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[摘要]我国每年都会发生不同的地质灾害,这不仅造成了大量的人员伤亡,并且导致我国经济也遭受巨大的损失。而水文地质因素是导致地质灾害发生的主要原因。本文将分析地下水异常运动可能造成的几种主要灾害类型,并提出了相应的预防和应对措施。
[关键词]水文地质 地质灾害 灾害类型
[中图分类号] P64 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-12-273-1
0引言
水文地质环境是指自然界中地下水的运动和各种变化的现象。地下水是我国主要的水资源,具有水质好、水量充足等优点,它不仅可以作为人们的生活用水中,而且还能广泛用于农业灌溉。但是,在一些条件的作用和影响下,地下水的变化会引起不同的地质灾害,例如:泥石流、滑坡、地面沉降、岩溶塌陷等。
1地下水的结构运动
地下水主要贮存于地表下的土体孔隙、溶洞、岩石孔隙中,它是水圈的重要水体之一,也是我国水资源的主要组成部分。地下水来源主要靠大气降雨和地表水渗流。同时,它能向河流、沼泽、湖泊渗流源源不断提供水源,偶尔也会流向大海。而土壤中的水分也能在植被光合和呼吸作用下挥发到空气中。地球表面的水在高温的状态下,以蒸汽的形式进入大气层中,以上过程便完成了自然界的水循环,因此地下水是自然界水循环不可缺少的一部分。然而,随着我国现代化建设步伐的加快,城市化建设对地下水的需求也越来越大,导致我国许多地区出现不合理的开发利用地下水资源的现象。如果地下水资源被过度开采,地下水的水位将会降低,地面也将下沉。
2水文地质因素引起地质灾害的类型及影响
由水文地质引起的自然灾害主要有软土地基变形、岩溶地面塌陷、地面下沉、喷砂现象等,图1是根据我国某地区的水文地质因素对地质灾害造成影响的详细数据绘制。
2.1软土地基变形
地基变形主要是指地基在外部荷载作用下,软土被压缩而发生的相应变形。软土地基常见于地质开发和现代建筑施工中,此种土质具有高度低、压缩性高、孔隙比较大、灵敏度高、透水性差等特点,但是其本身缺乏稳定性,一旦受到地下水运动和剪应力的作用,就会变成不牢固。因为软土具有触变特性,一旦原状土受到地下水运动的剧烈震动,土的结构连接会受到破坏,其强度也会降低,进而变成稀释状态,这将严重影响建筑正常施工,甚至危及建筑物的安全。
2.2岩溶地面塌陷
岩溶地面塌陷多发生于盐岩、钙质碎屑岩和碳酸盐岩等可溶性岩石分布地区。引起塌陷不仅受到地震、干旱、洪水、降雨等自然因素影响外,同时也与蓄水、排水、抽水等一些人为因素有关。然而人为因素对激发岩溶塌陷的规模性、危害性要远远大于自然因素,这是因为地下水运动是塌陷产生的主要动力。水文地质的强大水流冲刷力会破坏岩溶结构的牢固性而造成塌陷。
2.3地面下沉
地面沉降主要由自然因素和人为因素导致,大致可以分为构造沉降、采空沉降和抽水沉降三种类型。由于地震、地质构造运动、海平面的上升等因素引起的地面下沉便是构造沉降,属于自然因素范畴。人为因素引起的地面下沉规模和危害都要远远大于自然因素,它主要是因为过量的开采地下气体和地下水,导致存储这些气体和液体的沉积层的空隙间的压力降低,有效应力变大,地层因此被压密而发生地面下沉。地面下沉在我们生活造成的危害主要有以下几点:(1)毁坏生产设施和建筑物;(2)不利于资源的开发和事业的建设;(3)当地面下沉到接近海平面时,将造成海水倒灌,使地下水和土壤发生盐碱化。在我国,已有50多个城市出现地面沉降,在汾渭盆地、华北平原和长三角地区等地区地面下沉的状况较为严重,因此我们应该对地下水开采要保持谨慎的态度。
2.4喷砂现象
喷砂现象在唐山地震、台湾花莲地震、土耳其地震、大阪地震中给人类带来了极为严重的灾害。在剧烈的地震作用下,处于地下水位以下的疏松粉、细沙土瞬间遭到破坏而出现液态的现象,这种现象我们称为喷砂现象或沙土液化。沙土液化会导致以下几种不良后果:(1)岸堤滑塌:铁路、公路边沟的覆盖层比较薄弱,路床和堤坎较容易发生沙土液化,从而导致裂缝、滑塌和沉陷;(2)地面开裂下沉:沙土液化后将从地裂缝中喷向地面,同时液化的沙土不仅加剧地面开裂,而且沉积后的沙土也会破坏上层结构。
3地质灾害的防范措施及应急处理
目前我国在控制水文地质灾害发生的问题上,主要使用“预防为主、治理为辅、防治结合”的应对策略。为了防治和控制水文地质灾害的发生和扩大,就必须对地质灾害发生的规律、诱发因素等进行全面的了解熟悉,以便于更快、更准确的掌握灾害发生规律和动态发展趋势,进而制定详细的防控措施。以下是根据同行经验和自己对工作多年的一点总结,提出的几点意见。
3.1建立地下水监测预报系统
建立地下水监测预报系统,可以时刻了解地下水水质和运动情况,以便进行科学的防治、调整和规划,从而有效的应对地下水污染。对于地质灾害高发地区可以对其进行24小时全天监测,及时了解地下水的具体情况。在雨季,当地下水流量超过最高标准时需要立即改变水流的方向和流量,防止地下水遭到破坏。
3.3地质灾害的紧急处理措施
对地质灾害发生频繁的区域,我们可以建立环境水动力学预测预报模型,提前预测可能发生的水文地质災害,制定相应的防御和治理预案。当发生突发性灾害时,现场人员可以根据以上的科学方案进行紧急处理,最大限度降低灾害的不利影响,保障人们生命安全和财产安全。
对于不同的地质灾害采取的处理措施也不同。例如:当出现沙土液化和岩溶地面塌陷情况时,我们需采取加固方法,防止灾害的情况加重;当出现地面下沉时,我们需要及时封堵交通及设置灾害警告,保障路面交通安全,防止意外的发生。
4结语
水文地质是造成地质灾害的重要因素,它对人们的生命财产安全、土地资源开发和社会经济发展等都有着密切联系。从城市可持续发展角度考虑,有关部门只有加强分析地下水运动,才能对其导致的地质灾害制定出可靠的预防和应急措施。
参考文献
[1] 潘宏雨,刘连成. 水文地质学基础[M]. 地质出版社,2008:120-165.
[2] 唐超民. 有关工程地质勘察中水文地质问题的分析[J]. 建材发展导向,2012(7):65-87.
[3] 庄严. 城建中的环境地质问题及其防治[J].浙江水利科技,2012(2):45-53.
[4] 顾茜茜. 软土地基变形与地下水运动的关系[J].广东科技,2011(6):131-132.
[关键词]水文地质 地质灾害 灾害类型
[中图分类号] P64 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-12-273-1
0引言
水文地质环境是指自然界中地下水的运动和各种变化的现象。地下水是我国主要的水资源,具有水质好、水量充足等优点,它不仅可以作为人们的生活用水中,而且还能广泛用于农业灌溉。但是,在一些条件的作用和影响下,地下水的变化会引起不同的地质灾害,例如:泥石流、滑坡、地面沉降、岩溶塌陷等。
1地下水的结构运动
地下水主要贮存于地表下的土体孔隙、溶洞、岩石孔隙中,它是水圈的重要水体之一,也是我国水资源的主要组成部分。地下水来源主要靠大气降雨和地表水渗流。同时,它能向河流、沼泽、湖泊渗流源源不断提供水源,偶尔也会流向大海。而土壤中的水分也能在植被光合和呼吸作用下挥发到空气中。地球表面的水在高温的状态下,以蒸汽的形式进入大气层中,以上过程便完成了自然界的水循环,因此地下水是自然界水循环不可缺少的一部分。然而,随着我国现代化建设步伐的加快,城市化建设对地下水的需求也越来越大,导致我国许多地区出现不合理的开发利用地下水资源的现象。如果地下水资源被过度开采,地下水的水位将会降低,地面也将下沉。
2水文地质因素引起地质灾害的类型及影响
由水文地质引起的自然灾害主要有软土地基变形、岩溶地面塌陷、地面下沉、喷砂现象等,图1是根据我国某地区的水文地质因素对地质灾害造成影响的详细数据绘制。
2.1软土地基变形
地基变形主要是指地基在外部荷载作用下,软土被压缩而发生的相应变形。软土地基常见于地质开发和现代建筑施工中,此种土质具有高度低、压缩性高、孔隙比较大、灵敏度高、透水性差等特点,但是其本身缺乏稳定性,一旦受到地下水运动和剪应力的作用,就会变成不牢固。因为软土具有触变特性,一旦原状土受到地下水运动的剧烈震动,土的结构连接会受到破坏,其强度也会降低,进而变成稀释状态,这将严重影响建筑正常施工,甚至危及建筑物的安全。
2.2岩溶地面塌陷
岩溶地面塌陷多发生于盐岩、钙质碎屑岩和碳酸盐岩等可溶性岩石分布地区。引起塌陷不仅受到地震、干旱、洪水、降雨等自然因素影响外,同时也与蓄水、排水、抽水等一些人为因素有关。然而人为因素对激发岩溶塌陷的规模性、危害性要远远大于自然因素,这是因为地下水运动是塌陷产生的主要动力。水文地质的强大水流冲刷力会破坏岩溶结构的牢固性而造成塌陷。
2.3地面下沉
地面沉降主要由自然因素和人为因素导致,大致可以分为构造沉降、采空沉降和抽水沉降三种类型。由于地震、地质构造运动、海平面的上升等因素引起的地面下沉便是构造沉降,属于自然因素范畴。人为因素引起的地面下沉规模和危害都要远远大于自然因素,它主要是因为过量的开采地下气体和地下水,导致存储这些气体和液体的沉积层的空隙间的压力降低,有效应力变大,地层因此被压密而发生地面下沉。地面下沉在我们生活造成的危害主要有以下几点:(1)毁坏生产设施和建筑物;(2)不利于资源的开发和事业的建设;(3)当地面下沉到接近海平面时,将造成海水倒灌,使地下水和土壤发生盐碱化。在我国,已有50多个城市出现地面沉降,在汾渭盆地、华北平原和长三角地区等地区地面下沉的状况较为严重,因此我们应该对地下水开采要保持谨慎的态度。
2.4喷砂现象
喷砂现象在唐山地震、台湾花莲地震、土耳其地震、大阪地震中给人类带来了极为严重的灾害。在剧烈的地震作用下,处于地下水位以下的疏松粉、细沙土瞬间遭到破坏而出现液态的现象,这种现象我们称为喷砂现象或沙土液化。沙土液化会导致以下几种不良后果:(1)岸堤滑塌:铁路、公路边沟的覆盖层比较薄弱,路床和堤坎较容易发生沙土液化,从而导致裂缝、滑塌和沉陷;(2)地面开裂下沉:沙土液化后将从地裂缝中喷向地面,同时液化的沙土不仅加剧地面开裂,而且沉积后的沙土也会破坏上层结构。
3地质灾害的防范措施及应急处理
目前我国在控制水文地质灾害发生的问题上,主要使用“预防为主、治理为辅、防治结合”的应对策略。为了防治和控制水文地质灾害的发生和扩大,就必须对地质灾害发生的规律、诱发因素等进行全面的了解熟悉,以便于更快、更准确的掌握灾害发生规律和动态发展趋势,进而制定详细的防控措施。以下是根据同行经验和自己对工作多年的一点总结,提出的几点意见。
3.1建立地下水监测预报系统
建立地下水监测预报系统,可以时刻了解地下水水质和运动情况,以便进行科学的防治、调整和规划,从而有效的应对地下水污染。对于地质灾害高发地区可以对其进行24小时全天监测,及时了解地下水的具体情况。在雨季,当地下水流量超过最高标准时需要立即改变水流的方向和流量,防止地下水遭到破坏。
3.3地质灾害的紧急处理措施
对地质灾害发生频繁的区域,我们可以建立环境水动力学预测预报模型,提前预测可能发生的水文地质災害,制定相应的防御和治理预案。当发生突发性灾害时,现场人员可以根据以上的科学方案进行紧急处理,最大限度降低灾害的不利影响,保障人们生命安全和财产安全。
对于不同的地质灾害采取的处理措施也不同。例如:当出现沙土液化和岩溶地面塌陷情况时,我们需采取加固方法,防止灾害的情况加重;当出现地面下沉时,我们需要及时封堵交通及设置灾害警告,保障路面交通安全,防止意外的发生。
4结语
水文地质是造成地质灾害的重要因素,它对人们的生命财产安全、土地资源开发和社会经济发展等都有着密切联系。从城市可持续发展角度考虑,有关部门只有加强分析地下水运动,才能对其导致的地质灾害制定出可靠的预防和应急措施。
参考文献
[1] 潘宏雨,刘连成. 水文地质学基础[M]. 地质出版社,2008:120-165.
[2] 唐超民. 有关工程地质勘察中水文地质问题的分析[J]. 建材发展导向,2012(7):65-87.
[3] 庄严. 城建中的环境地质问题及其防治[J].浙江水利科技,2012(2):45-53.
[4] 顾茜茜. 软土地基变形与地下水运动的关系[J].广东科技,2011(6):131-132.