地球物理方法在地质灾害防治中的应用

地球物理方法在地质灾害防治中的应用

韦宇

广西壮族自治区二七二地质队广西南宁530031

摘要：地球物理技术以其低成本高效率的优势，在人们勘察地质灾害的过程中起到了巨大的作用。本文将就这几种主要地质灾害进行讨论，并进一步分析地球物理方法在对这些灾害的勘察时起到的作用。

关键词：地球物理方法；地质灾害防治；应用

前言

近年来，我国城市人口进一步增加，土地负荷加重，环境资源被过度开发。在经济建设的过程中，大部分地区忽略对环境的保护，导致大量废水、废气和废渣的过度排放。这种不可持续的发展一方面会导致一系列地质灾害问题，一方面也不利于经济的良性发展。而地球物理技术以其低成本高效率的优势，在人们勘察地质灾害的过程中起到了巨大的作用。

一、常见地质灾害勘察中地球物理方法的应用

（一）滑坡灾害

任何一种城市地质灾害的发生都会对城市本身产生严重的危害，其中，滑坡灾害因其具有广泛发育和频繁发生的特点，对城市建设、交通运输都会造成重大的危害。为了应对滑坡带来的地质灾害，防患于未然，国内外现阶段采用例如浅层高分辨率地震方法、探地雷达、音频大地电场法、激发极化法、地面甚低频电磁法、电测深法、自然电场法、高密度电阻率法、充电法、微重力法等地球物理方法来进行勘察。这些方法的原理涉及如何对滑坡体的空间分布界线进行圈定，怎样测定滑坡区的含水情况以及如何抵御隐伏边界以及隐伏地质体情况深入了解与掌握等等。

（二）崩塌灾害

使用地球物理方法来勘察崩塌灾害时，主要是通过对于水层的分布，深度和厚度进行勘察；对于第四系覆盖层的厚度进行探测；对于地下熔岩的分布和埋深，裂缝的充水性进行探测等。在勘察崩塌灾害时常用的地球物理方法包括弹性波法、层析成像法、放射性法、重力法、磁法、综合测井法等几大类。

（三）泥石流灾害

泥石流灾害是广泛存在于我国大部分地区的一种地质灾害，特别是四川、云南等西南地区尤其容易遭遇泥石流的危害。在利用地球物理手段对泥石流进行勘察时，主要注意两个层面的问题。首先，在泥石流灾害的勘察方面，需要对泥石流形成区域的地质进行全面的了解。比如泥石流堆积物的分布，构成和厚度以及对堤坝区的冲积层厚度进行的设计。其次，在泥石流防治工程的场地勘察方面需要的则是对于岩石土壤的物理和力学性质进行更深层次的勘察。主要运用的地球物理方法包括了浅层地震、电阻率法、探地雷达和声波探测等方法。

二、地面变形灾害勘察中地球物理方法的应用

（一）岩溶塌陷灾害

我国的可溶岩分布面积非常广泛，这种可溶岩的广泛分布导致了我国深受岩溶塌陷灾害的影响。尤其是在辽宁、江西、湖北、四川、贵州、广东等地区，一旦遭受岩溶地面塌陷灾害，就会面临巨大的损失。岩溶塌陷带给人们的危害巨大，不仅会对基础建设造成不可挽回的损失，严重时还会造成水土流失。如果这种灾害发生在沿海地区，则有可能造成海水水位升高，甚至可能出现海水倒灌等重大灾害。

为了对上述可行性进行及早的预防，必须运用地球物理方法对岩溶进行勘察。勘察工作一般分成两个阶段。首先是要对岩溶形成的基本条件和产生因素进行评价，一般采用的是电阻率法与地震折射法。然后就是采用探地雷达、地震法、微重力法、射气法、井中雷达、电阻率法和井中无线电波法等方法来勘察岩溶洞穴的位置，形状结填充物的组成。考虑的岩溶可以在不同的地质条件下进行发育，所以在做具体探索的时候也要注意依据地势采用不同的手段。

（二）地裂缝灾害

地裂缝的产生因素有人为的，也有自然原因导致的。这是一种地表岩土体产生一定长度和宽度开裂的现象，在我国同样有着广泛的发生。在地裂缝生成过程中，对同时产生的地球物理和地球化学性质改变的研究，将是勘察地裂缝灾害的重要途径。

（三）地面沉降灾害

地面沉降灾害具有范围广和下沉缓慢的特点，不易被发觉或者防范。但是其对建筑物却具有严重的危害。例如前几月北京某居民私自挖掘地下室，就造成了道路塌陷。对于地面沉降的勘察一般采用精密水准测量，但是由于这种勘察方法的效率比较低，所以其使用成本较为高昂。此时如果能辅以重力测量来监测沉降，就能够有效减少精密水准测量的工作量。相比起精密水准测量，高精度的重力测量具有效率高，成本低的特点，在地面沉降的勘察方面具有广泛的应用价值。

（四）海水入侵灾害

海水入侵是我国沿海地区较为常见的一种地质灾害，较为集中的发生在大连市、山东半岛、北戴河和广西北海等地区。地球物理方法对海水入侵的监测主要是对海水入侵空间分布界线进行划定，测量海水入侵时的通道，测定氯离子浓度等。主要采用的方法是电阻率法。海水入侵时，一定范围内海水中电阻率会降低，由此便可以界定咸淡水分界面，从而划定海水入侵的空间。

三、目前地质灾害勘查中存在的一些问题

（一）滞后性

我国对于地质灾害的勘察工作一般都是在灾害发生了以后才进行，处理的手段多以应急、营救的形式进行。不能在灾害发生之前就进行一定的预判和预警，而只能在事件发生了以后再查找原因。造成这一结果的原因是对我国的地质灾害分布缺乏认识，对其发展规律了解不充分。只有在平时就加强对于地质的勘察，及时掌握住全面的信息，才能有效防治城市地质灾害。

（二）重视次要因素

在对地质灾害勘察的过程中，不仅要重视灾害的主要成因，还需要对诱发灾害的次要成因进行深入研究。因为在不同的环境中，主、次要因素是可以相互转变的。重视灾害的次要因素，对将来判断主要灾害有着重要的参考价值。

（三）因地制宜

地质灾害可能发生在各种地质结构的土壤上，现场面临的条件也都各不相同。为了应对这些复杂的环境，勘察人员需要依据当地的情况使用合适的方法和工作方式。同时，不断对地球物理手段进行研究和精密化，提高其分辨率，增加勘察精度，多样化现场勘察方法，加强对数据的处理能力，都是对地球物理手段的一种补完。这就需要用更加丰富的手段对城市地质灾害进行勘察，而不是死板地照本宣科。

（四）各种手段的综合使用

由于地质灾害的种类繁多，导致某种灾害的原因也不是单一的，所以仅靠单一手段难以对地质灾害的发生原因进行准确的测定，而是要采用多种地球物理方法的综合运用。多种地球物理方法的综合运用不仅能够测定地表浅层的地质问题，而且能够解决较深层次的地质问题，拓宽了地质勘查的范围。但是也如同前文所述，综合地球物理方法的组合方式必须考虑到多种方法的合理选择和有效搭配，同时必须按照现场的条件来选取地球物理方法，这样就能有效避免综合方法的错用。

（五）治理研究

目前，地球物理方法在地质灾害方面的运用还仅限于对地质灾害的监测及预报，未来应该延伸到对于地质灾害的治理研究中去。让地球物理技术深入对地质灾害的监测，预防和治理的全过程中，达到良好的效果。

四、结束语

随着我国现代经济社会的不断发展，人们对于城市的安全和稳定将会提出更高的要求。如何应对越来越多的城市地质灾害，已经成为了新时期社会发展必须被重视的问题。利用地球物理的方法对地质危害进行勘察已经取得了良好的效果，其工效高、成本低、装备轻便，并且能够快速提供大面积的综合资料等优点使地球物理方法成为了重要的现代勘测手段，在城市地质灾害的预防中，起着重要的作用。

参考文献：

[1]刘传正.地质灾害勘查指南[M].北京：地质出版社，2000.

[2]刘保全.浅层地震勘探在岩溶调查中的应用效果[J].物探与化探，1996.

[3]高志亮，刘永华.环境地球物理勘探及在滑坡中的应用[J].西安工程学院学报，2001.