淺析水利水電建設中地質勘查的重要性

劉明岐

【摘 要】水利水電工程地質勘察歷來重視環境工程地質問題的研究與預測，水利水電環境地質問題研究現狀堪憂。水利工程地質同行積極開展水利水電環境地質問題的研究，既努力滿足新時期治水思路對水利工程地質的要求，又能為水利工程地質專業開辟新的生存空間。

【關鍵詞】水利水電；建設；地質

前言：

地質勘查是水利水電工程建設、及其工程質量的先決條件和重要保證。本文從調查目前水利水電工程建設中地質勘查的現狀和存在的主要問題著手，論述水利水電工程建設的特殊性和復雜性，地質勘查工作的實踐性與經驗性，闡明水利水電工程建設中地質勘查的必要性，同時對水利水電工程建設中各種類型的地質勘查主要內容、方法進一步做了論述。

一、水利水電工程建設與環境問題

（一）水利水電工程與魚類、生物物種問題

①對魚類的影響：切斷了洄游性魚類的洄游通道；水庫深孔下泄的水溫較低，影響下游魚類的生長和繁殖；下泄清水，影響了下游魚類的餌料，從而影響魚類的產量；高壩溢流泄洪時，高速水流造成水中氮氧含量過于飽和，致使魚類產生氣泡病。

②對植物和動物的影響：庫區淹沒和永久性的工程建筑物對植物和動物都會造成直接破壞；同時局部氣候變化、土壤沼澤化、鹽堿化等都會對動植物的種類、結構及生活環境等造成影響。

（二）水利水電工程與水文問題

水利水電工程建成后改變了下游河道的流量過程或周圍環境水域的分布，從而對周圍環境造成影響。例如：①以發電為主的水庫，多在電力系統中擔任峰荷，下泄流量的日變化幅度較大，致使下游河道水位變化較大，對航運、灌溉引水和養魚等均有較大影響；②下游天然湖泊或池塘因斷絕水的來源而干涸；③當水庫下游河道水位大幅度下降以至斷流時，勢必造成水質的惡化。由此可見，水利水電工程對水文的影響是不容忽視的一個重要問題。④入海口因河水流量減少引起河口淤積，造成海水倒灌；⑤因河流流量減少，使得河流自凈能力降低；⑥大壩水庫不僅存蓄了汛期洪水，而且還截流了非汛期的基流，往往會使下游河道水位大幅度下降甚至斷流，并引起周圍地下水位下降，從而帶來一系列的環境生態問題。

（三）水利水電工程與地震問題

水庫等水利水電工程建筑物蓄水后，由于地應力的調整或水體下滲等原因，觸發了地質斷層的復活而誘發地震。研究表明，要觸發一個比較大的地震需具備以下三個條件：①水庫巖石比較破碎，且處理效果不十分理想；②存在有利于應力集中的地質環境條件；③水庫水荷載所產生的超孔隙水壓力足夠大。

二、水利水電建設中地質勘查的必要性

（一）水利水電工程建設的特殊性與復雜性

水利水電工程建設的特殊性首先表現在其工程建筑物的特殊性。一般建筑工程標準化較為規范化，可以見到基本相同甚至完全相同的建筑物設計，或者部分及全部套用的標準設計圖紙。然而水利水電工程建筑物則不然，成千上萬座水庫大壩中，不可能找到兩座完全相同的大壩。決定水利水電工程建設大壩規模、壩型、結構等工程要素的自然條件很復雜，其中工程建設所在區域或工作區地質條件則是最主要的自然條件之一。水利水電工程建設的特殊性是其與水密切相關，其中包括地下水與地表水，其所承受的荷載主要是水荷載。水利水電工程建設一旦失事，損失將十分慘重。

（二）地質勘查工作的實踐性與經驗性

地質勘查理論的任何一項新進展、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。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，卻安全運行了數十年。因此，我們搞水利水電工程建設，工程經驗往往又是起決定作用的。

三、水利水電工程建設中地質勘查的主要內容、方法

通過地質勘查明確水利水電工程建設的地質條件、論證工程地質問題、選擇地質條件優良的建筑場地、研究工程興建后對地質環境的影響等。

（一）水利水電工程建設中必須查明和解決的地質勘查問題主要有：庫區地層巖性、地質構造、地貌及物理地質現象、水文地質條件，水庫滲漏、浸沒、淤積、庫岸穩定，壩基穩定、滲流、滲透變形、沉陷、滲漏、壩頭邊坡穩定，巖體工程地質分類、承載力、允許滲透水力坡度、液化、基坑涌水量、建筑材料等。

（二）水庫工程地質勘查內容包括：水庫地質條件、水庫滲漏的性質、途徑和范圍，計算參數的確定，計算公式的選用，計算成果及其分析和說明，處理方案的建議和結論。水庫浸沒區地質條件，地下水壅高計算參數和公式的選定及計算成果的分析說明，浸沒標準的確定。根據水庫運用水位預測的浸沒范圍，浸沒區的分類，可能的發展情況和防護措施的建議。庫岸穩定性分段，不同設計水位時的不穩定巖土體的位置、高程、方量，主要地質條件，計算參數選擇，計算成果和觀測資料等以及失穩影響和防治措施的建議。評價水庫誘發地震的條件潛在震源區的確定及其震級上限的預測。

（三）各建筑物的工程地質勘查內容包括：壩、閘址工程地質條件（包括地質概況與選定壩型、壩軸線、樞紐布置方案有關的工程地質條件，壩基巖體工程地質分類，工程地質問題及評價和有關工程地質問題處理的建議。

（四）引水隧洞工程地質勘查內容包括：工程地質條件分段及說明，圍巖工程地質分類和工程地質問題評價及處理建議。渠道工程地質條件應包括：工程地質條件分段及說明，渠道建筑物的工程地質條件和工程地質問題評價及處理建議。

（五）斜坡現場以不擾動底層的情況下，開展各項地質勘查工作，從而獲得斜坡地層的物理力學性質，其同室內試驗方式相比能夠更好的在工程場地進行測試，并且不需要對土質進行取樣；其次，其所測試影響的范圍要明顯室內試驗方式，從而能夠具有更好的代表性。由于這種方式能夠使用良好的多種原位測試方式，所以其也能夠獲得更好的地質物理力學指標以及地層剖面；最后，這種測試方式也具有較好的經濟性以及效率性，從而較好的節約了勘查時間。

地質勘查采用的方法主要包括鉆探、物探、坑探，三種勘探方法均有規程規范遵循。通過鉆探、物探、坑探、觸探、靜探、十字板剪切、巖體應力測試、巖體地質描述、滲透變形試驗、壓水、高壓壓水、注水、抽水試驗、地下水動態觀測等，在充分的工程地質分析與論證的基礎上提交設計建議值。

四、結束語

在工程建設前，對工作區的地質條件進行勘測，并作出分析、評價；預測水利水電工程建設中可能出現的問題，針對性地提出解決措施。近幾十年來，水利水電工程建設中，地質勘查研究工作已經有了多方面的發展進步。從勘查技術、測試技術，再到數值分析技術等都取得了迅速的發展，但是由于地質勘查環境的復雜性、地質信息獲取難等原因，導致水利水電建設中地質勘查工作還不完善，還存在眾多問題。

【參考文獻】

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