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基于水文条件的海南省矿山地质灾害影响和预防论文

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2023-03-08 09:41:25    来源:    作者:lvyifei

摘要:摘要:海南省海域广阔, 岛屿众多, 其中, 海南岛为大陆岛, 西沙、南沙、中沙群岛是珊瑚岛礁。地势由中部穹形山体向外, 从山地、丘陵、台地、平原呈环状结构逐级降低。海南省美丽富 饶,是中国最大的经济特区,为国民经济建设做出了重要贡献。 然而,不可忽视的是,海南省受自然因素的影响,尤其是水文地 质因素,时常会发生地质灾害,严重影响海南省农业、工业、旅 游业的发展以及国民的生命财产安全。对此, 应辩证分析水文地 质因素对矿山地质灾害的影响,根据分析结果制定可行的控制 方案, 加强地质灾害预防力度。本文将分析海

  摘要:海南省海域广阔,岛屿众多,其中,海南岛为大陆岛,西沙、南沙、中沙群岛是珊瑚岛礁。地势由中部穹形山体向外,从山地、丘陵、台地、平原呈环状结构逐级降低。海南省美丽富饶,是中国最大的经济特区,为国民经济建设做出了重要贡献。然而,不可忽视的是,海南省受自然因素的影响,尤其是水文地质因素,时常会发生地质灾害,严重影响海南省农业、工业、旅游业的发展以及国民的生命财产安全。对此,应辩证分析水文地质因素对矿山地质灾害的影响,根据分析结果制定可行的控制方案,加强地质灾害预防力度。本文将分析海南省矿山水文地质状况,系统论述水文地质因素对矿山地质灾害的影响,并综合探讨如何预防地质灾害。

  关键词:水文地质因素;矿山地质灾害;预防

  矿山地质灾害主要包括地震、滑坡、泥石流等,这些灾害通常会严重威胁矿区周边居民的生命财产安全。从科学视角来看,水文地质因素是诱发矿山地质灾害的主要因素。预防地质灾害,应做好矿山水文地质勘查工作,保护地质环境,合理开发地下水资源。

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  1水文地质因素对矿山地质灾害的影响

  1.1水文地质因素导致地基出现变形问题

  随着城市化建设水平的提高,人们对能源需求量日益增加,同时因矿山开采也引发一些地质变形问题。水文地质因素很容易导致矿区地表塌陷。而地表工程施工规模持续扩大,上部荷载系数越来越高,导致岩土体受力增加,经过压缩后出现变形问题。一旦地基变形问题非常严重,就会使主体物开裂现,达到一定程度后就会坍塌。对此,在矿山工程施工过程中,应准确计算地基所容许的变形值,控制好矿山工程施工沉降量与倾斜度以及施工项目上部结构对地基变形的适应能力。

  其次,在部分区域存在软土地基问题,这种地基结构组合松软,承受力差,强度小,土层之间的连接很容易被地下水运动和其他震动破坏。在海南地区,存在大量的砂土,地下水运动较为频繁,因此,很容易遇到软土地基。当软土地基受到震动后,时常会转变成稀释状态。同时,受到空隙水压力的影响,强度会骤降。对此,应全面兼顾水文运动对软土地基的影响,尽量避开软土区域,在施工过程中,需要挖除软土层,做好地基加固工作。

  1.2水文地质因素会导致矿区地面出现沉降问题

  水文地质因素很容易诱发矿山开采区地面沉降问题,海南省人口众多,各项产业发达,用水量很大,这也就加大了对地下水资源的开采量。当地下水开采过度,就会引发地表下降问题。如果没有及时加以科学处理,很容易导致地面沉降问题。

  1.3水文地质因素会导致砂土出现液化问题

  海南地区有大量的砂土区域,尤其是在冲积扇平原和沿海地区,当地水文地质因素很容易导致砂土出现液化问题。地下水运动、地震、泥石流都会使已经饱和的细沙土以及疏松的粉土在短时间内被破坏,砂土会迅速液化。其次,在振动力的作用下,饱和的沙土结构会更加紧实,空隙间的水压会迅速增高,致使砂土转变为液化状态。砂土在液化之后会持续自上而下流动,这样会导致地表下的矿物质层所承受的压力持续递增,达到一定程度后,就会发生坍塌事故。

  1.4水文地质因素会引发岩溶塌陷问题

  水文地质因素很容易引发岩溶塌陷问题,当地下水的动力条件发生改变,地下水生态平衡就会被破坏,致使岩溶发生塌陷。相比而言,在地下水径流集中区域或者频繁发生剧烈运动的区域,岩溶底部结构受到水流的持续冲刷后就会塌陷。

  1.5水文地质因素引起海水入侵

  在海南地区,海水的入侵很容易引发严重的地质灾害。过度开采地下水资源会导致水平面迅速提高,进而引发海水入侵现象,滨海平原地区更容易受到海水入侵。一旦发生海水入侵问题,此区域的含水层水质就会咸化,当地的供水工程和淡水水井无法继续使用,加剧了淡水资源缺乏问题,导致供水不足。

  2海南省水文地质与分布情况

  海南省是中国最南部的省份,海南省的行政区域包括海南岛、西沙群岛、中沙群岛、南沙群岛的岛礁及其海域,共203.52平方公里,是全国面积最大的省。其中,陆地(主要包括海南岛和西沙、中沙、南沙群岛)总面积3.44平方公里,是国内仅次于台湾岛的第二大岛。海岸线(海南本岛)总长1944.35公里,有大小港湾68个,周围-5m~-10m的等深地区达2330.55平方公里,

  相当于陆地面积的6.8%。海南省为热带海洋性季风气候,夏季炎热,冬季温和多雨,降水充沛,山地、丘陵众多,也有台地和平原,河流短小,呈辐射状水系,南渡江、昌化江、万泉河最大。有红树林、尖峰岭和五指山等保护区。

  水文地质特指地下水的各种变化和运动,在海南地区,溶洞和岩石空隙中蕴藏着大量的地下水。从基本定义来说,地下水是埋藏在地表以下的水,在地下占据了土壤和地层的空间。大多数地下水来自降水,降水逐渐渗入地面,降水量的10%~20%通常进入到了含水层。因为海南省属于沿海地区,多丘陵、山地,所以时常会受自然因素的影响而发生地质灾害,对此,应做好相关监测工作,保护水文地质环境,从而将灾害的损失降到最低。

  从水文地质环境来看,海南省地下水资源量73.03亿m3,大多数地下水中不含致病的有机物,可以供农业灌溉、民用和工业用水,不需要纯化。此外,地下水源一般不会受到短期干旱的影响,在很多没有可靠的地表水源地区都可以得到地下水。不可忽视的是,地下水时常会因为自然因素和人为因素而发生变化,地质出现盐渍化和沼泽化问题,因此,要合理开发和利用地下水资源,不可过度开采,防止地下水污染问题。

  3如何从水文地质角度预防矿山地质灾害

  3.1做好水文地质勘查工作

  从水文地质角度预防地质灾害,首先要做好水文地质勘查工作,利用监控设备全面监察水文地质变化状况。同时,要注意做好矿区的地质勘查工作,以便于及时发现滑坡隐患。一般来讲,在斜坡勘查工作中,其主要目标是勘查斜坡所处环境的地质条件,精确计算岩土参数,为加固斜坡提供准确的数据材料。地质勘查工作实践经验表明,斜坡结构与外部影响因素决定着整个斜坡的稳定性。所谓的外部影响因素有多种,主要因素体现在四个方面:第一,水对岩土体结构强度的影响因素;第二,水对岩土体重力平衡状态的影响因素;第三,爆破过程中引发的振动;第四,地震波所产生的作用。

  从斜坡结构来看,岩体类型不同,其强度与稳定性不尽相同。在斜坡岩土组合中,如果岩土类型单一,影响斜坡稳定性的主要因素是岩土体的密实度、临空面坡度和抗剪能力。如果岩土体结构松软,组合成分破碎,风化程度高,其整体强度必然很低,密实度不足,非常松散。如果岩土结构为硬质岩体,斜坡结构面的抗剪能力、密实度以及整体强度都会比较高,稳定性也更为良好。地质学科理论分析与地质勘查实践研究结果表明,岩土体组合成分不同,岩土体结构面形态分割、强度大小、斜坡坡面的结构组合均会对斜坡结构的整体稳定性产生重要影响。做好斜坡地质勘查工作,及时预防滑坡灾害,必须结合实际情况选用科学的勘查方法,引入先进的电子信息技术,全面勘查和分析斜坡的坡体结构,准确计算岩土参数,根据勘测结果,辩证分析在外部条件的影响下,岩土结构所产生的变化。最重要的是,要运用勘查技术手段全面分析影响斜坡结构稳定性的软弱层与优势结构面,准确获取勘查数据,总结决定性影响因素。然后,对各种影响因素共同作用所产生的结果进行分析,以此预测岩体结构稳定性受到破坏的可能性,做好安全性评价工作。有不少地质勘查实践经验表明,影响岩土结构性质的主要因素是水因素,即地下水和大气降水所产生的影响。

  海南省通常在制定矿山地质勘查工作方案和选用勘查实验方法的过程中,会立足于点、线、面原理,即从点到线,从线到面,再到空间,从而依次做好立体分析工作。在斜坡勘查工作中,地面调查与调绘能够最为直观地反映出方位关系。在具体操作中,如果地面的露头条件相对良好,就可以采取地面调查与调绘相结合的方法,根据所处环境进行大致判断,然后采取勘查技术方法进行验证,做好相关补充工作,以此实现地质勘查目标。必须注意的是,如果地面露头条件不佳,就需要采取槽探措施或者坑探揭露措施。勘查工作与相关实验表明,在计算岩土体结构的物理力学参数时,可以根据实际需要综合使用工程经验取定与反算方法,室内实验方法、现场原位测试法。对于岩土体的抗剪强度测试,常用的实验方法有两种,一种是直剪实验法;另一种是三轴实验法。这两种方法各有优势与不足。相比之下,直剪实验法操作简便,然而,因为该方法的实验条件和实际情况的差异较大,所以实验结果的精确度相对较低。运用三轴实验法开展检测工作,能够准确模拟岩土结构的实际受力条件,操作流程较为繁琐。通常,这两种实验方法获取的成果仅作为参考分析。现场原位测试法属于一种原位剪切实验方法,在具体应用中,所选取的试验点必须符合斜坡结构体的受力状态,同时要具备代表性。

  水文地质结构研究结果还表明在斜坡勘查工作中,无论选用哪种方法,均需要严格依据坡体结构所处环境以及实际调节,全面做好勘查工作,准确获取坡体结构的抗剪强度,斜坡所处环境的含水量与状态不同,其抗剪强度的参数与相关指标也不尽相同。精确获取抗剪强度参数之后,应以此为参考,准确分析坡体的稳定性,预测潜存的地质灾害因素,并制定预防灾害的方案。在斜坡稳定性分析评价工作中,最常用的方法是定性评价法,在运用这种方法的过程中,应开展定量计算。如果在矿山地质勘查工作中,后来的定量计算结果和定性分析存在较大的误差和偏离,就需要借助计算模型和实验方法对计算结果进行深度分析,做好相关检查,确保准确无误后再次进行精确计算。另外,水文地质勘查结果显示,对于斜坡结构的稳定性,采取定性分析法可以对影响斜坡的多种因素进行综合评价,准确判断斜坡结构的稳定状态,并预测该结构体在施工中的变化趋势。完成斜坡勘查工作后,应根据水文地质结构特征,对斜坡进行加固,提高斜坡的稳定性,这样有助于降低滑坡和泥石流等灾害的发生率。

  3.2保护地质环境

  预防地质灾害,维护水文生态平衡,理应做好地质环境保护工作,合理开发地下水资源,禁止过度开采,维护地表结构。与此同时,需要在地表栽种适量的绿色植被,在海南地区可以栽种椰子树、红树等本土植物,保持水土,避免雨水冲击引起的水土流失问题,对水文地质环境进行修复。海南省为了保护地质环境,维护水文生态平衡,培植了大量的绿化植物,设计了不同形状的草坪,用花卉造景,不仅具有环保作用,而且有极高的审美价值。海南省在设计草坪时,合理规划草坪的形状与面积,结合海南省独特的亚热带季风气候,选用合适的草坪草以保持水土。海南省在运用花卉造景时,拟用精致的手法,打造了玲珑的景观,点缀各色花卉,融合海滨文化起到了烘云托月、相得益彰的作用。在栽培花卉的过程中,海南省通过合理搭配不同颜色的草本花卉和木本花卉,让一年四季花香四溢。与此同时,设计了美丽的花坛、花棚、花群、花镜、盆花景观和水景。对于农业灌溉用水,应注意优化灌溉方式,不可将污水直接排放到田间和地下,需要采取科学处理措施,尽量提高水循环利用率。

  3.3改善排水系统

  基于水文地质的角度,改善排水系统,加强区域基础设施建设,应融合海绵城市理念,不断改善给排水系统功能。海绵城市理念的提出和应用具有明显的优势,在提升水资源的综合利用率,改善城市生态环境、减少水污染等方面发挥着积极的作用。例如增加了给排水系统的“弹性”,促使其像海绵一样,在自然灾害面前能够吸水、渗水、蓄水、净水;增强了区域排水能力、防洪防涝能力,减少地表径流、地面积水对居民出行的影响,同时,也有助于减少积水对道路造成的影响和破坏,保证行车安全可靠性。在区域排水系统规划设计中,需要正确认知海绵城市理念应用的优势和作用,将该理念渗透到各环节的规划设计中。其次,要综合考虑和分析研究区水环境和条件,明确需要解决和处理的问题,不断的优化和完善给排水系统。再次,应注意防治水污染问题,禁止过多开采地下水资源。如果忽视了地下水资源的存储量,盲目过度开采,必然会使地下水资源不足,很容易引发地面沉降问题。因而,必须恪守因地制宜原则,科学制定资源开发相关制度及管理措施,不断加强管控力度,在保障农业与工业正常生产发展的前提下合理开采和利用水资源,确保水文地质环境的稳定性,维护地下水循环系统的平衡状态。另外,在设计给排水系统的时候要贯彻可持续理念,强化区域水文地质生态保护工作,确保排水系统设计不会对湿地公园、河流等“海绵体”造成负面影响。

  3.4科学规范的地质勘察工作

  我国不同区域的地理环境、地质条件存在极大的差异,矿山的分布不均,在进行矿山地质勘查的过程中,需要针对不同的地理条件、地质特点,建立针对性的勘察计划。一方面,在确保矿山地质勘察人员的职业能力、职业素养的基础上,还需要对勘察到矿山,进行全面的了解,并对地质勘查情况进行充分分析。在根据国家规定的矿山勘察技术规范、管理条件的前提下,还需要建立明确的规章制度和勘察管理体系,为矿山地质勘查工作的有效展开提供可靠的基础保障。另一方面,现阶段我国矿山勘察制度不但需要重视对矿山水文地质的勘察,还需要进一步明确矿山水文地质的勘察责任,以及对其的评价评估等多个方面。在展开矿山地质观察的过程中,应当进一步加强对地质勘察工作的重视,明确地质勘查工作的流程,并严格按照对应的操作规范展开勘查工作。在工作的过程中需要进一步避免经验主义的出现,并有效落实地质勘查流程,同时规范地质勘察工作人员的行为,为地质勘察工作的有效展开提供可靠的保障。

  4结语

  矿山地质勘察的过程中,水文地质危害造成的影响较大,需要得到勘察人员的充分重视。同时,地下水是导致相关危害的主要原因,需要结合实际情况对地下水进行全面的勘察,分析可能产生的地质危害并对其的原因进行调查。从而采取行之有效的方式展开预防,为矿山的开发和利用提供可靠的基础。