地质灾害隐患和水文地质环境地质调查计划分析

胡发虎

（云南地矿地质工程有限公司，昆明 650041）

1 引言

地质灾害隐患具有较强的不确定性和隐蔽性，监控和预防难度极大，在地质构造运动等因素的影响下，还有可能进一步发展成为泥石流、滑坡等重大自然灾害；水文地质环境同样存在较大的波动，水理结构变化、地下水位升降等，均容易给区域生产生活带来较大的安全风险。因此，国家地质调查局从民生建设及生态文明建设角度出发，提出了地质灾害隐患和水文环境地质调查计划，对该计划要点进行分析、总结，有助于获知战略部署全貌，为地质调查实践工作明确指导方向。

2 重要活动构造与区域工程地质调查

地质调查局首先聚焦于东部平原覆盖区，对其活动断裂进行调查，并形成了完整的调查技术、评价方法体系，从活动断裂的角度，对工程建设中常见的不均匀沉降、局域地表裂缝等病害进行了作用机理阐述，对京津冀协同发展区建设有重要的参考借鉴意义。在张家口、北京联合申请冬奥会成功的背景下，京张地区地质灾害发育、断裂带活动等隐患也进入调查、研究视域，相关主体聚焦该区域地壳稳定性问题，借助专家经验打分法，对相关要素进行了评价因子权值设定，并综合自然断点法对结果进行级别划分，调查总面积超过5×104km2，稳定区域大致占总面积的46.32%，在结果分析的基础上，提出了增设支护、建造堤坝、植树造林等措施与建议。

3 山地丘陵区地质灾害调查

山地丘陵区是地质灾害多发区，蕴藏的隐患风险类型较多。在计划实践环节，首先，将孕灾条件作为主要线索，在全国范围内划分了11 个重点区域，总面积大致为3.3×104km2，大巴山、乌蒙山等区域均在调查之列，调查方式综合了高精度遥感、机载LiDAR 等技术，比例尺为1∶50 000，系统罗列了影响灾害的核心因素、易滑地层等[1]，在分析区域、流域、城镇等主体特征的基础上，形成了不同尺度标准的风险评价模型，并编制了新型灾害地质图编制方式，形成了6 幅具有针对性的绘制样板图。在技术方法方面，形成了“星—地—空”一体的调查体系，对具有典型特征的孕灾因素进行了分析，种类涵盖地质结构、斜坡类型等，在剧烈变形区划分时，主要借助InSAR，在灾害边界精细勾画时，则借助了机载LiDAR 技术、三维激光扫描技术等，地质图绘制精确性更有保障，图1 为某地断裂带交汇三维扫描示意图。

图1 某地断裂带交汇三维扫描示意图

4 生态脆弱区和特困水文地质环境地质调查

在生态脆弱区、特困经济区，深入研究、健全了地下水循环理论，首先是西北大型干旱区，比如，柴达木盆地、黑河流域等，研究对象主要有构造、岩性等，通过分析得出了该地区水循环控制、演化规律及作用机理；其次，是神东—晋东地区，该地区煤矿产业发达，研究主要聚焦人为活动影响，样本选取了100 余处矿坑，对侏罗系煤田、华北型煤田水质进行了分类，发现Ⅲ、Ⅳ类水是其主要类别，为当地水资源治理提供了支撑和方向。在这些区域，地表沉降是重点地质灾害类型，因此，地质调查局在实践测绘的基础上，还编制了DD 2019—05《水文地质调查数据库标准（1∶50 000）》，明确了勘查数据类别，同时，更新了地面沉降信息系统，以地质云平台为依托，录入了超过3.3×106条监测数据，以及1 500 余条水文地质、地表沉降相关的信息，可以为区域治理、改造、脱贫攻坚提供支撑。

5 岩溶地区水文地质环境地质综合调查

我国西南区域岩溶地貌分布较为集中，诸如石灰岩等的可溶性岩层赋存量较大，流水长期作用于地上、地下的岩层，形成了石芽、溶蚀洼地、溶洞等众多形态。岩溶区域是我国生态脆弱区的典型代表，由于其自身调蓄能力较差，无法起到固土保水的作用，因此，局域内既旱又涝的状况十分常见，经过调查发现部分县市淹没土地可高达200 km2（3×105亩），而同时石漠化问题还在并行扩张，这种状况对农业生产造成极大阻碍，地下孔、缝、洞并存的情况下，水资源开发难度也有所上升。

在水文地质环境地质综合调查中，相关部门对岩溶地区地下水赋存情况进行了系统的勘查，调查范围涵盖400 余条地下河，并在此基础上明确了规划路径，指出调整产业结构、解决缺水问题、发展特色产业等目标，为脱贫攻坚事业提供了巨大助力，其开发利用模式见表1。政策推行期间，共形成了200 多项示范工程，既帮助当地居民解决了水资源利用难题，也探索出了生态、经济友好的协同发展路径。计划中还关注了岩溶地区碳循环问题，对二氧化碳在不同界面上的转化展开定量分析，并借助地表植被、沉水植物等，对固碳增汇进行了干预，为国家碳排放目标的实现开辟了新路径。据统计，经过治理的西南岩溶区10 年来碳汇量高达2.5×107t，与该地植树造林所达成的碳汇量相比，可占到25%～50%，生态性能良好。

表1 西南岩溶地区水资源开发利用模式

6 主要含水层水质综合调查

地下水是我国重要的淡水资源，能够为区域安全用水提供基础保障，当前水资源枯竭、污染是2 大重点地质问题，也是地质灾害隐患和水文地质环境地质调查计划中关注的焦点。2005—2015 年，中国地质调查局首次以系统化、全局化思维，在全国范围内开展了地下水调查，总面积为4.4×106km2，涵盖地域既有经济发达区，也有生态脆弱区，采集样本总量高达3.6×104组，分析检测指标也多达72 项。至2016 年，相关部门对所有数据整合、分析，编制出系统的水质、污染评价报告，总结出我国地下水质区域差异明显，存在六高、五化等问题[2]。

松散含水层是水文地质环境中较为特殊的存在，它通常呈层状，常见的层级有砂砾层、砂卵砾石层等，有时也呈现为透镜体结构，松散含水层中，隔水层多以结合水形式存在，透水、给水性能不佳，当水头差变大时，还有可能出现转化，这无疑增加了该种地质类型的不确定性。珠江三角区、豫北山前冲洪沉积扇等，均是较为典型的松散含水层，因此，在计划实施中，还对这些区域进行了水质综合调查，对其水质、污染情况、规律进行了摸索，并综合运用重金属、有机物等污染治理技术，开展了修复示范活动，为这些区域的地下水保护提供了重要支撑。

在标准体系上，相关部门同样进行了完善和补充，综合实践经验的基础上，进一步修订了GB/T 14848—2017《地下水质量标准》，并编制了关于地下水调查的方法导则，将指标毒理性作为技术依据，提出了系统的评价方法、污染预防技术评价方法等，过程中重点关注三氮污染问题，使定量溯源成为可能，在地下水微生物调查技术中，还开发了自动原位测试取样技术、便携式电分析化学现场测试技术等，这些标准、技术的诞生填补了传统监控模式中的空白，为高效、便捷质控创造了条件。

7 国家地下水监测工程

水文地质是工程建设、矿产开发等场景中必须关注的监测要点之一，地下水位上升会导致地表盐渍化、工程基础上浮等状况；地下水位下降，则可能引发地表沉降、地层结构变化；地下水位反复升降时，则可能导致岩土膨胀幅度提升，导致土层胶结物流失，降低基础强度。基于此，自然资源部、水利部组织、规划了集自动化、现代化为一体的国家地下水监测工程，至今总投资金额已经达到22 亿元，共建成站点20 469 个，站点控制面积可达国土的1/3，基本覆盖了我国主要经济活动区。

为方便统一管理，管理体系借助了云平台、大数据等先进科技，监测站点遵循分布式采集、运行算法，将采集数据、地质资料等汇聚到共享系统中，与矿产、能源等数据库相交互，为地质图、地学软件、出版物等产品的制作提供依据，可用于行业生产、科研、政务等多种场景，“地质云”分布式体系如图2所示。在干旱、半干旱区，还结合使用了新型自动补水仪，形成地下水均衡试验场[3]，提升了土壤水负压监测能力。

图2 “地质云”分布式体系架构图

在检测标准方面，相关团队同样进行了改进和充实，重新编制了有关地下水位、水质的12 项标准，后续在云计算技术的基础上，进一步结合三维模型搭建方法，实现了地下水运动实时模拟，可以在异地条件下满足多方协同建模需求。对于承压水、无压水转化问题，也研发出了专门的井监测技术，能够较好地解决井管结冰等问题。

8 结语

综上所述，地质灾害隐患和水文地质环境地质调查是一项战略性、全局性工作，能够为民生建设、生态保护提供强大的数据支撑，相关行业可以将此作为具体的工作方法导向，深入分析相关评价指标体系，加强便携式点分析化学测试技术、承压-自流井监测技术等的理论探索，同时，将思路扩展到实践应用层面，立足当地地质、水文条件，挖掘适宜的开发利用模式，实现经济效益最大化。