摘要：由于地下水压采，安阳市近几年来市区地下水水位回升较快。对于地下建筑，合理确定抗浮设防水位已经是必须解决的问题。文章初步分析了地下水抗浮设防水位的影响因素和确定方法。
关键词：地下水，抗浮设防水位，影响因素，确定方法
安阳市是一个资源型缺水城市，自地下水压采行动开展以来，特别是南水北调中线工程通水以来，地下水开采量逐年减少，近几年来市区地下水水位回升较快，合理确定抗浮设防水位已经是必须解决的问题。
1、安阳市地下水水文地质条件
安阳市位于河南省最北部，洹河在市区北部流过，地下水主要是储存运移于洹河冲洪积扇中的孔隙水，含水层属第四系Q2—Q4砂卵石层，最低界为Q1泥砾冰碛层和粘土层。含水层厚度在冲洪积扇西部为10m，到城区达到50m，东部厚度20m。地下水主要接受大气降水补给和地表水体渗入补给、农灌入渗补给。主要排泄方式为人工开采，其次为侧向径流排泄。
2、安阳市城市地下水压采情况
自地下水压采行动开展以来，安阳市逐步压减地下水开采量。根据《安阳市水资源公报（2015～2017）》，市区地下水开采量2015年为9042万m3，2017年为4701万m3，压采地下水4341万m3。地下水压采的效益主要体现在地下水位持续回升，地下水生态不断改善。
3、南水北调中线工程供水情况
2016年底，第八水厂一期建成向市区供水，第八水厂位于南水北调总干渠38号口门东侧、京广铁路西侧，南林高速以南，一期工程设计规模10m3/d。2018年12月，第六水厂和第四水厂二期通水，第四水厂二期工程，位于梅东路与清风街交叉口西北角，设计供水能力10万m3/d；第六水厂项目位于京港澳高速公路与人民大道交叉口东南，一期工程供水规模10万m3/d。目前，除第三水厂（设计日供水规模3万m3）保留部分供水外，其余地下水水厂已经全部停产。
4、安阳市地下水位动态变化趋势分析
1985年以前,市区地下水开采量较小，地下水处于动态平衡状态。1985年—1999年，地下水连年超采，地下水位大幅度下降。2000年后，由于体制改革，企业产业结构调整，水资源保护和节水工作的逐步深入，地下水开采量有所减少，地下水位逐步缓慢回升。近几年由于市区内压采地下水、封闭自备井，以及以南水北调工程为水源的水厂建成供水，市区地下水开采量大幅减少，地下水位回升较快。近两年来，市区东部地下水位埋深在6～8m左右，部分建设项目地下工程施工需要进行降水。
5、影响地下水抗浮设防水位的因素
影响建设项目地下水抗浮设防水位的因素，主要有气象条件，地下水水位动态变化趋势，地表水体和城市水系建设，建设项目的技术经济指标等。
5.1、气象条件
降雨是地下水的重要补给来源，是影响地下水抗浮设防水位的重要因素之一。安阳市位于北方地区，降水量较少，多年平均降水量569.1mm，一般多集中在7、8月份，其降水量占全年降水量的55%左右。降雨等气象条件是需要重视的影响地下水抗浮设防水位的重要因素之一。
5.2、安阳市市区地下水水位整体呈回升趋势
由于地下水压采效果初步显现，市区生产生活用水逐步改为以南水北调中线工程和地表水为水源的公共供水，以及企业产业结构调整，水资源保护和节水工作的逐步深入，地下水开采量有所减少，地下水位整体呈上升趋势。
此外，安阳市是河南省海绵城市建设试点市，根据海绵城市建设和绿色建筑有关要求，安阳市逐步开展雨水回收、涵养地下水源等工作，对地下水位的回升起到促进作用。
近几年来，地下水水位回升较快，地下水位回升是确定抗浮设防水位的决定性因素。
5.3、地表水体和城市水系建设
根据《安阳市水系总体规划（2016-2030）》和安阳市城市水系建设三年计划，安阳市在现有水利工程和自然水系基础上，打造“一渠、三河、六湖”的城市水系新景观。“一渠”为南水北调总干渠，“三河”为洹河、洪河、护城河，“六湖”为市民活动中心湖、南水北调蓄湖、易园太极湖、洹园湖、三角湖、人民公园湖。各湖与水系相互贯通，构建安阳市城市水系景观的总体框架，形成6210亩的水面景观。
由于水系建设工程的蓄水，对地下水补给作用增强，是确定抗浮设防水位的重要影响因素。
5.4、建设项目的技术经济指标
地下水抗浮设防水位，是在建设项目现有经济技术条件下，在保证安全的前提下，根据水位变化趋势、地表水系建设，结合项目规模、建筑结构、地质条件、开挖深度、整体抗浮、局部抗浮等进行科学研究，综合确定。如抗浮设防水位确定过低，在项目使用期将大概率出现地下水位超过抗浮设防水位的情况，起不到保护作用，如抗浮设防水位确定过高，可能需要对地下建筑进行加固处理，如需要打抗拔桩、抗拔锚杆以及变更结构形式等，增加成本，造成浪费。因此，抗浮设防水位的确定既要保证建筑物安全，又要经济合理。
6、抗浮设防水位的确定方法
结合安阳市近年来的工作实践，抗浮设防水位的确定，主要有历史最高水位法、大均值法，综合法等。
6.1、历史最高水位法
历史最高水位法是以建设项目所在地历史记录的最高地下水水位，作为建设项目的抗浮设防水位。该方法适用于降水量较大，地表水系发育，地下水位较高，水量丰沛的地区。
6.2、大均值法
大均值法是以建设项目所在地的地下水历史最高水位和近年最高水位进行平均，将平均值与历史最高水位再进行平均，所得到的大均值，作为抗浮设防水位。根据安阳市的实践，几年前以大均值法作为抗浮设防水位的确定方法，但是近年来安阳市地下水水位回升较快，此方法已不再适用。但大均值仍然是确定抗浮设防水位的重要参考依据。
6.3、综合法
综合法是根据地下水水位影响因素、变化趋势，结合建设项目规模、结构、地质条件、基础形式等技术经济指标，进行综合研究，确定抗浮设防水位的一种方法。一般由建筑、结构、地质、水利等方面的专家以会议形式进行综合研究确定。该方法是目前安阳市采取的主要方法。
以安阳市某住宅小区为例，该小区位于安阳市区中部，总占地60亩，建筑面积约30万m3，主要建筑为10栋高层住宅楼，地下建筑主要包括地下室和地下车库。项目场地东西长约300m，南北宽120m，室外地面标高74.0m，±0为74.1m，地下车库地面标高68.4m，车库顶板标高73.0m，车库覆土厚度1.1～1.5m，自然地面标高73m。北距洹河约800m，东面和南面距万金渠北干渠约20m。
影响该项目抗浮设防水位的主要因素有地下水位变化情况，以及洹河和万金渠的影响。洹河是安阳市区主要河道，东部于曹闸已建成，设计蓄水位69.74m，由于该项目地下水位较高，洹河对该项目影响较小。南侧万金渠渠底高程70.25m，东侧万金渠渠底高程69.62m，水面高程71.05m，该项目在场地南侧和东侧进行了防水帷幕防渗处理，故万金渠对该项目地下水位影响较小。该项目地下水历史最高水位出现在1984年底，水位标高70.5m，近年最高水位出现在2020年3月，水位标高67m，大均值为69.6m。
经现场专家研究讨论，确定项目抗浮设防水位为70m，既能保证建筑物安全，又不过多增加建设成本。
7、结语
由于近几年来安阳市市区地下水位不断回升，地下水抗浮设防水位的确定才逐渐引起重视。目前，安阳市抗浮设防水位的确定，主要采用综合法，但该项工作尚处于不断探索和总结经验阶段，随着理论研究的发展和实践经验的积累，抗浮设防水位的确定会越来越科学合理。
作者简介：
李海岭 男 安阳市计划节约用水办公室 高级工程师
韩智力 男 安阳市计划节约用水办公室 高级工程师
安 宏 男 安阳市计划节约用水办公室 工程师