水文地质因素对地质灾害的影响

摘要: 水文地质是导致地质灾害发生的主要因素之一，地下水不规则运动及变化给灾害防御工作造成极大的难度。为了尽可能避免水文地质对地质灾害造成的不利影响，本文系统地对地下水异常运动引起的各种灾害类型进行了分析，并对其形成原因做了阐述。

关键词：水文地质地质灾害

Abstract:hydrogeologyis causinggeological disastersis oneof the main factors,changes ingroundwaterirregular movementanddisasterprevention worktocause greatdifficulty.To reduce the possibilityof geologicaldisastershydrogeologicaladverse effects, this papersystematicallyabnormal movementof groundwatercaused by varioustypes of disastersare analyzed, and theircausesare described in detail.Keywords:hydrogeologygeological disasters

中图分类号：S157 文献标识码：A

1、前言

水文地质研究工作虽然不会有显著的外在效益, 但是能够更加有效的保障人民的生命和财产的安全、促进社会、政府和公众保护环境、降低环境污染、减少地质灾害带来的意外损失, 因此加强水文地质的研究工作对经济和社会的作用是毋庸置疑的。

2、水文地质及其影响因素

水文地质指自然界中地下水的各种变化和运动的现象。地下水是贮存于包气带以下地层空隙，包括岩石孔隙、裂隙和溶洞之中的水。地下水是水资源的重要组成部分，由于水量稳定，水质好，是农业灌溉、工矿和城市的重要水源之一。但在一定条件下，地下水的变化也会引起沼泽化、盐渍化、滑坡、地面沉降等不利自然现象。地下水是存在于地表以下岩(土) 层空隙中的各种不同形式水的统称。地下水主要来源于大气降水和地表水的入渗补给; 同时以地下渗流方式补给河流、湖泊和沼泽，或直接注入海洋; 上层土壤中的水分则以蒸发或被植物根系吸收后再散发入空中，回归大气，从而积极地参与了地球上的水循环过程，以及地球上发生的溶蚀、滑坡、土壤盐碱化等过程，所以地下水系统是自然界水循环大系统的重要亚系统。由于过量的开采和不合理的利用地下水，常常造成地下水位严重下降，形成大面积的地下水下降漏斗，在地下水用量集中的城市地区，还会引起地面发生沉降。此外工业废水与生活污水的大量入渗，常常严重地污染地下水源，危及地下水资源。因而系统地研究地下水的形成和类型、地下水的运动以及与地表水、大气水之间的相互转换补给关系，具有重要意义。

在当前，水文地质大致分为三个等级，分别是不良、较差还有较好。影响水文地质的原因主要可能是地质环境复杂程度以及降水量的提升而造成的。降水量就是多年来每年的平均降水量。地质环境包括地形地貌的条件、岩土性质、地质构造、水文及水文地质条件。人类工程活动严重破坏地质环境和水文条件，在调查地质灾害的原因时，人类对地质造成的危害是我们最容易忽略掉的，但是这一点恰恰是我们最不应该忽略的，因为这是一个影响地质的最大的因素。

3、水文地质对地质灾害的影响

水文地质不仅是一种自然地理现象，也关系着地质灾害的形成、发展、危害等方面内容。根据勘测资料记载，水文地质引起的灾害集中于砂土液化、地基变形、地面沉降、岩溶塌陷等方面。

3.1砂土液化

砂土液化是指饱水的疏松粉、细砂土在临界地震作用下，瞬间突然破坏而呈现液态的现象。其机制是饱和的疏松粉、细砂土体在振动作用下有颗粒移动和变密的趋势，对应力的承受从砂土骨架转向水，由于粉和细砂土的渗透力不良，孔隙水压力会急剧增大，当孔隙水压力大到总应力值时，有效应力就降到0，颗粒悬浮在水中，砂土体即发生液化。

砂土液化后，孔隙水在超孔隙水压力下自下向上运动。在不同地质条件下会产生不同结果，对地质结构造成的破坏力也不一样。在沉积颗粒较粗地段，液化土层大大增加孔隙水压力往往超过盖层强度，地下水携带砂粒冲破盖层或沿盖层裂隙喷出地表，产生喷水冒砂现象。

3.2地基变形

地基变形是指地基在上部荷载作用下，岩土体被压缩而产生的相应变形。若地基变形量过大，将会影响建筑物的正常使用，甚至危及建筑物的安全，软土地基是现代建筑施工或地质开发的常见问题。地基变形特征表现为建筑物的沉降量、沉降差、倾斜和局部倾斜等，它们都不应大于地基的容许变形值，此值是根据上部结构对地基变形的适应能力和使用上的要求来确定的。

土体结构本身缺乏稳定性，受到地下水运动影响后更加不牢固。通常软土层具有诸多有害特性，这使得水文地质对软土地基变形的不利影响更大。软土具有触变特性，当原状土受到振动以后，破坏了结构连接，降低了土的强度后很快地使土变成稀释状态。同时，在加载初期，地基中常出现较高的孔隙水压力，影响地基的强度。软土除排水固结引起变形外，土体在剪应力作用下会发生缓慢而长期的剪切变形。

3.3地面沉降

地面沉降又称为地面下沉或地陷。它是在人类工程经济活动影响下，由于地下松散地层固结压缩，导致地壳表面标高降低的一种局部的下降运动（或工程地质现象）。

引起地面沉降的原因有自然因素、人为因素，前者自然的地面沉降一种是在地表松散或半松散的沉积层在重力的作用下，由松散到细密的成岩过程;另一种是由于地质构造运动、地震等引起的地面沉降；后者有过量开采深层地下水、地下热水及开采油气资源均可引起地面沉降。地面沉降伴随着地下水的开采而产生，地面沉降的速率和发展趋势随着地下水位的变化而变化; 地面沉降漏斗与地下水位下降漏斗基本一致，引起地面沉降的层位与各含水组的开采量相对应。因此，超量开采地下水是引起地面沉降的主要原因。

3.4岩溶塌陷

岩溶塌陷是指在岩溶地区，下部可溶岩层中的溶洞或上覆土层中的土洞，因自身洞体扩大或在自然与人为因素影响下，顶板失稳产生塌落或沉陷的统称。岩溶地面塌陷是地面变形破坏的主要类型，多发生于碳酸盐岩、钙质碎屑岩和盐岩等可溶性岩石分布地区。激发塌陷活动的直接诱因除降雨、洪水、干旱、地震等自然因素外，往往与抽水、排水、蓄水和其他工程活动等人为因素密切相关，而后者往往规模大、突发性强、危害也就大。岩溶地面塌陷发现于碳酸盐岩分布区，其形成受到环境和人类活动的双重影响。

岩溶塌陷的形成条件为具有开口型溶洞、溶隙的碳酸盐岩; 一定厚度的松散覆盖层; 易于改变的地下水动力条件，破坏了地下水运动的均衡性。水文地质对岩溶塌陷的主要影响是造成巨大的水流冲刷力，破坏了溶洞底层结构的牢固性，造成土体抵抗力减弱而引起塌陷问题。根据提交资料:唐山市岩溶塌陷点密集区主要发生在陡河断裂与唐山断裂之间的隆起地带，这一带第四系沉积厚度较小，基岩埋深较浅，受多期构造应力场的反复作用，多处发生岩溶塌陷。

3.5海水入侵

在我国局部地区，如大连地区、辽河三角洲地区等，由于地下水的超量开采, 以及持续性的气候干旱或海平面上升等自然因素而引起的海水入侵已成为沿海地区( 特别是滨海平原区) 普遍面临的重大地质灾害之一。海水入侵首先引起滨海含水层的水质咸化, 使原有的淡水水井或水源地可能因此而报废, 从而造成滨海区的水资源更加缺乏。另外, 海水入侵还会导致土壤盐碱化等一系列生态环境问题。

由于海水入侵, 土壤产生不同程度盐渍化, 大批机井报废, 丧失灌溉能力, 造成农业产量大幅度下降，另外, 海水入侵后, 地下水咸化, 其中氯离子含量高达100mg/ L 以上, 从而导致设备腐蚀严重, 输水管道三年五载就需报废更新, 大大增加生产成本, 并直接影响产品质量。

4、结语

水文地质异常是引起地质灾害的重要因素，对社会经济发展、人民日常生活、土地资源开发等均造成的很大的破坏作用。对水文地质引起的地质灾害，要加强防范措施及应急处理措施，地质灾害高发地区必须进行实时监测、要科学合理的利用水资源，维持地表结构的稳定性，当地质灾害发生之后，现场人员应采取紧急处理措施，把灾害的不利影响控制在最小范围。采用“预防为主，治理为辅，防治结合”的原则，使损失最小化。

5、参考文献

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作者简介：王长新 （1967-），男，河南省南阳人，1988年毕业于江苏常州煤田职工地质学校，工程师，长期从事煤田地质技术工作，现为河南省煤田地质局二队水工环工程处处长。