水工環(huán)技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害防治中的應(yīng)用

張浪漢，王均救

（江西省地質(zhì)調(diào)查勘查院基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查所（江西有色地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)院）,江西 南昌 330001）

在水工環(huán)技術(shù)水平不斷提高的背景下，監(jiān)測(cè)地質(zhì)災(zāi)害的能力不斷提高，有關(guān)部門通過將水工環(huán)等高新技術(shù)運(yùn)用在地質(zhì)監(jiān)測(cè)方案設(shè)計(jì)中，能夠準(zhǔn)確分析造成地質(zhì)災(zāi)害的主要原因，針對(duì)常見災(zāi)害制定一些災(zāi)害解決舉措，從而提高地質(zhì)災(zāi)害防治能力。

1 水工環(huán)技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害防治中的意義

現(xiàn)如今，我國(guó)已經(jīng)提高了對(duì)地質(zhì)災(zāi)害防治工作的重視程度，在推動(dòng)生態(tài)建設(shè)的同時(shí)，不斷提高工作人員的環(huán)保意識(shí)，使其深入分析地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)區(qū)域的地質(zhì)情況，在防治地質(zhì)災(zāi)害過程中借助水工環(huán)技術(shù)了解地質(zhì)狀況﹑勘測(cè)信息，針對(duì)地質(zhì)災(zāi)害制定一些預(yù)防舉措﹑治理舉措.與此同時(shí)，水工環(huán)技術(shù)具備監(jiān)測(cè)管理能力，在檢查到可能引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的因素后及時(shí)發(fā)出預(yù)警，方便工作人員及時(shí)開展風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，可以防止發(fā)生資源浪費(fèi)問題，能夠減少地質(zhì)災(zāi)害引發(fā)的經(jīng)濟(jì)損失。

2 地質(zhì)災(zāi)害活動(dòng)的常見類型

2.1 地震災(zāi)害

地震主要是形容因地殼運(yùn)動(dòng)引發(fā)的地表震動(dòng)問題，破壞性比較強(qiáng)，一旦出現(xiàn)地震災(zāi)害，對(duì)于人們的生命安全﹑經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的威脅。由于地震在成型之前表現(xiàn)不明顯，將會(huì)增加地震提前預(yù)測(cè)的難度，現(xiàn)有技術(shù)不能及時(shí)預(yù)測(cè)精準(zhǔn)的地信息。

2.2 地質(zhì)構(gòu)造沉降災(zāi)害

地質(zhì)構(gòu)造導(dǎo)致的地面沉降災(zāi)害問題，容易引發(fā)地面坍塌問題﹑地表裂縫問題，主要是由于建筑工程存在施工不合理問題﹑地下開采工作規(guī)范性不足造成的，使得地質(zhì)結(jié)構(gòu)容易出現(xiàn)消極變動(dòng)，增加發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的可能性。我國(guó)并未對(duì)地質(zhì)情況采用全過程監(jiān)控管理，沒有開展有針對(duì)性的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作，將會(huì)對(duì)地質(zhì)結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定性﹑標(biāo)準(zhǔn)性產(chǎn)生嚴(yán)重的破壞力。

2.3 滑坡、泥石流災(zāi)害

因?yàn)椴糠值貐^(qū)林業(yè)資源比較稀缺，地質(zhì)結(jié)構(gòu)比較松散，泥土粘性比較低，將會(huì)對(duì)人類產(chǎn)生安全威脅。與此同時(shí)，部分礦山資源﹑林木資源存在開采過度的問題，資源開采方式可能會(huì)存在合理性不足的問題，將會(huì)產(chǎn)生資源過度開發(fā)的問題，對(duì)于地質(zhì)結(jié)構(gòu)可能會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響，從而使山體出現(xiàn)滑坡問題﹑泥石流問題﹑地面崩塌問題。

3 水工環(huán)技術(shù)的具體應(yīng)用方式

3.1 物探技術(shù)

有關(guān)部門通過使用物探技術(shù)能夠在一定程度上防治地質(zhì)災(zāi)害問題，應(yīng)用物探技術(shù)能夠測(cè)量地層表面位置的電阻率﹑電位信息，對(duì)于頻發(fā)滑坡問題﹑崩塌問題﹑塌陷問題的區(qū)域?qū)嵤┛辈焯幚砉ぷ?，及時(shí)檢查該區(qū)域的地層巖性信息﹑地下水流向﹑地層深度，方便工作人員以此為據(jù)制定地質(zhì)災(zāi)害防治舉措。

3.2 RTK技術(shù)

RTK技術(shù)在防治地質(zhì)災(zāi)害方面具有至關(guān)重要的作用，相關(guān)工作人員通過同時(shí)使用RTK技術(shù)﹑載波相位差分技術(shù)，對(duì)于頻繁出現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害問題的位置實(shí)施數(shù)據(jù)勘測(cè)工作，采集準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息，保證地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)工作能夠順利進(jìn)行。與此同時(shí)，工作人員利用無線設(shè)備能夠?qū)Σ杉臄?shù)據(jù)信息實(shí)施轉(zhuǎn)化處理，RTK技術(shù)的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)范圍比較廣闊﹑數(shù)據(jù)定位精準(zhǔn)性比較高，有助于進(jìn)一步提升地質(zhì)災(zāi)害防治能力[1]。

圖1 RTK技術(shù)應(yīng)用原理

3.3 遙感技術(shù)

有關(guān)部門通過接收地面表層采集的各類電磁波信息，能夠在應(yīng)用遙感技術(shù)的同時(shí)順利完成信息數(shù)據(jù)掃描工作﹑數(shù)據(jù)傳輸工作，對(duì)地表位置實(shí)施實(shí)時(shí)監(jiān)控管理﹑遠(yuǎn)程監(jiān)控管理，可以精準(zhǔn)反應(yīng)地質(zhì)災(zāi)害位置的地質(zhì)構(gòu)成情況﹑形態(tài)結(jié)構(gòu)信息，在地質(zhì)災(zāi)害防治工作中遙感技術(shù)具體不容忽視的作用。

4 水工環(huán)技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害防治中的實(shí)際應(yīng)用

4.1 在地震災(zāi)害防治中的實(shí)際應(yīng)用

工作人員需要在治理地震災(zāi)害的時(shí)候使用水工環(huán)技術(shù)，應(yīng)該結(jié)合地質(zhì)情況﹑水文條件﹑地質(zhì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律，不斷優(yōu)化調(diào)整水工環(huán)地質(zhì)情況，針對(duì)具體問題制定一些應(yīng)急處理方案，使水工環(huán)地質(zhì)技術(shù)能夠充分發(fā)揮出使用價(jià)值。對(duì)于水工環(huán)技術(shù)而言，地震會(huì)受到地殼運(yùn)動(dòng)影響出現(xiàn)板塊震動(dòng)問題，很難提前防治地震災(zāi)害，需要加強(qiáng)地震災(zāi)害的預(yù)警管理。

圖2 遙感技術(shù)應(yīng)用原理

通過使用水環(huán)工技術(shù)工作人員可以在充分了解地質(zhì)情況后，以此為據(jù)，劃分工程開采位置，采集微觀信號(hào)﹑宏觀信號(hào)，能夠全面分析潛在的地質(zhì)災(zāi)害問題。利用炸藥能夠制作出地震波，工作人員通過認(rèn)真分析地震波在地下巖層之中的傳播速度﹑傳播時(shí)間﹑傳播路線，可以探測(cè)清楚地下巖的埋置深度﹑形狀等，方便工作人員精準(zhǔn)分析地震信息[2]。

通過使用水工環(huán)技術(shù)可以詳細(xì)了解地防構(gòu)造情況，確定剖面結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，重點(diǎn)檢查反射波存在的不穩(wěn)定問題﹑地震波的振幅﹑地震波頻率。除此以外，相關(guān)工作人員應(yīng)該提高對(duì)宏觀信號(hào)﹑微觀信號(hào)的重視程度，借助宏觀信號(hào)能夠順利檢測(cè)到環(huán)境異常信息﹑信號(hào)異常反應(yīng)，利用微觀信號(hào)能夠觀測(cè)﹑采集數(shù)據(jù)信號(hào)，工作人員通過使用地震波接收器可以順利采集地震信號(hào)﹑反射信號(hào)，在精準(zhǔn)掌握地質(zhì)信息后，能夠精準(zhǔn)預(yù)測(cè)地震災(zāi)害情況﹑地震出現(xiàn)概率﹑地震振動(dòng)幅度，方便工作人員防治地震災(zāi)害。

4.2 在地質(zhì)構(gòu)造沉降中的實(shí)際應(yīng)用

在處理地質(zhì)構(gòu)造沉降問題時(shí)使用水工環(huán)技術(shù)，需要測(cè)量清楚地下水位﹑防治地面塌陷問題﹑地表裂縫問題。在測(cè)量水位時(shí)，工作人員需要利用一些專業(yè)設(shè)備測(cè)量地下水深度，檢查地質(zhì)構(gòu)造中會(huì)對(duì)地質(zhì)沉降產(chǎn)生的直接影響，根據(jù)具體情況設(shè)計(jì)應(yīng)急處理方案。若是地下水資源在開采方面出現(xiàn)缺乏合理性的問題﹑地質(zhì)結(jié)構(gòu)受到破壞影響，將會(huì)使地質(zhì)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)沉降問題。

因此工作人員在使用水工環(huán)技術(shù)防治地質(zhì)構(gòu)造沉降災(zāi)害時(shí)，需要?jiǎng)?chuàng)建監(jiān)督管理機(jī)制，需要對(duì)技術(shù)參數(shù)﹑作業(yè)方式進(jìn)行規(guī)范處理，保證地質(zhì)結(jié)構(gòu)信息具備較強(qiáng)的完整性，能夠降低人為因素對(duì)地質(zhì)情況產(chǎn)生的不利影響，工作人員需要在勘查好基本信息后，不斷提高監(jiān)督管理質(zhì)量，能夠精準(zhǔn)預(yù)測(cè)地質(zhì)構(gòu)造沉降問題產(chǎn)生的危害[3]。

地面塌陷問題﹑地表裂縫問題一般是由于資源過度開采導(dǎo)致的，使得土壤出現(xiàn)松軟問題﹑地質(zhì)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)破壞問題，因此工作人員在使用水工環(huán)技術(shù)時(shí)，應(yīng)該認(rèn)真分析地質(zhì)環(huán)境﹑土壤質(zhì)量，預(yù)測(cè)可能會(huì)出現(xiàn)的地質(zhì)災(zāi)害，提前制作應(yīng)急處理預(yù)案，可以最大限度地降低災(zāi)害產(chǎn)生的不利影響。

在治理地表裂縫問題的時(shí)候，水工環(huán)技術(shù)具有預(yù)防災(zāi)害﹑治理災(zāi)害的作用，在地質(zhì)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)斷層問題﹑混層問題﹑結(jié)構(gòu)不明確問題，因此工作人員需要使用水工環(huán)技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管理待測(cè)位置，并以此為據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，順利監(jiān)測(cè)管理相關(guān)指標(biāo)﹑相關(guān)參數(shù)，從而達(dá)到治理地質(zhì)構(gòu)造沉降問題的目的。

4.3 在滑坡災(zāi)害治理中的應(yīng)用

正常情況下，地面崩塌問題﹑滑坡問題﹑泥石流災(zāi)害是我國(guó)常出現(xiàn)的地質(zhì)災(zāi)害問題，因?yàn)槲覈?guó)的國(guó)土面積比較大﹑地形條件比較復(fù)雜﹑地質(zhì)結(jié)構(gòu)具有多樣化特征，如果部分地區(qū)發(fā)生資源過度開采的情況﹑環(huán)境嚴(yán)重污染情況。

工作人員需要及時(shí)使用水工環(huán)技術(shù)預(yù)防地面崩塌問題﹑滑坡問題﹑泥石流問題，現(xiàn)在很多地區(qū)已經(jīng)針對(duì)露天礦創(chuàng)造了治理工程，但是缺乏規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)作為依據(jù)，在施工結(jié)束后可能會(huì)再次出現(xiàn)滑坡事故，因此在治理滑坡災(zāi)害問題的時(shí)候，應(yīng)該結(jié)合地質(zhì)條件﹑滑坡問題影響因素，勘查事故位置具體情況，通過設(shè)置一些勘察站可以順利采集數(shù)據(jù)﹑分析數(shù)據(jù)情況﹑制定合適的治理方案[4]。

首先，工作人員應(yīng)該對(duì)表層土壤的土質(zhì)條件實(shí)施試樣采集工作，通過對(duì)比分析測(cè)得數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，設(shè)置一些勘測(cè)站，能夠?qū)?zāi)害治理過程中的土壤結(jié)構(gòu)﹑受力層產(chǎn)生不利影響，因此工作人員應(yīng)該根據(jù)勘測(cè)的信息設(shè)計(jì)足夠數(shù)量的勘測(cè)探井。在防治滑坡災(zāi)害的時(shí)候，妥善處理好地面排水工作﹑地下水位管理工作，遵照地質(zhì)災(zāi)害評(píng)價(jià)等級(jí)確定勘測(cè)位置所屬等級(jí)，設(shè)置災(zāi)害治理方案，在資源開采過程中制動(dòng)合適的開采計(jì)劃，避免資源開采對(duì)于地質(zhì)情況產(chǎn)生永久性的損害，及時(shí)完善好地質(zhì)修復(fù)工作。

4.4 水工環(huán)技術(shù)在防治崩塌問題、山體滑坡問題的實(shí)際應(yīng)用

若是山體出現(xiàn)崩塌問題﹑滑坡問題，產(chǎn)生的破壞性比較大，相關(guān)工作人員在利用水工環(huán)技術(shù)防治這種災(zāi)害的時(shí)候，應(yīng)該盡可能不要出現(xiàn)過量抽取地下水資源的問題，盡量降低開采固體礦產(chǎn)資源的情況，制定一些具有針對(duì)性的地質(zhì)災(zāi)害防治處理預(yù)案。

首先，工作人員需要利用遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)防治區(qū)域的地質(zhì)變動(dòng)﹑土層固結(jié)能力﹑水平面傾斜角度﹑地面沉降信息﹑地下水資源信息，從而建設(shè)比較完善的地面沉降監(jiān)測(cè)管理網(wǎng)絡(luò)，有規(guī)劃的開展礦區(qū)開采工作。其次，工作人員應(yīng)該認(rèn)真監(jiān)測(cè)管理地質(zhì)情況，使用物探技術(shù)﹑鉆探技術(shù)勘察分析礦區(qū)開采位置發(fā)生崩塌問題﹑滑坡問題﹑泥石流問題。

在建設(shè)礦區(qū)的時(shí)候，工作人員應(yīng)該將災(zāi)害區(qū)域點(diǎn)作為重點(diǎn)監(jiān)測(cè)內(nèi)容，對(duì)地質(zhì)災(zāi)害關(guān)鍵環(huán)節(jié)開展重點(diǎn)偵查，有關(guān)部門利用瞬變電磁法分析圍巖結(jié)構(gòu)的性質(zhì)，可以為防治滑坡問題提供充足的數(shù)據(jù)依據(jù)，使用剖面測(cè)量方式，能夠推算出地質(zhì)情況不佳的位置。

在防治山體滑坡問題﹑崩塌問題時(shí)，工作人員需要結(jié)合具體情況使用先進(jìn)的技術(shù)，及時(shí)對(duì)泥石流排導(dǎo)坡面實(shí)施加固處理，運(yùn)用經(jīng)濟(jì)適用性比較強(qiáng)的“V”型槽設(shè)計(jì)方式，可以在防治地質(zhì)災(zāi)害問題的同時(shí)維護(hù)自然環(huán)境[5]。在防治地質(zhì)災(zāi)害問題時(shí)使用水工環(huán)技術(shù)，對(duì)高發(fā)地質(zhì)災(zāi)害位置開展提前監(jiān)測(cè)管理，制定一些合理性比較高的災(zāi)害預(yù)警方案﹑創(chuàng)建災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)，計(jì)算礦山開采區(qū)域出現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害問題的可能性，完善好路段安全防護(hù)措施，將地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)工作落實(shí)在礦區(qū)勘查工作中。

4.5 水工環(huán)技術(shù)在礦層裂縫災(zāi)害防治中的實(shí)際應(yīng)用

在處理礦層裂縫問題的時(shí)候，有關(guān)部門應(yīng)該提高對(duì)地下水開發(fā)的重視程度。地下水資源不足將會(huì)增加礦層發(fā)生裂縫問題的可能性，因此工作人員應(yīng)該合理應(yīng)用地下水資源，有規(guī)劃的開采地下水資源，避免發(fā)生地下水過量開采引發(fā)礦層裂縫問題。

對(duì)于頻繁出現(xiàn)礦層裂縫問題的位置，相關(guān)工作人員應(yīng)該認(rèn)真審查地質(zhì)環(huán)境的勘察報(bào)告，在充分了解礦層裂縫分布位置的具體情況后，提前使用一些裂縫防治舉措，降低出現(xiàn)裂縫的概率，防止礦層裂縫產(chǎn)生過多的負(fù)面影響[6]。

對(duì)于已經(jīng)存在的礦層裂縫，工作人員應(yīng)該排查出地面發(fā)生塌陷問題的裂痕，及時(shí)清除掉危險(xiǎn)系數(shù)比較高的設(shè)施，避免礦層裂縫不斷增大，對(duì)于已經(jīng)受到裂縫影響的礦區(qū)，工作人員需要使用一些換填法﹑夯實(shí)法進(jìn)行加固處理，在不斷提升地質(zhì)災(zāi)害勘察強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，完善好防水工作，防止產(chǎn)生過多的裂縫。

5 結(jié)語

綜上所述，現(xiàn)在很多地區(qū)已經(jīng)將水工環(huán)技術(shù)運(yùn)用在防治地質(zhì)災(zāi)害過程中，能夠使相關(guān)工作人員及時(shí)采集到地質(zhì)異常變動(dòng)信息，預(yù)估該區(qū)域可能會(huì)發(fā)生的具體地質(zhì)災(zāi)害，提前使用與之對(duì)應(yīng)的災(zāi)害應(yīng)急處理方案進(jìn)行災(zāi)害防治，能夠?qū)⒌刭|(zhì)災(zāi)害產(chǎn)生的不利影響降至最低。