顏國偉
(甘肅省地礦局第二地質礦產勘查院,甘肅 蘭州 730020)
山土滑坡、崩塌、泥石流、沙漠化、沼澤化等地質災害會對人們的生命、財產安全以及生態環境造成嚴重破壞,造成無法挽回的損失。而許多地質災害對于水文地質因素有著極為密切的連續,所以對水位地質因素進行深入研究、分析對于預防地質災害而言有著極為重大的現實意義,是推動地質災害防治工作順利開展的重要保障。
水文地質是一種特指自然地下水發生的各種運動及其帶來的各種現象與問題。地下水指的是儲存在地質層包氣帶之下的巖石裂隙、溶洞等地下層空隙中的水。在水資源組成中,地下水是極為重要部分,分布也較為廣泛,具備潔凈、不易被污染以及便于開發等優點,加上供水量不會發生較大的波動,受氣候影響程度較輕,儲蓄與調動能力較好,在農業、工礦以及城市建設發展方面有著較為重要的應用[1]。
然而在相應條件下地下水的運動會導致鹽漬化、滑坡、地面沉降等災害,地下水儲存在地下巖層空隙中,大氣降水與地表水滲入是地下水補充的主要形式,同時地下水也會與湖泊、植物等形成一個循環系統,是地球水循環的重要組成環節,也與溶蝕、滑坡、地面沉降等地質災害息息相關。不合理的地下水灌溉會使土地發生鹽堿化現象;沿海地下水過度開發會使海水入侵導致水質惡化;不同地下水層之間出現誘發水力聯系造成不同地下水混合,水質變得惡化;地下水儲量增加會使巖溶區出現地面塌陷、礦坑涌水等問題,造成嚴重安全隱患。不合理地開發地下水資源會使地下水水位下降,進而出現較大面積地下水下降漏斗現象,若是地下水用水過于集中,極易出現地面沉降問題,影響建筑的安全穩定。除此之外,生活污水與工業廢水的不斷滲入,將會對地下水造成嚴重污染,因此加強對水文地質的研究對于地質災害的預防、水資源循環供給而言有著極為重要的現實意義[2]。
雖然水文地質是一種自然的地理現象,然而卻與地質災害的形成與觸發息息相關。相關地質勘察研究表明,巖溶塌陷、砂土液化、軟土變形是水文地質因素已發的較為常見的地質災害。
具備溶隙碳酸鹽巖、開口型溶洞、松散覆蓋層等是形成巖溶塌陷的條件,極易對地下水動力情況造成影響,使地下水運動平衡被破壞。而地下水地質產生的極大水流沖刷是其對巖溶塌陷產生影響的主要原因,使溶洞底部構造穩定性受到影響,降低了土體抵抗力,進而引發塌陷。一般來說,山脈斷裂、陡河斷裂之間的突起處,沉積度小、基巖較淺,在多種結構應力的作用下極易出現連續的巖溶塌陷。
砂土液化現象指的是,水分飽和的細砂土受到臨界地震的作用砂土狀態被突然間破壞而形成了液態粉土的現象。在震動作用下飽和砂土的密實性不斷上升,引發了孔隙水壓力的突然提升,加上受到地震荷載的周期性作用,不斷地提升孔隙水壓力,最后使得土粒呈現出接近液體的懸浮狀態。不同的地質條件砂土液化導致的結果也不盡相同,所以對地質結構破壞程度也有所區別。若是地層的沉積顆粒比較粗,液化土層增加會使得孔隙水壓力大于上層強度,帶有砂粒的地下水就會沿著裂縫涌出地表導致噴水冒砂地質災害問題[3]。
自然因素與人為因素都可能會導致地面沉降問題。自然因素主要是由于軟土層沉降、地震、海平面上升等地質構造活動導致的沉降因素;人為因素則主要是對深層地下水過度開發,油氣開采、地下熱水資源開發等都會發生地面沉降問題。通常來說,地下水開采大多數都會導致地面發生不同程度的沉降,沉降速度與趨勢也會跟著地下水位高低變化而發生改變。地面呈現沉降的漏斗和地下水位發生下降的漏斗大致相等,地面沉降層位和開采水量也是成正比關系。可見對地下水進行過度開采是導致地面沉降主要原因。
在現代地質開發利用過程中,軟土地基是較為常見的問題。穩定性不足是軟土地基的顯著特征,在地下水運動作用下更加容易發生運動。軟土層對于地質結構穩定性的危害極大,造成了水文地質在軟土地基變形方面的危害作用更加明顯。觸變性使軟土結構的特性之一,在振動作用下,結構連接極易受到破壞,軟土強度變低,甚至直接變成稀土。在對地質結構進行排水固結處理時軟土地基極易變形,此外在剪應力作用下也會出現緩慢的剪切變形狀態[4]。
現階段,“預防為主、治理為輔、防治結合”,是針對水文地質引發的地質災害應對原則,以實現對災害影響的最大限度控制。若是確定災害難以避免,則執行預先制定的應急處理方案,將災害影響與損失控制在最低程度。
對于地質災害頻繁區域,有必要設置全天候的監測系統,實現對地下水運動情況進行實施掌握,對于反饋的異常提醒相關人員應及時采取措施進行處理。尤其是山區地區,地質災害較為常見,當地政府必須不斷加強對區域抗災的指導教育工作,引導當地群眾做好相關的防范工作。在雨季加強對地下水流量監測反饋分析,若是水流量超標則應立即對水流流量、方向等進行調控,避免地下水運動過大而破壞地質結構。
就我國地理條件而言,地下水資源大多時候是處于飽和狀態,而地下水的儲存量過大也會使得地質結構受到的沖擊力變大,也會引發地質災害。此時加強對地下水資源過于豐富的區域開發利用,也是對地質災害進行防范的有效措施,這樣不但能夠實現對地下水資源的充分利用,同時也有效減少了地質災害發生的頻率,有助于維護地表結構穩定[5-7]。
一旦出現地質災害,工作人員應立即啟動緊急處理機制,將災害影響與損失降到最低,最大限度的保護人民群眾的生命、財產安全。對于不同地質災害,相應的應急處理措施也各不相同,但是都必須堅持遵循“以人為本”原則,以先人后物的順序進行急救。出現巖溶塌陷、砂土液化,則需立即采取有效的加固方法,對地質結構進行加固,避免地質問題進一步加重、擴大。對于出現地面沉降、變形現象,首要考慮的是路面上的交通安全,及時在合適的距離設置災害警告,必要時封路搶救,避免出現交通事故。
由于水文地質因素引發的地質災害眾多,所以,必須要做好水文地質環境的保護工作,防止遭受人為因素的破壞。首先,做好植被的保護,因為植被具有保護地表的重要作用,如若雨季,地表植被遭受破壞,地表就會直接被大量雨水沖刷,導致地表土層的流失,使得地表結構出現破壞,進而引發地質災害。其次,需要嚴格控制工農業污水的排放工作,需要通過特殊處理后將污水循環利用,禁止將污水直接排放至地下、田間以及河流當中。如若排放大量污水到地表,就會致使污水滲透到地下,久而久之便會導致地下水循環結構受到破壞,進而導致部分水文地質條件出現改變。此外,進行進行科學的勘測與規劃。如若工程建設規模較大,則要求開展科學的勘測與規劃工作。防止在地質條件不許可的情況下大規模建設工程,防止其會影響到水文地質條件。所以必須要進行勘測與評估,一律禁止建設超出水文地質環境承載力的大型工程[8]。
總而言之,水文地質因素會在很大程度上影響到地質災害的發生,從而影響到人們的日常生產生活質量,并且制約了社會經濟的發展。所以,工作人員應當要能夠正確認識到水文地質因素對地質災害產生的影響,并結合實際情況來采取有效的地質災害防范與處理措施,盡可能將地質災害的發生幾率降低,并減小地質災害所造成的負面影響。