環(huán)境地質(zhì)對水利工程的影響

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水利工程的環(huán)境地質(zhì)是工程建設(shè)環(huán)境和地質(zhì)環(huán)境兩個系統(tǒng)的疊加，是工程化的地質(zhì)環(huán)境，兩者之間相輔相成、相互制約，構(gòu)成統(tǒng)一的系統(tǒng)。具體表現(xiàn)為水利工程環(huán)境適應(yīng)地質(zhì)環(huán)境和地質(zhì)環(huán)境制約水利工程環(huán)境的關(guān)系。總結(jié)多年從事水利工程地質(zhì)勘察工作的經(jīng)驗和教訓(xùn)，對影響水利工程的環(huán)境地質(zhì)問題進(jìn)行論述。

　　1 從環(huán)境地質(zhì)的情況分析水利工程的特點

　　水利水電工程，規(guī)模宏大對環(huán)境的影響十分廣泛。并且水利工程具有許多特殊、嚴(yán)格的要求，因此不同于其它一般工程。從地質(zhì)角度來看，這種不同主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

　　1.1 對環(huán)境地質(zhì)影響的普遍性和深遠(yuǎn)性

　　水利工程，不僅包括巨大的攔水建筑物，引水、導(dǎo)水建筑物，還會形成被攔蓄的巨大水體。

　　它們以附加應(yīng)力的形式作用于地殼表層；這種附加應(yīng)力不僅由建筑物和水體的自重引起，還應(yīng)包括水體的側(cè)壓力、滲入地下引起的滲透壓力，新增風(fēng)浪壓力，甚至包括水體滲入地下誘發(fā)地震引起的地震力，開挖人工邊坡、地下洞室引起巖體應(yīng)力重分布而出現(xiàn)的附加應(yīng)力等等。

　　在水工建筑物和庫水形成的附加應(yīng)力（形變）、滲流場作用范圍內(nèi)，工程的地質(zhì)環(huán)境條件將發(fā)生一系列極其復(fù)雜而深刻的變化，如重力壩壩基將可能出現(xiàn)沉陷、剪切滑移、旋轉(zhuǎn)運動；拱壩拱座的壓縮和剪切變形；壩基、庫岸滲漏和滲透變形；工程活動過程中斜坡變形破壞；特有的圍室洞巖變形破壞；水庫蓄水還可能引起庫周圍水文地質(zhì)條件的巨大變化，并可能導(dǎo)致水庫誘發(fā)地震，大面積砂土液化，降低區(qū)域穩(wěn)定性，誘發(fā)庫岸斜坡失穩(wěn)，形成浸沒等等。所有這一切，遠(yuǎn)非其它工程所可能比擬。尤其是這些反作用不僅危及工程本身，還會影響人類的生存和其它經(jīng)濟活動。此外，水利工程還會影響水文、氣候、生物?并間接影響地質(zhì)環(huán)境條件?？傊?，影響的普遍性、深遠(yuǎn)性是十分獨特的。

　　1.2 環(huán)境地質(zhì)的嚴(yán)謹(jǐn)性

　　由于水利工程對地質(zhì)環(huán)境影響極其普遍、深遠(yuǎn)，其反作用又嚴(yán)重威脅工程的安全穩(wěn)定，因此，為了保證工程活動的安全，運行的穩(wěn)定，水利工程對地質(zhì)環(huán)境的質(zhì)量、容量，必然要提出特殊的要求，遠(yuǎn)非其它工程所可以比擬。

　　1.3 對環(huán)境地質(zhì)條件改變的復(fù)雜性

　　環(huán)境地質(zhì)的質(zhì)量和容量，能完全滿足水利工程要求的情況，是非常罕見的，目前水利工程的選址更多取決于經(jīng)濟地理環(huán)境條件，地質(zhì)環(huán)境條件在選擇中的權(quán)值已經(jīng)下降；隨著水利水電工程的規(guī)模越來越大，大工程向西部山區(qū)延伸，中小工程在各種地質(zhì)條件下普遍興建，這種滿足程度還會繼續(xù)下降。也就是說，改造地質(zhì)環(huán)境條件以適應(yīng)工程需要的任務(wù)會越來越重。隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，這種改造能力現(xiàn)在日益增強。又為水利工程的建設(shè)提供了可能性。因此在興建這類工程的過程中，保護地質(zhì)環(huán)境、減少以至消滅地質(zhì)災(zāi)害的任務(wù)也日益突出。這樣，水利工程較之其它工程的施工更為復(fù)雜施工難度更大。

　　2 環(huán)境地質(zhì)對水利工程的影響

　　環(huán)境地質(zhì)對水利工程的影響，則主要表現(xiàn)為滑坡、泥石流等動力工程地質(zhì)現(xiàn)象和地面沉陷、黃上濕陷、砂土液化、水庫邊岸再造等各種地表變形破壞，還包括地表巖土體的性質(zhì)變化（地下水位上升促使的沼澤化、土壤鹽漬化等）。

　　主要調(diào)查研究和預(yù)測這些地質(zhì)現(xiàn)象的發(fā)育規(guī)模、發(fā)展速度及趨勢，并提出相應(yīng)的工程技術(shù)措施來防止或減弱這些變形破壞。

　　2.1 水體環(huán)境在坡體滑動中起著不可估量的作用，俗語有治坡必治水說法，主要是由于存在水及水的作用，減少了巖土體的抗剪強度，增加了上浮力和裂縫水壓力，從而減少了坡體的穩(wěn)定性。沒有水的作用，幾乎沒有滑坡動力工程地質(zhì)破壞現(xiàn)象。當(dāng)然地質(zhì)構(gòu)造上與形成滑坡也有很大關(guān)系，特別是破碎帶，軟弱夾層，風(fēng)化作用形成的風(fēng)化裂縫、風(fēng)化夾層地下水作用形成的泥化夾層等均為易形成滑動面的構(gòu)造面，這些構(gòu)造面結(jié)合水系的作用無疑是雪上加霜，加劇了動力工程地質(zhì)破壞?；禄径寂c地下水系和地表水系的分布、存在的方式、運動方向或趨勢等方面關(guān)系密切。

　　2.2 由于水利工程的施工是將水位抬高，使得原來土體飽和而軟化，含水量升高，內(nèi)聚力和內(nèi)摩擦角減?。馏w抗剪強度降低而使土體產(chǎn)生剪切破壞，造成地面沉陷或不均勻沉降，這與水位下降造成土體有效應(yīng)力增大而使地面沉降不同，也是與一般建筑工程在設(shè)計上的區(qū)別之一，臨近水系的建筑工程測量和設(shè)計也應(yīng)該考慮這方面因素的影響。

　　2.3 水利工程環(huán)境地質(zhì)在黃土地區(qū)的勘察。黃土由于特有氣候條件而形成的微觀結(jié)構(gòu)，還得考慮地下水位的上升引起的濕陷性，使建筑物加大沉降或開裂同樣也會造成地面沉降。

　　2.4 環(huán)境地質(zhì)的砂土液化問題。在北方地區(qū)由于正常的地下水位較低，15.0m范圍內(nèi)的砂土或粉土處于非飽和狀態(tài)，一旦水位抬升，在80地震烈度下基本都能進(jìn)入飽和態(tài)，從而使孔隙水壓力積累而升高使砂土喪失或部分喪失承載能力產(chǎn)生液化。從水庫功能、經(jīng)濟、技術(shù)等方面研究得出，對重要性水工建筑物必須進(jìn)行抗震設(shè)防設(shè)計。

　　2.5 環(huán)境地質(zhì)對于水庫工程的影響，庫周的岸坡存在邊坡再造問題。邊岸坡體由于坡腳被局部沖蝕失穩(wěn)，出現(xiàn)大規(guī)模的崩塌或滑坡，不僅危及庫區(qū)，及岸周圍建筑物的安全．還產(chǎn)生大量的固體徑流物質(zhì)而加速水庫淤積，導(dǎo)致減少甚至失去庫容，嚴(yán)重的是失穩(wěn)后的崩塌涌浪能造成災(zāi)難性后果。

　　2.6 環(huán)境地質(zhì)對蒸發(fā)作用強烈的干旱或半干旱地區(qū)的影響，由于水利工程的興建，使地下水位升高，埋藏淺，促使地下水通過毛細(xì)作用上升至地表附近而蒸發(fā)，使土壤和地下水中所含有的鹽分隨毛細(xì)管上升于土壤表層聚積形成土壤鹽漬化。

　　2.7 環(huán)境地質(zhì)沼澤化的影響。由于滲漏或水位上升造成周邊或下游一些低洼地長期積水。在濕生植物作用和厭氧條件下造成土壤的沼澤化。

　　2.8 以上均為水利工程水位上升后受環(huán)境地質(zhì)制約所產(chǎn)生的影響。帷幕灌漿在防止?jié)B漏的同時也改變原有的地下水流的滲徑．甚至切斷了水流某一方向的流線，這也改變區(qū)域局部的水文地質(zhì)環(huán)境，引發(fā)一系列的環(huán)境問題，類似抽取地下水，如局部水位下降、濕地的減少等。

　　根據(jù)水利部新時期治水思路，水利工作者必須承擔(dān)起水利建設(shè)與生態(tài)保護兩副重?fù)?dān)，要深入研究環(huán)境地質(zhì)對水利工程的影響．規(guī)劃設(shè)計、工程建設(shè)、運行管理等各個階段都要重視生態(tài)環(huán)境的變化，并提出相應(yīng)的對策和措施，為水利環(huán)境地質(zhì)問題研究的深入開展和全面發(fā)展提供良好的條件。