如果突破某个临界，承压水就会涌出，重回基坑底板，导致突涌，给岩土工程造成严重损害。
（三）地下水危害预防措施
井点降水法即选用合适数量的滤水管沿着基坑周围铺设，通过抽水设备持续对地下水抽出，保证地下水位一直处于坑底以下，这样就能够保证土壤干燥，直至工程完工，井底降水法能够预防流砂现象产生，提高地基土的承载力，原理就是地下水位降落会使地下水动水压力作用于下方，动水压力和土体重量共同作用于基底土层，井点降水法能够有效减少地下水危害。对地下水的危害还可以通过设置帷幕法进行预防，如采用防水设备或者搭设地下连续墙，阻止地下水往基坑的渗漏，可以建构排水明沟，设置集水井，使地下水通过排水明沟流入集水井，最后运用抽水设备将地下水抽出基坑之外。或者通过建造地下连续墙、打设板桩手段，对地下水与基坑进行隔断。水泥标号加大，夯土必须保证瓷实，垫层应当适当加厚，如果地下水很多，必须首先打井，用潜水泵抽干。如果基坑内的积水是由于自然降雨等原因进入的，则须采用人工降水方法及时排出，井点降水法和设置帷幕法，是在防止地下水危害中经常采用的两种方法，经济实惠，能够显著降低地下水危害。
四、完善勘查技术具体对策
（一）选择高质量勘查设计企业
建设工程的必经程序就是岩土工程勘查，由此可见工程建设设计在岩土工程中的地位，加强岩土工程勘查首先要选择高质量勘查设计企业，标准结构应为过程模式，如采用PDCA等。设计企业应当以增强顾客满意度为宗旨，切实提高企业勘查设计能力。
（二）及时更新勘查技术
随意性是岩土工程勘测中布置勘探点的重要问题，必须加以改进，可以采用克里格法进行优化。至于岩土工程分析评价的精确度可以通过运用高密度法进行提升，可以在地基承力工程中运用回归FENIX法，确定特征值，管理数量庞大的岩土工程勘测资料，应建立计算机系统，实现自动化，提高工作效率。
（三）加强勘查人才培养
勘查新技术和新设备的不断应用，对勘查人员的综合素质提出更高要求，因此必须加强勘查专业人才的培养，保证先进设备、技术在勘查工作中的应用，提高工作人员新技术和新设备的操作水平。加强对相关勘查工作人员的道德培养和技术培训，提高勘查工作人员的责任感。
关键词：地浸采铀技术；水污染；治理措施
中图分类号：X52
文献标识码：A 文章编号：16749944（2016）08003302
1 引言
国际上地浸采铀技术的研究始于20世纪50年代，在美国、加拿大、澳大利亚和中亚地区应用广泛。我国最早在20世纪70年代开始地浸采铀技术研究。到90年代中期，在伊宁铀矿床正式开始地浸采铀，标志着我国正式掌握了地浸采铀技术。由此导致我国找铀与采铀重点转移到地浸砂岩型铀矿上来[1]。
随着社会经济的发展和环保意识的增强，人们越来越重视矿产资源开发利用过程中的环境污染及环境保护问题。被称为“绿色技术”的地浸采铀虽然具有污染较小的优点，但其同样也会对环境造成一定的污染[2]。笔者重点论述了地浸采铀技术以及地浸采铀对水体造成的危害，并提出了相应的治理措施。
2 地浸采铀技术简介
地浸采铀是一种在天然埋藏条件下，使用按一定配方配制的溶浸液，通过注液井注入到可渗透的含矿层，溶浸液在矿石孔隙内的渗透过程中与铀以及其它有用成分接触并进行化学反应，使其溶解，生成含矿溶液，再从抽液井将含矿溶液抽取出来，并输送到车间加工处理后获得铀产品的水冶流程[3]。地浸采铀技术大大降低了对铀矿的最低工业品位要求，作为采矿工业一项十分先进的技术，已被世界上许多国家采用，被誉为采矿史的一次重大技术革命。
地浸采铀技术主要有两种：一种是俄罗斯，中亚地区国家普遍采用的酸法浸出工艺，经常使用的溶浸剂是硫酸（溶液浓度为0.5%～3.0%），主要用于碳酸盐含量不高的矿石[2]（图1）。另一种是欧美等国家较多使用的碱法浸出工艺，常规的碱法浸出工艺溶浸剂为钠和铵的碳酸盐和重碳酸盐（溶液浓度为0.5%～5.0%），需加过氧化氢、钾和钠的次氯酸盐作为氧化剂，后期在常规碱法浸出工艺基础上衍化出CO2+O2浸出工艺。我国早期建设的地浸矿山主要采用酸法浸出，近年来新建矿山开始采用CO2+O2浸出工艺[3]。
3 地浸采铀水污染及治理
虽然地浸采铀与常规采矿相比具有很多优点，但是仍然会对环境造成一些危害。使用地浸采铀技术对环境的危害主要表现在对水体（地下/地表水）、土壤、大气等几个方面，其中对水体的危害最大。
3.1 地下水污染与治理
不同国家、不同矿床地浸开采造成的地下水污染程度各有不同。地浸采铀导致的地下水污染主要是因为浸出液进入地下含矿层位而引起含矿层局部地化环境的变化。
对于酸法采铀，经常使用硫酸作为溶浸剂，含矿围岩的各种组分都或多或少的与硫酸发生反应，能造成含矿层地下水的地球化学状态发生较为强烈的改变，形成区域上的污染源。硫酸法地浸在地下水中形成的有害物质包括向含水层注入的外来物质（如硫酸盐及其分解产物H+和SO2-4、硝酸盐、铵等）和硫酸溶液从含矿层中汲取的Be、Hg、Sb、As、Se、Cd、Ra、Rn等。酸法采铀后，会导致地下水中多种元素超标，如SO2-4、Na、Ca、Fe、Al、Mn等。硫酸盐造成的污染最为显著，SO2-4一般超标数倍，有时超标20倍以上，Al、Fe和U超标十倍到几百倍，个别情况可达千倍。表1[5]是澳大利亚Honeymoon铀矿山酸法地浸采铀前后地下水水质情况。由表中可以看出，地下水的盐度、多种有害物质增加明显。
（2）对于碱法采铀，对地下水组分的影响要小很多，矿化度增加不大，一般3倍，pH值变化也不大，RCO3、Ca、NH4、Cl、U、Cu等组分浓度未发生重大变化。
地下水污染治理：目前已知的恢复地浸采铀过程中被污染的地下水水质的方法有：自然净化法、电渗析法、反渗透膜法、试剂沉淀法、离子交换法、向深层埋放法、地球化学去矿法等[6，7]。不论采用何种治理方法，最终目的都是合理的选择现有工艺技术将污染的地下水最大程度的恢复到接近地浸之前的水平。在上述原则下，治理前要先进行现场调查，将多种技术组合，进行经济、合理的评价，从而确定最佳的治理方案。
地浸采铀之后的地下水治理一般需经过以下3步完成。
（1）抽出矿层中的地下水。把含矿层中污染的地下水（浸出残液）抽出，由于不再向地层注加浸出液，矿层周围的清洁水将进入矿层取代被污染的地下水。抽出到地表的污染水必须经过回收处理，达到标准以后才能外排。
（2）注入还原剂。在地浸采铀过程中，由于加入氧化剂，使矿层从还原态转为氧化态。如果矿层继续保持氧化态，残留的铀和其他金属仍处于易溶的状态，会使地下水继续污染[2]。为了解决这个问题，必须采用合适的还原剂，例如：将硫化氢或硫化钠溶液注入含水层中，使溶解的铀和其他金属沉淀，使地下水组成稳定在可接受的水平。
（3）水质观测。地下水经过上述两个步骤的治理之后，经过一段时间的水质稳定，证明含矿含水层水质已经复原或达到治理标准时，治理工作才能结束。治理工作结束后，为确保治理效果，至少还需要3～5年的水质观测。
3.2 地表水污染与治理
在地浸采铀的生产过程中，由于设备条件以及人为操作的疏忽，存在跑冒滴漏现象，同时注液井进行排气操作时也会导致少量浸出液的带出，这些都会造成周围环境的污染。在地上水冶过程中产生大量含有NO-3、SO2-4、重金属离子以及微量铀的废水，这些废水如果不采取有效的处理，也会对环境造成较大危害。
对水冶工艺过程中产生的废水以及地下水治理过程中抽取的地下水的治理方法主要为：中和沉淀法、硫化物沉淀法、离子交换法、电化学法、人工湿地法和微生物处理法等[8]。
（1）中和沉淀法。中和沉淀法通过向废水中加入碱或者强碱弱酸盐，用以调节废水pH值，使重金属离子沉淀，从而降低废水中重金属的含量。如图2[9]和表2[10]，分别表示部分重金属离子和U（Ⅵ）在溶液中的浓度与pH值的关系。
由图2和表2可以看出，重金属离子和U（Ⅵ）在废水中的溶解度随pH值的增加而降低，达到某一pH值时达到最低值，随着pH值的进一步加大出现返溶现象。所以在采用中和法的时候，需要通过改变pH值，使不同的重金属离子分别沉淀，达到治理的目的。
中和法主要用于去除阳离子重金属污染物，当在中和剂中添加一些其他成分时，也能够去除部分阴离子。虽然中和法能够有效的降低被污染水体中的污染物，但是也存在一些不足。如图2所示，不同种类的重金属离子最佳沉淀的pH值不同，并且部分重金属离子在pH值较高条件存在返溶现象，可能会导致某些重金属离子去除不彻底，加重工艺负担。而且中和法对于废液中的阴离子如NO-3、SO2-4去除效果则较差，需寻找其他方法进一步解决[11]。
（2）硫化物沉淀法。通过在废水中加入Na2S、H2S、CaS等硫化物，硫离子与重金属离子反应，生成金属硫化物沉淀，从而降低废水中重金属离子的浓度。如表3[12]所示，金属硫化物的溶度积远远小于其氢氧化物的溶度积，说明运用硫化物沉淀法治理废水后，残留的有害重金属离子浓度相比中和法沉淀法更低。因此，运用硫化物沉淀法能够较为有效的去除废水中重金属离子。
（3）离子交换法。是指采用离子交换剂使废水中有害物质分离的方法。运用离子交换法能够处理几乎所有无机污染废水且可以做到废水的零排放。离子交换法虽然处理面广、效率高，但是也有其不足之处，如成本较高，废水中的有害离子不宜过高等缺点。
（4）电化学法。是指将电流通过废水，在阴极和阳极上引起氧化还原反应，使废水中污染物被分解或形成沉淀，从而使废水中污染物浓度降低的治理方法。
对于地表水的处理，上述几种方法要结合实际情况，选择适当的处理方式，同时，还要做到以下两点：①为了保护地表水，应对矿区附近的地表水体建造必要的工程（如渠道、环绕的水道、堤坝、跨越通道等），排除水体污染，防止洪水、融化水和暴雨水排泄对工艺设备及管线的破坏。②对于矿区存在的稳定水体（河流、湖泊、水库等），需要专门建立水质监测点，定期对水体进行取样检测，存在污染时，要查明污染源并采取相应的治理措施。
4 结语
地浸采铀技术作为一种较为绿色经济的采铀技术，具有良好的应用前景。同时，地浸采铀造成的污染也是不容忽视的，必须合理运用防护与治理措施，做好水污染治理工作，保障安全、经济、高效的开发铀资源。
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【关键词】地下水，开发利用，水环境问题，对策
引言
水是生命之源，是人类赖以生存发展之本，是生态环境控制因素之一，是不可替代的战略性经济资源。地下水是水资源的重要组成部分，具有水质良好、不易被污染、空间分布广和时间上的可调节性等优点，是我国工业生产和人民生活的重要水源。目前，我国70％以上的城市把地下水作为工业和城市生活用水的主要水源，甚至一些地区地下水已成为惟一的水源。
然而，近20年来，由于气候变化和人为因素的干扰，特别是各种水利工程的修建和地下水的开采量日益剧增，使水循环条件发生了巨大变化，导致地下水资源无论是在储量上、质量上，还是在循环规律上都发生了很大变化，危及到一些地区社会经济可持续发展和生态环境保护。同时，由于水循环条件改变，进一步造成土壤盐渍化、泉水枯竭、土地沙化等次生生态环境问题。因此，地下水存在地质环境容量问题，必须在地下水环境容量允许的前提下，才能实现地下水的可持续利用。
一、我国地下水资源开发利用概况
我国地下水资源地域分布差异明显，南方地下水资源丰富，北方相对缺乏。南、北方地下淡水天然资源量分别约占全国地下淡水总量的70％和30％。自20世纪80年代以来，随着国民经济快速发展，我国地下水资源开发利用量增长迅速。80年代地下水开采量每年750亿m3，目前地下水开采量已超过1000亿m3。
据资料显示，目前地下水供水量约占全国总供水量的20%，北方地区70％生活用水、60％工业用水和45％农业灌溉用水来自地下水。全国660多个城市中，利用地下水作为饮用水的城市有400多个。全国城市总供水量中，地下水的供水量占30％，供水人口1.16亿，华北、西北和东北地下水供水人口占城市总供水人口的比例分别高达66％、65％和47％。
二、地下水开发利用的水环境问题
2.1 超采地下水引起地面沉降
地面沉降与深层地下水超量开采密切相关，只要存在可压缩地层，地下水位降低，砂层的有效应力增加，砂层受到压密，即会引起地面变形而导致地面沉降。我国许多地区如银川平原、呼包平原、汾渭地堑、太原盆地、黄河下游三角洲、安阳盆地、苏锡常地区、环渤海地区等均有区域性整体沉降的特点，范围从1 km2到数百km2以上，沉降中心幅度达10 mm／a以上，对人类工程经济活动和生存环境产生极大的危害。尤其是沿海低地的地面沉降与海平面上升叠加在一起，将进一步丧失地面标高，降低泄洪功能和抵御风暴潮的能力。
地面沉降已经成为我国东部平原地区、尤其是沿海地区，制约地区经济社会可持续发展的重要环境因素。比如，长江三角洲是我国地面沉降最为严重的地区之一。截至2004年，累计沉降量超过1 m的地区约300 km2，超过0．2 m的地区近1万km2，造成直接经济损失超过200亿元，间接损失近3500亿元。而华北平原则是我国地面沉降面积最大的地区，其中尤其是以天津市区、北京市区和河北省东部的经济发达地区最为严重，已造成不可估量的经济损失，给城市发展和人民群众生活带来了极大的威胁。
2.2 超采地下水引起地面塌陷
地下水位降落漏斗和地面沉降进一步发展，就会引起地面塌陷，带来更大的破坏。山东秦安和河北唐山是我国北方典型的岩溶塌陷灾害城市，仅1977～1986年秦安市就发生110多次岩溶塌陷；唐山市大型岩溶塌陷达20处，可见深度2～6 m，最深达10 m。南方岩溶塌陷以西南地区最为强烈，如贵州的水城、云南昆明市区的翠湖等；湖南湘潭市因过量开采地下永已发现5处地面塌陷险情，湖北武汉市也已发生多起岩溶塌陷灾害。
2.3 地下水严重超采，形成大范围地下水位降落漏斗
由于长期过量开采地下水，导致采补失衡，造成区域性地下水位持续下降，形成降落漏斗。据2007年度(中国地质环境公报)，全国有地下水降落漏斗212个，其中浅层地下水降落漏斗136个，深层地下水降落漏斗65个，岩溶地下水降落漏斗11个。另据资料显示，全国已有46个城市出现明显的地面沉降，其中上海、天津、太原等城市的沉降量超过2m。区域性地下水位下降带来的深层次危害是：严重破坏了地下水原有补排平衡，损害了地下水生态系统健康。
2.4 地下水过渡开采导致地裂缝发生
改革开放以来，我国地裂缝发生的频率明显增高，主要分布在山西、河北、江苏、山东、河南、广西、陕西等省(区、市)，其中山西省截至2007年共发现地裂缝262条，总长度达330km。但从近期大量抽汲地下水，造成地下水位下降，并与地裂缝快速发展在时间上的吻合来分析，超量汲取地下水是西安地裂缝发生和发展的直接诱因。
2.5 地下水水质恶化及水污染
地下水水质恶化主要表现在地下水矿化度增加和水质恶化。由于超量开采形成了大面积的区域水位数落漏斗，改变了地下水的水动力条件，从而诱导降水垂向和邻区地下水侧向补给开采区，同时伴随地下水硬化成分的迁移，加上Na+与地层中的交换态Ca2+，Mg2+发生置换作用，还有盐效应作用等，使集中开采区地下水硬度逐年升高，离开采中心越近，地下水硬度越高。
地下水污染物主要来自城镇生活污水和工业废水，其次是农业施用化肥、农药的污染。根据全国130个城市和地区地下水水质统计分析，全国多数城市地下水受到一定程度的点状和面状污染。由于北方地区地下水资源相对稀缺，循环补充效率较低，城市污染普遍较南方城市重，污染元素多且超标率高，特别是华北地区，地下水污染最为突出。
三、地下水资源合理开发利用及保护的措施
地下水资源保护与合理利用是一项涉及到国土资源、水利、农业和环保等多个部门协调的系统工程，当前面临的地下水环境问题，引起了多方面的关注，如何在合理开发利用地下水资源的同时，保护好地下水资源环境，也有多方面的思考。综合经济管理和工程技术方面的研究，针对我国地下水资源开发利用现状和存在的问题，提出如下保护和合理开发利用的建议与综合措施：
3.1 转变观点，正确认识地下水资源的自身规律
地下水资源量有限，其开发利用更有其环境容量限制，要转变地下水取之不尽、用之不竭的观念。地下水的可开采量取决于过去、现在和为了含水层补给与开采的动态关系，只有保障地下水采补动态平衡，量入为出，同时做好地下水污染防治工作，才能实现地下水资源的永续利用。
3.2 加强管理，建立健全政策法规体系
科学管理有助于防止地下水水质恶化现象产生，包括减少污染物的产生和防止污染物渗入等。要加强科学管理必须做到：(1)对城市的发展和水源地的建设做出全面规划与合理的利用。(2)清除污染源，大力开展减少污染物排放的环保工程建设，合理开采地下水，制止水源地上游新开耕地，确保自然植被生长。(3)建设水源地各沟系统的管理工程，规划明确的保护界限。 (4)建立科学的管理体系，健全相关的政策法规体系。实行有偿用水制度，以促进节约利用水资源。
3.3 加强地下水科学研究和监测工作，实施一些预防措施
区域地下水位下降、地面沉降、岩溶塌陷和地裂缝等水环境问题与城市超采地下水有关。要研究开采条件下地下水资源的评价和水环境问题，制定合理开发利用地下水的规划，建立统一的地下水位、水量和水质以及地面变 形的监测网站，及时掌握和预报地下水的动态变化，为保护地下水资源和水环境提供科学的依据。多渠道引蓄洪水，回灌补给地下水，有条件的地方可修建地下水库，从而达到涵养水源，有效控制利用水资源的目的。
3.4 加强宣传教育，提高全民意识
要更加广泛地向全社会宣传水资源紧缺的形势，保护水资源的重要性和节约用水的重要意义和紧迫性，进一步提高全民的节水意识，水的忧患意识。同时还应当在中、小学的教材中增加保护水资源和节约用水的内容，使儿童从小就树立起保护和节约水资源的意识。要动员各方面的力量，开展和做好保护地下水资源工作。
参考文献
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随着我国政府和社会公众对保护大气环境的越来越重视，城镇中已经普遍禁止采用中小型燃煤锅炉供热。因此，除了集中供热的形式以外，急需发展其他替代燃煤锅炉的供热方式。地热能就是能有效减少大气污染的供热和空调手段。地热能从严格意义上说不是可再生能源。但是地热能蕴藏十分巨大，几乎取之不尽，所以是重要的新能源。据估算，其经济可开发资源总量约为5亿标准煤。低温地热在供暖及生活供应方面有明显的优势。
2.常用空调热泵的种类及其特点
地源热泵系统利用200M以内的浅层地壳中储存的地热能对建筑进行供热与空调，具有良好的节能与环境效益。根据中华人民共和国国家标准《地源热泵系统工程技术规范》(GB50366-2005)中的表述，根据地热能采集系统形式的不同，地源热泵系统分为地埋管地源热泵系统、地下水地源热泵系统和地表水地源热泵系统。其中地表水地源热泵系统受到自然条件和水源的限制。而地下水地源热泵技术也存在明显的先天缺陷。首先，这种抽取地下水的办法需要当地有丰富的地下水作为先决条件，如果地下水位较低，水泵的耗电量将大大降低系统的效率。此外，虽然理论上抽取的地下水将回灌到地下水层，但在很多地质条件下回灌的速度大大低于抽水的速度，因此会造成地下水资源的流失。即使能够把抽取的地下水全部回灌，怎样保证地下水层不受污染也是一个棘手的课题。水资源是当前最紧缺、最宝贵的资源之一，任何对水源的浪费或污染都是不允许的。因此，发达国家对推广应用这种系统已经采取非常谨慎的态度。地埋管地源热泵系统正是保留了地下水地源热泵系统的优点，同时又避免了它的缺点的一种热泵供热空调技术，将成为地源热泵供热空调技术中的主导形式。
3.地埋管地源热泵的工作原理
地埋管地源热泵就是在地下埋设管道作为换热器，管道与热泵机组连接形成闭式环路。管道中有液体流动通过循环将热泵机组的凝结热通过管道散入地下(供冷工况)，或从大地吸取热量供给热泵机组向建筑物供热(供热工况)。
4.地埋管地源热泵地下换热器的形式
地埋管源热泵换热器有多种形式，如水平埋管、竖直埋管等。这两种埋管型式各有自身的特点和应用环境。在中国采用竖直埋管更显示出其优越性：节约用地面积，换热性能好，可安装在建筑物基础、道路、绿地、广场、操场等下面而不影响上部的使用功能，甚至可在建筑物桩基中设置埋管，见缝插针充分利用可利用的土地面积。
5.竖直埋管换热器形式
最常用的竖直埋管换热器就是由垂直埋入地下的U型管连接组成。如下图所示：
竖直U型埋管的换热器采用在钻孔中插入u型管的方法，一个钻孔中可设置一组或两组u型管。
6.竖直埋管深度
竖直埋管可深可浅，须根据当地地质条件而定，如20m、30m……直到200m以下。确定深度应综合考虑占地面积、钻孔设备、钻孔成本和工程规模。例如天津地区地表土壤层很厚，钻孔费用相对便宜，宜采用较深的竖直埋管，因深埋管的成本低、换热性能好、并可节约用地。
7.竖直埋管材料
埋管材料最好采用塑料管，因与金属管相比，塑料管具有耐腐蚀、易加工、传热性能可满足换热要求、价格便宜等优点。可供选用的管材有高密度聚乙烯管(PE管)，铝塑管等。竖直埋管的管径也可有不同选择，如DN20、DN25、DN32等。
8.竖直埋管换热器钻孔孔径及回填材料
竖直埋管换热器的形成是从地面向下钻孔达到预计深度，将制作好的u型管下入孔中，然后在孔中回填不同材料。在接近地表层处用水平集水管、分水管将所有u型管并联构成地下换热器。
根据地质结构不同，钻孔孔径可以是φ100、φ150、φ200或φ300，天津地区地表土壤层很厚，为了钻孔、下管方便多采用φ300孔径。
回填材料可以选用浇铸混凝土、回填沙石散料或回填土壤等。材料选择要兼顾工程造价、传热性能、施工方便等因素。从实际测试比较浇铸混凝土换热性能最好，但造价高、施工难度大，但可结合建筑物桩基一起施工。回填沙石或碎石换热效果比较好，而且施工容易、造价低，可广泛采用。
9.地埋管地源热泵系统的冷(热)负荷计算及其作用
地埋管地源热泵系统空调房间设计冷、热负荷(以下简称负荷)的计算方法与常用空调系统的完全相同。可参照现行有关规范和空调设计手册进行。
设计负荷是选择空调系统末端设备和热泵主机容量及机房辅助设备的主要依据。但应当指出的是，地埋管地源热泵系统中地热换热器容量的设计不仅与瞬时峰值负荷的大小及其延续时间有关，还与某段连续运行时间内的平均负荷有关。另外，地热换热器夏季传递到地层中的热量与其冬季取自地层中的热量是否平衡，在一定程度上也影响着地热换热器性能的好坏。如果这两个热量平衡，则地热换热器长期运行时，不会引起地层中热量的积累而使其性能退化。因此，在负荷计算中应包括设计负荷计算，冬夏连续运行期间内的平均负荷计算以及夏冬季工况通过地热换热器传递到地层中热量计算。
10.地源热泵热源系统的选择与设计
热泵热源系统的选择应遵守因地制宜、因工制宜，合理利用自然资源的原则。在冬季气候温暖、地下水丰富或有地表水可利用的地区，如我国南方地区，可优先考虑地下水水源热泵或地表水水源热泵。反之，在冬季寒冷、地下水或地表水紧缺的地区，如我国北方大部分地区，地埋管地源热泵应是优先选择的系统。
关键词：高层建筑深基坑 地下水处理措施 井点降水
1、工程概况及前言：防城港市地方税务局综合办公楼工程为框架剪力墙结构，上部17层。有地下室，地下一层为地下室，层高为4.8米。主楼基础型式为2米厚筏形基础和钢管桩基础。工程所在处原为一个大鱼塘，淤泥较深，且地下水位较高，且多处有溶岩溶洞，地质较为复杂。在工程初始时，工程基础开挖过程中因没有采取措施降低地下水位及进行排水，导致基础浸泡在水中，不便施工。基础边坡也因此多次坍方，工做无法开展。一般而言，基坑开挖前要保持基坑土为干燥状态，创造有利于施工的条件，使地下水位降低到基础底500mm；其次是开挖集水坑及沟渠排水，确保边坡稳定，做到安全施工。如果忽略上述条件，盲目进行施工，造成的损失是相当严重的。如导致基坑积水或土质稀软，工人难以立足，无法施工；或出现“流砂现象”导致边坡塌方，地质破坏；有的内部基坑土体发生较大的位移，影响邻近建筑物的安全。之所以会出现上述异常情况，都是因为地下水引起的。所以结合工程实例来浅析在基坑施工中因地下水引起的事故应予采取措施防治处理。
2、施工方案：本工程场地地下水水位主要受大气降水补给影响，稳定水位埋深0.15～3.4米。结合土质情况，为了便于本工程的顺利开展，提高土方开挖基坑边坡的稳定性防止流砂现象的发生，特采用轻型井点降水的方法，轻型井点系在基坑或一侧、二侧埋设井点管深入含水层内，井点管的上端通过连接弯管与集水总管连接，集水总管再与真空泵和离心水泵相连，启动抽水设备，地下水便在真空泵吸力的作用下，经滤水管进入井点管和集水总管，排出空气后，由离心水泵的排水管排出，使地下水位降低到基坑底以下。其优点是机具设备简单，使用灵活，装拆方便，降水效果好的特点。
2-1、 基坑开挖及降水
在基础开挖前，必须采取预降水措施，时间不少于4周。坑底加固区以上土体须满足挖土要求，坑底加固区以外范围要求降水后水位离坑底0.5-1.0米。土方开挖前按已经批准的土方工程施工组织设计进行施工，基坑内部挖土应遵循分区、分层、分块、对称盆式的原则开挖，基坑内严禁相邻多区域大面积同时开挖，每区开挖至基底标高后及时浇筑混凝土垫层及基础底板，以减少基坑大面积暴露时间，控制基坑的回弹隆起。开挖阶段应采取有效的降水措施降低坑内水位和排除地表水，严禁地表水或基坑排除的水倒流回渗入基坑。因工程地下室面积为92.8米×32米，在大面积基坑施工中，主要采取轻型井点降水措施，局部开挖较深的区域采用深井降水。所谓的轻型井点降水是指在工程的基坑槽附近埋设大量的渗水井点管，与此同时地面组装抽水管路系统，通过井群连续抽吸地下水，使基坑范围内的地下水位降低到基坑以下一定深度，以保持基坑干燥状态。轻型井点降水法并具有下列优点：施工简便，操作技术易于掌握；适应性强，可用于不同几何图形的基坑；降水后土壤干燥，便于机械化施工和后续工作工序的操作；井点作用下土层固结，土层强度增加，边坡稳定性提高；地下水通过滤水管抽走，防止了流砂的危害；节省支撑材料，减少土方工程量等。在玉林地方税务局综合办公楼基础工程中主要采取的是轻型井点降水法。具体来说，在基坑旁地下水位低处设置2套井点降水设施，日夜不停地抽水。所要注意的是在降水中前应做好井点和管路的清洗和检查工作，如发现问题及时处理，防止“死井现象”的发生，确保管路畅通和井点正常工作。对效果较差的井管重新返修。达到降水效果为止（原有2套井管降水深度-8.0m左右）。在原有降水措施基础上，再重新设计3套井管降水措施，进行二级降水。井管深度至基底流砂层底，即井管深度为-5~-6m轻型井点降水。把流砂的水量下降为零点，阻止流砂现象。其布置部位在原井点管布置向外1m。井点之间间距为1m。同时在坑内布置井点管一套，连同井管一起降水，降水到位后拔除，挖土。井点管降水，管底滤网管长度不少于700mm。且清洗干净，不容许存在瞎网。滤网管四周回填粗砂，高度为滤网管高度的2倍。井点管上部口，采用泥土堵封。阻止空气进入提高抽水效果。每套井管留一管孔作为观测水位之用。根据实际情况，先进行井点降水，如果不行再进行压密注浆。
2-2、降水中的土体加固措施：
经过降低地下水位后，土壤会产生固结，也就会在抽水影响半径的范围内引起地面沉降，有时会给周围已有的建筑物带来一定程度的危害。施工中常常遇到这种情况，如果不引起足够的重视而置之不理，便会引发严重的质量事故，使周围已有的建筑物地基下沉，轻者产生裂缝，重者为大楼倒塌。为避免因不间断的抽水造成已有建筑物下面的地下水位下降，必须在与降水的同时采取向钻孔内灌水，以保证原地下水位不变化，以此来防止地面产生沉降给已有的建筑物带来危害。在该工程中，就遇到过这种情况，基坑不间断的抽水降水引起相邻不远的防城港市卫生学校的教学大楼刚浇倒好的垫层下沉下陷。究其原因，地下水在基础下是一个大的连通器，水会相互流动。所以单单采取抽水的方法往往不能奏效，必须采取加固土体，消除地质不良影响。目前施工较常用的是土体加固采取高压挤密注浆措施，即通过打桩机械设备，预先钻孔至基坑低一定深度，然后利用桩机进行回灌。压密注浆放线距钢板桩1m，布置三排，梅花形布置施工，排与排间距为800mm。纵横布置。浆液配合比调整：水泥：粉煤灰：水玻璃=1：0.2：0.04。采用普通硅酸盐水泥P.O 42.5。浆液水灰比为：1：0.5~0.55。灌注时先内后外，也可跳跃布点施工。以防注浆时串通，浆液在土内不密实。压密注浆按深坑外侧环形布置，注浆布点不能遗漏，施工时要认真放线布点。
2-3、轻型井点降水的施工步骤：
成孔安设井管、填充滤料洗井安设水泵抽水降水
2-4、 轻型井点降水中的使用阶段注意事项：
2-4-1、井点降水应确保砂滤层施工质量，做到出水常清。对出水混浊的井点管应予更换或停闭。基坑内井点应同时抽水，使水位差控制在要求范围内。
2-4-2、在基坑开挖期间应每天测报抽水量及坑内地下水位。在基坑降水及开挖期间，须做到一日一测。在基坑施工期间的观测间隔，可视测得的位移及内力变化情况放长或减短。若测试值达到上述界限须及时上报，以引起各有关方面重视，并及时处理。测得的数据应及时上报加强水位监测，特别是靠近已有建（构）筑物的深井井点，宜在建（构）筑物附近设观测井，水位差过大时，应立即采取补救措施，采取土体加固措施，如工程中采用的高压灌浆等。基坑开挖至基底以后，根据现场的抽水量等情况确定是否需要在底板施工结束前保留部分井点以确保基坑工程的顺利进行。
2-4-3、防止排出的地下水回渗而流入基坑。
2-4-4、潜水泵在运行时要注意检查电缆线是否和井壁相碰，以防磨损后水沿电缆芯渗如电动机内。
2-4-5、位于基坑内的深井井点，由于井管较长，挖土至一定深度后，井管应于附近的支护结构支撑或立柱等连接，予以固定。
2-4-6、当基坑底部有不透水层时，为排除上层地下水，可采用砂井配合深井降水。
2-4-7、井管使用完毕拔出。
施工结果：本工程的轻型井点降水使用得较为成功，地下水位得到了很好的控制，流泥、流砂的现象基本没有出现，保持了基底的土方为干燥状态，改善了施工条件，使该工程的±0.000以下结构能保证质量并按时完成，取得了较好的经济效果，降低了施工成本。
【关键词】工业与民用建筑工程；基坑施工；地下水处理；研究
为了更好的适应建筑高度的增加，并确保其稳定性，对基坑深度的加深具有重要作用。然而，在实际的加深过程中，会导致地下岩土结构发生变化，进而造成地下水的变化。特别是在基坑深度大于地下水位的情况下，会使得基坑的边坡出现失衡的现象，形成形变，对支护结构产生直接的影响，严重的话还会出现滑坡。
一.基坑施工地下水处理的重要作用
第一，在基坑施工中对地下水进行处理能够保证地下水的安全[1]。因为浅层的地下水属于循环的系统，会因为过度使用使水位降低，同时也有可能因为人为的注入而使水位上升，甚至会因为不正常的使用而产生污染。因此，在基坑的施工过程中对地下水进行相应的处理就可以使地下水保持正常的水位，进而确保地下水能够正常的进行循环，并使其水质更安全。
第二，使基坑更安全，保证建筑物的稳固。在进行建筑基坑的施工时，会因为地下水的处理不合理而产生地下水的渗漏与喷涌，就会对基坑造成严重的破坏，也会对建筑物的稳固性能产生直接的影响。
二.工业与民用建筑工程中地下水的危害
首先，地下水容易引起软土基坑产生沉降。通常情况下，导致基坑出现沉降的原因主要有以下三点：1）因为基坑的坑底出现隆起，导致周围的地层出现侧向的移动；2）因为基坑形状较大，容易产生形变，导致基坑的支护结构会因此而发生形变，使基坑形变；3）两侧出现压力差，使围护的结构出现水平的位移现象，使基坑发生形变。根据以上三个原因的阐述，可以发现，导致基坑沉降的主要原因就是地下水。因为水可以使基坑的坑底出现隆起，并使围护的结构产生位移，进而使隆起的基坑产生形变，使周围的地层移动。与此同时，一旦出现地下水的浸泡情况，就会使基坑开挖面下土的应力差加大，导致基坑的形变[2]。
其次，受到水环境的影响会出现形变现象。因为地下水会使土基变软，进而使其容易因工程的施工现场环境影响而出现形变。大多数的基坑事故都是因为严重的忽视了基坑周围水环境对基坑的一定影响，所以，使得地下水将土基变软，容易产生形变。
三.基坑施工中地下水的处理方法分析
对于地下水的处理方法比较多，可以按照降水的防水来将地下水的处理划分成两类，其中包括止水法与排水法[3]。其中，止水法就是利用具体的手段，在基坑的周围建造具有止水功能的帷幕，进而将地下水阻挡在基坑外部。止水的方法主要包括地下连续墙、灌浆法和沉井法等等。而排水法主要就是将地下水与基坑范围内部的地表水进行科学合理的排除。排水法包括井点降水与明沟排水等等。通常情况下，止水法实际的施工难度大，并且其成本也相对较高。但是在排水法中的井点降水的方法在实际的施工过程中操作起来比较简洁，具体的操作技术比较容易被掌握，是比较实用的方法，所以，在工业与民用建筑的工程中被广泛的应用，并且效果十分可观。以下是对井点降水方法的详细分析。
（一）轻型井点降水方法
这种方法主要是利用真空的作用来实现抽水。在轻型井点降水方法实施的过程中，通常使用的抽水设备主要包括隔膜泵型与真空泵型的配套抽水装置。其中，会存在不同种类的管道与阀门所组成的管路系统，在开启抽水的设备以后，就会使井点系统出现真空，这样就可以使井点周围的某一范围出现真空区。同时，井点周围的地下水由于真空力的作用就会经过砂井，并通过过滤器，被吸收到井点系统内，最终实现井点附近地下水位的降低[4]。在整个过程中，因为有真空区，所以井点附近与真空区外的地下水位出现水头差，使真空区外地下水在水头差的情况下通过重力进行流动。基坑地下水必须通过两种力的共同作用才能够使水位降低。因此，可以把透明的塑料管以及钢管与总管和井点管进行连接，在使用塑料管连接时，因为会受到真空力的作用，所以需要在管内安置弹簧，进而增加其对外部张力的抵抗能力，保证地下水的正常流动。
在使用该方法进行地下水处理时，需要注意地下水水位降低后土壤的固结情况。在抽水所影响的范围内会出现地面沉降的现象，进而对原有的建筑物造成危害。所以，为了更好的保证地下水的处理效果，就需要在实际的处理过程中，使用回灌井点的方法，针对抽水影响范围内会受到影响的建筑物周围钻上一排孔，并在地下水处理前，对孔内的水位进行勘测并记录。
（二）深井井点降水方法
该方法就是在深基坑周围进行井管的埋置，保证井管的埋深超过基坑底部的深度，这样就能够更好的利用深井泵或者是深井潜水泵，将地下水进行抽出，直到地下水的水位低于基坑的深度为止[5]。这种方法具有相当多优点，首先是井距比较大，其次是排水量很大，同时降水的深度也比较深，并且不会受到吸程的影响与限制。然而，在钻孔方面，对钻孔质量的要求是比较高的，所以，深井井点降水的方法的资金投入比较高。
使用该方法最重要的就是有效的控制抽水过程中的水位差，并对地下水的水位进行监测，尤其是施工现场附近的建筑物。在其周围设置相应的监测井，如果水位差较大，就采用回灌井点的方法，并对所排出的水进行科学合理的安置，避免再次进入基坑中。
（三）电渗井点降水方法
这种地下水的处理方法就是对粘性土中电渗现象与电泳的特性进行充分的利用。因为存在电渗现象与电泳特征，所以使得水粘性土孔隙流动的速度加快，同时具有疏干作用，一定程度上使软土地基排水的效率有所提高[6]。通常来说，可以把电渗井点降水的方法与轻型井点降水方法或者是其他的方法进行有效的结合，这样能够使地下水的抽水效果更好。在饱和的粘性土中，使用电渗井点降水的方法具有明显的效果，尤其在淤泥质粘土中。主要的原因就是因为淤泥质粘土自身的渗透系数不高，使用普通的轻型井点降水方法是不能有效的满足需求的。
结束语：
综上所述，在工业与民用建筑的工程中，基坑的施工发挥着重要的意义，并对整个建筑工程的质量具有决定性的作用。所以，必须要对基坑施工中的地下水处理工作予以重视。不断提高地下水的处理技术才能够使地下水实现合理排放，并降低地下水对建筑地基的浸泡，保证建筑工程的整体质量。
参考文献：
[1]陈浩.探究工业与民用建筑工程基坑施工中地下水的处理[J].建材与装饰，2012（23）：50-51.
[2]宋建英.试论工业与民用建筑工程基坑施工中地下水的处理[J].建筑工程技术与设计，2014（11）：551-551.
[3]黄胜荣.工业与民用建筑工程基坑施工中的地下水处理技术分析[J].建材与装饰，2014（22）：92-93.
[4]李勇.工业与民用建筑工程基坑施工中地下水的处理[J].建筑工程技术与设计，2015（9）：875-875.
【关键词】地下水源热泵；智能控制；具体应用；节能控制
在城市的建设中，供热系统的应用一直是讨论的热点话题，因为这不仅仅关乎民生，还关系着自然能源的合理化利用。在过去几十年的经济快速发展中，我国的煤等不可再生能源物质已经供应紧缺，为了实现经济和能源的可持续建设，必须要进行新能源的开发与利用。地源热泵的应用实现了地热能的综合使用，其中地下水源热泵系统的开放式系统应用比较广泛，通过对低位能向高位能的转变，提供了建筑物所必须的热量的供应。
一、地下水源热泵的应用原理
地下水源热泵系统的应用原理是将地下水中所含有的地热能进行能量的转换，地下水中的能量属于低位能，需要通过电能的施加将低位能转换成高位能，所以在地下水源热泵系统中会有压缩机、蒸发器和冷凝器的使用，而压缩机的使用就是能量转换的关键。当提供的电压出现谐波作用时，机组就会检测并识别，停止机械的运行，当电压稳定会智能化系统会自动恢复运行状态，延长了机械设备的使用寿命，节约了资源利用中的工程开支。另外，在缺水或过冷的水温环境中，此种保护措施也会有响应。
二、地下水源热泵系统节能控制分析
1、以保护控制为基础加强节能控制。地下水源热泵在实际的工作环境中，会由于环境的复杂变化引起机器的异常反应，这就需要通过智能化的节能控制实施，保护机械不受突发事故的破坏，节约企业在设备上的投资使用。这种保护措施主要是通过报警系统和检测系统的建立，进行报警通知或终止机械运行。
2、能量的智能化节能控制。在地下水源热泵的应用中，是通过循环水的使用实现热源的能量控制的。当抽水系统持续抽水时，地下水位就会下降，在供水循环系统中就会形成较大的压力差，提供井水循环的水泵就要相应的增大功率。智能化节能应用主要是针对水位的下降进行功率的设定，减少过多电能的浪费，同时避免了因回灌压力过高造成的机械开关频繁，保护了机组的使用寿命，减少了不必要电能的浪费使用。
三、智能控制技术的具体应用
随着计算机技术水平的提高，人们能够在实际的工作中进行智能化的控制，这种智能化主要是你通过对机械进行数学、语言和知识的编程等，实现机械的检测、识别和控制技能，即使是在无人的环境中，也能通过自我识别完成准确化控制。现阶段，应用最广泛的智能控制系统有模糊控制、专家控制和神经网络控制等。其中这些控制系统也是实现地下水泵热源系统控制的主要内容。
1、模糊控制。模糊控制是基于模糊集合论模拟人的模糊推理和决策过程的一种实用的控制方法。模糊控制系统是以模糊数学、模糊语言形式的知识表示和模糊逻辑的规则推理为理论基础采用计算机控制技术构成的一种具有反馈通道的闭环结构和数字控制系统。它的组成核心是具有智能性的模糊控制器。在地下水源热泵的应用中，应用模糊控制可以实现高控制精度，能够及时的发现测量数据与期望数据的偏差，便于技术人员对具体参数的输入调节，这种调节机制应该是闭环结构形式，将在传感器中收到的观测值反馈到系统的输入端，并与理想的输入量相比较，从而构成闭环结构的反馈调节通道。
2、神经网络预测控制。预测控制是工业过程控制领域发展起来的一种计算机控制算法，它包括模型预测、反馈校正、参考输入轨迹和滚动优化4个部分这种算法的基本思想是先预测后控制，其控制动作具有较强的预见性从而明显优于经典反馈控制系统。人工神经网络作为一种非线性建模和预测方法具有良好的非线性品质、极高的拟合精度‘灵活而有效的学习方式、完全分布式的存储结构和模型结构的层次性，已被广泛应用于预测并取得了良好的效果。对于地下水源热泵空调这种大惯性、大滞后系统的控制，采用常规的控制策略将难以取得理想的效果而神经网络具有非线性逼近能力等优点在建模方面具有较强的优势，因此采用神经网络可以实现预测控制。
3、专家控制系统。专家控制系统是具有模拟或延伸扩展专家智能的功能采用人工智能专家系统技术与控制理论相结合而设计的系统。其实质是。基于控制对象的控制规律以智能的方式利用求得控制系统尽可能地优化和实用化它反映出智能控制的许多重要特征和功能。在中央空调控制系统的应用中，专家系统主要用于系统建模它的关键点在于系统集成一以及“技术集成“从系统的观点出发综合考虑各个方面的因素应用优化的控制算法和智能控制技术构造智能专家控制系统最大限度地挖掘其节能潜力。
四、地下水源热泵智能控制技术发展趋势
地下水源热泵系统的应用已经在工程中有所体现，实现了地热能的有效利用。地热能主要是地表和湖水中吸收的太阳能，其吸收的数量几乎达到40%，若能够通过技术的革新进行高效的利用，这种绿色能源将会促进社会的又一次变革。在现阶段的地下水源热泵智能系统的应用中，虽然能够通过压缩机和水泵的智能化控制，但是其控制体系还不够完善，针对同一台空调机组通过专家控制系统、模糊控制系统和神经网络控制系统的应用，能够实现智能化的应用，但是在多台空调机组的配合使用中却存在不协调的特点，每台空调机组之间缺少设备的沟通，不能够在统一控制体系中同步进行。因此，在未来的地下水源热泵的智能化和节能化的控制中。应不断加强多台机组联合使用的研究，将控制范围从单台机械向网络化发展，利用集成与智能的技术实践，提高地下水源热泵系统的综合调节，真正实现智能化的应用，同时也减少了单台机组的智能设备的繁复应用，降低了工程施工成本。
结语
随着信息技术的提高，以及计算机技术的广泛应用，智能化控制已经成为了未来经济建设的发展方向，在城市供热系统的应用中，通过地下水源热泵系统的建立，实现了可再生资源的利用，但是在实际的应用中，需要借助高新技术的支持，将节能性和智能性充分的结合起来，提供高效率的地热能的使用，保证社会建设和能源使用的平衡发展，同时也将节能的概念渗透到社会生活中，促进社会的科学建设。
参考文献
