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路基工程 Subgrade Engineering
2012年第4期（总第163期）
水化学成分聚类法判别咸阳路站浅层
地下水水力联系的应用
彭道平，黄涛，李政，谢斌，任婧？
（1.西南交通大学地球科学与环境工程学院，成都610031；2.成都市金牛区环境监测站，成都610036）摘要：应用模潮聚类分析法，借助场地不同深度水样的水化学成分数据，对天津地铁2号线成阳路站场地含水层内部各层地下水水力联系进行判别。分析结果将场地的地下水分为三类，其中"2，"3，4水样取样深度的地下水联系较紧密，"1和'5水样取水层与"2，"3，"4水样的水力联系则相对较弱。它与现场抽水试验所得到的地下水分类结果一致，这为该场地的水文地质条件评价提供一定的理论依据。
关键调：模糊聚类分析；水化学成分；水力联系；浅层地下水
中图分类号：P641.12
0引言
文献标志码：A
在地下工程的勘查工作中，一般不进行专门的水文地质调查和勘探，岩土工程报告中水文地质方面的内容也较少。特别是滨海地区，由于海侵而使其有一套海陆交互相沉积层，土层多具互层状、渗透系数各向异性等性质，并导致其地下水类型多变，内部各层地下水之间水力联系复杂等情况出现。因而，在滨海地区修筑地下工程时，确定工程所在地的复杂的水文地质情况尤为重要，准确地判别场地含水层内部各层地下水间的水力联系，对于确定其工程环境有着很大的指导作用。目前较为通用的地下水水力联系判别方法，主要是从地下水的补径排条件、水质等方面进行研究。如通过水文地质测井的方法来确定含水层的水力联系，把扩散法与提捞法进行合理的配合使用，并在含水层上做井中激发极化二次场衰减曲线[3,3]。 Williams等使用井间流量计脉冲试验来确定含水层的水力联系，这种方法是在一个钻孔发出一个水压力脉冲，并在另一个钻井监测由该脉冲引起的水流，通过与标准曲线进行拟合来确定含水层水力联系[4]。Lin 等人使用同位素法和矿物一流体化学平衡模拟法，来划分热储层和确定相互之间关系，对于指导分层取水的地热井施工以及地热水资源的评价和管理起了很大作用5]。上述方法可有效地判别地下水含水层的水力联系，但大多比较复杂，且需进行大量的试验和
收稿日期：2011-0928
作者简介：影道平（(1985=），男，江西大余人。博士研究生，主
要从事工程水环境效应及其控制研究。E-mail:pdp0330@ vip. sohu. com.
文章编号：10038825(2012)04011004 计算。
由于含水层不同空间位置水的水化学成分差别可能较大，且整个含水层处于自然和人为的不断改变中，同一含水层在同一区段位置的水化学成分，随时间也会发生很大的变化。由此看出，含水层中的地下水水化学成分具有时间和空间变化性。因而水化学成分分析一定程度上能反映水的来源、水力联系、运移规律及其与周围环境相互作用的特征[6-"]。本文根据成阳路站场地不同深度采集水样的水化学成分数据，使用模糊聚类分析法，选取最佳阀值入对各水样进行聚类，从面定量地判别各层地下水之间的关系及联系程度。
1方法和数据
1.1模糊骤类分析原理
在科学技术、经济管理中，常需按一定标准（相
似程度或亲疏关系）进行分类。对所研究的事物按定标准进行分类的数学方法成为聚类分析，它应用模榭数学方法对样本进行数学分类，定量地确定样本之间的接近程度大小，并把被此接近的事物归为类"）。对地下水水化学成分进行聚类，既克服采用单一分类指标所带来的片面性，也了解水样间的相似程度，具有很大的灵活性，并通过进一步获取它们所表征的特殊水文地质意义的信息，对确定含水层之间的水力联系、地下水的补给来源都有重要的作用。
1.2地层分布及地下水水质分析 1.2.1地层分布
天津地铁2号线威阳路站站区地层：主要为第四