水文工程地質(zhì)與環(huán)境地質(zhì)的地質(zhì)構(gòu)造研究

楊樂霖

河北省水文工程地質(zhì)勘查院 河北 石家莊 050000

水文工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)方面的研究主要是對地質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行探索，將其地質(zhì)結(jié)構(gòu)、形態(tài)進(jìn)行深入的挖掘研究，從而使相關(guān)地質(zhì)中的礦石資源更好的服務(wù)于國家的工程建設(shè)當(dāng)中，為國家的基礎(chǔ)工程建設(shè)事業(yè)起到推動的作用，因此水文工程地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)的研究工作在國家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展中起到了重要的推進(jìn)作用[1]。我國目前的經(jīng)濟(jì)態(tài)勢是處于飛速發(fā)展的階段，國家在不斷的加大基礎(chǔ)項(xiàng)目工程建設(shè)的投資力度，同時也對各基礎(chǔ)工程建設(shè)的施工等方面進(jìn)行了創(chuàng)新和探索，以求國家的建設(shè)工程能夠以高效、科學(xué)合理的方式進(jìn)行。而水文工程地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)的研究工作，就是在滿足國家基本工程建設(shè)的基礎(chǔ)上，更要進(jìn)行創(chuàng)新和發(fā)展，提高地質(zhì)勘查水平，為國家挖掘出更多有益的地質(zhì)資源，更深入的應(yīng)用到國家工程項(xiàng)目中，以滿足國家未來發(fā)展的更高要求。這就要求我國的水文工程地質(zhì)勘查工作和環(huán)境地質(zhì)勘查工作要進(jìn)行不斷的探索和創(chuàng)新，多吸收國內(nèi)外先進(jìn)的理論和實(shí)踐知識，提高勘查水平。

1 水文地質(zhì)、工程地質(zhì)與環(huán)境地質(zhì)的研究

1.1 水文地質(zhì)

在地質(zhì)學(xué)科中的水文地質(zhì)分支學(xué)科，主要的研究主要是對自然界中的地下水的運(yùn)動趨勢及自然變化規(guī)律等進(jìn)行探索。水文地質(zhì)的地質(zhì)構(gòu)造研究工作的詳細(xì)內(nèi)容主要包含：自然界中地下水的分布情況，其形成的規(guī)律，自然界中某區(qū)域內(nèi)地下水的物理特性和其中的化學(xué)成分含量，礦特質(zhì)含量等，同時還包括相關(guān)區(qū)域的地下水資源的勘查統(tǒng)計(jì)，區(qū)域內(nèi)水資源的利用情況，并根據(jù)情況進(jìn)行合理化利用建議，地下水的分布和形成規(guī)律,地下水的物理性質(zhì)和化學(xué)成分,地下水資源及其合理利用[2]。相關(guān)區(qū)域內(nèi)的地下方的水質(zhì)是否對該區(qū)域的基礎(chǔ)工程建設(shè)有什么不利的影響，一旦有影響如何根據(jù)實(shí)際的工程項(xiàng)目和水質(zhì)特點(diǎn)進(jìn)行解決。當(dāng)今社會隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，同時國家的基礎(chǔ)工程建設(shè)需求的提高，在水文地質(zhì)方面的研究工作又進(jìn)行了細(xì)分，以便更好的展開研究和進(jìn)行深入的探索。水文地質(zhì)方面的研究工作又分為區(qū)域性水文地質(zhì)學(xué)、地下水動力研究、礦床水文地質(zhì)研究、土供水水文地質(zhì)研究、水文地球化研究、土壤改良水文地質(zhì)研究等分支的研究性學(xué)科。同時隨著近年來的各項(xiàng)研技術(shù)和研究成果的突破性進(jìn)展，水文地質(zhì)學(xué)科與地?zé)帷⒌卣?、環(huán)境地質(zhì)方面的研究工作進(jìn)行了相互的融合和滲透，又形成了更豐富的水文地質(zhì)新學(xué)科和較多的新領(lǐng)域的研究。

1.2 工程地質(zhì)

相較于理論性較強(qiáng)的水文地質(zhì)而言，工程地質(zhì)是一種實(shí)用性較強(qiáng)的地質(zhì)學(xué)科，對工程地質(zhì)的研究工作主要是在其應(yīng)用原理之上的研究，從而為工程的應(yīng)用服務(wù)提供有利的理論基礎(chǔ)。工程地質(zhì)學(xué)科主要的研究內(nèi)容涉及地質(zhì)災(zāi)害，巖石的形成和參數(shù)，巖體的穩(wěn)固性和地震方面等。對工程地質(zhì)的深入研究得出的成果可以為工程的規(guī)劃、勘察工作、設(shè)計(jì)階段、具體的施工規(guī)劃和后期的維護(hù)等各個階段提供有利的參考價值。對工程地質(zhì)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行充分的研究，主要的目的就是為基礎(chǔ)工程建設(shè)的施工環(huán)境的勘察提供有利的評價標(biāo)準(zhǔn)，檢測部他區(qū)域地質(zhì)的結(jié)構(gòu)對工程的施工有無影響，符不符合施工條件，同時對工程的施工過程進(jìn)行相關(guān)的地質(zhì)評價，對各項(xiàng)地質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合的勘查，并通過數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和預(yù)測，該地區(qū)的地質(zhì)在工程建設(shè)的過程中，受到外力的干擾，地質(zhì)結(jié)構(gòu)條件是否會產(chǎn)生變化，為工程篩選最優(yōu)質(zhì)的施工場地。一旦地質(zhì)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)不符合項(xiàng)目施工的要求時，就要及時進(jìn)行解決并出具解決方案，從而有效保障工程設(shè)計(jì)的合理性，同時為工程的具體施工質(zhì)量和順利進(jìn)行提供科學(xué)合理的數(shù)據(jù)參考。

1.3 環(huán)境地質(zhì)

相較于水文地質(zhì)學(xué)科而言，環(huán)境地質(zhì)學(xué)科概念的提出較晚，是在二十世界中后期，很多自然災(zāi)害的發(fā)生，如山體滑坡、泥石流等，人們在應(yīng)對和解決這些自然災(zāi)害的過程中，提出環(huán)境地質(zhì)這處重要的地質(zhì)概念。環(huán)境地質(zhì)的結(jié)構(gòu)地質(zhì)研究工作主要是對人類活動與自然界的一些自然現(xiàn)象進(jìn)行勘查和對比，同時研究人類活動給自然界帶來的影響和影響的范圍等等。環(huán)境地質(zhì)的研究工作，對我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)中很多重要的舉措的實(shí)施有著密切的聯(lián)系，它對重點(diǎn)區(qū)域的經(jīng)濟(jì)建設(shè)、公路、橋梁等工程建設(shè)方面的規(guī)劃都起著重要的作用，在進(jìn)得重大的建設(shè)項(xiàng)目前都要進(jìn)行科學(xué)合理的環(huán)境地質(zhì)勘查工作，通過勘查工作得出的科學(xué)數(shù)據(jù)，可以有效的降低環(huán)境地質(zhì)對國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展中一些重大的建設(shè)規(guī)劃造成的負(fù)面影響，同時有效的規(guī)避環(huán)境地質(zhì)對建設(shè)項(xiàng)目施工的破壞，同時還可以有效的避免地質(zhì)災(zāi)害為人們的生產(chǎn)生活帶來的嚴(yán)重影響。因此環(huán)境地質(zhì)的研究工作是對國家和人民生命財(cái)產(chǎn)安全的重要保障手段之一[3]。

2 環(huán)境地質(zhì)相關(guān)分析

2.1 環(huán)境地質(zhì)問題內(nèi)容概述

環(huán)境地質(zhì)的地質(zhì)問題有涉及很多方面：自然界中的各種環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害，如地面凹陷、地面裂縫、地面下沉、山體滑坡、巖石崩塌、山體崩塌、泥石流、水庫淤積、河堤塌巖、湖水鹽堿化、沼澤化、水土地流失、自然界地表、地下水枯竭等；通過對這些環(huán)境地質(zhì)問題的研究工作，采取一系列相關(guān)的措施可以有效的為國家的環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行有效的預(yù)防。國家在地行環(huán)境地質(zhì)問題研究的過程中，主要針對地質(zhì)問題形成的客觀條件、問題的原因和地質(zhì)問題的發(fā)生機(jī)制、其發(fā)展的規(guī)律、對人們生產(chǎn)生活帶來的影響等進(jìn)行充分的研究，同時通過研究的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并制定有效的預(yù)防措施。同時在進(jìn)行環(huán)境地質(zhì)問題的研究過程中，還包含一些人為對環(huán)境地質(zhì)進(jìn)行破壞的研究工作，如在進(jìn)行項(xiàng)目工程施工的過程中，一些施工操作如修建渠道、建設(shè)公路、隧道等過程中，對周邊的天然穩(wěn)定的地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行了破壞，就會引發(fā)一些山體滑坡、巖石崩塌等環(huán)境地質(zhì)現(xiàn)象;如在進(jìn)行橋梁、房屋建筑施工過程中對地基、周邊的坡度進(jìn)行沙土石的挖掘和開采的過程中，就會對開采現(xiàn)場原有的地質(zhì)地貌進(jìn)行了破壞，同時也會對植被造成破壞;人們在生產(chǎn)生活中對該區(qū)域的地下水進(jìn)行長期的超標(biāo)采用，從而引發(fā)地下水位下降，嚴(yán)重的會造成地面下沉。不僅嚴(yán)重影響了該區(qū)域水力學(xué)的條件發(fā)生了改變，同時也有可能會導(dǎo)至該區(qū)域的建設(shè)物造成下沉，嚴(yán)重影響人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，沿海地區(qū)還有可能會致使相關(guān)海域的海水入侵地下水系統(tǒng)，地下水的水質(zhì)發(fā)生改變；如在進(jìn)行水利項(xiàng)目施工過程中，不進(jìn)行科學(xué)合理的施工方案設(shè)計(jì)，有可能會對周邊的堤壩造成破壞，造成決堤、潰壩等嚴(yán)重的環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害；有些地區(qū)的環(huán)境地質(zhì)問題較來嚴(yán)重，如水庫堤岸或水庫沉沒有可能會誘發(fā)地震災(zāi)害，給國家和人民的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來嚴(yán)重的影響，這些都是環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害的研究工作內(nèi)容，都對人們的生產(chǎn)生活有著重要的影響，因此國家一定要提高對地質(zhì)勘測技術(shù)的研究力度，從而保障人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。

2.2 礦井開采對地下水造成的影響

（1）礦井開采污水排放給水質(zhì)帶來的污染

技術(shù)人員對礦井中的水產(chǎn)進(jìn)行抽檢測試，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其數(shù)據(jù)與國家水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)對比差異十分大，水質(zhì)的硬度嚴(yán)重超標(biāo)，同時其它各項(xiàng)數(shù)據(jù)相差也十分大，因此礦井中的污水排放將會為周邊環(huán)境的水質(zhì)帶來嚴(yán)重的污染[4]。受污水影響最大的首先就是分布在礦井周邊的地下水淺水層，然后污水的排放還會對周邊的農(nóng)作物生長造成嚴(yán)重的影響。因此國家要提高對礦井污水排放的監(jiān)管力度，確保礦井在進(jìn)行污水排放時達(dá)到國家的排放標(biāo)準(zhǔn)。

（2）礦山排水對周邊水位結(jié)構(gòu)的影響

礦山在進(jìn)行開采過程中的排水能力漸漸提高。一旦礦山的所在區(qū)域的地下水位低于120米時，在礦井的周邊的水位形態(tài)結(jié)構(gòu)就會形成一個漏斗，致使周邊大量地下水流向礦井區(qū)，與此周時礦井周邊的地下水水位會對應(yīng)降低，因此會導(dǎo)致周邊居民生活飲用的自備水或自來水廠受到水位下降的嚴(yán)重影響，經(jīng)常出現(xiàn)斷水的情況，給人們正常的生產(chǎn)生活都帶來了極大的不便。

（3）含水層為開采工作帶來的影響

礦產(chǎn)資源在進(jìn)行開采的過程中，礦井的開采施工勘查對礦井的生產(chǎn)安全有著重要的影響，尤其是地下水的含水層的充分勘查，對礦井的施工安全有著重要的影響，礦井內(nèi)的地下水有高壓的特性，并且地下含水量較為豐富，一旦在開采的過程中觸及到地下水位的點(diǎn)，就會發(fā)生礦井冒水等危險，對礦井內(nèi)的生產(chǎn)安全造成了極大的危害。

（4）針對礦井地下水問題采取的相關(guān)措施

①礦產(chǎn)資源進(jìn)行開采工作前要對該區(qū)域及周邊進(jìn)行詳盡的地質(zhì)勘查，尤其是地下水位的勘查工作一定要深入。②加強(qiáng)礦井周邊山體坡度的治理工作，對周邊山體坡度進(jìn)行及時的監(jiān)測，并進(jìn)行嚴(yán)格的固定支護(hù)，以提高對礦井周邊山體的治理工作。③對礦井的地下水位及水量進(jìn)放實(shí)時的觀察和檢測，防止因地下水位和水量問題造成的礦井地面覺降問題。④針對礦井內(nèi)的地質(zhì)進(jìn)行有效的勘查，并根據(jù)礦井的實(shí)際施工情況進(jìn)行監(jiān)測和研究，必要時采取避讓施工，以提高礦井內(nèi)施工的安全性。

3 水文工程地質(zhì)構(gòu)造分析

3.1 區(qū)域內(nèi)水文工程地質(zhì)條件分析

一般來說，相關(guān)區(qū)域的地質(zhì)特性、結(jié)構(gòu)、該區(qū)域的氣候條件和相關(guān)地形地貌是影響地下水分布情況的重要參考依據(jù)。如國家在進(jìn)行礦區(qū)開采建設(shè)的過程中，遇到海拔較低的山區(qū)，其海拔高度在1200-1650米左右，而且當(dāng)?shù)氐纳絼荼容^險峻。以規(guī)劃礦區(qū)區(qū)域?yàn)檩S其靠北方位有一條比較大的沖溝，靠南地區(qū)還有有較多的發(fā)展期的小的沖溝，且沖溝的形態(tài)都不同[5]。同時該地區(qū)的氣候條件比較干燥，通常會有大風(fēng)天氣，降雨的過程中量比較大而且降雨區(qū)域比較集中。這個時候考慮到地下水的獲取渠道并不是靠大自然的降水。通常相較于平原地區(qū)或地勢較為低的區(qū)域，大自然的降雨才能夠有效的滲入到地下匯聚成地下水資源。這就說明該規(guī)劃礦區(qū)內(nèi)的水資源系統(tǒng)相對比較匱乏，周邊的河床都已經(jīng)出現(xiàn)干涸，只有遇到特大降雨造成洪水的情況，地表的水源才能夠融合到?jīng)_溝當(dāng)中。

3.2 含水層與隔水層的分析

國家在礦井規(guī)劃設(shè)計(jì)過的勘查中發(fā)現(xiàn)，其水質(zhì)地質(zhì)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)主要為第四松散巖石類的縫隙水資源和基礎(chǔ)巖層的裂縫水資源。而在規(guī)劃礦區(qū)的巖石體和山脈中，有隔水層分布。且在此地區(qū)，其巖石體和巖石形成的體系結(jié)構(gòu)脈絡(luò)都比較完成，沒有勘查到出現(xiàn)裂縫的情況，該區(qū)域中的巖體和巖脈結(jié)構(gòu)都比較完整，沒有出現(xiàn)裂隙發(fā)育的跡象，因此形成了較完整的隔水層。而且通過勘查，此區(qū)域地勢相對于比較低的地方，還有透水層存在，但是透水層中并沒有含水，而且在此透水層桔構(gòu)中，第四系殘坡導(dǎo)致的積層形成了較為松散的部分。

3.3 地下水的補(bǔ)給、徑流與排泄

通過各項(xiàng)地質(zhì)勘查表明，該區(qū)域內(nèi)的地下水供給不能靠區(qū)域內(nèi)的地表水資源，所以該區(qū)域的地下水供給主要是取自地下水中的徑流部分和大自然的降水。因?yàn)榇藚^(qū)域內(nèi)存在隔水層，通過對巖石性能及周邊地形地貌的研究等表明地下水的供給會受到不同程度的影響，因此對徑流供給地下水的條件要進(jìn)行區(qū)別設(shè)置。在該地區(qū)，對于地下水的供給來講，比較重要的來源是該區(qū)域的山地地區(qū)，因此此區(qū)域的巖石都是長期暴露在外面的，腐蝕風(fēng)化的現(xiàn)象比較嚴(yán)重，部分巖石已經(jīng)產(chǎn)生破裂等情況的發(fā)生，水分能夠通過巖石的縫隙進(jìn)行行滲透。由于巖脈的阻斷，這個地區(qū)的地形進(jìn)行了比較嚴(yán)重的切割，導(dǎo)至地表的植被覆蓋比較少，同時降雨的類型為少次多量，大多數(shù)的降水在地表進(jìn)行停留之外，只有少量的雨水滲入到地下，長年的干旱也會導(dǎo)致降水很快揮發(fā)，所以這個地區(qū)的排泄方式是揮發(fā)排泄。

3.4 水文工程地質(zhì)中礦區(qū)位置

礦區(qū)所處的位置規(guī)劃中，對其位置的設(shè)定是一個地勢相對較低的山區(qū)，該地區(qū)的南部和北部地勢都比較低，而中部的地勢比較高，該地區(qū)海拔最低的部分是位于西南部的沼溝，海拔的最高點(diǎn)是在中部山區(qū)，這就造成了該地區(qū)的地勢起伏的程度大。因此在對礦區(qū)的位置進(jìn)行設(shè)置時就要充分考慮供給地下水區(qū)域和徑流地下水供給區(qū)域的集中連接位置。

4 地質(zhì)勘查技術(shù)的科技化

科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和在各行業(yè)內(nèi)的深入應(yīng)用，為人們的生產(chǎn)生活、國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展都起到了積極的作用，而在水文工程地質(zhì)研究和環(huán)境地質(zhì)研究的工作中，國家也對其技術(shù)的發(fā)展方向提出了具體的要求，就是對水文工程地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)的結(jié)構(gòu)研究工作進(jìn)行科技化和現(xiàn)代化的方向發(fā)展，對于這種理念的提出一方面是我國處理大力發(fā)展階段，各方面的工程建設(shè)都需要水文工程地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)研究工作提供重要的基礎(chǔ)，國家和政府有關(guān)部門要對地質(zhì)問題進(jìn)行深入的探索和研究，創(chuàng)新科技手段，對水文工程地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)進(jìn)行充分的監(jiān)測，以便其為國家的發(fā)展提供有利的基礎(chǔ)。另外一方面近年來多學(xué)科的理論基礎(chǔ)也向水文地質(zhì)研究和環(huán)境地質(zhì)研究領(lǐng)域進(jìn)行了延伸，因此在多學(xué)科相互融合的過程中加強(qiáng)地質(zhì)研究的科學(xué)性是進(jìn)一步推進(jìn)地質(zhì)勘查工作應(yīng)用性的必然趨勢。

5 結(jié)束語

文章以礦區(qū)的建設(shè)工作為例，對水文工程地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)的研究，進(jìn)一步說明在水文工程地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)的勘查工作當(dāng)中，對工程建設(shè)的應(yīng)用是十分重要的。