水文地质因素对地质灾害的影响分析

高嘉琳，李志勇，李岩松

(河北省地矿局第五地质大队，河北唐山063000)

唐山市区最主要的地质灾害类型为岩溶塌陷和采空塌陷，断裂附近为地裂缝。各县区(尤其沿海地区)为地面沉降、砂土液化和软土地基变形。崩塌、滑坡、泥石流在山区有此灾害，但灾害的发生次数相对较少。根据地质勘测显示，唐山市岩溶塌陷的发生与水文条件有密切关系，深入分析水文地质条件对地质灾害的影响有助于防治工作的开展。从社会主义经济可持续发展角度分析，对地质灾害设计针对性的处理策略是必不可少的。

1 水文地质及其结构运动

水文地质指自然界中地下水的各种变化和运动的现象。地下水是贮存于包气带以下地层空隙，包括岩石孔隙、裂隙和溶洞之中的水。地下水是水资源的重要组成部分，由于水量稳定，水质好，是农业灌溉、工矿和城市的重要水源之一。但在一定条件下，地下水的变化也会引起沼泽化、盐渍化、滑坡、地面沉降等不利自然现象。地下水是存在于地表以下岩(土)层空隙中的各种不同形式水的统称。地下水主要来源于大气降水和地表水的入渗补给;同时以地下渗流方式补给河流、湖泊和沼泽，或直接注入海洋;上层土壤中的水分则以蒸发或被植物根系吸收后再散发入空中，回归大气，从而积极地参与了地球上的水循环过程，以及地球上发生的溶蚀、滑坡、土壤盐碱化等过程，所以地下水系统是自然界水循环大系统的重要亚系统［1］。由于过量的开采和不合理的利用地下水，常常造成地下水位严重下降，形成大面积的地下水下降漏斗，在地下水用量集中的城市地区，还会引起地面发生沉降。此外工业废水与生活污水的大量入渗，常常严重地污染地下水源，危及地下水资源。因而系统地研究地下水的形成和类型、地下水的运动以及与地表水、大气水之间的相互转换补给关系，具有重要意义。

2 水文地质对地质灾害造成的影响

水文地质不仅是一种自然地理现象，也关系着地质灾害的形成、发展、危害等方面内容。根据勘测资料记载，水文地质引起的灾害集中于岩溶塌陷、砂土液化、地面沉降、软土变形等方面，具体情况:

2.1 岩溶塌陷

岩溶塌陷的形成条件为具有开口型溶洞、溶隙的碳酸盐岩;一定厚度的松散覆盖层;易于改变的地下水动力条件，破坏了地下水运动的均衡性。水文地质对岩溶塌陷的主要影响是造成巨大的水流冲刷力，破坏了溶洞底层结构的牢固性，造成土体抵抗力减弱而引起塌陷问题。根据提交资料:唐山市岩溶塌陷点密集区主要发生在陡河断裂与唐山断裂之间的隆起地带，这一带第四系沉积厚度较小，基岩埋深较浅，受多期构造应力场的反复作用，多处发生岩溶塌陷［2］。

2.2 砂土液化

砂土液化是指饱水的疏松粉、细砂土在临界地震作用下，瞬间突然破坏而呈现液态的现象。饱和砂土受到震动后趋于密实，导致孔隙水压力骤然上升，在周期性的地震荷载作用下，孔隙水压力逐渐累积使土粒处于悬浮状态，而接近液体的特性。砂土液化在不同地质条件下会产生不同结果，对地质结构造成的破坏力也不一样。在沉积颗粒较粗地段，液化土层大大增加孔隙水压力往往超过盖层强度，地下水携带砂粒冲破盖层或沿盖层裂隙喷出地表，产生喷水冒砂现象［3］。

2.3 地面沉降

引起地面沉降的原因有自然因素、人为因素，前者有构造活动引起的沉降、软弱土层形成的沉降、以及地震活动、海平面上升等;后者有过量开采深层地下水、地下热水及开采油气资源均可引起地面沉降。地面沉降伴随着地下水的开采而产生，地面沉降的速率和发展趋势随着地下水位的变化而变化;地面沉降漏斗与地下水位下降漏斗基本一致，引起地面沉降的层位与各含水组的开采量相对应。因此，超量开采地下水是引起地面沉降的主要原因。

2.4 地基变形

软土地基是现代建筑施工或地质开发的常见问题，这种土体结构本身就缺乏稳定性，受到地下水运动影响后更加不牢固。通常软土层具有诸多有害特性，这使得水文地质对软土地基变形的不利影响更大。软土具有触变特性，当原状土受到振动以后，破坏了结构连接，降低了土的强度后很快地使土变成稀释状态［4。同时，在加载初期，地基中常出现较高的孔隙水压力，影响地基的强度。软土除排水固结引起变形外，土体在剪应力作用下会发生缓慢而长期的剪切变形。

3 地质灾害的防范措施及应急处理

针对水文地质引起的地质灾害，目前常用的应对策略是“预防为主，治理为辅，防治结合”的原则，最大限度地控制灾害现象的发生。若无法避免灾害发生，则要提前制定应急处理方案，减小灾害的破坏范围。

3.1 实时监测

地质灾害高发地区必须设置24 h监测系统，以掌握地下水运动的具体情况，当监测到异常信号时可提醒相关人员采取紧急措施处理。如:山区是我国地质灾害多发区域，政府要加强山区的抗灾指导工作，引导当地居民做好全面的防范工作。如:雨季时期，对地下水流量多少跟踪监测，当水流量超出标准范围后立即调控水流的方向、流量，以免地下水运动引起的地质破坏。

3.2 开发利用

由于我国特殊的地理位置，地下水资源长期处于饱和状态，地下水储存量过大造成对地质结构的冲击力增大，这种状态下极易引起地质灾害。积极开发利用地下水是防范灾害的有效措施，其不仅充分利用了地下水资源，也降低了灾害发生的次数，维持了地表结构的稳定性［5］。如:我国北方城市开始将地下水作为生活用水的来源，定期开发利用地下水供应使用;部分地区将地下水运用于农田灌溉，从而提高了水资源的利用率。

3.3 紧急处理

当地质灾害发生之后，现场人员应采取紧急处理措施，把灾害的不利影响控制在最小范围，以防造成更多的生命危险、财产安全。不同的地质灾害所采取的应急处理方法也不一样，但地质灾害的紧急处理必须坚持“以人为本”的原则，先保障人员的安全，然后急救财物。如:岩溶塌陷、砂土液化需采取加固处理方法，防止塌陷、液化问题加重;地面沉降、变形等问题，则要考虑路面的交通安全，及时设置灾害警告或封堵交通，防止意外事故的发生。

4 结论

综上所言，水文地质异常是引起地质灾害的重要因素，对社会经济发展、人民日常生活、土地资源开发等均造成的很大的破坏作用。从唐山市可持续发展角度出发，深入分析地下水运动对地质灾害的不同影响，可为政府及相关部门制定灾害防治措施提供可靠的依据。此外，解决水文地质对地质灾害影响的问题，也是城市现代化交通建设的必要条件。

［1］何学中.水文地质异常现象对地质灾害的具体影响分析［J］.中国地质勘测，2010，19(5):19－22.

［2］朱明梅.我国常见地质灾害的形式及诱发因素的研究［J］.水文现象研究，2010，20(17):80－83.

［3］曹旭尔.地下水运动的季节性特点勘测对比探究［J］.贵州大学学报，2010，15(7):15－17.

［4］熊一斌.山区地面沉降因素的详细分析与数据列表［J］.科技咨询，2009，30(7):16－18.

［5］顾茜茜.软土地基变形与地下水运动的关系［J］.广东科技，2010，14(6):31－33.