水利水電工程地質的特點

摘要：水利水電工程地質學是二十世紀建立和發展起來的一門科學。在水利水電工程建設中具有十分重要的位置。工程地質工作的質量，對工程方案的決策和工程建設的順利進行起著至關重要的作用。同時，水利水電工程地質對地球環境的保護也發揮著重要的作用。

關鍵詞：水利水電工程地質 特點

當前，由于人類工程大量活動引起地質環境的改變，使水利水電工程面臨著前所未有的挑戰，但隨著科技的發展和社會的需求，水利水電工程又將迎來新的發展機遇。

一、地質學科的起源與發展

工程地質學是研究人類工程建設活動與自然地質環境相互作用和相互影響的一門地球科學。二十世紀初，為了適應興建各種工廠、水壩、鐵路、運河等工程建設的需要，地質學家開始介入解決工程建設中與地質有關的工程問題，不斷地進行著艱苦的工程實踐和開拓性的理論探索，工程地質學開始成為地球科學的一個獨立分支學科，工程地質勘察則成為工程建設中不可缺少的一個重要組成分。

二、水利水電工程地質的特點

1、特殊性與復雜性

在水利水電、電力、工民建、交通、市政建設等凡是存在土建工程的行業，都有工程地質專業，因此，我們稱工程地質專業是工程建設的基礎性專業，是不必爭議的。由于水利水電工程建設自身的特殊性和復雜性，使得水利水電工程地質又是所有這些不同行業的工程地質專業中涉及面最廣、問題最復雜、任務最艱巨的業界龍頭。

水利水電工程建設的特殊性首先表現在工程建筑物的特殊性。工業與民用建筑到處可以見到基本相同甚至完全相同的建筑物，可以部分或全部套用標準設計圖紙。而水工建筑物則不然，世界上有成千上萬座水庫大壩，卻很難找到兩座完全相同的大壩。決定大壩的規模、壩型、結構等工程要素的自然條件很復雜，而工程地質條件則是最主要的自然條件之一。水工建筑物的第二個特殊性是與水打交道，所承受的主要荷載是水荷載。水利水電工程不允許失事，一旦失事，損失將十分慘重。

水利水電工程建設的復雜性主要表現在工程規模大，專業多，涉及面廣，投資大，工期長，建筑物的形式、結構、功能、荷載組合等等都十分復雜，特別是大型特大型水利水電工程更是如此。例如舉世矚目的三峽水利樞紐工程，涉及到中國的政治、經濟、社會、資源、環境、文化等方方面面，你很難找到其它基建工程可以等同于這樣的水利水電工程。因此，水利水電工程地質專業的特殊性與復雜性是由水利水電工程建設的特殊性和復雜性所決定的，同時，工程區自然地質環境的復雜性也決定了這個專業的技術難度。

2、實踐性與經驗性

水利水電工程地質的另一特點是強烈的實踐性與經驗性。在中國水利學會勘測專委會1999年度學術研討會上，工程地質界知名前輩專家天津院的李仲春教授語重心長地警示工程界：工程地質這個專業太難了，工程地質決策不是通過計算和試驗所能左右的，在很大程度上取決于我們的工程經驗，即使是十分成功的工程，也很難證明它既安全可靠又經濟合理。李仲春教授的肺腑之言充分表達了工程地質專業的實踐性與經驗性的深刻含義。

工程地質理論上的任何一項新進展，新方法，新技術，都必須通過大量試驗研究、分析論證和工程實踐的檢驗。例如，近二十年來隨著數理基礎學科和計算機技術的發展，壩基、洞室和邊坡穩定性分析計算的理論和方法有了長足的進展，但是這些計算成果仍然只能是工程設計和決策的一種參考，因此在工程界有一種通用說法：不可不信也不可全信。許多工程實例足以說明采取慎重態度的必要性。有些工程從分析計算上看是安全的，實際上卻出了問題；而另一些工程通過計算認為不安全，但卻安全運行了數十年。因此對工程建設而言，工程經驗往往起決定作用。

3、工程地質問題的長期性與隱伏性

水利水電工程地質的第三大特點：在地質體中留下的工程隱患具有長期性和隱伏性，甚至具有不可預見性。法國Malpasset拱壩失事和意大利Vajont水庫大滑坡，均為水工史上震驚世界的慘痛教訓，其地質隱患在整個勘測設計施工的全過程中沒有絲毫警覺。葛州壩工程壩基軟弱夾層問題導致工程停工，重新補充勘探并對設計進行重大修改。南盤江天生橋二級水電站廠房建在一個古滑坡上，開工后卻無法進行施工。該電站的引水隧洞工程地質條件更是復雜得令建設者們防不勝防。由于地質體中留下的工程隱患造成的工程事故，輕則修改設計，重則工程報廢，或造成生命財產的重大損失，這樣的例子舉不勝數。

4、工程地質測不準原理

事實上，地質體中的某些性質的確是測不準的。例如某一組結構面的產狀，只能用一個區間值來表述，如果僅用一個確定值來表述則肯定不符合客觀實際。又如工程地基巖體的物理力學參數，它只能是一個區間值或統計值，因為地質體中每一點的性質都可能是變化的。地質參數精確到某一個具體數值的時候，千萬不要把它當成是絕對準確的，否則會誤導精確評價的可信性。據此，我們可以將工程地質測不準原理表述為：“地質體的工程性質不可能用絕對準確的參數來確定，它們只能是通過地質測繪、勘探、試驗、分析、統計和經驗判斷后提出一個建議區間值，供設計師根據建筑物的性質在這個區間值中選取設計采用值”。近二十年來，概率統計、模糊數學、灰色理論等數理學科廣泛應用于工程地質分析領域，這是對工程地質測不準原理的有力支持。有些設計師不能理解地質師為什么只能提出區間值，而不提出確定的數值，當他們對測不準原理透徹理解之后，這種疑問將會自然消除。

三、地質要抓住機遇迎接挑戰

人類社會的進步與發展，實際上是一部人與自然相互協調和相互影響的壯麗史詩。以前我們把人與自然的關系當成是與天斗與地斗的斗爭關系，實踐證明，人與大自然斗爭的結果，雖然取得了一些局部性的小勝利，然而大自然反過來對人類的懲罰卻是毀滅性的。人類的每一次產業革命，無不與工程建設有直接關系，與地質環境有直接或間接關系。建國以來，我國的基本建設此起彼伏，水利水電工程建設從無到有，但工程地質工作也存在著這樣那樣的問題和難題，這就要求工程地質學家和地質師抓住機遇迎接挑戰，順應自然，保護環境，防止災害，造福人類。