地下水作用与地质灾害结业论文.doc

水文地质学读书报告 地下水作用与地质灾害 摘 要：地下水与岩土体间复杂的相互作用引起的地质灾害日益受到人们的关注，它是诱发近地表地质灾害的最主要因素，在地质灾害评价、预测与防治中具有特殊重要的意义。据大量事实统计，地下水与岩土体互相作用所造成的地质灾害具有类型的多样性、机理的复杂性、分布的广泛性、灾害的严重性和可控性等特征。从地下水作用致灾机理看，有静水推力、有效应力变化、渗透压力增大、水力楔入、冰劈、水的加载、水化、水击、土体冻融、淋溶和沉淀等作用。 关 键 词 地下水；地质灾害；灾害类型；致灾机理 0引言 1998 年长江流域发生的特大洪水告诉我们在自然灾害面前，要力争做到防患于未然。人们在关注地表水灾害的同时，也应注意地下水造成的灾害，它虽不及地表水那样迅猛， 给人以切肤之痛， 但若过于麻痹， 后果同样是严重的， 甚至是无法补救的[1]。研究地下水的作用机理，对于进一步认识各类地质灾害的形成条件、成因机制、分布发育规律以及对地质灾害评价、预测和防治等都具有重要的理论和实际意义[2]。 将地下水视为一种基本地质营力，源自于地质学的基本原理，如地下水的成矿作用等。但认识到其在人一地系统相互作用中的重要地位，还是20世纪60年代以来的一系列重大工程灾害事件，如法国的马尔帕塞拱坝失事，意大利瓦伊昂水库滑坡等闭。在这些事件中， 地下水作为一种直接或间接营力，引发了一系列直接制约工程建设和人类生存环境的工程和环境地质问题。可以认为地下水与地质环境的相互作用，存在于从陆地表层到具有空隙的地壳深处的所有时、空尺度圈。通常地下水与岩土体相互作用有三种．， 即化学作用（溶解、水合、水解、氧化一还原、酸性腐蚀一attack by acids 、化学沉淀、离子交换、硫酸盐还原、溶解固体的浓集及与弱透水层水力越流相伴的超渗透）、物理作用（软化、润滑作用）和力学作用（静水压力和动水压力作用， 包括机械作用）。地下水与岩土体相互作用的结果影响着岩土作的变形性和强度．而岩土作中应力的变化（自然力和人类工程力）导致地下水的补给、径流和排泄条件的改变．最终诱发地质灾害的发生[2]。 经过长期努力， 地下水与地质灾害关系的研究方面已取得了重要进展闭[沈照理.应该继续重视与开展水一岩相互作用的研究.水文地质工程地质， 但这种进展是不均衡的，人们对该领域某些重大问题的认识程度依然较低，在很大程度上制约着地质害价和预测防治。尤其是在异常（高压）地下水流作用下， 地质灾害的发生机理和评价预测手段还很欠缺， 这已在某种程度上导致了一些重大工程或环境地质灾害不可预见的发生， 并带来了严重的破坏。 本文总结了地下水灾害的类型，分析了地下水岩土体相互作用引起\地质灾害的力学机制。 1 地下水地质灾害的分类 人类活动对地下水影响最大、最直接的是对地下水的抽取与回灌、工程建设、废物处理。由此引起的地下水地质灾害大致分为两类。[3] 1.1 地下水动力灾害 灾害发生的根本原因是地下水动力环境发生变化后, 水动力系统发生平衡调整( 或地下水系统固有的动力系统) , 对岩/ 土体工程结构力学性质产生影响而引起的灾害, 这里介绍两种常见的地下水灾害。 1.1.1 地面沉陷　 开采地下水造成地面沉陷的机理可用两点来说明： ( 1) 含水层中的水被适量抽取后, 会通过弹性释水来弥补, 但过量抽取, 含水层内部的水来不及或无法补充, 含水层会由于支持力减小发生压实, 导致地面沉降; ( 2) 大量抽取含水层中水使得含水层水头低于滞水层水头, 滞水层发生释水, 也会由于释水而发生压实。滞水层多由粘土组成, 其压缩性比砂要大1～2 个数量级, 所以滞水层释水是地面沉降的主要原因。过量开采地下水引起地面沉降, 造成的损失是巨大的, 如建筑物被毁、管线弯曲等。地面下陷造成工程地质条件的变化, 为城市建筑设计制造了许多麻烦。 世界上有50 多个国家或地区发生过或正在发生此类事件, 如墨西哥城和美国加里福尼亚圣交金河谷等, 其中后者在1935～1970 年的35 年间, 共计有11000km2 的地面沉陷量超过0. 3 米, 到1962 年,补救开支已超过1 亿美元。。我国100万人口以上的大城市大约有30多个城市出现地面沉降区,还有一些大城市位于塌陷性黄土或胀缩性强的膨胀土地区、软土地区和岩溶区。由于过度强烈开采地下水、石油和天然气,平原地区的城市常出现地面沉降,位于地下隐伏岩溶发育地区的城市发生岩溶塌陷。如上海市、西安市、天津市和北京市等大都市形成了330~4 000 km2的沉降区或沉降洼地,其中西安市最大沉降量达2 600 mm以上,天津市最大沉降量达3 090 mm。沉降导致地面高程损失、雨后积水、市政设施破坏、河流泄洪能力下降、市区内河成为“地上悬河”