地质灾害治理中水工环地质技术的应用分析

2021-03-08张帅

中国金属通报 2021年21期

张帅

（安徽省地勘局第一水文工程地质勘查院，安徽蚌埠 233000，）

地质灾害的产生与水工环地质间有着本质性联系，对水工环地质内的物质进行监测，以帮助人们充分了解自然灾害的产生条件与演变发展趋势。水工环地质技术的应用有利于实现地质灾害的预防与治理，不仅拓宽地质灾害的有效控制区域，还能够降低灾害对社会发展的影响，为社会经济的可持续发展提供帮助，也有利于促进人与自然的和谐共处。

1 水工环地质与地质灾害的关系分析

水工环地质技术就是指对区域性工程、水文、环境地质情况做出探究调查，以此掌握地质动作情况。目前人们已经将水工环地质技术用于自然环境和地质灾害监测中，依靠技术对区域内水文环境展开监测，从而实现灾害预防与治理。此种技术原本是地质学的一个分支，在20世纪从地质学独立而出，主要研究地下水的分布和形成规律、地下水的物理性质和化学成分、对地下水资源合理利用等内容。但科学的通性在于，一种技术仅仅在研究过程中具备相对独特的理论框架，在实际应用时可灵活掌握，并能够与其他学科相结合。分析水工环地质与地质灾害之间的关系，主要体现为以下几方面：

（1）水工环地质是治理地质灾害的重要前提。经研究发现的是，地质结构特点与灾害的产生是有关联的，对水工环地质做出勘察是了解地质灾害产生的前提，研究中得知只有掌握水工环地质与灾害预防治理的关联，再对灾害原因深入分析，才能设计出一系列科学合理的灾害预防与治理办法。与此同时，地震灾害带来的不良影响范围很广，在给地质构造带来影响的同时，还会对区域相关地质产生损害。因此，有必要在地质灾害治理时对区域相关地质关系加以分析。

（2）水工环地质是地质灾害研究的必要条件。不同地区的地势地貌不同，区域地质结构也会不一样，因此不同区域的水工环地质条件差异明显，地质灾害发生后，可通过对灾害地区地势地貌、地质结构的研究分析找出灾害产生原因，以便在后续发展中快速察觉灾害的出现，及时找出有效治理方法[1]。

（3）地质灾害是一类多因素破坏性地质现象，一旦发生，将会引发连锁反应。如在新中国成立初期，我国河北省发生过重大地震。彼时，我国城市化建设水平远不如现在，广大受灾区均为农村。在房屋垮塌、地表开裂的作用下，除少数罹难人民被埋在废墟之下，还有大量未及时转移的猪、牛、羊、家禽类动物也同时被埋。当时，一些救援人员提出，抓紧抢救被埋人员，不管其他。但有识之士指出，大量被埋在废墟内的动物一旦死亡后，尸体会逐渐腐烂，如果地震后接连暴雨，则经过浸泡的腐烂尸体会滋生多种病菌，可通过污染地下水源等方式，进而造成瘟疫大肆传播，加剧灾区灾情。因此，必须尽快将所有动物自废墟中找出，并通过火化等方式妥善处理。由此可见，应对地质灾害时，需进行综合考虑，特别是有关地下水源，绝不能麻痹大意。

2 地质灾害治理中水工环地质技术的实践应用

2.1 在地裂缝和地面塌陷治理中应用

地裂缝的出现一般与地质结构断开有关，为了降低对区域内地质结构的影响，技术人员应采取有效的监督管理办法，从水工环地质技术角度出发，针对地下水流动与变化情况进行监管。一旦发现地下水资源有任何不正常的情况，应立即停止所有工程活动，防止地裂缝问题加剧。此外，如果部分地区数据不正常，技术人员应立即对该区域地面塌陷与地裂缝问题进行评价，依据地质构造变化，综合反映地裂缝和塌陷的严重程度，从而选出最佳治理办法[2]。

2.2 在地震灾害治理中应用

一直以来地震灾害问题的治理都是水工环地质勘察的重点，这是因为地震灾害带来的影响深远，甚至还会伴随着泥石流等其他问题的发生。因此，在地震灾害治理期间，技术人员应了解区域内地质灾害整体情况，加强对灾害工作的有效管理。工作人员应依照地震等级对区域内地震灾害情况作出判断，采集以往地震信息，通过全方位总结研究，采用GPS或GIS系统做好灾害治理，谨防灾害问题进一步扩大。比如在汶川地震期间，由于移动通信基站几乎完全被毁，导致灾区在一段时间内与外界完全失去了联系，而GPS卫星导航系统也未能提供帮助。关键时刻，解放军空降兵部队携带我国自主研发的北斗卫星导航系统，16位勇士惊天一跃，为灾区人民带去了希望。而当16位空降兵战士进入灾区之后，借助北斗卫星导航系统，在短时间内，对灾区进行了数十次勘察，确定了多处物资空投点，并对部分关键区域的灾情进行评估。相关信息传回指挥部后，为制定后续救援方案提供了极大的支持。由此可见，面对地震等重大自然地质灾害时，科学运用智能技术，具有较大的可行性。

地质灾害治理过程中，有必要基于科学的治理办法制定事故应急方案，完成对水工环地质技术的合理安排，发挥其在地质灾害治理中的重要作用。水工环地质技术可以对地质灾害做出预警分析，比如对矿石地质危险情况实时预警。技术在应用期间需着重确定矿山采空区，将其作为预警工作的重要基础，再根据人工方式确定地震波在矿山底部岩层的传播路径和时间，从而科学预测矿山地下岩层采空区埋藏深度和大致形状。与此同时，应用水工环地质技术了解矿山地下构造，确认采空区剖面特点，通过剖面分析描述采空区测量情况，借助剖面特性制定施工计划，加强对水工环地质技术的推广，保证开采工作的有序进行，尽可能地降低事故发生概率。

2.3 在地面崩塌与泥石流灾害治理中应用

针对地面崩塌或泥石流灾害问题，常见的治理方式就是做好灾害预防工作，尽可能地降低灾害发生概率。比如自然资源开采期间做好工程规划，杜绝任何随意开采的情况发生，治理地面崩塌与泥石流灾害时，发挥水工环地质勘探技术的作用，即在预警监控工作中建立监控系统，对容易出现地面崩塌或泥石流灾害的地区布设监控设备，判断灾害产生概率，依靠数据评估系统进行应急预案设计，使治理工作更加高效。由于地面塌陷和泥石流灾害带来的破坏性很强，将水工环地质用于其中需做好灾害的预防把控，比如挖掘自然资源过程中，对挖掘地区明确标准，谨防任意开采或者过量开采的情况，保证地质结构的稳定性。再比如对森林树木进行砍伐期间，科学制定施工计划，明确各项要求，砍伐树木后及时做好环境保护工作，避免因砍伐造成地面塌陷或泥石流灾害情况。应用水工环地质技术，将其用于高风险地区，创建地质灾害监测系统，跟踪报道地质结构变化趋势，落实灾害预防与治理工作。

2.4 在滑坡灾害治理中应用

将水工环地质技术用于滑坡灾害治理中，相关技术要点如下：滑坡灾害治理工程区域内，要求土层原状土试样与检测数据不能少于6组，排除取样工作的偶然性。水工环地质技术在应用时可以参照边角线与角点完成勘测点布置，分析周围建筑受力层所受到的影响，如果下卧起伏十分明显，有必要在原有勘测点中间位置加设一个勘察点，依靠技术对水文地质信息变化情况展开调查。对于滑坡灾害严重的地区，或者地质环境复杂区域，有必要将钻探或触探手段联合水工环地质技术，通过布置探井完成滑坡灾害的有效治理。治理过程中，结合地质勘查系统掌握地面排水、地下水位情况，对定位放线和排水系统做出实时监测，做好土方运输车辆路线的安排。对地质灾害进行定量分析，通过数据勘察做好地质灾害等级划分，针对地质灾害复杂地区，利用周围建筑进行灾害类型划分。参照国家标准规定滑坡地质灾害类型，以相应的施工标准完成治理，面对灾害中的问题作出调整，比如使用冲孔桩配合相应的勘测形式，应用水工环地质技术了解周围地层情况，经过数据结合得到初步勘测的深度数据。这一过程中应深入落实地面排水工作，降低地下水位，发挥水工环地质技术在灾害治理中的积极作用[3]。

图1 滑坡灾害示意图

2.5 强调技术的应用效果

水工环地质勘察期间，应结合时代发展需要加强先进技术在水工环勘察中的应用。以实际案例入手，将卫星定位设备用于其中，通过准确定位进行灾害信息勘察，凭借着卫星定位的便捷性，使用无线传输设施将感知到的数据内容转为无线电信号，以科学的方法对信号全方位整理，具体如图2所示。不仅如此，还可以使用RTK技术完成地质灾害调查分析，通过相位差分对展台发出的数据及时修改，使数据反馈更精确。实际操作中，应用基准站对整理好的灾难数据实时传送，利用RTK技术合理接受基准站测到的数据，相关单位对采集到的数据和实际位置对比研究，再将勘测到的灾难信息传输到相应站点，以便精准的感知信号所处的位置。