趙建宇,楊彩婷
(甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘察院,甘肅 張掖 734000)
由于我國地域廣闊,復雜的地質(zhì)狀況已成為我國地形的主要特征。一旦自然災害發(fā)生,會導致不同地形不同影響的地質(zhì)災害。根本上來說,水文地質(zhì)學研究的是巖石圈、水圈、大氣層、生物圈和人類活動相互作用下的地下水量和水質(zhì)的時空變化,以及如何利用這些規(guī)律來消除破壞并為人類服務。由于地下水不規(guī)則流動,水文地質(zhì)造成的大多數(shù)地質(zhì)災害都會對公民的產(chǎn)生和安全造成影響。為了防止地質(zhì)災害的不斷發(fā)生,本文討論了水文地質(zhì)因素對地質(zhì)災害的影響并提出了一些解決方法。
大家稱為水文地質(zhì)的環(huán)境一般是指在自然界中地下水的涌動和流動。地下水資源一般存儲在層腔中,也叫非飽和區(qū)域。一般來說,地下水具有三大特點:縫隙、孔洞和溶洞水。地下水也是農(nóng)業(yè)、工業(yè)、采礦和城市用水中的重要水資源和重要灌溉水源。然而,在某些情況下,地下水可能引起各種各樣的自然災害,主要是關(guān)于人們的過度和不當使用引起的。如果這種情況持續(xù)下去,很容易引起地下水泄漏的現(xiàn)象,一旦操作不當會引起大面積的泄漏。地下水會下漏成漏斗,并在地下水使用非常集中的地區(qū)引起沉降。在實際人們生活中,大部分的工業(yè)和生活污水都會流向地下。地下水的污染是必然的,地下水資源關(guān)乎到人們的生命健康,一定不能讓被污染的地下水混入到飲用地下水資源。
影響著砂土液化災難現(xiàn)象的主要因素是水文地質(zhì)因素。沙的液化意味著,由于振動,處于飽和狀態(tài)的松散粉末和細沙土結(jié)構(gòu)會立即被破壞,從而顯示出流體。同時,土壤中的孔隙狀水從下部的砂運動到上部的砂,最終形成砂土液化現(xiàn)象。例如,在沉積物的頂層顆粒相對稀疏的區(qū)域中,發(fā)生沙子流動性的現(xiàn)象,并且沙子上部的滲透性的影響進一步導致水的噴發(fā)和沙子的冒出。
由于水文地質(zhì)因素,巖溶土壤的塌陷也是主要的自然災害之一??λ固赝寥辣浪鸀暮Πl(fā)生條件通常很困難。巖性應包含可溶性巖石,這是巖溶土壤塌陷的主要基礎,應該有消除巖溶洞穴的空間,這些巖溶的存在給我們貢獻了優(yōu)質(zhì)的土壤。他們必要的空間條件之一是表面上必須有厚度一定的表面層,可以是巖石層或土壤層。巖溶地下水的水力條件特別輕易就能改變,在巖溶地下水相對較淺且高度圓形的地區(qū),水文地質(zhì)學對巖溶塌陷的影響最為明顯。巖溶地下水的動態(tài)條件容易改變,并導致地下水的不平衡運動,在該運動中地下水流會聚,導致廣泛的侵蝕。這股力量破壞了洞穴底部最初的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),并最終導致了喀斯特地貌的土壤災害。在喀斯特地區(qū),土壤崩塌災害的風險主要體現(xiàn)在以下幾個方面:就礦山而言,崩塌將為礦井注水提供傳輸渠道。嚴重威脅采礦。在某種程度上,地面塌陷會導致路基受損。在城市建筑物中,地面的跌落通常會導致建筑物,公共設施的損壞和交通線的干擾。對大壩的影響情況來看,地面塌陷導致大壩突然坍塌或漏水。同時,漏水經(jīng)常在下游居民區(qū)造成嚴重損失和經(jīng)濟損失。從耕種方面來看,農(nóng)作物被破壞,糧食產(chǎn)量減少,人為造成更大的損失,處理過的土壤落入下沉孔,導致處理面積的減少,并且在無法實現(xiàn)回填或不可行回填的區(qū)域中無法種植農(nóng)作物。
關(guān)聯(lián)到地面沉降發(fā)生的原因有許多,比如地震、水文地質(zhì)和人為因素,但是比起這些,水文因素才是造成地面沉降的主要原因。超量的使用地下水會降低地下水位,如果同時又無法及時補給,這很難平衡支出和補給量(沉降的主要原因)。 地面沉降對社會發(fā)展有著不良影響。當公路和鐵路等關(guān)鍵交通設施發(fā)生災難時,交通運營不僅會受到影響,而且嚴重危害交通路線上人民的生命安全。由于地下水位的變化,原始的地質(zhì)結(jié)構(gòu)因塌陷而會被破壞,恢復也變得非常困難。
地基類的基礎變形災難主要是由水文地質(zhì)因素對建筑物基礎的影響所致。 近年來,城市規(guī)模不斷擴大,建筑物數(shù)量逐年增加,在為建筑物建造地基時,最常見的地基問題之一是地基柔軟無法支撐地基以上部分,對于軟土的土壤來說,它的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差,承受水文地質(zhì)因素影響的能力一定,特別是軟土的結(jié)構(gòu)還具有一定量的觸變性的特征。
關(guān)鍵是原生的土壤易受振動的影響,很容易破壞原始的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),從而使其轉(zhuǎn)變?yōu)槿趸癄顟B(tài)。例如在建筑物的施工和地基施工過程中未正確固定土壤的軟土層,則在使用地基期間,地基很容易會受到水文地質(zhì)因素的影響,進而引起地基的偏移改變。當發(fā)生地基變化導致的災害時,建筑物的穩(wěn)定性將受到嚴重損害,一般為建筑物墻壁的裂縫。如果地基偏移嚴重,建筑物可能會倒塌,導致造成更多人員傷亡。水文地質(zhì)變化對地表結(jié)構(gòu)的影響會在地基變形期間造成災難。由于我國城市化的發(fā)展進程中,正在建造越來越多的建筑物。在建設項目期間,項目規(guī)模將增加。我國的基礎建設項目也在不斷增長。建筑地基中碰見最多最難處理的就是軟土問題。軟土的基本結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,對水文地質(zhì)變化的抵抗力非常一般,特別是軟土的結(jié)構(gòu)是觸變性的。一旦發(fā)生地震,土壤層對結(jié)構(gòu)變化非常敏感并會被削弱。 如果建筑的地基發(fā)生嚴重變形,將對建筑物的穩(wěn)定性造成毀滅打擊,這可能會反映在建筑物墻壁的裂縫、基礎變形和嚴重塌落中[1]。
更好地對植被進行保護。因為我國的植被覆蓋率比較高,折讓土壤表面可以得到更好的保護。當在雨水破壞了地面植被時,雨水很容易沖擊到地面,導致土壤表層土壤侵蝕,并破壞表層結(jié)構(gòu)。我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和工業(yè)生產(chǎn)的地下水不能直接排放到地面、田野或河流中。必須首先處理工業(yè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的廢水,然后再利用。隨著更多的廢水排放到地表,廢水可能會逐漸流向地面,并且廢水的長期滲透會破壞地下水循環(huán)系統(tǒng),從而揭示水文地質(zhì)在該領(lǐng)域發(fā)生重大變化。行動實施科學規(guī)劃和嚴格檢測。建設大型項目需要科學的教育和監(jiān)督,應該進行有效的計劃。避免在惡劣的條件下建設大型項目,因為大型項目可能會造成水文地質(zhì)損害。對此,我們應該立刻停止有關(guān)于可影響水文地質(zhì)變化的項目,并對正在進行的項目進行全面評估。
在發(fā)生地質(zhì)災害的時刻,我國的救援水平要不斷提升。在地質(zhì)救災中,我國人民解放軍、武警、士兵和消防員應發(fā)揮我們的一切可用力量,并盡最大努力開展災害救援行動。另外,請務必準備專業(yè)設備、通訊設備和運輸設備。必須定期開展地質(zhì)災害救災演習和培訓,不斷提升我國的應變能力和應對地質(zhì)災害的能力。還應注意能夠在基層應對和管理地質(zhì)災害,并且我們能夠改善縣和鄉(xiāng)村對地質(zhì)災害的應對能力。在汛期,加強專業(yè)偵察員的監(jiān)視、調(diào)查和派遣,以密切監(jiān)視和探索可能發(fā)生地質(zhì)災害的地區(qū)尤其重要。 還必須定期組織應急演練和培訓,以防止地質(zhì)災害的威脅并保護人員和財產(chǎn)。 發(fā)生地質(zhì)災害時,有必要確保人員和財產(chǎn)安全。最大限度地減少緊急救援期間地質(zhì)災害的影響。在處理不同類型的地質(zhì)災害時,使用的處理方法也不同。這就要求救援人員及時采取行動,確保人民生命安全。還應在容易發(fā)生事故的區(qū)域放置清晰的警告標志,以時刻提醒人民提高安全防護意識[2]。
由于我國對水文地質(zhì)并不十分重視,一直沒有加強對水文地質(zhì)探討研究,因此地質(zhì)災害和嚴重的物質(zhì)破壞在我國是很普遍的問題。我國現(xiàn)在已經(jīng)加強了對水文地質(zhì)災害的監(jiān)測,并且還加強了地質(zhì)災害的預防,也在容易發(fā)生地質(zhì)災害的地區(qū)制定了危機管理措施,能夠?qū)崟r監(jiān)測了地下水流動的變化。萬一出現(xiàn)了緊急事故,應采取緊急措施。在處理地質(zhì)災害時,每個有關(guān)的部門都要負責且有危機感。對于各個地區(qū)的地形特點,管理人員應制定具體詳細的應急備案,來防止水文地質(zhì)造成嚴重的地質(zhì)災害。在已發(fā)生的地質(zhì)災害中,人們必須迅速采取撤離行動,避免造成重大人員傷亡,同時應向部隊宣傳地質(zhì)災害的預防意識,并應在短時間內(nèi)采取緊急措施以最大程度地減少損失。在開展水文地質(zhì)調(diào)查和保護工作中,需要不斷加強水文地質(zhì)監(jiān)測和管理,主要需要在兩個方面,監(jiān)測和管理。一是加強施工過程的監(jiān)督管理,避免施工過程中出現(xiàn)錯誤現(xiàn)象。二是提高對施工人員的監(jiān)督管理的重視程度,督促所有施工人員都能做好工作,大力提高施工效率,以確保工程總體質(zhì)量。建立健全的科學管理和控制體系,防止出現(xiàn)盲角,進行全面的技術(shù)監(jiān)督和控制,及時發(fā)現(xiàn)和解決問題。必須確保監(jiān)視設備的質(zhì)量滿足監(jiān)視和控制要求,而且很不容易發(fā)生重大故障,必須及時進行維護和維修工作。還必須對水文地質(zhì)工程進行監(jiān)督,并及時提供信息和數(shù)據(jù),以供監(jiān)督和質(zhì)量管理部門檢查。制定并實施嚴格的科學指導方針和計劃,減少建筑工人的錯誤操作,確保施工程序和技術(shù)合規(guī),提高施工管理效率和水平。持續(xù)不斷的進行地下水水質(zhì)管理、控制和監(jiān)測,有效地幫助員工確定污染的具體位置,充分的了解地下水污染情況。還應該有一個用于地下監(jiān)測和管理的預警系統(tǒng),方便地質(zhì)學家可以隨時檢查地下水質(zhì)量。預防和控制地下水污染。特別是在一些地質(zhì)災害頻繁的地區(qū),地質(zhì)學家需要加強實時監(jiān)控和管理工作,以避免出現(xiàn)緊急的狀況,在出現(xiàn)問題時還可以及時發(fā)出預警,方便相關(guān)人員可以及時采取保護措施。例如,在雨季,經(jīng)常出現(xiàn)陰雨天氣,必須由負責的員工進行大量的地下處理、分析、檢測工作。一旦流量超過規(guī)定的范圍時,要及時進行管理和控制,來防止地質(zhì)災害,從而保護人民的生命安全。
地下水資源在農(nóng)牧業(yè)或工業(yè)生產(chǎn)中對灌溉的需求很大。然而,當大量的地下水資源被開采和利用時,某些地區(qū)很容易出現(xiàn)地下水快速下降的趨勢,這反過來又建立了地下通道并更容易滲入地下。不僅不能大量開發(fā)地下水資源,而且不能大量開發(fā)地下石油、天然氣和礦產(chǎn)資源。隨著大量地下水被開發(fā)和開采,這將很容易引起大規(guī)模的水文地質(zhì)變化和地質(zhì)災害。因此我國有關(guān)部門要及時建立科學資源開發(fā)利用體系,并采取補救措施,確保地下資源的開發(fā)利用,同時又不損害地質(zhì)環(huán)境。有效的預防性保護計劃必須及時,以確保有效的地質(zhì)保護[3]。
在開發(fā)和利用大面積的地下礦產(chǎn)、油氣資源以及水資源之后,有必要及時補償沉降值,可能的話還可以創(chuàng)建人工湖,利用和科學引入外部河流,最大可能降低對地下水的影響。開挖的地質(zhì)結(jié)構(gòu)被填滿,盡量實現(xiàn)科學發(fā)展和資源利用,減少因不科學開發(fā)和利用而引起的水文地質(zhì)變化,防止重大地質(zhì)災害的發(fā)生。當前我國的地下水資源已經(jīng)飽和,過量的地下水也將改變地質(zhì)結(jié)構(gòu),產(chǎn)生強大的土壓力,最終造成地質(zhì)災害。我國有關(guān)部門要合理利用水資源,增加用水強度、增加水循環(huán)、減少地質(zhì)災害的可能性。我們還有必要進行科學、智能地水資源保護和使用,合理規(guī)劃開發(fā)地下水,保持地表穩(wěn)定結(jié)構(gòu),為我國經(jīng)濟的快速發(fā)展做出貢獻。
在進行水文地質(zhì)調(diào)查和防護任務期間,也要避免人為破壞,要以身作則的保護地質(zhì)環(huán)境,不斷加強預防工作和進行實時監(jiān)測。強調(diào)搶險作業(yè)和科學開發(fā)利用資源,保護水文地質(zhì)環(huán)境,預防地質(zhì)災害[4]。