地質災害隱患和水文地質環境地質調查計劃分析

胡發虎

（云南地礦地質工程有限公司，昆明 650041）

1 引言

地質災害隱患具有較強的不確定性和隱蔽性，監控和預防難度極大，在地質構造運動等因素的影響下，還有可能進一步發展成為泥石流、滑坡等重大自然災害；水文地質環境同樣存在較大的波動，水理結構變化、地下水位升降等，均容易給區域生產生活帶來較大的安全風險。因此，國家地質調查局從民生建設及生態文明建設角度出發，提出了地質災害隱患和水文環境地質調查計劃，對該計劃要點進行分析、總結，有助于獲知戰略部署全貌，為地質調查實踐工作明確指導方向。

2 重要活動構造與區域工程地質調查

地質調查局首先聚焦于東部平原覆蓋區，對其活動斷裂進行調查，并形成了完整的調查技術、評價方法體系，從活動斷裂的角度，對工程建設中常見的不均勻沉降、局域地表裂縫等病害進行了作用機理闡述，對京津冀協同發展區建設有重要的參考借鑒意義。在張家口、北京聯合申請冬奧會成功的背景下，京張地區地質災害發育、斷裂帶活動等隱患也進入調查、研究視域，相關主體聚焦該區域地殼穩定性問題，借助專家經驗打分法，對相關要素進行了評價因子權值設定，并綜合自然斷點法對結果進行級別劃分，調查總面積超過5×104km2，穩定區域大致占總面積的46.32%，在結果分析的基礎上，提出了增設支護、建造堤壩、植樹造林等措施與建議。

3 山地丘陵區地質災害調查

山地丘陵區是地質災害多發區，蘊藏的隱患風險類型較多。在計劃實踐環節，首先，將孕災條件作為主要線索，在全國范圍內劃分了11 個重點區域，總面積大致為3.3×104km2，大巴山、烏蒙山等區域均在調查之列，調查方式綜合了高精度遙感、機載LiDAR 等技術，比例尺為1∶50 000，系統羅列了影響災害的核心因素、易滑地層等[1]，在分析區域、流域、城鎮等主體特征的基礎上，形成了不同尺度標準的風險評價模型，并編制了新型災害地質圖編制方式，形成了6 幅具有針對性的繪制樣板圖。在技術方法方面，形成了“星—地—空”一體的調查體系，對具有典型特征的孕災因素進行了分析，種類涵蓋地質結構、斜坡類型等，在劇烈變形區劃分時，主要借助InSAR，在災害邊界精細勾畫時，則借助了機載LiDAR 技術、三維激光掃描技術等，地質圖繪制精確性更有保障，圖1 為某地斷裂帶交匯三維掃描示意圖。

圖1 某地斷裂帶交匯三維掃描示意圖

4 生態脆弱區和特困水文地質環境地質調查

在生態脆弱區、特困經濟區，深入研究、健全了地下水循環理論，首先是西北大型干旱區，比如，柴達木盆地、黑河流域等，研究對象主要有構造、巖性等，通過分析得出了該地區水循環控制、演化規律及作用機理；其次，是神東—晉東地區，該地區煤礦產業發達，研究主要聚焦人為活動影響，樣本選取了100 余處礦坑，對侏羅系煤田、華北型煤田水質進行了分類，發現Ⅲ、Ⅳ類水是其主要類別，為當地水資源治理提供了支撐和方向。在這些區域，地表沉降是重點地質災害類型，因此，地質調查局在實踐測繪的基礎上，還編制了DD 2019—05《水文地質調查數據庫標準（1∶50 000）》，明確了勘查數據類別，同時，更新了地面沉降信息系統，以地質云平臺為依托，錄入了超過3.3×106條監測數據，以及1 500 余條水文地質、地表沉降相關的信息，可以為區域治理、改造、脫貧攻堅提供支撐。

5 巖溶地區水文地質環境地質綜合調查

我國西南區域巖溶地貌分布較為集中，諸如石灰巖等的可溶性巖層賦存量較大，流水長期作用于地上、地下的巖層，形成了石芽、溶蝕洼地、溶洞等眾多形態。巖溶區域是我國生態脆弱區的典型代表，由于其自身調蓄能力較差，無法起到固土保水的作用，因此，局域內既旱又澇的狀況十分常見，經過調查發現部分縣市淹沒土地可高達200 km2（3×105畝），而同時石漠化問題還在并行擴張，這種狀況對農業生產造成極大阻礙，地下孔、縫、洞并存的情況下，水資源開發難度也有所上升。

在水文地質環境地質綜合調查中，相關部門對巖溶地區地下水賦存情況進行了系統的勘查，調查范圍涵蓋400 余條地下河，并在此基礎上明確了規劃路徑，指出調整產業結構、解決缺水問題、發展特色產業等目標，為脫貧攻堅事業提供了巨大助力，其開發利用模式見表1。政策推行期間，共形成了200 多項示范工程，既幫助當地居民解決了水資源利用難題，也探索出了生態、經濟友好的協同發展路徑。計劃中還關注了巖溶地區碳循環問題，對二氧化碳在不同界面上的轉化展開定量分析，并借助地表植被、沉水植物等，對固碳增匯進行了干預，為國家碳排放目標的實現開辟了新路徑。據統計，經過治理的西南巖溶區10 年來碳匯量高達2.5×107t，與該地植樹造林所達成的碳匯量相比，可占到25%～50%，生態性能良好。

表1 西南巖溶地區水資源開發利用模式

6 主要含水層水質綜合調查

地下水是我國重要的淡水資源，能夠為區域安全用水提供基礎保障，當前水資源枯竭、污染是2 大重點地質問題，也是地質災害隱患和水文地質環境地質調查計劃中關注的焦點。2005—2015 年，中國地質調查局首次以系統化、全局化思維，在全國范圍內開展了地下水調查，總面積為4.4×106km2，涵蓋地域既有經濟發達區，也有生態脆弱區，采集樣本總量高達3.6×104組，分析檢測指標也多達72 項。至2016 年，相關部門對所有數據整合、分析，編制出系統的水質、污染評價報告，總結出我國地下水質區域差異明顯，存在六高、五化等問題[2]。

松散含水層是水文地質環境中較為特殊的存在，它通常呈層狀，常見的層級有砂礫層、砂卵礫石層等，有時也呈現為透鏡體結構，松散含水層中，隔水層多以結合水形式存在，透水、給水性能不佳，當水頭差變大時，還有可能出現轉化，這無疑增加了該種地質類型的不確定性。珠江三角區、豫北山前沖洪沉積扇等，均是較為典型的松散含水層，因此，在計劃實施中，還對這些區域進行了水質綜合調查，對其水質、污染情況、規律進行了摸索，并綜合運用重金屬、有機物等污染治理技術，開展了修復示范活動，為這些區域的地下水保護提供了重要支撐。

在標準體系上，相關部門同樣進行了完善和補充，綜合實踐經驗的基礎上，進一步修訂了GB/T 14848—2017《地下水質量標準》，并編制了關于地下水調查的方法導則，將指標毒理性作為技術依據，提出了系統的評價方法、污染預防技術評價方法等，過程中重點關注三氮污染問題，使定量溯源成為可能，在地下水微生物調查技術中，還開發了自動原位測試取樣技術、便攜式電分析化學現場測試技術等，這些標準、技術的誕生填補了傳統監控模式中的空白，為高效、便捷質控創造了條件。

7 國家地下水監測工程

水文地質是工程建設、礦產開發等場景中必須關注的監測要點之一，地下水位上升會導致地表鹽漬化、工程基礎上浮等狀況；地下水位下降，則可能引發地表沉降、地層結構變化；地下水位反復升降時，則可能導致巖土膨脹幅度提升，導致土層膠結物流失，降低基礎強度。基于此，自然資源部、水利部組織、規劃了集自動化、現代化為一體的國家地下水監測工程，至今總投資金額已經達到22 億元，共建成站點20 469 個，站點控制面積可達國土的1/3，基本覆蓋了我國主要經濟活動區。

為方便統一管理，管理體系借助了云平臺、大數據等先進科技，監測站點遵循分布式采集、運行算法，將采集數據、地質資料等匯聚到共享系統中，與礦產、能源等數據庫相交互，為地質圖、地學軟件、出版物等產品的制作提供依據，可用于行業生產、科研、政務等多種場景，“地質云”分布式體系如圖2所示。在干旱、半干旱區，還結合使用了新型自動補水儀，形成地下水均衡試驗場[3]，提升了土壤水負壓監測能力。

圖2 “地質云”分布式體系架構圖

在檢測標準方面，相關團隊同樣進行了改進和充實，重新編制了有關地下水位、水質的12 項標準，后續在云計算技術的基礎上，進一步結合三維模型搭建方法，實現了地下水運動實時模擬，可以在異地條件下滿足多方協同建模需求。對于承壓水、無壓水轉化問題，也研發出了專門的井監測技術，能夠較好地解決井管結冰等問題。

8 結語

綜上所述，地質災害隱患和水文地質環境地質調查是一項戰略性、全局性工作，能夠為民生建設、生態保護提供強大的數據支撐，相關行業可以將此作為具體的工作方法導向，深入分析相關評價指標體系，加強便攜式點分析化學測試技術、承壓-自流井監測技術等的理論探索，同時，將思路擴展到實踐應用層面，立足當地地質、水文條件，挖掘適宜的開發利用模式，實現經濟效益最大化。