试述水文地质因素对地质灾害的影响

摘要：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。本文主要对水文地质因素对地质灾害的影响进行了分析探讨。

关键词：水文地质；地质灾害；影响；预防措施

中图分类号：P64文献标识码： A

引言：

水文地质异常总会造成不同程度的地质灾害，一旦发生地质灾害，不管是社会经济的发展，还是人民生活的正常进行，或者是土地资源开发利用，都会受到影响，其破坏力也是不堪设想的。所以，我们首先要从可持续发展的角度出发，清楚地认识地下水运动对地质灾害造成的不同影响，潜移默化的过程中，可以为相关部门制定防治措施提供可靠的依据。此外，合理地解决水文地质对地质灾害的影响，可以保证现代化城市交通建设的顺利实施。

一、水文运动及其影响

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。水文运动指自然界中地下水的各种变化和运动的现象。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。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。地下水在天然状态下动水压力作用比较微弱但是在人为工程活动中由于改变了地下水天然动力平衡条件,在一定的动水压力作用下,往往会引起一些严重的岩土工程危害。如流砂、管涌、基坑突涌等。

1、水位上升引起的岩土工程危害

潜水位上升的原因是多种多样的，其主要受地质因素如含水层结构总体岩性产状；水文气象因素如降雨量气温等及人为因素如灌溉施工等的影响，有时往往是几种因素的综合结果由于潜水面上升对岩土工程可能造成：土壤沼泽化盐渍化，地下水对建筑物腐蚀性增强；斜坡、河岸等岩土体岩产生滑移崩塌等不良地质现象；一些具特殊性的岩土体结构破坏，强度降低、软化，引起粉细砂及粉土饱和液化，出现流砂、管涌等现象；地下洞室充水淹没；基础上浮，建筑物失稳。

2、地下水位下降引起的岩土工程危害

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。地下水位下降的原因大多是由于人为因素造成的。例如,大量抽取地下水,且频率集中;勘探、采矿等活动中的矿床疏干;在上游修筑大坝;修建水库截取下游地下水补给等。地下水的过大下降，可能会诱发地裂、地面塌陷、地面沉降等严重的地质灾害,甚至造成地下水源枯竭、水质加速恶化等环境问题,这些问题会对岩土体及建筑物的稳定性和周边人类自身的居住环境造成相当大的威胁。

3、地下水频繁升降对岩土工程造成的危害

地下水的升降变化能引起膨胀性岩土产生不均匀的胀缩变形，当地下水升降频繁时不仅使岩上的膨胀收缩变形往复，而且会导致岩十的膨胀收缩幅度不断加大，进而形成地裂引起建筑物特别是轻型建筑物的破坏。地下水升降变动带内由于地下水的积极交替，会将土层中铁铝胶结物淋失，将造成土质变松，含水量孔隙比增大，压缩模量承载力降低，给岩土工程基础选择处理带来较大的麻烦。

二、水文地质因素对地质灾害的影响

1、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。

2、砂土液化

砂土液化也是水文地质因素对地质灾害的影响结果，对于砂土液化来说，在饱水细砂土和疏松粉在临界发生地震的作用力下，瞬间破坏，急剧产生的液态流动现象。实际上，饱和砂土一旦受到振动，基本上都趋于密实，随后使孔隙水压骤增，然后在不停息振荷载的作用下，孔隙水压不断累积而使土粒悬浮起来，最终接近液体。据了解，根据不尽相同的地质条件，砂土也会产生不同的液化结果，同样会不同程度地破坏地质结构。比如，在沉积颗粒比较粗的地段，大大增加了液化土层的孔隙水压力，使其超过盖层的强度，然后地下水可以携带砂粒冲破盖层而喷出地表，即这样就出现了喷水冒砂的地质灾害现象。

3、地面沉降

水文地质因素对地质灾害的影响还表现在地面沉降。通常来讲，造成地面沉降因素很多，几乎无法数清，除了自然因素，还有人为因素，自然因素会让地质构造活动造成沉降、地震活动、海面上升等现象;人为因素则体现在过量开采深层地下水和地下热水，以及开采油气资源而引发的地面沉降现象。所以，地面沉降主要是因为地下水的开采，随着地下水位的变化，地面沉降速率和发展趋势随之变化，最终形成地面沉降层位与开采量的对应结果。也就是说，地下水的过量开采，或者无节制地开采都是引起地面沉降的主要原因。

4、地基变形

水文地质因素对地质灾害影响的又一后果集中体现在地基变形。在现代建筑施工过程中，软土地基是地质开发最为常见的问题，因为这种土体结构本身缺乏稳定性，无法牢靠地受地下水运动影响。比如说，软土存在触变特性，一旦振动原状土，将会严重破坏结构的连接，而且土的强度被降低后，将会很快导致土成为稀释状态，与此同时，在加载初期，地基中存在较高的孔隙水压力，使地基强度深受影响。软土除排水固结以外，在剪应力作用之下，土体也会缓慢产生剪切变形的情况。

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。

三、水文地质影响地质灾害的预防措施

1、实时监测措施

关于实时监测的措施，需要强化地下水的水质监测、控制和研究。具体地讲，地质工作人员一定要准确无误地确定污染源，掌握地下水污染情况和污染的整个范围，并要看清地下水应用的发展趋势，在地下水中建立监测预报系统，这样就可以及时掌握地下水的水质状况，并且以此为依据，科学合理地预测、调整、规划、管理和预防，最终达到防治地下水污染的目的。对于地质灾害的高发地区，我们需要在24h内设置监测系统，工作人员遇到检测异常信号时，需要及时通知相关地质部门的工作人员，以便专门负责人采取紧急处理措施。如果存在下雨的季节，工程作业人员更要加强监控地下水的流量，防止地下水流量超标，发现超标现象，应当采取相应措施迅速改变水流流量和方向，避免地下水运动破坏地质。最后，对于山区地方来讲，这些都是地质灾害活跃地带，政府必须加强山区抗灾指导工作，引导当地居民提前做好防范，并在山区不断推行地质灾害防治的宣传工作。

2、开发利用措施

关于开发利用的措施，主要是由我国的地理位置决定的，基本特殊的地理位置，我国的地下水资源基本上一直处于饱和状态，而地下水储存量过大，也会大大冲击地质结构，这样的特殊状态很容易造成地质灾害，所以积极开发利用地下水是当前相关部门提倡的方案措施，它对于防范灾害行之有效。经过开发利用措施，可以降低地质灾害发生频率，稳定并维持地表结构，而且还能将地下水资源进行充分利用，从而促进我国市场经济的发展。

3、紧急处理措施

关于紧急处理的措施，对地下水开采区环境的水文灾害，我们必须对其加强研究，尽快建立水动力学预测预报模型，尽可能地提前预测预报，降低一切可能发生的地质灾害，并为突发性灾害的治理提出科学依据和安全保障。比如，地质灾害发生后，现场工作人员务必根据上面所述的科学依据，合理地采用紧急处理措施，杜绝一切不良影响，又要在最大程度上保证人类的生命及财产安全。当然，针对不同地质灾害，其应急处理措施也不尽相同，但是一切处理原则不能变，必须坚持“以人为本”的基本原则，进行科学救灾，同时还要防止意外事故发生。

四、结束语

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。

参考文献:

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