探究当代水工环地质现状及发展趋势

谢 腾

（甘肃省地质矿产勘查开发局第四地质矿产勘查院，甘肃 酒泉 735000）

在学术研究的过程之中相关的学者将水文地质、工程地质、环境地质合称为水工环，其是地学研究的重要组成部分之一。水工环其研究内容主要可以划分为三个部分：一是研究地下水资源的形成过程，其运动方式和机理及在地球上的分布情况以及如何合理的对地下水资源进行利用；二是研究岩土存在的地质性质，其在一定的工程力的作用下会发生的地质作用，对地质条件进行勘探的理论和技术方法，深入的了解一定区域和环境内的地质条件；三是研究研究自然界之中存在的各种地质灾害问题和各种地质现象，深入的研究全球环境变化对地球地质条件的影响，全球的生态地质和地质环境的修复[1]。

1 水工环地质研究的现状

1.1 工程地质研究现状

上世纪20世纪20年代工程地质学从地质学学科之中分离出来，经过接近100年的的发展，其已经成为了一门具有深厚理论支撑，研究面广泛，同人类的社会经济建设紧密联系，拥有多个分支学科的地学学科，其显著的特点是具有非常强的应用性。现阶段工程地质学已经成为了一门独立完整且成体系的学科，其在各个学科构成之中占据重要的地位。我国在改革开放之后随着社会经济建设的加速，这一学科也迎来了快速发展的一个阶段，我国相关的研究人员积极的引入国外学术界取得的一系列全新的研究成果，在此基础上依据我国经济建设和社会发展以及科学体系的实际需要构建了具有中国特色的工程地质学理论技术体系，为我国社会发展和经济建设奠定了坚实的基础[2]。

现阶段随着人们对工程地质学研究的深入，其在能源开采，矿产资源开发、城市建设、交通线路规划设计，地质灾害预警和防治等多个方面都发挥了非常重要的作用。工程地质学在发展的过程之中积极的吸收和引用了其他学科最新的发展成果，将系统论、信息论、耗散结构等全新的学术成果有效的渗透和整合到自身的学术体系之中，使工程地质学这门传统的学科始终生机勃勃，焕发着青春活力。当前阶段这一学科以岩体工程特性和岩体工程地质力学为研究起点，延伸到了研究区域工程地质和区域工程地壳稳定性，再扩展到研究环境工程地质和各种类型的地质灾害。现代科学之中不断产生的新理论，新技术不断的在工程地质学之中得到实践，其也有效的扩大了工程地质学的研究范围，推动了学科的发展。

1.2 环境工程地质和地质灾害研究

现代工程地质学的一个重要分支就是环境工程地质，其研究的主要内容是由于人类在社会发展和经济建设过程之中的一系列行为导致一定区域内出现危害人类或人类工程地质现象和导致这一现象的机制和条件以及对这种现象的预防和治理。从地质灾害的角度出发环境工程地质其研究的对象是地面沉降、土地塌陷、土地荒漠化、泥石流等多种因人类社会经济建设而导致的地质灾害。近十年来环境工程地质的研究取得了丰硕的成果，对各种常见的地质灾害都展开了全面有效的研究，为人类在生产建设的过程之中有效的避免和防治此类地质灾害奠定了坚实的基础。我国在1989年召开的全国地质灾害防治会议时成立了地质灾害研究会，其主要成员为我国著名的工程地质学家，该学会在1990年成功的创办了相关的学报，有效的促进了对我国地质灾害的研究。我国的工程地质学家在该学报上就现阶段常见的地质灾害的分类、各种不同类型的地质灾害形成的规律及机制、对各种地质灾害进行有效预防的手段、控制和防治各种地质灾害的措施和手段进行了全面深入的交流。上世纪90年代学会组织相关专家编制出版了我国地质类型灾害图，相关的专家出版了这一领域的权威专著。我国近年来在环境工程地质之中取得的一系列研究成果，确立了这一学科在国际上处于领先的水平。

1.3 特殊土质结构及其工程特性研究

在工程地质的研究之中特殊土主要指工程地质性质存在显著特殊性的土质，常见的如红黏土、淤泥土、冻土等。这些土质的成分和结构都具有自身的独特性，导致其在工程建设的过程之中受到工程力的作用时呈现了完全不一样的地质变化。在过去的一段时间里我国相关的科学家对特殊的土质进行了详细的分类，根据每一类的特点进行了深入的研究，明确了各种特殊土质的微观结构，基本物质构成，受力特性以及在工程建筑的过程之中如何使其满足建筑稳定性的需要。

1.4 工程地质勘探理论及技术方法

在工程建设的过程之中首先需要依据工程地质学的相关知识对建设的环境进行地质勘探。

在工程建筑建设的过程之中待建建筑物同周边的环境存在着一定的相互制约和相互作用的关系，只有借助工程地质学的相关知识进行深入全面的地质勘探才能够明确两者之间互相影响和制约的具体内容，为此后的建筑物建设奠定基础。现阶段在工程地质勘测的过程之中采用了一系列的新技术例如遥感技术，各种全新的钻探勘测技术，地球物理成像技术、图像处理技术、计算机技术。这些新技术的应用对于提升地质勘探的准确性，扩大工程地质学在工程建设之中的应用范围起到了良好的助力作用。

2 水工环研究的趋势展望

2.1 水工环重点研究领域

依据当前阶段我国社会发展和经济建设的实际需要，水工环学科在未来一段时间的研究重点为两个方面：一是地下水资源的调查，其主要内容为对我国现阶段的地下水资源进行保护和管理并对水质质量进行评价。我国人均水资源占有量仅为世界平均人均水资源占有量的四分之一，再结合水资源分布不均匀和开发利用等问题，我国华北、西北等北方地区都严重缺乏水资源。经济建设和社会发展的过程之中对地下水资源的依赖程度较高，合理的开发利用地下水资源是保证我国经济持续良好发展的一个重要因素；二是深入研究沿海地区地质综合环境。我国的人口大部分集中在沿海地区，这一地区人类的社会发展建设工程数量众多，导致这一区域之中的地质环境较为复杂。深入的研究这一区域的综合地质环境对于构建这一地区的未来发展规划具有非常重要的意义。此外现阶段我国沿海存在诸多的地质环境问题例如地面沉降、湖泊淤积等，深入的研究这一区域的地质环境对于解决和改善存在的地质环境问题具有非常积极的意义。

2.2 水工环未来研究方向

水工环是一门应用实践性极强的学科，其未来的研究方向实质上同人类进行社会发展和经济建设的实际需要有着密切的联系。深入的总结和归纳水工环学科已经取得的研究成果和人类在现阶段的工程建设的过程之中遇到的问题可以明确未来一段时间水工环的研究方向主要集中在以下几个方面：一是对于崩滑地质灾害发生机制和预测理论的研究。这一方向的研究以系统工程和信息工程基础理论为依据，充分的考虑地质结构在发生变化时散发出的各种信息，采用信息工程理论对散发出的信息进行有效的加工进而构建一套有效的灾害预警体制。二是地质灾害评价和防治理论以及对地质灾害发生过程的模拟及控制。在研究这一问题过程之中其关键是对复杂的地质结构进行有效的三维描述，依据地质结构模型从数学和力的关系上对灾害的发生过程进行有效的模拟，其研究的重难点是模拟的过程之中采用的数学和力学算法，以及对相关数据进行保存处理的数据结构。