地下水对地质灾害的影响分析

地下水对地质灾害的影响分析

康起铣

云南地质工程勘察设计研究院657000

摘要：随着我国经济发展水平的不断提高，地下水与岩土体相互作用成为人们关注的地质问题，主要产生三种作用，分别是物理作用、化学作用以及力学作用等，地下水与岩土体间相互作用下将对变形与强度造成影响，岩体应力变化、补给、径流都会发生改变，将产生严重的地质灾害。本文主要对地下水地质灾害影响进行分析，旨在为地质研究提供一些借鉴。

关键词：地下水；地质灾害；分析研究

由于自然环境、人类生产的不断变化致使地质灾害频发，各项工程活动规模与强度增大致使地质灾害呈现出多样性，经常诱发滑坡、岩溶塌陷、地面沉降等地质灾害，这些地质灾害的发生都与地下水的作用有一定关系。由此，加强对地下水的作用与变化的研究就显得极为重要。

一、地下水与岩土相互作用

（一）地下水产生的物理、化学作用

地下水产生的物理作用有润滑作用、软化以及泥化作用，都是结合水产生的作用。地下水产生的化学作用：地下水产生的化学作用主要通过地下水与岩土间的离子交换、溶解作用形成，还会产生水化作用、溶蚀作用、氧化还原作用、沉淀作用、渗透作用等。

（二）地下水对岩土产生的力学作用

空隙静水压力与空隙动水压力的共同作用能够影响到岩土体力学性质。静水压力的作用是将岩土体的效应减少，将岩土体的强度降低，而裂隙岩体中的空隙静水则在水压作用下出现变形与扩容；动水压力会对岩土体产生切向推力使岩土体抗剪强度降低[1]。

（三）对地下水流的影响

地下水渗流介质是岩土体，地下水活动场所与运动路径受岩土体空隙结构限定，能够对地下水补给、径流以及排泄条件进行控制。岩土体在特定的地质环境下具有地应力、地下水以及温度。

二、地下水对岩土力学性质的影响

地下水所处地层是地质环境中最活跃的一个层面，产生的岩土力学性质影响是关键。这种影响主要表现在物理作用、化学作用以及力学作用上。而地下水对岩土强度影响是多方面的，比如，物理、化学作用下将使岩土体的结构发生改变，进而使岩土体的C、值发生改变；地下水能够产生空隙静水压力，在这种压力下使岩土体强度降低；空隙动水压力作用下能够使岩土体形成一个推动力，这种推动力就是一种剪力，能使岩体抗剪强度降低[2]。

三、地下水与岩土相互作用产生地质灾害的分析

（一）地下水与岩体相互作用造成地面沉降

地下水开采还能引发地面沉降，地面沉降量计算涉及到很多关系量，主要有以下几方面：因为地下水渗透压下降致使增加了岩土体效应力，含水层的压密量增加，造成土体弱透水层出现固结甚至变形；随着地下渗透压的降低，能够在含水层中产生一个井群方向运动的水压梯度，使空隙动水压力增大。空隙动水压力促使水中的颗粒不断运动，引起水层垂向变形量。

（二）地下水与岩体相互作用产生滑坡

据相关统计显示，因为地下水渗透引发的滑坡率高达80%以上。尤其是在我国南方地区降水多，致使地下水渗透增强，经常发生大型滑坡，这些都与地下水和暴雨量息息相关。而在我国北方地区，因为冻融作用也会出现滑坡，而库区水位变化则是库区发生滑坡的重要原因[3]。

（三）岩溶塌陷

岩溶塌陷出现的主要原因是具备开口型溶洞或者是溶隙碳酸盐岩，还要具备一定厚度的松散覆盖层；地下水动力条件非常容易改变，使地下水运动均衡性遭到破坏。岩溶塌陷出现的主要原因是地下水冲刷力使溶洞底层结构遭到破坏，使土体抵抗力降低，进而引起塌陷。根据相关调查显示，岩溶塌陷主要发生在塌陷点或者断裂带过于密集的地方，也会发生在断裂的隆起位置，这些位置的沉积厚度小，并且有着较浅的基岩埋深度，受到构造应力的影响容易发生岩溶塌陷。

（四）地基变形

建筑施工或者地质开发最常见的问题就是软土地基变形，地基结构变形因为缺少稳定性在遭到地下水影响后牢固性更低。软土层的诸多有害特性增加了水文地质对软土地基变形的影响。与此同时，在加载初期阶段，地基存在空隙水压力使地基强度降低。

四、灾害防范措施与应急处理对策

（一）实时监测

要在地质灾害发生的24小时内设置监测系统，从而准确获知地下水的运动情况，如果监测到了异常信号需要及时提醒相关人员采取有效措施。比如，大部分山区经常发生地质灾害，当地政府部门需加强地质灾害的指导与预防，号召全体人员做好地质灾害的防范工作。比如，在雨季降水量非常大，地表水与地下水流量也相应增大，可以对地下水流量进行跟踪监测，如果发现水流量超出了规定标准则要对水流方向、流量进行调控，防止造成地下水强烈运动，引起其他的地质灾害[5]。

（二）开发利用

鉴于我国各地区地理位置复杂，地下水资源经常出现饱和，如果地下水的储量过大不仅容易引发地质灾害更会对地质结构造成非常大的冲击力，对地质灾害的防范工作带来了阻碍。由此，需要对地下水防范灾害的措施进行研究与尝试，不仅使地下水资源得到充分利用还能将地质灾害的发生率降低，使地表结构稳定性得以维护。比如，我国北方大部分地区将地下水作为生活用水，会定期开发利用地下水，还有部分地区使用地下水用来灌溉农田，将水资源利用率提高。最后，要做好紧急状况的处理，如果突发了地质灾害，现场人员需采取紧急措施治理，将灾害造成的影响控制到最低，防止出现严重的人员损伤或者死亡，保障人们生命财产安全。我国不同地区根据地质灾害的不同采取不同的应急处理对策，但不管是哪种处理对策都需要遵循“以人为本”的原则，先全力抢救人民群众，其后考虑财务、各项设施的营救。比如，砂土液化、岩溶坍塌时可以采用加固方法防止造成液化或者地面沉降、变形等，对交通安全全面考虑，及时将灾害警告设置出来，必要时可以封堵交通，防止意外事故造成人员伤亡[6]。

结束语：

随着社会进步与发展，人类活动对地质环境的影响程度也逐渐加大，对地下与地表结构造成了严重破坏。本文主要分析了地下水对地质灾害的影响，可见，地下水异常变化是造成地质灾害的关键原因，必须做好地下水监控与灾害预防。

参考文献：

[1]金速，吴珏，于颖等.辽宁省大型煤矿开采区的地下水与地质灾害演变规律及防治对策的研究[C].//全国地下水资源与环境学术研讨会论文·摘要.2010：203-209.

[2]王永，王海棠，楼颂平等.浙江地区小型土质滑坡地质灾害特征及防治方法研究——以长兴县泗安镇山门口滑坡为典型[J].科技通报，2012，28（7）：182-186.

[3]陈蓓蓓，宫辉力，李小娟等.北京典型地下水漏斗区载荷密度与地面沉降相关性[J].应用基础与工程科学学报，2013，21（6）：1046-1056.

[4]贺可强，王荣鲁，李新志等.堆积层滑坡的地下水加卸载动力作用规律及其位移动力学预测——-以三峡库区八字门滑坡分析为例[J].岩石力学与工程学报，2010，27（8）：1644-1651.

[5]黄发明，殷坤龙，张桂荣等.基于相空间重构和小波分析-粒子群向量机的滑坡地下水位预测[J].地球科学-中国地质大学学报，2015（7）：1254-1265.

[6]张茂省.引水灌区黄土地质灾害成因机制与防控技术——以黄河三峡库区甘肃黑方台移民灌区为例[J].地质通报，2013，32（6）：833-839.