1、工程地质与环境间存在的问题分析摘要:近些来年,经济的快速发展以及建筑水平的不断提高,客观上推动了我国水利工程建设事业的稳步前进。水利工程作为一项利国利民的基础设施建设,在水资源利用、防洪以及发电等方面发挥着无可替代的作用,它在促进国民经济发展的同时,也对环境产生了负面影响改变了工程地质环境,这直接导致地质灾害频发,水土流失严重,需要我们分析工程地质与环境之间辩证关系,进而采取切实可行的措施。 关键词:工程地质环境;水利工程;问题 中图分类号: TV 文献标识码: A 随着水利工程规模的不断扩大,对工程周边环境的影响也随之扩大,其中包含着有利影响,也包含着不利影响。需要我们注意的是,如果放任这些
2、不利影响而不去管理,其后果是不堪设想的。因此,需要我们在工程启动之前,对水利工程可能带来的不利影响进行分析,寻找消除不利影响的具体措施,从而为人民群众的生活创造出更好的环境。 一、工程地质环境概述 工程地质环境一复杂的多成分系统,它包括了与工程相关的存在于地壳上面的空气、水、岩石、植物以及生物等等,我们也可以将工程地质环境看成是地质环境与工程建设环境的综合体,但两者绝对不是简单的叠加,两都之间有着错综复杂的关系,是作用与反作用的关系,并且与人类的生存与发展关系密切。工程地质环境系统以地表为上限,以人类能够作用到的地壳深度为下限。 工程地质环境的形成是一个漫长的过程,除了地壳运动而导致工程地质环
3、境形成之外,人类的工程活动则是形成工程地质环境的一个重要原因。除此以外,人类工程活动还不同程度的改变了地壳表层的应力场、热力场、化学场以及水动力场等等,这种新的地质作用,打破了地质环境的那种天然形成的平衡状态,形成了一个新的平衡体系,但一旦这种平衡体系出现一丝偏移,将会导致地质灾害的爆发。 二、工程地质与环境之间存在的问题 (一)水利工程作用于地质环境而导致的问题 (1)渗漏 水库建设完毕投入使用之后,蓄水会使坝基承受巨大的压力,会出现渗透,如果水库边缘存在着溶洞、断裂带、山脊薄弱等特殊地质,脆弱的地质将会增大漏水量,致使水库无法使用,而且还会对周边地区的地质条件、水文等构成影响。 (2)地震
4、 现阶段世界上的很多国家都处于地震带上,但基本上不会发生地震。如果在这些地区启动了水利工程,很有可能导致地震的发生。特别是在蓄水之后,强大的水压将改变地下原有的系统平衡,进而引发地震,但震级通常都不会很高。为了有效防止水利工程而引发的地震,我们需要在水利工程启动之前做好勘察工作,尽量不要在地质环境不稳定,或者是存在断裂、岩性不均匀的地区修建水坝,如果无法选择地区,则需要选择抗震性能比较好的材料与坝体。当水利工程完成并蓄水之后,要加强对地震的检测,一旦发现有微震的情况,必须要引起注意,并且对水位进行严格控制,降低水位升高的速度与水压,尽可能消除导致地震的因素。 (3)滑坡 当水利工程竣工之后,蓄
5、水过程中将会出现水位变化,同时产生力量强大的波浪,这会破坏岸坡原有的平衡,导致山体滑坡的灾害。比如三门峡大坝在蓄水的两年时间里,就发生了多起塌岸事故。因此,水库在蓄水之前,需要对岸坡进行削坡处理,一旦发现了有可能出现滑坡的山体,必须要进行排水、加固处理,或者做好事前勘察,对这些问题山体进行排除。 (二)地质环境反作用于水利工程而导致的问题 从水利工程的实践来看,水利工程在对地质环境构成影响的同时,地质环境也会反作用于水利工程。比如沙土液化、土地沉陷、边岸再造以及黄沙湿陷等等,还有可能改变地表岩土的性质,这些问题可能会对水利工程构成严重威胁。 (1)沙土液化 当水库建成蓄水之后,粉土在经过地震作
6、用之后,孔隙间的水压将会增强,有效应力慢慢降低。此时,沙粒会悬浮于水中,抗剪性、承载力大幅度下降,从而导致喷水、冒砂现象,这实际上是液化地震现象。因此,水利工程在建设之初,必须要采取预防与抗震设计。 (2)土壤的盐渍化 水利工程的兴建,将会导致地下水位升高,致使埋藏深度变浅,那么地下水会在毛细作用下,上升到土壤的表面,然后蒸发。在这个过程中,地下水与土壤中的盐分将会随着上升的地下水来到土地表层,在水分蒸发后凝聚在土壤之中,致使土壤盐渍化。 (3)坡体滑动 我古代就有“治坡先治水”的说法,原因就是当水与水作用时,将会降低岩土体抗剪强度,使裂缝的水压与上浮力增加,进而降低了坡体的稳定性。通常情况下
7、,如果不存在外部作用力,几乎不会产生土质破坏情况,除非存在一些特殊的地质构造将会对滑坡现象的形成构成一定影响,比如风化作用形成的裂缝、脆弱的夹层以及泥化夹层等等。这些构造面,如果再有水的作用,将会加剧动力工程地质破坏的程度。 (4)边坡再造 当坡脚被不停冲蚀之后,将会造成坡体的局部处于失衡状态,这将会引起滑坡,甚至是崩塌现象。这不仅会危及到水库自身,同时还会危及到周边的建筑物,从而产生大量的固体径流物,致使水库的淤积程度加深,降低水库容量,严重的会导致崩塌涌浪,酿成灾难性的后果。 (5)水位问题 通常情况下,水利工程的高水位将增大土地的含水量,致使内聚力、内摩擦角、抗剪能力降低,从而土地出现剪
8、切破坏,而出现沉陷、沉降等状况,而这些现象与因水位下降而导致的土体应力加大而造成的地面沉降现象有所不同,因此,我们在水平工程设计的过程中,需要加以区别,而且在临水测量、设计时都要对这些因素加以考虑。 (6)地质环境的沼泽化 上述已经论述过,地下水的上升将会导致土壤的盐渍化。由于水库中的水流速度较小,水与空气的交换能力以及污染源的扩散迁移能力都会有所降低,这就会降低水体的清洁能力,复氧能力也会随之减弱,这种环境就为藻类的光合作用提供了便力条件。同时,转入库中的水,其营养物比较丰富,水的深度也比较浅,这就很容易形成富营养状态,而且随着悬移物长期沉积于水路,而其中的有毒物质、不易分解的重金属都会构成
9、污染源,大大降低了水库水质。 三、改善工程地质环境的建议 (一)树立可持续发展理念 水利工程建设的过程中,始终要以“可持续发展理念”为指导,尽量维护生态系统的自我生产能力,保护自然资源。同时还要兼顾当地的经济发展,为经济发展提供必要的物质能源,保持水库的高产。 (二)利用现代科学手段 想要改善工程地质环境,必须要对地质灾害发生形成的原因、活动规律以及发展趋势进行全面研究。研究的过程中要运用现代科学技术,加强对各种地质灾害的预报、预警以及监测,从而为水库的可持续发展提供实践指导。同时,还要对工程地质环境自身演化以及工程进行过程中对地质环境的影响进行分析,进而形成一套预报、防治、避让以及化害为利的
10、完善体系。 (三)完善经济政策 国家制定有利于工程地质环境的经济政策是协调各方面利益,维护国家基础设施建设的重要保障。所以相关部门需要从我国水利发展的实际出发,通过技术结构调整、布局工程建设等方面入手,提高自然资源的利用水平,从而保证我国水利事业的平稳、健康发展。 (四)开发灾情评估系统 对工程地质环境进行客观评价,对于保证水利工程建设安全,提高单位经济效益有着非常重大的意义。我们在对水利工程进行设计时,需要考虑工程地质作用的过程、方式、强度等要素,同时还要对其空间范围进行定量预测,如此才能够改善工程地质环境。我们可以开发灾情评估系统,并且按照时间分为:灾前预评估、灾中跟踪评估以及灾后总结评估,从而对灾情有一个全方面的把握,为规划与资源开发提供依据。 四、结论 综上所述,工程在建设的过程中,会产生一系列地质问题,如果忽视这些地质问题,将会引发不良后果。需要我们从实际情况出发,处理好工程建设与地质环境之间的关系,从而实现可持续发展。 参考文献: 1李勇刚.工程地质环境及 GIS 技术应用探讨J.岩土工程界.2008(07) 2侯金武.为城镇化发展提供地质环境安全保障J.水文地质工程地质.2011(06)