人類工程活動與地質環境相關性研究

余正海

【摘 要】隨著近代科學技術的不斷發展，人類的工程活動所涉及的范圍也越來越廣泛，同時，其對地質環境也產生了非常大的影響。論文首先介紹了人類工程活動以及地質環境的概念，然后分別從城市交通建設、水利工程建設以及礦產油氣開采等三個方面討論了人類工程活動與地質環境之間的相關性，供相關工作者參考。

【Abstract】With the continuous development of modern science and technology， the scope of human engineering activities is also more and more extensive， at the same time， it also has a very big impact on the geological environment. This papaer first introduces the concept of human engineering activities and geological environment， and then， the correlation between human engineering activities and geological environment is discussed from three aspects of urban traffic construction， water conservancy construction and mineral oil and gas exploitation， which can be referred by related workers.

【關鍵詞】人類工程活動；地質環境；相關性

【Keywords】 human project activity； geological environment； relevance

【中圖分類號】P642 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）10-0136-02

1 引言

環境問題一直都是關系到人類社會生存和發展的重大問題之一，環境問題的出現是人類活動與自然環境之間矛盾激化的重要體現。近年來，人類活動與自然環境的關系不僅沒有得到改善，反而有日益嚴重的趨勢，這也從另一個角度反映出人類活動對自然環境的影響越來越大。只有在充分了解自然演化規律的基礎上，實施科學調控，才能真正實現人類社會的可持續發展。

2 人類工程活動與地質環境概述

所謂人類工程活動實際上是指人類所進行的與能源、資源開發、工農業基礎設施建設以及人民生活設施建設相關的所有活動。工程設施的建設是所有人類工程活動的基礎。人類工程活動按照工程建設行業的功能來看主要分為水利水電工程、交通運輸、礦業工程等工業基地，城鎮設施，國防基地工程，災害防治及環境保護工程等。

地質環境是自然環境的一部分，從地理學的角度講，地質環境主要包括以巖石圈為主的大氣、生物以及水圈相互作用從而形成的人類用于生活、生存以及工程建設的巖土介質。地質環境包含諸多要素，并且這些要素之間是相互作用、相互依賴、相互制約的。從系統論的角度來說，可以將地質環境看成一個復雜的系統。

3 人類工程活動對地質環境的影響

3.1 城市軌道交通建設對地質環境的影響

城市軌道交通作為現階段人類主要的交通運輸手段，其規模和數量都在逐漸的增加，同時，它也對地質環境產生了非常大的影響，主要表現在以下兩個方面：

3.1.1 誘發地面塌陷和變形

地面塌陷和變形是城市軌道交通建設最直接的作用結果，之所以會引發這類情況，主要有以下幾個原因：①工程活動加重了水土流失，導致管線滲漏、地表水倒灌等情況發生；②施工所在地本身的地質條件特殊。如存在流土流砂地層或者是軟土、凍土、膨脹土以及濕陷性土等特殊土層；③本身工程質量有問題。例如施工中開挖回填密實度不夠或者隧道壁注漿后飽滿度不足等。

3.1.2 影響地下水系統

對地下水系統的影響主要表現在以下幾個方面：第一，工程建設地下水降排量多，造成不同程度的水資源浪費；第二，地下水抽降引發地面沉降；第三，工程建設對地下水環境造成污染；第四，地下水的徑流條件受工程結構的影響。例如，南京地鐵隧道的建設需要穿過秦淮河的古河道，這樣使得地下水的循環代謝能力下降，從而使城市地下水的污染加重。

3.2 水利工程對地質環境的影響

水利工程的建設對地質環境的影響非常大，這主要是因為水利工程在建設前期一方面需要開挖河床，另一方面需要將河岸兩側進行削坡，這些做法都會對施工所在地的自然植被以及土壤和巖石結構產生非常大的影響，從而影響其穩定性[1]。本文將水利工程建設中，對地質環境的影響總結為以下三個方面：

3.2.1 水利工程對地震活動的影響

水利工程對地震活動的影響主要是針對于大型水庫而言的，一些規模較大的水庫在建設后期進入蓄水狀態后很有可能會誘發地震，關于這一點，在水利工程建設行業早已達成共識。在1967年召開的國際大壩會議中，就已經針對水利工程引發地震的問題有過討論，會議指出，大型水庫的建設會對很多無震區產生影響，而且，在其處于蓄水狀態時，引發地震的可能性更大。水庫在初期蓄水過程中，隨著蓄水量以及蓄水深度的不斷增加，將會對水庫地區的地殼原有分布產生破壞，進而誘發地震。

水利工程建設誘發的地震活動主要有以下幾個特點：①地震震中通常距離水庫較近，一般是在25km的范圍內；②地震震源一般是在10km范圍內，深度較淺；③初期蓄水誘發的地震破壞性較大。另外，相關調查研究表明，大規模水庫的工程建設項目，其在蓄水期的相關活動與地震活動有直接性的聯系，但是通常所引發的地震震級不高，一般是在6.5級范圍內。endprint

3.2.2 水利工程影響庫岸穩定性

水利工程對庫岸穩定性的影響也主要是發生在其蓄水期，隨著蓄水量的不斷增加，水位發生變化，再加上水流產生的波浪作用，這些都會嚴重影響庫岸結構的穩定性，極有可能會引發如山體塌滑或者山體滑坡等危險事故。以三門峽水庫為例，據統計，在其兩年的蓄水時間內，僅庫岸坍塌事故就發生了1.7億m3。再比如意大利的瓦伊昂壩，其上游在30s內就有2.5億m3山體滑入水庫庫區，并且此次事件還引發了嚴重的壩頂溢流事故，造成了數千人的死亡事件。所以說，為盡可能的降低水利工程建設項目對周邊地質情況的影響，在水庫蓄水前就需要對岸坡進行削坡處理，并及早發現可能的滑坡山體結構并將其清除。除此之外，要做好水庫的排水工作和庫岸結構加固工作，提前制定好相應的應急預案。

3.2.3 水利工程引發水庫滲漏

水利工程在進入蓄水期之后，除前文所說的會引發地震之外，還有極大的可能會使大壩壩基產生不同程度的滲水問題。如果水庫庫區邊緣的山脊過于單薄，或者說其山脊上存在溶洞以及溶槽等情況，這種情況下就極易引發庫區滲透漏水問題。除此之外，庫區滲透漏水還會在一定程度上對周邊的地質條件或者水文條件產生不同程度的影響，進而對整個水庫工程項目的后期運營產生影響。為避免這一情況發生，在水利工程建設項目建設完成之后必須要對其滲漏情況進行長期的監測，一旦發現任何滲漏問題必須及時采取有效措施進行處理，最大化的降低水庫的滲水影響。

3.3 礦產油氣開采對地質環境的影響

3.3.1 引發土壤污染或者地表植被破壞

礦產油氣的開采對土壤產生的污染主要來自于以下幾個方面：①開采過程中產生的大量鉆井巖屑、油基泥漿以及污泥，如果這些污染品存放或者處置不當，極易對周邊的土壤造成一定程度的污染；②在鉆井過程中，一般會用到一些裂解液和化學藥品，如果這些化學品存放或者使用不當的話，也會對周邊土壤造成污染；③鉆井廢液的溢出和泄露對鉆井臺周邊的土壤產生污染，造成原有土地利用方式的改變，引發土壤擾動。對地表植被的影響主要是因為礦產油氣在開采過程中需要鋪設管道，并且需要大型的施工設備，這些施工機械都需要占用大面積的土地，進而對地表植被造成破壞。除此之外，礦產油氣的開發還會在一定程度上引發水土流失、地表沉降以及滑坡等問題，使土地使用矛盾激化[2]。

3.3.2 改變地質結構誘發地震

比如在頁巖氣的開采過程中，通常會用到水力壓裂方法，如果使用這種方法進行大規模的頁巖氣開采，則會引發斷層活化，改變地質結構，進而誘發滑坡或者地震等。

4 結語

總而言之，人類工程活動與地質環境之間是相互作用、相互影響的，人類地質活動一旦超出地質環境的承受力，不僅僅會對地質環境產生不可挽回的破壞，還會因為地質環境破壞而引發自然災害，進而威脅人類的生命財產安全。因此，我們在進行工程建設活動時，必須要充分考慮其可能的環境效應，降低對環境的破壞，實現人類與環境的可持續發展。

【參考文獻】

【1】盧天文.水利工程與地質環境的相互影響[J].黑龍江水利科技，2014（5）：191-192.

【2】張文泉，侯俊，尚婷婷.頁巖氣開采的環境問題及建議[J].廣東化工， 2017，44（2）：52-53.endprint