水工環問題及主要防治對策分析

摘要：我國科學技術持續發展，水工環方面的地質研究工作也取得了一定的發展，隨著水工環應用相關技術的不斷進步，一大批先進的技術、設備等大量出現，這為當前水工環的研究工作奠定了良好的基礎。本文對水工環問題進行了全面詳細的分析，并對相應的防治措施進行了探討，旨在為水工環問題研究提供參考。

關鍵詞：水工環；問題防治；對策

前言

在我國的地質學研究過程中，水工環問題是其中十分重要的部分。從當前水工環地質研究工作來看，占比最大的為水文地質學、工程地質學和環境地質學三部分。在水文地質學的研究構成中，主要圍繞地下水補給、徑流、排泄條件進行研究及巖層富水性的研究。對于工程地質學的研究，主要針對巖土體構成、地層巖石屬性、巖土動力特點、勘查理論等方面展開；而環境地質學的研究，主要針對環境地質條件、環境影響評價等進行研究。在碳酸鹽巖地區巖溶發育進行工程建設過程中，由于地下水的巖溶作用導致出現巖溶空洞、巖溶管道、地下暗河，在巖溶發育到一定程度時會出現地面塌陷。因此，針對巖溶地區出現的地基穩定問題，本文從水文地質、工程地質、環境地質三個方面對其進行分析，通過分析、提出解決巖溶地區水工環問題的防治對策。

1.應對水工環問題的方法

為了減少施工中水工環問題出現的可能性，就要深入剖析問題，從可能導致問題出現的因素入手，結合水工環問題的具體情況，提出針對性強的解決方法。下文從工程地質、水文地質、環境地質三個方面，就應對水工環問題的方法進行詳細介紹：

1.1應對水文地質問題的方法

隨著社會的進步，經濟的發展，人口數量的增多，人們對土地的需求程度不斷增強，而土地作為我國寶貴而相對匱乏的資源，在以往不加節制、不加規劃的使用狀態下，大量耕地被用做工業建設，嚴重破壞了水文地質環境的平衡。各類廠礦在發展和擴充了過程中，工業用水的使用量也在逐年攀升。在這個過程當中，由于對水資源處理不當，造成了水污染現象頻頻發生，地下水質發生了嚴重的變化。水質在被污染的影響下，也會出現持續下降，對人們的身體健康產生極壞的影響，還會導致地下水嚴重失衡。因此，只有通過合理規劃、適度使用、及時處理等方法，才能有效解決水文地質當前存在的問題。

調查發現，西南山區碳酸鹽巖廣泛發育，地下水水位埋藏較深且受地形地貌條件和地質構造控制，地下水以巖溶水、管道水的形式賦存。地下水的重要來源渠道在于大氣降水，經過地表巖石裂縫、空洞等進入土層和巖石層，再經由巖溶管道進行徑流，在地勢低洼的地段形成地下水聚集，在地表以泉點形式排泄于地表。由于地下水的溶蝕作用導致了巖溶空洞、地面塌陷問題。為解決此類問題，可通過調查掌握地下水的富集規律，利用物探手段探查巖溶管道、巖溶空洞的發育規模、地下水的運動狀態及地下水運移通道，確定其相對位置。對小規?？斩?，可通過鉆孔注漿的方法對空洞進行封堵；對大規模巖溶空洞，可通過鉆孔灌注樁的形式，進行成樁支撐上部荷載（圖1）。

1.2應對工程地質問題的方法

巖溶地區的工程地質問題普遍具有危害力大、隱蔽性強的特點，比如泥石流、塌方、滑坡等自然災害都會對周圍的建筑物造成極大的破壞。在進行工程地質問題的防治時，應事先做好地質調查，根據調查結果進行地質勘探工作。在地質條件脆弱的地區進行隱蔽性地質災害調查，根據調查結果做好地災評估分級、分區工作，同時做好地災監測工作；在危險性較大的地區編制治理方案，做好治理工程設計工作；從經濟、技術等各方面進行綜合評價，在治理費用較大、治理困難的地區進行搬遷撤離工作。

1.3環境地質問題的防治策略

隨著經濟的發展，大量的基礎設施建設造成了生態環境的破壞及自然災害頻繁發生。因此，環境地質問題的研究也備受人們的關注。當應對環境地質問題時，要勘查工程地段的環境地質情況，明確可能會引發的環境地質問題，再明確自然地質的作用，從而進行綜合性的分析。

2.解決水工環問題的新技術、新方法及其應用

2.1地理信息系統技術

地理信息作為一種特殊的信息，是經由地理數據加工而得。地理數據就是通過符號，將大自然中各種地理特點，以及出現的現象進行對應的聯系，具體就是使用數字、文字、圖像等形式，表達地理環境中各種要素的數量、質量和分布特點、規律的總稱。地理數據的內容，包含空間位置數據、特點數據和時域特點數據等?？臻g位置數據，主要是表達地理對象的位置，此處的位置既包含地理空間中的絕對位置（使用大地經緯度的坐標直接表示），還包括地理對象之間的相對位置（使用地理對象的相鄰對象、內部對象來表示）等；特點數據又稱為非空間數據，主要是表達地理要素的定性或定量指標，包括公路的規格、厚度、起點、長度等；時域特點數據，主要是表達采集地理數據或地理現象發生的時間點或時間段，其對環境模擬的分析準確性具有關鍵作用，也被地理信息系統研究學者愈加重視?？臻g位置、特點和時域特點，成為地理空間分析的基本三要素。

地理信息是地理數據中包含的內容，包含了地球表面具體位置的信息，也包含了地理實物的特點、狀態等信息。地理信息作為一種特殊信息類型，除了具有普通信息的特征外，還具有區域性、空間性和動態性的特征。

2.2遙感技術

遙感技術就是與目標間隔很遠的距離，通過感知其反射或自身輻射出的電磁波、可見光、紅外線等信息，就能感知和識別目標的技術。比如，遙感衛星、無人機攝像就是典型的遙感技術。遙感技術的實現，與終端傳輸設備、衛星的數量都密切相關。傳輸設備將遙感設備取得的信息通過衛星等遠距離平臺，直接傳送回地面的終端設備；當終端設備接收到信息后，再經過信息處理設備（彩色、圖像判讀儀、圖像處理器等），形成直觀、有效的圖片數字信息。遙感技術的出現，使其在水文地質、工程地質、環境地質等學科的研究中，充分發揮了其容量大、快速、宏觀、簡單以及檢測動態信息的優勢；因此，在實際研究中，被應用于勘查、選址、評價、災害調查、環境預判等工作中。

遙感技術是通過衛星、航天器、飛行器等設備收集地表目標的地磁輻射信息，從而判定地球環境和資源的技術。早在20世紀60年代，出現了航空攝影和判讀技術。隨著技術的創新發展、航天事業的發展，逐步形成了遙感技術這項綜合感測技術。任何事物都有電磁波反射或輻射，并且特點不同。依據這種屬性特點，遙感技術就是將遙感器安裝在飛行器上，感知和記錄地表目標的地磁輻射特征，為終端設備識別和判定提供一手資料。經過延伸，高空氣球、飛機、航天器都可以作為遙感設備載體。因此，實現遙感目標的整套儀器設備統稱為遙感系統。不同的遙感設備載體可以到達不同的高度，對不同范圍進行快速和多普段的感測；同時還能實現周期性的感測，得到系統、完整、大量的信息。所以，遙感技術被廣泛應用于國民經濟和軍事領域，包括氣象觀測、資源探測、地圖測繪、軍事偵察等。

2.3物探技術

地球物理勘探是根據物理現象，對地質本體或構造做出解釋推斷的結果。所以，地球物理勘測是一種間接勘探方法，也是根據觀測的地球物理場或得到的測量數據，反推物源體的過程。在反推過程中，一般會得到多種結果，所以地球物理勘探也會面對多解性的情況。為了得到更加準確有效的解釋結果，一般會采用多種勘探方法相結合的方式，經過對比研究，再與地理勘查和理論數據相結合，進行綜合性地分析和判斷。我們賴以生存的地球，表層是地殼層結構為巖石，而油氣資源就隱藏在其中的巖石中，深度高達數千米，無法直接感知到。所以，在探測油氣時必須要清楚地下巖石圈的情況。如何清楚地下巖石圈的情況就要從巖石的物理性質說起。巖石物理性質就是巖石的導電性、磁性、密度等特性，地下巖石類型和情況不同，巖石的物理性質也會出現改變。每種物理性質都會表現出一種甚至幾種物理現象，比如，導電性不同的巖石，面對同樣的電壓卻會產生不同的電流分布；磁性不同的巖石，產生的磁力大小不一；密度存在差異的巖石，也會引發重力的不同等等。應用現代技術，可以準確記錄以上物理現象的變化情況，從而了解地下巖石的分布情況和巖石性質，最終實現勘測油氣的目標。我們就以巖石物理性質的變化為基礎，用物理方法進行油氣勘探，這種技術稱為地球物理勘探技術，簡稱物探技術。

在地球物理勘探技術中，常用的巖石物理性質包括密度、磁導率、電導率、彈性、熱導率、放射性，相應的勘探技術為重力勘探、磁法勘探、電法勘探、地震勘探、地溫法勘探、核法勘探。地球物理勘探技術在分類過程中，依據不同，產生的分類結果和名稱也相差甚遠。根據測量所處的位置以及勘探的區域不同，又可分為：地表地球物理勘探、航空地球物理勘探、海洋地球物理勘探、鉆孔地球物理勘探等；根據研究對象的不同，還可劃分為：金屬地球物理勘探、石油地球物理勘探、煤田地球物理勘探、水文地質地球物理勘探、工程地質地球物理勘探和深部地質地球物理勘探等。

2.4水文地質勘查工作

2.4.1水文地質測繪。以地下水為對象，針對其本身和相關的地質現象進行觀測和繪圖。在具體工作中，主要包括采集相關信息，布置觀測點和實地觀測，測量井、泉等地下水在地表的流量和水質情況，查明地下水的形成、分布和巖土的水容量，探尋地下水富水地段。應用遙感技術，通過遙感采集信息，配合水文地質測繪技巧，可以提升測繪的效率和質量，成為高效快捷的測繪方法。

2.4.2地球物理勘探。地球物理勘探方法主要用于尋找地下水，準確定位含水層，判別咸水體還是淡水體等。在實際水文地質勘探工作中，經常使用的地面物探方法包括電測深法、電剖面法、自然電場法、淺層地震法、α-徑跡法等。重要的鉆井地球物理方法中，常用的有電測井法、放射性測井法等。物探方法操作簡單、成本較低，經常與水文地質鉆探和試驗聯合應用。通過物探方法尋找鉆孔和抽水試驗點，極大提升了工作效率。

2.4.3水文地質鉆探。鉆探就是為了明確含水層的位置和分布，從而掌握地下水的存在條件。通過應用鉆探方法進行抽水和其他水文地質試驗，對獲得的數據須詳細準確記錄。水文地質鉆探和其他礦產鉆探的要求不同，需要使用較大的孔徑，成孔之后還需洗井，否則獲得的水文地質數據與實際情況差距甚遠。

2.4.4水文地質試驗。水文地質試驗主要是計算各種數據，為地下水資源評價或礦山涌水量計算等工作提供主要的數據資料；經常應用的試驗方法包括抽水、壓水、注水和彌散試驗等，其中抽水試驗應用最為廣泛。

2.4.5地下水動態觀測。地下水動態觀測是通過科學規劃，在設置鉆探和水文地質試驗時，預留部分鉆孔用于長期觀測；定期對地下水的水位、水質和水溫進行試驗、檢測和記錄，為以后長期評定水文地質提供信息、準確的資料。為了保證地下水動態觀測的數據準確和參考價值，一般要求觀測1個水文年以上，觀測時間越長發揮的價值越大。

2.4.6實驗室分析。在進行水文地質勘查時，要選取水樣、巖樣或土樣帶到實驗室進行水質、粒度分析。

2.4.7編制水文地質報告和圖件。報告和圖件是水文地質勘查成果兩種重要呈現形式。報告主要是問題的解決方法和反應實際情況的水文地質文件，圖件主要是各種水文地質圖。由于每次勘查的目的和要求不同，繪制和產生的圖件數量、內容都有所差異。實際工作中常見的圖件，包括綜合水文地質圖、地下水等水位線圖、巖石含水性圖、水化學圖、地下水埋深圖、地下水污染程度圖、水文地質參數分區圖等。

3.結論

綜上所述，在社會經濟持續發展的基礎上，重視對環境的保護是當前迫在眉睫的任務。在發展的同時做好生態環境的保護工作，經濟發展與生態保護同步協調發展。在水工環地質研究工作中，提出切實可行的防治措施及防治對策，保護好生態環境。

參考文獻：

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