水文工程地质与环境地质的地质构造研究

杨乐霖

河北省水文工程地质勘查院 河北 石家庄 050000

水文工程地质、环境地质方面的研究主要是对地质的结构进行探索，将其地质结构、形态进行深入的挖掘研究，从而使相关地质中的矿石资源更好的服务于国家的工程建设当中，为国家的基础工程建设事业起到推动的作用，因此水文工程地质和环境地质的研究工作在国家的经济建设发展中起到了重要的推进作用[1]。我国目前的经济态势是处于飞速发展的阶段，国家在不断的加大基础项目工程建设的投资力度，同时也对各基础工程建设的施工等方面进行了创新和探索，以求国家的建设工程能够以高效、科学合理的方式进行。而水文工程地质和环境地质的研究工作，就是在满足国家基本工程建设的基础上，更要进行创新和发展，提高地质勘查水平，为国家挖掘出更多有益的地质资源，更深入的应用到国家工程项目中，以满足国家未来发展的更高要求。这就要求我国的水文工程地质勘查工作和环境地质勘查工作要进行不断的探索和创新，多吸收国内外先进的理论和实践知识，提高勘查水平。

1 水文地质、工程地质与环境地质的研究

1.1 水文地质

在地质学科中的水文地质分支学科，主要的研究主要是对自然界中的地下水的运动趋势及自然变化规律等进行探索。水文地质的地质构造研究工作的详细内容主要包含：自然界中地下水的分布情况，其形成的规律，自然界中某区域内地下水的物理特性和其中的化学成分含量，矿特质含量等，同时还包括相关区域的地下水资源的勘查统计，区域内水资源的利用情况，并根据情况进行合理化利用建议，地下水的分布和形成规律,地下水的物理性质和化学成分,地下水资源及其合理利用[2]。相关区域内的地下方的水质是否对该区域的基础工程建设有什么不利的影响，一旦有影响如何根据实际的工程项目和水质特点进行解决。当今社会随着我国科学技术的不断发展，同时国家的基础工程建设需求的提高，在水文地质方面的研究工作又进行了细分，以便更好的展开研究和进行深入的探索。水文地质方面的研究工作又分为区域性水文地质学、地下水动力研究、矿床水文地质研究、土供水水文地质研究、水文地球化研究、土壤改良水文地质研究等分支的研究性学科。同时随着近年来的各项研技术和研究成果的突破性进展，水文地质学科与地热、地震、环境地质方面的研究工作进行了相互的融合和渗透，又形成了更丰富的水文地质新学科和较多的新领域的研究。

1.2 工程地质

相较于理论性较强的水文地质而言，工程地质是一种实用性较强的地质学科，对工程地质的研究工作主要是在其应用原理之上的研究，从而为工程的应用服务提供有利的理论基础。工程地质学科主要的研究内容涉及地质灾害，岩石的形成和参数，岩体的稳固性和地震方面等。对工程地质的深入研究得出的成果可以为工程的规划、勘察工作、设计阶段、具体的施工规划和后期的维护等各个阶段提供有利的参考价值。对工程地质的地质结构进行充分的研究，主要的目的就是为基础工程建设的施工环境的勘察提供有利的评价标准，检测部他区域地质的结构对工程的施工有无影响，符不符合施工条件，同时对工程的施工过程进行相关的地质评价，对各项地质数据进行综合的勘查，并通过数据进行分析和预测，该地区的地质在工程建设的过程中，受到外力的干扰，地质结构条件是否会产生变化，为工程筛选最优质的施工场地。一旦地质结构的数据不符合项目施工的要求时，就要及时进行解决并出具解决方案，从而有效保障工程设计的合理性，同时为工程的具体施工质量和顺利进行提供科学合理的数据参考。

1.3 环境地质

相较于水文地质学科而言，环境地质学科概念的提出较晚，是在二十世界中后期，很多自然灾害的发生，如山体滑坡、泥石流等，人们在应对和解决这些自然灾害的过程中，提出环境地质这处重要的地质概念。环境地质的结构地质研究工作主要是对人类活动与自然界的一些自然现象进行勘查和对比，同时研究人类活动给自然界带来的影响和影响的范围等等。环境地质的研究工作，对我国经济建设中很多重要的举措的实施有着密切的联系，它对重点区域的经济建设、公路、桥梁等工程建设方面的规划都起着重要的作用，在进得重大的建设项目前都要进行科学合理的环境地质勘查工作，通过勘查工作得出的科学数据，可以有效的降低环境地质对国家经济建设发展中一些重大的建设规划造成的负面影响，同时有效的规避环境地质对建设项目施工的破坏，同时还可以有效的避免地质灾害为人们的生产生活带来的严重影响。因此环境地质的研究工作是对国家和人民生命财产安全的重要保障手段之一[3]。

2 环境地质相关分析

2.1 环境地质问题内容概述

环境地质的地质问题有涉及很多方面：自然界中的各种环境地质灾害，如地面凹陷、地面裂缝、地面下沉、山体滑坡、岩石崩塌、山体崩塌、泥石流、水库淤积、河堤塌岩、湖水盐碱化、沼泽化、水土地流失、自然界地表、地下水枯竭等；通过对这些环境地质问题的研究工作，采取一系列相关的措施可以有效的为国家的环境地质灾害进行有效的预防。国家在地行环境地质问题研究的过程中，主要针对地质问题形成的客观条件、问题的原因和地质问题的发生机制、其发展的规律、对人们生产生活带来的影响等进行充分的研究，同时通过研究的数据进行分析，并制定有效的预防措施。同时在进行环境地质问题的研究过程中，还包含一些人为对环境地质进行破坏的研究工作，如在进行项目工程施工的过程中，一些施工操作如修建渠道、建设公路、隧道等过程中，对周边的天然稳定的地质环境进行了破坏，就会引发一些山体滑坡、岩石崩塌等环境地质现象;如在进行桥梁、房屋建筑施工过程中对地基、周边的坡度进行沙土石的挖掘和开采的过程中，就会对开采现场原有的地质地貌进行了破坏，同时也会对植被造成破坏;人们在生产生活中对该区域的地下水进行长期的超标采用，从而引发地下水位下降，严重的会造成地面下沉。不仅严重影响了该区域水力学的条件发生了改变，同时也有可能会导至该区域的建设物造成下沉，严重影响人们的生命财产安全，沿海地区还有可能会致使相关海域的海水入侵地下水系统，地下水的水质发生改变；如在进行水利项目施工过程中，不进行科学合理的施工方案设计，有可能会对周边的堤坝造成破坏，造成决堤、溃坝等严重的环境地质灾害；有些地区的环境地质问题较来严重，如水库堤岸或水库沉没有可能会诱发地震灾害，给国家和人民的生命财产安全带来严重的影响，这些都是环境地质灾害的研究工作内容，都对人们的生产生活有着重要的影响，因此国家一定要提高对地质勘测技术的研究力度，从而保障人们的生命财产安全。

2.2 矿井开采对地下水造成的影响

（1）矿井开采污水排放给水质带来的污染

技术人员对矿井中的水产进行抽检测试，结果发现其数据与国家水质标准数据对比差异十分大，水质的硬度严重超标，同时其它各项数据相差也十分大，因此矿井中的污水排放将会为周边环境的水质带来严重的污染[4]。受污水影响最大的首先就是分布在矿井周边的地下水浅水层，然后污水的排放还会对周边的农作物生长造成严重的影响。因此国家要提高对矿井污水排放的监管力度，确保矿井在进行污水排放时达到国家的排放标准。

（2）矿山排水对周边水位结构的影响

矿山在进行开采过程中的排水能力渐渐提高。一旦矿山的所在区域的地下水位低于120米时，在矿井的周边的水位形态结构就会形成一个漏斗，致使周边大量地下水流向矿井区，与此周时矿井周边的地下水水位会对应降低，因此会导致周边居民生活饮用的自备水或自来水厂受到水位下降的严重影响，经常出现断水的情况，给人们正常的生产生活都带来了极大的不便。

（3）含水层为开采工作带来的影响

矿产资源在进行开采的过程中，矿井的开采施工勘查对矿井的生产安全有着重要的影响，尤其是地下水的含水层的充分勘查，对矿井的施工安全有着重要的影响，矿井内的地下水有高压的特性，并且地下含水量较为丰富，一旦在开采的过程中触及到地下水位的点，就会发生矿井冒水等危险，对矿井内的生产安全造成了极大的危害。

（4）针对矿井地下水问题采取的相关措施

①矿产资源进行开采工作前要对该区域及周边进行详尽的地质勘查，尤其是地下水位的勘查工作一定要深入。②加强矿井周边山体坡度的治理工作，对周边山体坡度进行及时的监测，并进行严格的固定支护，以提高对矿井周边山体的治理工作。③对矿井的地下水位及水量进放实时的观察和检测，防止因地下水位和水量问题造成的矿井地面觉降问题。④针对矿井内的地质进行有效的勘查，并根据矿井的实际施工情况进行监测和研究，必要时采取避让施工，以提高矿井内施工的安全性。

3 水文工程地质构造分析

3.1 区域内水文工程地质条件分析

一般来说，相关区域的地质特性、结构、该区域的气候条件和相关地形地貌是影响地下水分布情况的重要参考依据。如国家在进行矿区开采建设的过程中，遇到海拔较低的山区，其海拔高度在1200-1650米左右，而且当地的山势比较险峻。以规划矿区区域为轴其靠北方位有一条比较大的冲沟，靠南地区还有有较多的发展期的小的冲沟，且冲沟的形态都不同[5]。同时该地区的气候条件比较干燥，通常会有大风天气，降雨的过程中量比较大而且降雨区域比较集中。这个时候考虑到地下水的获取渠道并不是靠大自然的降水。通常相较于平原地区或地势较为低的区域，大自然的降雨才能够有效的渗入到地下汇聚成地下水资源。这就说明该规划矿区内的水资源系统相对比较匮乏，周边的河床都已经出现干涸，只有遇到特大降雨造成洪水的情况，地表的水源才能够融合到冲沟当中。

3.2 含水层与隔水层的分析

国家在矿井规划设计过的勘查中发现，其水质地质结构的特点主要为第四松散岩石类的缝隙水资源和基础岩层的裂缝水资源。而在规划矿区的岩石体和山脉中，有隔水层分布。且在此地区，其岩石体和岩石形成的体系结构脉络都比较完成，没有勘查到出现裂缝的情况，该区域中的岩体和岩脉结构都比较完整，没有出现裂隙发育的迹象，因此形成了较完整的隔水层。而且通过勘查，此区域地势相对于比较低的地方，还有透水层存在，但是透水层中并没有含水，而且在此透水层桔构中，第四系残坡导致的积层形成了较为松散的部分。

3.3 地下水的补给、径流与排泄

通过各项地质勘查表明，该区域内的地下水供给不能靠区域内的地表水资源，所以该区域的地下水供给主要是取自地下水中的径流部分和大自然的降水。因为此区域内存在隔水层，通过对岩石性能及周边地形地貌的研究等表明地下水的供给会受到不同程度的影响，因此对径流供给地下水的条件要进行区别设置。在该地区，对于地下水的供给来讲，比较重要的来源是该区域的山地地区，因此此区域的岩石都是长期暴露在外面的，腐蚀风化的现象比较严重，部分岩石已经产生破裂等情况的发生，水分能够通过岩石的缝隙进行行渗透。由于岩脉的阻断，这个地区的地形进行了比较严重的切割，导至地表的植被覆盖比较少，同时降雨的类型为少次多量，大多数的降水在地表进行停留之外，只有少量的雨水渗入到地下，长年的干旱也会导致降水很快挥发，所以这个地区的排泄方式是挥发排泄。

3.4 水文工程地质中矿区位置

矿区所处的位置规划中，对其位置的设定是一个地势相对较低的山区，该地区的南部和北部地势都比较低，而中部的地势比较高，该地区海拔最低的部分是位于西南部的沼沟，海拔的最高点是在中部山区，这就造成了该地区的地势起伏的程度大。因此在对矿区的位置进行设置时就要充分考虑供给地下水区域和径流地下水供给区域的集中连接位置。

4 地质勘查技术的科技化

科学技术的不断发展和在各行业内的深入应用，为人们的生产生活、国家的经济发展都起到了积极的作用，而在水文工程地质研究和环境地质研究的工作中，国家也对其技术的发展方向提出了具体的要求，就是对水文工程地质和环境地质的结构研究工作进行科技化和现代化的方向发展，对于这种理念的提出一方面是我国处理大力发展阶段，各方面的工程建设都需要水文工程地质和环境地质研究工作提供重要的基础，国家和政府有关部门要对地质问题进行深入的探索和研究，创新科技手段，对水文工程地质和环境地质进行充分的监测，以便其为国家的发展提供有利的基础。另外一方面近年来多学科的理论基础也向水文地质研究和环境地质研究领域进行了延伸，因此在多学科相互融合的过程中加强地质研究的科学性是进一步推进地质勘查工作应用性的必然趋势。

5 结束语

文章以矿区的建设工作为例，对水文工程地质和环境地质的研究，进一步说明在水文工程地质和环境地质的勘查工作当中，对工程建设的应用是十分重要的。