地質災害治理中水工環地質技術的應用分析

張 帥

（安徽省地勘局第一水文工程地質勘查院，安徽 蚌埠 233000，）

地質災害的產生與水工環地質間有著本質性聯系，對水工環地質內的物質進行監測，以幫助人們充分了解自然災害的產生條件與演變發展趨勢。水工環地質技術的應用有利于實現地質災害的預防與治理，不僅拓寬地質災害的有效控制區域，還能夠降低災害對社會發展的影響，為社會經濟的可持續發展提供幫助，也有利于促進人與自然的和諧共處。

1 水工環地質與地質災害的關系分析

水工環地質技術就是指對區域性工程、水文、環境地質情況做出探究調查，以此掌握地質動作情況。目前人們已經將水工環地質技術用于自然環境和地質災害監測中，依靠技術對區域內水文環境展開監測，從而實現災害預防與治理。此種技術原本是地質學的一個分支，在20世紀從地質學獨立而出，主要研究地下水的分布和形成規律、地下水的物理性質和化學成分、對地下水資源合理利用等內容。但科學的通性在于，一種技術僅僅在研究過程中具備相對獨特的理論框架，在實際應用時可靈活掌握，并能夠與其他學科相結合。分析水工環地質與地質災害之間的關系，主要體現為以下幾方面：

（1）水工環地質是治理地質災害的重要前提。經研究發現的是，地質結構特點與災害的產生是有關聯的，對水工環地質做出勘察是了解地質災害產生的前提，研究中得知只有掌握水工環地質與災害預防治理的關聯，再對災害原因深入分析，才能設計出一系列科學合理的災害預防與治理辦法。與此同時，地震災害帶來的不良影響范圍很廣，在給地質構造帶來影響的同時，還會對區域相關地質產生損害。因此，有必要在地質災害治理時對區域相關地質關系加以分析。

（2）水工環地質是地質災害研究的必要條件。不同地區的地勢地貌不同，區域地質結構也會不一樣，因此不同區域的水工環地質條件差異明顯，地質災害發生后，可通過對災害地區地勢地貌、地質結構的研究分析找出災害產生原因，以便在后續發展中快速察覺災害的出現，及時找出有效治理方法[1]。

（3）地質災害是一類多因素破壞性地質現象，一旦發生，將會引發連鎖反應。如在新中國成立初期，我國河北省發生過重大地震。彼時，我國城市化建設水平遠不如現在，廣大受災區均為農村。在房屋垮塌、地表開裂的作用下，除少數罹難人民被埋在廢墟之下，還有大量未及時轉移的豬、牛、羊、家禽類動物也同時被埋。當時，一些救援人員提出，抓緊搶救被埋人員，不管其他。但有識之士指出，大量被埋在廢墟內的動物一旦死亡后，尸體會逐漸腐爛，如果地震后接連暴雨，則經過浸泡的腐爛尸體會滋生多種病菌，可通過污染地下水源等方式，進而造成瘟疫大肆傳播，加劇災區災情。因此，必須盡快將所有動物自廢墟中找出，并通過火化等方式妥善處理。由此可見，應對地質災害時，需進行綜合考慮，特別是有關地下水源，絕不能麻痹大意。

2 地質災害治理中水工環地質技術的實踐應用

2.1 在地裂縫和地面塌陷治理中應用

地裂縫的出現一般與地質結構斷開有關，為了降低對區域內地質結構的影響，技術人員應采取有效的監督管理辦法，從水工環地質技術角度出發，針對地下水流動與變化情況進行監管。一旦發現地下水資源有任何不正常的情況，應立即停止所有工程活動，防止地裂縫問題加劇。此外，如果部分地區數據不正常，技術人員應立即對該區域地面塌陷與地裂縫問題進行評價，依據地質構造變化，綜合反映地裂縫和塌陷的嚴重程度，從而選出最佳治理辦法[2]。

2.2 在地震災害治理中應用

一直以來地震災害問題的治理都是水工環地質勘察的重點，這是因為地震災害帶來的影響深遠，甚至還會伴隨著泥石流等其他問題的發生。因此，在地震災害治理期間，技術人員應了解區域內地質災害整體情況，加強對災害工作的有效管理。工作人員應依照地震等級對區域內地震災害情況作出判斷，采集以往地震信息，通過全方位總結研究，采用GPS或GIS系統做好災害治理，謹防災害問題進一步擴大。比如在汶川地震期間，由于移動通信基站幾乎完全被毀，導致災區在一段時間內與外界完全失去了聯系，而GPS衛星導航系統也未能提供幫助。關鍵時刻，解放軍空降兵部隊攜帶我國自主研發的北斗衛星導航系統，16位勇士驚天一躍，為災區人民帶去了希望。而當16位空降兵戰士進入災區之后，借助北斗衛星導航系統，在短時間內，對災區進行了數十次勘察，確定了多處物資空投點，并對部分關鍵區域的災情進行評估。相關信息傳回指揮部后，為制定后續救援方案提供了極大的支持。由此可見，面對地震等重大自然地質災害時，科學運用智能技術，具有較大的可行性。

地質災害治理過程中，有必要基于科學的治理辦法制定事故應急方案，完成對水工環地質技術的合理安排，發揮其在地質災害治理中的重要作用。水工環地質技術可以對地質災害做出預警分析，比如對礦石地質危險情況實時預警。技術在應用期間需著重確定礦山采空區，將其作為預警工作的重要基礎，再根據人工方式確定地震波在礦山底部巖層的傳播路徑和時間，從而科學預測礦山地下巖層采空區埋藏深度和大致形狀。與此同時，應用水工環地質技術了解礦山地下構造，確認采空區剖面特點，通過剖面分析描述采空區測量情況，借助剖面特性制定施工計劃，加強對水工環地質技術的推廣，保證開采工作的有序進行，盡可能地降低事故發生概率。

2.3 在地面崩塌與泥石流災害治理中應用

針對地面崩塌或泥石流災害問題，常見的治理方式就是做好災害預防工作，盡可能地降低災害發生概率。比如自然資源開采期間做好工程規劃，杜絕任何隨意開采的情況發生，治理地面崩塌與泥石流災害時，發揮水工環地質勘探技術的作用，即在預警監控工作中建立監控系統，對容易出現地面崩塌或泥石流災害的地區布設監控設備，判斷災害產生概率，依靠數據評估系統進行應急預案設計，使治理工作更加高效。由于地面塌陷和泥石流災害帶來的破壞性很強，將水工環地質用于其中需做好災害的預防把控，比如挖掘自然資源過程中，對挖掘地區明確標準，謹防任意開采或者過量開采的情況，保證地質結構的穩定性。再比如對森林樹木進行砍伐期間，科學制定施工計劃，明確各項要求，砍伐樹木后及時做好環境保護工作，避免因砍伐造成地面塌陷或泥石流災害情況。應用水工環地質技術，將其用于高風險地區，創建地質災害監測系統，跟蹤報道地質結構變化趨勢，落實災害預防與治理工作。

2.4 在滑坡災害治理中應用

將水工環地質技術用于滑坡災害治理中，相關技術要點如下：滑坡災害治理工程區域內，要求土層原狀土試樣與檢測數據不能少于6組，排除取樣工作的偶然性。水工環地質技術在應用時可以參照邊角線與角點完成勘測點布置，分析周圍建筑受力層所受到的影響，如果下臥起伏十分明顯，有必要在原有勘測點中間位置加設一個勘察點，依靠技術對水文地質信息變化情況展開調查。對于滑坡災害嚴重的地區，或者地質環境復雜區域，有必要將鉆探或觸探手段聯合水工環地質技術，通過布置探井完成滑坡災害的有效治理。治理過程中，結合地質勘查系統掌握地面排水、地下水位情況，對定位放線和排水系統做出實時監測，做好土方運輸車輛路線的安排。對地質災害進行定量分析，通過數據勘察做好地質災害等級劃分，針對地質災害復雜地區，利用周圍建筑進行災害類型劃分。參照國家標準規定滑坡地質災害類型，以相應的施工標準完成治理，面對災害中的問題作出調整，比如使用沖孔樁配合相應的勘測形式，應用水工環地質技術了解周圍地層情況，經過數據結合得到初步勘測的深度數據。這一過程中應深入落實地面排水工作，降低地下水位，發揮水工環地質技術在災害治理中的積極作用[3]。

圖1 滑坡災害示意圖

2.5 強調技術的應用效果

水工環地質勘察期間，應結合時代發展需要加強先進技術在水工環勘察中的應用。以實際案例入手，將衛星定位設備用于其中，通過準確定位進行災害信息勘察，憑借著衛星定位的便捷性，使用無線傳輸設施將感知到的數據內容轉為無線電信號，以科學的方法對信號全方位整理，具體如圖2所示。不僅如此，還可以使用RTK技術完成地質災害調查分析，通過相位差分對展臺發出的數據及時修改，使數據反饋更精確。實際操作中，應用基準站對整理好的災難數據實時傳送，利用RTK技術合理接受基準站測到的數據，相關單位對采集到的數據和實際位置對比研究，再將勘測到的災難信息傳輸到相應站點，以便精準的感知信號所處的位置。

圖2 衛星定位技術應用原理

3 總結

總而言之，現階段國內地質災害治理工作難度系數偏大，為了達到最佳災害治理效果，有必要借助水工環地質技術完成探測，將GPS和地質雷達技術用于其中，加強對地質災害的有效預測。將水工環地質技術用于地裂縫和地面塌陷、地震災害、地面崩塌與泥石流災害、滑坡災害治理中，不僅可以降低風險，還能提高災害治理水平。