水工環(huán)地質(zhì)勘查在地質(zhì)災(zāi)害治理中的應(yīng)用

[摘要]地質(zhì)災(zāi)害對(duì)人類社會(huì)的威脅是巨大的，如何有效推進(jìn)地質(zhì)災(zāi)害治理工作至關(guān)重要。水工環(huán)地質(zhì)勘查是地質(zhì)災(zāi)害治理中的主要內(nèi)容，本文以舉例的方式分析了水工環(huán)地質(zhì)勘查在地質(zhì)災(zāi)害治理中的應(yīng)用，認(rèn)為水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查不是孤立的，而是相互作用的，應(yīng)統(tǒng)籌考慮，才能獲得更加精確的巖土體參數(shù)，為編制治理方案提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。此外，地質(zhì)災(zāi)害治理的最終目的是消除災(zāi)害和美化環(huán)境，應(yīng)加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境方面的研究。

[關(guān)鍵詞]地質(zhì)災(zāi)害；水文地質(zhì)；工程地質(zhì)；環(huán)境地質(zhì)

地質(zhì)災(zāi)害是在自然或者人為因素下形成的對(duì)人類生命財(cái)產(chǎn)、生態(tài)環(huán)境等造成損失或者影響的地質(zhì)現(xiàn)象，包括地震、滑坡、泥石流、崩塌等。地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生在時(shí)間上和空間上具有明顯的分布規(guī)律，其成因既受控于自然環(huán)境，又與人類活動(dòng)密切相關(guān)[1]。因此，地質(zhì)災(zāi)害是可以通過科學(xué)方法進(jìn)行預(yù)測(cè)的。地質(zhì)災(zāi)害治理是有效消除災(zāi)害影響的主要途徑，因此災(zāi)害調(diào)查至關(guān)重要。水工環(huán)地質(zhì)勘查是地質(zhì)災(zāi)害治理調(diào)查中的重要組成部分，是地質(zhì)治理的基礎(chǔ)和依據(jù)，對(duì)地質(zhì)災(zāi)害治理效果影響明顯。基于此，本文結(jié)合自身工作經(jīng)歷，以舉例的方式分析水工環(huán)地質(zhì)勘查在地質(zhì)災(zāi)害治理中的應(yīng)用。

1.水文地質(zhì)調(diào)查在地質(zhì)災(zāi)害治理中的應(yīng)用

水文地質(zhì)調(diào)查在地質(zhì)災(zāi)害治理中具有重要的地位，這是由于地質(zhì)災(zāi)害是在內(nèi)部因素和外部因素的雙重作用下形成的。其中，內(nèi)部因素主要指的是地形地貌、坡體結(jié)構(gòu)、地層巖性、區(qū)域構(gòu)造等；外部因素主要指的是降水、地下水、地震、植被、風(fēng)化以及人類活動(dòng)等。水文地質(zhì)調(diào)查在地質(zhì)災(zāi)害治理中應(yīng)用的主要目的在于查明災(zāi)害區(qū)域的水文地質(zhì)條件，如降水因素等。在暴雨條件或者持續(xù)降雨條件下，由于地表水體的滲入作用加劇，導(dǎo)致對(duì)裂隙結(jié)構(gòu)面以及巖層層面起到明顯的軟化作用[2]。同時(shí)，伴隨著地表水體向深處滲入，導(dǎo)致坡體的自重明顯增大，同時(shí)由于不同巖層層面以及裂隙結(jié)構(gòu)面之間的軟化作用，使得巖層之間的固結(jié)力明顯降低，進(jìn)而誘發(fā)上覆巖層向坡角處滑動(dòng)，形成滑坡或者崩塌災(zāi)害。因此，水文地質(zhì)調(diào)查在地質(zhì)災(zāi)害治理中的應(yīng)用主要包括調(diào)查區(qū)地表水的富集規(guī)律（如補(bǔ)徑排條件等）、地下水的補(bǔ)徑排條件等，是水文地質(zhì)調(diào)查的重要內(nèi)容，一般通過地表路線調(diào)查、抽水試驗(yàn)、注水試驗(yàn)等方法實(shí)現(xiàn)。

如廣東省某地因持續(xù)強(qiáng)降雨導(dǎo)致居民聚集地邊部發(fā)生大量地表水下滲，進(jìn)而引起滑坡變形，形成了一系列密集的微細(xì)地裂縫（圖1a），并導(dǎo)致部分居民的墻體出現(xiàn)拉裂縫（圖1b）。因此，針對(duì)該災(zāi)害發(fā)生的誘因，對(duì)該區(qū)域的水文地質(zhì)條件進(jìn)行了調(diào)查，認(rèn)為居民居住區(qū)域的淺表巖土體結(jié)構(gòu)較松軟，極易受到地表水體的影響而發(fā)生不均衡沉降。基于上述調(diào)查事實(shí)，其治理方案可確定為：①圍繞居民居住地修建排水系統(tǒng)，將多余的地表水通過排水系統(tǒng)引至其他區(qū)域，如池塘等；②硬化居民居住地地面，通過降低地表水體入滲率的方式減少地表水的下滲。

此外，水條件是泥石流災(zāi)害形成的主要條件之一。因此，在泥石流災(zāi)害治理中需要解決的問題就是水的問題。如廣東省某地在暴雨天氣下導(dǎo)致陡坡坡面形成了4處坡面泥石流災(zāi)害，形成泥石流沖刷帶長(zhǎng)約200m（圖2），嚴(yán)重威脅著下方居民的安全生活。針對(duì)該類泥石流的治理方法主要有兩種方法：①將陡坡坡體中的殘坡積物清除，可有效解決泥石流的形成，但是該方法不僅工程量大，而且耗時(shí)長(zhǎng)，對(duì)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境造成影響；②在殘坡積物堆積區(qū)域修建排水系統(tǒng)，使得地表水體通過排水系統(tǒng)引至其他區(qū)域排泄，即消除泥石流形成的必備水動(dòng)力條件。

2.工程地質(zhì)調(diào)查在地質(zhì)災(zāi)害治理中的應(yīng)用

工程地質(zhì)調(diào)查在地質(zhì)災(zāi)害治理中占據(jù)重要的地位，主要原因在于工程地質(zhì)條件是誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的內(nèi)在因素，而水文地質(zhì)條件則以外在因素為主[3]。工程地質(zhì)調(diào)查主要包括內(nèi)容：①巖土體結(jié)構(gòu)，如巖土體的結(jié)構(gòu)面類型等，若巖體頂部發(fā)育各類結(jié)構(gòu)面（裂隙面、風(fēng)化面、巖層面等），不僅降低了巖體的強(qiáng)度，而且易在巖體傾向方向形成軟弱結(jié)構(gòu)面，在外在因素如降水等條件，容易形成滑坡；②巖性特征，若災(zāi)害區(qū)域巖石較硬，則容易形成陡邊坡，加之后期構(gòu)造、節(jié)理等影響，容易形成臨空的高陡邊坡，進(jìn)而在地表水作用下以及巖體自重等作用影響下，容易形成滑坡、崩塌等災(zāi)害。此外，工程地質(zhì)條件與水文地質(zhì)條件不是孤立的，而是相輔相成，相互作用的。因此，在地質(zhì)災(zāi)害治理中，應(yīng)統(tǒng)籌考慮工程地質(zhì)條件與水文地質(zhì)條件之間的相互作用關(guān)系，才能夠制定出合理的治理方案。

如位于廣東省南部的某金屬礦山，在開采區(qū)域的某坡面泥石流區(qū)發(fā)育三組構(gòu)造節(jié)理，其赤平投影圖見圖3。由圖3可知：三組構(gòu)造節(jié)理將該區(qū)域的巖體切割成塊體，裂隙組合交線均傾向坡外，且交線傾角與陡斜坡的地形坡角基本一致，說明陡斜坡巖體穩(wěn)定。但是，由于節(jié)理發(fā)育，導(dǎo)致節(jié)理面風(fēng)化嚴(yán)重，在陡坡區(qū)域形成了大量的殘坡積碎石，為坡面泥石流的形成提供了必備條件。針對(duì)該災(zāi)害的治理方案包括：①在溝底進(jìn)行“攔石墻+排導(dǎo)槽+坡面排水溝+植樹造林”；②搬遷避讓+斜坡綠化+修繕截（排）水溝。

3.環(huán)境地質(zhì)調(diào)查在地質(zhì)災(zāi)害治理中的應(yīng)用

地質(zhì)災(zāi)害不僅對(duì)人類生活造成了嚴(yán)重的影響，而且對(duì)災(zāi)害區(qū)域的生態(tài)環(huán)境影響較大，如形成大量的裸露基巖、泥石流沖刷帶、崩塌堆積體、河道擁堵以及堰塞湖等。因此，環(huán)境地質(zhì)調(diào)查是地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中不可缺少的部分。環(huán)境地質(zhì)調(diào)查在地質(zhì)災(zāi)害治理中的應(yīng)用主要包括以下幾個(gè)方面：①已經(jīng)發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害對(duì)災(zāi)害區(qū)域環(huán)境的影響，如是否存在大規(guī)模的裸露基巖、崩塌堆積體、泥石流沖刷帶、河道擁堵等現(xiàn)象，若存在上述問題，則需要根據(jù)受災(zāi)區(qū)域進(jìn)行生態(tài)環(huán)境治理研究；②可能發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害對(duì)災(zāi)害區(qū)域的影響。

如位于廣東省南部的某礦山在采礦活動(dòng)過程了形成了1處采坑（圖4a）和1處不穩(wěn)定邊坡（圖4b），嚴(yán)重地破壞了當(dāng)?shù)氐木坝^和生態(tài)環(huán)境。其中，采坑形成了長(zhǎng)約280m、高約12.3m的高陡邊坡，坡度大于45°，不僅破壞了地貌景觀，而且采坑活動(dòng)形成的高陡邊坡在強(qiáng)降雨條件容易產(chǎn)生崩塌、落石；不穩(wěn)定邊坡是采礦活動(dòng)引起的，主要為堆土形成，不僅壓占了大量的土地資源，其邊坡在降雨條件下容易垮塌，甚至形成泥石流。為了恢復(fù)該區(qū)域的生態(tài)環(huán)境，結(jié)合當(dāng)?shù)刂脖惶卣鳎浴熬G色礦山”建設(shè)為基本理念，制定了相應(yīng)的治理方案。

針對(duì)上文某礦山面臨的礦山生態(tài)環(huán)境問題，不僅影響了當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)系統(tǒng)，而且極易引起泥石流災(zāi)害。因此，根據(jù)空間分布制定了圖5的治理設(shè)計(jì)圖。由圖5可知：該治理方案不僅恢復(fù)了該區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)，而且有效地解決了該區(qū)域地表水嚴(yán)重浪費(fèi)的局面，在雨量較充足的季節(jié)能儲(chǔ)備雨水，防止出現(xiàn)內(nèi)澇；在干旱的季節(jié)可以用蓄水池中的水進(jìn)行灌溉。由此可知，在環(huán)境地質(zhì)調(diào)查的基礎(chǔ)上，針對(duì)具體存在的環(huán)境地質(zhì)問題，如植被破壞、地貌景觀破壞、水土流失以及土地資源壓占等現(xiàn)象，結(jié)合當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)特性，確定相應(yīng)的治理方案才是最經(jīng)濟(jì)的、也是最可行的。

4.結(jié)束語

綜上所述，地質(zhì)災(zāi)害治理是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查是地質(zhì)災(zāi)害治理方案編制的重要依據(jù)。同時(shí)，水工環(huán)地質(zhì)條件是相互作用的，在調(diào)查過程中不應(yīng)孤立地分析研究，應(yīng)該綜合考慮調(diào)查水文地質(zhì)條件、工程地質(zhì)條件等，如調(diào)查區(qū)的氣候條件、地下水的補(bǔ)徑排條件、巖土體的物理力學(xué)參數(shù)、環(huán)境地質(zhì)問題等，只有在綜合考慮的基礎(chǔ)上才能得出可靠的巖土工程參數(shù)，為進(jìn)一步治理方案編制提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。此外，地質(zhì)災(zāi)害治理的最終目的是消除災(zāi)害和美化環(huán)境，因此，在今后的災(zāi)害治理過程中，應(yīng)加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境方面的研究。

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