水文工程地質(zhì)與環(huán)境地質(zhì)的地質(zhì)構(gòu)造研究

楊樂霖

河北省水文工程地質(zhì)勘查院 河北 石家莊 050000

水文工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)方面的研究主要是對(duì)地質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行探索，將其地質(zhì)結(jié)構(gòu)、形態(tài)進(jìn)行深入的挖掘研究，從而使相關(guān)地質(zhì)中的礦石資源更好的服務(wù)于國家的工程建設(shè)當(dāng)中，為國家的基礎(chǔ)工程建設(shè)事業(yè)起到推動(dòng)的作用，因此水文工程地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)的研究工作在國家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展中起到了重要的推進(jìn)作用[1]。我國目前的經(jīng)濟(jì)態(tài)勢(shì)是處于飛速發(fā)展的階段，國家在不斷的加大基礎(chǔ)項(xiàng)目工程建設(shè)的投資力度，同時(shí)也對(duì)各基礎(chǔ)工程建設(shè)的施工等方面進(jìn)行了創(chuàng)新和探索，以求國家的建設(shè)工程能夠以高效、科學(xué)合理的方式進(jìn)行。而水文工程地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)的研究工作，就是在滿足國家基本工程建設(shè)的基礎(chǔ)上，更要進(jìn)行創(chuàng)新和發(fā)展，提高地質(zhì)勘查水平，為國家挖掘出更多有益的地質(zhì)資源，更深入的應(yīng)用到國家工程項(xiàng)目中，以滿足國家未來發(fā)展的更高要求。這就要求我國的水文工程地質(zhì)勘查工作和環(huán)境地質(zhì)勘查工作要進(jìn)行不斷的探索和創(chuàng)新，多吸收國內(nèi)外先進(jìn)的理論和實(shí)踐知識(shí)，提高勘查水平。

1 水文地質(zhì)、工程地質(zhì)與環(huán)境地質(zhì)的研究

1.1 水文地質(zhì)

在地質(zhì)學(xué)科中的水文地質(zhì)分支學(xué)科，主要的研究主要是對(duì)自然界中的地下水的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)及自然變化規(guī)律等進(jìn)行探索。水文地質(zhì)的地質(zhì)構(gòu)造研究工作的詳細(xì)內(nèi)容主要包含：自然界中地下水的分布情況，其形成的規(guī)律，自然界中某區(qū)域內(nèi)地下水的物理特性和其中的化學(xué)成分含量，礦特質(zhì)含量等，同時(shí)還包括相關(guān)區(qū)域的地下水資源的勘查統(tǒng)計(jì)，區(qū)域內(nèi)水資源的利用情況，并根據(jù)情況進(jìn)行合理化利用建議，地下水的分布和形成規(guī)律,地下水的物理性質(zhì)和化學(xué)成分,地下水資源及其合理利用[2]。相關(guān)區(qū)域內(nèi)的地下方的水質(zhì)是否對(duì)該區(qū)域的基礎(chǔ)工程建設(shè)有什么不利的影響，一旦有影響如何根據(jù)實(shí)際的工程項(xiàng)目和水質(zhì)特點(diǎn)進(jìn)行解決。當(dāng)今社會(huì)隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，同時(shí)國家的基礎(chǔ)工程建設(shè)需求的提高，在水文地質(zhì)方面的研究工作又進(jìn)行了細(xì)分，以便更好的展開研究和進(jìn)行深入的探索。水文地質(zhì)方面的研究工作又分為區(qū)域性水文地質(zhì)學(xué)、地下水動(dòng)力研究、礦床水文地質(zhì)研究、土供水水文地質(zhì)研究、水文地球化研究、土壤改良水文地質(zhì)研究等分支的研究性學(xué)科。同時(shí)隨著近年來的各項(xiàng)研技術(shù)和研究成果的突破性進(jìn)展，水文地質(zhì)學(xué)科與地?zé)?、地震、環(huán)境地質(zhì)方面的研究工作進(jìn)行了相互的融合和滲透，又形成了更豐富的水文地質(zhì)新學(xué)科和較多的新領(lǐng)域的研究。

1.2 工程地質(zhì)

相較于理論性較強(qiáng)的水文地質(zhì)而言，工程地質(zhì)是一種實(shí)用性較強(qiáng)的地質(zhì)學(xué)科，對(duì)工程地質(zhì)的研究工作主要是在其應(yīng)用原理之上的研究，從而為工程的應(yīng)用服務(wù)提供有利的理論基礎(chǔ)。工程地質(zhì)學(xué)科主要的研究內(nèi)容涉及地質(zhì)災(zāi)害，巖石的形成和參數(shù)，巖體的穩(wěn)固性和地震方面等。對(duì)工程地質(zhì)的深入研究得出的成果可以為工程的規(guī)劃、勘察工作、設(shè)計(jì)階段、具體的施工規(guī)劃和后期的維護(hù)等各個(gè)階段提供有利的參考價(jià)值。對(duì)工程地質(zhì)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行充分的研究，主要的目的就是為基礎(chǔ)工程建設(shè)的施工環(huán)境的勘察提供有利的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，檢測(cè)部他區(qū)域地質(zhì)的結(jié)構(gòu)對(duì)工程的施工有無影響，符不符合施工條件，同時(shí)對(duì)工程的施工過程進(jìn)行相關(guān)的地質(zhì)評(píng)價(jià)，對(duì)各項(xiàng)地質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合的勘查，并通過數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)，該地區(qū)的地質(zhì)在工程建設(shè)的過程中，受到外力的干擾，地質(zhì)結(jié)構(gòu)條件是否會(huì)產(chǎn)生變化，為工程篩選最優(yōu)質(zhì)的施工場(chǎng)地。一旦地質(zhì)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)不符合項(xiàng)目施工的要求時(shí)，就要及時(shí)進(jìn)行解決并出具解決方案，從而有效保障工程設(shè)計(jì)的合理性，同時(shí)為工程的具體施工質(zhì)量和順利進(jìn)行提供科學(xué)合理的數(shù)據(jù)參考。

1.3 環(huán)境地質(zhì)

相較于水文地質(zhì)學(xué)科而言，環(huán)境地質(zhì)學(xué)科概念的提出較晚，是在二十世界中后期，很多自然災(zāi)害的發(fā)生，如山體滑坡、泥石流等，人們?cè)趹?yīng)對(duì)和解決這些自然災(zāi)害的過程中，提出環(huán)境地質(zhì)這處重要的地質(zhì)概念。環(huán)境地質(zhì)的結(jié)構(gòu)地質(zhì)研究工作主要是對(duì)人類活動(dòng)與自然界的一些自然現(xiàn)象進(jìn)行勘查和對(duì)比，同時(shí)研究人類活動(dòng)給自然界帶來的影響和影響的范圍等等。環(huán)境地質(zhì)的研究工作，對(duì)我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)中很多重要的舉措的實(shí)施有著密切的聯(lián)系，它對(duì)重點(diǎn)區(qū)域的經(jīng)濟(jì)建設(shè)、公路、橋梁等工程建設(shè)方面的規(guī)劃都起著重要的作用，在進(jìn)得重大的建設(shè)項(xiàng)目前都要進(jìn)行科學(xué)合理的環(huán)境地質(zhì)勘查工作，通過勘查工作得出的科學(xué)數(shù)據(jù)，可以有效的降低環(huán)境地質(zhì)對(duì)國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展中一些重大的建設(shè)規(guī)劃造成的負(fù)面影響，同時(shí)有效的規(guī)避環(huán)境地質(zhì)對(duì)建設(shè)項(xiàng)目施工的破壞，同時(shí)還可以有效的避免地質(zhì)災(zāi)害為人們的生產(chǎn)生活帶來的嚴(yán)重影響。因此環(huán)境地質(zhì)的研究工作是對(duì)國家和人民生命財(cái)產(chǎn)安全的重要保障手段之一[3]。

2 環(huán)境地質(zhì)相關(guān)分析

2.1 環(huán)境地質(zhì)問題內(nèi)容概述

環(huán)境地質(zhì)的地質(zhì)問題有涉及很多方面：自然界中的各種環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害，如地面凹陷、地面裂縫、地面下沉、山體滑坡、巖石崩塌、山體崩塌、泥石流、水庫淤積、河堤塌巖、湖水鹽堿化、沼澤化、水土地流失、自然界地表、地下水枯竭等；通過對(duì)這些環(huán)境地質(zhì)問題的研究工作，采取一系列相關(guān)的措施可以有效的為國家的環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行有效的預(yù)防。國家在地行環(huán)境地質(zhì)問題研究的過程中，主要針對(duì)地質(zhì)問題形成的客觀條件、問題的原因和地質(zhì)問題的發(fā)生機(jī)制、其發(fā)展的規(guī)律、對(duì)人們生產(chǎn)生活帶來的影響等進(jìn)行充分的研究，同時(shí)通過研究的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并制定有效的預(yù)防措施。同時(shí)在進(jìn)行環(huán)境地質(zhì)問題的研究過程中，還包含一些人為對(duì)環(huán)境地質(zhì)進(jìn)行破壞的研究工作，如在進(jìn)行項(xiàng)目工程施工的過程中，一些施工操作如修建渠道、建設(shè)公路、隧道等過程中，對(duì)周邊的天然穩(wěn)定的地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行了破壞，就會(huì)引發(fā)一些山體滑坡、巖石崩塌等環(huán)境地質(zhì)現(xiàn)象;如在進(jìn)行橋梁、房屋建筑施工過程中對(duì)地基、周邊的坡度進(jìn)行沙土石的挖掘和開采的過程中，就會(huì)對(duì)開采現(xiàn)場(chǎng)原有的地質(zhì)地貌進(jìn)行了破壞，同時(shí)也會(huì)對(duì)植被造成破壞;人們?cè)谏a(chǎn)生活中對(duì)該區(qū)域的地下水進(jìn)行長期的超標(biāo)采用，從而引發(fā)地下水位下降，嚴(yán)重的會(huì)造成地面下沉。不僅嚴(yán)重影響了該區(qū)域水力學(xué)的條件發(fā)生了改變，同時(shí)也有可能會(huì)導(dǎo)至該區(qū)域的建設(shè)物造成下沉，嚴(yán)重影響人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，沿海地區(qū)還有可能會(huì)致使相關(guān)海域的海水入侵地下水系統(tǒng)，地下水的水質(zhì)發(fā)生改變；如在進(jìn)行水利項(xiàng)目施工過程中，不進(jìn)行科學(xué)合理的施工方案設(shè)計(jì)，有可能會(huì)對(duì)周邊的堤壩造成破壞，造成決堤、潰壩等嚴(yán)重的環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害；有些地區(qū)的環(huán)境地質(zhì)問題較來嚴(yán)重，如水庫堤岸或水庫沉沒有可能會(huì)誘發(fā)地震災(zāi)害，給國家和人民的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來嚴(yán)重的影響，這些都是環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害的研究工作內(nèi)容，都對(duì)人們的生產(chǎn)生活有著重要的影響，因此國家一定要提高對(duì)地質(zhì)勘測(cè)技術(shù)的研究力度，從而保障人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。

2.2 礦井開采對(duì)地下水造成的影響

（1）礦井開采污水排放給水質(zhì)帶來的污染

技術(shù)人員對(duì)礦井中的水產(chǎn)進(jìn)行抽檢測(cè)試，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其數(shù)據(jù)與國家水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)對(duì)比差異十分大，水質(zhì)的硬度嚴(yán)重超標(biāo)，同時(shí)其它各項(xiàng)數(shù)據(jù)相差也十分大，因此礦井中的污水排放將會(huì)為周邊環(huán)境的水質(zhì)帶來嚴(yán)重的污染[4]。受污水影響最大的首先就是分布在礦井周邊的地下水淺水層，然后污水的排放還會(huì)對(duì)周邊的農(nóng)作物生長造成嚴(yán)重的影響。因此國家要提高對(duì)礦井污水排放的監(jiān)管力度，確保礦井在進(jìn)行污水排放時(shí)達(dá)到國家的排放標(biāo)準(zhǔn)。

（2）礦山排水對(duì)周邊水位結(jié)構(gòu)的影響

礦山在進(jìn)行開采過程中的排水能力漸漸提高。一旦礦山的所在區(qū)域的地下水位低于120米時(shí)，在礦井的周邊的水位形態(tài)結(jié)構(gòu)就會(huì)形成一個(gè)漏斗，致使周邊大量地下水流向礦井區(qū)，與此周時(shí)礦井周邊的地下水水位會(huì)對(duì)應(yīng)降低，因此會(huì)導(dǎo)致周邊居民生活飲用的自備水或自來水廠受到水位下降的嚴(yán)重影響，經(jīng)常出現(xiàn)斷水的情況，給人們正常的生產(chǎn)生活都帶來了極大的不便。

（3）含水層為開采工作帶來的影響

礦產(chǎn)資源在進(jìn)行開采的過程中，礦井的開采施工勘查對(duì)礦井的生產(chǎn)安全有著重要的影響，尤其是地下水的含水層的充分勘查，對(duì)礦井的施工安全有著重要的影響，礦井內(nèi)的地下水有高壓的特性，并且地下含水量較為豐富，一旦在開采的過程中觸及到地下水位的點(diǎn)，就會(huì)發(fā)生礦井冒水等危險(xiǎn)，對(duì)礦井內(nèi)的生產(chǎn)安全造成了極大的危害。

（4）針對(duì)礦井地下水問題采取的相關(guān)措施

①礦產(chǎn)資源進(jìn)行開采工作前要對(duì)該區(qū)域及周邊進(jìn)行詳盡的地質(zhì)勘查，尤其是地下水位的勘查工作一定要深入。②加強(qiáng)礦井周邊山體坡度的治理工作，對(duì)周邊山體坡度進(jìn)行及時(shí)的監(jiān)測(cè)，并進(jìn)行嚴(yán)格的固定支護(hù)，以提高對(duì)礦井周邊山體的治理工作。③對(duì)礦井的地下水位及水量進(jìn)放實(shí)時(shí)的觀察和檢測(cè)，防止因地下水位和水量問題造成的礦井地面覺降問題。④針對(duì)礦井內(nèi)的地質(zhì)進(jìn)行有效的勘查，并根據(jù)礦井的實(shí)際施工情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)和研究，必要時(shí)采取避讓施工，以提高礦井內(nèi)施工的安全性。

3 水文工程地質(zhì)構(gòu)造分析

3.1 區(qū)域內(nèi)水文工程地質(zhì)條件分析

一般來說，相關(guān)區(qū)域的地質(zhì)特性、結(jié)構(gòu)、該區(qū)域的氣候條件和相關(guān)地形地貌是影響地下水分布情況的重要參考依據(jù)。如國家在進(jìn)行礦區(qū)開采建設(shè)的過程中，遇到海拔較低的山區(qū)，其海拔高度在1200-1650米左右，而且當(dāng)?shù)氐纳絼?shì)比較險(xiǎn)峻。以規(guī)劃礦區(qū)區(qū)域?yàn)檩S其靠北方位有一條比較大的沖溝，靠南地區(qū)還有有較多的發(fā)展期的小的沖溝，且沖溝的形態(tài)都不同[5]。同時(shí)該地區(qū)的氣候條件比較干燥，通常會(huì)有大風(fēng)天氣，降雨的過程中量比較大而且降雨區(qū)域比較集中。這個(gè)時(shí)候考慮到地下水的獲取渠道并不是靠大自然的降水。通常相較于平原地區(qū)或地勢(shì)較為低的區(qū)域，大自然的降雨才能夠有效的滲入到地下匯聚成地下水資源。這就說明該規(guī)劃礦區(qū)內(nèi)的水資源系統(tǒng)相對(duì)比較匱乏，周邊的河床都已經(jīng)出現(xiàn)干涸，只有遇到特大降雨造成洪水的情況，地表的水源才能夠融合到?jīng)_溝當(dāng)中。

3.2 含水層與隔水層的分析

國家在礦井規(guī)劃設(shè)計(jì)過的勘查中發(fā)現(xiàn)，其水質(zhì)地質(zhì)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)主要為第四松散巖石類的縫隙水資源和基礎(chǔ)巖層的裂縫水資源。而在規(guī)劃礦區(qū)的巖石體和山脈中，有隔水層分布。且在此地區(qū)，其巖石體和巖石形成的體系結(jié)構(gòu)脈絡(luò)都比較完成，沒有勘查到出現(xiàn)裂縫的情況，該區(qū)域中的巖體和巖脈結(jié)構(gòu)都比較完整，沒有出現(xiàn)裂隙發(fā)育的跡象，因此形成了較完整的隔水層。而且通過勘查，此區(qū)域地勢(shì)相對(duì)于比較低的地方，還有透水層存在，但是透水層中并沒有含水，而且在此透水層桔構(gòu)中，第四系殘坡導(dǎo)致的積層形成了較為松散的部分。

3.3 地下水的補(bǔ)給、徑流與排泄

通過各項(xiàng)地質(zhì)勘查表明，該區(qū)域內(nèi)的地下水供給不能靠區(qū)域內(nèi)的地表水資源，所以該區(qū)域的地下水供給主要是取自地下水中的徑流部分和大自然的降水。因?yàn)榇藚^(qū)域內(nèi)存在隔水層，通過對(duì)巖石性能及周邊地形地貌的研究等表明地下水的供給會(huì)受到不同程度的影響，因此對(duì)徑流供給地下水的條件要進(jìn)行區(qū)別設(shè)置。在該地區(qū)，對(duì)于地下水的供給來講，比較重要的來源是該區(qū)域的山地地區(qū)，因此此區(qū)域的巖石都是長期暴露在外面的，腐蝕風(fēng)化的現(xiàn)象比較嚴(yán)重，部分巖石已經(jīng)產(chǎn)生破裂等情況的發(fā)生，水分能夠通過巖石的縫隙進(jìn)行行滲透。由于巖脈的阻斷，這個(gè)地區(qū)的地形進(jìn)行了比較嚴(yán)重的切割，導(dǎo)至地表的植被覆蓋比較少，同時(shí)降雨的類型為少次多量，大多數(shù)的降水在地表進(jìn)行停留之外，只有少量的雨水滲入到地下，長年的干旱也會(huì)導(dǎo)致降水很快揮發(fā)，所以這個(gè)地區(qū)的排泄方式是揮發(fā)排泄。

3.4 水文工程地質(zhì)中礦區(qū)位置

礦區(qū)所處的位置規(guī)劃中，對(duì)其位置的設(shè)定是一個(gè)地勢(shì)相對(duì)較低的山區(qū)，該地區(qū)的南部和北部地勢(shì)都比較低，而中部的地勢(shì)比較高，該地區(qū)海拔最低的部分是位于西南部的沼溝，海拔的最高點(diǎn)是在中部山區(qū)，這就造成了該地區(qū)的地勢(shì)起伏的程度大。因此在對(duì)礦區(qū)的位置進(jìn)行設(shè)置時(shí)就要充分考慮供給地下水區(qū)域和徑流地下水供給區(qū)域的集中連接位置。

4 地質(zhì)勘查技術(shù)的科技化

科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和在各行業(yè)內(nèi)的深入應(yīng)用，為人們的生產(chǎn)生活、國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展都起到了積極的作用，而在水文工程地質(zhì)研究和環(huán)境地質(zhì)研究的工作中，國家也對(duì)其技術(shù)的發(fā)展方向提出了具體的要求，就是對(duì)水文工程地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)的結(jié)構(gòu)研究工作進(jìn)行科技化和現(xiàn)代化的方向發(fā)展，對(duì)于這種理念的提出一方面是我國處理大力發(fā)展階段，各方面的工程建設(shè)都需要水文工程地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)研究工作提供重要的基礎(chǔ)，國家和政府有關(guān)部門要對(duì)地質(zhì)問題進(jìn)行深入的探索和研究，創(chuàng)新科技手段，對(duì)水文工程地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)進(jìn)行充分的監(jiān)測(cè)，以便其為國家的發(fā)展提供有利的基礎(chǔ)。另外一方面近年來多學(xué)科的理論基礎(chǔ)也向水文地質(zhì)研究和環(huán)境地質(zhì)研究領(lǐng)域進(jìn)行了延伸，因此在多學(xué)科相互融合的過程中加強(qiáng)地質(zhì)研究的科學(xué)性是進(jìn)一步推進(jìn)地質(zhì)勘查工作應(yīng)用性的必然趨勢(shì)。

5 結(jié)束語

文章以礦區(qū)的建設(shè)工作為例，對(duì)水文工程地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)的研究，進(jìn)一步說明在水文工程地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)的勘查工作當(dāng)中，對(duì)工程建設(shè)的應(yīng)用是十分重要的。