水文地質(zhì)勘察在環(huán)境地質(zhì)勘察中的應(yīng)用

汪雅楠，李 甫

近年來，雖然地質(zhì)環(huán)境問題有明顯的改善，不過出現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)依然較高，所以務(wù)必要認(rèn)真做好環(huán)境地質(zhì)勘察和地質(zhì)環(huán)境保護(hù)。在當(dāng)前所開展的環(huán)境地質(zhì)勘察作業(yè)中，水文地質(zhì)勘察發(fā)揮著重要性的作用，可以詳細(xì)探明地下水、地表水的成因、分布和運(yùn)動(dòng)規(guī)律，依托所勘察到的數(shù)據(jù)信息，可以為地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防治的決策提供支持，所以要非常重視水文地質(zhì)勘察工作的開展，認(rèn)真做好與之相關(guān)的勘察作業(yè)。為此，要對水文地質(zhì)勘察在環(huán)境地質(zhì)勘察中的應(yīng)用情況和要點(diǎn)有一個(gè)明確的認(rèn)識和掌握，本文結(jié)合當(dāng)前已有的研究成果，做更進(jìn)一步地分析綜述。

1 水文地質(zhì)勘察的分類及內(nèi)容

水文地質(zhì)勘察主要是在野外進(jìn)行，最終得到勘察報(bào)告，且要附相應(yīng)的圖件。在實(shí)際開展水文地質(zhì)勘察工作時(shí)，按照比例尺、任務(wù)、目的的不同，可以將水文地質(zhì)勘察分為兩大類，即水文地質(zhì)普查和專門性水文地質(zhì)勘探。水文地質(zhì)普查具有綜合性，根本目的是探明區(qū)域內(nèi)的水文地質(zhì)條件，大致確定出地下水的埋藏量和質(zhì)量，在完成水文地質(zhì)普查任務(wù)后，通常都是用水文地質(zhì)圖反映普查結(jié)果。水文地質(zhì)勘探具有專門性，是指為了某一個(gè)專門的目的而進(jìn)行的水文地質(zhì)勘察，通常情況下都是基于水文地質(zhì)普查而進(jìn)行，所使用的比例尺較大。常開展的水文地質(zhì)勘探作業(yè)有三種，即地?zé)崴牡刭|(zhì)勘探、礦床水文地質(zhì)勘探、供水水文地質(zhì)勘探，相比較而言，水文地質(zhì)勘探涉及到較多的勘探工程量，所以投入的人力、物力、財(cái)力相對較多。

水文地質(zhì)勘察的內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面，即水文地質(zhì)測繪、地球物理勘探、水文地質(zhì)鉆探、水文地質(zhì)試驗(yàn)、地下水動(dòng)態(tài)觀測、實(shí)驗(yàn)室分析、編制水文地質(zhì)報(bào)告和圖件。以水文地質(zhì)鉆探為例，目的是確定出含水層的具體位置和分布情況，從而評估出地下水的存在條件。在水文地質(zhì)鉆探過程中，必須要有較大的孔徑，且必須是清水鉆進(jìn)，以確?？梢缘玫骄珳?zhǔn)的水文地質(zhì)參數(shù)。再以地下水動(dòng)態(tài)觀測為例，屬于水文地質(zhì)勘察的重要內(nèi)容，重要性是毋庸置疑的，所以在觀測過程中的要求較高。比如在鉆探布置和水文地質(zhì)試驗(yàn)的過程中，為進(jìn)行長期觀測，應(yīng)該預(yù)留一部分鉆孔，全程測定地下水的相關(guān)信息，主要是水溫、水位、水質(zhì)，動(dòng)態(tài)觀測的時(shí)間不能少于一個(gè)水文年。除此之外，實(shí)驗(yàn)室分析也至關(guān)重要，要按照要求對水樣、巖樣、土樣進(jìn)行一系列的實(shí)驗(yàn)分析。

2 水文地質(zhì)勘察在環(huán)境地質(zhì)勘察中的作用

在整個(gè)環(huán)境地質(zhì)勘察中，水文地質(zhì)勘察發(fā)揮著十分重要的作用，做好水文地質(zhì)勘察的必要性和重要性是非常重要的。詳細(xì)言之，水文地質(zhì)勘察在環(huán)境地質(zhì)勘察中的作用集中體現(xiàn)于三個(gè)方面：第一，在較多情況下，地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生和地下水因素有較為緊密的關(guān)系，地下水運(yùn)移及過量開采都可以誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。在環(huán)境地質(zhì)勘察作業(yè)中，要十分注重水文地質(zhì)勘察，得到地下水、地表水的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和變化情況，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行環(huán)境地質(zhì)勘察的分析，對所存在的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行早期預(yù)防處理。第二，近年來出現(xiàn)環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)較高，主要原因是單純性的追求經(jīng)濟(jì)效益而輕視了環(huán)境地質(zhì)保護(hù)，從而導(dǎo)致環(huán)境地質(zhì)原有形態(tài)被破壞，直接危害到環(huán)境地質(zhì)的穩(wěn)定性和安全性，所出現(xiàn)的環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害多與地下水因素有關(guān)，所以必須要認(rèn)真做好水文地質(zhì)勘察，比如通過水文地質(zhì)勘察，能夠確定出地下水情況，繼而采取有效措施降低地下水對巖土體所造成的不利影響，通過早期的預(yù)防處理，方可有效控制和減少環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。第三，當(dāng)前的水文地質(zhì)勘察工作取得了較好的成效，積累了較多的成熟技術(shù)和成功經(jīng)驗(yàn)，可以為環(huán)境地質(zhì)勘察提供有效的支持。首先在內(nèi)容方面，可以結(jié)合實(shí)際情況認(rèn)真做好水文地質(zhì)普查和水文地質(zhì)勘探；其次可以高效率和高質(zhì)量的落實(shí)水污染勘察、地下水勘察、特定目標(biāo)勘察、地質(zhì)災(zāi)害勘察、地表巖溶塌陷勘察這些作業(yè)，所得到的數(shù)據(jù)信息無論是全面性還是精準(zhǔn)性均值得肯定，對環(huán)境地質(zhì)勘察有十分大的作用。因此可以說，在環(huán)境地質(zhì)勘察作業(yè)中，水文地質(zhì)勘察始終占據(jù)著重要的地位，認(rèn)真做好水文地質(zhì)勘察是十分重要的，務(wù)必給予高度的重視。

3 水文地質(zhì)勘察在環(huán)境地質(zhì)勘察中的應(yīng)用

3.1 地下水勘察

在開展環(huán)境地質(zhì)的水文地質(zhì)勘察工作時(shí)，有明確且詳細(xì)的流程，首先要精準(zhǔn)確定出勘察的范圍，認(rèn)真做好勘察范圍內(nèi)的水資源調(diào)查分析工作，其中的關(guān)鍵便在于勘察地下水的地質(zhì)作用。在地下水運(yùn)動(dòng)變化過程中，巖層會(huì)受到較大程度的影響，甚至是受到破壞，常見的地下水運(yùn)動(dòng)包括補(bǔ)給、徑流、排泄。另外，地下水的涌水量、水位變化均會(huì)破壞到地下巖土體，為確保環(huán)境地質(zhì)的安全和穩(wěn)定，要高度重視地下水勘察。

在當(dāng)前所開展的地下水勘察作業(yè)中，可以使用的勘察技術(shù)較多，主要有地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測、水文地質(zhì)試驗(yàn)、遙感、測井、地球物理勘察、鉆探。另外，地下水分層勘察技術(shù)在近年來的地下水勘察作業(yè)中也有廣泛的應(yīng)用，包括分層止水技術(shù)、分段洗井技術(shù)、分層抽水技術(shù)、多層監(jiān)測技術(shù)。以分層抽水技術(shù)為例，適用于地下水分層勘察中的洗井、止水、抽水這些工藝，且操作相對簡單，在封隔止水時(shí)的效果良好。在長時(shí)間應(yīng)用分層抽水技術(shù)的過程中發(fā)現(xiàn)，分層抽水的深度通?？梢栽?000m以內(nèi)，最小抽水分段為4m。需要注意一點(diǎn)，在分層抽水時(shí)要重視潛水泵的選用，要求潛水泵的泵量可以與擬抽水含水層出水量相匹配。

在當(dāng)前的地下水勘察工作中，地下水分層勘察系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣泛，也被稱之為地下水勘察作業(yè)中的CT機(jī)。所使用的地下水分層勘察系統(tǒng)主要由分層隔離單元、封隔器充氣單元、抽水取樣單元、數(shù)據(jù)記錄與顯示單元這四個(gè)單元所組成。以封隔器充氣單元為例，主要是由高壓充氣管、減壓器、瓶裝高壓氮?dú)?、高壓三通閥所組成。從近年來地下水分層勘察系統(tǒng)的應(yīng)用來看，在河西走廊地下水分層勘察、鄂爾多斯盆地地下水分層勘察項(xiàng)目中均有良好的應(yīng)用效果，解決了以往地下水勘察中的難題。當(dāng)前所使用地下水分層勘察系統(tǒng)的鉆孔深度已經(jīng)可以達(dá)到900m，而分層數(shù)也已經(jīng)可以達(dá)到20層，所取得的分層勘察效果非常好，值得推廣應(yīng)用，后續(xù)要進(jìn)一步加大研究力度。

3.2 巖溶塌陷勘察

地下水有關(guān)的地質(zhì)災(zāi)害中巖溶塌陷較為常見，并且造成的危害較大，一直以來都是重點(diǎn)防范的對象。巖溶塌陷的危害性集中體現(xiàn)在兩個(gè)方面：第一，出現(xiàn)巖溶塌陷，表明地下巖土體已經(jīng)被破壞，周圍地表建筑工程的穩(wěn)定性、安全性均會(huì)受到影響，當(dāng)危害情況嚴(yán)重時(shí)，會(huì)導(dǎo)致地表上部構(gòu)筑物出現(xiàn)塌陷的情況。第二，當(dāng)出現(xiàn)大規(guī)模巖溶塌陷后，可隨之誘發(fā)地震效應(yīng)導(dǎo)致巖溶塌陷災(zāi)害的危害范圍擴(kuò)大。所以，在環(huán)境地質(zhì)勘察作業(yè)中，要重視巖溶塌陷勘察，為后續(xù)的巖溶塌陷災(zāi)害預(yù)防和控制提供依據(jù)。

在巖溶塌陷勘察中，要通過水文地質(zhì)勘察重點(diǎn)調(diào)查三方面的內(nèi)容，一是巖溶分布情況，二是地下水的侵蝕能力，三是勘察區(qū)域地質(zhì)條件，并且要做到詳細(xì)勘察，獲得一系列的勘察數(shù)據(jù)，最終編制出調(diào)查區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害防治方案。巖溶塌陷勘察的方法較多，為達(dá)成最佳的勘察成效，應(yīng)該將工程地質(zhì)測繪和調(diào)查、勘探取樣和地球物理勘探這些手段結(jié)合起來。比如在工程地質(zhì)測繪和調(diào)查過程中，要重點(diǎn)勘察三方面的內(nèi)容，一是明確巖洞洞隙的類型和發(fā)育規(guī)律，二是地下水的賦存條件和水位變化情況，三是確定巖溶的起伏、形態(tài)、覆蓋層厚度。在勘探及取樣作業(yè)中，可使用巖芯鉆探、土層鉆探、小口徑鉆探，以巖芯鉆探和土層鉆探為例，可以有效查明巖層或土層的諸多性質(zhì)，主要有地質(zhì)構(gòu)造、厚度、性質(zhì)、成分、產(chǎn)狀、結(jié)構(gòu)。在驗(yàn)證工程地質(zhì)測繪和物探成果時(shí)，可以考慮使用鉆探方法。在巖溶塌陷勘察過程中，要十分重視勘探點(diǎn)的布置，包括間距、深度。在確定勘探點(diǎn)的間距時(shí)，要嚴(yán)格遵循《巖土工程勘察規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定，如果是一柱一樁基礎(chǔ)，則必須要將每柱分布在勘探點(diǎn)。

3.3 水污染勘察

生產(chǎn)生活中可產(chǎn)生大量的污水，污水未能得到及時(shí)有效的處理時(shí)，便會(huì)危害到自然生態(tài)環(huán)境，并危害到人體健康。另外，地表污水可以滲透至地下，污染地下水環(huán)境，地下水就會(huì)受到污染和地質(zhì)結(jié)構(gòu)遭破壞。在開展水污染勘察作業(yè)時(shí)，要利用水文地質(zhì)勘察中的技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)持續(xù)性的水污染勘察，以便更為有效的保護(hù)水資源。在當(dāng)前的水污染勘察作業(yè)中，主要是勘察懸浮物、pH值、有機(jī)物濃度，通過分析這些指標(biāo)可以得出水體的污染程度。在此基礎(chǔ)上，可以結(jié)合實(shí)際情況選擇適宜性的水污染勘察技術(shù)，以確保得到準(zhǔn)確的水污染勘察數(shù)據(jù)，從而為后續(xù)制定水污染防治方案提供依據(jù)。在完成水文地質(zhì)勘察任務(wù)后，應(yīng)該詳細(xì)繪制地質(zhì)勘察圖，在勘察圖中要明確標(biāo)注重要位置信息，主要是滲坑、滲井、排放口、排放渠道、排污、污灌區(qū)的位置信息。除此之外，應(yīng)該詳細(xì)記錄污水的排放量、水文地質(zhì)環(huán)境受影響程度的信息，并分析兩者之間的關(guān)系。待完成水污染勘察任務(wù)后，工作人員要及時(shí)編制水污染勘察報(bào)告，在水污染勘察報(bào)告中，要詳細(xì)闡明三點(diǎn)內(nèi)容，一是“調(diào)查目的”，闡明本次水污染勘察的目的和目標(biāo)；二是“水污染勘察方法”，主要是應(yīng)用水文地質(zhì)勘察的較多技術(shù)手段；三是“水污染勘察研究內(nèi)容”，多是通過這三種方式實(shí)現(xiàn)，即取樣觀察、實(shí)地觀察、走訪調(diào)查，所得到的水污染勘察結(jié)果要詳實(shí)，全面反映在水污染勘察報(bào)告中，這是水污染預(yù)防和治理的重要基礎(chǔ)，務(wù)必要給予高度的重視。

3.4 地質(zhì)災(zāi)害勘察

在所出現(xiàn)的環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害中，地下水是重要因素，因?yàn)榈叵滤闹T多變化情況，從而導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)增高，且地質(zhì)災(zāi)害勘察時(shí)會(huì)有較大的難度。為此，地質(zhì)災(zāi)害勘察的職能部門要認(rèn)真做好準(zhǔn)備工作和現(xiàn)場勘察，且相關(guān)部門要加強(qiáng)協(xié)作，共同做好地質(zhì)災(zāi)害勘察。在地質(zhì)災(zāi)害勘察作業(yè)中，要重點(diǎn)把握好兩方面的要點(diǎn)。第一，重點(diǎn)考慮地下水水位升降的情況，如果是地下水位出現(xiàn)持續(xù)升高的情況，則土壤環(huán)境易受到嚴(yán)重的影響，主要是土壤鹽堿化、沼澤化，土壤結(jié)構(gòu)也會(huì)受到較明顯的腐蝕，最終危害到整個(gè)土壤環(huán)境質(zhì)量。另外，地基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性也非常容易受到地下水水位升降的影響，導(dǎo)致建筑物出現(xiàn)較大的安全隱患。第二，考慮到地下水水位變化所引發(fā)的砂土液化這一問題，砂土液化會(huì)誘發(fā)一些嚴(yán)重性的后果，比如地面會(huì)出現(xiàn)不均勻沉降，并且地質(zhì)結(jié)構(gòu)容易出現(xiàn)裂縫。如果地下水水位有很強(qiáng)的流動(dòng)性，則常見的問題是巖土伸縮，此時(shí)土層的相關(guān)參數(shù)可以受到影響。

在地質(zhì)災(zāi)害勘察過程中，要重點(diǎn)把握六個(gè)方面的要點(diǎn)。一是災(zāi)情調(diào)查，查明已經(jīng)出現(xiàn)的地質(zhì)災(zāi)害；二是區(qū)域調(diào)查，主要是勘察區(qū)域地形地貌和地質(zhì)構(gòu)造；三是地質(zhì)災(zāi)害體的勘察，通常是應(yīng)用工程手段、簡易監(jiān)測方法，在評估災(zāi)害體的穩(wěn)定性時(shí)，可以使用地質(zhì)歷史分析法；四是室內(nèi)外試驗(yàn)，要求做好現(xiàn)場原位測試，精準(zhǔn)采集試驗(yàn)樣品，而后進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)；五是穩(wěn)定性評價(jià)、分析成因機(jī)制，此過程中需要進(jìn)行物理模擬、數(shù)學(xué)模擬，最后要結(jié)合實(shí)際需求做好定量評價(jià)、定性分析；六是對地質(zhì)災(zāi)害的防治工程進(jìn)行可行性論證，更進(jìn)一步的完善地質(zhì)災(zāi)害防治方案。

在進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害勘察工作時(shí)，為保證和提高整個(gè)工作的有效性，關(guān)鍵之一是詳細(xì)記錄水文地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)，同時(shí)利用好水文地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)分析技術(shù)，合理分析地質(zhì)災(zāi)害。考慮到地質(zhì)災(zāi)害勘察的難度較大，同時(shí)勘察內(nèi)容較多，所以要格外重視，應(yīng)努力構(gòu)建完善的勘察數(shù)據(jù)分析機(jī)制，以求可以準(zhǔn)確分析地質(zhì)災(zāi)害。目前來看，長時(shí)間開展地質(zhì)災(zāi)害勘察，已經(jīng)積累了較多的成功經(jīng)驗(yàn)，尤其是在崩塌滑坡地質(zhì)災(zāi)害勘察中取得了不俗的成績，比如在滑坡附近的勘察作業(yè)中，可以優(yōu)先考慮使用雙管單動(dòng)鉆進(jìn)和干法鉆進(jìn)，在滑坡勘察過程中要認(rèn)真查明地下水分布情況。有一點(diǎn)需要注意，在滑坡勘察作業(yè)中，應(yīng)該避免應(yīng)用物探手段，如果進(jìn)行滑坡周界部位的勘察，則可以考慮采用井探、坑槽探，同時(shí)做好取樣試驗(yàn)。除此之外，在滑坡勘察時(shí)，要遵循既定的工作順序，應(yīng)該先主后輔，要求是先集中勘察一條剖面，隨后的勘察可以結(jié)合實(shí)際情況在一定范圍內(nèi)完成，做好動(dòng)態(tài)調(diào)整處理。

3.5 特定目標(biāo)勘察

除地下水勘察、巖溶塌陷勘察、水污染勘察、地質(zhì)災(zāi)害勘察，水文地質(zhì)勘察在特定目標(biāo)勘察中也可發(fā)揮顯著的優(yōu)勢。所講的特定目標(biāo)勘察是指對特定的目標(biāo)進(jìn)行水文地質(zhì)勘察，所以整個(gè)勘察作業(yè)具有很強(qiáng)的針對性和目標(biāo)性，相對來說更易把控。在特定目標(biāo)勘察中，要根據(jù)實(shí)際需求選定特定的勘察技術(shù)手段來進(jìn)行系統(tǒng)化的勘察。另外，在特定目標(biāo)勘察中應(yīng)該重視多種水文地質(zhì)勘察技術(shù)手段的應(yīng)用，以求起到相互驗(yàn)證的目的?？梢哉f，通過認(rèn)真做好特定目標(biāo)勘察作業(yè)，可以獲得完整、準(zhǔn)確的水文地質(zhì)資料，從而發(fā)揮出支持的作用，后續(xù)的地質(zhì)災(zāi)害防治均可以更有效的進(jìn)行。

4 結(jié)語

水文地質(zhì)勘察在環(huán)境地質(zhì)勘察中的應(yīng)用非常重要，可以發(fā)揮出多方面的優(yōu)勢，應(yīng)該要重視水文地質(zhì)勘察技術(shù)手段的完善和優(yōu)化。當(dāng)前水文地質(zhì)勘察在水污染勘察、地質(zhì)災(zāi)害勘察、地下水勘察、巖溶塌陷勘察中均有廣泛的應(yīng)用，積累了較多成熟經(jīng)驗(yàn)，不過考慮到水文地質(zhì)勘察較為復(fù)雜和專業(yè)，所以后續(xù)要進(jìn)一步加大研究力度，并重視新型技術(shù)手段的應(yīng)用，以求可以掌握水文地質(zhì)勘察過程中的更多要點(diǎn)和技巧，從而為環(huán)境地質(zhì)勘察做出更多的貢獻(xiàn)。