水工環地質災害的問題與防治對策分析

[摘要]本文將圍繞水工環地質災害的問題與防治對策進行分析討論，降低現代化建設對周邊環境造成的影響與破壞，避免水土流失現象的反復發生，進一步提高生態環境的保護效率與質量，減少水工環地質災害的形成幾率，使人民的生命財產安全得到保障，實現經濟社會的高速發展與建設。

[關鍵詞]水工環；地震；生態環境；勘察與探測

我國在生態環境保護與生態文明建設方面投入了大量資金與資源，通過規劃良好的治理計劃，進一步推動了水工環地質工作的開展與實施，在促進社會經濟提升的同時，也有效改善了人們的生活水平。為了維持社會的可持續發展，確保水工環地質災害不會影響人們的正常生活，應對水工環地質災害的相關問題進行明確與掌握，以此保證后續提出的防治對策更具有針對性。

1.水工環地質災害的問題分析

1.1地震

地震是指地殼釋放大量能量引發地質振動，并產生地震波的地質災害現象，其影響范圍較廣，破壞程度極強，在發生過程中往往會造成嚴重的人員傷亡，并伴有火災、毒氣泄漏、放射性物質擴散等不良狀況。圖1即是地震破壞現場。

1.1.1自然因素

地震發生的自然因素在于，因火山作用或是地下巖洞塌陷、破裂，造成板塊之間不斷發生擠壓與碰撞，導致板塊邊緣位置與板塊內部不斷形成破裂與交錯，從而引發地震現象。并且根據科學調查顯示，地震的可預測性較低，許多所謂成功的預測案例，大多只是巧合，因此想要徹底提高地震的防治效率，還需從提高建筑抗震等級方面著手。

1.1.2人為因素

地震發生的人為因素主要表現為：由于水庫蓄水或是油田注水等活動產生的誘發地震，此類地震通常發生在特定的水庫庫區以及油田地區；因地下核爆炸以及炸藥爆破引發的地面震動，導致地殼壓力劇增，此類地震是由人為活動所引發。

1.2滑坡

滑坡主要是指斜坡上的土體受地下水活動、雨水侵蝕、河流沖刷的影響，并在重力的作用下，從斜坡的軟弱面或以整體方式，或分散方式完成向下滑動。滑坡災害對工農業生產以及人民生命安全所造成的影響巨大，由于滑坡本身大多發生在鄉村，因此對農田、林木、道路以及水電設施的破壞較大。

1.2.1自然因素

滑坡災害的自然因素表現為以下幾種：一，地質因素，通常來說巖土體是最容易引發滑坡災害現象的物質基礎，由于其結構較為松散，抗剪強度較低，抗風化能力也難以達到相應的安全標準，容易在水的作用下，發生性質上的改變；二，水文地質條件，地下水活動是滑坡形成的主要因素之一，能夠軟化滑帶、降低土體強度，產生的動水壓力以及孔隙水壓力也會對透水壓層產生一定程度的浮托力，進一步降低了巖土的力學強度，以此提高了滑坡災害的形成幾率。

1.2.2人為因素

大多表現為人類違背自然規律，過度進行資源開采與工程建設，比如修建公路、依山建房等，使坡體下層失去用以支撐的基點。同時相關蓄水、排水工程，也會造成大量工業用水與廢水流入坡體，提高孔隙水壓力，提升坡體容重，使斜坡無法支撐較高的重量，在失去平衡后使大量巖土體沿軟弱面滑落。圖2即為滑坡災害造成的破壞。

1.3坍塌

坍塌災害主要是指陡坡上的巖土體脫離母體，滾動、堆積在坡道的地質現象，該災害對鐵路、公路的危害極大，甚至出現過使整個居民點毀壞的狀況。同時坍塌不但會破壞建筑物造成大量的經濟損失，還會使交通中斷，影響運輸的正常開展，有些坍塌事故還會堵塞河流，使上游農田與建筑物被淹沒，使部分區域出現急湍。

1.3.1自然因素

塌陷的形成原因大多體現為地質構造以及地形地貌，如果陡坡內的裂縫與坡體的延伸方向保持一致并接近于平行，會進一步促使凹形陡坡的形成，使坍塌的形成幾率大大提高，并且坡體本身的穩定性較差，容易受惡劣天氣影響，比如暴雨、暴雪等，

1.3.2人為因素

塌陷危害的人為因素表現為受不合理的人為活動干擾，例如地下采空、開坡挖角等，都會促進坍塌現象的形成。

1.4泥石流

泥石流是指在地形相對險峻的區域，受自然災害影響，導致山體滑坡并攜帶大量石塊與泥沙的洪流，具有突然性、洪流流速快、物質容量大、破壞力強的特點。泥石流的主要危害在于對鄉村、工廠、礦山的毀壞，影響農作物種植區域、林木、耕地等場地的正常使用，如果災害現象較為嚴重，甚至會淤塞河道，阻礙航運的正常運行。

其誘發因素大多可歸結為自然因素，自然原因大多體現為巖石的風化，在風化過程中大量的氧氣與二氧化碳會對巖石產生分解作用，同時空氣中的酸性物質同樣會降低巖石的強度與穩定性，從而引發土壤層增厚與松動現象。

1.5地面塌陷

地面塌陷的產生原因在于地表土體出現結構變化，使地表局部出現坍塌現象，該地質災害大多發生在巖溶地區，由于工程建設本身會使用大量砂石，導致山體結構的穩定性受到大幅度降低，再加上地下水的過度開采，使地下水大量流失，進一步加劇了地面塌陷。

1.6地裂縫

1.6.1自然因素

地裂縫的形成大多因為地下水位驟降，并在雨水沖刷的作用下，使地裂縫現象呈蔓延的趨勢發展。許多地區的地裂縫通常都與煤礦有聯系，比如采礦區應力失衡，并在自身重力、巖石重力的影響下，使巖層抗拉極限低于巖層內部應力，出現巖層移動，導致地裂縫現象的產生。

1.6.2人為因素

人為不當的開采工作會使地下水位下降，松散土質的差異性不斷提升，使地質承載力遠低于安全標準，嚴重影響周邊居民的正常生活。

2.水工環地質災害的主要防治對策

2.1地震災害的防治對策

一方面防治人員需要加強對地震的預知，提高地震災害的監測效率，收集有關地震前兆的信息與數據，比如地震來臨前通常伴有地面形狀的變化、重力場的改變以及地下水水位的反常變化。同時工作人員要運用地電觀測、地磁測量、重力觀測以及地下水動態觀測等方法，進一步明確區域內地震的時空分布與特征，掌握地殼應力的變化趨勢，從中提取有效信息與可用數據，以此做好針對性的防范工作，降低地震災害造成的影響與破壞。另一方面要加強預防應急，第一，要完成設防工作，要預先制定抗震要求，開展地震安全評價，并依照抗震設計規范完成施工工程。第二，進行房屋加固，為了減少地震波對房屋的侵害，需要及時加固老舊房屋，修補墻體上的裂縫，并對已經出現風化的土墻進行抹面，確保在大雨來臨時不會在房屋周邊出現積水[1]。第三，要加強土木工程建設，以某地方建筑工程為例，通過將地基設立為兩個獨立的箱基，以框架剪力墻作為主要結構，進一步改造了X向與Y向主要柱網的尺寸，使填充墻體的內部結構活荷載與承載能力得到進一步提升，以此更好的抵御地震災害的侵襲。

2.2滑坡災害的防治對策

滑坡災害的防治可從經以兩點進行分析：防治措施主要以預防為主，一方面要消除水資源對邊坡的不利影響，防止地表水流入滑坡區，通過在滑坡邊界建設截水溝、在滑坡區內部打造排水溝，實現孔隙水壓力的降低與動水壓力的調節，避免出現巖土體軟化情況，同時要在覆蓋層種植人造植被，用以防止地表水下滲，更好地完成地下水排除。另一方面要強化巖土力學強度，通過削坡減載、修筑擋土墻、固結灌漿、鑲補勾縫等方法，進一步提升邊坡的穩定性，實現對巖體的有效支擋，使巖土體的強度得以大幅度提升；工程措施，以我國某地方水庫開展的土木工程建設為例，為了切實改善地質環境，增強坡體對自然因素的抵御效果，施工人員進一步開展了引泉工程，用以攔截滑坡區外的地表水，并確保雨水能夠盡快排出。同時在滑坡區還開展了相應綠化工作，使地下水能夠從接近水平的切斜孔群流出。此外施工人員還使用爆破灌漿法對滑坡進行了相應的整治工作，使滑動帶的土石質量得以有效改善，能夠提高巖土體的防滑性能，達到高效治理的目的。

2.3坍塌災害的防治對策

坍塌的防治措施主要分為兩方面，一方面是以控制措施為主，要求盡可能降低人為因素對地質、地勢的破壞與變更。比如在進行地下水開采時需要科學、合理的把控地下水位；在疏干排水的過程中需要對可能出現坍塌的區域預先進行注漿護理，進一步提高巖土體的抗剪強度與抗拉應力，避免在外力作用下出現土質松散；在實現松散土層的排水工作時，需要優先控制好井的抽水量，不可造成水資源的一次性大量抽取，防止孔洞狀況的產生；在地道進行地下水開采時，不可將水位降低到巖溶體以下。另一方面是以工程措施為主，包括：回填，是指利用渣石對地面存在的坑、塌陷部分進行填平夯實；封堵，利用截水墻封堵地下水流，而對于因地表水引發的坍塌，則需借助建筑堤壩或圍堰進行隔離，防止坍塌現象的進一步擴散；加固，是指使用樁支撐完成加固處理[2]。

2.4泥石流災害的防治對策

第一，要加強泥石流險情預報工作，首先要在事故高發的泥石流路段進行定點觀測，明確泥石流的形成條件以及運動參數，獲取其相關特征與激發因素，并進一步加強水位預報工作，一旦降水量超過350mm，便需要發出危險警報。其次要計算泥石流出現時對土地造成的壓力，其主要計算公式為：

PT=PS+PD

其中PT表示泥石流對受害地區的地面壓力，PS則代表泥石流產生的靜壓力，PD表示泥石流產生的動壓力，以上單位均為N/M2。而動壓力的計算公式為：

PS=RCH

其中RC代表泥石流流體容重，H代表泥石流流體距離。靜壓力的計算公式為：

PD=RCUC/2G

其中UC為泥石流流體移速，G代表重力加速度。通過以上三個公式便可在泥石流發生前，預先推算出災害可能發生的范圍與具體規模，確保相應預防措施更具有針對性，能夠為后續決策提供強有力的數據支持。第二，開展預防工程，具體措施可細分為：跨越工程，即是修建橋梁，使泥石流在其下方完成排泄，目的在于保障交通安全，實現公路交通順暢；防護工程，通過構建防護建筑，抵御泥石流對主體建筑的侵蝕與沖擊，借助擋墻、護坡，保證河流線路不會出現堵塞狀況；攔擋工程，用于控制泥石流固體物質、削弱泥石流流量，通過攔閘壩、截洪工程，避免預埋現象的產生[3]。

2.5地面塌陷災害的防治對策

首先在地面塌陷發生前，需要合理規劃建設布局，完成河流的改道引流，通過修筑防洪堤壩，實現地下水的有效控制，防止涌水現象的產生，同時要充分利用信息化技術、智能監測系統，借助監測網完成地面結構變化的全方位監控，并進一步完成相應信息的收集與分析，盡可能從源頭上防止地面塌陷災害的形成。其次，當出現地面塌陷時，需要盡快完成河槽防滲、塌洞回調等工作，確保災害現象得到及時治理，還要使用黏土、塊石對小坑進行填堵，而對于大面積的陷落則要鋪設大范圍的地面板，并采用平衡水壓力法以及旋噴樁加固法，實現地面結構穩定性的夯實與提升。最后，工作人員要開展地面陷落的風險評估工作，明確災害的臨界條件，強化周邊居民的防范意識，建立科學的防災體系，避免地面塌陷攜帶的其他安全事故，危及人員的生命安全[4]。

2.6地裂縫災害的防治對策

地裂縫的防治對策需要以避讓作為主要治理原則，在實際過程中，需要進一步強化調查效率與測試質量，進一步明確建筑與地裂縫之間的安全距離。而對于地裂縫對建筑物造成的破壞，則可采用加固法、地基處理法，削弱地裂縫對建筑穩定性造成的沖擊。同時施工人員要不斷強化流域的布設與規劃，對事故頻發區域增強巡查力度，及時發現出現的陷落痕跡，并采取針對性的措施進行修復與管理。對于已經存在的地裂縫則需盡快完成回填工作，并做好相應防水措施，防止地裂縫反復產生。通常來說，若地裂縫的直徑較小，可使用泥漿多次灌注的方式進行修補。若地裂縫直徑較大，則需借助坯磚回填的方法，并開展防水保濕工程，避免膨脹土地裂縫的形成，通過地基處理工程，更好地保障土地結構穩定。

結論

綜上所述，通過對水工環地質災害的問題進行分析討論，提出有關地震、滑坡、坍塌、泥石流、地面塌陷、地裂縫等災害的防治對策，以此減少水工環地質災害對居民生活產生的影響，切實保護人們的生命安全，確保自然資源的合理開采與運用，最大程度地降低經濟財產損失。

[參考文獻]

[1]王建新.水工環地質勘察及遙感技術在地質工作中的應用[J].世界有色金屬，2021（13）：212-213.

[2]孫克翠.水工環地質勘察及遙感技術在地質工作中的應用[J].世界有色金屬，2021（12）：212-213.

[3]張永雙，郭長寶，李向全.川藏鐵路廊道關鍵水工環地質問題：現狀與發展方向[J].水文地質工程地質，2021，48（05）：1-12.

[4]李騁.水工環地質勘探在礦產勘查中的重要性分析[J].中國金屬通報，2021（06）：126-127.