探讨水文地质因素对地质灾害的影响.doc
探讨水文地质因素对地质灾害的影响 摘 要:水文地质异常是引起地质灾害的重要因素，对社会经济发展、人民日常生活、土地资源开发等均造成的很大的破坏作用。本文结合笔者多年工作实践，从可持续发展角度出发，深入分析地下水运动对地质灾害的影响，可为政府及相关部门制定灾害防治措施提供技术参考。 关键词: 水文地质 地质灾害 影响 对策 防范 我国是地质灾害发生较为频繁的地区，最常见的地质灾害类型有：山区崩塌、滑坡、泥石流、岩溶塌陷、采空塌陷、地面沉降、砂土液化和软土地基变形等。根据地质勘测显示，我国地质灾害的发生与水文条件有密切关系，深入分析水文地质条件对地质灾害的影响有助于防治工作的开展。 1 水文运动及其影响 地下水是存在于地表以下岩( 土) 层空隙中的各种不同形式水的统称。地下水是水资源的重要组成部分，由于水量稳定，水质好，是农业灌溉、工矿和城市的重要水源之一。水文运动指自然界中地下水的各种变化和运动的现象。 地下水主要来源于大气降水和地表水的入渗补给; 同时以地下渗流方式补给河流、湖泊和沼泽，或直接注入海洋; 上层土壤中的水分则以蒸发或被植物根系吸收后再散发入空中，回归大气，从而积极地参与了地球上的水循环过程，以及地球上发生的溶蚀、滑坡、土壤盐碱化等过程，所以地下水系统是自然界水循环大系统的重要亚系统。在一定条件下，地下水的变化也会引起沼泽化、盐渍化、滑坡、地面沉降等不利自然现象。 地下水在天然状态下动水压力作用比较微弱但是在人为工程活动中由于改变了地下水天然动力平衡条件,在一定的动水压力作用下,往往会引起一些严重的岩土工程危害。如流砂、管涌、基坑突涌等。 1.1水位上升引起的岩土工程危害 潜水位上升的原因是多种多样的，其主要受地质因素如含水层结构总体岩性产状；水文气象因素如降雨量气温等及人为因素如灌溉施工等的影响，有时往往是几种因素的综合结果由于潜水面上升对岩土工程可能造成：土壤沼泽化盐渍化，地下水对建筑物腐蚀性增强；斜坡、河岸等岩土体岩产生滑移崩塌等不良地质现象；一些具特殊性的岩土体结构破坏，强度降低、软化，引起粉细砂及粉土饱和液化，出现流砂、管涌等现象；地下洞室充水淹没；基础上浮，建筑物失稳。 1.2地下水位下降引起的岩土工程危害 由于过量的开采和不合理的利用地下水，常常造成地下水位严重下降，形成大面积的地下水下降漏斗，在地下水用量集中的城市地区，还会引起地面发生沉降。地下水位下降的原因大多是由于人为因素造成的。例如,大量抽取地下水,且频率集中;勘探、采矿等活动中的矿床疏干;在上游修筑大坝;修建水库截取下游地下水补给等。地下水的过大下降，可能会诱发地裂、地面塌陷、地面沉降等严重的地质灾害,甚至造成地下水源枯竭、水质加速恶化等环境问题,这些问题会对岩土体及建筑物的稳定性和周边人类自身的居住环境造成相当大的威胁。 1.3地下水频繁升降对岩土工程造成的危害 地下水的升降变化能引起膨胀性岩土产生不均匀的胀缩变形，当地下水升降频繁时不仅使岩上的膨胀收缩变形往复，而且会导致岩十的膨胀收缩幅度不断加大，进而形成地裂引起建筑物特别是轻型建筑物的破坏。地下水升降变动带内由于地下水的积极交替，会将土层中铁铝胶结物淋失，将造成土质变松，含水量孔隙比增大，压缩模量承载力降低，给岩土工程基础选择处理带来较大的麻烦。 2 水文地质对地质灾害造成的影响 水文地质不仅是一种自然地理现象，也关系着地质灾害的形成、发展、危害等方面内容。根据勘测资料记载，水文地质引起的灾害集中于岩溶塌陷、砂土液化、地面沉降、软土变形等方面，具体情况: 2. 1地面沉降 引起地面沉降的原因有自然因素、人为因素，前者有构造活动引起的沉降、软弱土层形成的沉降、以及地震活动、海平面上升等; 后者有过量开采深层地下水、地下热水及开采油气资源均可引起地面沉降。地面沉降伴随着地下水的开采而产生，地面沉降的速率和发展趋势随着地下水位的变化而变化; 地面沉降漏斗与地下水位下降漏斗基本一致，引起地面沉降的层位与各含水组的开采量相对应。因此，超量开采地下水是引起地面沉降的主要原因。 2. 2地基变形 软土地基是现代建筑施工或地质开发的常见问题，这种土体结构本身就缺乏稳定性，受到地下水运动影响后更加不牢固。通常软土层具有诸多有害特性，这使得水文地质对软土地基变形的不利影响更大。软土具有触变特性，当原状土受到振动以后，破坏了结构连接，降低了土的强度后很快地使土变成稀释状态4。同时，在加载初期，地基中常出现较高的孔隙水压力，影响地基的强度。软土除排水固结引起变形外，土体在剪应力作用下会发生缓慢而长期的剪切变形。 2. 3岩溶塌陷 岩溶塌陷的形成条件为具有开口型溶洞、溶隙的碳酸盐岩; 一定厚度的松散覆盖层; 易于改变的地下水动力条件，破坏了地下水运动的均衡性。水文地质对岩溶塌陷的主要影响是造成巨大的水流冲刷力，破坏了溶洞底层结构的牢固性，造成土体抵抗力减弱而引起塌陷问题。根据提交资料:某市岩溶塌陷点密集区主要发生在陡河断裂与某断裂之间的隆起地带，这一带第四系沉积厚度较小，基岩埋深较浅，受多期构造应力场的反复作用，多处发生岩溶塌陷。 2. 4砂土液化 砂土液化是指饱水的疏松粉、细砂土在临界地震作用下，瞬间突然破坏而呈现液态的现象。饱和砂土受到震动后趋于密实，导致孔隙水压力骤然上升，在周期性的地震荷载作用下，孔隙水压力逐渐累积使土粒处于悬浮状态，而接近液体的特性。砂土液化在不同地质条件下会产生不同结果，对地质结构造成的破坏力也不一样。在沉积颗粒较粗地段，液化土层大大增加孔隙水压力往往超过盖层强度，地下水携带砂粒冲破盖层或沿盖层裂隙喷出地表，产生喷水冒砂现象。 3 地质灾害的防范及应急处理措施 针对水文地质引起的地质灾害，目前常用的应对策略是“预防为主，治理为辅，防治结合”的原则，最大限度地控制灾害现象的发生。若无法避免灾害发生，则要提前制定应急处理方案，减小灾害的破坏范围。 3. 1 实时监测 地质灾害高发地区必须设置24 h监测系统，以掌握地下水运动的具体情况，当监测到异常信号时可提醒相关人员采取紧急措施处理。如: 山区是我国地质灾害多发区域，政府要加强山区的抗灾指导工作，引导当地居民做好全面的防范工作。如: 雨季时期，对地下水流量多少跟踪监测，当水流量超出标准范围后立即调控水流的方向、流量，以免地下水运动引起的地质破坏。 3. 2 开发利用 由于我国特殊的地理位置，地下水资源长期处于饱和状态，地下水储存量过大造成对地质结构的冲击力增大，这种状态下极易引起地质灾害。积极开发利用地下水是防范灾害的有效措施，其不仅充分利用了地下水资源，也降低了灾害发生的次数，维持了地表结构的稳定性。如: 我国北方城市开始将地下水作为生活用水的来源，定期开发利用地下水供应使用; 部分地区将地下水运用于农田灌溉，从而提高了水资源的利用率。 3. 3 紧急处理 当地质灾害发生之后，现场人员应采取紧急处理措施，把灾害的不利影响控制在最小范围，以防造成更多的生命危险、财产安全。不同的地质灾害所采取的应急处理方法也不一样，但地质灾害的紧急处理必须坚持“以人为本”的原则，先保障人员的安全，然后急救财物。如: 岩溶塌陷、砂土液化需采取加固处理方法，防止塌陷、液化问题加重; 地面沉降、变形等问题，则要考虑路面的交通安全，及时设置灾害警告或封堵交通，防止意外事故的发生。 4 结语 中国幅员辽阔地质复杂，由于地理位置的特殊性，国内每年均有不同的地质灾害发生，给社会经济发展及人民生活造成了不利影响。水文地质是导致地质灾害发生的主要因素，地下水不规则运动及变化给灾害防御工作造成极大的难度，为了避免水文地质对地质灾害造成的不利影响，必须对地下水异常运动引起的各种灾害类型进行深入地研究。 参考文献: 1何学中 水文地质异常现象对地质灾害的具体影响分析J 中国地质勘测，2010，19( 5) : 19 22 2朱明梅 我国常见地质灾害的形式及诱发因素的研究J 水文现象研究，2010，20( 17) : 80 83 3曹旭尔 地下水运动的季节性特点勘测对比探究J 贵州大学学报，2010，15( 7) : 15 17 4熊一斌 山区地面沉降因素的详细分析与数据列表J 科技咨询，2009，30( 7) : 16 18 5顾茜茜 软土地基变形与地下水运动的关系J 广东科技，2010，14( 6) : 31 33 7
