有关水利工程与地质环境的影响关系

[摘 要]水利工程是一项关系国计民生的事业,也是人类利用自然、战胜自然的必要手段,但自然的固有存在是其合理性的一面.工程的修建在改变了自然面貌的同时,也会对地质环境及周围生活环境造成一定的影响.本文将根据笔者多年工作经验,详细分析水利工程与地质环境的影响关系.

[关键字]水利工程地质环境相互影响

[中图分类号]P5[文献码]B[文章编号]1000-405X（2013）-3-161-1

水利工程在发电、防洪及水资源的扩大利用中发挥着重要的作用,同时也对周围的环境产生了各种影响.由于工程的作用、目的不同,所处环境条件和地理位置的不同,对于周边环境的影响也是不一样的.

1水利工程对于地质环境的作用及影响

修建水利工程,需进行两岸削坡、河床开挖等土石工程,这些都会破坏原有的山坡自然平衡.严重时,会导致山体的错动、坍滑和滑坡等破坏性较大的情况出现.大坝既重且高,蓄水后,强大的水压力会通过坝体直接传到地基及周围岩土层上,极有可能造成水库的诱发地震,影响原有的地质结构和岩体层的稳定性能,除此之外,还会出现库区淹没,岸边浸没,塌岸等问题.

1.1对于地震的影响

大型水库蓄水后会引发地震,这在一九六七年的国际大坝会议上已提出.目前,世界公认的震例大约有45处.很多地方本是无震区,进行了水库蓄水后就发生了地震.水库诱发地震常发生在新构造运动活跃区,且蓄水量和水深较大,震中大多紧靠水库或25km内的地区.震源深度较浅,在3-10km左右,地震烈度较高,破坏性非常大.水库的地震活动跟蓄水过程有明显的关系,但是震级不高通常情况下低于6.5级.

为了预防水库诱发地震的出现,应注意以下两点：在地震活动区、岩性不均匀、断裂发育、地质条件较差的地区建坝时,要选取抗震性较好的材料和坝型；另水库蓄水后要加强对地震的观察,如发现微地震,要控制好水位上升的速度,减少负荷、消除诱因.

1.2库岸稳定

水库蓄水后因波浪和水位变化的作用,会致使原岸坡平衡失调,发生山体滑坡和塌滑破坏.如三门峡水库两年共发生1.77亿m3的塌岸.故在水库蓄水前,就应对岸坡进行削坡,如发现可能会发生滑坡的山体,要设置加固、排水等措施或实现清除.如在水利工程测量时,一定要注意角测量,以防产生多方面的问题.

1.3水库渗漏

水库蓄水后,在坝基承受水头发生渗透的可能性极大.如库区边缘的山脊单薄,有断裂带,溶槽、溶洞,裂隙发育等,不仅会发生严重渗水、漏水情况,影响到整个水库的运营,且还影响周围的水文和地质条件.如果是尾矿库、污水库,那么渗漏就会污染周围的地区.要加强多水库建成之后的监管,对于渗漏量较大的部位和地区,要及时采取加固防渗措施.

2地质环境对于水利工程的作用以及影响

地质环境对于水利工程的影响主要表现在泥石流、滑坡等动力工程现象和黄上湿陷、地表沉陷、砂土液化、边岸再造等地表的变形破坏,及地下水位升高造成的土壤盐渍化和沼泽化.这要预测、调查、研究这些现象的发展速度、趋势和法语规模,并且提出相应的技术,减弱或放置上述现象的变形破坏.

2.1在坡体滑动中水体环境起着非常重要的作用

治坡必治水,这主要是存在水的作用,岩土层的抗剪力度大大减少,裂缝水压力和上浮力大大增加,因而降低了整个坡体的稳定性.如没有水的作用,那就很少出现滑坡工程破坏地带.反过来说,地质构造也与滑坡现象的形成有很大关系,尤其是破碎带.由于风化作用形成的风化夹层和风化裂缝等情况也增加了山体滑坡的可能性.水的作用再加上上述的构造面,大大增加了动力工程地质破坏的发生.滑坡现象的发生,一般来说与地表水系和地下水系的存在方式和分布及运动趋势和方向等存在着较为密切的关系.

2.2水利工程的进行必将抬高水位,致使原来的土体饱和软化

内摩擦角和内聚力减小,含水量升高,抗剪强度降低,这都会是土体发生剪切性的破坏,造成地面不均匀沉降或地面沉陷.这与水位下降的原因造成的地面沉降是不同的,这也是与一般的建设设计区别之一.邻近水系的工程设计和测量时要考虑到这一方面的因素.

2.3环境地质砂土液化问题的发生

水库蓄水后,饱和粉砂或粉土在地震影响下,孔隙的水压力会上升,土中有效应力会降低,甚至减少为零,沙砾悬浮在水中,承载力和抗剪强度大幅度降低,引起的冒砂、喷水现象就是地震液化.因此,在对重要的实力工程设计要进行液化判断.

2.4环境地质对水利工程的作用,水库周围的岸坡易出现边坡再造的问题

由于坡脚被部分冲蚀易发生边岸坡体失稳的现象,出现大面积的滑坡或崩塌,不仅危及库区的安全,还会危及周围建筑的安全.伴随着产生大量的径流物质,加速了水库的淤积,大大减少了库容量,更严重的后果是失稳之后的坍塌和涌浪会造成灾难性的后果.

2.5地质环境对于蒸发作用较强的半干旱或干旱地区的影响

由于水利工程的修建,会造成地下水位的上升.埋藏浅,会导致地下水经过毛细作用升高到地表进而蒸发,使地下水和土壤中的盐分随着毛细管升高到土壤表层,聚积之后形成土壤的盐渍化.

2.6地质环境沼泽化的影响

水利工程的修建引起的地下水位盛盖,会致使与水库紧邻的土壤发生变质,形成沼泽化或盐渍化.水库内的流速减小,降低了水界面和地气界面的交换速率及污染物质的扩散迁移能力,因此,水体白净能力降低、复氧能力减弱、透明度增大,有利于水藻类植物的光合作用,水库的营养物质增多,再加上水深度较浅,较会形成“富营养化”.悬浮物质沉积于水库底部,如里面含有难降解的重金属或有毒物质,就会形成一定的污染,成为次生污染源.如排放的污水流入水库就会直接影响到水库的水质.

3结语

综上所述,本文就水利工程在发电、防洪及水资源的扩大利用方面的重要性,分别从水利工程和地质环境互相影响作用这两个大的方面分别详细阐述了水利工程与地质环境的影响关系.