水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害防治中的應(yīng)用

曾 嶸，賓楒源，曾慧敏

（湖南省煤田地質(zhì)局物探測量隊，湖南 株洲 412000）

目前我國社會經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，關(guān)于地質(zhì)災(zāi)害的防治工作基本趨于成熟。在地質(zhì)災(zāi)害防治研究與應(yīng)用中，首先要進(jìn)行監(jiān)測和預(yù)警，此外還應(yīng)根據(jù)監(jiān)測地點的實際情況，綜合水文地質(zhì)技術(shù)、工程地質(zhì)技術(shù)和環(huán)境地質(zhì)技術(shù)相關(guān)數(shù)據(jù)和資料。同時在進(jìn)行實地考察和工程設(shè)計時，要同時整理收集相關(guān)數(shù)據(jù)，按照相關(guān)規(guī)范操作和科學(xué)程序進(jìn)行分析和整合，有效建立環(huán)境保護(hù)與工程治理的有機(jī)融合體。在監(jiān)測的地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域，還應(yīng)監(jiān)測地下水的各項參數(shù)，盡可能全面的獲得數(shù)據(jù)信息，能夠使水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害防治中，發(fā)揮更大的作用和效益，在解決地質(zhì)災(zāi)害問題中能夠游刃有余。

1 關(guān)于水工環(huán)地質(zhì)

（1）水工環(huán)地質(zhì)概述。水工環(huán)地質(zhì)是根據(jù)水文地質(zhì)、工程地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)綜合命名，具體指對各項地質(zhì)情況調(diào)查和勘測并進(jìn)行相關(guān)評價分析，以及與之有關(guān)的各項地質(zhì)作用的調(diào)查研究，水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)的現(xiàn)代社會中得到了越來越廣泛的應(yīng)用，同時也是研究地質(zhì)構(gòu)造以及地質(zhì)運(yùn)動情況的基礎(chǔ)和關(guān)鍵學(xué)科[1]。水工環(huán)地質(zhì)主要依靠地質(zhì)調(diào)查、勘探和監(jiān)測等方面的技術(shù)，進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防和治理，其廣泛的應(yīng)用逐漸引起人們的關(guān)注和研究。對監(jiān)測區(qū)域進(jìn)行水工環(huán)地質(zhì)研究，是解決和防治各種地質(zhì)災(zāi)害的主要方式，同時也是通過調(diào)查、監(jiān)測等實現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害防治的唯一手段。

（2）水工環(huán)地質(zhì)工作的意義。隨著國家相關(guān)環(huán)保政策的出臺，優(yōu)化環(huán)境綜合治理和發(fā)展戰(zhàn)略，成為了我國的主要任務(wù)之一，全國民眾齊心協(xié)力，在大力推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)之后，國民對于環(huán)境保護(hù)的意識和理念不斷增強(qiáng)，為水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)的普及和發(fā)展提供了良好的人文環(huán)境。在當(dāng)前國際和國內(nèi)發(fā)展趨勢下，水工環(huán)地質(zhì)工作要適應(yīng)現(xiàn)代化的需要，積極改革和創(chuàng)新相關(guān)技術(shù)知識，不斷豐富水文地質(zhì)、工程地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)工作的內(nèi)容，此項舉措能夠大力推進(jìn)我國社會主義建設(shè)步伐，是實現(xiàn)人與自然和諧相處的重要途徑。隨著中國一帶一路的推進(jìn)，全世界人民逐漸成為一個有機(jī)聯(lián)合體，水工環(huán)地質(zhì)工作應(yīng)該具有更加深刻和豐富的內(nèi)涵，不僅需要重視水土資源的保護(hù)和利用工作，還必須注意水工環(huán)地質(zhì)工作對周圍生態(tài)環(huán)境以及人們生活環(huán)境的影響。當(dāng)前提倡走可持續(xù)發(fā)展的道路，水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)逐漸引起人們的重視，在扎實掌握相關(guān)理論知識的基礎(chǔ)上進(jìn)行實踐操作，不要讓理論知識僅停留在紙面上[2]。同時，我們必須敢于創(chuàng)新，根據(jù)相關(guān)工程實例進(jìn)行總結(jié)分析，積累解決問題的經(jīng)驗和思路，構(gòu)建更加完善、科學(xué)、系統(tǒng)的水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)體系。

2 地質(zhì)災(zāi)害的主要類型

（1）地震災(zāi)害。地質(zhì)災(zāi)害中最常見的便是地震，由于地殼運(yùn)動產(chǎn)生不同深度的震源，其發(fā)生由自然因素而非人為因素造成，地震一旦發(fā)生具有突然性、破壞性和不可逆轉(zhuǎn)性，對受災(zāi)地區(qū)具有較大的影響。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，地震預(yù)測技術(shù)也有了很大的提高，但仍然有發(fā)展和提升的空間。水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)在進(jìn)行指導(dǎo)和管理地震災(zāi)害時，能夠表現(xiàn)出相對準(zhǔn)確的預(yù)測先兆，綜合微觀和宏觀信號進(jìn)行指導(dǎo)和分析，其中微觀信號主要是地質(zhì)監(jiān)測中發(fā)生的微觀變化，而宏觀信號主要指水質(zhì)、水位、動物反應(yīng)等。

（2）地面崩塌、滑坡、泥石流災(zāi)害。地面崩塌、滑坡、泥石流災(zāi)害的形成，主要是由于地質(zhì)結(jié)構(gòu)變化而引起的地表突然應(yīng)力。當(dāng)相應(yīng)區(qū)域的土壤足夠疏松，且不能承受突發(fā)的受力情況時，將會發(fā)生上述地質(zhì)災(zāi)害。其中地面崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的形成，也有可能是人為因素導(dǎo)致，例如礦產(chǎn)開采不合理、工程建設(shè)不科學(xué)以及濫砍濫伐等，都會導(dǎo)致地表土壤和巖石的三向平衡應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生改變，從而導(dǎo)致災(zāi)害發(fā)生，因此在人們的實際生產(chǎn)生活中，應(yīng)該提高這方面的認(rèn)識。水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)不僅能夠預(yù)測地面崩塌、滑坡、泥石流災(zāi)害，還可以提前規(guī)劃以及合理布置，減少和降低上述災(zāi)害發(fā)生的概率。同時人們也要提高環(huán)境保護(hù)意識，嚴(yán)禁濫砍濫伐、過度開荒，在地下采礦時及時填補(bǔ)采空區(qū)，在各項人為活動后及時進(jìn)行后續(xù)恢復(fù)工作。

（3）地面塌陷。地面塌陷災(zāi)害的發(fā)生，主要是由于地表工程設(shè)計問題，破壞了相應(yīng)的區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造。這種現(xiàn)象主要發(fā)生在井工礦地面，在井下開采時沒有預(yù)留保護(hù)巖柱、煤柱等支撐結(jié)構(gòu)，并且在開采完成后直接廢棄礦井，不進(jìn)行后續(xù)的填補(bǔ)采空區(qū)工作，特別在溶巖地質(zhì)構(gòu)造區(qū)域，由于石灰?guī)r、大理巖等巖層受流水侵蝕，硬度和完整性較差，因此在這些區(qū)域更容易發(fā)生地面塌陷。應(yīng)用水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)可以分析和研究發(fā)生地面塌陷地區(qū)的實際情況，科學(xué)合理的提出修復(fù)和治理措施。

（4）地裂縫。地裂縫主要表現(xiàn)在局部地區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生斷層，地裂縫災(zāi)害同樣具有較大的破壞能力。其發(fā)生的主要原因是由于地下水水位變化，在進(jìn)行地下水開采時，如果沒有經(jīng)過合理的規(guī)范和研究，一旦過度開采大量的地下水，將會破壞地層結(jié)構(gòu)中的承壓層，導(dǎo)致承壓層周圍地質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生變形，最終表現(xiàn)在地面形成裂縫。

3 水工環(huán)地質(zhì)與自然地質(zhì)災(zāi)害治理的聯(lián)系

（1）水工環(huán)地質(zhì)是自然災(zāi)害治理的基礎(chǔ)。在實際研究過程中發(fā)現(xiàn)，地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生與地質(zhì)結(jié)構(gòu)有緊密的聯(lián)系，不同的地質(zhì)條件可能發(fā)生不同的地質(zhì)災(zāi)害，通過水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)了解自然災(zāi)害的基本情況，并且能夠有效實現(xiàn)自然災(zāi)害的防治。一般發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害后，不僅當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)結(jié)構(gòu)會發(fā)生一定程度的破壞，并且水文地質(zhì)、工程地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)都會發(fā)生改變。同時在分析時，還必須掌握測量過程中的分析技術(shù)和分層調(diào)查方法[3]。因此，在認(rèn)識水工環(huán)地質(zhì)與地質(zhì)災(zāi)害密切關(guān)系的基礎(chǔ)上，有必要探索地質(zhì)災(zāi)害之間的相互關(guān)系，在某區(qū)域進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害治理過程中，弄清一系列相關(guān)問題。綜上所述，水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)是自然災(zāi)害治理的基礎(chǔ)。

（2）水工環(huán)地質(zhì)是分析地質(zhì)災(zāi)害的條件。不同地區(qū)存在不同的地質(zhì)構(gòu)造以及地形地貌等，因此在研究水工環(huán)地質(zhì)時，要具有針對性和專有性。一般而言，在發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害后，相關(guān)研究人員可以通過該地的地質(zhì)構(gòu)造和地形地貌，分析和推斷發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的原因，發(fā)現(xiàn)影響地質(zhì)災(zāi)害的各種因素。在進(jìn)行研究和分析水工環(huán)地質(zhì)后，能夠發(fā)現(xiàn)發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的主要影響因素，可以及時進(jìn)行自然災(zāi)害的治理與預(yù)防。

4 水工環(huán)地質(zhì)在地質(zhì)災(zāi)害治理中的策略

（1）水工環(huán)地質(zhì)在地震災(zāi)害治理中的應(yīng)用。在發(fā)生地震時，由于地殼運(yùn)動會使地質(zhì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變化。地震時產(chǎn)生的振動波分為橫波和縱波，其中縱波在縱向傳播速度較快，對地面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響較小；而橫波在橫向發(fā)生快速傳播，對地面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響較大，直接會造成地面建筑物的毀壞，甚至威脅人們的生命安全和財產(chǎn)安全。并且一般發(fā)生地震后會伴隨一系列后續(xù)災(zāi)害，例如海嘯、山體滑坡、火災(zāi)等。水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)要充分考慮到這些因素，在不損害地面結(jié)構(gòu)和人民生命安全的前提下，做好地震災(zāi)害的預(yù)防工作，這樣才能在地震時將損失降到最小。一旦發(fā)生地震，要確保水工環(huán)地質(zhì)不會對救援產(chǎn)生不利影響，從而能夠在最短的時間內(nèi)完成重建。

（2）水工環(huán)地質(zhì)在地面崩塌、滑坡和泥石流治理中的應(yīng)用。地面崩塌、滑坡和泥石流是幾種常見的地質(zhì)災(zāi)害，其破壞性和危害程度更大，并且這些災(zāi)害是在地震后發(fā)生的二次災(zāi)害。一般而言，這些地質(zhì)災(zāi)害是由于人類不合理的活動造成，因此對于地面崩塌、滑坡和泥石流等災(zāi)害的預(yù)防，相對具有可控性，能夠通過合理的規(guī)劃和分析，將災(zāi)害發(fā)生的概率降到最低。所以，在進(jìn)行采礦、土方以及其他地質(zhì)構(gòu)造的生產(chǎn)活動時，要提前做好分析和規(guī)劃。水工環(huán)地質(zhì)在上述災(zāi)害治理中的關(guān)鍵是預(yù)測預(yù)警，建立完善的監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，能夠有效規(guī)避災(zāi)害產(chǎn)生的不利影響。

（3）水工環(huán)地質(zhì)在地面塌陷治理中的應(yīng)用。地面塌陷是由于表面巖石和土壤松軟造成的，在應(yīng)用水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)時，有必要對相應(yīng)區(qū)域的地質(zhì)情況進(jìn)行全面調(diào)查，對其變化進(jìn)行全面分析，并預(yù)測發(fā)生災(zāi)害的可能性。此外還應(yīng)重視地質(zhì)結(jié)構(gòu)變化的狀態(tài)和應(yīng)力分析，一方面能夠預(yù)防災(zāi)害發(fā)生，另一方面能夠確保該區(qū)域不會發(fā)生危險。

（4）水工環(huán)地質(zhì)在地裂縫治理中的應(yīng)用。水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)能夠有效治理地裂縫。地裂縫主要是由于地質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生斷層導(dǎo)致，因此對于特定區(qū)域的監(jiān)測和分析至關(guān)重要，需要全面而深刻的掌握監(jiān)測區(qū)域的各項參數(shù)。在地下水開采和應(yīng)用工程中，必須建立相關(guān)的監(jiān)管機(jī)制，提前分析和規(guī)范作業(yè)范圍、作業(yè)方式和技術(shù)參數(shù)，確保地質(zhì)結(jié)構(gòu)不被破壞，這樣能夠有效避免因人為因素產(chǎn)生地裂縫。并且在實施作業(yè)后，要做好監(jiān)管工作，將災(zāi)害發(fā)生的概率和危害程度降到最低。

5 結(jié)語

綜上所述，地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生與水工環(huán)地質(zhì)狀況有著內(nèi)在聯(lián)系，水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)是一項有效的防治手段，我們能夠從中發(fā)現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的誘因，以及后期發(fā)生的概率和可能性，該技術(shù)的發(fā)展將使地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防和控制成為現(xiàn)實，并且能夠控制地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的范圍，以減少或降低地質(zhì)災(zāi)害對經(jīng)濟(jì)、建筑、文化、環(huán)境以及社會的破壞，使人類自身能夠?qū)崿F(xiàn)健康可持續(xù)發(fā)展。通過水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)能夠了解當(dāng)?shù)氐牡匦蔚孛?，以及地質(zhì)結(jié)構(gòu)后期的演變趨勢，幫助我們了解和分類地質(zhì)災(zāi)害的破壞程度、發(fā)生強(qiáng)度和波及范圍。因此水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)能夠在地質(zhì)災(zāi)害防治中發(fā)揮重要作用，需要引起我們的高度關(guān)注。