水文地质勘察在环境地质勘察中的应用

汪雅楠，李 甫

近年来，虽然地质环境问题有明显的改善，不过出现地质灾害的风险依然较高，所以务必要认真做好环境地质勘察和地质环境保护。在当前所开展的环境地质勘察作业中，水文地质勘察发挥着重要性的作用，可以详细探明地下水、地表水的成因、分布和运动规律，依托所勘察到的数据信息，可以为地质灾害预防治的决策提供支持，所以要非常重视水文地质勘察工作的开展，认真做好与之相关的勘察作业。为此，要对水文地质勘察在环境地质勘察中的应用情况和要点有一个明确的认识和掌握，本文结合当前已有的研究成果，做更进一步地分析综述。

1 水文地质勘察的分类及内容

水文地质勘察主要是在野外进行，最终得到勘察报告，且要附相应的图件。在实际开展水文地质勘察工作时，按照比例尺、任务、目的的不同，可以将水文地质勘察分为两大类，即水文地质普查和专门性水文地质勘探。水文地质普查具有综合性，根本目的是探明区域内的水文地质条件，大致确定出地下水的埋藏量和质量，在完成水文地质普查任务后，通常都是用水文地质图反映普查结果。水文地质勘探具有专门性，是指为了某一个专门的目的而进行的水文地质勘察，通常情况下都是基于水文地质普查而进行，所使用的比例尺较大。常开展的水文地质勘探作业有三种，即地热水文地质勘探、矿床水文地质勘探、供水水文地质勘探，相比较而言，水文地质勘探涉及到较多的勘探工程量，所以投入的人力、物力、财力相对较多。

水文地质勘察的内容包括以下几个方面，即水文地质测绘、地球物理勘探、水文地质钻探、水文地质试验、地下水动态观测、实验室分析、编制水文地质报告和图件。以水文地质钻探为例，目的是确定出含水层的具体位置和分布情况，从而评估出地下水的存在条件。在水文地质钻探过程中，必须要有较大的孔径，且必须是清水钻进，以确保可以得到精准的水文地质参数。再以地下水动态观测为例，属于水文地质勘察的重要内容，重要性是毋庸置疑的，所以在观测过程中的要求较高。比如在钻探布置和水文地质试验的过程中，为进行长期观测，应该预留一部分钻孔，全程测定地下水的相关信息，主要是水温、水位、水质，动态观测的时间不能少于一个水文年。除此之外，实验室分析也至关重要，要按照要求对水样、岩样、土样进行一系列的实验分析。

2 水文地质勘察在环境地质勘察中的作用

在整个环境地质勘察中，水文地质勘察发挥着十分重要的作用，做好水文地质勘察的必要性和重要性是非常重要的。详细言之，水文地质勘察在环境地质勘察中的作用集中体现于三个方面：第一，在较多情况下，地质灾害的发生和地下水因素有较为紧密的关系，地下水运移及过量开采都可以诱发地质灾害。在环境地质勘察作业中，要十分注重水文地质勘察，得到地下水、地表水的运动规律和变化情况，在此基础上进行环境地质勘察的分析，对所存在的风险进行早期预防处理。第二，近年来出现环境地质灾害的风险较高，主要原因是单纯性的追求经济效益而轻视了环境地质保护，从而导致环境地质原有形态被破坏，直接危害到环境地质的稳定性和安全性，所出现的环境地质灾害多与地下水因素有关，所以必须要认真做好水文地质勘察，比如通过水文地质勘察，能够确定出地下水情况，继而采取有效措施降低地下水对岩土体所造成的不利影响，通过早期的预防处理，方可有效控制和减少环境地质灾害的发生。第三，当前的水文地质勘察工作取得了较好的成效，积累了较多的成熟技术和成功经验，可以为环境地质勘察提供有效的支持。首先在内容方面，可以结合实际情况认真做好水文地质普查和水文地质勘探；其次可以高效率和高质量的落实水污染勘察、地下水勘察、特定目标勘察、地质灾害勘察、地表岩溶塌陷勘察这些作业，所得到的数据信息无论是全面性还是精准性均值得肯定，对环境地质勘察有十分大的作用。因此可以说，在环境地质勘察作业中，水文地质勘察始终占据着重要的地位，认真做好水文地质勘察是十分重要的，务必给予高度的重视。

3 水文地质勘察在环境地质勘察中的应用

3.1 地下水勘察

在开展环境地质的水文地质勘察工作时，有明确且详细的流程，首先要精准确定出勘察的范围，认真做好勘察范围内的水资源调查分析工作，其中的关键便在于勘察地下水的地质作用。在地下水运动变化过程中，岩层会受到较大程度的影响，甚至是受到破坏，常见的地下水运动包括补给、径流、排泄。另外，地下水的涌水量、水位变化均会破坏到地下岩土体，为确保环境地质的安全和稳定，要高度重视地下水勘察。

在当前所开展的地下水勘察作业中，可以使用的勘察技术较多，主要有地下水动态监测、水文地质试验、遥感、测井、地球物理勘察、钻探。另外，地下水分层勘察技术在近年来的地下水勘察作业中也有广泛的应用，包括分层止水技术、分段洗井技术、分层抽水技术、多层监测技术。以分层抽水技术为例，适用于地下水分层勘察中的洗井、止水、抽水这些工艺，且操作相对简单，在封隔止水时的效果良好。在长时间应用分层抽水技术的过程中发现，分层抽水的深度通常可以在1000m以内，最小抽水分段为4m。需要注意一点，在分层抽水时要重视潜水泵的选用，要求潜水泵的泵量可以与拟抽水含水层出水量相匹配。

在当前的地下水勘察工作中，地下水分层勘察系统的应用越来越广泛，也被称之为地下水勘察作业中的CT机。所使用的地下水分层勘察系统主要由分层隔离单元、封隔器充气单元、抽水取样单元、数据记录与显示单元这四个单元所组成。以封隔器充气单元为例，主要是由高压充气管、减压器、瓶装高压氮气、高压三通阀所组成。从近年来地下水分层勘察系统的应用来看，在河西走廊地下水分层勘察、鄂尔多斯盆地地下水分层勘察项目中均有良好的应用效果，解决了以往地下水勘察中的难题。当前所使用地下水分层勘察系统的钻孔深度已经可以达到900m，而分层数也已经可以达到20层，所取得的分层勘察效果非常好，值得推广应用，后续要进一步加大研究力度。

3.2 岩溶塌陷勘察

地下水有关的地质灾害中岩溶塌陷较为常见，并且造成的危害较大，一直以来都是重点防范的对象。岩溶塌陷的危害性集中体现在两个方面：第一，出现岩溶塌陷，表明地下岩土体已经被破坏，周围地表建筑工程的稳定性、安全性均会受到影响，当危害情况严重时，会导致地表上部构筑物出现塌陷的情况。第二，当出现大规模岩溶塌陷后，可随之诱发地震效应导致岩溶塌陷灾害的危害范围扩大。所以，在环境地质勘察作业中，要重视岩溶塌陷勘察，为后续的岩溶塌陷灾害预防和控制提供依据。

在岩溶塌陷勘察中，要通过水文地质勘察重点调查三方面的内容，一是岩溶分布情况，二是地下水的侵蚀能力，三是勘察区域地质条件，并且要做到详细勘察，获得一系列的勘察数据，最终编制出调查区内地质灾害防治方案。岩溶塌陷勘察的方法较多，为达成最佳的勘察成效，应该将工程地质测绘和调查、勘探取样和地球物理勘探这些手段结合起来。比如在工程地质测绘和调查过程中，要重点勘察三方面的内容，一是明确岩洞洞隙的类型和发育规律，二是地下水的赋存条件和水位变化情况，三是确定岩溶的起伏、形态、覆盖层厚度。在勘探及取样作业中，可使用岩芯钻探、土层钻探、小口径钻探，以岩芯钻探和土层钻探为例，可以有效查明岩层或土层的诸多性质，主要有地质构造、厚度、性质、成分、产状、结构。在验证工程地质测绘和物探成果时，可以考虑使用钻探方法。在岩溶塌陷勘察过程中，要十分重视勘探点的布置，包括间距、深度。在确定勘探点的间距时，要严格遵循《岩土工程勘察规范》的相关规定，如果是一柱一桩基础，则必须要将每柱分布在勘探点。

3.3 水污染勘察

生产生活中可产生大量的污水，污水未能得到及时有效的处理时，便会危害到自然生态环境，并危害到人体健康。另外，地表污水可以渗透至地下，污染地下水环境，地下水就会受到污染和地质结构遭破坏。在开展水污染勘察作业时，要利用水文地质勘察中的技术手段，实现持续性的水污染勘察，以便更为有效的保护水资源。在当前的水污染勘察作业中，主要是勘察悬浮物、pH值、有机物浓度，通过分析这些指标可以得出水体的污染程度。在此基础上，可以结合实际情况选择适宜性的水污染勘察技术，以确保得到准确的水污染勘察数据，从而为后续制定水污染防治方案提供依据。在完成水文地质勘察任务后，应该详细绘制地质勘察图，在勘察图中要明确标注重要位置信息，主要是渗坑、渗井、排放口、排放渠道、排污、污灌区的位置信息。除此之外，应该详细记录污水的排放量、水文地质环境受影响程度的信息，并分析两者之间的关系。待完成水污染勘察任务后，工作人员要及时编制水污染勘察报告，在水污染勘察报告中，要详细阐明三点内容，一是“调查目的”，阐明本次水污染勘察的目的和目标；二是“水污染勘察方法”，主要是应用水文地质勘察的较多技术手段；三是“水污染勘察研究内容”，多是通过这三种方式实现，即取样观察、实地观察、走访调查，所得到的水污染勘察结果要详实，全面反映在水污染勘察报告中，这是水污染预防和治理的重要基础，务必要给予高度的重视。

3.4 地质灾害勘察

在所出现的环境地质灾害中，地下水是重要因素，因为地下水的诸多变化情况，从而导致地质灾害出现的风险增高，且地质灾害勘察时会有较大的难度。为此，地质灾害勘察的职能部门要认真做好准备工作和现场勘察，且相关部门要加强协作，共同做好地质灾害勘察。在地质灾害勘察作业中，要重点把握好两方面的要点。第一，重点考虑地下水水位升降的情况，如果是地下水位出现持续升高的情况，则土壤环境易受到严重的影响，主要是土壤盐碱化、沼泽化，土壤结构也会受到较明显的腐蚀，最终危害到整个土壤环境质量。另外，地基结构稳定性也非常容易受到地下水水位升降的影响，导致建筑物出现较大的安全隐患。第二，考虑到地下水水位变化所引发的砂土液化这一问题，砂土液化会诱发一些严重性的后果，比如地面会出现不均匀沉降，并且地质结构容易出现裂缝。如果地下水水位有很强的流动性，则常见的问题是岩土伸缩，此时土层的相关参数可以受到影响。

在地质灾害勘察过程中，要重点把握六个方面的要点。一是灾情调查，查明已经出现的地质灾害；二是区域调查，主要是勘察区域地形地貌和地质构造；三是地质灾害体的勘察，通常是应用工程手段、简易监测方法，在评估灾害体的稳定性时，可以使用地质历史分析法；四是室内外试验，要求做好现场原位测试，精准采集试验样品，而后进行室内试验；五是稳定性评价、分析成因机制，此过程中需要进行物理模拟、数学模拟，最后要结合实际需求做好定量评价、定性分析；六是对地质灾害的防治工程进行可行性论证，更进一步的完善地质灾害防治方案。

在进行地质灾害勘察工作时，为保证和提高整个工作的有效性，关键之一是详细记录水文地质勘察数据，同时利用好水文地质勘察数据分析技术，合理分析地质灾害。考虑到地质灾害勘察的难度较大，同时勘察内容较多，所以要格外重视，应努力构建完善的勘察数据分析机制，以求可以准确分析地质灾害。目前来看，长时间开展地质灾害勘察，已经积累了较多的成功经验，尤其是在崩塌滑坡地质灾害勘察中取得了不俗的成绩，比如在滑坡附近的勘察作业中，可以优先考虑使用双管单动钻进和干法钻进，在滑坡勘察过程中要认真查明地下水分布情况。有一点需要注意，在滑坡勘察作业中，应该避免应用物探手段，如果进行滑坡周界部位的勘察，则可以考虑采用井探、坑槽探，同时做好取样试验。除此之外，在滑坡勘察时，要遵循既定的工作顺序，应该先主后辅，要求是先集中勘察一条剖面，随后的勘察可以结合实际情况在一定范围内完成，做好动态调整处理。

3.5 特定目标勘察

除地下水勘察、岩溶塌陷勘察、水污染勘察、地质灾害勘察，水文地质勘察在特定目标勘察中也可发挥显著的优势。所讲的特定目标勘察是指对特定的目标进行水文地质勘察，所以整个勘察作业具有很强的针对性和目标性，相对来说更易把控。在特定目标勘察中，要根据实际需求选定特定的勘察技术手段来进行系统化的勘察。另外，在特定目标勘察中应该重视多种水文地质勘察技术手段的应用，以求起到相互验证的目的。可以说，通过认真做好特定目标勘察作业，可以获得完整、准确的水文地质资料，从而发挥出支持的作用，后续的地质灾害防治均可以更有效的进行。

4 结语

水文地质勘察在环境地质勘察中的应用非常重要，可以发挥出多方面的优势，应该要重视水文地质勘察技术手段的完善和优化。当前水文地质勘察在水污染勘察、地质灾害勘察、地下水勘察、岩溶塌陷勘察中均有广泛的应用，积累了较多成熟经验，不过考虑到水文地质勘察较为复杂和专业，所以后续要进一步加大研究力度，并重视新型技术手段的应用，以求可以掌握水文地质勘察过程中的更多要点和技巧，从而为环境地质勘察做出更多的贡献。