浅谈水利水电建设过程中的相关地质问题

摘　要： 水利水电工程地质勘察历来重视环境工程地质问题的研究与预测。但是,由于种种原因,水利水电环境地质问题研究现状堪忧。呼吁水利工程地质同行积极开展水利水电环境地质问题的研究,既努力满足新时期治水思路对水利工程地质的要求,又能为水利工程地质专业开辟新的生存空间。

关键词：水利水电； 建设； 地质； 环境； 水文
1  水利水电工程地质与水文地质的特点
　　在过去的水利水电工程勘察报告当中,由于对综合基础设计和施工的需要评价地下水对岩土工程的作用及危害的忽视,从而导致因地下水造成基础下沉和建筑物开裂的质量事故频繁发生,所以在水利水电工程勘察中,主要应该考虑以下内容:
　　1.1 应该重点评价地下水对岩土体和建筑物所起的作用和影响 ,准确预测可能产生的岩土工程危害,并提出防治措施。
　　1.2 工程勘察当中还应该密切的结合建筑物的地基基础类型需要,查明有关水文地质问题,提供选型所需的水文地质资料。
　　1.3 应从工程角度,按地下水对工程的作用与影响,提出不同条件下应当着重评价的地质问题,如:
　　1.3.1 对埋藏在地下水位以下的建筑物基础中水对砼及砼内钢筋的腐蚀性。
　　1.3.2 对选用软质岩石、强风化岩、残积土、膨胀土等岩土体作为基础持力层的的建筑场地,应着重评价地下水活动对上述岩土体可能产生的软化、崩解、胀缩等作用。(在地基基础压缩层范围内存在松散、饱和的粉细砂、粉上时,应预测产生潜蚀流砂、管涌的可能性。
　　1.3.3 当基础下部存在承压含水层,应对基坑开挖后承压水冲毁基坑底板的可能性进行计算和评价。
　　1.3.4 在地下水位以下开挖基坑,应进行渗透性和富水性试验,并评价由于人工降水引起土体沉降、边坡失稳进而影响周围建筑物稳定性的可能性。
2 水利水电工程建设与环境问题
　　2.1 水利水电工程与地震问题 
　　水库等水利水电工程建筑物蓄水后，由于地应力的调整或水体下渗等原因，触发了地质断层的复活而诱发地震。研究表明，要触发一个比较大的地震需具备以下三个条件：①水库岩石比较破碎，且处理效果不十分理想；②存在有利于应力集中的地质环境条件；③水库水荷载所产生的超孔隙水压力足够大。关于水库诱发地震的事件国内外均有报道，一般而言，水库的坝址没有较大的断裂带存在，仅仅是水荷载引起的地应力，诱发地震的可能性是很小的。但如果诱发大的地震，那将是灾难性的。
　　2.2 水利水电工程与水文问题 
　　水利水电工程建成后改变了下游河道的流量过程或周围环境水域的分布，从而对周围环境造成影响。例如：①大坝水库不仅存蓄了汛期洪水，而且还截流了非汛期的基流，往往会使下游河道水位大幅度下降甚至断流，并引起周围地下水位下降，从而带来一系列的环境生态问题；②下游天然湖泊或池塘因断绝水的来源而干涸；③下游地区的地下水位下降；④入海口因河水流量减少引起河口淤积，造成海水倒灌；⑤因河流流量减少，使得河流自净能力降低；⑥以发电为主的水库，多在电力系统中担任峰荷，下泄流量的日变化幅度较大，致使下游河道水位变化较大，对航运、灌溉引水和养鱼等均有较大影响；⑦当水库下游河道水位大幅度下降以至断流时，势必造成水质的恶化。由此可见，水利水电工程对水文的影响是不容忽视的一个重要问题。
　　2.3 水利水电工程与气候问题 
　　一般情况下，区域性气候状况受大气环流和水体分布所控制。如果修建大、中型水库及灌溉工程后，当地水体的分布会发生较大的变化。如原先的陆地变成了水体或湿地。局部地表空气变得较以前更加湿润，形成新的小气候，对当地气候会产生一定的影响。主要表现在对降雨、气温、风和雾等气象因子的影响方面。
　　2.4 水利水电工程与鱼类、生物物种问题 
　　①对鱼类的影响：切断了洄游性鱼类的洄游通道；水库深孔下泄的水温较低，影响下游鱼类的生长和繁殖；下泄清水，影响了下游鱼类的饵料，从而影响鱼类的产量；高坝溢流泄洪时，高速水流造成水中氮氧含量过于饱和，致使鱼类产生气泡病。
　　②对植物和动物的影响：库区淹没和永久性的工程建筑物对植物和动物都会造成直接破坏；同时局部气候变化、土壤沼泽化、盐碱化等都会对动植物的种类、结构及生活环境等造成影响。
3  评价坝基经常遇到的工程地质问题
　　一般而言，坝工建筑物对坝基有严格的要求，主要表现在：首先，坝基在承受的荷载作用下具有一定的抗滑稳定性；其次，坝基在所有的荷载作用下，为了避免因局部的应力不均影响安全，每个部位的变形值及应力都应该保证在一定的范围中；最后，为了保证坝基岩体化学性质在长期渗透水作用的稳定性，渗透压力及渗漏都应限定在一定的范围中。从而就可以得出，坝基经常遇到的工程地质问题有坝基的抗滑稳定性、坝基的压缩变形、及坝基的渗透变形等。
　　坝基的压缩变形问题是通过对坝基岩体的结构、强度和风化的特征等方面做出的评析。
　　如果在坝基的岩体中发现抗变形能力弱的倾角夹层、较陡的角断层及风化等现象，采取一定的措施是很有必要的。而坝基的渗透变形问题要通过对坝基岩体的类型、分布特征、风化状态等，判定岩体的透水性，同时制定出相适应的措施。
　　对于坝基岩体的抗滑稳定性，通常是依据岩体的结构、强度、稳定性等因素，结合软弱结构面的性状、分布特征及组合关系等进行的探讨和分析，得出坝基岩体的结构面、断层和软弱层的强度，从而计算出坝基岩体的抗滑稳定性，同时也为工程处理措施的制定奠定了基础。
4 结语
　　通常情况下，场地的水文地质条件和工程地质条件及场地下面的卵石层所呈现出的高强度性、低压缩性、层位的稳定性是水闸桩端持力层较理性的选择。然而在桩型方案的选择上，我们怎样依据现有场地的水文地质条件和工程地质条件、现存的建设经验和建筑物的特征等因素的综合考虑下，选择出既安全又经济合理的桩型是我们必须重视的问题，同时它也是水闸工程地质勘察工作中的重要环节。
　　4.1由于在水闸实际工程勘察的过程中，基坑的深度较高，这就要求我们考虑地下水对此产生的影响。不但要分层取得基坑范围内不同层面的水文地质参数，还要考虑到能够对基坑工程产生影响的含水层。
　　4.2在基坑的工程中，保证坑壁的稳定性是我们应该首先考虑的，同时还应该利用它的稳定性进行结构的设计。在实际的工程勘察中综合分析导致基底不稳定的因素，并制定出合理的防护措施。
　　4.3要想选择出既安全又经济合理的方案，充分考虑场地的水文地质条件和工程地质条件、现存的建设经验和建筑物的特征是很重要的，只有充分做到这些，才能达到理想的效果，这也就是工程勘察中所规定的“确保工程的质量，从而提高投资的效益”。
参考文献
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[2]董凡卿，工程地质问题研究[J]．2007，36（11）
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