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地質(zhì)環(huán)境論文:地質(zhì)環(huán)境對水利建設(shè)的作用探究

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地質(zhì)環(huán)境論文:地質(zhì)環(huán)境對水利建設(shè)的作用探究

本文作者:王建強、沈嚴(yán)鋒 單位:嘉興市水利水電勘察設(shè)計研究院

目前,世界上很多震區(qū),原本都是無震區(qū),在水庫蓄水以后就會產(chǎn)生破壞性的地震。水庫在蓄水以后很可能會引發(fā)地震。水庫地震活動與蓄水過程有著很大的相關(guān)性,但是震級一般都不高。為了防止水庫引發(fā)的地震,我們要注意在地質(zhì)環(huán)境比較差、斷裂發(fā)育或者巖性不均勻的地區(qū)以及在地震活躍去建設(shè)水壩時,要選擇抗震性能較好的材料和壩體;在水庫建成蓄水以后,要加強對地震的觀測,如果發(fā)現(xiàn)有微震現(xiàn)象就應(yīng)該嚴(yán)格控制水位,減緩水位升高速度,減小水壩負荷,降低水壓,消除地震的誘因。

水庫在建成蓄水以后,因為其水位的變化和波浪的作用,原來岸坡極有可能會失去平衡,發(fā)生山體滑坡或者塌滑破壞現(xiàn)象。三門峽大壩在蓄水兩年期間發(fā)生了多次塌岸事件,所以,在水庫蓄水前,要對岸坡進行削坡,發(fā)現(xiàn)可能會出現(xiàn)滑坡的山體時,要事先進行排水,并且對其進行加固等措施,也可以事先對這些山體進行清除。

水庫在修成蓄水后,壩基承受較大水壓,可能會出現(xiàn)滲透。在水庫邊緣的薄弱山脊、縫隙、溶洞、溶槽或者斷裂帶等等,漏水量可能會很大,這就影響著水庫的使用,還能影響周邊地區(qū)的水文和地質(zhì)條件。

從實踐來看,不只是水利工程對地質(zhì)環(huán)境會造成一定的影響,相反地質(zhì)環(huán)境也會對水利工程產(chǎn)生一定的影響。地質(zhì)環(huán)境對水利工程的影響主要有滑坡和泥石流等動力工程的地質(zhì)現(xiàn)象,土地沉陷、沙土液化、黃沙濕陷以及邊岸再造等各種各樣的地表的變形破壞,還有地表的巖土體性質(zhì)的改變等等,這些問題的存在,可能會對水利工程造成非常嚴(yán)重的后果。我們要調(diào)查和研究這些現(xiàn)象的發(fā)展速度和規(guī)模以及趨勢,針對不同的現(xiàn)象做出不同的技術(shù)措施,用以防止和削弱這些變形造成的破壞。具體主要表現(xiàn)在以下幾個方面:

1.水體環(huán)境導(dǎo)致的坡體滑動

在我國古代就有治坡先治水的說法,這其中的主要原因是水和水的作用,會減少巖土體的抗剪的強度,加大裂縫的水壓和上浮力,從而減小了坡體原本的穩(wěn)定性。如果沒有誰的作用力,那幾乎不會產(chǎn)生滑坡動力工程帶來的地址破壞的現(xiàn)象,除了一些特殊的地質(zhì)構(gòu)造會對形成滑坡造成一定的影響。軟弱的夾層,風(fēng)化作用下形成的裂縫、夾層地下水作用下的泥化夾層等等,都很容易構(gòu)成滑動面的構(gòu)造。這些構(gòu)造面,再結(jié)合水的作用,就會使動力工程地質(zhì)的破壞更加劇烈?;乱话愣寂c地表和地下的水系分布和運動的方向以及趨勢,還有存在的方式等各個方面存在密切的聯(lián)系。

2.水位問題

一般水利工程都是把水位提高,造成原有的土體飽和并且軟化,使含水量增大,內(nèi)摩擦角和內(nèi)聚力降低,抗剪能力減小,使土體出現(xiàn)了剪切破壞,出現(xiàn)地面的不均勻沉降或者沉陷等等,這些現(xiàn)象與水位下降時出現(xiàn)的土體有效的應(yīng)力加大造成的地面沉降現(xiàn)象不同,所以,在建筑工程的設(shè)計上存在很大的區(qū)別,對臨近水系的工程測量與設(shè)計方面也要考慮這些因素的影響。

3.地質(zhì)環(huán)境的沙土液化問題

水庫在建成蓄水以后,飽和后的粉土在經(jīng)過地震的作用后,孔隙的水壓力增強,有效應(yīng)力會逐漸降低,甚至?xí)w零,這時,沙粒會在水中懸浮,承載力和抗剪性都會大幅下降,造成冒砂或者噴水現(xiàn)象的出現(xiàn)。這其實是液化的地震現(xiàn)象,所以,水利建筑必須要進行抗震和預(yù)防的設(shè)計。

4.地質(zhì)環(huán)境對水庫周邊岸坡的邊坡再造問題

邊岸的坡體因為坡腳被沖蝕造成局部的失穩(wěn)狀態(tài),會造成大的崩塌紅著是滑坡現(xiàn)象,這不僅會危及水庫,還會對周圍的建筑物造成危險,產(chǎn)生大量的固體徑流物,造成水庫淤積的加速,從而減小水庫的庫容量,嚴(yán)重的情況下,會造成崩塌涌浪,釀成災(zāi)難性的結(jié)局。

5.地質(zhì)環(huán)境對蒸發(fā)強烈地區(qū)的影響

隨著水利建筑工程的興建,地下水位會逐漸升高,埋藏深度變淺,使得地下水在毛細作用下上升到土地表層,然后蒸發(fā)。造成地下水和土壤中的鹽分上升到土地表層,從而凝聚,造成土壤的鹽漬化。

6.地質(zhì)環(huán)境的沼澤化

水庫在引起地下水位上升以后,對水庫臨近的土壤產(chǎn)生鹽漬化或者是沼澤化,造成土壤變質(zhì)。水庫內(nèi)的水流速度小,水與空氣界面的交換速率和污染源的擴散遷移能力降低,所以,水體清潔能力就會下降,復(fù)氧能力就會減弱;透明度變大,為藻類的光合作用提供了有力條件,轉(zhuǎn)入庫的水流中,營養(yǎng)物豐富,水的深度比較小,很容易造成富營養(yǎng)狀態(tài);懸移物長期的沉積在水路底,其中不易降解的重金屬物質(zhì)和有毒物質(zhì),就會成為污染源,從而影響水庫的水質(zhì)。

在水利工程的地質(zhì)環(huán)境分析過程中,首先要對地區(qū)現(xiàn)狀的水文地質(zhì)條件和工程地質(zhì)和水文地質(zhì)對水利工程的適應(yīng)性等進行分析,從而預(yù)測區(qū)域地質(zhì)環(huán)境會在水利工程建成和運作后產(chǎn)生的變化,以及其影響,預(yù)測其可能會產(chǎn)生的災(zāi)難性破壞,以及這種影響或者災(zāi)難性破壞的控制手段和程度,以及預(yù)防的措施等等,在一項水利工程修建完成之后,對于地質(zhì)環(huán)境的影響是綜合性的、來自于多方面的,大自然是一個彼此之間相互關(guān)聯(lián)整體,其中某一部分發(fā)生了變化,就會出現(xiàn)連鎖反應(yīng),除了我們文中所說過的這幾個方面以外,還有很多,如對水庫周邊土地的浸沒、土地的鹽漬化、沼澤化等等造成原有的森林、樹木以及植被等等的破壞。而且在水庫建成以后,水質(zhì)和土壤乃至氣候都會發(fā)生重大的變化,這必將會造成動物和植物群落以及水生生物的變化。所以,水利工程地質(zhì)環(huán)境的影響是非常大的,我們對其產(chǎn)生的影響和分析要從長遠角度出發(fā),緊密聯(lián)系大自然與人類的未來發(fā)展趨勢。