文/梁宏峰、梅建建 浙江凱瑞園林市政工程有限公司 浙江麗水 323000
在防治當(dāng)前地質(zhì)災(zāi)害的過(guò)程中,應(yīng)先科學(xué)展開(kāi)監(jiān)測(cè)、預(yù)警,按監(jiān)測(cè)地點(diǎn)的具體情況,積極參考水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)等之類的專業(yè)技術(shù)數(shù)據(jù)信息資料。在實(shí)際監(jiān)測(cè)的災(zāi)害區(qū)內(nèi),還需要同步監(jiān)測(cè)地下水方面的參數(shù)信息,盡量全方位獲取數(shù)據(jù)信息,以便水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)能夠在防治地質(zhì)災(zāi)害中起到更明顯的作用、獲得更大的效益,進(jìn)而全方位妥善處理地質(zhì)災(zāi)害。
水工環(huán)地質(zhì)學(xué)是對(duì)項(xiàng)目所在地區(qū)的水文和環(huán)境方面的研究和調(diào)查,以及對(duì)相關(guān)地質(zhì)問(wèn)題的分析和評(píng)估。目前,中國(guó)的地質(zhì)技術(shù)有了很大的提高,利用水文地質(zhì)學(xué)解決地質(zhì)災(zāi)害和環(huán)境問(wèn)題的范圍也在擴(kuò)大,水文地質(zhì)學(xué)本身已經(jīng)成為地質(zhì)研究的重要學(xué)科,其應(yīng)用也在發(fā)生變化。在預(yù)防和管理地質(zhì)災(zāi)害方面,水文地質(zhì)學(xué)經(jīng)常被用于研究、勘探和監(jiān)測(cè),具有重要價(jià)值[1]。綜上所述,區(qū)域水文地質(zhì)的研究是預(yù)防和治理自然地質(zhì)災(zāi)害的重要手段,工程技術(shù)人員必須重視水文地質(zhì)的研究和應(yīng)用,以有效減少或防止地質(zhì)災(zāi)害造成的一系列不利影響。
在實(shí)際工作生活中,處理地質(zhì)災(zāi)害是一件具有非常棘手的事情。針對(duì)這些自然地質(zhì)災(zāi)害,需要針對(duì)于實(shí)際災(zāi)害類型進(jìn)行分析,這一工作的開(kāi)展能夠?qū)崿F(xiàn)更有效的治理,而想要達(dá)到這一要求,相關(guān)部門需要始終保證地質(zhì)災(zāi)害治理可以走向系統(tǒng)化、規(guī)范化。只有根據(jù)不同地質(zhì)災(zāi)害的實(shí)際特點(diǎn)與狀態(tài)進(jìn)行分析,形成具有針對(duì)性的治理方式,才能夠達(dá)到最好的治理效果。其中,作為比較常見(jiàn)的地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題之一的地震災(zāi)害產(chǎn)生的原因主要是板塊在地殼運(yùn)動(dòng)期間出現(xiàn)擠壓或碰撞,一旦發(fā)生地震災(zāi)害便會(huì)帶來(lái)極嚴(yán)重的破壞,而且受災(zāi)面積特別大。同時(shí)由于地震當(dāng)下的不可預(yù)知性與突發(fā)性,很多時(shí)候地震經(jīng)常是在人們猝不及防的情況下發(fā)生,在這一狀態(tài)當(dāng)中產(chǎn)生的地質(zhì)災(zāi)害往往會(huì)造成更加嚴(yán)重的破壞和影響,這一特性說(shuō)明了地震與其他地質(zhì)災(zāi)害之間存在的不同狀態(tài),地震很多時(shí)候并不能夠通過(guò)人力來(lái)得到預(yù)測(cè)與管理[3]。
除了地震災(zāi)害之外,山體滑坡與泥石流災(zāi)害也屬于比較常見(jiàn)的一種地質(zhì)災(zāi)害類型,這些災(zāi)害的產(chǎn)生很多時(shí)候是由于地區(qū)范圍當(dāng)中地質(zhì)發(fā)生了扭曲或者形變,進(jìn)而形成了連鎖中應(yīng),一大片地區(qū)都受到力的作用與影響[4]。除此之外,如果這片區(qū)域的土質(zhì)結(jié)構(gòu)分析比較松軟,地質(zhì)結(jié)構(gòu)密度不高,那么很容易出現(xiàn)就會(huì)引發(fā)地面坍塌災(zāi)害。經(jīng)過(guò)調(diào)查與分析之后可以發(fā)現(xiàn),當(dāng)下人類生活過(guò)程中建設(shè)的一些高強(qiáng)度建筑也很多時(shí)候會(huì)導(dǎo)致地面塌陷災(zāi)害的出現(xiàn),由于人類建設(shè)的建筑強(qiáng)度越來(lái)越高,因此很多時(shí)候?qū)Φ鼗斐闪瞬豢赡孓D(zhuǎn)的破壞性影響。在這些因素的疊加之后,人類的活動(dòng)對(duì)大自然的正常運(yùn)轉(zhuǎn)造成了嚴(yán)重的影響,這種影響不可逆并且非常嚴(yán)重。由于我國(guó)社會(huì)主義現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)發(fā)展所需要的資源是無(wú)限的,但是大自然是有限的,所以,在建設(shè)企業(yè)發(fā)展研究過(guò)程中我們不能過(guò)度的開(kāi)采礦產(chǎn),同時(shí)也不能忽略自然生態(tài)保護(hù)問(wèn)題。針對(duì)于這一問(wèn)題的出現(xiàn),有關(guān)部門需要做出表率作用,出臺(tái)相關(guān)法律法規(guī)來(lái)控制這一問(wèn)題的出現(xiàn)。
例如2021年7月5日四川木里縣項(xiàng)腳鄉(xiāng)項(xiàng)腳溝流域7條支溝相繼發(fā)生泥石流,主溝項(xiàng)腳溝規(guī)模達(dá)到巨型(特大型),通過(guò)“人防”+“技防”,實(shí)現(xiàn)了成功避險(xiǎn)。(如圖1)承擔(dān)木里縣汛期地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)支撐督導(dǎo)工作的四川省地礦局106地質(zhì)隊(duì)按照自然資源部、省自然資源廳關(guān)于2021年度地質(zhì)災(zāi)害普適性專業(yè)檢測(cè)的建設(shè)任務(wù)要求,配合地方政府,通過(guò)前期地質(zhì)災(zāi)害排查、培訓(xùn)、應(yīng)急演練等技術(shù)工作,以及實(shí)施了地質(zhì)災(zāi)害自動(dòng)化監(jiān)測(cè)設(shè)備項(xiàng)目。特別是7月4日項(xiàng)目組再次前往項(xiàng)腳溝開(kāi)展泥石流災(zāi)害再排查、一日一提醒工作,同時(shí)對(duì)監(jiān)測(cè)設(shè)備的有效運(yùn)行進(jìn)行了查驗(yàn),在泥石流達(dá)到前約30分鐘成功發(fā)出預(yù)警。通過(guò)以人防為主技防為輔、人防和技防結(jié)合的防災(zāi)措施,為7月5日成功避險(xiǎn)提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐。
圖1 木里縣泥石流受災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)
前期調(diào)查:據(jù)106隊(duì)前期調(diào)查,項(xiàng)腳鄉(xiāng)屬高山峽谷地貌,雨量充沛,年降水量800~1000mm,土地侵蝕以流水為主,巖層抗風(fēng)化作用弱,山體切割深,形成陡坡,裸巖較多,項(xiàng)腳鄉(xiāng)溝域?qū)偕钋懈顦?gòu)造侵蝕中高山地貌,溝域內(nèi)地形陡峻,臨空條件發(fā)育,為崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的形成提供了空間條件,同時(shí)也有利于泥石流松散固體物源的匯集。匯水面積達(dá)77平方公里,泥石流高程從4300米到2100米,總高差2200米,地形的陡峭益于水和固體物質(zhì)移動(dòng)。泥石流靜態(tài)松散固體物質(zhì)達(dá)到2200萬(wàn)方,動(dòng)態(tài)物質(zhì)的儲(chǔ)量達(dá)到300萬(wàn)方(通過(guò)前期調(diào)查得出)。持續(xù)降雨,泥石流爆發(fā)的小時(shí)降雨強(qiáng)度為20mm(通過(guò)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)設(shè)備監(jiān)測(cè)得出)。此次七溝群發(fā)一次性沖出的量達(dá)到100多萬(wàn)方,在泥石流分類中達(dá)到巨型泥石流的規(guī)模,危害非常大。
木里縣地質(zhì)狀況:木里縣地處青藏高原東南緣、橫斷山脈中段東側(cè),屬青藏高原與云貴高原的過(guò)渡地帶。全縣以高山、中山地貌為主,山脈間發(fā)育三條大河,自西向東分別為:水洛河(別名沖天河)、木里河(別名理塘河)和雅奢江,三條河流由北向南縱貫全境。河谷狹窄呈“V”字型,谷坡陡峻。大河兩側(cè)支流密布,境內(nèi)地形地貌復(fù)雜多樣。地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生除了與地質(zhì)構(gòu)造地層巖性等相關(guān)外,巖土體性狀亦是地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的基本條件。結(jié)構(gòu)面發(fā)育、巖土體整體性差、抗風(fēng)化能力弱等因素往往成為地質(zhì)災(zāi)害的決定性因素,而其中暴雨更是其誘發(fā)的主要因素,特別是木里縣雨季經(jīng)常出現(xiàn)的短時(shí)間高強(qiáng)度的降雨,經(jīng)常誘發(fā)泥石流和滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。
應(yīng)急處置:采用應(yīng)急治理,通過(guò)挖掘機(jī)進(jìn)行排淤和疏通水道。對(duì)項(xiàng)腳鄉(xiāng)項(xiàng)腳溝進(jìn)行徹底治理,目前正在做施工圖的設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)有九座高壩、八座谷坊,設(shè)計(jì)的意圖是在上游通過(guò)高壩和谷坊把滑坡和崩塌形成的物源固住,在下游通過(guò)洪水排導(dǎo)槽讓洪水順利通過(guò),以這兩種方式對(duì)七條溝進(jìn)行徹底治理。(如圖2)
圖2 現(xiàn)場(chǎng)工作狀況
地裂縫災(zāi)害是地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題中的主要表現(xiàn)形式之一,地裂縫災(zāi)害的發(fā)生發(fā)展主要可以表現(xiàn)出區(qū)域性斷裂的情況[5],嚴(yán)重時(shí)還會(huì)影響產(chǎn)生一種十分具有嚴(yán)重的破壞性。之所以會(huì)出現(xiàn)地裂縫這種地址災(zāi)害,主要的原因就是地下水。由于很多時(shí)候?qū)τ诘叵滤拈_(kāi)采沒(méi)有使用合適的方式來(lái)進(jìn)行規(guī)劃,因此在大量的地下水被抽取之后,地區(qū)當(dāng)中的地質(zhì)結(jié)構(gòu)也因此而出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況,甚至局部地區(qū)還會(huì)出現(xiàn)地下結(jié)構(gòu)斷裂的情況。
山體滑坡是一種動(dòng)態(tài)的地質(zhì)過(guò)程或現(xiàn)象,在一定條件下,自然或人為的力量使地表的巖石和土壤下沉,在地下形成一個(gè)坑。根據(jù)近因,滑坡可分為自然滑坡和人為滑坡;人為滑坡可分為泵類滑坡、排水滑坡、積水滑坡、滲水滑坡、震動(dòng)滑坡、張力滑坡、巖溶滑坡、采礦滑坡等[6]。在各種類型的塌陷中,巖溶和礦井塌陷在有碳酸鹽巖的地區(qū)最為常見(jiàn)。山體滑坡的主要風(fēng)險(xiǎn)是對(duì)房屋、鐵路、公路、礦山、水庫(kù)、大壩和其他工程結(jié)構(gòu)造成損害,可能導(dǎo)致房屋倒塌、道路下沉、水庫(kù)漏水、山體滑坡以及大壩和堤壩的裂縫。此外,山體滑坡破壞了土壤儲(chǔ)備,摧毀了大量的可耕地,并使一些城鎮(zhèn)和礦區(qū)的環(huán)境惡化。
地質(zhì)災(zāi)害如滑坡和山體滑坡往往是地震災(zāi)害的結(jié)果,一個(gè)地區(qū)的重大滑坡或山體滑坡往往對(duì)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境和人員財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成重大威脅。為了防止地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生,我們可以通過(guò)水力學(xué)和環(huán)境土力學(xué)來(lái)提高對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防。根據(jù)目前的知識(shí),水文地質(zhì)技術(shù)可以被認(rèn)為是管理滑坡和崩塌等地質(zhì)災(zāi)害的最有效方法,因?yàn)樗鼈冊(cè)诙虝r(shí)間內(nèi)減少了損失。例如,在開(kāi)發(fā)自然資源時(shí),技術(shù)必須考慮到該地區(qū)人類活動(dòng)的影響,特別是地質(zhì)災(zāi)害的影響。因此,建議工程師進(jìn)行干預(yù),以恢復(fù)自然系統(tǒng),并確保其在能力范圍內(nèi)的穩(wěn)定性。 在水利工程和環(huán)境巖土工程中,數(shù)據(jù)收集和預(yù)警系統(tǒng)在恢復(fù)過(guò)程中經(jīng)常被用來(lái)監(jiān)測(cè)和控制地質(zhì)區(qū)域。例如,數(shù)據(jù)收集使我們能夠確定地質(zhì)災(zāi)害的確切位置,如滑坡和洞穴。在此基礎(chǔ)上,預(yù)警系統(tǒng)被用來(lái)分析和監(jiān)測(cè)項(xiàng)目區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)變化。值得注意的是,必須對(duì)容易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的地區(qū)的位置進(jìn)行評(píng)估和預(yù)測(cè),以避免潛在的問(wèn)題。
影響土地沉降的主要因素是自然和人為的因素。自然影響是指地殼的各種運(yùn)動(dòng)或地質(zhì)條件的重大變化,使地面上升或下降,導(dǎo)致地面的不規(guī)則沉降。人為的影響包括大量抽取地下水資源或過(guò)度開(kāi)采地下礦產(chǎn)資源。在現(xiàn)階段土地沉降地質(zhì)災(zāi)害防治工作中,中國(guó)最重要的措施是建立更加科學(xué)和完善的土地沉降監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò),密切監(jiān)測(cè)地下水的具體活動(dòng)情況和地表土地沉降的程度,并進(jìn)一步控制水資源的使用,避免水資源的不必要浪費(fèi);進(jìn)一步控制地下水的使用和開(kāi)發(fā),防止地下水資源被大量開(kāi)采,造成地表沉降的地質(zhì)危險(xiǎn)。
水位測(cè)量裝置具體操作方法是將探頭連接到水位計(jì)的一端,將指示器連接到另一端,在兩者之間標(biāo)上適當(dāng)比例和尺寸的鋼尺。當(dāng)探針接觸到水面時(shí),儀器的顯示會(huì)發(fā)生明顯變化,鋼尺上的相應(yīng)刻度會(huì)顯示出某一深度的水位。這可以及早發(fā)現(xiàn)礦區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)中的地表流動(dòng)擾動(dòng),并為并提供一個(gè)堅(jiān)實(shí)的應(yīng)急計(jì)劃。水工環(huán)地質(zhì)的各種指標(biāo)對(duì)礦區(qū)的整體地質(zhì)環(huán)境有重大影響,因此,在解決地質(zhì)結(jié)構(gòu)下沉的項(xiàng)目中不考慮水工環(huán)地質(zhì),會(huì)導(dǎo)致地下水的過(guò)度開(kāi)采。同時(shí),采礦作業(yè)的后果將進(jìn)一步加劇礦區(qū)地下水位的沉降,導(dǎo)致下游水管理的一系列地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)。使用水力和環(huán)境地質(zhì)技術(shù)獲得的結(jié)果將使地質(zhì)項(xiàng)目的管理和控制更加智能,以控制沉降。在制定應(yīng)急計(jì)劃時(shí),礦業(yè)公司應(yīng)承擔(dān)更大的社會(huì)責(zé)任,將生態(tài)問(wèn)題放在首位,確保地質(zhì)沉降不影響礦山的自然生態(tài)系統(tǒng)。
滑坡地質(zhì)災(zāi)害具有很強(qiáng)的破壞性,一般發(fā)生在偏遠(yuǎn)山區(qū)地帶,相關(guān)人員可在這些地質(zhì)災(zāi)害中運(yùn)用水工環(huán)地質(zhì)技術(shù),結(jié)合實(shí)際勘察結(jié)果,制定合理、可行的防治方案和措施,降低此類地質(zhì)災(zāi)害造成的損失。如果不能有效避免地面崩塌的發(fā)生,應(yīng)先將人群轉(zhuǎn)移到安全區(qū)域內(nèi),減少地災(zāi)對(duì)人們?cè)斐傻挠绊?。?guī)范林業(yè)開(kāi)發(fā)行為,根據(jù)具體情況,建立完善的開(kāi)采方案計(jì)劃,對(duì)開(kāi)發(fā)程序進(jìn)行控制,以防過(guò)度開(kāi)發(fā)促使地質(zhì)災(zāi)害形成,并加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境修復(fù),提升生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性。加強(qiáng)數(shù)據(jù)采集和預(yù)警監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用,數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可準(zhǔn)確判定地質(zhì)災(zāi)害實(shí)際發(fā)生位置以及范圍,為地質(zhì)災(zāi)害治理奠定提供有力支撐。
水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)在地震災(zāi)害管理項(xiàng)目中的應(yīng)用,主要是對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)警。通過(guò)識(shí)別礦山的水力環(huán)流地質(zhì),水力環(huán)流地質(zhì)的應(yīng)用可以大大預(yù)測(cè)潛在的地質(zhì)災(zāi)害。水力環(huán)流地質(zhì)學(xué)最重要的一個(gè)方面是利用水力環(huán)流地質(zhì)信息來(lái)劃定礦區(qū)。這些信息可以用來(lái)根據(jù)人工產(chǎn)生的地震波在巖層中的傳播路徑和時(shí)間來(lái)確定礦區(qū)巖石界面的深度和形狀。礦山剖面的特點(diǎn)可以更仔細(xì)地調(diào)整,進(jìn)一步適應(yīng)復(fù)雜礦區(qū)的實(shí)際勘探需要。結(jié)合水文地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)方法,可以合理制定復(fù)雜礦區(qū)的檢測(cè)類型和范圍,更適合于地震災(zāi)害治理項(xiàng)目的實(shí)際應(yīng)用。
加強(qiáng)對(duì)地質(zhì)學(xué)工作者的關(guān)于環(huán)境方面的培訓(xùn)及環(huán)境保護(hù)的概念,將收集工作中產(chǎn)生的廢水和廢液,送到處理廠進(jìn)行回收利用,并采用科學(xué)安全的方法處理其他生活垃圾,確保測(cè)量人員的工作行為和生活方式對(duì)環(huán)境造成的破壞盡可能小。減輕勘測(cè)設(shè)備對(duì)環(huán)境的影響,在礦山地質(zhì)和水力勘測(cè)過(guò)程中,如果需要使用化學(xué)品進(jìn)行測(cè)試,例如測(cè)試地下水樣本,在這項(xiàng)工作中,勘測(cè)人員應(yīng)盡量減少化學(xué)品與地下水源的接觸,可以使用干凈的容器對(duì)地下水進(jìn)行取樣,然后保護(hù)好環(huán)境。此外,需要確保調(diào)查區(qū)域的電子設(shè)備保持在安全狀態(tài),廢棄的設(shè)備或電池被收集和處理,以免污染工作區(qū)域的環(huán)境。
首先,需要提高研究設(shè)備和技術(shù)的升級(jí),增加研究經(jīng)費(fèi)的投入,促進(jìn)研究和技術(shù)發(fā)展的進(jìn)步,以提高研究和技術(shù)發(fā)展的效率,提高研究產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,這可以大大減輕研究人員進(jìn)行的許多研究對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞,并試圖獲得更準(zhǔn)確的結(jié)果。其次,要嚴(yán)格選聘科研人員,嚴(yán)格遵守有關(guān)規(guī)章制度,選擇專業(yè)能力水平符合工作標(biāo)準(zhǔn)、道德上保持良好素質(zhì)的技術(shù)人員和責(zé)任感,保證科研項(xiàng)目的可靠性,避免科研項(xiàng)目是為了利益而科研項(xiàng)目的態(tài)度。最后,應(yīng)該注意對(duì)水工環(huán)地質(zhì)勘探的監(jiān)測(cè),因?yàn)樗きh(huán)地質(zhì)勘探與其他地質(zhì)勘探相比有其特殊性。它的危險(xiǎn)性是比較高的,地質(zhì)的特殊性對(duì)勘查技術(shù)的使用會(huì)產(chǎn)生比較大的影響,在實(shí)際的工作中,勘查人員要做好基礎(chǔ)的工作,保障勘查環(huán)境維持穩(wěn)定,使地質(zhì)環(huán)境可以始終處于工作人員的監(jiān)管之下,進(jìn)而保障地質(zhì)勘查工作的順利安全開(kāi)展。
在水文地質(zhì)勘查中我們經(jīng)常使用GPS技術(shù)和PTK技術(shù)等。GPS技術(shù)指的是使用衛(wèi)星定位系統(tǒng)進(jìn)行勘測(cè),這種方式的精密度較高,得到的數(shù)據(jù)比較精確,還可以根據(jù)參數(shù)獲取對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)值,可以在地質(zhì)災(zāi)害情況下和環(huán)境污染情況下使用。PTK技術(shù)指的就是通過(guò)系統(tǒng)差分法將地質(zhì)勘查中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)偏差進(jìn)行糾正和調(diào)整,經(jīng)常被使用在地質(zhì)勘查、地質(zhì)災(zāi)害與污染環(huán)境的監(jiān)測(cè)中。因此,在水工環(huán)地質(zhì)勘測(cè)中使用正確的技術(shù)可以有效提高技術(shù)的使用頻率,從根本上提高水工環(huán)地質(zhì)勘查工作的工作質(zhì)量與效率。
綜上所述,將地質(zhì)調(diào)查方法應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害管理,可以在減少施工時(shí)間的同時(shí),最大限度地減少損失和經(jīng)濟(jì)損失。經(jīng)濟(jì)價(jià)值也能夠準(zhǔn)確、及時(shí)地中映出來(lái),有關(guān)部門應(yīng)加強(qiáng)對(duì)各種防治方法的研究,提高防治效果。充分利用水工環(huán)地質(zhì)工程技術(shù),防治滑坡、泥石流、廢棄河道、地震、泥石流、土地退化等地質(zhì)災(zāi)害。在發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害時(shí),必須認(rèn)真研究其成因,運(yùn)用水工環(huán)地質(zhì)原理做出相應(yīng)的決策,實(shí)施不同的管理措施,以體現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害防治的作用。