地質災害治理中水工環(huán)地質技術的應用研究

趙少東，王雪平

（1.湖南有色地質工程測試研究中心，湖南 邵東 410129；2.湖南省有色地質勘查局二四七隊，湖南 婁底 410129）

水工環(huán)地質技術是地質災害防治工作當中非常重要的技術工作環(huán)節(jié)，地質災害的產(chǎn)生通常情況下和地質結構條件有著密切的關聯(lián)。因此，在研究工作過程中需，要針對水文地質條件、工程地質條件以及當?shù)貐^(qū)域的環(huán)境地質條件進行深入分析和研究，準確探查地質災害產(chǎn)生的具體原因，并且以此為基礎合理使用水工環(huán)地質技術，展開地質災害的相關防控治理工作。由于水文地質條件、工程地質條件和環(huán)境地質條件之間存在著非常密切的關聯(lián)，因此在地質災害的防治工作當中，必須要準確探查水文地質條件、程地質條件以及環(huán)境地質條件相互之間存在的關系，充分發(fā)揮出水工環(huán)地質技術的使用優(yōu)勢，為地質災害的防治工作打下良好的基礎。

1 地質災害的類型及其特點分析

1.1 地質災害產(chǎn)生的原因

在地質災害問題產(chǎn)生原因的分析工作中，通過水工環(huán)地質技術的應用表現(xiàn)出的效果非常明顯。由于我國國土面積遼闊，各個不同地區(qū)之間的地質條件構成，以及地貌特征存在著較大的差別，因此不同的區(qū)域在水文地質條件，工程地質條件以及環(huán)境地質條件方面，也存在著較大的差異性，對于地質災害問題的產(chǎn)生，可以從地貌特征，地質條件，結構構成等幾個方面來進行分析，從中找到地質災害問題產(chǎn)生的關鍵性影響因素。通過不同地區(qū)水文地質條件、工程施工地質條件以及環(huán)境條件等各種轉變進程，可以有效反映出當?shù)貐^(qū)域的地質災害產(chǎn)生具體原因，要得出地質災害產(chǎn)生的主要影響因素，為后續(xù)的地質災害防治工作打下良好的基礎[1]。

1.2 地質災害的類型與特點

地質災害可以分為不同角度和不同的產(chǎn)生標準范圍，針對地質災害產(chǎn)生的具體原因來講，主要因為自然地質條件變化所產(chǎn)生的地質災害，同時也包含了人類活動引發(fā)的地質災害，也稱之為人為性地質災害。對于自然地質變化速度來講，可以將地質災害問題分為突發(fā)性和緩變性兩種形式，突發(fā)性地質災害主要體現(xiàn)在崩塌、滑坡、地表整體塌陷、地面裂縫等，如圖1、圖2所示。

圖1 地質滑坡

圖2 地面裂縫

緩變性地質災害主要表現(xiàn)為水土流失，也稱之為環(huán)境地質災害問題。根據(jù)地質災害產(chǎn)生的地理位置不同，需要對該區(qū)域的地理條件構成特征進行深入分析，可以將地質災害劃分成地質崩塌、地質滑坡以及泥石流等多種災害現(xiàn)象，在一些平原地區(qū)地質災害主要表現(xiàn)為地面沉降和地面裂縫等形式。根據(jù)當前地質災害相關研究工作的主流觀點，地質災害類型重點分為以下幾種表現(xiàn)形式：第一，地質條件產(chǎn)生變化。主要受到地殼的強烈變化和運動造成地面產(chǎn)生劇烈震動，伴隨而來的是地面產(chǎn)生嚴重的裂縫和變形問題，造成當?shù)貐^(qū)域的建筑工程受到破壞。同時相關基礎設施無法正常工作，并且在交通通訊等方面也會受到嚴重破壞，對人們的生命財產(chǎn)安全以及當?shù)貐^(qū)域的經(jīng)濟發(fā)展都會造成重大影響。第二，地質崩塌和滑坡災害。這種地質災害問題產(chǎn)生的主要原因，是對應的礦山地質結構產(chǎn)生位移，出現(xiàn)比較嚴重的地質災害問題。產(chǎn)生這一地質災害問題和土壤稀松，以及土壤結構層穩(wěn)定性不足有著密切的關聯(lián)。第三，地面整體沉降也稱之為地面下沉或者地陷問題。由于受到工程施工活動的影響，地下土壤層的整體壓縮程度不足，會造成地層表面的標高進一步下降，這種情況下會產(chǎn)生地面坑洞。這一地質災害問題的自然影響因素包含了構造沉降、地質條件變化、氣候條件變化以及地應力變化等多種形式，如圖3所示。人為性影響因素重點包含了大規(guī)模開發(fā)地下礦產(chǎn)資源、巖溶出現(xiàn)大面積塌陷，軟土地區(qū)以及人類工程建設產(chǎn)生的固結沉降等相關影響因素[2]。

第四，地裂縫問題。地裂縫問題主要是累計性發(fā)展所產(chǎn)生的漸變性災害，重點分為兩種形式，第一種是由于地層內(nèi)地所形成的影響造成地表裂縫問題。比如，地質裂縫基礎地層斷裂活動所產(chǎn)生的裂縫問題；第二種屬于非地質構造形式，主要的表現(xiàn)為外動力的作用下產(chǎn)生的地裂縫問題。比如，外部地層結構的土壤層比較松散，存在黃土線形地裂縫、滑坡地裂縫等，沒有有效規(guī)劃地下水環(huán)境，是造成地裂縫問題產(chǎn)生的重要影響因素，承壓水過度抽取會造成裂縫兩側區(qū)域的地表沉降不均勻，進而會進一步加大裂縫的擴展程度。

2 國內(nèi)水工環(huán)地質災害預防治理工作現(xiàn)狀

水工環(huán)地質技術在我國地質災害治理工作中應用程度相對較高，在具體工作當中主要用于環(huán)境保護工程建設、自然災害預防以及自然災害監(jiān)測等多方面工作。水工環(huán)地質勘查和監(jiān)測技術內(nèi)容當中，主要包含了GIS、GPS、RS等多項技術，可以有效建立起更加全面的水工環(huán)地理信息系統(tǒng)，為地質災害的治理工作打下良好的基礎。水工環(huán)地理信息系統(tǒng)在使用過程中具有地理信息儲存功能、信息管理功能以及信息分析等多項功能，為我國水工環(huán)地質勘測工作打下了良好的基礎，同時可以有效研究水工環(huán)地質條件的實際演變情況。水工環(huán)地質技術在地質災害的治理工作中，可以建立起相應的地理信息系統(tǒng)，以及水工環(huán)地質數(shù)據(jù)分析平臺，在數(shù)據(jù)庫當中記錄了我國各個不同地區(qū)，在不同時間所產(chǎn)生的各種地質災害問題，以及所包含的潛在性的地質災害。在地質災害的防治工作方面，針對突發(fā)性地質災害和緩變性地質災害問題進行了深入研究，同時針對水工環(huán)地質條件進行了深入探索和分析，有效得出各種針對性的地質災害防治工作方法，在我國后續(xù)的地質災害預防工作當中，可以給予相應的科學資料支撐以及更加有效的預防方法支持。

由于我國是一個地質災害發(fā)生比較頻繁的國家，因此在各種地質災害的防治工作中，也積累出了非常豐富的經(jīng)驗，同時我國在地質災害的防治研究工作方面也陸續(xù)進行，自從1999年開始，我國正式開始在全國范圍內(nèi)展開多項地質災害勘查工作，并且已經(jīng)完成了全國范圍內(nèi)1:50萬的地質環(huán)境勘察工作。其中主要以地質災害勘查工作為主，涵蓋了700個縣市區(qū)，同時也對全國很多山區(qū)丘陵地區(qū)的地質災害情況進行了勘察。通過實地勘測分析，從中得出我國不同地區(qū)在崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降以及地裂縫等地質災害問題表現(xiàn)明顯。在我國31個省市區(qū)當中都有所分布，其中以滑坡、崩塌、泥石流等地質災害產(chǎn)生頻率相對較多，同時分布最為廣泛，產(chǎn)生的危害最為嚴重。這些工作成果在全國地質災害的防治規(guī)劃過程中，為地質條件的勘測工作打下了良好的數(shù)據(jù)基礎，同時根據(jù)實際的工作開展結果，為縣、鄉(xiāng)、村三級責任制的地質災害預防監(jiān)測體系的建立，提供出了充足的理論依據(jù)。同時政府在開展防災減災城市規(guī)劃布局，以及地質環(huán)境監(jiān)管等多方面工作也具備了更加全面的地質勘測數(shù)據(jù)信息，有效保證地質災害防治工作的快速開展。除此之外，通過建立起地質災害預警系統(tǒng)以及地質災害氣象預報系統(tǒng)等，提高了我國地質災害治理工作的整體質量和效果，如圖4所示：

圖4 地質災害預警系統(tǒng)

3 地質災害防治工作中水工環(huán)地質技術的應用策略

3.1 在地質災害防治工作中的應用策略

由于人類活動大量開采礦產(chǎn)資源，造成地層以下的地質結構產(chǎn)生明顯的變化，經(jīng)常會形成比較嚴重的地質災害問題。在工程建設區(qū)域范圍內(nèi)需要開展地質條件安全性評價工作，其中重點包含了礦層斷裂安全評價、地質場地破壞效應影響等多方面內(nèi)容。通過地質災害小范圍區(qū)域化勘察和分析，對工作場地區(qū)域范圍內(nèi)地質條件結構的適應性和危險地段進行合理劃分，并且對一些不利地段進行確定，充分發(fā)揮出地基處理技術所具有的重要作用，有效提高地質災害的預防控制工作效果。由此可以看出，水工環(huán)地質技術在地質災害勘查以及治理工作中發(fā)揮出了至關重要的作用。

3.2 在崩塌滑坡地質災害防治工作中的運用

崩塌、滑坡等地質災害問題，給地質環(huán)境和地質工程建設帶來了較大的影響和破壞，如果沒有進行有效的預防和處理，將會造成非常嚴重的經(jīng)濟損失以及人員傷亡現(xiàn)象。針對所發(fā)生的崩塌、滑坡等地質災害問題，可以通過遙感勘測工作作為引導，以地質環(huán)境勘察作為核心，以災害點位測繪工作作為主要的勘測工作手段，并且配合使用相關的物探、鉆探等作為輔助工作，有效做好崩塌滑坡地質災害的防治工作，對產(chǎn)生滑坡和不穩(wěn)定性斜坡地段進行深入勘查和分析發(fā)育特征，為后續(xù)的地質災害預防工作打下良好的基礎。比如，通過剖面測量數(shù)據(jù)結果有效得出不良地質條件的具體分布位置以及分布規(guī)模大小等。

3.3 在地面塌陷治理工作中的有效應用

地面結構產(chǎn)生大面積沉降問題，主要影響因素包含了自然因素和人為性因素兩種，自然影響因素主要指的是地殼產(chǎn)生的各種運動，或者地質條件的強烈變化，造成地層上升或者下降，進而會產(chǎn)生地表出現(xiàn)不均勻沉降問題。而人為性影響因素重點包含了大量抽取地下水體資源，或者過度開采地下的礦產(chǎn)資源等?，F(xiàn)階段，我國在地面塌陷地質災害的防治工作過程中，主要采取的措施是建立起更加科學完善的地面沉降監(jiān)測工作網(wǎng)絡，如圖5所示，對地下水的具體活動狀態(tài)以及地表的下沉量進行準確監(jiān)測，也需要進一步控制水體資源的使用量，避免不必要的水體資源浪費問題，對地下水的使用和開發(fā)程度進行進一步控制，以此來有效防止地下水體資源受到大量的開采產(chǎn)生地表沉陷地質災害問題。

圖5 地面沉降監(jiān)測工作網(wǎng)絡系統(tǒng)

3.4 在礦層裂縫治理工作中的應用

在礦產(chǎn)裂縫的治理工作過程中，需要針對地下水的開發(fā)程度進行有效控制，防止出現(xiàn)地下水的過度開采以及防止產(chǎn)生地下礦產(chǎn)資源大面積開發(fā)等問題。與此同時，為了有效防止礦層裂縫問題的產(chǎn)生或者控制地面裂縫產(chǎn)生的程度，在地質工程規(guī)劃過程中需要最大限度上防止出現(xiàn)礦層裂縫問題，同時在容易產(chǎn)生礦層裂縫問題的重要部位進行重點監(jiān)控。在具體施工過程中需要詳細勘查當?shù)貐^(qū)域的地質條件狀況，有效確定礦層裂縫產(chǎn)生的準確位置，同時對礦層裂縫的實際發(fā)展趨勢進行全面判斷和分析，以此來做好礦層裂縫地質災害的相關預防和治理工作。

4 水工環(huán)地質技術應用突破策略分析

4.1 全面加強地質環(huán)境保護工作

當前隨著我國社會經(jīng)濟的快速向前發(fā)展，我國提倡在經(jīng)濟快速向前發(fā)展的同時，必須要全面加強環(huán)境保護工作。因此，在水工地質技術的使用過程中，必須要充分響應國家的號召，全面提高環(huán)境保護工作意識，并且有效結合工程開展的實際狀況，采取針對性防治工作策略，對自然生態(tài)環(huán)境進行有效保護，最大限度上防止對自然環(huán)境產(chǎn)生污染和破壞。同時再針對一些不可再生性礦產(chǎn)資源的開發(fā)工作中，必須要有效融入環(huán)境保護工作理念，在礦產(chǎn)資源到高質量開采前提下，有效防止對周圍環(huán)境以及地質條件結構產(chǎn)生嚴重的影響，防止出現(xiàn)各種地質災害問題，以及降低對周圍環(huán)境所產(chǎn)生的污染。

4.2 全面推動水工環(huán)地質技術的發(fā)展速度

在水工環(huán)地質技術的使用過程中，需要建立起一項更加先進的科技創(chuàng)新工作平臺，為水工環(huán)地質工作的開展打下良好的基礎，有效融合更加先進的信息化技術，保證水工環(huán)地質技術的應用不斷朝著智能化和信息化的方向上前進。首先，必須要充分滿足新時代的發(fā)展要求，對傳統(tǒng)水工環(huán)地質技術使用過程中存在的缺陷和不足進行進一步完善；其次，在水工環(huán)地質工作的開展過程中要全面加強核心技術的開發(fā)工作力度，全面提高科研工作水平，要從國外發(fā)達國家引進一些更加先進的儀器設備和勘測技術，對地質災害問題進行全面勘察和分析。通過使用更加先進的儀器掃描技術，有效掌握不同區(qū)域的地質條件構成情況，同時可以使用物理探測技術，對容易產(chǎn)生地質災害的區(qū)域進行全面的地質條件了解，為后續(xù)的情況找礦工作打下良好的基礎。

4.3 全面提高人才的培養(yǎng)工作力度

當前在我國地質災害的治理工作當中，水工環(huán)地質技術工作人才相對比較缺乏，因此無法順應我國新時代的地質災害防治工作要求。對于相關地質災害防治工作單位來講，在實際工作過程中必須要加大人才的培養(yǎng)力度，是對相關工作人員的福利待遇進行提升，以此來充分激發(fā)出相關工作人員的工作積極性，吸引更多優(yōu)秀的人才參與到地質災害的治理工作當中，全面提高我國地質災害的防治工作水平。與此同時，需要充分做好相關制度的建設工作，要制定出滿足我國水工環(huán)地質工作長遠規(guī)劃要求的相關工作體制，并且在制定該項工作制度之前需要和社會相關做單位之間形成有效的信息溝通和交流，要加強區(qū)域性地質條件調(diào)研工作，對現(xiàn)場的地質條件狀況進行全面了解和分析，有效借鑒國外一些比較先進的地質勘查工作經(jīng)驗，有效結合自身的發(fā)展工作情況，制定出符合自身發(fā)展不求的相關工作制度以及工作方案，以此為基礎，有效開展后續(xù)的鞏固工作，推動我國水工環(huán)地質工作快速向前推進。

5 結語

由此可以看出，地質災害問題產(chǎn)生不當會對生態(tài)環(huán)境質量產(chǎn)生嚴重的影響，同時還直接影響到人們的生命財產(chǎn)安全以及社會經(jīng)濟的穩(wěn)定發(fā)展，為了進一步控制地質災害問題的影響程度，必須要充分做好地質災害的預防工作。通過水工環(huán)地質技術的有效應用，在地質災害的治理工作中發(fā)揮出的優(yōu)勢非常明顯，可以有效幫助地質災害防治工作的有效開展，大限度上降低地質災害所產(chǎn)生的影響。