地下水資源勘察技術(shù)的應用對地質(zhì)災害的預防

張宏揚

摘要：勘察技術(shù)在各行業(yè)應用為自然災害的預防起到了重要作用。地下水資源勘查是運用不同勘探方法，按照一定的勘查順序?qū)辈閰^(qū)的水文地質(zhì)條件進行調(diào)查和研究，在這個基礎上對地下水資源的分布、質(zhì)量以及數(shù)量特征進行分析評價，提出開采與利用的建議。通過地下水勘查還可以對可能引發(fā)的環(huán)境地質(zhì)問題進行預測，提出防治對策。本文對地下水資源的概念、地下水資源勘查技術(shù)做了簡要闡述，進一步分析了不同地域、地形地下水資源勘察技術(shù)的應用對地質(zhì)災害的預防作用。

關鍵詞：地下水資源；勘察技術(shù)；地質(zhì)災害；預防

1.引言

水資源是人類社會賴以生存、社會賴以發(fā)展的重要資源。地下水與巖土間的相互作用導致巖土發(fā)生應力變化，如果該作用受到外力作用，可能引發(fā)地質(zhì)災害。地質(zhì)災害一旦發(fā)生給整個社會經(jīng)濟和生活造成巨大的損失，所以地質(zhì)環(huán)境的保護不容小覷。及時有效的勘查可以對地質(zhì)災害進行提前預測和有效預防，地下水資源勘察技術(shù)是比較常用的地質(zhì)勘查技術(shù)，對地質(zhì)災害的預防可以提供科學合理的參考。

2.地下水資源的概念

地下水資源是指在特定時間內(nèi)能夠提供給人類使用且水量能夠逐漸恢復的淡水資源。地下水資源作為全球水資源的組成部分，是人們生產(chǎn)生活所依賴的重要資源。與地表水資源相比，地下水資源在空間分布上更為廣泛和均勻；在時間上可以實現(xiàn)自我調(diào)節(jié)，是一個動態(tài)穩(wěn)定的天然水庫；從水質(zhì)方面來說更為優(yōu)越，溫度恒定且不容易受到污染，但是在被污染之后治理的難度也比較大。在采用地下水資源的時候，某一含水層或含水系統(tǒng)的開采量不能超過補給量，這樣才能維持動態(tài)平衡。與此同時，對地下水資源不合理的開采可能造成地面沉降等地質(zhì)問題，造成環(huán)境損害，或者引發(fā)海水入侵，造成巨大的經(jīng)濟損失。由此可見，在允許使用的范圍內(nèi)，采用合理的手段開采地下水資源是十分重要的。

3.地下水資源勘查技術(shù)

3.1地下水資源勘查技術(shù)的基本方法

地球物理勘探是地下水資源勘查中最傳統(tǒng)、最合適的方法。它的廣泛使用將在地下水資源勘探中發(fā)揮重要作用，利用這個技術(shù)有助于測量員了解地下水的特性，有助于探測含水層的變化。地球物理勘探方法對地下水資源地質(zhì)工程調(diào)查結(jié)果的有效性要求工程師收集研究區(qū)域的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)內(nèi)容包括調(diào)查區(qū)的自然地理位置、地形、交通狀況、氣候特征和人文環(huán)境。最重要的根據(jù)這些信息和適用的工具制定合理的勘探計劃，并選擇適合地下水資源地質(zhì)工程勘探的地球物理勘探技術(shù)和方法。由于激發(fā)極化法測量的是二次磁場，水文和地形特征不影響二次磁場的使用，可以同時測量多個參數(shù)。地下水資源勘探和地球物理勘探技術(shù)在地質(zhì)工程中的應用，通常選取激發(fā)極化法進行勘探。除此方法外，遙感技術(shù)、同位素技術(shù)、電磁、聲波探測也都得到了極大的應用。

3.2地下水資源勘查的主要作用

水資源是人類發(fā)展和社會發(fā)展不可缺少的資源。地下水資源勘查的基本任務是運用綜合勘查方法，調(diào)查研究區(qū)域水文地質(zhì)條件，按照具體勘查程序和勘查步驟，分析評價地下水資源的分布、質(zhì)量和數(shù)量特征，預測可能發(fā)生的地質(zhì)災害，并對勘測到的地質(zhì)問題提出預防和管理的建議。在許多地質(zhì)災害中，地下水勘查技術(shù)發(fā)揮著重要的作用。通過地下水勘測發(fā)現(xiàn)水質(zhì)的復雜影響，預測可能發(fā)生的地質(zhì)災害。勘查研究需要對地下水引起的自然地質(zhì)災害為主要問題，增加研究經(jīng)費投入，提高勘測人員的思想觀念意識。在存在自然地質(zhì)災害的情況下，地下水資源勘測技術(shù)至關重要，但在整個環(huán)境調(diào)查技術(shù)中卻是一個通常被忽視的問題。為了保證地質(zhì)監(jiān)測的可靠性，我們需要重點開發(fā)地下水資源。通過綜合考慮地下水的影響范圍，評價防線，實現(xiàn)了地下水資源勘探技術(shù)的有效利用，有效地發(fā)揮其預防和防治地質(zhì)災害的作用，避免環(huán)境進一步惡化。

4.不同地區(qū)地下水資源勘察技術(shù)的應用

4.1干旱地區(qū)

近年來，云南周圍的西南部山區(qū)氣候干燥，全年降水量大大減少。此外，該區(qū)域地形條件復雜，地下水資源分布十分復雜，尋找起來相當困難，水資源問題愈發(fā)嚴重。為了解決云南省干旱缺水地區(qū)的狀況，解決人們的基本生存環(huán)境、生產(chǎn)條件、農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)以及缺水地區(qū)人們對城市和工業(yè)用水利用等方面的問題，需要積極引進地下水勘查新的物探設備。Eh4電磁成像系統(tǒng)在云南干旱山區(qū)找水中的應用表明，該方法能夠準確地劃分鹽酸地層，區(qū)分電阻率相似的其他地層。該系統(tǒng)設備輕巧，測量速度快，使用方便，工作效率高。這是一種有效的找水方法，具有良好的應用前景。為在干旱地區(qū)尋找水源提供了有效的技術(shù)途徑。然而，在干旱山區(qū)收集數(shù)據(jù)時，通過對地形條件的分析和改正，提供更可靠的技術(shù)參數(shù)，以確定鉆井的位置和深度。另外，新疆地區(qū)也是干旱地區(qū)之一，水文觀測點較多，很多情況下觀測人員不能對有效地進行測量，使用測量機器人解決這一問題。測量機器人技術(shù)可以智能測量測點的水文情況，提供三維坐標、圖像地圖等多角度表示。安裝測量機器人后，測量機器人可以自主識別對象，通過自主識別對象，大大減輕了水情調(diào)查的負擔。因此加強對地下水資源勘測技術(shù)的應用，減少地質(zhì)災害的發(fā)生的同時，更要注意水資源的保護和合理運用，需要采取相應的預防措施，改善生態(tài)環(huán)境，促進山區(qū)經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。

4.2礦產(chǎn)地區(qū)

礦產(chǎn)地區(qū)的礦產(chǎn)資源十分豐富，開采和進一步加工都需要大量水資源。而地下水資源勘測技術(shù)是礦區(qū)開采技術(shù)的重要手段之一。礦區(qū)自然地理環(huán)境主要包括水文氣象特征、地形地貌等內(nèi)容。典型的水文氣象特征包括礦區(qū)的溫度變化、降水和濕度變化等數(shù)據(jù)。地貌與地形通常指礦區(qū)水系的分布、地面的高程和地形特征。礦區(qū)地下水資源勘查主要包括礦區(qū)地下水位的變化、地下水補排情況、地下水位峰值徑流、地下水與地下水的關系。由于礦區(qū)開采的質(zhì)量和效率直接影響到地下水位的動態(tài)變化，礦區(qū)地下水位的勘查是礦區(qū)水文地質(zhì)勘查的關鍵步驟，礦區(qū)地下水資源勘查的效果和地下水資源相關數(shù)據(jù)的勘查是影響礦區(qū)工程的重要因素。地下水位變化同時對礦區(qū)飲用水產(chǎn)生影響，地下水位變化對基礎持力層產(chǎn)生影響，地下水位變化可能引起地面沉降、塌陷等地質(zhì)災害。在礦產(chǎn)資源開采過程中，水沉降侵蝕開采行為，導致空隙滲透。隨著時間推移，縫隙擴大到表面。對這種環(huán)境中的地質(zhì)災害進行水文研究，需要進行長期的水文地質(zhì)調(diào)查，以組織專家獲得關于侵蝕和水文變化的最新信息。由此可能，在礦區(qū)對地下水資源勘測相當重要，預測作用可以有效地防止地質(zhì)災害發(fā)生，減少意外災害對人身財產(chǎn)安全和企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營造成的傷害。

4.3沿海地區(qū)

在沿海地區(qū)，地下淡水資源被過度開采，造成海水入侵，也是一種重要的地質(zhì)災害。通常來說沿海地區(qū)淡水資源豐富，地下水與海水本來保持著相對穩(wěn)定的關系。當?shù)叵滤萁邥r，淡水資源的水頭壓力人為大幅度下降。一旦失去平衡，海水就會侵蝕陸地，給陸地帶來損失。因此，為了解沿海地區(qū)地下水的分布狀況、水質(zhì)條件，對地下水的分布狀況進行勘測十分重要。地下海水水位對地殼的應力變化很敏感，對異常水位進行分析，特別是對短期地震預報具有重要意義。地震引起的地下水位變化長期以來一直引起人們的關注。這種變化不僅離震中有幾百公里遠，而且離震中有幾千公里遠。海岸帶水質(zhì)預報對國內(nèi)外大震級的遠震具有良好的地震反射能力。在勘探設備穩(wěn)定運行過程中，通過分析和總結(jié)各種干擾對曲線毛刺和不平滑的影響，以及分析和總結(jié)各種干擾對觀測數(shù)據(jù)的影響，可能會受到曲線某一特定周期的步驟所反映的變形以及人為因素或環(huán)境因素的干擾，必須更快地發(fā)現(xiàn)造成干擾的原因，消除干擾因素，提高地震前兆異常數(shù)據(jù)的質(zhì)量，準確的確定異常才能為地震前兆異常提供必要的保證。這種技術(shù)的使用可以大大減少地震給人們帶來的傷害。

4.4特殊地貌——巖溶

貴州是典型的喀斯特地區(qū)，擁有著特別的喀斯特巖溶地貌。水資源短缺嚴重制約著該地區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展。為了解決水資源短缺的問題，2013年至2015年，貴州省每年都要打1000多口水井。利用物探方法進行地下水勘測對節(jié)約成本和提高完井率尤為重要。貴州省巖溶地區(qū)地下水勘探的主要目標是巖溶水和裂隙水。巖溶水勘探主要是探測巖溶管線和巖溶。結(jié)合地質(zhì)資料和水文資料，對該區(qū)的巖溶管道和巖溶進行精確識別，解釋了巖溶管道和巖溶的空間位置，達到了物理探測的目的。找出區(qū)域構(gòu)造，特別是小構(gòu)造、斷層裂隙，找出斷層的空間位置，確定井層位置，指導鉆井構(gòu)造。巖溶發(fā)育形成的各種地質(zhì)構(gòu)造，特別是該地區(qū)的巖溶管道，對當?shù)厮畮斓臐B漏造成了直接的永久性影響，引起了連鎖反應，涉及許多工程項目無法正常進行甚至造成停工。巖溶發(fā)育也直接威脅到橋梁和房屋的穩(wěn)定，導致地面沉降和塌陷，造成建筑物倒塌。此外，水木地區(qū)土壤結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定性幾乎每年都可能引起滑坡，造成的經(jīng)濟損失難以估計。從土木工程建設的角度看，不均勻土體結(jié)構(gòu)大大增加了施工難度，增加了施工風險。因此，在特殊地貌地區(qū)利用好地下水勘測技術(shù)尤為重要。

5.結(jié)語

許多自然地質(zhì)災害的主要原因是地下水的變化，為了減少災害的發(fā)生，需要對地下水地質(zhì)進行科學勘察，選擇合理的勘察方法，以保證調(diào)查數(shù)據(jù)的有效性和可靠性。地下水資源在整個環(huán)境建設中占有重要地位，需要高度重視地下水引起的地質(zhì)災害。加大地下水資源勘測力度，查明地下水引起地質(zhì)災害的原因，獲取重要信息和資料，為環(huán)境地質(zhì)災害的防治提供重要依據(jù)。此外，為了開展地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測工作，積極實施地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測大綱，創(chuàng)新地下水資源勘測技術(shù)，為未來預測自然地質(zhì)災害的發(fā)生做好充足的準備。

參考文獻：

[1]莊淑娜.淺析地下水資源勘察技術(shù)在預防地質(zhì)災害中的具體運用[J].山東工業(yè)技術(shù)， 2017（03）：283.

[2]楊蘭，李彪.淺談地下水資源勘察技術(shù)在預防地質(zhì)災害中的應用[J].中國金屬通報， 2019（07）：151+153.

[3]趙盛.水文地質(zhì)勘察在環(huán)境地質(zhì)勘察中的應用研究[J].建材發(fā)展導向， 2014， 12（15）：300-301.

[4]張寶，彭志帆，趙鎖志.地下水資源研究現(xiàn)狀及展望[J].西部資源， 2012（01）：87-88.

[5]于春娟，于春莉，鄒艷福，殷建成.西遼河平原地下水資源功能區(qū)劃的初步探討[J].西部資源， 2016（06）：112-114.