水文工程地質與環境地質的地質構造研究

楊樂霖

河北省水文工程地質勘查院 河北 石家莊 050000

水文工程地質、環境地質方面的研究主要是對地質的結構進行探索，將其地質結構、形態進行深入的挖掘研究，從而使相關地質中的礦石資源更好的服務于國家的工程建設當中，為國家的基礎工程建設事業起到推動的作用，因此水文工程地質和環境地質的研究工作在國家的經濟建設發展中起到了重要的推進作用[1]。我國目前的經濟態勢是處于飛速發展的階段，國家在不斷的加大基礎項目工程建設的投資力度，同時也對各基礎工程建設的施工等方面進行了創新和探索，以求國家的建設工程能夠以高效、科學合理的方式進行。而水文工程地質和環境地質的研究工作，就是在滿足國家基本工程建設的基礎上，更要進行創新和發展，提高地質勘查水平，為國家挖掘出更多有益的地質資源，更深入的應用到國家工程項目中，以滿足國家未來發展的更高要求。這就要求我國的水文工程地質勘查工作和環境地質勘查工作要進行不斷的探索和創新，多吸收國內外先進的理論和實踐知識，提高勘查水平。

1 水文地質、工程地質與環境地質的研究

1.1 水文地質

在地質學科中的水文地質分支學科，主要的研究主要是對自然界中的地下水的運動趨勢及自然變化規律等進行探索。水文地質的地質構造研究工作的詳細內容主要包含：自然界中地下水的分布情況，其形成的規律，自然界中某區域內地下水的物理特性和其中的化學成分含量，礦特質含量等，同時還包括相關區域的地下水資源的勘查統計，區域內水資源的利用情況，并根據情況進行合理化利用建議，地下水的分布和形成規律,地下水的物理性質和化學成分,地下水資源及其合理利用[2]。相關區域內的地下方的水質是否對該區域的基礎工程建設有什么不利的影響，一旦有影響如何根據實際的工程項目和水質特點進行解決。當今社會隨著我國科學技術的不斷發展，同時國家的基礎工程建設需求的提高，在水文地質方面的研究工作又進行了細分，以便更好的展開研究和進行深入的探索。水文地質方面的研究工作又分為區域性水文地質學、地下水動力研究、礦床水文地質研究、土供水水文地質研究、水文地球化研究、土壤改良水文地質研究等分支的研究性學科。同時隨著近年來的各項研技術和研究成果的突破性進展，水文地質學科與地熱、地震、環境地質方面的研究工作進行了相互的融合和滲透，又形成了更豐富的水文地質新學科和較多的新領域的研究。

1.2 工程地質

相較于理論性較強的水文地質而言，工程地質是一種實用性較強的地質學科，對工程地質的研究工作主要是在其應用原理之上的研究，從而為工程的應用服務提供有利的理論基礎。工程地質學科主要的研究內容涉及地質災害，巖石的形成和參數，巖體的穩固性和地震方面等。對工程地質的深入研究得出的成果可以為工程的規劃、勘察工作、設計階段、具體的施工規劃和后期的維護等各個階段提供有利的參考價值。對工程地質的地質結構進行充分的研究，主要的目的就是為基礎工程建設的施工環境的勘察提供有利的評價標準，檢測部他區域地質的結構對工程的施工有無影響，符不符合施工條件，同時對工程的施工過程進行相關的地質評價，對各項地質數據進行綜合的勘查，并通過數據進行分析和預測，該地區的地質在工程建設的過程中，受到外力的干擾，地質結構條件是否會產生變化，為工程篩選最優質的施工場地。一旦地質結構的數據不符合項目施工的要求時，就要及時進行解決并出具解決方案，從而有效保障工程設計的合理性，同時為工程的具體施工質量和順利進行提供科學合理的數據參考。

1.3 環境地質

相較于水文地質學科而言，環境地質學科概念的提出較晚，是在二十世界中后期，很多自然災害的發生，如山體滑坡、泥石流等，人們在應對和解決這些自然災害的過程中，提出環境地質這處重要的地質概念。環境地質的結構地質研究工作主要是對人類活動與自然界的一些自然現象進行勘查和對比，同時研究人類活動給自然界帶來的影響和影響的范圍等等。環境地質的研究工作，對我國經濟建設中很多重要的舉措的實施有著密切的聯系，它對重點區域的經濟建設、公路、橋梁等工程建設方面的規劃都起著重要的作用，在進得重大的建設項目前都要進行科學合理的環境地質勘查工作，通過勘查工作得出的科學數據，可以有效的降低環境地質對國家經濟建設發展中一些重大的建設規劃造成的負面影響，同時有效的規避環境地質對建設項目施工的破壞，同時還可以有效的避免地質災害為人們的生產生活帶來的嚴重影響。因此環境地質的研究工作是對國家和人民生命財產安全的重要保障手段之一[3]。

2 環境地質相關分析

2.1 環境地質問題內容概述

環境地質的地質問題有涉及很多方面：自然界中的各種環境地質災害，如地面凹陷、地面裂縫、地面下沉、山體滑坡、巖石崩塌、山體崩塌、泥石流、水庫淤積、河堤塌巖、湖水鹽堿化、沼澤化、水土地流失、自然界地表、地下水枯竭等；通過對這些環境地質問題的研究工作，采取一系列相關的措施可以有效的為國家的環境地質災害進行有效的預防。國家在地行環境地質問題研究的過程中，主要針對地質問題形成的客觀條件、問題的原因和地質問題的發生機制、其發展的規律、對人們生產生活帶來的影響等進行充分的研究，同時通過研究的數據進行分析，并制定有效的預防措施。同時在進行環境地質問題的研究過程中，還包含一些人為對環境地質進行破壞的研究工作，如在進行項目工程施工的過程中，一些施工操作如修建渠道、建設公路、隧道等過程中，對周邊的天然穩定的地質環境進行了破壞，就會引發一些山體滑坡、巖石崩塌等環境地質現象;如在進行橋梁、房屋建筑施工過程中對地基、周邊的坡度進行沙土石的挖掘和開采的過程中，就會對開采現場原有的地質地貌進行了破壞，同時也會對植被造成破壞;人們在生產生活中對該區域的地下水進行長期的超標采用，從而引發地下水位下降，嚴重的會造成地面下沉。不僅嚴重影響了該區域水力學的條件發生了改變，同時也有可能會導至該區域的建設物造成下沉，嚴重影響人們的生命財產安全，沿海地區還有可能會致使相關海域的海水入侵地下水系統，地下水的水質發生改變；如在進行水利項目施工過程中，不進行科學合理的施工方案設計，有可能會對周邊的堤壩造成破壞，造成決堤、潰壩等嚴重的環境地質災害；有些地區的環境地質問題較來嚴重，如水庫堤岸或水庫沉沒有可能會誘發地震災害，給國家和人民的生命財產安全帶來嚴重的影響，這些都是環境地質災害的研究工作內容，都對人們的生產生活有著重要的影響，因此國家一定要提高對地質勘測技術的研究力度，從而保障人們的生命財產安全。

2.2 礦井開采對地下水造成的影響

（1）礦井開采污水排放給水質帶來的污染

技術人員對礦井中的水產進行抽檢測試，結果發現其數據與國家水質標準數據對比差異十分大，水質的硬度嚴重超標，同時其它各項數據相差也十分大，因此礦井中的污水排放將會為周邊環境的水質帶來嚴重的污染[4]。受污水影響最大的首先就是分布在礦井周邊的地下水淺水層，然后污水的排放還會對周邊的農作物生長造成嚴重的影響。因此國家要提高對礦井污水排放的監管力度，確保礦井在進行污水排放時達到國家的排放標準。

（2）礦山排水對周邊水位結構的影響

礦山在進行開采過程中的排水能力漸漸提高。一旦礦山的所在區域的地下水位低于120米時，在礦井的周邊的水位形態結構就會形成一個漏斗，致使周邊大量地下水流向礦井區，與此周時礦井周邊的地下水水位會對應降低，因此會導致周邊居民生活飲用的自備水或自來水廠受到水位下降的嚴重影響，經常出現斷水的情況，給人們正常的生產生活都帶來了極大的不便。

（3）含水層為開采工作帶來的影響

礦產資源在進行開采的過程中，礦井的開采施工勘查對礦井的生產安全有著重要的影響，尤其是地下水的含水層的充分勘查，對礦井的施工安全有著重要的影響，礦井內的地下水有高壓的特性，并且地下含水量較為豐富，一旦在開采的過程中觸及到地下水位的點，就會發生礦井冒水等危險，對礦井內的生產安全造成了極大的危害。

（4）針對礦井地下水問題采取的相關措施

①礦產資源進行開采工作前要對該區域及周邊進行詳盡的地質勘查，尤其是地下水位的勘查工作一定要深入。②加強礦井周邊山體坡度的治理工作，對周邊山體坡度進行及時的監測，并進行嚴格的固定支護，以提高對礦井周邊山體的治理工作。③對礦井的地下水位及水量進放實時的觀察和檢測，防止因地下水位和水量問題造成的礦井地面覺降問題。④針對礦井內的地質進行有效的勘查，并根據礦井的實際施工情況進行監測和研究，必要時采取避讓施工，以提高礦井內施工的安全性。

3 水文工程地質構造分析

3.1 區域內水文工程地質條件分析

一般來說，相關區域的地質特性、結構、該區域的氣候條件和相關地形地貌是影響地下水分布情況的重要參考依據。如國家在進行礦區開采建設的過程中，遇到海拔較低的山區，其海拔高度在1200-1650米左右，而且當地的山勢比較險峻。以規劃礦區區域為軸其靠北方位有一條比較大的沖溝，靠南地區還有有較多的發展期的小的沖溝，且沖溝的形態都不同[5]。同時該地區的氣候條件比較干燥，通常會有大風天氣，降雨的過程中量比較大而且降雨區域比較集中。這個時候考慮到地下水的獲取渠道并不是靠大自然的降水。通常相較于平原地區或地勢較為低的區域，大自然的降雨才能夠有效的滲入到地下匯聚成地下水資源。這就說明該規劃礦區內的水資源系統相對比較匱乏，周邊的河床都已經出現干涸，只有遇到特大降雨造成洪水的情況，地表的水源才能夠融合到沖溝當中。

3.2 含水層與隔水層的分析

國家在礦井規劃設計過的勘查中發現，其水質地質結構的特點主要為第四松散巖石類的縫隙水資源和基礎巖層的裂縫水資源。而在規劃礦區的巖石體和山脈中，有隔水層分布。且在此地區，其巖石體和巖石形成的體系結構脈絡都比較完成，沒有勘查到出現裂縫的情況，該區域中的巖體和巖脈結構都比較完整，沒有出現裂隙發育的跡象，因此形成了較完整的隔水層。而且通過勘查，此區域地勢相對于比較低的地方，還有透水層存在，但是透水層中并沒有含水，而且在此透水層桔構中，第四系殘坡導致的積層形成了較為松散的部分。

3.3 地下水的補給、徑流與排泄

通過各項地質勘查表明，該區域內的地下水供給不能靠區域內的地表水資源，所以該區域的地下水供給主要是取自地下水中的徑流部分和大自然的降水。因為此區域內存在隔水層，通過對巖石性能及周邊地形地貌的研究等表明地下水的供給會受到不同程度的影響，因此對徑流供給地下水的條件要進行區別設置。在該地區，對于地下水的供給來講，比較重要的來源是該區域的山地地區，因此此區域的巖石都是長期暴露在外面的，腐蝕風化的現象比較嚴重，部分巖石已經產生破裂等情況的發生，水分能夠通過巖石的縫隙進行行滲透。由于巖脈的阻斷，這個地區的地形進行了比較嚴重的切割，導至地表的植被覆蓋比較少，同時降雨的類型為少次多量，大多數的降水在地表進行停留之外，只有少量的雨水滲入到地下，長年的干旱也會導致降水很快揮發，所以這個地區的排泄方式是揮發排泄。

3.4 水文工程地質中礦區位置

礦區所處的位置規劃中，對其位置的設定是一個地勢相對較低的山區，該地區的南部和北部地勢都比較低，而中部的地勢比較高，該地區海拔最低的部分是位于西南部的沼溝，海拔的最高點是在中部山區，這就造成了該地區的地勢起伏的程度大。因此在對礦區的位置進行設置時就要充分考慮供給地下水區域和徑流地下水供給區域的集中連接位置。

4 地質勘查技術的科技化

科學技術的不斷發展和在各行業內的深入應用，為人們的生產生活、國家的經濟發展都起到了積極的作用，而在水文工程地質研究和環境地質研究的工作中，國家也對其技術的發展方向提出了具體的要求，就是對水文工程地質和環境地質的結構研究工作進行科技化和現代化的方向發展，對于這種理念的提出一方面是我國處理大力發展階段，各方面的工程建設都需要水文工程地質和環境地質研究工作提供重要的基礎，國家和政府有關部門要對地質問題進行深入的探索和研究，創新科技手段，對水文工程地質和環境地質進行充分的監測，以便其為國家的發展提供有利的基礎。另外一方面近年來多學科的理論基礎也向水文地質研究和環境地質研究領域進行了延伸，因此在多學科相互融合的過程中加強地質研究的科學性是進一步推進地質勘查工作應用性的必然趨勢。

5 結束語

文章以礦區的建設工作為例，對水文工程地質和環境地質的研究，進一步說明在水文工程地質和環境地質的勘查工作當中，對工程建設的應用是十分重要的。