周建新 周清云

摘 要：地下水運(yùn)動(dòng)作用于地下的物質(zhì)和空間，此類(lèi)運(yùn)動(dòng)不僅受動(dòng)力學(xué)因素的影響，也受地下物質(zhì)和空間條件的影響。地下水運(yùn)動(dòng)具有規(guī)律性，深刻認(rèn)識(shí)地下水運(yùn)動(dòng)的規(guī)律并將其加以利用，可在一定程度上降低地下水異常運(yùn)動(dòng)引起的災(zāi)害損失?；诖?，本文簡(jiǎn)要介紹了地下水水文與運(yùn)動(dòng)，分析了地下水運(yùn)動(dòng)異常可能帶來(lái)的地質(zhì)災(zāi)害，以便相關(guān)部門(mén)和工作人員及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施。

關(guān)鍵詞：地下水運(yùn)動(dòng)；異常運(yùn)動(dòng)；災(zāi)害；應(yīng)對(duì)措施

地下水主要來(lái)源于大氣降水與地表水入滲，并通過(guò)地下滲流的形式補(bǔ)給到河流、湖泊、海洋等地方，上層土體中的水分可通過(guò)直接蒸發(fā)或植物根系吸收后再蒸發(fā)而回歸到大氣之中，由此參與到地球水循環(huán)的過(guò)程，以及巖土溶蝕、滑坡、鹽堿化等過(guò)程之中，可見(jiàn)，地下水運(yùn)動(dòng)是構(gòu)成自然界水循環(huán)系統(tǒng)的重要一部分。

一、地下水異常運(yùn)動(dòng)造成的災(zāi)害

（一）砂土液化

砂土液化是指水飽和的細(xì)沙土在劇烈震動(dòng)下突然被破壞而液態(tài)化的現(xiàn)象，原因是空隙中的水壓力過(guò)高，而有效應(yīng)對(duì)減小，導(dǎo)致砂土瞬間由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)。砂土液化會(huì)在地震災(zāi)害中大規(guī)模發(fā)生，并造成十分嚴(yán)重的危害，例如，在1966年的邢臺(tái)地震和1976年的唐山地震中，大規(guī)模的砂土液化導(dǎo)致很多建筑物下沉、歪斜和毀壞，另外，超高的壓力甚至?xí)?dǎo)致部分地下結(jié)構(gòu)浮升到地面以上。

（二）巖洞塌陷

巖洞塌陷多發(fā)生于山體集中的地區(qū)，斷裂帶部位尤其容易發(fā)生。地下水的異常運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致大量水不斷沖刷路面下的淺層土質(zhì)，并與巖土體之間發(fā)生各類(lèi)作用，包括物理、化學(xué)及動(dòng)力學(xué)作用等，這會(huì)逐漸改變邊坡巖土體的性質(zhì)以及邊坡體的硬度與強(qiáng)度，進(jìn)而對(duì)邊坡穩(wěn)定性與山體牢固性造成十分嚴(yán)重的影響。近年來(lái)已有數(shù)例巖洞塌陷災(zāi)害發(fā)生于正在開(kāi)山的施工地區(qū)，導(dǎo)致很多施工人員遇難。

（三）地基變形

地基變形是指在上部荷載的作用下，巖土體遭到強(qiáng)烈壓縮，導(dǎo)致地基發(fā)生變形，如果地基的變形過(guò)于嚴(yán)重，不僅會(huì)影響當(dāng)?shù)亟ㄖ锏恼Ｊ褂?，還會(huì)危機(jī)周?chē)笃ㄖ锏陌踩?。地基變形主要分為瞬時(shí)沉降、固結(jié)沉降和次固結(jié)沉降，其中，次固結(jié)沉降又稱(chēng)為蠕變沉降，此類(lèi)沉降的發(fā)生概率很小，只在地層中含有厚層黏土?xí)r才有可能發(fā)生。地基變形的主要原因也是地下水異常運(yùn)動(dòng)，地下水對(duì)表層土壤的過(guò)度沖刷很可能導(dǎo)致地表建筑物的沉降量及沉降差增大，甚至引起建筑物的局部?jī)A斜。地基是有一定容許變形值的，如果地表建筑物的沉降量及沉降差高于容許變形值，相關(guān)部門(mén)則需要引起高度重視。

（四）地面沉降

地面沉降是指地面下沉，又稱(chēng)為地陷。我國(guó)長(zhǎng)三角地區(qū)的地面沉降現(xiàn)象十分普遍，經(jīng)勘查，該地區(qū)發(fā)生地面沉降的主要原因就是地下水異常運(yùn)動(dòng)。長(zhǎng)三角地區(qū)多發(fā)展水田種植業(yè)，過(guò)分開(kāi)采地下水而導(dǎo)致地下水運(yùn)動(dòng)異常，這屬于典型的抽水沉降。究其原因，是過(guò)量抽汲地下水，導(dǎo)致地下水位降低，在長(zhǎng)江三角洲這類(lèi)欠固結(jié)的土層分布區(qū)，本就松散的土質(zhì)脫離了地下水的支撐必然會(huì)發(fā)生下陷和沉降。除此之外，我國(guó)的天津和華北平原也因?yàn)檫^(guò)量抽取地下水而產(chǎn)生了不同程度的地面沉降，過(guò)度的地面沉降會(huì)造成海水倒灌，尤其在天津地區(qū)這類(lèi)離海較近的地方，當(dāng)?shù)孛娉两档浇咏Ｆ矫娴母叨葧r(shí)，很可能發(fā)生海水倒灌，使得土壤和地下水都發(fā)生鹽堿化改變，嚴(yán)重威脅當(dāng)?shù)厝藗兊纳姘踩?。為改變這一狀況，我們應(yīng)當(dāng)對(duì)這些問(wèn)題加以重視，并針對(duì)問(wèn)題發(fā)生原因?qū)ふ矣行У慕鉀Q對(duì)策。

（五）邊坡變形

邊坡變形受以下因素影響：內(nèi)在因素對(duì)邊坡造成的影響是長(zhǎng)期且緩慢的，主要包括地下巖石的性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造、巖體的結(jié)構(gòu)等，其主要影響邊坡的穩(wěn)定性；外在因素對(duì)邊坡的影響較為明顯且迅速，主要包括氣候變化、人類(lèi)工程活動(dòng)、地震等，但是外在因素的影響是以?xún)?nèi)在因素影響為基礎(chǔ)的，只有在內(nèi)在因素的長(zhǎng)期影響導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)的情況下，外部因素才能造成短暫而明顯的影響。

二、地下水異常運(yùn)動(dòng)災(zāi)害的應(yīng)對(duì)

（一）強(qiáng)化監(jiān)測(cè)

相比地表水，地下水的運(yùn)動(dòng)較為復(fù)雜且不易被人直接觀(guān)察到，但是地下水運(yùn)動(dòng)與地表建筑物是息息相關(guān)的。盡管地下水的異常運(yùn)動(dòng)對(duì)地下淺層土的破壞不易被察覺(jué)，但是長(zhǎng)期積累勢(shì)必會(huì)造成嚴(yán)重后果，因此，對(duì)地下水運(yùn)動(dòng)進(jìn)行長(zhǎng)期的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)是很重要的。地下水運(yùn)動(dòng)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由四個(gè)部分組成：檢測(cè)中心、通信網(wǎng)絡(luò)、控制終端、水位監(jiān)測(cè)記錄儀。先進(jìn)的地下水運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有靈活可靠且功能多樣化的特點(diǎn)，可對(duì)地下水的異常運(yùn)動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并及時(shí)反饋相關(guān)信息。

（二）合理利用

對(duì)地下水資源進(jìn)行合理開(kāi)發(fā)和利用需要從城市給水、工礦企業(yè)用水和農(nóng)業(yè)用水三方面著手。以農(nóng)業(yè)方面為例，使用地下水應(yīng)當(dāng)做到合理灌溉，并將排水和灌溉相結(jié)合，這就需要對(duì)當(dāng)?shù)氐乃臈l件、氣象條件及農(nóng)業(yè)用水條件進(jìn)行全面了解和規(guī)劃。地下水利用規(guī)劃要遵循以下原則：第一，將地表水與地下水結(jié)合使用，做到充分利用地表水，合理開(kāi)采地下水；第二，根據(jù)地下各含水層的補(bǔ)水能力對(duì)水井?dāng)?shù)量和開(kāi)采量進(jìn)行合理規(guī)劃，將淺層水、中層水和深層水結(jié)合開(kāi)采；第三，與當(dāng)?shù)睾禎硥A咸的治理方案相結(jié)合，對(duì)地下水資源進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，既要保證農(nóng)業(yè)灌溉，又要防堿防漬。

（三）處理措施

針對(duì)地下水異常運(yùn)動(dòng)，相關(guān)部門(mén)及工作人員應(yīng)從問(wèn)題產(chǎn)生原因入手，針對(duì)原因?qū)ふ蚁鄳?yīng)的處理措施。在實(shí)踐中常用的加固及處理方法包括：構(gòu)建排水洞、排水盲溝等，排出地下水，降低地下水位，盲溝用不含泥的塊石、碎石填實(shí)，兩側(cè)和頂部做反濾層。利用植物加固土壤，尤其是采用根系發(fā)達(dá)的植物，具體應(yīng)根據(jù)區(qū)域氣候、土壤來(lái)選擇。也可以噴射混凝土護(hù)面，減少雨水下滲引起地下水位變化。

三、結(jié)語(yǔ)

地下水運(yùn)動(dòng)異常與很多地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生是息息相關(guān)的，為了保證地表建筑物的正常使用，減少地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生次數(shù)，我們有必要對(duì)地下水異常運(yùn)動(dòng)進(jìn)行相關(guān)了解和分析，從而盡量減少不當(dāng)人為工程，有效保護(hù)地下水。

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