封閉水文地質單元條件下礦區地質災害治理方法研究

杜清坤，陳建民，盧慶安

（云南地礦地質工程有限公司，云南 昆明 650041）

由于我國地域較大，每個地方都有其獨特的地理環境，不同的環境差異也為該地區帶來了不同的地理風貌，而在這些特殊的地理風貌中蘊含著大量礦產資源，所以我國的礦產開發范圍也在逐漸擴大，但是受其特殊地貌影響，部分地區經常發生地質災害，而且礦產開采也給當地地形地貌景觀發生嚴重破壞，影響了自然界的生態平衡，給人們的生活帶來了很大的不便。礦區地質災害治理工作的開展刻不容緩，改進治理策略，加強防治手段才能有效避免地質災害的發生。

1 封閉水文地質單元概述

1.1 封閉水文地質單元概念

我們將地下水的流動狀況統稱為水文地質，由于地下水源錯綜復雜，如果地下水活動的越劇烈，會使地殼發生變化，從而導致一些地震災害的發生，一旦發生地震，地下水就會受到波及。所以掌握地下水流動規律，并根據當地的地質環境設置科學合理的防治策略，有效的減少地質災害的產生，為周圍居民帶來生活上的便利。

1.2 封閉水文地質單元劃分

封閉水文地質單元指的是在密閉環境中具有統一性特點，能夠對邊界和徑流實施有效補給的地下水系統。在水文地質單元的劃分中，必須要把握好地質單元邊界，一般來說，所設置的水文地質單元邊界都是以自然邊界為準。而這些邊界所構成的水文地單元都能夠同時實現地下水補給、徑流、排泄條件，而且具有統一水化學場和滲流場，但是在邊界內外很少存在物質與能量等量代換。在劃分水文地質單元時，受地貌地質構造和地表水系的影響，在劃分時也收到氣候因素的影響，但是這幾個方面又彼此聯系，相互制約。所形成的水文地質單元邊界比較多樣，例如：可以是地下分水嶺或地表，也可以是構成定水投補給的河流等地表水體，也可以是煮水的斷層，掩體和隔水巖層等。在水文地質的研究中，水文地質單元劃分是其重點研究對象，它所涵蓋的范圍較廣，包括當地的地形地貌、水文地質結構以及水動力場、補給徑流排泄等多個水文地質條件綜合分析考量而得出的劃分依據。

2 水文地質結構的運動

根據上文所述，水文地質是指地下水的流動情況。所以在地殼運動中水文地質運動往往伴隨著一定自然風貌的變化。地下水水文地質結構多種多樣，但最為常見的是巖石裂隙、溶洞水孔隙。而水是自然之源，是人們日常生活的必需品，也是社會發展必不可少的一部分。而地下水在應用當中較為普遍，發揮著其重要的作用。如果使用不恰當，或者有意破壞地下水資源，那么所造成的地質災害是不可估量的。而部分企業為了提高自己的經濟效益，濫用地下水資源，對地下水資源進行過度開采，不僅在很大程度上造成了地下水位下降，甚至出現了地下水下降漏斗。尤其對于一些用水集中的區域，過度開采地下水資源很可能造成地面沉降。除此之外，隨著我國化工業的不斷發展，它所產生的污染物會被直接排放到地面，從而滲透到地下水中，對地下水的污染是非常嚴重的，不僅破壞了水資源，而且也使生態環境失衡。

3 封閉水文地質單元對地質災害的影響

封閉水文地質是由于自然日積月累，人為因素占小部分，封閉水溶地質與地質災害有著密不可分的聯系，在一定程度上影響了人們的生活，據了解，封閉水文地質可應發四類地質災害，他們分別是地表巖溶坍塌、下陷、沙土液化，土層變形等表現形式，具體表現如下：

3.1 巖溶塌陷

圖1 地下水位下降造成巖溶塌陷

當人們在挖掘地下管道的同時，受地下水的影響，土層比較潮濕，所以地下管道的土層較為松散，在進行挖掘時，極易受到外力擠壓而造成坍塌。而對于一些由自然環境不斷沖刷演變所形成的地下洞穴，在地下水的侵蝕中土層也會變得松軟，產生地面下陷現象，這些都是熔巖塌陷的具體表征。

3.2 砂土液化

圖2 封閉水溶地質的作用造成砂土液化

沙土液化的主要原因在于封閉水溶地質的作用影響，沙土液化主要是沙土在外力沖擊的作用下，在瞬間破壞迅速呈現液化的靜止狀態，一般情況下，沙土受外力擠壓，土質會變緊實，以至于造成孔隙水壓的極具升高，從而在周期性的震荷載的作用下，孔隙水壓的長時間累積沙土逐漸液化，由于地質環境的不同，從而引起的液化狀態也有明顯差異，我承受的對地面的破壞程度也為之不同，隨著時間的變化，沙土中的水分被蒸發出來，而沙土本身含水量較低，所以沙土液化的現象更容易發生，然而，進一步表明有沙土存在的地方，受封閉水文地質的影響促使地質災害發生的可能性進一步增大。

3.3 地面沉降

圖3 土層的密度下降造成地面沉降

地殼運動能夠改變土壤的地表結構，使其發生顯著變化，而一旦地下水流速快，就會使土壤的地節發生突變，使土層的密度下降，造成了地面沉降現象，這種現象的發生往往是由人為因素造成的，人們的生活與社會的發展都離不開地下水的供給，所以過度開采地下水資源會使土層結構發生改變，導致土壤松散，破壞地表結果，從而導致地面沉降。

3.4 地基變形

圖4 軟土結構破壞造成地基變形

就目前來看，我國大部分的建筑地基都是以軟土材料的。而實際上，軟土所建造的地基安全性難以保證，因為其本身密度較大，較為松散。當地下水蔓延時，和軟土進行混合，降低了軟土的粘性，使軟土結構遭到破壞，一旦建筑的地基倒塌，那所建造的房屋也會隨之崩塌，不僅會造成一定的經濟損失，也伴隨了很大的安全問題。因此，存在的安全隱患是非常巨大的。

所以水文地質環境的管控與治理對人們的生活息息相關，為了更好的減少安全事故的發生，降低人們的損失，就必須不斷創新治理方法，調整治理策略，使其更加能夠適應我國多樣的地質環境。

4 水文地質災害的防治措施

4.1 加強地質災害的監測和防控力度

為了更好的控制地質災害的發生，減少地質災害對人物的損害，相關部門就必須和當地政府進行緊密配合，共同加強地質災害的管控與監督，加大研究力度，以切實保障我國的治理水平。

首先，相關部門應該建立地址災害監測體系，不斷引入高新技術人才，并對工作人員進行定期培訓，使其能夠接觸和學到國內外先進的檢測和管理技術，從而應用到地質災害防治過程中，同時也要結合我國的實際發展需要，設置治理良策，也要根據我國不同的水文地質環境，探索出其變化規律，從而有效的調整治理措施，其能夠在面對突發情況時能夠有效解決。

其次，要對地質災害經常發生的地區進行建筑施工管控，并做好地質環境監測工作，掌握該地區的水文地質信息。此外，在施工的全過程也應格外注意，要實時檢測，以防止因地殼擠壓而產生水文地質變動。

最后，相關部門也應該設置專門的監測管理崗位，并設置管理準則，提醒工作人員能夠做好防護措施，在保證自身安全的情況下開展施工活動。施工之前要根據施工方案組織施工人員按照施工環節有計劃，有組織的進行，避免因施工環節不當而造成的水文地質環境破壞問題。一旦在施工中出現類似問題就應該及時做好補救策略，暫停施工，并利用勘測技術及時掌握水文環境動向，了解其存在的不安全隱患，并對他們的不良施工進行重新整合和規劃，從而排除不安全因素，減少地質災害的發生。

除此之外在施工過程中還應因地制宜開展施工，要根據不同環境制定不同的施工策略，尤其在不同季節和氣候的影響下施工進度和施工策略也應該有所改變。對于夏季來說，高溫多雨，部分地區的地下水水位會有所上升，極易破壞地下土層結構，難以保證施工安全。所以當遇到這種情況，檢測部門要及時勘測地下水位上漲情況，如果出現水位約現現象，及時停工，并采取措施進行有機控制，避免因水位上漲而發生地質災害。

4.2 科學開展治理工作

在封閉水文地質單元條件下地質災害的治理不能盲目開展，要根據所發生的災害進行實際分析，并根據災害成因設置治理方案。

首先，在建設綠色文明，可持續的生態環境大背景下，相關部門應該對施工過程的水污染進行有效的治理。因為在部分施工團隊在施工過程中所產生的廢水會排入到地下水，嚴重的危害了地下水資源，對周邊環境的破壞是非常巨大的。而且封閉式的水文地質單元由于是在密閉的空間，一旦廢水排入就會造成水位上漲，甚至蔓延出單元外部，對周圍的土質進行一定規模的破壞，從而造成土地坍塌，那地表上方的房屋建筑也就存在很大的安全隱患，所以環境部門必須加大對水污染的管控，提高監察力度，防止不良施工造成的水資源破壞。

其次，還應加大對水資源的開發與利用，由于我國特殊的地理環境，水資源分布非常不均衡，如果對一些缺水地方進行過度開采，水資源流失嚴重，那地質災害也會隨之產生。對于一些降水量較高的區，如果不進行水資源的開發計劃，那水量超標會對地殼結構造成一定的破壞，使其發生地質災害，所以我國各部門應該相互協調，緊密配合根據地區差，異地制宜實時開采計劃，保證水資源能夠循環有效的被利用。

4.3 構建完善的突發事件處理措施

不同的地質災害所采取的應急措施也有所不同，所以當地質災害發生時，救災人員必須根據災害發生具體情況開展救災行動，把救災控制在最小范圍內。但是在地質災害救災中要堅持以人為本原則，以人員的生命安全為救災的首要目標，例如：當發生沙土液化、地面沉降等地質災害時，就必須采用加固處理的方法，既要確保路面的交通安全，又要對發生地質災害的地區進行封堵，以防其他人員誤入到此處。

5 結語

總而言之，水文地質環境與地質災害的發生息息相關，地質災害不僅使礦產資源的開發存在很大的不利影響，而且也使人們的生產生活存在很大的安全隱患，所以在封閉水文地質單元條件下，地質災害的防治是非常重要的。政府要加大對地質災害的治理政策，也要積極配合礦區進行監測管理，以避免因人為失誤而造成的地質災害。當然也要不斷完善突發事件的處理措施，從而更好的保證當發生地質災害時能夠及時調整救災策略，減少人力和物力的損失。