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地质灾害治理中水工环地质技术的应用研究

2021-01-25赵少东王雪平

世界有色金属 2020年20期
关键词:水工滑坡条件

赵少东,王雪平

(1.湖南有色地质工程测试研究中心,湖南 邵东 410129;2.湖南省有色地质勘查局二四七队,湖南 娄底 410129)

水工环地质技术是地质灾害防治工作当中非常重要的技术工作环节,地质灾害的产生通常情况下和地质结构条件有着密切的关联。因此,在研究工作过程中需,要针对水文地质条件、工程地质条件以及当地区域的环境地质条件进行深入分析和研究,准确探查地质灾害产生的具体原因,并且以此为基础合理使用水工环地质技术,展开地质灾害的相关防控治理工作。由于水文地质条件、工程地质条件和环境地质条件之间存在着非常密切的关联,因此在地质灾害的防治工作当中,必须要准确探查水文地质条件、程地质条件以及环境地质条件相互之间存在的关系,充分发挥出水工环地质技术的使用优势,为地质灾害的防治工作打下良好的基础。

1 地质灾害的类型及其特点分析

1.1 地质灾害产生的原因

在地质灾害问题产生原因的分析工作中,通过水工环地质技术的应用表现出的效果非常明显。由于我国国土面积辽阔,各个不同地区之间的地质条件构成,以及地貌特征存在着较大的差别,因此不同的区域在水文地质条件,工程地质条件以及环境地质条件方面,也存在着较大的差异性,对于地质灾害问题的产生,可以从地貌特征,地质条件,结构构成等几个方面来进行分析,从中找到地质灾害问题产生的关键性影响因素。通过不同地区水文地质条件、工程施工地质条件以及环境条件等各种转变进程,可以有效反映出当地区域的地质灾害产生具体原因,要得出地质灾害产生的主要影响因素,为后续的地质灾害防治工作打下良好的基础[1]。

1.2 地质灾害的类型与特点

地质灾害可以分为不同角度和不同的产生标准范围,针对地质灾害产生的具体原因来讲,主要因为自然地质条件变化所产生的地质灾害,同时也包含了人类活动引发的地质灾害,也称之为人为性地质灾害。对于自然地质变化速度来讲,可以将地质灾害问题分为突发性和缓变性两种形式,突发性地质灾害主要体现在崩塌、滑坡、地表整体塌陷、地面裂缝等,如图1、图2所示。

图1 地质滑坡

图2 地面裂缝

缓变性地质灾害主要表现为水土流失,也称之为环境地质灾害问题。根据地质灾害产生的地理位置不同,需要对该区域的地理条件构成特征进行深入分析,可以将地质灾害划分成地质崩塌、地质滑坡以及泥石流等多种灾害现象,在一些平原地区地质灾害主要表现为地面沉降和地面裂缝等形式。根据当前地质灾害相关研究工作的主流观点,地质灾害类型重点分为以下几种表现形式:第一,地质条件产生变化。主要受到地壳的强烈变化和运动造成地面产生剧烈震动,伴随而来的是地面产生严重的裂缝和变形问题,造成当地区域的建筑工程受到破坏。同时相关基础设施无法正常工作,并且在交通通讯等方面也会受到严重破坏,对人们的生命财产安全以及当地区域的经济发展都会造成重大影响。第二,地质崩塌和滑坡灾害。这种地质灾害问题产生的主要原因,是对应的矿山地质结构产生位移,出现比较严重的地质灾害问题。产生这一地质灾害问题和土壤稀松,以及土壤结构层稳定性不足有着密切的关联。第三,地面整体沉降也称之为地面下沉或者地陷问题。由于受到工程施工活动的影响,地下土壤层的整体压缩程度不足,会造成地层表面的标高进一步下降,这种情况下会产生地面坑洞。这一地质灾害问题的自然影响因素包含了构造沉降、地质条件变化、气候条件变化以及地应力变化等多种形式,如图3所示。人为性影响因素重点包含了大规模开发地下矿产资源、岩溶出现大面积塌陷,软土地区以及人类工程建设产生的固结沉降等相关影响因素[2]。

第四,地裂缝问题。地裂缝问题主要是累计性发展所产生的渐变性灾害,重点分为两种形式,第一种是由于地层内地所形成的影响造成地表裂缝问题。比如,地质裂缝基础地层断裂活动所产生的裂缝问题;第二种属于非地质构造形式,主要的表现为外动力的作用下产生的地裂缝问题。比如,外部地层结构的土壤层比较松散,存在黄土线形地裂缝、滑坡地裂缝等,没有有效规划地下水环境,是造成地裂缝问题产生的重要影响因素,承压水过度抽取会造成裂缝两侧区域的地表沉降不均匀,进而会进一步加大裂缝的扩展程度。

2 国内水工环地质灾害预防治理工作现状

水工环地质技术在我国地质灾害治理工作中应用程度相对较高,在具体工作当中主要用于环境保护工程建设、自然灾害预防以及自然灾害监测等多方面工作。水工环地质勘查和监测技术内容当中,主要包含了GIS、GPS、RS等多项技术,可以有效建立起更加全面的水工环地理信息系统,为地质灾害的治理工作打下良好的基础。水工环地理信息系统在使用过程中具有地理信息储存功能、信息管理功能以及信息分析等多项功能,为我国水工环地质勘测工作打下了良好的基础,同时可以有效研究水工环地质条件的实际演变情况。水工环地质技术在地质灾害的治理工作中,可以建立起相应的地理信息系统,以及水工环地质数据分析平台,在数据库当中记录了我国各个不同地区,在不同时间所产生的各种地质灾害问题,以及所包含的潜在性的地质灾害。在地质灾害的防治工作方面,针对突发性地质灾害和缓变性地质灾害问题进行了深入研究,同时针对水工环地质条件进行了深入探索和分析,有效得出各种针对性的地质灾害防治工作方法,在我国后续的地质灾害预防工作当中,可以给予相应的科学资料支撑以及更加有效的预防方法支持。

由于我国是一个地质灾害发生比较频繁的国家,因此在各种地质灾害的防治工作中,也积累出了非常丰富的经验,同时我国在地质灾害的防治研究工作方面也陆续进行,自从1999年开始,我国正式开始在全国范围内展开多项地质灾害勘查工作,并且已经完成了全国范围内1:50万的地质环境勘察工作。其中主要以地质灾害勘查工作为主,涵盖了700个县市区,同时也对全国很多山区丘陵地区的地质灾害情况进行了勘察。通过实地勘测分析,从中得出我国不同地区在崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降以及地裂缝等地质灾害问题表现明显。在我国31个省市区当中都有所分布,其中以滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害产生频率相对较多,同时分布最为广泛,产生的危害最为严重。这些工作成果在全国地质灾害的防治规划过程中,为地质条件的勘测工作打下了良好的数据基础,同时根据实际的工作开展结果,为县、乡、村三级责任制的地质灾害预防监测体系的建立,提供出了充足的理论依据。同时政府在开展防灾减灾城市规划布局,以及地质环境监管等多方面工作也具备了更加全面的地质勘测数据信息,有效保证地质灾害防治工作的快速开展。除此之外,通过建立起地质灾害预警系统以及地质灾害气象预报系统等,提高了我国地质灾害治理工作的整体质量和效果,如图4所示:

图4 地质灾害预警系统

3 地质灾害防治工作中水工环地质技术的应用策略

3.1 在地质灾害防治工作中的应用策略

由于人类活动大量开采矿产资源,造成地层以下的地质结构产生明显的变化,经常会形成比较严重的地质灾害问题。在工程建设区域范围内需要开展地质条件安全性评价工作,其中重点包含了矿层断裂安全评价、地质场地破坏效应影响等多方面内容。通过地质灾害小范围区域化勘察和分析,对工作场地区域范围内地质条件结构的适应性和危险地段进行合理划分,并且对一些不利地段进行确定,充分发挥出地基处理技术所具有的重要作用,有效提高地质灾害的预防控制工作效果。由此可以看出,水工环地质技术在地质灾害勘查以及治理工作中发挥出了至关重要的作用。

3.2 在崩塌滑坡地质灾害防治工作中的运用

崩塌、滑坡等地质灾害问题,给地质环境和地质工程建设带来了较大的影响和破坏,如果没有进行有效的预防和处理,将会造成非常严重的经济损失以及人员伤亡现象。针对所发生的崩塌、滑坡等地质灾害问题,可以通过遥感勘测工作作为引导,以地质环境勘察作为核心,以灾害点位测绘工作作为主要的勘测工作手段,并且配合使用相关的物探、钻探等作为辅助工作,有效做好崩塌滑坡地质灾害的防治工作,对产生滑坡和不稳定性斜坡地段进行深入勘查和分析发育特征,为后续的地质灾害预防工作打下良好的基础。比如,通过剖面测量数据结果有效得出不良地质条件的具体分布位置以及分布规模大小等。

3.3 在地面塌陷治理工作中的有效应用

地面结构产生大面积沉降问题,主要影响因素包含了自然因素和人为性因素两种,自然影响因素主要指的是地壳产生的各种运动,或者地质条件的强烈变化,造成地层上升或者下降,进而会产生地表出现不均匀沉降问题。而人为性影响因素重点包含了大量抽取地下水体资源,或者过度开采地下的矿产资源等。现阶段,我国在地面塌陷地质灾害的防治工作过程中,主要采取的措施是建立起更加科学完善的地面沉降监测工作网络,如图5所示,对地下水的具体活动状态以及地表的下沉量进行准确监测,也需要进一步控制水体资源的使用量,避免不必要的水体资源浪费问题,对地下水的使用和开发程度进行进一步控制,以此来有效防止地下水体资源受到大量的开采产生地表沉陷地质灾害问题。

图5 地面沉降监测工作网络系统

3.4 在矿层裂缝治理工作中的应用

在矿产裂缝的治理工作过程中,需要针对地下水的开发程度进行有效控制,防止出现地下水的过度开采以及防止产生地下矿产资源大面积开发等问题。与此同时,为了有效防止矿层裂缝问题的产生或者控制地面裂缝产生的程度,在地质工程规划过程中需要最大限度上防止出现矿层裂缝问题,同时在容易产生矿层裂缝问题的重要部位进行重点监控。在具体施工过程中需要详细勘查当地区域的地质条件状况,有效确定矿层裂缝产生的准确位置,同时对矿层裂缝的实际发展趋势进行全面判断和分析,以此来做好矿层裂缝地质灾害的相关预防和治理工作。

4 水工环地质技术应用突破策略分析

4.1 全面加强地质环境保护工作

当前随着我国社会经济的快速向前发展,我国提倡在经济快速向前发展的同时,必须要全面加强环境保护工作。因此,在水工地质技术的使用过程中,必须要充分响应国家的号召,全面提高环境保护工作意识,并且有效结合工程开展的实际状况,采取针对性防治工作策略,对自然生态环境进行有效保护,最大限度上防止对自然环境产生污染和破坏。同时再针对一些不可再生性矿产资源的开发工作中,必须要有效融入环境保护工作理念,在矿产资源到高质量开采前提下,有效防止对周围环境以及地质条件结构产生严重的影响,防止出现各种地质灾害问题,以及降低对周围环境所产生的污染。

4.2 全面推动水工环地质技术的发展速度

在水工环地质技术的使用过程中,需要建立起一项更加先进的科技创新工作平台,为水工环地质工作的开展打下良好的基础,有效融合更加先进的信息化技术,保证水工环地质技术的应用不断朝着智能化和信息化的方向上前进。首先,必须要充分满足新时代的发展要求,对传统水工环地质技术使用过程中存在的缺陷和不足进行进一步完善;其次,在水工环地质工作的开展过程中要全面加强核心技术的开发工作力度,全面提高科研工作水平,要从国外发达国家引进一些更加先进的仪器设备和勘测技术,对地质灾害问题进行全面勘察和分析。通过使用更加先进的仪器扫描技术,有效掌握不同区域的地质条件构成情况,同时可以使用物理探测技术,对容易产生地质灾害的区域进行全面的地质条件了解,为后续的情况找矿工作打下良好的基础。

4.3 全面提高人才的培养工作力度

当前在我国地质灾害的治理工作当中,水工环地质技术工作人才相对比较缺乏,因此无法顺应我国新时代的地质灾害防治工作要求。对于相关地质灾害防治工作单位来讲,在实际工作过程中必须要加大人才的培养力度,是对相关工作人员的福利待遇进行提升,以此来充分激发出相关工作人员的工作积极性,吸引更多优秀的人才参与到地质灾害的治理工作当中,全面提高我国地质灾害的防治工作水平。与此同时,需要充分做好相关制度的建设工作,要制定出满足我国水工环地质工作长远规划要求的相关工作体制,并且在制定该项工作制度之前需要和社会相关做单位之间形成有效的信息沟通和交流,要加强区域性地质条件调研工作,对现场的地质条件状况进行全面了解和分析,有效借鉴国外一些比较先进的地质勘查工作经验,有效结合自身的发展工作情况,制定出符合自身发展不求的相关工作制度以及工作方案,以此为基础,有效开展后续的巩固工作,推动我国水工环地质工作快速向前推进。

5 结语

由此可以看出,地质灾害问题产生不当会对生态环境质量产生严重的影响,同时还直接影响到人们的生命财产安全以及社会经济的稳定发展,为了进一步控制地质灾害问题的影响程度,必须要充分做好地质灾害的预防工作。通过水工环地质技术的有效应用,在地质灾害的治理工作中发挥出的优势非常明显,可以有效帮助地质灾害防治工作的有效开展,大限度上降低地质灾害所产生的影响。

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