水利工程地质论文汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇水利工程地质论文范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

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一、水利水电工程建设与环境问题

1.1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。从1987年的资料至今，我国已建设的坝高在15米以上的水库共18000多座，已发现水库诱发地震的有13座。

1.2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。

1.3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。

1.4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。

二、工程地质工作中存在的问题

2.1工程地质勘察的质量问题在工程地质勘察过程中，主要问题有以下几种：①工程概念不清，勘探侧重点不明确，针对性不强，方法不当，手段落后；②工程地质分析工作中所选择的理论、方法、计算公式等与实际情况有较大出入，其适应条件的物理意义混淆不清；③地质报告中基本地质条件不清楚。我们遇到的主要工程地质问题有：①界定不准确或论证不充分，有问题遗漏甚至结论性错误；②有些地质报告没有地质结论，也有些工程没有做多少地质工作就先下结论，极不严肃。此类问题产生往往造成阶段性工程审查不能一次性通过，可能延误开发时机；或者尽管通过了审查，但却给工程留下了隐患，这种情况的危险性极大。

2.2勘测周期不合理的问题从工程地质勘察到地质报告的提交需要一定的工作周期，这是再简单不过的道理，然而有些工程却没有进行基础性的前期投入。主要存在问题有以下几个方面：①一旦需要申报项目，立即就要求提交地质报告；②今天刚刚提交可研报告，明天就要求提交初设报告。此类情况多为地方性工程，一般国家投资的大型工程出现这种局面的不多。没有足够的勘测周期所造成的后果是严重的，由于地质条件不清楚，直接导致投资控制不住，施工后修改设计等情况。更可怕的是留下了工程隐患，可能造成重大的工程事故。

三、结语

工程地质学是20世纪才建立和发展起来的一门地球科学。水利水电工程地质勘察是所有行业中涉及面最广、问题最复杂、任务最艰巨、声望最高、最具权威性的龙头行业，它具有自身的特殊性与复杂性。水利水电工程建设与环境保护是一项长远的任务，是水利水电工程顺利进行的重要保证之一。保护和改善工程环境是保证人们身体健康的需要，是现代化大生产和保证工程质量的客观要求，是保证工程永久利益的必须条件。工程地质工作的质量，对工程方案的决策和工程建设的顺利进行至关重要。由于地质问题引起的工程事故时有发生，轻则修改设计延误工期，严重时造成工程失事，给人民生命财产带来重大损失。近年来。工程地质勘察质量有下滑趋势，工程地质分析不够深入，有时甚至出现工程地质评价结论性错误这样严重的问题。笔者认为，总结分析水利水电工程地质勘察过程中存在的问题，具有重要的现实意义。

参考文献：

[1]林妙月．区域构造稳定性及地震性危险评价问题[M]．北京：地震出版社，2008：99-100.

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1.1砂卵石层钻进技术

砂卵砾石层因具有厚度大、埋藏深、结构复杂、质地坚硬等特点，一直是水利水电工程钻探面临的技术难题。后经大量的研究和实践，研究出了SM植物胶和MY－1A植物胶冲洗液金刚石钻进法，显著提高了砂卵石层钻进效率。实际施工时将膨润土、水、碱、SM植物胶按照一定的比例配置成冲洗液应用到钻进施工中，凭借其良好的减阻、减震性能，能够有效防止孔壁坍塌和保护岩心的作用。

1.2金刚石钻进技术

目前，水利水电工程地质勘测中金刚石钻进技术较为常用。结合大量地质勘测实践经验，为提高金刚石钻进效率，实际施工时应重点把握以下3项内容:

1)结合岩石的风化程度选择合适的开孔钻头，通常情况下开孔时使用0.3～0.5m长的岩芯管进行施工。随着钻孔深度的增加，为避免孔倾斜应适当增加岩芯管长度。开孔钻进时应使用麻花钻，钻进到达风化岩石时应使用短岩芯管长取粉管钻进，以及时将岩粉捞取出来。

2)确定下套管层数时应综合考虑孔深和孔径情况，并且套管不能弯曲，各部位连接应牢固。同时，使用水泥或黏土将套管口封闭严密，以防止岩粉进入套管，给钻进工作造成干扰。

3)下钻时经过掉块或孔口管换径位置时应缓慢下钻，遇阻时应轻轻转动钻具，避免猛提和猛顿钻具。

1.3金刚石绳索取芯钻进技术

该技术最大特点为能在不提钻的状况下，利用绳索将包含岩心的内管提到地面上，进而能够方便地采取岩芯。因此被广泛应用到浅孔、深孔钻孔作业中。尤其在水利水电地质勘测过程中能有效避免孔壁掉块、坍塌情况的发生，能有效提高地质勘测效率。

1.4套钻技术

利用套钻技术能有效地从软弱层带中获取原状岩芯，尤其在软弱或破碎夹层中能较好地保证岩芯质量。具体施工时应做到:

1)在钻孔段的中心位置钻取36～46mm直径大小的钻孔，当钻孔深度达到1～1.5m时进行插筋并将黏结剂灌入其中。

2)等待黏结剂凝结后，使用直径110mm孔径套取岩芯。主要因为在黏结剂的作用下插入的细钢管和岩芯凝结在一起，因此能完整的取出软弱夹层且能使其保持较好的原有状态。该技术应用在众多的水利水电工程地质勘测中，取得了良好的效果。

1.5软弱夹层钻技术

在软弱夹层中使用一般的金刚石钻进法施工成功率较低，为此应使用专门的技术以提高软弱夹层钻进效率。在软弱夹层钻进施工时通常使用软夹层钻技术，该技术运用的取芯钻具包括岩芯阻塞报警装置、扶正装置、悬挂装置等部件构成。同时还包括一些减少振动、免受挤压和冲刷的保护系统。经实践证明该技术在水利水电工程地质勘测中发挥巨大的经济效益。

1.6大口径钻探技术

水利水电地质勘测中竖井的开凿很大程度上使用机械设备，一方面它能提高勘测施工效率，另一方面能降低劳动强度提高勘测作业安全系数，而且作业中能减小对岩体结构的影响。当前，大口径钻探技术使用的设备可开凿直径为800～1200mm的钻井，而且钻井深度可结合钻井方法调整，取芯操作时虽钻井直径不超过1200mm，但钻进深度可达50～60m。如进行全断面钻进孔径为800～1200mm，孔深可超过100m。总之，利用大口径钻探技术可通过孔壁和岩芯不但能观察地质风化、断层、透水性、岩性等状况，而且还可研究水文地质结构和岩体结构。

2遥感技术勘测方法

遥感技术在水利水电工程地质勘测上的应用，大大提高了地质勘测的灵活性和准确性。依据遥感平台高度可将遥感勘测技术分为地面遥感、航空遥感和航天遥感3种类型。且利用该技术获得的陆地摄影照片、航片、卫星照片等材料均是真实自然景观的图像，因此能够较清晰、全面的反映出岩溶、泥石流、崩塌、滑坡等地质现象，同时还能从中观察出地质构造、地层岩性和地貌形态。遥感勘测技术具有信息丰富、视野广阔、获得的影像具有一定周期性等优点，被广泛应用在水利水电工程地质勘测工作中。

2.1研究区域构造稳定性

利用遥感技术能够获得大量的高质量线性构造信息，因此能够准确地反映出地貌形态、水系分布以及地质特征等信息，进而帮助地质勘测技术人员更好地研究水利水电工程周围地区构造格架，评估工程周边地区构造稳定性提供准确素材。

2.2调查自然灾害

水利水电工程附近诸如泥石流、滑坡、崩塌自然灾害的调查是地质勘测工作的重要组成部分。针对该项内容的勘测如借助遥感技术提供的彩红外片或航卫片，结合现场勘查提供的资料进行全面的分析，能较详细的了解影响水利水电工程稳定性的自然灾害情况，对保证水利水电工程稳定性运行具有重要意义。

2.3调查岩溶情况

遥感技术提供的影像材料尤其彩红外影像，能为分析水利水电工程岩溶情况提供准确参考。一方面从影像中能很好的判读岩溶地貌状况，另一方面能从介质红外光谱差异性上分析泉水和地下水分布信息。国内很多水利水电工程地质勘测时，利用该方法研究岩溶及其渗漏问题取得较好效果。

2.4地质测绘填图

地质测绘时要求在保证成图现场校准和确保野外工作量的基础上，提倡使用遥感图进行地质测绘。而且部分地区大比例尺工程地质图应首先考虑遥感成图。这些要求均在我国水利水电工程勘测相关文件中有所体现。

2.5地质编录岩土工程开挖面

为更好的完成水利水电工程施工中存档备查、安全预报、反馈设计等环节工作，应借助遥感技术进行地质编录以指导水利水电工程地下工程开挖施工。为此，我国相关研究部门，在完善高边坡快速地质编录系统的基础上，成功应用到水利水电工程项目中。实际施工时结合使用数码摄像机，并进行现场采集和数据预处理，运用专门的软件系统进行处理后能够获得任意方位的线划图和连续的彩色影响。

2.6研究防洪、水土保持情况

我国相关科研单位曾利用TM卫片，对负责区域的水利水电工程附近的泥石流、滑坡情况进行解译，同时对其发育情况进行划分最终获得了区划图，并在此基础上提出了治理和建立预警系统意见，进而为负责区域的水利水电工程防洪、水土保持工作的开展提供价值较高的资料。

3工程物探方法

我国水利水电工程地质勘测中工程物探方法的应用起步较晚，直到20个世纪90年代，一些研究单位中才配备管线仪、声波仪、透视仪、电法仪以及综合测井仪等设备，使地质勘测野外数据采集精度得到较大提高，一定程度上促进了我国地质勘测技术的发展。

3.1地球物理层析成像技术

该技术借助已存在的钻孔或平洞，对发射和接受的投射波进行采集和处理，进而获得孔洞间波速值，最终对区间的岩体做出判断。实际勘测施工中如未找到有效且经济的方法，采用该技术往往能取得较好的效果，它不但减少操作劳动量，而且还能提高岩体物理力学整体评价质量。因此，我国非常重视该种技术在水利水电工程项目中的应用。

3.2钻孔彩色电视系统

该系统在确定泥化夹层位置、形状和尺寸方面发挥重要作用。经过多年的发展钻孔彩色电视系统经过了a91mm、a53mm、50mm阶段，其中a53mm彩色电视系统中的钻孔在a56mm金刚石钻孔基础上发展而来，50mm的钻孔彩色电视系统为在地质勘测中更好的观察水平风钻情况研制而成，该系统中首次运用了CCD光电耦合器件，具有性能稳定、集成度高、设计合理等优点。在科技发展推动下，钻孔彩色电视系统融合了数字和图像处理技术，功能越来越强大，例如主机将录像机、监视器、控制器融合为一体，能接入口径不同的钻孔电视探头，不但实现了数字化压缩存储，而且为后期的处理提供较大便利。

3.3高密度电法勘探

高密度电法工作依据的原理仍包含在电阻率法的范畴之内，不过其将地震勘探数据采集方法引入进来。进行野外实际勘测时能将所有电极设置在测点上，并利用电测仪和程控电极开关的转换实现数据的及时采集，同时将采集的数据进行处理进而获得地电剖面图。该方法融合了计算机和现代电子技术，能显著提高地电数据采集效率。

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2耦合多源数据的水利水电工程地质剖面生成方法

各类地质数据解译分析的目的是为了弄清工程区复杂的地质结构几何形态和空间分布关系，水利水电工程地质研究的主要对象为地形地貌、地层岩性和地质构造三类地质要素。因此，耦合多源地质数据的解译分析结果，对各类地质要素进行综合分析，获得能客观反映其空间构造的剖面数据，将为三维地质数据的集成提供数据源。根据地质结构分析可知，反映工程地质条件的数据多种多样，如地形等高线、钻孔、平硐、实测剖面、遥感解译图、地层柱状图、区域地质图、构造地质图等，由于数据来源、勘测手段、数据精度等方面的不一致，使得这些地质数据不能完全统一地反映实际地质条件，需要进行耦合处理分析，形成一致的解释结果。根据数据的类型和使用方式，可将其分为两大类:①直接可用数据。包括钻孔、平硐及其相关属性数据，这些通过地质勘探得到的原始采样数据，精度很高，利用数据库进行存储管理后，可直接用于剖面解译和集成系统中。②间接图形数据。由不同分辨率不同精度的图形组成，既包含分析处理过的原始信息，如三维地形、剖面数据等，也包括分析得到的数据，如通过地质点、遥感图像解译获得的地层界线、断层、褶皱等构造迹线，以及地层柱状图、构造地质图等，这类数据一般利用AutoCAD平台进行二维存储，需要进行耦合统一分析。在传统剖面形成的基础上，提出改进的耦合多源地质数据的地质剖面生成方法如下:a．将综合反映工程区域地质测绘、勘探和分析成果的工程地质平面图数字化处理，主要包含地形等高线、地表出露的岩层界线和构造轮廓线(断层、褶皱等)，以及勘探数据分布，如图1(a)所示。b．结合工程需要在平面图上交互定义剖面位置，如图1(a)中的A—A''''剖面线。c．确定剖面位置后，考虑一定的距离s(0≤s≤r，r定义为研究区域内剖面的缓冲半径)和权重w选择该位置附近的钻孔和平硐，s越小，w越大。d．在平面图的基础上，结合岩层剖面分析图和构造地质图，分别计算剖切面与地形面、岩层界面及断层迹线之间的交点，得到点集Pt、Ps和Pf，连接各点集中的点即可形成相应的地形线、岩层界线和断层线。e．自动导入钻孔、平硐数据并分析各地质结构产状，对上一步得到的结果进行调整修改，使其与实际数据完全吻合;并采用样条曲线技术对每条界线进行平滑处理，获得如图1(b)所示的剖面。该方法基于表格数据、图形数据和相关的地质信息，能够半自动化地完成剖面定义和绘制，依此可形成一系列工程所需要的地质横纵剖面图和轴线剖面图，并可在确定的高程下对这些剖面图进行平切，可获得不同高程下向深部推断分析的地质平切图。

3水利水电工程地质综合数据集成

通过对各种原始勘探资料的整理分析和耦合，获得了一系列与工程相关的、含有地质专家经验知识的二维横纵剖面图和平切图，钻孔、平硐数据可通过数据库直接读入，还需要将所有剖面中的各类岩层界线、构造界线等按照统一的“层(layer)”进行分层归类，其自动分层和集成处理的主要步骤如下:a．定位二维剖面图。收集所有剖面，分别对横纵剖面和平切面进行定位，其中横纵剖面的定位数据包括剖面名称、段数、起始坐标(x1，y1，z)和终点坐标(x2，y2，z)，当剖面段数大于1时还有一系列分段坐标;平切面的定位数据为平切面名称和高程。这些定位数据存储于数据库中。b．提取二维剖面线数据并作三维转换。在AutoCAD中自动提取相关的横纵剖面和平切图等二维图形中的地质线条上的点坐标，并依次分类全部存储在数据库中，主要包括地层类、断层类和界限类(主要是划分的风化、卸荷上下限)等。c．剖面线自动分层。必须有一个较完整的细分图层的剖面，才能对所有剖面线进行自动求交判断。两条不同剖面线之间存在交点则表明同属一个图层，据此可将剖面线自动分层，每条剖面线的数据包括图层名、所在剖面名称和一系列构成剖面线的点数据。

4工程实例分析

某水电工程所处地区属扬子板块西缘松潘-甘孜造山带南的木里弧形构造带，坝段及邻近区域地层普遍变质，褶皱强烈，断裂发育，工程地质条件非常复杂。该工程坝址位于雅砻江中下游河段，河流流向约N25°E，河道顺直而狭窄，其工程地质研究区域为一长方形，沿河流方向呈北东向展布，长1700m，宽1560m，面积约2.7km2。该工程地质勘测设计历经10余年，获得了大量工程地质勘察资料和研究成果，基于上述不同阶段的地质勘察数据，针对选定坝址区域进行各种地质解译分析研究，对其地质结构进行空间构造推断分析，按照研究区域和各主体工程设计的需要，获得了一系列的地质分析成果，包括研究区域的工程地质平面图和数字地形，8个从坝址上游到下游展布的横剖面图，5个左右岸分布的纵剖面图，19个不同高程的平切面图，以及其他沿各种建筑物轴线剖切的剖面图等。图2给出了基于坝区5m间距地形等高线建立的数字地形模型，图3为坝轴线附近的横剖面图。所有上述数据三维集成后的成果如图4所示，包括所有钻孔、平硐和剖面数据，并分类得到不同岩层、断层、岩脉、覆盖层、风化卸荷界限等耦合解译数据。基于耦合集成的三维数据可建立相应的三维地质模型，如图5所示，为地质、水工、施工等不同专业工程师设计分析提供地质模型平台。

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2.地质环境对水利工程的影响

地下水对水利工程的影响主要体现在以下两个方面：首先，由于岩土体与地下水的相互作用，会导致岩土的稳定性与强度降低，并且进一步引发多种地质灾害，如水坝渗漏，岩溶以及滑坡等，而这些灾害一般都会给建筑工程的施工和后期使用造成很大的影响，甚至引发安全事故。其次，因为地下水中富含大量的有害化学成分，容易破坏和侵蚀水位下的钢结构和混泥土结构，从而降低了建筑物的使用期。从地基和基础的层面来说，地下水水位的变化也会在对建筑工程造成不同程度的影响。如果地下水水位的变化在基础面之上，不会对建筑基础造成太大的损害；如果地下水水位变化在基础面以下，就会对建筑基础造成非常重大的损失。若是地下水水位上升，岩土体会软化，进而削弱建筑地基的强度。尤其当岩土体结构不稳定时，出现的软化现象会更加严重，而引发建筑物破坏、变形等后果。

3.水利工程地质勘测的主要手段

3.1山地勘探

山地勘探，是一种通过人工或机械剥土，开挖探坑、探槽、探井等，从而展示出地表浅层地质状况的勘探地质方法。山地勘探一方面可以直接有效地对地质现象进行试验、取样和观察，另一方面由于这种方法在使用的工具和技术方面不需要太高的要求，所以它大多数情况下是用来勘察地表浅层地质。由于它的勘探工具和技术简单，使得勘测的深度也有所限制，这也是山地勘探的缺点所在。

3.2工程物探

工程物探，它不同于山地勘探，它主要是用观测仪器对被勘探区的地球物理场进行直接精确的测量，然后对测量地球物理场所得的数据进一步处理来推断并预测地下可能存在的局部地质体、地质构造的位置等其他具体属性的科学。工程物探方法主要包括重力场勘探、磁场勘探、直流电场勘探等等，以及地震波勘探、电滋波勘探等。

3.3钻探

钻探，同山地勘探和工程物探一样，是一种勘察水利水电工程地质的重要方法。因为工程建设的地基条件和要求都变得越来越复杂，而且还出现了许多地质问题，比如软弱夹层的层位确定和取样，砂层取原状样，以及特硬地层的钻进等问题，如果只依靠常规的钻探方法，并不能得到理想的结果。我国的工程师为解决这些难题不断地钻研工作，最终取得一批效果良好的成果，如金刚石套钻取芯技术以及各种类型的砂层和软土层钻进及取样技术等。而且有很多技术都已达到了国际先进水平。

4.水利工程建设的工程地质环境分析

4.1地壳稳定性

地壳稳定性是指受到地球内因外因和工程共同作用下的断层移位，坡体的崩塌、滑坡、泥石流等。在水利工程地质勘察过程中主要对区域的地形地貌和地质构造等进行全面调查，分析制约系统应力场以及渗力场的规模以及强度的因素，最后获得这些工程地质现象发展的预测信息，从而可以提醒我们提前做准备，在最大程度上降低经济损失。除此之外，还要求对遭到破坏的现象进行应力应变反演算反分析，分析并找到影响稳定性的重要影响因素，然后尽可能地采取针对性的技术措施进行协调，从而达到系统的稳定。

4.2地基稳定性

水利工程中所指的地基稳定性指的不仅仅是水工构筑物的地基稳定性。坝基的稳定性所涉及的不仅仅是承载能力和变形问题，同时还涉及了坝体的抗滑移问题和坝基岩层的产状对坝基所产生的影响。由于水利工程的地基不仅要承受自身自重和水自重，同时还要承受水的作用所形成的各种荷载作用。地基在承受这些荷载之后，将会产生一定的变形，并且把应力能转化为应变能。尤其是岩基，在各种荷载作用之下，不仅是岩石的弹性发生变形，而且还会由于岩石的塑性变形或沿某节理裂隙发生剪切破坏引起基础沉降。

4.3地表稳定性

地表稳定性涉及的主要是地表层面的变形问题，它一般体现在动力工程地质现象中，各种地表变形破坏的情况中，以及地表岩土体的性质变化。仔细研究与勘测地表的稳定性会对这些工程地质现象的发育规模、发展速度及趋势的进一步预测带来便利。在研究地表稳定性的同时，还应该积极地提出工程技术措施来减弱这些变形破坏现象的发生。总而言之，在对地表稳定性进行分析时，要着重分析这些工程地质的物质基础岩土体的性质和这些岩土体在水作用前后性质的差异，而且要及时且科学地预测这些工程地质现象的规模、强度及发展趋势。

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水利工程勘察的任务是运用地质学和力学的相关知识解决水利工程上的地质问题，勘察的目的是通过对工程地质条件、存在的地质问题、工程地质评价等，从地质方面保证水利工程建筑和地质环境的和谐发展，促进工程建设的顺利完成。但在实际的勘察工作中，人们往往把注意力集中在地质性质和结构的研究中，很少关注水文地质问题，给水利工程的顺利开展带来了隐患。

一、水利工程勘察中对水文地质的评价内容

很多水利工程企业在进行水文地质勘察时没有在基础设计和施工需要的基础上评价水文地质对岩土工程的影响，导致很多工程的质量受到下沉和开裂的威胁，因此，水利工程的勘察一定要做好水文地质的评价：首先，水利工程企业在进行勘察时要结合建筑物的实际情况，结合地基基础类型，勘察水文地质问题，为水利工程的开展提供有用的水文地质资料。其次，要重视地下水对建筑物和岩土体的影响，预测地下水的危害，并针对危害提出预案措施。第三，根据地下水对建筑物和岩土体的影响，提出在不同的条件下，应该重点评价的水文问题。

二、地下水引起的岩土工程危害

地下水引起的岩土工程危害，主要是由于地下水位升降变化和地下水动水压力作用两个方面的原因造成的。

2.1　地下水升降变化引起的岩土工程危害

在工程勘察中要注意调查了解地下水位条件及其升降变化。在天然条件下地下水位一般是季节性变化雨季水位上升旱季水位下降。地下水位的天然变化是区域性。渐变的。而且变幅较小但是，人为因素引起的局部性地下水为升降变化的幅度往往大于天然变化所引起的岩土工程危害更为严重。水位上升引起的岩土工程危害。潜水位上升的原因是多种多样的．其主要受地质因素如含水层结构、总体岩性产状；水文气象因素如降雨量、气温等及人为因素如灌溉、施工等的影响，有时往往是几种因素的综合结果。由于潜水面上升对岩土工程可能造成如下影响；土壤沼泽化、盐渍化，岩土及地下水对建筑物腐蚀性增强：斜坡、河岸等岩土体岩产生滑移、崩塌等不良地质现象：一些具特殊性的岩土体结构破坏、强度降低、软化：引起粉细砂及粉土饱和液化、出现流砂、管涌等现象；地下洞室充水淹没，基础上浮、建筑物失稳。（2）地下水位下降引起的岩土工程危害。地下水位的降低多是由于人为因素造成的，如集中大量抽取地下水、采矿活动中的矿床疏干以及上游筑坝、修建水库截夺下游地下水的补给等。地下水的过大下降，常常诱发地裂、地面沉降、地面塌陷等地质灾害以及地下水源枯竭、水质恶化等环境问题．对岩土体、建筑物的稳定性和人类自身的居住环境造成很大威胁。

2.2　地下水位对岩土物理力学性质的影响

地下水的升降变化能引起膨胀性岩土产生不均匀的胀缩变形，严重若形成地裂，引起建筑物特别是低层或轻型建筑物的破坏。当地下水升降频繁时或变化幅度大时。不仅使岩土的膨胀收缩变形往复。而且会导致岩土的膨胀收缩幅度加大。因此，在膨胀性岩土地区进行工程勘察时应特别注意对场地水文地质条件的研究　特别地下水往往升降变化中高度和变化规律这对地基基础深度的选择（宜选在第下水位以上或地下水位以下，不宜选在地下水位变动带内）有主要的参考价值。在建筑工程的地基内，当地下水位在基础底面以下压缩层范围内发生变化时，就能直接影响建筑物的稳定性。若水位在压缩层范围内上升时，软化地基土，使其强度降低、压缩性增大，建筑物可能产生较大的沉降变形若水位在压缩层范围下降时，岩土的自重应力增加）可能引起地基基础的附加沉降，如果土质不均匀或地下水位的突然下降也可能使建筑物发生变形破坏在地下水位以上、地下水位变动带和地下水位以下，具有明显的变化规律土体从上到下，有天然含水量、孔隙比由小大一小，压缩模盆、承载力由大一小一大的变化规律。这是由于地下水位以上部位，经长期淋滤作用，铁铝富集，并对土颗粒起胶结和充填作用，增大了土拉间连接力，往往形成“硬壳层”，因而含水、孔隙比小而压缩模和承载力增高而位于地下水位变动带的土层，由于地下水积极交替，土中的铁铝成分流失，土质变松，因而含水量、孔隙比增大，压缩模量、承载力降低位于地下水位以下的土层，由于地下水交替缓慢，氧化、水解作用减弱，加之上覆土层的自重压力作用。土质比较密实。因而含水贫、孔隙比减小，压缩模、承载力增岩土特别是各类软质岩石、风化残积土、不同成因的粘性土等，其物理力学性质的变化规律　与地下水位有着密切的联系。因此，在分析研究岩土物理力学的变化规律时。应充分重视地下水位这一重要影响因素。

2.3　地下水动水压力作用引起的岩土工程危害

地下水在天然状态下动水压力作用比较微弱，但是在人为工程活动中由于改变了地下水天然动力平衡条件，在一定的动水压力作用下，往往会引起一些严重的岩土工程危害。如流砂、管涌、基坑突涌等。

三、水文地质问题对水利工程的影响

3.1　地下水位上升对水利工程造成的影响

地下水位上升可能会使土壤盐碱化、沼泽化，增强地下水对建筑物的腐蚀性；使一些特殊性岩土结构破坏、强度和硬度降低；河岸、斜坡等发生滑坡、崩塌等现象；地下室充水，使地基上浮，建筑物失去稳定性；使粉砂粉土饱和液化，产生流砂管涌现象。

3.2　地下水位下降对水利工程造成的影响

由于人们缺乏正确的观念，进行不合理的采矿、抽取地下水、上游筑坝、修建水库使下游的地下水没有补给等活动，容易导致地下水位的下降。地下水位的下降会导致地面下沉、塌陷、地裂等地质灾害，影响地下水资源的质量，还可能会导致地下水资源的枯竭，对建筑物的稳定性也带来很大威胁。

3.3　地下水位频繁升降对水利工程造成的影响

地下水位频繁的升降不仅会给岩土质量带来很大的损害，还可能直接造成建筑物的毁坏。地下水升降能使膨胀性的岩土变得不均匀，导致胀缩变形，如果岩土的膨胀收缩变形过于频繁，会导致岩土膨胀收缩的幅度增大，造成岩体破裂，导致建筑物的破坏。地下水上升下降的频繁交替，会使土层中形成一种胶结物，造成岩土中铁、铝等营养成分的流失，失去胶结物的土层变得疏松，土质之间的缝隙也增大，降低了岩土的承载力，增加了工程基础选择的难度。

四、总结

综上所述，在新时期新形势下，加强对水利工程勘察中水文地质问题的研究是非常必要的，水文地质工作在预防工程地质灾害、建筑物基础设计以及建筑物基础持力层选择等方方面面所发挥的作用是不可替代的。因此，我们必须予以水文地质研究工作高度的重视，转变观念，从实际出发，加强对于水文地质问题的研究与分析，让水利工程地质勘察的成果更具有说服性、实用性以及预见性，最终有效地服务于工程的建设，促进我国全面构建社会主义市场经济伟大战略目标的最终实现。

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中图分类号：P336文献标识码： A

引 言

物探是地球物理勘探的简称，它是根据各种岩石之间的密度、磁性、电性、弹性、放射性等物理性质的差异，利用地球物理的原理，采用不同的物探仪器和物理方法，对工程区的地球物理场进行测量，以解决地质问题的一种物理勘探方法。 当地下单元含有地下水之后，它的含水量将与电导率、渗透率、地层孔隙度、矿化度等诸多因素相关。 此外放射异常、弹性波阻抗异常、磁异常等均可以运用在水文地质实际工作中去。 在实际中，水文地质工作可以采用很多种类的地球物理勘探方法。 本文将对其中几种主要方法进行介绍，如高密度电阻率法、激发极化法、CSAMT、瞬变电磁法和地面核磁共振法等。

1 高密度电阻率法

岩石电阻率是由多种因素共同决定的。 这些因素包括含水量及水的矿化度、孔隙度、颗粒结构、矿物成分等。 在同一层岩石中有没有含水，会在很大的限度上决定电阻率的数值。 运用电阻率物探方法进行水文地质勘查，其实就是通过测定含水层的电阻率在其空间的分布规律，探查和发现含水岩层的储水条件、空间展布，最终进行水文地质勘查，这种方法是一种间接找水的方法。高密度电法实际上是电剖面法和电测深法相结合的产物。其基本原理与普通电阻率法相同， 通过 A、B 电极向地下供电流，然后在 M、N 极间测量电位差，从而可求得该点（M、N 之间）的视电阻率值。 高密度电阻率法原理如图 1 所示。

图1 高密度电阻率法原理图

由于在观实际测中布置了高密度的观测点，所以高密度电阻率法是阵列思想应用于电阻率法的产物。 高密度电阻率法为地下水资源勘查提供了有效、快捷的工具。 它不但可以运用非含水地层和含水介质之间的电性差异，来直观的获取水循环条件、富水特性和含水层位置等方面的信息；还可以通过建立含盐量与电阻率之间的转换关系，从而实现含盐量的动态原位监测。 除此之外，因为含水介质导电特性和导水性之间非常相似，高密度电阻率法便为水文地质参数的校正、确定提供了一种有效的手段。

2 激发极化法

激发极化法（或激电法）就是以岩、矿石激发极化效应的差异为基础来解决地质问题的一类勘探方法。 当对地下地质体供入一直流脉冲 ΔV1，在供电电流不变的情况下，可观测到如下现象：地面上两个测量电极的地位差 ΔV（t）随时间增加而趋于饱和值。 在供电电流断开之后，会发现电极间电位差将快速的衰减，在衰减带一定的数值后，衰减的速度将开始变慢，经过一点时间后，其可衰减为零。 这种在放电和充电过程中会产生的附加电场现象，被称为激发极化效应。在实际地质应用方面，初期的激电法主要用于勘查硫化金

属矿床，后来发展到诸多领域，如氧化矿床、非金属矿床、工程地质问题等。 近年来，激电法找水效果十分显著，被誉为“找水新法”。 利用激电法确定地层的含水性，这种方法最好与高密度电阻率法相结合，这样就可以提高找水的成功率，降低地球物理解释的多解性。

3 （CSAMT）可控源音频大地电磁法

CSAMT 是在（AMT）音频大地电磁和（MT）大地电磁法的基础上发展起来的一种可控源频率测深方法。 可控源音频大地电磁法运用可控制的人工场源来测量从电偶极源到地下的电磁场分量，两个电极的电源距离在 1~2km，测量是在距离场源5~10km 之外的地方进行 。 CSAMT 方法的工作频率一般从10kHz~0.125Hz，因此，勘探深度一般可从地表到地下几千米 。由于该方法运用巨大的人工信号源，能够压制干扰，所以可以采集到高质量的数据。 CSAMT 方法的基本理论是基于电磁波传播理论和麦克斯韦方程组， 导出电场 Hy、ρs磁场与视电阻率的关系式为:

可控源音频大地电磁法的出现展示出了较好的应用前景，其作为激发极化法和普通电阻率法的补充，可以深层次的解决地质问题。 例如地热勘查和水文工程地质勘查、推覆体或火山岩下找煤、油气构造勘查等方面，都取得了良好的地质效果。 在地下水资源中，可控源音频大地电磁法适合寻找深部的基岩裂隙水。

4 （TEM）瞬变电磁法

TEM 是运用接地线或者不接地线源向地下发送一次场 ，在一次场的间歇期间，测量出电磁场随时间的变化，依据二次场的曲线衰弱特征判断出地下不同深度地质体的规模大小及电性特征等。 因为瞬变电磁法是观测纯二次场，消除了由一次场而产生的装置偶合噪音，其有着受旁侧地质体影响小、与探测地质体有最佳偶合、对低阻反映灵敏、探测深度深、横向分辨率高、体积效应小等优点。TEM 与其他测深方法进行比较，它具有探测深度大、工作效率高的优点。 近年来，该方法得到迅速发展，特别是对探测低阻覆盖层下的良导电地质体取得了显著的地质效果。 由于上述特点，针对水文地质问题，TEM 不仅仅可以确定水文地质构造类型和在冲积层地区估算基岩的埋深和地下水位；还可以在滨海含水层中查明绘制人为和自然发生的海水入侵分布图以及咸淡水界面、监测和圈定地下水污染通道。

5 （SNMR）地面核磁共振法

地面核磁共振（SNMR）是近年发展起来的找水方法也是目前世界上唯一的直接找水的地球物理新方法。 通过运用了不同物质原子核弛豫的性质，从而产生了 SNMR 效应。SNMR 效应利用地面核磁共振找到水仪器，研究并观测在地层中水质子产生的核磁共振信号的变化的规律，进而探测地下水的时空赋存和存在性的特征。

地面核磁共振法找水的原理决定了可以找多少水，尤其是淡水。 在 SNMR 方法的探测范围之内，只要有自由水存在，就可以感应到核磁共振信号响应，反之就没有响应。 另外地面核磁共振方法受到地质因素的影响比较小，这样就可以用来区别电磁测深法的电阻率和间接找水法的电阻率的异常地质。 当前， 地面核磁共振法不足之处在于不能用来探测埋藏深度在150m 以下的地下水，并且易受电磁噪声的干扰。

6 结 语

从发展的角度看，从高密度电阻率法、激发极化法到可控源音频大地电磁法（CSAMT）、瞬变电磁法（TEM），再到地面核磁共振法，地球物理勘探方法总体上在不断进步。 尽管如此，在复杂的地质背景下，没有一种方法是万能的，只有根据不同的地质条件和工作要求，针对性地采取某种方法或几种方法的组合，才能提高成果的解译程度，更加精确地完成地球物理勘探工作。 多种方法的结合使用已经开始普遍用于地下水的勘探研究，也取得好的结果。 随着勘探难度的加大，还有更多的问题需要探索和研究。 相信随着人们认识程度的提高，物探在地下水勘察中的作用会越来越明显， 水资源勘察也将进入一个新阶段。

参考文献：

［1］ 韦卫明. 高密度电法在工程勘察应用中的体会［J］. 煤炭技术，2011（2）.

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中图分类号：P641 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）04-0172-01

F阶段，关于水文地质工程地质的研究已经成为了该领域的热点，好多研究人员对相关问题的研究中。总的说来，水文地质和工程地质之间具有密切的联系，在水利工程中都发挥着关键的作用。就我国而言，我国的国土面积非常大，而且不同地区的气候也存在一定的不同之处，这就为水利工程项目建设提出了新的要求。因此，研究水文地质和工程地质问题具有重要的现实意义。

1 相关概念

1.1 水文地质的概念

所谓水文地质指的就是在构建工程项目时，相关人员需要对项目构建地区地下水情况进行细致的调查，主要需要调查的内容包括：地下水是如何出现的，地下水的实际分布情况，以及具体的成分等。调查地下水的主要目的是确保在构建水利工程项目时可以对地下水进行充分的使用，并使得地下水对工程项目的影响力尽可能的小一些。在开展相关工作时，需要水位勘探技术的支持，相关人员利用水文勘探技术主要需要做的工作是：第一，对工程项目所在地进行仔细的观测；第二，开展一系列的测绘工作；第三，以前面的工作为基础，开展一定的探查工作。

1.2 工程地质

所谓工程地质指的就是相关人员通过开展一系列的实地考察工作，然后为工程项目的构建提供必要的地质方面的信息。在这些信息的辅助之下，工程项目的设计和建设工作可以得到顺利开展。在开展地质勘探时，主要关注的是工程项目所在地区的岩土情况。

2 水文地质和工程地质勘察的主要目的

一般来讲，在项目建设过程中，开展水文地质勘查工作的主要目的就是对项目所在地的地下水情况进行透彻的了解，并根据勘查结果对该地区的地下水情况进行科学合理的评估，主要关注两方面的内容：第一，地下水的数量；第二地下水的质量。

开展工程地质勘查的目的主要体现在：第一，根据地质勘查结果，相关人员可以更好地确定水利工程项目的地址；第二，地质勘查中的相关信息可以作为设计人员设计水利工程项目的参考资料；第三，为相关人员提供和施工技术相关的丰富的地质信息资料。

3 常见的水文地质和工程地质条件

总的说来，比较常见的水文地质和工程地质条件主要有以下几种：

第一，土石类及其性质。就水利工程项目而言，土壤和岩石是非常关键的，对整个项目具有重要的影响。这主要是因为土壤和岩石是水利工程项目在构建地基时需要的主要原材料。因此，土壤和岩石的性质直接决定了地质的质量，从而影响水利工程项目的整体质量。

第二，地形地貌。这里的地形主要指的就是水利工程项目所在地区的地表形态情况，以及山脉的情况等。在勘查过程中，操作人员需要重点关注上述因素，并对进行细致的记录和标记，方便设计人员开展后续的工作。这里的地貌指的主要就是工程项目所在地的地表类型以及地表形态的发育情况等，这是技术人员在勘探中需要重视的一部分工作。

第三，地质结构。主要指的就是水利工程所在地区的地质结构情况，以及岩体结构情况。

第四，水文地质条件。在这里，主要关注的内容有：水利工程所在地区地下水的具体种类、地下水在运行过程中反应出的规律、地下水的水质情况、隔水层的具体情况等。

第五，天然建筑材料。一般来讲，在水利工程的建设区域都会存在一定的天然建筑材料，相关人员需要对其进行充分的勘查，并对其进行合理的利用。在勘查过程中，主要关注的是：首先，天然建筑材料的具体类别；其次，天然建筑材料的实际分布情况和存储数量；再次，如何才能更好的对天然建筑材料进行合理的开采和运输等。

4 水文地质和工程地质相结合和应用情况

现阶段，将水文地质和工程地质结合到一起是一种非常有效的勘探方式，也得到了比较广泛的应用，具体体现在以下几个方面：

4.1 水文地质和工程地质的测绘

所谓水文地质测绘指的就是水利工程所在地区的一些水文情况进行勘察，具体主要包括下述内容：第一，该地区的地貌情况；第二，该地区的地质结构情况；第三，该地区的水文地质条件。而地质工程测绘指的则是对前面得到的水位地质测绘结果进行进一步的处理，主要的处理方式就是对其开展一系列的分析工作，从而为设计人员提供有效的设计依据。

4.2 大坝坝基岩体的工程地质分析

大坝的类型有很多，而且不同的类型对于所在地区的地质条件也具有不一样的需求。在正式开始水利工程项目的设计和建设工作之后，相关人员首先需要确定的就是应该各种大坝类型对于地质条件的实际需求到底是什么，这样当结束工程项目所在地区的地质条件勘查之后，才能清楚该地区是否能够满足要求。如果地质条件存在一定的问题，那么建成的大坝就非常可能出现一系列的问题，如坝区渗透等。

4.3 水库工程地质的建设问题分析

就水库工程项目而言，主要存在两种类型：第一，以原有的河流为基础，构建一定的大坝，从而形成地面水库；第二，借助于地下水，这样的水库属于地下水库。水库建成并投入使用之后，该区域的水文地质也就会随之发生一定的变化，具体体现在：如果水库的需水量很大，那么水位也就会相对较高，此时水库的岸边就会受到一定的冲蚀，从而对地下水的水位造成一定的影响。接下来，就会导致一系列地质问题的产生，如淤积以及倒塌等。

5 结语

在本次研究中，笔者主要围绕水文地质和工程地质展开了研究，主要关注的是两者结合起来在实际中的应用情况，希望可以为相关人员带来一定的启发。

参考文献

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3、主要实践性教学环节：包括工程制图、认识实习、测量实习、工程地质实习、专业实习或生产实习、结构课程设计、毕业设计或毕业论文等，一般安排40周左右。

篇（9）

引言

地质的测绘主要是运用地质相关的理论对工程项目的建设及地质进行精密的观测和分析，了解对于建筑区各个工程地质的内在条件和它们之间的密切关系，然后按照测绘比和论文的尺寸把它们更好地绘制在图纸上，并且通过勘测和试验等编制成工程地质图，作为工程勘测的首要的资料，供给对于项目各个部门的参考。对于长期的地质测绘它依靠于经纬仪、平板仪、水准仪这三种较为局限的应用，在未来的发展中，逐渐的采用了相对来说较为先进的技术设备和设计的理念。现代的地质绘图技术主要依赖于卫星导航定位系统、遥感勘测技术和地理信息系统技术。

1、工程地质测绘

工程地质测绘是岩土工程勘察的基础工作，在诸项勘察方法中最先进行。按一般勘察程序，主要是在可行性研究和初步勘察阶段安排此项工作。但在详细勘察阶段为了对某些专门的地质问题作补充调查，也进行工程地质测绘。

工程地质测绘是运用地质、工程地质理论，对与工程建设有关的各种地质现象进行观察和描述，初步查明拟建场地或各建筑地段的工程地质条件。将工程地质条件诸要素采用不同的颜色、符号，按照精度要求标绘在一定比例尺的地形图上，并结合勘探、测试和其他勘察工作的资料，编制成工程地质图。这一重要的勘察成果可对场地或各建筑地段的稳定性和适宜性做出评价。

根据研究内容的不同，工程地质测绘可分为综合性测绘和专门性测绘两种。综合性工程地质测绘是对场地或建筑地段工程地质条件要素的空间分布以及各要素之间的内在联系进行全面综合的研究，为编制综合工程地质图提供资料。在测绘地区如果从未进行过相同的或更大比例尺的地质或水文地质测绘，那就必须进行综合性工程地质测绘。专门性工程地质测绘是对工程地质条件的某一要素进行专门研究，如第四纪地质、地貌、斜坡变形破坏等；研究它们的分布、成因、发展演化规律等。所以专门性测绘是为编制专用工程地质图或工程地质分析图提供资料的。无论何种工程地质测绘，都是为工程的设计、施工服务的，都有其特定的研究目的。

2、现代测绘技术的应用

现代测绘技术作为一门新的信息科学在经济和社会可持续发展的诸多领域正发挥着愈来愈大的作用。在这里主要介绍现代测绘技术在矿山测量方面、湿地方面、水利工程方面和地理信息系统的发展情况。

2.1矿山测量方面

遥感技术在矿山测量中的应用已经历了较长的时间，并积累了丰富的经验。应用遥感资料，可获取矿区实时、动态、综合的信息源，对矿区环境进行监测，为矿区环境保护提供决策支持。遥感资料用于找矿、矿区地质条件研究、煤层顶底板研究等方面都已得到应用，所有这些，都说明遥感技术应用于矿山测量是矿山测量实现其现代任务的重要保证。

2.2湿地方面

利用遥感技术对湿地生物资源的分布、生长状况及其变化进行估测。利用遥感技术多层次、多时相的动态监测功能获得及时可靠的数据，通过地理信息系统技术进行相关数据的实时更新，并对这些数据进行空间分析，可得到湿地的动态变化情况。

2.3水利工程方面

遥感技术能够实时地对大江、大河和湖水水位进行监测，可实时监测洪水灾害面积。RS和GIS集成能及早预报洪水淹没范围和干旱灾情范围，为防灾、抗灾提供准确信息。在水利枢纽工程竣工后，需对水库大坝、大型桥梁等进行连续的、精密的监测。现代测绘技术提供了连续、实时的安全运行监控手段。

2.4地理信息系统的发展

从系统角度看，在未来的几十年内，地理信息系统（GIS）将向着数据标准化（Interoperable GIS）、数据多维化（3D&4D GIS）、系统集成化（Component GIS）、系统智能化（Cyber GIS）、平台网络化（Web GIS）和应用社会化（数字地球DE）的方向发展。Interoperable GIS 互操作地理信息系统（Interoperable GIS）是GIS系统集成平台，它实现在异构环境下多个地理信息的系统或其应用系统之间的互相通信和协作，以完成某一特定任务。Web GIS 基于WWW的地理信息系统（Web GIS）是利用Internet技术在Web上空间信息供用户浏览和使用。Digital Earth 它是对真实地球及其相关现象统一性的数字化重现和认识，其核心思想是用数字化手段统一地处理地球问题和最大限度地利用信息资源，从而完成数字地球的核心功能，光缆、卫星通信技术以及计算机网络等技术则完成海量空章数据的传输任务。

3地质测绘技术发展

3.1大地控制测量。

控制测量是地质测绘的基础，地质矿区布设平面控制的方法，一是在国家一、二等三角控制下进行三、四等三角点的加密，另一是在国家一、二等三角点下不能加密情况下布设独立的三、四等三角或五秒小三角锁网作为矿区基本“平面控制.独立的三角锁网必须测定锁网的起算边长。我单位在上世纪末期引入载波静态相对定位技术即多台套GPS接收机结合后处理软件以来，精密控制测量就不再限制于通视条件、距离条件这些因素，控制测量的工作模式有了很大的改观，对于相对独立断点分布的矿区工程点不再需要长远距离的测三角锁从其他地方引入控制点，只需从起算点采用边点连接跳跃式地可以直接引入到测区，极大地简化了工作步骤，节省了时间和人力。

3.2地形测量技术。

地形测量的加密图根控制，传统的方法是在矿区基本控制点下布设测角图根线形锁及测角交会点，现在则采用导线测量、GPSRTK模式，极大地减少工作量，也提高了精度。

地形测量是地质测绘工作重要的任务，长期以来的测图方法，以大平扳仪测图，至今在大比例尺地形测图中仍然是普遍采用的主要手段之一。但是占主导地位的已经是全野外数字化测量了，采用全站仪、RTK一天的工作量已是大平板仪所不能比拟，完全不可同日而语了。

4、结语

现代科学技术发展的综合化整体方向极大地影响着现代测绘科学的发展趋势，这种趋势表现在现代测绘新理论的概括性增强，测绘新技术的技术综合程度提高，各专业学科之间的相互交叉与渗透，测绘学与其它门类科学的联系增强加大，测绘学吸收和移植其它学科成果的速度加快，这种学科内外的综合化发展，将使现代测绘学不断开拓出新的领域。测绘将成为构建“数字地球”、“数字中国”的主力军。

5、参考文献：

[1]曹幼元，贺跃光. PDA GPS在地质测绘中的应用[J].测绘技术装备，2005，（4）.

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    1.引言

    水工建筑物不同于其他建筑物,有其自身的特点。因水工建筑物的建成,而使广大范围内的水文和水文地质条件发生变化。这种变化就可能引起水库岸坡再造、水库渗漏、水库淤积和坝下游河床冲刷等作用。因此,必须重视勘察、设计、施工全过程,否则,后果极其严重。在坝址选择时除了考虑主体建筑物拦水坝的地质条件外,还应研究包括溢洪、引水、电厂、航闸等建筑物的地质条件,为规划、设计和施工提供可靠依据。

    2.坝址选取的工程地质勘察

    在自然界中,地质条件完美的坝址很少,尤其是大型的水利枢纽,对地质条件的要求很高,更不能完全满足建筑物的要求。所谓“最优方案”是比较而言的,最优坝址在地质上也会存在缺陷。所以在坝址选择时,应当考虑不同方案,并采取改善不良地质条件的处理措施。因此,地质条件较差,预计处理困难,投资高昂的方案,应首先被否定。坝址选择时,工程地质论证的主要内容包括区域稳定性、地形地貌、岩土性质、地质构造、水文地质条件和物理地质作用以及建筑材料等,还要预计到可能产生的工程地质问题和处理这些问题的难易程度,工作量大小等,下面分别论述。

    2.1 区域稳定性

    区域稳定性问题的研究在水利水电建设中具有特别重要的意义。围绕坝址或要开发的河段,对区域地壳稳定性和区域场地稳定性进行深入研究是一项战略任务。特别是地震的影响直接关系着坝址和坝型的选择,一般情况下,地震烈度由地震部门提供,但对于重大的水利枢纽工程要进行地震危险性分析和地震安全性评价。因此,对于大型水电工程,在可行性研究阶段,应组织专门力量解决区域稳定性评价。

    2.2 地形地貌

    地形地貌条件是确定坝型的主要依据之一,同时,它对工程布置和施工条件有制约作用。狭窄、完整的基岩“V”型谷适合修建拱坝,宽高比大于2的“U”型基岩河谷区宜修建混凝土重力坝或砌石坝。宽敞河谷地区岩石风化较深或有较厚的松散沉积层,一般适于修建土坝。不同地貌单元,其岩性、结构有其自身的特点,如河谷开阔地段,其阶地发育,二元结构和多元结构往往存在渗漏和渗透变形问题。古河道往往控制着渗漏途径和渗漏量等。因此,在坝址比选时要充分考虑地形、地貌条件。

    2.3 岩土性质

    岩土性质对建筑物的稳定来说十分重要,对坝址的比选具有决定性意义。因此,在坝址比选时,首先要考虑岩土性质。修建高坝,特别是混凝土坝,应选择坚硬、完整、新鲜均匀、透水性差而抗水性强的岩石作为坝址。我国已建和正在施工的70余座高坝中,有半数建于强度较高的岩浆岩地基上,其余的绝大多数建于片麻岩、石英岩和砂岩上,而建于可溶性碳酸盐岩、强度低易变形的页岩、千枚岩上的极少。通过结合工程实践,根据不同成因类型岩土的建坝适宜性及其主要问题作简要概述。

    (1)侵入的块状结晶岩体,一般致密坚硬、均一、完整、强度大、抗水性强、渗透性弱,是修建高混凝土坝最理想的地基,其中尤以花岗岩类为最佳。这类岩石需注意它们与围岩以及不同侵入期的边缘接触面,平缓的原生节理,风化壳和风化夹层的分布,选坝时避开这些不利因素。

    (2)喷出岩类强度较高、抗水性强,也是较理想的坝基。我国东南沿海、华北和东北有不少大坝坐落在这类岩石上。喷出岩的喷发间断面往往是弱面,存在风化夹层、夹泥层及松散的砂砾石层,还有凝灰岩的泥化和软化等,对坝基抗滑稳定性的影响不可忽视。此外,玄武岩中的柱状节理,透水性很强,在选坝时也须注意研究。例如:桑干河干流上的山西省册田水库大坝坝基为新生代的玄武岩,柱状节理极发育,坝基及绕坝渗漏严重,影响着水库效益。

    (3)深变质的片麻岩、变粒岩、混合岩、石英岩等,强度高、抗水性强、渗透性差,也是较理想的坝基。但是在这类岩体中选坝址,必须注意片理面的各向异性及软弱夹层的存在,选坝时,应避开软弱矿物富集的片岩(如云母片岩、石墨片岩、绿泥石片岩、滑石片岩)。在浅变质岩的板岩、千枚岩区,应特别注意岩石的软化和泥化问题。

    (4)沉积岩中,以厚层的砂岩和碳酸盐岩为较好的坝基。这类岩石坝基较岩浆岩、变质岩的条件复杂。这是因为在厚层硬岩层中常夹有软弱岩层,这些夹层力学强度低,抗水能力差,易构成滑移控制面。碎屑岩类如砾岩、砂岩等,强度与胶结物类型有关,一些胶结物在水的作用下可能产生溶解、软化、崩解、膨胀等。在构造变动下往往发生层间错动,经过次生作用易于发生泥化。在坝址比选时必须十分注意这一问题。此外,碳酸盐岩的岩溶洞穴和裂隙的发育,可能会产生严重的渗漏。

    另外,在坝址比选中,河床松散覆盖层具有重要意义。修建高混凝土坝,坝体必须座落在基岩之上,若河床覆盖层过厚,就会增加坝基的开挖工程量,使施工条件复杂化。所以当其他条件大致相同时,应将坝址选择在覆盖层较薄的地段。有的河段因覆盖层过厚,只得采用土石坝型。比选松散土体坝基的坝址时,须研究渗漏、渗透变形和振动液化等问题,而且应避开如淤泥类土等软弱、易变形土层。

    2.4 地质构造

    地质构造在坝址选择中同样占有重要地位,对变形较为敏感的刚性坝来说更为重要。在地震强烈活动或活动性断裂发育的地区,选坝时应尽量避开或远离活断层,而位于区域稳定条件相对较好的地块上。在选坝前的可行性研究时,应进行区域地质研究,查明区域构造格局,尤其要查明目前仍持续活动或可能活动断裂的分布、类型、规模和错动速率,并预测发生水库诱发地震的可能及震级。国外有些水坝就因横跨活断层而坝体被错开或致垮坝。地质构造也经常控制坝基、坝肩岩体的稳定。在层状岩体分布地区,倾向上游或下游的缓倾岩层中存在层间错动带时,在后期次生作用下往往演化为泥化夹层,若有其他构造结构面切割的话,对坝基抗滑稳定极为不利,在选坝时应特别注意。因为缓倾岩层的构造变动一般较轻微,容易被忽视。陡倾甚至倒转岩层,由于构造形变强烈,岩石完整性受到强烈破坏,在选坝时更要特别注意查清坝基内缓倾角的压性断裂。总之,要尽可能选择岩体完整性较好的构造部位作坝址,避开断裂、裂隙强烈发育的地段。

    2.5 水文地质条件

    在以渗漏问题为主的岩溶区和深厚河床覆盖层上选坝时,水文地质条件应作为主要考虑的因素。从防渗角度出发,岩溶区的坝址应尽量选在有隔水层的横谷、且陡倾岩层倾向上游的河段上。同时还要考虑水库有否严重的渗漏问题,库区最好是强透水层底部有隔水岩层的纵谷,且两岸的地下分水岭较高。当岩溶区无隔水层可以利用的情况下,坝址应尽可能选在弱岩溶化地段。这就要求仔细分析研究岩层结构、地质构造和地貌条件。

    2.6 物理地质作用

    影响地址选择的物理地质作用较多,诸如岩石风化、岩溶、滑坡、崩塌、泥石流等,但从一些水库失事实例来看,滑坡对选择坝址的影响较大。在河谷狭窄的河段上建坝可节省工程量和投资,所以选择坝址时总希望找最窄的峡谷段。但是,峡谷地段往往存在岸坡稳定问题,一定要慎重研究。如法国罗曼什河上游一坝址,地形上系狭窄河段,河谷左岸由花岗岩和三叠纪砂岩及石灰岩构成。右岸是里亚斯页岩,表面上看来岩体较完整,后经钻探发现页岩下面为古河床相的砂砾石层,表明了页岩是古滑坡体物质,滑坡作用将河槽向左岸推移了70m。因而只得放弃该坝址而另选新址。

    2.7 天然建筑材料

    天然建筑材料也是坝址选择的一个重要因素。坝体施工常常需要当地材料,坝址附近是否有质量合乎要求,储量满足建坝需要的建材,如砂石、黏土等,是坝址选择应考虑的。天然建筑材料的种类、数量、质量及开采条件及运输条件对工程的质量、投资影响很大,在选择坝址时应进行勘察。

    3.结语

    从实践表明,选择坝址是水利水电建设中一项具有战略意义的工作,它直接关系到水工建筑物的安全、经济和正常使用。工程地质条件在选坝中占有极其重要的地位,选择一个地质条件优良的坝址,并据此合理配置水利枢纽的各个建筑物,以便充分利用有利的地质因素、避开或改造不利的地质因素。