封閉水文地質(zhì)單元條件下礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害治理方法研究

杜清坤，陳建民，盧慶安

（云南地礦地質(zhì)工程有限公司，云南 昆明 650041）

由于我國(guó)地域較大，每個(gè)地方都有其獨(dú)特的地理環(huán)境，不同的環(huán)境差異也為該地區(qū)帶來了不同的地理風(fēng)貌，而在這些特殊的地理風(fēng)貌中蘊(yùn)含著大量礦產(chǎn)資源，所以我國(guó)的礦產(chǎn)開發(fā)范圍也在逐漸擴(kuò)大，但是受其特殊地貌影響，部分地區(qū)經(jīng)常發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害，而且礦產(chǎn)開采也給當(dāng)?shù)氐匦蔚孛簿坝^發(fā)生嚴(yán)重破壞，影響了自然界的生態(tài)平衡，給人們的生活帶來了很大的不便。礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害治理工作的開展刻不容緩，改進(jìn)治理策略，加強(qiáng)防治手段才能有效避免地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。

1 封閉水文地質(zhì)單元概述

1.1 封閉水文地質(zhì)單元概念

我們將地下水的流動(dòng)狀況統(tǒng)稱為水文地質(zhì)，由于地下水源錯(cuò)綜復(fù)雜，如果地下水活動(dòng)的越劇烈，會(huì)使地殼發(fā)生變化，從而導(dǎo)致一些地震災(zāi)害的發(fā)生，一旦發(fā)生地震，地下水就會(huì)受到波及。所以掌握地下水流動(dòng)規(guī)律，并根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)環(huán)境設(shè)置科學(xué)合理的防治策略，有效的減少地質(zhì)災(zāi)害的產(chǎn)生，為周圍居民帶來生活上的便利。

1.2 封閉水文地質(zhì)單元?jiǎng)澐?/h3>

封閉水文地質(zhì)單元指的是在密閉環(huán)境中具有統(tǒng)一性特點(diǎn)，能夠?qū)吔绾蛷搅鲗?shí)施有效補(bǔ)給的地下水系統(tǒng)。在水文地質(zhì)單元的劃分中，必須要把握好地質(zhì)單元邊界，一般來說，所設(shè)置的水文地質(zhì)單元邊界都是以自然邊界為準(zhǔn)。而這些邊界所構(gòu)成的水文地單元都能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)地下水補(bǔ)給、徑流、排泄條件，而且具有統(tǒng)一水化學(xué)場(chǎng)和滲流場(chǎng)，但是在邊界內(nèi)外很少存在物質(zhì)與能量等量代換。在劃分水文地質(zhì)單元時(shí)，受地貌地質(zhì)構(gòu)造和地表水系的影響，在劃分時(shí)也收到氣候因素的影響，但是這幾個(gè)方面又彼此聯(lián)系，相互制約。所形成的水文地質(zhì)單元邊界比較多樣，例如：可以是地下分水嶺或地表，也可以是構(gòu)成定水投補(bǔ)給的河流等地表水體，也可以是煮水的斷層，掩體和隔水巖層等。在水文地質(zhì)的研究中，水文地質(zhì)單元?jiǎng)澐质瞧渲攸c(diǎn)研究對(duì)象，它所涵蓋的范圍較廣，包括當(dāng)?shù)氐牡匦蔚孛病⑺牡刭|(zhì)結(jié)構(gòu)以及水動(dòng)力場(chǎng)、補(bǔ)給徑流排泄等多個(gè)水文地質(zhì)條件綜合分析考量而得出的劃分依據(jù)。

2 水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)

根據(jù)上文所述，水文地質(zhì)是指地下水的流動(dòng)情況。所以在地殼運(yùn)動(dòng)中水文地質(zhì)運(yùn)動(dòng)往往伴隨著一定自然風(fēng)貌的變化。地下水水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)多種多樣，但最為常見的是巖石裂隙、溶洞水孔隙。而水是自然之源，是人們?nèi)粘Ｉ畹谋匦杵?，也是社?huì)發(fā)展必不可少的一部分。而地下水在應(yīng)用當(dāng)中較為普遍，發(fā)揮著其重要的作用。如果使用不恰當(dāng)，或者有意破壞地下水資源，那么所造成的地質(zhì)災(zāi)害是不可估量的。而部分企業(yè)為了提高自己的經(jīng)濟(jì)效益，濫用地下水資源，對(duì)地下水資源進(jìn)行過度開采，不僅在很大程度上造成了地下水位下降，甚至出現(xiàn)了地下水下降漏斗。尤其對(duì)于一些用水集中的區(qū)域，過度開采地下水資源很可能造成地面沉降。除此之外，隨著我國(guó)化工業(yè)的不斷發(fā)展，它所產(chǎn)生的污染物會(huì)被直接排放到地面，從而滲透到地下水中，對(duì)地下水的污染是非常嚴(yán)重的，不僅破壞了水資源，而且也使生態(tài)環(huán)境失衡。

3 封閉水文地質(zhì)單元對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的影響

封閉水文地質(zhì)是由于自然日積月累，人為因素占小部分，封閉水溶地質(zhì)與地質(zhì)災(zāi)害有著密不可分的聯(lián)系，在一定程度上影響了人們的生活，據(jù)了解，封閉水文地質(zhì)可應(yīng)發(fā)四類地質(zhì)災(zāi)害，他們分別是地表巖溶坍塌、下陷、沙土液化，土層變形等表現(xiàn)形式，具體表現(xiàn)如下：

3.1 巖溶塌陷

圖1 地下水位下降造成巖溶塌陷

當(dāng)人們?cè)谕诰虻叵鹿艿赖耐瑫r(shí)，受地下水的影響，土層比較潮濕，所以地下管道的土層較為松散，在進(jìn)行挖掘時(shí)，極易受到外力擠壓而造成坍塌。而對(duì)于一些由自然環(huán)境不斷沖刷演變所形成的地下洞穴，在地下水的侵蝕中土層也會(huì)變得松軟，產(chǎn)生地面下陷現(xiàn)象，這些都是熔巖塌陷的具體表征。

3.2 砂土液化

圖2 封閉水溶地質(zhì)的作用造成砂土液化

沙土液化的主要原因在于封閉水溶地質(zhì)的作用影響，沙土液化主要是沙土在外力沖擊的作用下，在瞬間破壞迅速呈現(xiàn)液化的靜止?fàn)顟B(tài)，一般情況下，沙土受外力擠壓，土質(zhì)會(huì)變緊實(shí)，以至于造成孔隙水壓的極具升高，從而在周期性的震荷載的作用下，孔隙水壓的長(zhǎng)時(shí)間累積沙土逐漸液化，由于地質(zhì)環(huán)境的不同，從而引起的液化狀態(tài)也有明顯差異，我承受的對(duì)地面的破壞程度也為之不同，隨著時(shí)間的變化，沙土中的水分被蒸發(fā)出來，而沙土本身含水量較低，所以沙土液化的現(xiàn)象更容易發(fā)生，然而，進(jìn)一步表明有沙土存在的地方，受封閉水文地質(zhì)的影響促使地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的可能性進(jìn)一步增大。

3.3 地面沉降

圖3 土層的密度下降造成地面沉降

地殼運(yùn)動(dòng)能夠改變土壤的地表結(jié)構(gòu)，使其發(fā)生顯著變化，而一旦地下水流速快，就會(huì)使土壤的地節(jié)發(fā)生突變，使土層的密度下降，造成了地面沉降現(xiàn)象，這種現(xiàn)象的發(fā)生往往是由人為因素造成的，人們的生活與社會(huì)的發(fā)展都離不開地下水的供給，所以過度開采地下水資源會(huì)使土層結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，導(dǎo)致土壤松散，破壞地表結(jié)果，從而導(dǎo)致地面沉降。

3.4 地基變形

圖4 軟土結(jié)構(gòu)破壞造成地基變形

就目前來看，我國(guó)大部分的建筑地基都是以軟土材料的。而實(shí)際上，軟土所建造的地基安全性難以保證，因?yàn)槠浔旧砻芏容^大，較為松散。當(dāng)?shù)叵滤訒r(shí)，和軟土進(jìn)行混合，降低了軟土的粘性，使軟土結(jié)構(gòu)遭到破壞，一旦建筑的地基倒塌，那所建造的房屋也會(huì)隨之崩塌，不僅會(huì)造成一定的經(jīng)濟(jì)損失，也伴隨了很大的安全問題。因此，存在的安全隱患是非常巨大的。

所以水文地質(zhì)環(huán)境的管控與治理對(duì)人們的生活息息相關(guān)，為了更好的減少安全事故的發(fā)生，降低人們的損失，就必須不斷創(chuàng)新治理方法，調(diào)整治理策略，使其更加能夠適應(yīng)我國(guó)多樣的地質(zhì)環(huán)境。

4 水文地質(zhì)災(zāi)害的防治措施

4.1 加強(qiáng)地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測(cè)和防控力度

為了更好的控制地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，減少地質(zhì)災(zāi)害對(duì)人物的損害，相關(guān)部門就必須和當(dāng)?shù)卣M(jìn)行緊密配合，共同加強(qiáng)地質(zhì)災(zāi)害的管控與監(jiān)督，加大研究力度，以切實(shí)保障我國(guó)的治理水平。

首先，相關(guān)部門應(yīng)該建立地址災(zāi)害監(jiān)測(cè)體系，不斷引入高新技術(shù)人才，并對(duì)工作人員進(jìn)行定期培訓(xùn)，使其能夠接觸和學(xué)到國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的檢測(cè)和管理技術(shù)，從而應(yīng)用到地質(zhì)災(zāi)害防治過程中，同時(shí)也要結(jié)合我國(guó)的實(shí)際發(fā)展需要，設(shè)置治理良策，也要根據(jù)我國(guó)不同的水文地質(zhì)環(huán)境，探索出其變化規(guī)律，從而有效的調(diào)整治理措施，其能夠在面對(duì)突發(fā)情況時(shí)能夠有效解決。

其次，要對(duì)地質(zhì)災(zāi)害經(jīng)常發(fā)生的地區(qū)進(jìn)行建筑施工管控，并做好地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)工作，掌握該地區(qū)的水文地質(zhì)信息。此外，在施工的全過程也應(yīng)格外注意，要實(shí)時(shí)檢測(cè)，以防止因地殼擠壓而產(chǎn)生水文地質(zhì)變動(dòng)。

最后，相關(guān)部門也應(yīng)該設(shè)置專門的監(jiān)測(cè)管理崗位，并設(shè)置管理準(zhǔn)則，提醒工作人員能夠做好防護(hù)措施，在保證自身安全的情況下開展施工活動(dòng)。施工之前要根據(jù)施工方案組織施工人員按照施工環(huán)節(jié)有計(jì)劃，有組織的進(jìn)行，避免因施工環(huán)節(jié)不當(dāng)而造成的水文地質(zhì)環(huán)境破壞問題。一旦在施工中出現(xiàn)類似問題就應(yīng)該及時(shí)做好補(bǔ)救策略，暫停施工，并利用勘測(cè)技術(shù)及時(shí)掌握水文環(huán)境動(dòng)向，了解其存在的不安全隱患，并對(duì)他們的不良施工進(jìn)行重新整合和規(guī)劃，從而排除不安全因素，減少地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。

除此之外在施工過程中還應(yīng)因地制宜開展施工，要根據(jù)不同環(huán)境制定不同的施工策略，尤其在不同季節(jié)和氣候的影響下施工進(jìn)度和施工策略也應(yīng)該有所改變。對(duì)于夏季來說，高溫多雨，部分地區(qū)的地下水水位會(huì)有所上升，極易破壞地下土層結(jié)構(gòu)，難以保證施工安全。所以當(dāng)遇到這種情況，檢測(cè)部門要及時(shí)勘測(cè)地下水位上漲情況，如果出現(xiàn)水位約現(xiàn)現(xiàn)象，及時(shí)停工，并采取措施進(jìn)行有機(jī)控制，避免因水位上漲而發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害。

4.2 科學(xué)開展治理工作

在封閉水文地質(zhì)單元條件下地質(zhì)災(zāi)害的治理不能盲目開展，要根據(jù)所發(fā)生的災(zāi)害進(jìn)行實(shí)際分析，并根據(jù)災(zāi)害成因設(shè)置治理方案。

首先，在建設(shè)綠色文明，可持續(xù)的生態(tài)環(huán)境大背景下，相關(guān)部門應(yīng)該對(duì)施工過程的水污染進(jìn)行有效的治理。因?yàn)樵诓糠质┕F(tuán)隊(duì)在施工過程中所產(chǎn)生的廢水會(huì)排入到地下水，嚴(yán)重的危害了地下水資源，對(duì)周邊環(huán)境的破壞是非常巨大的。而且封閉式的水文地質(zhì)單元由于是在密閉的空間，一旦廢水排入就會(huì)造成水位上漲，甚至蔓延出單元外部，對(duì)周圍的土質(zhì)進(jìn)行一定規(guī)模的破壞，從而造成土地坍塌，那地表上方的房屋建筑也就存在很大的安全隱患，所以環(huán)境部門必須加大對(duì)水污染的管控，提高監(jiān)察力度，防止不良施工造成的水資源破壞。

其次，還應(yīng)加大對(duì)水資源的開發(fā)與利用，由于我國(guó)特殊的地理環(huán)境，水資源分布非常不均衡，如果對(duì)一些缺水地方進(jìn)行過度開采，水資源流失嚴(yán)重，那地質(zhì)災(zāi)害也會(huì)隨之產(chǎn)生。對(duì)于一些降水量較高的區(qū)，如果不進(jìn)行水資源的開發(fā)計(jì)劃，那水量超標(biāo)會(huì)對(duì)地殼結(jié)構(gòu)造成一定的破壞，使其發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害，所以我國(guó)各部門應(yīng)該相互協(xié)調(diào)，緊密配合根據(jù)地區(qū)差，異地制宜實(shí)時(shí)開采計(jì)劃，保證水資源能夠循環(huán)有效的被利用。

4.3 構(gòu)建完善的突發(fā)事件處理措施

不同的地質(zhì)災(zāi)害所采取的應(yīng)急措施也有所不同，所以當(dāng)?shù)刭|(zhì)災(zāi)害發(fā)生時(shí)，救災(zāi)人員必須根據(jù)災(zāi)害發(fā)生具體情況開展救災(zāi)行動(dòng)，把救災(zāi)控制在最小范圍內(nèi)。但是在地質(zhì)災(zāi)害救災(zāi)中要堅(jiān)持以人為本原則，以人員的生命安全為救災(zāi)的首要目標(biāo)，例如：當(dāng)發(fā)生沙土液化、地面沉降等地質(zhì)災(zāi)害時(shí)，就必須采用加固處理的方法，既要確保路面的交通安全，又要對(duì)發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的地區(qū)進(jìn)行封堵，以防其他人員誤入到此處。

5 結(jié)語

總而言之，水文地質(zhì)環(huán)境與地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生息息相關(guān)，地質(zhì)災(zāi)害不僅使礦產(chǎn)資源的開發(fā)存在很大的不利影響，而且也使人們的生產(chǎn)生活存在很大的安全隱患，所以在封閉水文地質(zhì)單元條件下，地質(zhì)災(zāi)害的防治是非常重要的。政府要加大對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的治理政策，也要積極配合礦區(qū)進(jìn)行監(jiān)測(cè)管理，以避免因人為失誤而造成的地質(zhì)災(zāi)害。當(dāng)然也要不斷完善突發(fā)事件的處理措施，從而更好的保證當(dāng)發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害時(shí)能夠及時(shí)調(diào)整救災(zāi)策略，減少人力和物力的損失。