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水文地质因素对地质灾害的影响分析

2020-12-10颜国伟

中国金属通报 2020年3期
关键词:砂土岩溶水文地质

颜国伟

(甘肃省地矿局第二地质矿产勘查院,甘肃 兰州 730020)

山土滑坡、崩塌、泥石流、沙漠化、沼泽化等地质灾害会对人们的生命、财产安全以及生态环境造成严重破坏,造成无法挽回的损失。而许多地质灾害对于水文地质因素有着极为密切的连续,所以对水位地质因素进行深入研究、分析对于预防地质灾害而言有着极为重大的现实意义,是推动地质灾害防治工作顺利开展的重要保障。

1 水文地质及其相关概述

水文地质是一种特指自然地下水发生的各种运动及其带来的各种现象与问题。地下水指的是储存在地质层包气带之下的岩石裂隙、溶洞等地下层空隙中的水。在水资源组成中,地下水是极为重要部分,分布也较为广泛,具备洁净、不易被污染以及便于开发等优点,加上供水量不会发生较大的波动,受气候影响程度较轻,储蓄与调动能力较好,在农业、工矿以及城市建设发展方面有着较为重要的应用[1]。

然而在相应条件下地下水的运动会导致盐渍化、滑坡、地面沉降等灾害,地下水储存在地下岩层空隙中,大气降水与地表水渗入是地下水补充的主要形式,同时地下水也会与湖泊、植物等形成一个循环系统,是地球水循环的重要组成环节,也与溶蚀、滑坡、地面沉降等地质灾害息息相关。不合理的地下水灌溉会使土地发生盐碱化现象;沿海地下水过度开发会使海水入侵导致水质恶化;不同地下水层之间出现诱发水力联系造成不同地下水混合,水质变得恶化;地下水储量增加会使岩溶区出现地面塌陷、矿坑涌水等问题,造成严重安全隐患。不合理地开发地下水资源会使地下水水位下降,进而出现较大面积地下水下降漏斗现象,若是地下水用水过于集中,极易出现地面沉降问题,影响建筑的安全稳定。除此之外,生活污水与工业废水的不断渗入,将会对地下水造成严重污染,因此加强对水文地质的研究对于地质灾害的预防、水资源循环供给而言有着极为重要的现实意义[2]。

2 水文地质因素对地质灾害产生的影响

虽然水文地质是一种自然的地理现象,然而却与地质灾害的形成与触发息息相关。相关地质勘察研究表明,岩溶塌陷、砂土液化、软土变形是水文地质因素已发的较为常见的地质灾害。

2.1 在岩溶塌陷方面的影响

具备溶隙碳酸盐岩、开口型溶洞、松散覆盖层等是形成岩溶塌陷的条件,极易对地下水动力情况造成影响,使地下水运动平衡被破坏。而地下水地质产生的极大水流冲刷是其对岩溶塌陷产生影响的主要原因,使溶洞底部构造稳定性受到影响,降低了土体抵抗力,进而引发塌陷。一般来说,山脉断裂、陡河断裂之间的突起处,沉积度小、基岩较浅,在多种结构应力的作用下极易出现连续的岩溶塌陷。

2.2 砂土液化方面的影响

砂土液化现象指的是,水分饱和的细砂土受到临界地震的作用砂土状态被突然间破坏而形成了液态粉土的现象。在震动作用下饱和砂土的密实性不断上升,引发了孔隙水压力的突然提升,加上受到地震荷载的周期性作用,不断地提升孔隙水压力,最后使得土粒呈现出接近液体的悬浮状态。不同的地质条件砂土液化导致的结果也不尽相同,所以对地质结构破坏程度也有所区别。若是地层的沉积颗粒比较粗,液化土层增加会使得孔隙水压力大于上层强度,带有砂粒的地下水就会沿着裂缝涌出地表导致喷水冒砂地质灾害问题[3]。

2.3 地面沉降方面的影响

自然因素与人为因素都可能会导致地面沉降问题。自然因素主要是由于软土层沉降、地震、海平面上升等地质构造活动导致的沉降因素;人为因素则主要是对深层地下水过度开发,油气开采、地下热水资源开发等都会发生地面沉降问题。通常来说,地下水开采大多数都会导致地面发生不同程度的沉降,沉降速度与趋势也会跟着地下水位高低变化而发生改变。地面呈现沉降的漏斗和地下水位发生下降的漏斗大致相等,地面沉降层位和开采水量也是成正比关系。可见对地下水进行过度开采是导致地面沉降主要原因。

2.4 地基变形方面的影响

在现代地质开发利用过程中,软土地基是较为常见的问题。稳定性不足是软土地基的显著特征,在地下水运动作用下更加容易发生运动。软土层对于地质结构稳定性的危害极大,造成了水文地质在软土地基变形方面的危害作用更加明显。触变性使软土结构的特性之一,在振动作用下,结构连接极易受到破坏,软土强度变低,甚至直接变成稀土。在对地质结构进行排水固结处理时软土地基极易变形,此外在剪应力作用下也会出现缓慢的剪切变形状态[4]。

3 水文地质因素影响的地质灾害防范与处理措施

现阶段,“预防为主、治理为辅、防治结合”,是针对水文地质引发的地质灾害应对原则,以实现对灾害影响的最大限度控制。若是确定灾害难以避免,则执行预先制定的应急处理方案,将灾害影响与损失控制在最低程度。

3.1 做好实时监测措施

对于地质灾害频繁区域,有必要设置全天候的监测系统,实现对地下水运动情况进行实施掌握,对于反馈的异常提醒相关人员应及时采取措施进行处理。尤其是山区地区,地质灾害较为常见,当地政府必须不断加强对区域抗灾的指导教育工作,引导当地群众做好相关的防范工作。在雨季加强对地下水流量监测反馈分析,若是水流量超标则应立即对水流流量、方向等进行调控,避免地下水运动过大而破坏地质结构。

3.2 加强对地下水资源的合理开发利用

就我国地理条件而言,地下水资源大多时候是处于饱和状态,而地下水的储存量过大也会使得地质结构受到的冲击力变大,也会引发地质灾害。此时加强对地下水资源过于丰富的区域开发利用,也是对地质灾害进行防范的有效措施,这样不但能够实现对地下水资源的充分利用,同时也有效减少了地质灾害发生的频率,有助于维护地表结构稳定[5-7]。

3.3 紧急处理措施

一旦出现地质灾害,工作人员应立即启动紧急处理机制,将灾害影响与损失降到最低,最大限度的保护人民群众的生命、财产安全。对于不同地质灾害,相应的应急处理措施也各不相同,但是都必须坚持遵循“以人为本”原则,以先人后物的顺序进行急救。出现岩溶塌陷、砂土液化,则需立即采取有效的加固方法,对地质结构进行加固,避免地质问题进一步加重、扩大。对于出现地面沉降、变形现象,首要考虑的是路面上的交通安全,及时在合适的距离设置灾害警告,必要时封路抢救,避免出现交通事故。

3.4 保护水文地质环境

由于水文地质因素引发的地质灾害众多,所以,必须要做好水文地质环境的保护工作,防止遭受人为因素的破坏。首先,做好植被的保护,因为植被具有保护地表的重要作用,如若雨季,地表植被遭受破坏,地表就会直接被大量雨水冲刷,导致地表土层的流失,使得地表结构出现破坏,进而引发地质灾害。其次,需要严格控制工农业污水的排放工作,需要通过特殊处理后将污水循环利用,禁止将污水直接排放至地下、田间以及河流当中。如若排放大量污水到地表,就会致使污水渗透到地下,久而久之便会导致地下水循环结构受到破坏,进而导致部分水文地质条件出现改变。此外,进行进行科学的勘测与规划。如若工程建设规模较大,则要求开展科学的勘测与规划工作。防止在地质条件不许可的情况下大规模建设工程,防止其会影响到水文地质条件。所以必须要进行勘测与评估,一律禁止建设超出水文地质环境承载力的大型工程[8]。

4 结论

总而言之,水文地质因素会在很大程度上影响到地质灾害的发生,从而影响到人们的日常生产生活质量,并且制约了社会经济的发展。所以,工作人员应当要能够正确认识到水文地质因素对地质灾害产生的影响,并结合实际情况来采取有效的地质灾害防范与处理措施,尽可能将地质灾害的发生几率降低,并减小地质灾害所造成的负面影响。

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