地下水異常運動造成的災害及應對

周建新 周清云

摘 要：地下水運動作用于地下的物質(zhì)和空間，此類運動不僅受動力學因素的影響，也受地下物質(zhì)和空間條件的影響。地下水運動具有規(guī)律性，深刻認識地下水運動的規(guī)律并將其加以利用，可在一定程度上降低地下水異常運動引起的災害損失。基于此，本文簡要介紹了地下水水文與運動，分析了地下水運動異常可能帶來的地質(zhì)災害，以便相關部門和工作人員及時采取應對措施。

關鍵詞：地下水運動；異常運動；災害；應對措施

地下水主要來源于大氣降水與地表水入滲，并通過地下滲流的形式補給到河流、湖泊、海洋等地方，上層土體中的水分可通過直接蒸發(fā)或植物根系吸收后再蒸發(fā)而回歸到大氣之中，由此參與到地球水循環(huán)的過程，以及巖土溶蝕、滑坡、鹽堿化等過程之中，可見，地下水運動是構成自然界水循環(huán)系統(tǒng)的重要一部分。

一、地下水異常運動造成的災害

（一）砂土液化

砂土液化是指水飽和的細沙土在劇烈震動下突然被破壞而液態(tài)化的現(xiàn)象，原因是空隙中的水壓力過高，而有效應對減小，導致砂土瞬間由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)。砂土液化會在地震災害中大規(guī)模發(fā)生，并造成十分嚴重的危害，例如，在1966年的邢臺地震和1976年的唐山地震中，大規(guī)模的砂土液化導致很多建筑物下沉、歪斜和毀壞，另外，超高的壓力甚至會導致部分地下結(jié)構浮升到地面以上。

（二）巖洞塌陷

巖洞塌陷多發(fā)生于山體集中的地區(qū)，斷裂帶部位尤其容易發(fā)生。地下水的異常運動導致大量水不斷沖刷路面下的淺層土質(zhì)，并與巖土體之間發(fā)生各類作用，包括物理、化學及動力學作用等，這會逐漸改變邊坡巖土體的性質(zhì)以及邊坡體的硬度與強度，進而對邊坡穩(wěn)定性與山體牢固性造成十分嚴重的影響。近年來已有數(shù)例巖洞塌陷災害發(fā)生于正在開山的施工地區(qū)，導致很多施工人員遇難。

（三）地基變形

地基變形是指在上部荷載的作用下，巖土體遭到強烈壓縮，導致地基發(fā)生變形，如果地基的變形過于嚴重，不僅會影響當?shù)亟ㄖ锏恼Ｊ褂茫€會危機周圍大片建筑物的安全。地基變形主要分為瞬時沉降、固結(jié)沉降和次固結(jié)沉降，其中，次固結(jié)沉降又稱為蠕變沉降，此類沉降的發(fā)生概率很小，只在地層中含有厚層黏土時才有可能發(fā)生。地基變形的主要原因也是地下水異常運動，地下水對表層土壤的過度沖刷很可能導致地表建筑物的沉降量及沉降差增大，甚至引起建筑物的局部傾斜。地基是有一定容許變形值的，如果地表建筑物的沉降量及沉降差高于容許變形值，相關部門則需要引起高度重視。

（四）地面沉降

地面沉降是指地面下沉，又稱為地陷。我國長三角地區(qū)的地面沉降現(xiàn)象十分普遍，經(jīng)勘查，該地區(qū)發(fā)生地面沉降的主要原因就是地下水異常運動。長三角地區(qū)多發(fā)展水田種植業(yè)，過分開采地下水而導致地下水運動異常，這屬于典型的抽水沉降。究其原因，是過量抽汲地下水，導致地下水位降低，在長江三角洲這類欠固結(jié)的土層分布區(qū)，本就松散的土質(zhì)脫離了地下水的支撐必然會發(fā)生下陷和沉降。除此之外，我國的天津和華北平原也因為過量抽取地下水而產(chǎn)生了不同程度的地面沉降，過度的地面沉降會造成海水倒灌，尤其在天津地區(qū)這類離海較近的地方，當?shù)孛娉两档浇咏Ｆ矫娴母叨葧r，很可能發(fā)生海水倒灌，使得土壤和地下水都發(fā)生鹽堿化改變，嚴重威脅當?shù)厝藗兊纳姘踩楦淖冞@一狀況，我們應當對這些問題加以重視，并針對問題發(fā)生原因?qū)ふ矣行У慕鉀Q對策。

（五）邊坡變形

邊坡變形受以下因素影響：內(nèi)在因素對邊坡造成的影響是長期且緩慢的，主要包括地下巖石的性質(zhì)、地質(zhì)構造、巖體的結(jié)構等，其主要影響邊坡的穩(wěn)定性；外在因素對邊坡的影響較為明顯且迅速，主要包括氣候變化、人類工程活動、地震等，但是外在因素的影響是以內(nèi)在因素影響為基礎的，只有在內(nèi)在因素的長期影響導致邊坡失穩(wěn)的情況下，外部因素才能造成短暫而明顯的影響。

二、地下水異常運動災害的應對

（一）強化監(jiān)測

相比地表水，地下水的運動較為復雜且不易被人直接觀察到，但是地下水運動與地表建筑物是息息相關的。盡管地下水的異常運動對地下淺層土的破壞不易被察覺，但是長期積累勢必會造成嚴重后果，因此，對地下水運動進行長期的動態(tài)監(jiān)測是很重要的。地下水運動的監(jiān)測系統(tǒng)主要由四個部分組成：檢測中心、通信網(wǎng)絡、控制終端、水位監(jiān)測記錄儀。先進的地下水運動監(jiān)測系統(tǒng)具有靈活可靠且功能多樣化的特點，可對地下水的異常運動進行實時監(jiān)測，并及時反饋相關信息。

（二）合理利用

對地下水資源進行合理開發(fā)和利用需要從城市給水、工礦企業(yè)用水和農(nóng)業(yè)用水三方面著手。以農(nóng)業(yè)方面為例，使用地下水應當做到合理灌溉，并將排水和灌溉相結(jié)合，這就需要對當?shù)氐乃臈l件、氣象條件及農(nóng)業(yè)用水條件進行全面了解和規(guī)劃。地下水利用規(guī)劃要遵循以下原則：第一，將地表水與地下水結(jié)合使用，做到充分利用地表水，合理開采地下水；第二，根據(jù)地下各含水層的補水能力對水井數(shù)量和開采量進行合理規(guī)劃，將淺層水、中層水和深層水結(jié)合開采；第三，與當?shù)睾禎硥A咸的治理方案相結(jié)合，對地下水資源進行統(tǒng)一規(guī)劃，既要保證農(nóng)業(yè)灌溉，又要防堿防漬。

（三）處理措施

針對地下水異常運動，相關部門及工作人員應從問題產(chǎn)生原因入手，針對原因?qū)ふ蚁鄳奶幚泶胧Ｔ趯嵺`中常用的加固及處理方法包括：構建排水洞、排水盲溝等，排出地下水，降低地下水位，盲溝用不含泥的塊石、碎石填實，兩側(cè)和頂部做反濾層。利用植物加固土壤，尤其是采用根系發(fā)達的植物，具體應根據(jù)區(qū)域氣候、土壤來選擇。也可以噴射混凝土護面，減少雨水下滲引起地下水位變化。

三、結(jié)語

地下水運動異常與很多地質(zhì)災害的發(fā)生是息息相關的，為了保證地表建筑物的正常使用，減少地質(zhì)災害的發(fā)生次數(shù)，我們有必要對地下水異常運動進行相關了解和分析，從而盡量減少不當人為工程，有效保護地下水。

參考文獻：

[1]石義強.關于地下水開采引起的環(huán)境地質(zhì)災害分析[J].文摘版：自然科學， 2016（1）.

[2]高星.探討地下水環(huán)境變化與地質(zhì)災害的預防[J].山西建筑，2014（18）.

[3]王昌益.運動的水對滑坡體產(chǎn)生的機械作用[J].青島建筑工程學院學報，2013（74）.