水文地質因素對地質災害的影響分析

高嘉琳，李志勇，李巖松

(河北省地礦局第五地質大隊，河北唐山063000)

唐山市區最主要的地質災害類型為巖溶塌陷和采空塌陷，斷裂附近為地裂縫。各縣區(尤其沿海地區)為地面沉降、砂土液化和軟土地基變形。崩塌、滑坡、泥石流在山區有此災害，但災害的發生次數相對較少。根據地質勘測顯示，唐山市巖溶塌陷的發生與水文條件有密切關系，深入分析水文地質條件對地質災害的影響有助于防治工作的開展。從社會主義經濟可持續發展角度分析，對地質災害設計針對性的處理策略是必不可少的。

1 水文地質及其結構運動

水文地質指自然界中地下水的各種變化和運動的現象。地下水是貯存于包氣帶以下地層空隙，包括巖石孔隙、裂隙和溶洞之中的水。地下水是水資源的重要組成部分，由于水量穩定，水質好，是農業灌溉、工礦和城市的重要水源之一。但在一定條件下，地下水的變化也會引起沼澤化、鹽漬化、滑坡、地面沉降等不利自然現象。地下水是存在于地表以下巖(土)層空隙中的各種不同形式水的統稱。地下水主要來源于大氣降水和地表水的入滲補給;同時以地下滲流方式補給河流、湖泊和沼澤，或直接注入海洋;上層土壤中的水分則以蒸發或被植物根系吸收后再散發入空中，回歸大氣，從而積極地參與了地球上的水循環過程，以及地球上發生的溶蝕、滑坡、土壤鹽堿化等過程，所以地下水系統是自然界水循環大系統的重要亞系統［1］。由于過量的開采和不合理的利用地下水，常常造成地下水位嚴重下降，形成大面積的地下水下降漏斗，在地下水用量集中的城市地區，還會引起地面發生沉降。此外工業廢水與生活污水的大量入滲，常常嚴重地污染地下水源，危及地下水資源。因而系統地研究地下水的形成和類型、地下水的運動以及與地表水、大氣水之間的相互轉換補給關系，具有重要意義。

2 水文地質對地質災害造成的影響

水文地質不僅是一種自然地理現象，也關系著地質災害的形成、發展、危害等方面內容。根據勘測資料記載，水文地質引起的災害集中于巖溶塌陷、砂土液化、地面沉降、軟土變形等方面，具體情況:

2.1 巖溶塌陷

巖溶塌陷的形成條件為具有開口型溶洞、溶隙的碳酸鹽巖;一定厚度的松散覆蓋層;易于改變的地下水動力條件，破壞了地下水運動的均衡性。水文地質對巖溶塌陷的主要影響是造成巨大的水流沖刷力，破壞了溶洞底層結構的牢固性，造成土體抵抗力減弱而引起塌陷問題。根據提交資料:唐山市巖溶塌陷點密集區主要發生在陡河斷裂與唐山斷裂之間的隆起地帶，這一帶第四系沉積厚度較小，基巖埋深較淺，受多期構造應力場的反復作用，多處發生巖溶塌陷［2］。

2.2 砂土液化

砂土液化是指飽水的疏松粉、細砂土在臨界地震作用下，瞬間突然破壞而呈現液態的現象。飽和砂土受到震動后趨于密實，導致孔隙水壓力驟然上升，在周期性的地震荷載作用下，孔隙水壓力逐漸累積使土粒處于懸浮狀態，而接近液體的特性。砂土液化在不同地質條件下會產生不同結果，對地質結構造成的破壞力也不一樣。在沉積顆粒較粗地段，液化土層大大增加孔隙水壓力往往超過蓋層強度，地下水攜帶砂粒沖破蓋層或沿蓋層裂隙噴出地表，產生噴水冒砂現象［3］。

2.3 地面沉降

引起地面沉降的原因有自然因素、人為因素，前者有構造活動引起的沉降、軟弱土層形成的沉降、以及地震活動、海平面上升等;后者有過量開采深層地下水、地下熱水及開采油氣資源均可引起地面沉降。地面沉降伴隨著地下水的開采而產生，地面沉降的速率和發展趨勢隨著地下水位的變化而變化;地面沉降漏斗與地下水位下降漏斗基本一致，引起地面沉降的層位與各含水組的開采量相對應。因此，超量開采地下水是引起地面沉降的主要原因。

2.4 地基變形

軟土地基是現代建筑施工或地質開發的常見問題，這種土體結構本身就缺乏穩定性，受到地下水運動影響后更加不牢固。通常軟土層具有諸多有害特性，這使得水文地質對軟土地基變形的不利影響更大。軟土具有觸變特性，當原狀土受到振動以后，破壞了結構連接，降低了土的強度后很快地使土變成稀釋狀態［4。同時，在加載初期，地基中常出現較高的孔隙水壓力，影響地基的強度。軟土除排水固結引起變形外，土體在剪應力作用下會發生緩慢而長期的剪切變形。

3 地質災害的防范措施及應急處理

針對水文地質引起的地質災害，目前常用的應對策略是“預防為主，治理為輔，防治結合”的原則，最大限度地控制災害現象的發生。若無法避免災害發生，則要提前制定應急處理方案，減小災害的破壞范圍。

3.1 實時監測

地質災害高發地區必須設置24 h監測系統，以掌握地下水運動的具體情況，當監測到異常信號時可提醒相關人員采取緊急措施處理。如:山區是我國地質災害多發區域，政府要加強山區的抗災指導工作，引導當地居民做好全面的防范工作。如:雨季時期，對地下水流量多少跟蹤監測，當水流量超出標準范圍后立即調控水流的方向、流量，以免地下水運動引起的地質破壞。

3.2 開發利用

由于我國特殊的地理位置，地下水資源長期處于飽和狀態，地下水儲存量過大造成對地質結構的沖擊力增大，這種狀態下極易引起地質災害。積極開發利用地下水是防范災害的有效措施，其不僅充分利用了地下水資源，也降低了災害發生的次數，維持了地表結構的穩定性［5］。如:我國北方城市開始將地下水作為生活用水的來源，定期開發利用地下水供應使用;部分地區將地下水運用于農田灌溉，從而提高了水資源的利用率。

3.3 緊急處理

當地質災害發生之后，現場人員應采取緊急處理措施，把災害的不利影響控制在最小范圍，以防造成更多的生命危險、財產安全。不同的地質災害所采取的應急處理方法也不一樣，但地質災害的緊急處理必須堅持“以人為本”的原則，先保障人員的安全，然后急救財物。如:巖溶塌陷、砂土液化需采取加固處理方法，防止塌陷、液化問題加重;地面沉降、變形等問題，則要考慮路面的交通安全，及時設置災害警告或封堵交通，防止意外事故的發生。

4 結論

綜上所言，水文地質異常是引起地質災害的重要因素，對社會經濟發展、人民日常生活、土地資源開發等均造成的很大的破壞作用。從唐山市可持續發展角度出發，深入分析地下水運動對地質災害的不同影響，可為政府及相關部門制定災害防治措施提供可靠的依據。此外，解決水文地質對地質災害影響的問題，也是城市現代化交通建設的必要條件。

［1］何學中.水文地質異?，F象對地質災害的具體影響分析［J］.中國地質勘測，2010，19(5):19－22.

［2］朱明梅.我國常見地質災害的形式及誘發因素的研究［J］.水文現象研究，2010，20(17):80－83.

［3］曹旭爾.地下水運動的季節性特點勘測對比探究［J］.貴州大學學報，2010，15(7):15－17.

［4］熊一斌.山區地面沉降因素的詳細分析與數據列表［J］.科技咨詢，2009，30(7):16－18.

［5］顧茜茜.軟土地基變形與地下水運動的關系［J］.廣東科技，2010，14(6):31－33.