水文地质工程对地质环境的影响研究

水文地质工程对地质环境的影响研究

王海冰

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摘要：水文地质工程对地质环境有着多方面的影响。本文阐述了水文地质工程的主要类型，分析其对地质结构稳定性、地下水文状况以及土壤特性方面的影响，探讨了如何通过科学规划与合理措施减少不利影响，以实现水文地质工程与地质环境的协调发展。

关键词：水文地质工程；地质环境；影响；协调发展

引言：随着社会发展，水文地质工程不断增多，如水利工程建设、地下水开采工程等。这些工程在满足人类需求的同时，也不可避免地对地质环境产生影响。了解这些影响，对于合理规划工程、保护地质环境具有重要意义。

1. 水文地质工程概述

1.1水文地质工程的定义与类型

水文地质工程是一门涉及地下水文系统与地质构造相互关系的工程学科。它主要研究地下水的分布、运动规律以及地下水与岩石、土壤等地质要素的相互作用。从类型上看，水文地质工程可分为资源开发型工程，例如地下水开采工程，其目的在于获取地下水资源以满足农业灌溉、工业生产以及居民生活用水需求；还有灾害防治型工程，像地下排水工程，旨在防止因地下水水位过高引发的土地沼泽化、盐渍化或者建筑物地基湿陷等问题。在中国，随着人口增长和经济发展，对水资源的需求不断增加，地下水开采工程广泛分布。同时，在南方多雨地区，地下排水工程对于保护城市基础设施和农田具有重要意义。

1.2当前水文地质工程的发展现状

在当代中国，水文地质工程取得了显著的发展成果。在技术层面，探测技术不断进步，例如地球物理勘探技术中的地震勘探、电法勘探等方法能够更精确地确定地下水的赋存状态和地质构造情况。在工程建设方面，大型的地下水调蓄工程不断涌现，这些工程能够有效地调节不同季节和地区间的水资源分配不均问题。然而，也面临着一些挑战。一方面，部分地区由于过度开采地下水，导致地下水位下降，形成了大面积的地下水漏斗区，如华北平原部分地区。另一方面，一些水文地质工程在建设过程中缺乏统一规划，导致工程之间相互干扰，影响了整体效益的发挥。

2. 对地质环境的影响

2.1对地质结构稳定性的影响

水文地质工程对地质结构稳定性有着多方面的影响。在地下水开采工程中，当大量地下水被抽出时，地下水位下降，原本由地下水支撑的岩石和土壤颗粒间的应力平衡被打破。例如在一些岩溶地区，地下水的过度开采可能导致溶洞顶部岩石失去支撑力，从而引发地面塌陷。这种地面塌陷不仅破坏了地表的建筑物和基础设施，还可能改变局部的地形地貌。此外，在一些山区，由于地下水位的变化，可能导致山体滑坡等地质灾害的发生频率增加。因为地下水位下降会使山体中的岩土体含水量降低，岩土体的抗剪强度减小，在重力和其他外力作用下更容易发生滑动。

2.2对地下水文状况的影响

水文地质工程对地下水文状况的影响十分复杂。地下水开采工程会直接改变地下水的水位和水流方向。在中国的一些城市，由于大规模的集中开采地下水，形成了以开采井为中心的地下水降落漏斗，改变了原有的地下水等水位线分布。这不仅影响了地下水的自然补给过程，还可能导致一些地区的泉水干涸。例如济南的趵突泉，曾经因为周边地下水开采量过大，泉水流量急剧减少甚至面临干涸的危险。另外，一些水利工程如大坝的建设，会阻断地下水的侧向补给通道，使大坝上下游的地下水文状况发生显著变化，影响了两岸的生态环境。

2.3对土壤特性的影响

水文地质工程对土壤特性有着不可忽视的影响。地下水水位的变化会影响土壤的湿度，进而改变土壤的物理和化学性质。当地下水位上升时，土壤可能会出现沼泽化现象，土壤通气性变差，土壤中的微生物活动受到抑制，影响土壤肥力。在中国东北的一些湿地周边，如果水文地质工程导致地下水位异常上升，就可能使湿地周边的土壤逐渐向沼泽化发展。相反，地下水位下降会使土壤水分减少，导致土壤沙化。在西北干旱地区，过度开采地下水使地下水位下降，土壤水分流失严重，原本的耕地逐渐沙化，植被难以生长，生态环境恶化。

3. 应对措施与协调发展

3.1工程规划中的环境考量

在水文地质工程的规划阶段，对地质环境的考量是至关重要的。工程规划者需要深入研究工程所在地的地质结构、地下水文状况等基础地质环境信息。例如，在中国的许多地区，不同的地质构造和地层分布差异巨大。在南方的喀斯特地貌地区，溶洞、地下河等特殊地质构造极为常见。如果在此进行水文地质工程规划，就必须充分考虑到这些特殊构造对工程的潜在影响，如地下水的突然流失或涌入可能对工程造成的破坏。

要根据地质环境的承载能力来确定工程的规模和类型。对于那些地质结构较为脆弱的区域，如一些山区的松散堆积层地带，大型的、高强度的水文地质工程可能会引发山体滑坡、地面塌陷等严重地质灾害。因此，工程规划应偏向于小型、分散式的工程布局，以减少对地质环境的集中压力。同时，还需要考虑到工程建设过程中和建成后对周边生态系统的影响，包括对土壤、植被、动物栖息地等方面的影响。

3.2减少不利影响的技术手段

一是采用先进的地质勘探技术。在中国，随着科技的不断发展，诸如高精度的地球物理勘探技术、深孔钻探技术等被广泛应用。高精度地球物理勘探技术能够精确地探测地下地质结构的微小变化，提前发现潜在的地质风险区域。例如，在地震多发地区的水文地质工程建设中，通过地球物理勘探技术可以发现地下的活动断层，从而在工程设计中采取避让措施。深孔钻探技术则可以获取更准确的地层岩性、地下水水位等信息，为工程建设提供详细的数据支持。

二是运用绿色施工技术。在工程建设过程中，尽量减少对地质环境的破坏。例如，采用非爆破式的岩石开挖技术，如液压破碎技术，这种技术在破碎岩石时不会产生强烈的震动，从而避免了因爆破震动可能引发的地质结构松动和破坏。同时，在施工过程中，对产生的废渣、废水等废弃物进行科学处理。对于废渣，可以进行分类回收利用，将可用于建筑材料的废渣进行加工再利用，减少废渣对地质环境的污染。对于废水，要经过净化处理后达标排放，避免废水渗入地下污染地下水。

3.3实现水文地质工程与地质环境协调发展的策略

从政策层面来看，中国政府应制定严格的工程建设环境准入制度。只有那些经过充分环境评估、对地质环境影响较小的水文地质工程才能获得建设许可。这就要求在工程立项之前，必须进行全面的地质环境影响评价，包括对工程建设区域的地质稳定性、地下水文系统、生态环境等方面的评价。例如，在一些重要的水源地保护区，应严禁建设可能对水源地水质和水量产生不利影响的水文地质工程。

在工程设计方面，要采用生态友好型的设计理念。设计人员应将地质环境的保护和恢复纳入工程设计的目标之中。例如，在设计水利工程时，可以考虑采用鱼道、生态护坡等设计元素，既满足工程的功能需求，又能保护河流生态系统。同时，要优化工程的布局和结构，减少工程建设对地质环境的占用和破坏。

结束语：水文地质工程对地质环境的影响是多方面的。我们应充分认识到这些影响，在工程建设中积极采取措施，以确保地质环境的稳定和可持续发展，实现水文地质工程与地质环境的和谐共生。

参考文献：

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［2］江忠彦，吴修嵘．水文地质及工程地质勘察关键要素探究［J］．中国标准化，2019(06):100－101．

［3］郭强，张晓凯．地球物理勘查方法在水文地质工程中的应用研究［J］．区域治理，2019(3):218．