环境地质对水利工程的影响

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水利工程的环境地质是工程建设环境和地质环境两个系统的叠加，是工程化的地质环境，两者之间相辅相成、相互制约，构成统一的系统。具体表现为水利工程环境适应地质环境和地质环境制约水利工程环境的关系。总结多年从事水利工程地质勘察工作的经验和教训，对影响水利工程的环境地质问题进行论述。

　　1 从环境地质的情况分析水利工程的特点

　　水利水电工程，规模宏大对环境的影响十分广泛。并且水利工程具有许多特殊、严格的要求，因此不同于其它一般工程。从地质角度来看，这种不同主要表现在以下几个方面。

　　1.1 对环境地质影响的普遍性和深远性

　　水利工程，不仅包括巨大的拦水建筑物，引水、导水建筑物，还会形成被拦蓄的巨大水体。

　　它们以附加应力的形式作用于地壳表层；这种附加应力不仅由建筑物和水体的自重引起，还应包括水体的侧压力、渗入地下引起的渗透压力，新增风浪压力，甚至包括水体渗入地下诱发地震引起的地震力，开挖人工边坡、地下洞室引起岩体应力重分布而出现的附加应力等等。

　　在水工建筑物和库水形成的附加应力（形变）、渗流场作用范围内，工程的地质环境条件将发生一系列极其复杂而深刻的变化，如重力坝坝基将可能出现沉陷、剪切滑移、旋转运动；拱坝拱座的压缩和剪切变形；坝基、库岸渗漏和渗透变形；工程活动过程中斜坡变形破坏；特有的围室洞岩变形破坏；水库蓄水还可能引起库周围水文地质条件的巨大变化，并可能导致水库诱发地震，大面积砂土液化，降低区域稳定性，诱发库岸斜坡失稳，形成浸没等等。所有这一切，远非其它工程所可能比拟。尤其是这些反作用不仅危及工程本身，还会影响人类的生存和其它经济活动。此外，水利工程还会影响水文、气候、生物?并间接影响地质环境条件。总之，影响的普遍性、深远性是十分独特的。

　　1.2 环境地质的严谨性

　　由于水利工程对地质环境影响极其普遍、深远，其反作用又严重威胁工程的安全稳定，因此，为了保证工程活动的安全，运行的稳定，水利工程对地质环境的质量、容量，必然要提出特殊的要求，远非其它工程所可以比拟。

　　1.3 对环境地质条件改变的复杂性

　　环境地质的质量和容量，能完全满足水利工程要求的情况，是非常罕见的，目前水利工程的选址更多取决于经济地理环境条件，地质环境条件在选择中的权值已经下降；随着水利水电工程的规模越来越大，大工程向西部山区延伸，中小工程在各种地质条件下普遍兴建，这种满足程度还会继续下降。也就是说，改造地质环境条件以适应工程需要的任务会越来越重。随着科学技术的迅猛发展，这种改造能力现在日益增强。又为水利工程的建设提供了可能性。因此在兴建这类工程的过程中，保护地质环境、减少以至消灭地质灾害的任务也日益突出。这样，水利工程较之其它工程的施工更为复杂施工难度更大。

　　2 环境地质对水利工程的影响

　　环境地质对水利工程的影响，则主要表现为滑坡、泥石流等动力工程地质现象和地面沉陷、黄上湿陷、砂土液化、水库边岸再造等各种地表变形破坏，还包括地表岩土体的性质变化（地下水位上升促使的沼泽化、土壤盐渍化等）。

　　主要调查研究和预测这些地质现象的发育规模、发展速度及趋势，并提出相应的工程技术措施来防止或减弱这些变形破坏。

　　2.1 水体环境在坡体滑动中起着不可估量的作用，俗语有治坡必治水说法，主要是由于存在水及水的作用，减少了岩土体的抗剪强度，增加了上浮力和裂缝水压力，从而减少了坡体的稳定性。没有水的作用，几乎没有滑坡动力工程地质破坏现象。当然地质构造上与形成滑坡也有很大关系，特别是破碎带，软弱夹层，风化作用形成的风化裂缝、风化夹层地下水作用形成的泥化夹层等均为易形成滑动面的构造面，这些构造面结合水系的作用无疑是雪上加霜，加剧了动力工程地质破坏。滑坡基本都与地下水系和地表水系的分布、存在的方式、运动方向或趋势等方面关系密切。

　　2.2 由于水利工程的施工是将水位抬高，使得原来土体饱和而软化，含水量升高，内聚力和内摩擦角减小．土体抗剪强度降低而使土体产生剪切破坏，造成地面沉陷或不均匀沉降，这与水位下降造成土体有效应力增大而使地面沉降不同，也是与一般建筑工程在设计上的区别之一，临近水系的建筑工程测量和设计也应该考虑这方面因素的影响。

　　2.3 水利工程环境地质在黄土地区的勘察。黄土由于特有气候条件而形成的微观结构，还得考虑地下水位的上升引起的湿陷性，使建筑物加大沉降或开裂同样也会造成地面沉降。

　　2.4 环境地质的砂土液化问题。在北方地区由于正常的地下水位较低，15.0m范围内的砂土或粉土处于非饱和状态，一旦水位抬升，在80地震烈度下基本都能进入饱和态，从而使孔隙水压力积累而升高使砂土丧失或部分丧失承载能力产生液化。从水库功能、经济、技术等方面研究得出，对重要性水工建筑物必须进行抗震设防设计。

　　2.5 环境地质对于水库工程的影响，库周的岸坡存在边坡再造问题。边岸坡体由于坡脚被局部冲蚀失稳，出现大规模的崩塌或滑坡，不仅危及库区，及岸周围建筑物的安全．还产生大量的固体径流物质而加速水库淤积，导致减少甚至失去库容，严重的是失稳后的崩塌涌浪能造成灾难性后果。

　　2.6 环境地质对蒸发作用强烈的干旱或半干旱地区的影响，由于水利工程的兴建，使地下水位升高，埋藏浅，促使地下水通过毛细作用上升至地表附近而蒸发，使土壤和地下水中所含有的盐分随毛细管上升于土壤表层聚积形成土壤盐渍化。

　　2.7 环境地质沼泽化的影响。由于渗漏或水位上升造成周边或下游一些低洼地长期积水。在湿生植物作用和厌氧条件下造成土壤的沼泽化。

　　2.8 以上均为水利工程水位上升后受环境地质制约所产生的影响。帷幕灌浆在防止渗漏的同时也改变原有的地下水流的渗径．甚至切断了水流某一方向的流线，这也改变区域局部的水文地质环境，引发一系列的环境问题，类似抽取地下水，如局部水位下降、湿地的减少等。

　　根据水利部新时期治水思路，水利工作者必须承担起水利建设与生态保护两副重担，要深入研究环境地质对水利工程的影响．规划设计、工程建设、运行管理等各个阶段都要重视生态环境的变化，并提出相应的对策和措施，为水利环境地质问题研究的深入开展和全面发展提供良好的条件。