(西安工業(yè)大學(xué) 陜西 西安 710021)
水文地質(zhì)主要指的就是自然界中地下水的各種運動和變化的現(xiàn)象,這些不同的地下水運動情況,構(gòu)成了水文地質(zhì)環(huán)境變化的主要因素。地下水是水資源的重要組成 部分,地下水的水量比較穩(wěn)定,能夠常年為城市建設(shè)發(fā) 展、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、工業(yè)發(fā)展提供穩(wěn)定的水源。不過,地下水在一定的條件下,其結(jié)構(gòu)會發(fā)生變化。例如,地下水在一些 外在因素的影響下,可能會引起沼澤化、滑坡、地面下沉 等地質(zhì)災(zāi)害。按照地下水的不同來源,地下水的補給形式有地表水 的滲入和大氣降水。另外,地下水還可以通過地下暗河滲 透的方式,對河流、沼澤以及湖泊等進行補給,地下水也可能直接流入海洋。地下水的上層部分,在土壤中有一部分水分直接蒸發(fā)掉了,還有一部分被植物的根系吸收,最后散發(fā)到空氣中去,促進地球上水資源的循環(huán)。在這個過程中,由于受到一些地形、地貌的影響,地下水的運動可能會 導(dǎo)致滑坡、溶蝕以及地面沉降等地質(zhì)災(zāi)害。
(一)巖溶塌陷
巖溶塌陷是水文地質(zhì)因素對地質(zhì)災(zāi)害的影響 結(jié)果之一,它的形成條件必須有開口型溶洞和溶隙的特定碳酸鹽巖,松散覆蓋層還要達到厚度要求,這些條件都極易改變地下水 的動力條件,從而在一定程度上破壞地下水運動的平衡。那么,水文地質(zhì)對巖溶塌陷來說,造成的影響主要是形成巨大水流沖刷力,嚴(yán)重破壞溶洞底層結(jié)構(gòu)的牢固性,最終出現(xiàn)塌陷現(xiàn)象。
(二)砂土液化
砂土液化也是水文地質(zhì)因素對地質(zhì)災(zāi)害的影響結(jié)果,對于砂土液化來說,在飽水細砂土和疏松粉在臨界發(fā)生 地震的作用力下,瞬間破壞,急劇產(chǎn)生的液態(tài)流動現(xiàn)象。實際上,飽和砂土一旦受到振動,基本上都趨于密實,隨后使孔隙水壓驟增,然后在不停息振荷載的作用下,孔隙水壓不斷累積而使土粒懸浮起來,最終接近液體。據(jù)了解,根據(jù)不盡相同的地質(zhì)條件,砂土也會產(chǎn)生不同的液化結(jié)果,同樣會不同程度地破壞地質(zhì)結(jié)構(gòu)。比如,在沉積顆粒比較粗的地段,大大增加了液化土層的孔隙水壓力,使其超過蓋層的強度,然后地下水可以攜帶砂粒沖破蓋層 而噴出地表,即這樣就出現(xiàn)了噴水冒砂的地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象。
(三)地面沉降
地面沉降。水文地質(zhì)因素對地質(zhì)災(zāi)害的影響還表現(xiàn)在地 面沉降。通常來講,造成地面沉降因素很多,幾乎無法數(shù)清,除了自然因素,還有人為因素,自然因素會讓地質(zhì)構(gòu)造活動造成沉降、地震活動、海面上升等現(xiàn)象;人為因素則體現(xiàn)在過量開采深層地 下水和地下熱水,以及開采油氣資源而引發(fā)的地面沉降現(xiàn)象。所 以,地面沉降主要是因為地下水的開采,隨著地下水位的變化,地 面沉降速率和發(fā)展趨勢隨之變化,最終形成地面沉降層位與開采 量的對應(yīng)結(jié)果。也就是說,地下水的過量開采,或者無節(jié)制地開 采都是引起地面沉降的主要原因。
(四)地基變形
地基變形。水文地質(zhì)因素對地質(zhì)災(zāi)害影響的又一后果集中體現(xiàn)在地基變形。在現(xiàn)代建筑施工過程中,軟土地基是地質(zhì)開發(fā)最為常見的問題,因為這種土體結(jié)構(gòu)本身缺乏穩(wěn)定性,無法牢靠地受地下水運動影響。比如說,軟土存在觸變特性,一旦振動原狀土,將會嚴(yán)重破壞結(jié)構(gòu)的連接,而且土的強度被降低后,將會很快導(dǎo)致土成為稀釋狀態(tài),與此同時,在加載初期,地基中存在較高的孔隙水壓力,使地基強度深受影響。軟土除排水固結(jié)以外,在剪應(yīng)力作用之下,土體也會緩慢產(chǎn)生剪切變形的情況。
由于一些不利的水文地質(zhì)因素導(dǎo)致了地質(zhì)災(zāi)害的產(chǎn)生,因此,在防治過程中,就需要加強對水文地質(zhì)因素的勘測力度,做好監(jiān)督檢查工作,對于經(jīng)常發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的區(qū)域,要制定應(yīng)急處理預(yù)案,減少人為因素的破壞等,以下為常用的防治措施手段。
(一)加強勘測力度,做到實時監(jiān)測
水文地質(zhì)因素處在不斷的變化之中,如果達到一定的條件,則會導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害的產(chǎn)生。因此,從這個角度來講,要加大對水文地質(zhì)因素的勘測力度,如地下水的深度、流動狀況等,通過實時監(jiān)測,確保水文地質(zhì)因素不發(fā)生較大程度的變化。地下水的開采,不能超過規(guī)定的限制指標(biāo)。在多雨季節(jié),地下水的流速、流量情況,要做到24小時不間斷的監(jiān)測,并提前做好相應(yīng)的預(yù)防控制措施,盡量避免水文地質(zhì)因素變化導(dǎo)致的地質(zhì)災(zāi)害。
(二)要進行科學(xué)合理的開發(fā)利用
水文地質(zhì)因素受到現(xiàn)代化工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響較大,人們在進行工業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)灌溉時,需要大量的地下水。如果大量的超采地下水,則會導(dǎo)致一定區(qū)域內(nèi)深層地下水大量減少,從而形成地下“漏斗”,容易導(dǎo)致地面沉降。除了地下水資源之外,地下的礦產(chǎn)資源、油氣資源等,如果大量的開采,也會導(dǎo)致水文地質(zhì)因素發(fā)生較大變化,容易誘發(fā)一系列地質(zhì)災(zāi)害。因此,要制定科學(xué)合理的開發(fā)利用措施,對地下資源的開發(fā)利用要在不破壞地質(zhì)環(huán)境的情況下進行,并采取相應(yīng)的保護措施。在大量開采地下水資源、油氣資源 以及礦產(chǎn)資源后,要對地面沉降地段進行填充,或者開發(fā)人工湖等,通過引入外界的河流水填充地下被挖空的地質(zhì)結(jié)構(gòu),做到合理的開發(fā)利用,盡量避免因為不合理開發(fā)利用導(dǎo)致的地質(zhì)災(zāi)害。
(三)保護水文地質(zhì)環(huán)境,避免人為因素破壞
水文地質(zhì)因素導(dǎo)致的地質(zhì)災(zāi)害很多,因此,要保護好水文地質(zhì)環(huán)境,避免人為因素破壞。第一,保護好植被,植被的覆蓋對于保護地表具有十分重要的作用。在雨季,如果地表的植被受到破壞,則會導(dǎo)致大量的雨水沖刷地表,造成地表土層的流失,破壞地表結(jié)構(gòu)。第二,工農(nóng)業(yè)污水的排放,不能直接排放到河流、田間以及地下。污水要經(jīng)過處理后進行循環(huán)利用,如果大量的污水排放到地表,就會導(dǎo)致污水不斷向地下滲透,長時間的積累就會破壞正常的地下水循環(huán)結(jié)構(gòu),容易導(dǎo)致局部的水文地質(zhì)條件發(fā)生變化。第三,科學(xué)勘測,合理規(guī)劃。在建設(shè)較大規(guī)模的工程時,一定要做到科學(xué)勘測,合理規(guī)劃。
水文地質(zhì)異??倳斐刹煌潭鹊牡刭|(zhì)災(zāi)害,一旦發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害,不管是社會經(jīng)濟的發(fā)展,還是人民生活的正常進行,或者是土地資源開發(fā)利用,都會受到影響,其破壞力也是不堪設(shè)想的。所以,我們首先要從可持續(xù)發(fā)展的角度出發(fā),清楚地認(rèn)識地下水運動對地質(zhì)災(zāi)害造成的不同影響,潛移默化的過程中,可以為相關(guān)部門制定防治措施提供可靠的依據(jù)。此外,合理地解決水文地質(zhì)對地質(zhì)災(zāi)害的影響,可以保證現(xiàn)代化城市交通建設(shè)的順利實施。