水工環地質調查在地質災害治理中的應用效果評價

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）

近年來，我國經濟整體發展形勢普遍比較良好，但是很多行業的發展都是以犧牲環境為代價，這也是我國生態環境越來越差的主要原因。自然生態環境問題越來越嚴重，地質災害發生頻率越來越高。地質災害本身具有非常嚴重的危害影響，一旦出現地質災害，勢必會造成人員傷亡、經濟損失等。因此，地質災害的治理越來越重要。

1 常見地質災害類型及特點

1.1 滑坡

滑坡是湖南省比較常見的地質災害類型之一，與目前滑坡的具體規模、物質組成部分以及動力形式等各要素進行結合分析，將滑坡分為以下幾種類型，如表1 所示。

表1 滑坡類型統計表

深入探究湖南省滑坡災害的原因，湖南省斜坡第四系的松散堆積層相對比較厚，同時土體整個結構處于比較松散狀態，地層透水性相對比較好，一旦大量的降水后，勢必會直接導致土體自身的抗剪強度不斷下降。此時，地下水就會向側向徑流，直接產生出對應的靜水壓力、動水壓力，以此來增加下滑力，最終產生滑坡。與相關統計資料和實際勘察研究結果，土質滑坡在湖南省的滑坡災害比例中的82.69%。

1.2 地面塌陷

湖南省地面塌陷的規模以及具體成因類型統計情況如表2所示。

表2 地面塌陷規模及成因類型統計表

巖溶塌陷災害的發生，通常情況下都會沿著一定的部位或者是方向分布。地面巖溶塌陷災害大多數情況下都會分布在巖溶發育相對比較強烈的純可溶巖或者是與非可溶巖接界的位置處。巖溶發育的整個強度，將會直接影響到地面巖溶塌陷災害發生的強度、規模，這也是湖南省整個地區范圍內巖溶塌陷災害的一種常見規律特征[1]。除此之外，地面巖溶塌陷一般都會集中分布在一些斷裂構造帶、褶皺構造核部等位置處，比如斗笠煤礦泉塘一帶位置處，由于該位置本身是多條斷裂交匯的地方，同時又是次級背斜軸部和傾伏端。因此，這種過于密集的構造，直接導致巖層出現嚴重的破碎現象，甚至是裂隙發育。也正是由于巖溶的整個發育過于強烈，所以該地方在礦井排水時，出現了非常嚴重的塌陷災害事故。

采空塌陷災害一般在湖南省各地分布相對比較廣泛，也是比較常見的一種塌陷事故類型，比如湖南煤礦等。

1.3 地裂縫災害

地裂縫也是比較常見的一種災害。經過實地勘測和調研，地裂縫地質災害通常會導致區域性的斷裂，甚至嚴重時，還有可能會造成非常嚴重的破壞影響。地裂縫地質災害的出現，經常會與地下水的運用情況具有密切聯系[2]。比如地下水使用時，由于缺少科學合理的規劃和設計，對地下水過度的使用等，很容易就會導致該地區的整個結構存在嚴重問題，甚至很容易引起嚴重的地域性裂縫。

1.4 地震災害

地震災害是目前比較常見的地質災害類型之一。導致地震災害出現的主要原因是由于地殼運動，在實踐中逐漸形成了比較明顯的突發性破壞，一旦發生地震災害影響，勢必會直接威脅到整個受災區域范圍，造成人員傷亡、經濟財產的嚴重損失。地震災害目前的發生率普遍比較高，同時具有非常難以預測的特點。雖然目前科學技術的整體發展水平普遍有所提升，勘測技術也越來越完善，但是仍然很難通過勘測技術準確的預測出地震災害的發生時間等。

2 地質災害治理中水工環地質調查技術的應用現狀

水工環地質調查技術在目前我國地質災害治理中的應用相對比較廣泛，有利于實現對自然災害的防治，同時可以實現對各種不同類型災害實時有效的監測和統計分析。該技術在應用時，主要是以GIS、GPS、RS 等一系列先進技術手段為主，對水工環地理信息系統展開科學合理的構建和應用。該系統本身在應用時，有利于實現對各種不同類型地理信息的分析、儲存以及管理，為地質災害治理提供可靠的數據信息作為支持。水工環地質調查工作在實踐中的有序開展，可以被看作是各類地質災害在治理時的基礎。眾所周知，地質災害的發生，勢必會與當地各個地區自身的地質構造之間具有密切聯系[3]。因此，通過水工環地質調查有利于對當地地質地貌進行深入探究，對水文、地質環境等展開一系列有針對性的勘測和調研，根據最終的勘測結果，有利于對水文、工程以及環境相互之間存在的密切聯系進行客觀分析。以此為基礎，找出導致地質災害發生的原因，進而提出有針對性的治理對策，為地質災害防控工作的落實提供保證。

3 地質災害治理中對水工環地質調查技術的合理應用

3.1 湖南省地質災害總體發育特征

3.1.1 地質災害數量統計

與湖南省地質環境監測總站現有統計數據進行結合分析，從2000 年～2010 年，10 年時間內，湖南省現有發生地質災害3002 處。經過仔細勘測和調研分析，存在地質災害隱患的位置數量有8475 處。本文在針對地質災害治理問題進行分析時，主要是針對已經發生的地質災害展開詳細的研究。通常現如今比較常見的地質災害類型包括滑坡、泥石流以及地面塌陷、裂縫等。根據數據統計結果，滑坡災害數為1766 處，在整個總災害數量中的占比為58.83%，崩塌以及泥石流的災害處分別是260、305處，占比分別為8.6%、10.16%。地面塌陷在其中的數量為622處，占比達到了20.72%，地裂縫災害為49 處，比例為1.63%。與實際調研數據以及一系列勘測資料共同總結后，得出的結論為地面沉降并不是湖南省區域范圍內主要發生的地質災害類型[4]。也就是在湖南省區域范圍內地面沉降會造成的危害普遍比較小。如表3 所示。

表3 湖南省地質災害類型統計表

3.1.2 地質災害空間分布

與湖南省區域范圍類的地質災害類型進行結合分析時，發現湖南省地區的地質災害分布相對比較廣泛。整個區域范圍內除了洞庭湖之外，地質災害均有所分布。如圖1 所示。與湖南省現有地質災害類型進行結合分析，滑坡地質災害是湖南省主要災害類型之一，在整個省市區域內都有分布。主要分布在麻陽-洞口雪峰山、永州市區-道縣等，特別是張家界武陵源區分布最為廣泛。滑坡地質災害的形成，其自身的發育程度，會受到當地的地形地貌影響。除此之外，崩塌地質災害在湖南省范圍內的發生數量相對比較少，在部分地區呈現零星分布的狀態，崩塌的整個發育程度與地形地貌之間也具有密切的聯系[5]。尤其是張家界武陵源區，由于大中起伏山地區相對比較集中，所以整體發育情況也比較明顯。泥石流的地質災害主要是集中發生在綏寧縣等。

圖1 湖南省地質災害分布示意圖

地面的巖溶塌陷災害，在湖南省全省范圍主要集中在石門縣、桃江縣等地區。地面采空的塌陷災害則是以湘潭縣、祁陽縣等地區為主。地裂縫則是由于礦山采空區域的地面出現變形，而逐漸引起的一種地質災害類型。

3.1.3 地質災害規模特征

各種不同類型的地質災害如果是直接按照基本的規模進行劃分，那么可以參照當地的地質災害調查以及區劃要求，保證劃分的合理性、有效性。與滑坡、崩塌以及泥石流等諸多地質災害的規模等級進行劃分，湖南省的地質災害總共有3002 處。按照規模等級劃分，巨型15 處、大型以及中型規模等級的地質災害分別是102 處、503 處，小型最多為2382 處。各災害類型在巨型、大型以及中小型規模劃分中的占比情況如表4 所示。

表4 湖南省地質災害規模級別統計表

3.1.4 地質災害的災情統計

湖南省的地質災害帶來的災情非常嚴重。根據湖南省122個縣級地質災害情況的最終調研結果，經過一系列的數據信息統計后，發現湖南省全的地質災害點數量為3002 處。按照現有地質災害災情分級標準對其展開不同級別災情劃分時，發現特大型災情數量為22 處，大型以及中型災情分別為28 處、170 處，小型災情最多為2782 處。與實際情況進行結合，發現該地區由于地質災害影響，死亡的人數達到了1482 人，由于受到嚴重災害災情的威脅和影響，房屋損壞了114844 間，田土被嚴重摧毀49838.6 畝。最終導致的直接損失金額匝道了107152.45 萬元。如表5 所示。

表5 湖南省地質災害災情統計情況表

3.2 水工環地質調查技術的具體應用

3.2.1 水工環地質調查技術在滑坡、泥石流等災害治理中的應用

由于滑坡、泥石流等是目前湖南省比較常見的地質災害類型，同時也是全國范圍內各地區經常發生的地質災。滑坡、泥石流等地質災害造成的危害性普遍比較大，尤其是在部分地震災害發生后的區域，很容易就會引起嚴重的滑坡、泥石流。針對滑坡、泥石流等自然災害進行治理時，必須要提前做好一系列的預防工作，盡可能降低滑坡、泥石流等災害的發生率。比如，在實踐中對各種不同類型自然資源進行開采和具體應用時，必須要提前進入到現場進行實地勘測，與地質、水文以及工程環境進行結合，以此為基礎，提前做好科學合理的規劃和控制，盡可能避免隨意開采對地質地貌、地形造成的惡劣影響。比如在林木砍伐中，要制定合理砍伐計劃，嚴格按照計劃中的要求執行，切忌不可以出現亂砍亂伐的行為，否則很容易增加災害發生率。砍伐后，要注重修復工作的全面落實，有利于實現防患于未然。水工環地質調查工作在滑坡、泥石流等災害治理中的合理應用，重點是預警監測方面，通過該系統的合理應用，有利于對整個區域范圍內的災害發生情況進行實時有效的監測，一旦發現異常情況，有利于及時給出警告，避免災害突然發生帶來的嚴重后果。針對一些比較容易發生災害的區域位置，合理安裝和利用監測儀器設備，與近年來的地質結構變化情況進行結合分析，以此來提前做好一系列的災害防控工作。

3.2.2 水工環地質調查技術在地面塌陷災害治理中的應用

針對地面塌陷災害展開治理工作時，水工環地質調查技術的應用，有利于保證地面塌陷災害治理的及時性、有效性，同時可以將其自身的預見性特征充分發揮出來。由于地面塌陷主要集中在巖溶地區，因此必須要對巖溶地區附近的區域位置，加強水工環的地質勘測力度，對整個區域范圍內的地質變化情況進行實時有效的監測和分析，以此來判斷出地面塌陷災害的發生率，提前做好應對措施。地面塌陷防治中，水工環地質調查技術的應用，需要對該區域范圍內的地質結構變化情況展開重點研究，實現對各層面作用力詳細的勘測，以此來保證塌陷災害的整體預警和防治效果。

3.2.3 水工環地質調查技術在地裂縫治理中的應用

水工環地質調查技術在地裂縫治理中的應用，能夠直接針對各種誘發因素展開詳細的監督和管理，保證地裂縫災害控制力度。地裂縫的主要形成原因是由于區域性的地質構造出現斷裂，因此，需要對其中各影響因素、誘發機制等展開詳細的監測和分析。比如，在地下水的開發和應用方面，可以實現科學合理的規劃，既滿足人們對于地下水的個性化需求，又可以實現對地裂縫災害的有效防治。除此之外，通過水工環地質調查技術的應用，有利于對區域范圍內地下水的整個變化情況展開實時、有效的監測，及時了解真實情況，有利于與地下水源異常現象進行結合，及時提出有針對性的預警、治理手段。以此來保證地裂縫整個防治效果，盡可能避免地裂縫災害帶來的一系列危害影響。

3.2.4 水工環地質調查技術在地震災害治理中的應用

地震帶來的災害危害影響，主要是由于地震強烈作用，導致區域地形地貌、區域范圍內的所有建筑物，甚至是人們的生命安全遭受到嚴重的威脅和影響。災害發生是由于地震帶來自然環境的失衡，進而引起其他災害的發生，比如火災、水災等。針對地震災害進行治理時，以水工環地質調查技術為主，對災害類型實現具體的劃分。地震災害治理中，該技術的應用必須要與過去諸多經驗進行結合，對地震災害帶來的一系列預兆展開深入研究，對各微觀信號、宏觀信號等進行實時有效的監測、準確獲取，進而實現對比分析。根據最終分析得出來的結果，有利于提出有針對性的治理對策，保證地震災害的治理效果，盡可能將地震災害帶來的一系列損失降低到最小。通過宏觀信號的應用，有利于從中直接發現隱藏的異常問題，比如動物異常反應等，這些都可以在實踐中作為重要的參考依據。而微觀信號通常無法直接獲取，因此，需要對部分勘測儀器設備、勘測技術等進行借助使用，這也是水工環存在的意義和價值。比如，針對部分地區的磁場、重力變化情況，做出更加詳細的分析，對其中的數據信息展開對比研究，以此來判斷該地區是否比較容易受到地震災害的危害影響。這樣有利于提前做好一系列的預警、防控對策，盡量實現對地震災害的規避，一旦無法規避，盡可能減少地震災害帶來的一系列損失影響。

4 結語

為了從根本上保證地質災害治理水平、質量的提升，必須要結合現實要求，利用水工環地質調查技術展開一系列的治理措施。該技術的應用，有利于實現對周圍地質環境的勘測，與勘測結果進行結合，有利于對地質災害治理方案進行合理的編制和落實，為地質災害治理效果提供保證。