地下水對地質災害的影響分析

康起銑

云南地質工程勘察設計研究院 657000

摘要：隨著我國經濟發展水平的不斷提高，地下水與巖土體相互作用成為人們關注的地質問題，主要產生三種作用，分別是物理作用、化學作用以及力學作用等，地下水與巖土體間相互作用下將對變形與強度造成影響，巖體應力變化、補給、徑流都會發生改變，將產生嚴重的地質災害。本文主要對地下水地質災害影響進行分析，旨在為地質研究提供一些借鑒。

關鍵詞：地下水；地質災害；分析研究

由于自然環境、人類生產的不斷變化致使地質災害頻發，各項工程活動規模與強度增大致使地質災害呈現出多樣性，經常誘發滑坡、巖溶塌陷、地面沉降等地質災害，這些地質災害的發生都與地下水的作用有一定關系。由此，加強對地下水的作用與變化的研究就顯得極為重要。

一、地下水與巖土相互作用

（一）地下水產生的物理、化學作用

地下水產生的物理作用有潤滑作用、軟化以及泥化作用，都是結合水產生的作用。地下水產生的化學作用：地下水產生的化學作用主要通過地下水與巖土間的離子交換、溶解作用形成，還會產生水化作用、溶蝕作用、氧化還原作用、沉淀作用、滲透作用等。

（二）地下水對巖土產生的力學作用

空隙靜水壓力與空隙動水壓力的共同作用能夠影響到巖土體力學性質。靜水壓力的作用是將巖土體的效應減少，將巖土體的強度降低，而裂隙巖體中的空隙靜水則在水壓作用下出現變形與擴容；動水壓力會對巖土體產生切向推力使巖土體抗剪強度降低[1]。

（三）對地下水流的影響

地下水滲流介質是巖土體，地下水活動場所與運動路徑受巖土體空隙結構限定，能夠對地下水補給、徑流以及排泄條件進行控制。巖土體在特定的地質環境下具有地應力、地下水以及溫度。

二、地下水對巖土力學性質的影響

地下水所處地層是地質環境中最活躍的一個層面，產生的巖土力學性質影響是關鍵。這種影響主要表現在物理作用、化學作用以及力學作用上。而地下水對巖土強度影響是多方面的，比如，物理、化學作用下將使巖土體的結構發生改變，進而使巖土體的C、值發生改變；地下水能夠產生空隙靜水壓力，在這種壓力下使巖土體強度降低；空隙動水壓力作用下能夠使巖土體形成一個推動力，這種推動力就是一種剪力，能使巖體抗剪強度降低[2]。

三、地下水與巖土相互作用產生地質災害的分析

（一）地下水與巖體相互作用造成地面沉降

地下水開采還能引發地面沉降，地面沉降量計算涉及到很多關系量，主要有以下幾方面：因為地下水滲透壓下降致使增加了巖土體效應力，含水層的壓密量增加，造成土體弱透水層出現固結甚至變形；隨著地下滲透壓的降低，能夠在含水層中產生一個井群方向運動的水壓梯度，使空隙動水壓力增大。空隙動水壓力促使水中的顆粒不斷運動，引起水層垂向變形量。

（二）地下水與巖體相互作用產生滑坡

據相關統計顯示，因為地下水滲透引發的滑坡率高達80%以上。尤其是在我國南方地區降水多，致使地下水滲透增強，經常發生大型滑坡，這些都與地下水和暴雨量息息相關。而在我國北方地區，因為凍融作用也會出現滑坡，而庫區水位變化則是庫區發生滑坡的重要原因[3]。

（三）巖溶塌陷

巖溶塌陷出現的主要原因是具備開口型溶洞或者是溶隙碳酸鹽巖，還要具備一定厚度的松散覆蓋層；地下水動力條件非常容易改變，使地下水運動均衡性遭到破壞。巖溶塌陷出現的主要原因是地下水沖刷力使溶洞底層結構遭到破壞，使土體抵抗力降低，進而引起塌陷。根據相關調查顯示，巖溶塌陷主要發生在塌陷點或者斷裂帶過于密集的地方，也會發生在斷裂的隆起位置，這些位置的沉積厚度小，并且有著較淺的基巖埋深度，受到構造應力的影響容易發生巖溶塌陷。

（四）地基變形

建筑施工或者地質開發最常見的問題就是軟土地基變形，地基結構變形因為缺少穩定性在遭到地下水影響后牢固性更低。軟土層的諸多有害特性增加了水文地質對軟土地基變形的影響。與此同時，在加載初期階段，地基存在空隙水壓力使地基強度降低。

四、災害防范措施與應急處理對策

（一）實時監測

要在地質災害發生的24小時內設置監測系統，從而準確獲知地下水的運動情況，如果監測到了異常信號需要及時提醒相關人員采取有效措施。比如，大部分山區經常發生地質災害，當地政府部門需加強地質災害的指導與預防，號召全體人員做好地質災害的防范工作。比如，在雨季降水量非常大，地表水與地下水流量也相應增大，可以對地下水流量進行跟蹤監測，如果發現水流量超出了規定標準則要對水流方向、流量進行調控，防止造成地下水強烈運動，引起其他的地質災害[5]。

（二）開發利用

鑒于我國各地區地理位置復雜，地下水資源經常出現飽和，如果地下水的儲量過大不僅容易引發地質災害更會對地質結構造成非常大的沖擊力，對地質災害的防范工作帶來了阻礙。由此，需要對地下水防范災害的措施進行研究與嘗試，不僅使地下水資源得到充分利用還能將地質災害的發生率降低，使地表結構穩定性得以維護。比如，我國北方大部分地區將地下水作為生活用水，會定期開發利用地下水，還有部分地區使用地下水用來灌溉農田，將水資源利用率提高。最后，要做好緊急狀況的處理，如果突發了地質災害，現場人員需采取緊急措施治理，將災害造成的影響控制到最低，防止出現嚴重的人員損傷或者死亡，保障人們生命財產安全。我國不同地區根據地質災害的不同采取不同的應急處理對策，但不管是哪種處理對策都需要遵循“以人為本”的原則，先全力搶救人民群眾，其后考慮財務、各項設施的營救。比如，砂土液化、巖溶坍塌時可以采用加固方法防止造成液化或者地面沉降、變形等，對交通安全全面考慮，及時將災害警告設置出來，必要時可以封堵交通，防止意外事故造成人員傷亡[6]。

結束語：

隨著社會進步與發展，人類活動對地質環境的影響程度也逐漸加大，對地下與地表結構造成了嚴重破壞。本文主要分析了地下水對地質災害的影響，可見，地下水異常變化是造成地質災害的關鍵原因，必須做好地下水監控與災害預防。

參考文獻：

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[2]王永，王海棠，樓頌平等.浙江地區小型土質滑坡地質災害特征及防治方法研究——以長興縣泗安鎮山門口滑坡為典型[J].科技通報，2012，28（7）：182-186.

[3]陳蓓蓓，宮輝力，李小娟等.北京典型地下水漏斗區載荷密度與地面沉降相關性[J].應用基礎與工程科學學報，2013，21（6）：1046-1056.

[4]賀可強，王榮魯，李新志等.堆積層滑坡的地下水加卸載動力作用規律及其位移動力學預測——-以三峽庫區八字門滑坡分析為例[J].巖石力學與工程學報，2010，27（8）：1644-1651.

[5]黃發明，殷坤龍，張桂榮等.基于相空間重構和小波分析-粒子群向量機的滑坡地下水位預測[J].地球科學-中國地質大學學報，2015（7）：1254-1265.

[6]張茂省.引水灌區黃土地質災害成因機制與防控技術——以黃河三峽庫區甘肅黑方臺移民灌區為例[J].地質通報，2013，32（6）：833-839.