水利工程地质论文范文

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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水利水电工程地质勘察技术与应用

近年来，我国在水利水电工程勘察技术手段获得了飞速发展，从深度、广度及精度上都获得了巨大的进步，其主要的技术手段及应用如下：

2.1工程地质测绘工程地质测绘是运用地质学的理论和方法，通过野外调查和综合研究勘察场区的地形地貌、地层岩性、地质构造、不良物理地质现象、水文地质条件等，并将它们填绘在适当比例尺的地形图上，为下一步布置勘探孔、试验及长期观测工作打下基础。工程地质测绘的比例尺主要取决于不同的设计阶段。工程地质测绘使用的地形图必须是符合精度要求的同等或大于工程地质测绘比例尺的地形图。图件的精度和详细程度，应与地质测绘比例尺相适应。在图上，大于2mm的地质现象应尽量反映,宽度不足2mm的重要工程地质单元，如软弱夹层、断层等，要扩大比例尺表示，并注示其实际数据。地质界线误差，一般不超过相应比例尺图上的2mm。

2.2水文地质测绘水文地质测绘是通过对地质、地貌、第四纪冲洪积物、新构造运动、地下水的调查，填绘出水文地质图，查明勘察场区内地下水形成与分布的基本规律，在此基础上做出初步的开发利用远景评价，并对区内存在的水文地质问题等提出防治措施。

2.3工程地质勘探工程地质勘探是在工程地质测绘的基础上，进一步查明地下工程出现的问题和取得较深入的资料。主要有工程钻探、工程物探、坑探、遥感技术等。

2.3.1工程钻探。钻探是指为了鉴别和划分地层，用钻机从地表向地下钻进，在地层中形成圆柱形钻孔。钻探是水利水电工程勘察中最基础的一种方法，应用广泛。钻探通过钻孔采取不同深度的岩芯可直观地确定地层岩性，地质构造，岩体风化特征等，从而判断地质情况，查明地下水的类型。从钻孔中取出的岩石、土样可进行室内试验，用以测定岩土层的物理力学性质和指标。利用钻孔可进行工程地质、水文地质及灌浆试验、长期观测工作及地应力测量等。地质人员在钻探过程中应根据钻探质量要求，认真记录钻探中出现的各种地质现象；对于像砂砾石层、软弱夹层、滑坡等特殊地段，应选择合理的钻探方法以保证成果能够真实反映该地段的地质条件。

2.3.2工程物探。工程物探是工程地球物理勘探的简称，它是以地下岩土层（或地质体）的物性差异为基础，通过仪器观测自然或人工物理场的变化，确定地下地质体的空间展布范围（大小、形状、埋深等）并可测定岩土体的物性参数，达到解决地质问题的一种物理勘探方法。岩层有不同的物理性质，物探应用观测仪器来测量勘探区的物理参数，如导电性、弹性、磁性、密度等参数。工程物探主要有以位场理论为基础的重力场勘探、磁场勘探、直流电场勘探等，以及以波动理论为基础的地震波勘探、电滋波勘探等。

2.3.3坑探。坑探是指用挖坑方式观察地层地质情况的作业。其特点是勘察人员能直接观察到地质结构，便于素描，且准确可靠。对研究断层破碎带、软弱泥化夹层和滑动面（带）等的空间分布特点及其工程性质等有重要意义。坑探主要包括探坑、探槽、浅井、竖井、斜井、平洞等。由于坑探人员能够直接深入地进行观察，记录，揭示地质现象，且对地质体扰动较小，可以不受限制地采取原状结构试样，并可用来做现场大型试验，所以坑探在水利水电项目中作为一种辅助勘察手段被广泛使用。

2.3.4遥感技术。遥感技术是通过对信息的分析、研究，确定目标物属性和相互关系的一种技术，它从远处探测、感知物体或事物而不直接接触目标物或现象而搜集信息，在水利水电勘察中也应用较为广泛。遥感技术根据遥感平台高度的不同，一般分为地面遥感、航空遥感和航天遥感共3大类。按探测电磁波的工作波段分类，可分为可见光遥感、红外遥感、微波遥感等。遥感技术优势：（1）感测范围大，具有综合、宏观的特点（大面积同步观测）。（2）信息量大，具有手段多，技术先进的特点。（时效性）。（3）获取信息快，更新周期短，具有动态监测特点。（数据的综合性和可比性）

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2地质勘察的具体工作要求和方法

对于水利工程的地质勘察阶段可以分为四个它们分别是:规划———研究———设计———施工，在地质勘查时必须保证各阶段工作和设计要求相适应，每个阶段的地质勘察任务必须严格按照合同进行，要明确设计意图，清楚设计阶段和各项技术指标的要求，熟悉施工图纸，如果即将在野外进行勘察活动时，对前往地区的地质考察非常必要，收集资料和分析地形做好准备工作，为了进一步的了解当地自然条件必须结合实际的设计，编制出工程地质勘察总纲领。

2．1工程地质勘察大纲内容

工程地质大纲的内容应包括以下内容:(1)进行勘察的主要目的、现场的工程情况和勘查主要的阶段;(2)了解所要勘察地方的工作条件、地形和地质情况;(3)熟知勘察工作的内容使用方法和完成的工程量;(4)规定确定的计划进度和竣工时间;(5)预算所需经费;(6)书写勘察资料;(7)包含地质勘察工程绘制布置示意图。在制定勘察总纲领时可根据实际的地质变化做出相应的调整。

2．2工程地质勘察的施工要求

工程地质勘察的施工要求首先是地质测绘的进行，根据勘察阶段设定工程地质测绘的比例尺，也可以根据建设项目的特点和地点选取合适的比例;不论选取哪种比例尺，都必须有勘探点或者露头观察点表示在工程测绘的过程中。工程地质在测绘时可参考人造卫星、航空测量和地面摄像片遥感资料对地质解释，解释的结果可根据野外审核和检验。在水利工程的地质勘探过程中，保持适宜的岩土物性和场地地形，选择适合的物探方法和应用物探技术。像常见的坑、洞、孔、井常被这些勘探工程综合利用。在每次的施工前应对各类钻孔进行施工程序设计和钻孔的专业设计，并按原来设计的要求进行施工。岩土试验将原位测试和室内试验相结合所使用的。通常室内试验是土工试验的基础，辅助为原位测试。室内试验以及原位测试在岩土试验的眼中都是一样的重要。不同试样和原位测试点应该拥有地质代表性。

2．3工程地质勘察的编制程序

(1)对收集到的外业和试验资料进行核实统计。这项工作的开展总是在外业进行完开始，在勘察前需要对各个资料进行检查是否完善，尤其是实验资料，可依据这些资料绘制测量结果表、勘探点(钻孔)平面位置图和勘察工作量统计表。(2)参考土工试验和原位测试的相关资料，修正地质资料。这些工作的开展很重要很重要，在工作中却是常常被工作人员遗忘。因此，实验资料和野外定名出现不对应的现象，还出现了原位测试和砂土状态的实验资料不符合的结果，像一些野外定名为黏土的，实验结果塑性指数不大于17;此外，野外定名是细砂的，根据实验资料显示是中砂的，它的颗粒含量以每颗0．25～0．5mm颗粒到达含量的50%以上;还有野外名为可塑性黏性土的，它的实验液性指数不于0;野外名为稍密状况的砂性土，砂性土的贯入击数标准不大于10，野外定为淤泥或者名为淤泥质土的，实验结果的孔隙比不到1;对于那些野外名为硬塑性黏性土的，小于18击数。综上所述产生这些矛盾是由于野外分层深度和定名具有不准确性，还有个原因是试验资料具有不真实性，面对这样的情况应该找出问题，及时的改正，让实验资料和岩土定名的数据结果达到一致。(3)描述钻孔工程地质概况绘制综合柱状图。(4)对岩土地质层划分，绘制分层统计表，对数理统计。地基岩土的分层的适合性直接影响着评价好坏。所以这个工作需要按原因类型、地质年限、岩土特性、风化程度、状态、力学特征进行全面的考虑，合理的规划每个岩土层，根据数据绘制分层统计表，其中包含每个岩土层的埋藏条件和分布状态的统计表，实验测试和原位测试的物理力学统计表等。最后进行试验资料的统计整理，计算分层承载力。(5)绘制工程地质剖面图以及相关的专门图件。(6)书写文字报告，为了减少重复率就得按照以上的顺序进行，避免出错，提升工作效率是保证质量的大前提。对于勘察场规模大的场地或者地貌地质复杂的场地而言，可以采取有针对性的进行勘察例如分区勘察，最后做出评价。对于完整的工程地质勘察报告的书写，它是由五部分组成，分别为正文、附表、附图、附照和插表。而对地质勘察要书写的文字部分应包括该区域的地质情况、地质条件和地貌条件，还有地质勘察的结论和实施的意见建议等都是其中需要书写的部分。另外，为了使报告更具有真实性，相应的加入一些和勘探有关的图表数据等都会帮助提升内容的价值。

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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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一.前言

伴随着我国经济的迅速发展，水利水电工程行业作为一个新兴的行业崛起，并逐步渗入到国家经济发展和人们生活生产的各个角落中来，不仅成为了我国经济发展中一个新的经济增长点，而且对提高我国居民的生活水平，改善生活条件，有着极其重要的影响。在水利水电工程建设过程中，加强对各种水利水电工程所引发的地质灾害防治具有着十分重要的意义，作为整个水利水电工程建设管理中的重要组成部分，不仅密切和人们的生命财产安全连接在一起，也关系到整个水利水电工程行业的健康发展，因此，如何加强对水利水电工程各种地质灾害的防治，将会是水利水电工程行业的相关单位和相关工作人员必须要面对和思考的问题。

二.加强水利水电工程地质灾害防治的意义

1.加强水利水电工程地质灾害的防治，是促进企业安全生产的必然举措。近些年来，在水利水电工程项目施工过程中，由于各种因素引发的崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害给社会带来了极大的经济损失和资源的浪费，更对人们的生命财产安全造成了极大的威胁，安全管理缺陷是事故发生的深层次的本质原因。因此，要从根本上防止事故，则必须加强对各种地质灾害的防治，探究各种地质灾害防治的技术措施。如此，可以更好的促进安全生产。

2.加强地质灾害的防治，有助于保护施工人员的切身利益，从而体现出以人为本的思想。在水利水电工程施工过程中，人员的切身利益将会直接关系到整个水利水电工程项目的经济效益和社会效益。在进行施工过程中，加强对地质灾害的防治，保护施工安全，实现整个工程项目的经济效益和社会效益。

三.水利水电工程地质灾害发生是原因分析

在水利水电工程建设中，由于各种基础工程的建设，周边的地质环境、水文地质条件等都在发生着改变，因而，会很大程度的引发一些诸如山体崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害。

地质灾害的发生一方面是自然原因导致的， 比如：特大洪水、地震等；另一方面是人为因素， 比如：大规模开挖、维护不到位、预防措施不完善等，其中人为的因素占主要部分。很多人为造成的地质灾害不仅在很大程度上影响了水利水电工程的质量、缩短了工程的使用年限，更重要的是给人们的生命财产安全带来极大的安全隐患，其实大部分地质灾害通过有效地预防措施，是可以避免或者减小地质灾害造成的影响。

1．水利水电工程建设区域自然地质环境较差

我国的地质灾害情况比较严重，其中一部分的地质灾害是由于违背自然规律的工程活动造成和诱发的，随着社会的发展，我国的基础设施建设逐年增加，很多水利水电工程建设区，降雨量少，蒸发量大，山高坡陡，土地瘠薄，植被稀疏，水土流失严重，滑坡、泥石流等山体灾害时有发生，自然生态环境本来就严峻。不少开发建设单位水土保持意识差、法制观念淡薄，发展理念陈旧，急功近利，

重视经济利益，忽视生态环境保护，掠夺式地开发利用水土资源和环境的现象仍然较为普遍。山势险峻，坡度较大，而且很多地方岩体破碎程度严重，生态环境也必将脆弱，在进行大规模的水利水电工程施工过程中，很大程度的让一些破碎的岩体变得更为松动，同时，区域的植被也一定程度的遭到破会，当遇到一些暴雨等气象因素时候，很可能引发诸如滑坡，泥石流等地质灾害。另外就是在建设水利工程的时候，工程大量开挖坡脚、随意堆放废弃的土渣等，对水流的排放和疏通都造成了影响，从而引发一些地质灾害的发生。

2．人类活动可加剧地质灾害的危险性

工程建设可能诱发、加剧地质灾害的危险性，主要是指由于工程建设形成高边坡和开挖坡脚、在坡体中开挖水渠、在坡体上部加载、修建水池又不做有效防渗而诱发滑坡，还有在沟谷中堆砌工程废弃物诱发的危险性等。这里强调的主要是工程建设加剧诱发滑坡、泥石流等而对其他工程设施、人民生命财产造成的危害。尤其是在岩质边坡开挖的时候，一定要对松动的岩石或岩体破碎的边坡进行严格的处理，避免经过长期的日晒雨淋，一定程度上使得边坡的抗滑力减小，从而容易引发滑坡、崩塌等地质灾害，在施工的时候一定要按照规范处理开挖、填埋，尽量减小人为地质灾害发生的可能性。

四.加强水利工程地质灾害防治的技术措施探讨

1．加强技术人员的职业素质培训、明确责任

加强对水利工程维护技术人员的技术培训，地方的水利技术部门应加大对乡镇技术人员、水利工程业主及水利工程建设承包者的技术培训，同时也要加大对他们的责任意识培养。在建设水利工程之前，要找有相关设计经验和资质的单位进行实地勘测、设计，工程建设中要严格按照有关技术要求进行施工、保养，经有关部门验收合格之后再投入使用。在水利工程管理上，应明确城市防洪、重点湖泊、小型水库及在建水利工程的防汛责任，并将责任人名单予以公布，以接受社会监督。

2．加强对水利工程地质灾害监测

对水利工程的地质灾害监测可以在很大程度上避免地质灾害的发生。首先要坚持24小时值班制度，保持通信的顺畅，部门之间加强协作，实行群测群控。水库值班和管理人员等直接管理者应该对大坝、溢洪道、输水道等主要建筑物进行检查和巡视，加强对地质灾害的监测。基层监测部门应该与国土、交通、建设、气象等部门加强联系，按照各部门的分工职责，切实做好水利工程设施的地质灾害监测、预防和治理工作。

同时，上级管理人员也应该对水利工程的监管引起足够重视，尤其是汛期来临的时候，更应该加大对库塘的监控力度，科学调度，依法防汛，确保安全度汛。这期间要随时掌握降雨引起的蓄水变化情况，严格防洪调度，分月控制蓄水，将地质灾害控制在萌芽阶段，如果发现安全隐患要及时进行排除。

3．制定相关的灾害防治预案

进行灾害预防首先应该制定相关的城市防洪紧急预案、在建水利工程安全度汛预案、水库防汛抢险应急预案、山洪灾害防御预案等。在对有可能出现的洪涝灾害的水利工程周边进行检查之后，应迅速制定相应的度汛抢险方案，尤其是在容易发生山体滑坡、山洪、泥石流等地质灾害的地方及重点部位要设置明显的警示牌。

4．做好物资、通讯、抢险应急队等各项工作

为了保证在地质灾害发生的时候，可以进行及时的救援，首先要做好物资、抢险、通讯等各项工作。一旦灾情发生，能够立即调动使用，应急抢险队要随时处于战备状态， 力保灾害能够得到最有效、最及时的控制。另外就是要加强对通讯施设的维护。在汛期，各县区中继站和各水库无线通讯设施必须正常运行，电信部门应该确保水库通讯线路通畅，使各站之间能够及时保持联系。

5. 加强施工安全管理

在水利工程施工中，施工单位获得中标之后，要坚持多级安全控制，多层次的安全负责原则，加强对施工企的安全管理。首先，要建立健全施工过程的安全管理体制。设置项目经理职位，坚持项目经理的第一责任，坚持施工质量检测部门进行质量安全自检，同时，要建立起施工的相关工程试验基地，建立健全各种资料的管理体制，设置专门的施工资料整理人员，并做好各个环节的工作分工，明确职责，加强对施工各个环节的工序质量检测记录，做好各种资料的送检工作，并严格各种文件的存档管理，为各种安全管理措施的出台提供决策依据。

五.结束语

水利工程关系到整个国民经济的发展和人民生活水平的提高。在施工过程中，水利工程所面临的各种地质灾害都有着不同的原因，要结合工程施工状况，结合地质地貌实际情况，从实际出发，采用先进的科学技术，加强对各种地质灾害的防治，从而促进整个水利工程行业的健康快速发展，为国民经济的发展和人民生活水平的提高提供巨大的动力。

参考文献：

[1]史鉴 汤宝澍 关于陕西省水利工程抗震防震及地质灾害防治的建议 [期刊论文] 《陕西水利》 -2012年1期

[2]刘广润 徐开祥 三峡水库沿岸移民区地质灾害防治研究 [期刊论文] 《中国地质灾害与防治学报》 -2003年4期

[3]唐春 李波 矿山地质灾害防治与土地复垦 [期刊论文] 《中国水土保持》 PKU -2007年2期

[4]田东升 南水北调中线总干渠Ⅳ段地质灾害类型及防治对策 [会议论文] 2007 - 中国地质学会2007年生态环境脆弱区工程地质学术论坛

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前言

水文地质是勘查水利工程地质的重要组成部分，它对建设场地地基岩土体的特性有很大影响，特别是对水利工程地基的稳定性及耐用性的作用，更为突出。在水利工程地质勘查中，主要是对工程建设相关的地质因素进行勘探，然而勘查人员一般都只注重对岩土类型、地质性质及结构的研究，很少会将注意力放在水文地质上，水文地质成了可有可无的勘查因素。然而在勘查工作中，工作人员常常将水文地质勘查放在一个无不起眼的位置，在勘查报告上只是做了一般性的评价，特别是在一些水文地质条件较复杂的地区，没有进行深入研究，常因没有意识到水文地质对整个工程的影响而导致由此引发的各种岩土工程危害问题，进而威胁到整个工程的质量安全。笔者基于此，分析了水利工程地质问题及水文地质危害，望能够相关工作人员一些启示。

一、水利工程地质情况

1、关于坝基岩体

不同的坝型具有自己的工作特点，也决定了其对地质条件要求的差异。由此可知，要做好坝基岩体的地质工作，在了解不同类型坝体的工作特点的同时，还应掌握每种坝型对地质条件的适应性及对工程地质条件的要求。另外，还应注意研究坝区岩体本身存在的地质缺陷，防止因缺陷而引起的坝基不稳和坝区渗漏情况。

2、关于边坡

引起边坡变形破坏的因素有多种，如地形地貌条件、岩土类型和性质、水等，此外还有风化因素、人工挖掘、振动、地震等。边坡不稳的类型主要包括四种：松弛张裂、蠕动变形、崩塌、滑坡。

3、关于地下洞室围岩稳定性

围岩变形的类型有以下几种：脆性破裂、块体滑动和塌方、层状弯折和拱曲、塑性变形和膨胀。一般对于工作人员来说，洞室地质较简单、岩层厚、具有一定的间距，不存在影响洞室稳定性的断裂带，整体的岩体具有较强的硬度及完整性、整个地形没有滑坡及塌方等的趋势、地形完整、地下水其地基基础影响小、环境好、无异常地热等，具备这些条件的建洞山体是比较理想的。

4、关于水库工程

水库包括两类：地面水库和地下水库。前者即人工湖泊，是通过筑坝在河流上拦水形成的；后者则是通过地下蓄水构造，然后进行人为的控制所形成的。水库蓄水虽然能够造福于人类，然而库区及库周的水文条件都会发生较大的变化，从而影响周围的地质情况，如库水升高浸润库岸，风浪作用冲蚀库岸及地下水位上升浸没洼地等，这些情况都会影响工程地质，从而影响工程的施工、质量。

5、关于软土基坑

软土基坑的地质问题主要涉及到土质边坡稳定和基坑降排水两个方面。为了保证边坡稳定，在施工中常会采取坡度及边坡护面的合理设置、基坑支护、降低地下水位等措施，确保施工安全。而基坑降排水的途径主要有两种：明排法和人工降水，后者常选用轻型井点或管井井点的降水方式。进行软土基坑降排水有很多好处，不仅保证了边坡的稳定，防止了流砂和管涌的发生，还在下卧承压含水层的黏性土基坑中，避免了基坑底部的隆起。另外，软土基坑降排水后，基坑土体相关干燥，方便了施工。

二、地下水引起的各种岩土工程危害

地下水主要是通过地下水位升降变化和地下水动水压力作用来引起岩土工程危害的。一般来说，地下水位变化引起的危害可分为三种：

1、 关于潜水位上升

在附近修建水库，导致河流、湖泊、水库中的水位上升是引起潜水位升高的重要因素，另外灌溉工程（包括引水渠道和水浇地渗漏工程施工、工业废水和各种地下给排水管道的渗漏等）也是影响潜水位上升的一个方面。潜水位上升对建筑物的安全稳定性构成了巨大的威胁：

（1）地下水渗入地基，导致粘性土含水率增高、整体强度下降、可压缩性大大增加，长此以往，建筑物很容易发生沉降变形；

（2）地基无法保持稳定，出现隆起，或产生侧向位移，地基不稳，引起上浮，最终导致建筑物不稳定，更甚者发生位移；

（3）砂土及粉土出现含水量饱和，引发砂土地震液化问题，或者引发流砂、管涌等现象；

（4）斜坡、河岸临空面的岩土体力学性能降低，引发滑移、崩塌等危害，使得其失去原有的功能；

（5）没有进行防护的地下室出现浸水而无法使用；

（6）土壤沼泽化、盐渍化严重，对建筑物的腐蚀性大大增强。

2、关于地下水位下降

此种危害大多由人为因素引起。抽取地下水没有节制、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人为操作都可引起地下水位下降。地下水位急剧下降对地质灾害及自然环境都造成很大的影响，前者主要表现在地裂、地面沉降、地面塌陷等，后者主要是地下水源的缺乏、水质污染等，严重的地区还会出现沙漠化或海水倒灌现象。因此其严重影响了建筑物的稳定安全及人类的居住环境。

3、关于地下水位升降

气候、季节的变化，地球与月球引力的变化，河流、湖泊水位的变化，潮汐的变化等都会影响地下水位波动。此类危害对工程建设的影响也很大：

（1）地下水位波动，引起土体卸载再加载，而加载后的土体密度比原来的大，因此导致土压密；

（2）建筑基础工程材料的使用期限受到影响，加剧了腐蚀性；

（3）干湿交替较频繁，诱发木桩腐烂，因此跟埋于水下的地基相比，泥炭土地基的使用年限大大减少；

（4）石膏层和钠盐层等含盐地层出现溶解现象，进而导致建筑物发生位移。

三、结语

综上所述，水利工程的地质问题分析可以让我们了解到在勘查过程中，应注意哪些问题，防止一些小的问题引起大的危害，而水文地质因其常被勘查人员所忽略，在工程中引发较多的危害，因此本文重点介绍其引起的各类岩石危害，望能给相关工作人员一些思考。

参考文献：

[1]会议论文.水利工程中的工程地质环境分析.中国水利学会勘测专业委员会.2002年学术研讨会，2002.

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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。

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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。

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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。

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关键词：水利水电工程 环境影响 对策措施

前言：

水利水电工程是一项区域性的多目标的一种水资源开发项目，对于水利水电工程而言，其最主要的作用便是防洪和发电，另外，水利水电工程还可以像人们提供航运、供水、灌溉以及水产养殖等等方面的便利，可以说，水利水电工程是一项具有长远综合效益的工程，因此，受到人们的一直好评。但是，有其优势，便必然存在一些不足，水利水电工程在向人们提供便利的同时也会对于工程周围的自然环境产生一定程度的破坏，同时这种影响是广域的，深远的，同时影响时间也相当长，影响因素也是十分多。

一、水利水电工程环境影响的特点

对于不同的水利水电工程来说，其对于环境的影响根据不同的工程，不同的区域以及所处的地理位置的不同都会出现不同的影响情况，因此，可以说水利水电工程对于环境的影响具有十分广泛的影响，另外，这种影响并不是直接的，而是间接的，对于区域内不的生态环境具有破坏作用。对于水利工程来说，其影响区域可以说是十分广泛的，主要区域可以涉及到库区、河流的上下游，而对于库区来说，其对于环境的影响主要包括水库的淹没以及移民的安置问题、水库水文情势的变化等问题，而对于这一区域来说，其生物多样性的破坏是最具大的，其他的河流的水温以及水质、环境地质、土地土壤的寝室、土地的利用以及景观、人群健康社会经济等都会受到或多或少的影响，而对于河流的下游来说，其主要受到的影响是由于大坝的蓄水，这让下游的水文情势受到了改变，其环境内的水温水质以及水文等方面也会受到影响，另外其内域内的水生生物以及湿地资源也会受到改变，让社会经济也受到或多或少的影响，而这种影响的覆盖范围是最广的 甚至可以延伸到河流河口区域。

对于水利水电工程来说，一定程度上的环境破坏时必然的，但是，对于这种破坏通过一定的手段可以让其进行减少甚至避免，因此 对于水利水电工程来说可以使用严格的水电工程环境管理来对工程为环境带来的破坏和不利因素影响进行避免或者减小，可以使用环境监测来进行管理，同时也可以为工程的环境管理提供依据，为了更好的对于周围环境进行监测，可以进行水利水电工程的环境管理以及监测计划，并且建立环境保护计划，根据可行性对于报告书进行设计，列出相关的内容，完善的进行施工管理。

二、水利水电工程存在环保问题分析

1.由于大坝需要进行蓄水，因此在水库进行淹没的时候，库区的群众需要被迁移，而迁移的过程中不可避免的便会造成水土流失，会让土地遭到严重的破坏，毁坏林地，另外，如果移民计划安置的并不恰当，更会让库区人民的生活产生影响，让其产生社会问题。

2.同样是由于水库的蓄水，由于让库区的堤坝产生崩塌，由此引发地震，更是会让河流内的水质下降，更会引起水体内部的生态平衡，导致生态环境的破坏，另外，由于水库的蓄水，会让库区的地下水位逐渐升高，让土地的盐碱化现象便的严重。

3.修筑水坝之后，由于水坝的水体体积增加，会让水流便的十分迟缓，导致河流的水流交换能力变得十分低下，让水流内沉积的污染物增加，一些营养物质也会在此时沉淀，导致库区的河流水质产生营养化，让水体质量降低。另外，由于修建蓄水库，会让水温的结构发生变化，导致水体的温度分层，会让河流下游的农作物产生严重的影响，甚至导致歉收。

4.在水利水电工程的蓄水期间，会让河流下游的水位降低，导致河流流量不断减少，下游的水位降低，水量减少，会让下游的工业用水以及农业用水产生极大地影响，让其正常工作受到阻碍。同时，水库蓄水之后，由于水位的上升，水体质量的增加，库区周围的气候可能会受到水体的影响，导致周围空气的湿度增加，导致气候环境得到改变，另外水位的上升也会让周围的建筑甚至是文化古迹受到侵蚀。

三、水利水电工程的环境影响的对策措施

在进行河流的流域开发的过程中，会犹豫水坝的简历而对水生生物产生巨大的应影响，随着水量的增加，河流内部的水温会逐渐上升，对于水生生物产生巨大的影响，因为水生生物的繁殖和生长会对水温的要求十分严格，一旦水温改变，比那会让河流内的鱼类产卵温度无法适应，另外修筑大坝之后，会让一些鱼类产卵的通路受到阻断，甚至会让一些鱼类的产卵场受到影响，导致 鱼类的产卵地消失，环境条件的改变会让水体内的生物多样性发生改变，让水生生物的生活资源受到影响，导致多样性的消失。

因此，在进行水利工程的建设之前设计者需要对于河流流域内的所有生物圈进行仔细的全面的调查，保证工程的作业地点不会有太多的生态环境受到破坏，尽量避免文化古迹等建筑地点，防止生态环境的破坏，分析环境问题，进行细致的计划。另外，在进行设计的规划之初，设计者要对于当地的土地资源以及水体资源进行细致的了解，尽量让水资源以及土地资源都受到合理的开发，让当地的绿化空间得到有效的保护，防止水土流失，对于水灾进行防止，更要让相对稀少的动植物得到有效的保护，必要时可以选择移植他处，保护文化古迹和风景名胜。

结束语：

随着科学技术的不断发展，人们的环保意识也随着不断的增强，对于环境保护以及维持生态平衡的重要性人们都已经十分的了解，保证人与自然的和谐相处，将其作为核心理念进行设计和规划，让设计者的生态环境保护意识进一步的提高，让水利水电工程为人们带来方便便捷的福利的同时，也要保证其在工程施工的同时保证环境生态的完整性，将对于环境的破坏尽可能地降低。

参考文献：

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关键词:GIS技术;水利工程;信息化

1引 言

地理信息系统(GIS)是由计算机系统、地理数据和用户组成的,通过利用数据的空间属性,实现了图形与数据的结合。它通过可视化平台多维地显示数据,揭示数据之间的关联和隐藏在数据背后的信息。作为传统地图学与现代信息技术相融合的一门空间技术,GIS是水利信息采集、存储、管理、分析、表达的有力工具。水利信息量大繁杂,既有实时数据,又有历史数据;既有环境数据,又有经济数据;既有矢量数据,又有栅格数据,这些信息中80%以上与空间信息相关。实践证明:GIS可以胜任存储、管理这么庞杂的数据。水利信息化是国家以信息化改造和提升传统产业思路在水利行业的具体体现,是推动水利现代化的重要措施之一。近年来,GIS技术已深入到水利工程的各个方面,并发挥了巨大的作用。如国家防洪抗灾总指挥部开发的“区域性防洪减灾信息系统”,是基于GIS工具软件Mapinfo平台开发的。文献[1]利用了GIS技术,开发了三峡工程信息系统(TGPIS)及三峡工程测绘管理系统(SMMS)。据此,GIS已经运用到水利工程的各个方面。

2GIS支持下的水利工程勘察信息管理

传统水利工程勘察资料管理方法以纸质档案为主,借助档案管理软件和数据库系统实现管理,这些管理方法无法适应信息化管理的需求,存在诸多弊端,[2]信息利用率低、信息交换手段缺乏、信息表现形式单调等。水利工程勘察信息具有明显的与地理位置相关的空间特性传统的信息表达手段对空间特性[3]的描述是非常困难的,而GIS空间数据处理和管理为勘察信息管理提供了技术支持。GIS能够管理并描述地表及其附着物的空间信息与属性信息,具有强大的图形、图像及属性数据处理能力,能够对地理信息及其相关信息提供采集、处理、管理、制图等功能。其次,现有水利工程勘察数据可以方便的与GIS数据进行融合。已有水利勘察资料包括岩层、构造、水文、岩土体的物理力学性质等,大多直接与钻孔资料相关,这些信息可以通过关系数据库进行管理,GIS可以通过一定技术与关系数据库关联。

基于GIS勘察信息管理系统设计与开发,目前并不成熟。[4]系统开发思路是通过背景图层的加载建立空间数据库,运用GIS统一管理,通过钻孔信息的收集录入建立勘察资料属性数据库,运用关系数据库(DBMS)进行管理。

3基于GIS的CAD地形图管理

在水利工程,特别是大型水利工程(如跨流域调水工程)中,工程选址是一个人机交会、反复修改优化、集设计和决策于一体的过程,往往涉及范围广泛,内容复杂。应用传统的选址方法往往需要大量的野外实地踏勘工作,这不仅耗费巨大的人力、物力和财力,而且给施工的进度造成了影响。目前,水利勘察信息管理中,GIS应用并不广泛。勘测设计部门对计算机的应用还处于CAD的机助制图阶段,还没有引入GIS进行数据管理和分析,如何充分发挥计算机在数据管理和辅助设计中的作用,是面临的主要问题。

应用GIS为水利工程服务,建立空间数据库是基础,空间分析是核心。数字地形信息是GIS的重组成部分,是地理空间数据的基本信息之一。地形图为各种勘察、规划、设计的地理信息载体,地形图数据要同时满足测绘制图、GIS数据交换及分发的需要。因此,建立GIS的第一步是设计并建立数字地图数据库。已有的AutoCAD数字地形图只是GIS数据库建立的数字化形式的基础数据源,将已有的 AutoCAD数字地形图数据转换为满足GIS要求的数据格式,已为技术所需。空间数据信息包括3方面:空间定位信息(实体的坐标)、空间关系及属性数据。实际应用中,CAD/GIS数据转换可分为直接转换和间接转换两种方法[5]。而地图生产中矢量数据格式的转换有两种方法,即自行编程转换法和商品软件工具转换法[6]。自行编程转换是使用计算机程序语言(如VB、VC、DEPH I等)自行编制程序,并通过运行程序来实现。软件工具转换,则是通过某一制图系统软件的转入、转出的功能菜单选项来实现,例如ArcGIS软件工具。

4基于GIS的水利工程施工可视化管理

大型水利水电工程施工是一项复杂而又艰巨的工作,利用计算机进行辅助管理是人们一直所追求的目标。因此,把GIS技术应用于水利水电工程施工管理领域,来辅助工程施工管理、模拟仿真施工过程,以及进行地形地质的数字化与可视化,是一种新的发展方向。以信息的数字化、直观化、可视化为出发点,GIS可将复杂的工程施工过程以可视化的形式表达出来,为全面、准确、快速地分析掌握工程施工全过程提供有力地分析工具,实现工程施工信息的高效应用和科学管理。GIS的应用,将推动水利水电工程施工的数字化、可视化、智能化的发展。

系统仿真技术是随着计算机科学与技术的发展而逐步形成的一门新兴学科。现代仿真技术已成为分析、研究、评价和管理复杂系统不可缺少的重要手段,为大型水利工程施工管理提供了有效的途径。集面向对象图形建模技术、动态仿真技术、可视化技术、动画技术及数据库技术于一体的可视化仿真技术正是当前先进仿真技术与应用研究的核心。目前,GIS与可视化仿真结合的方式主要包括:①融合式。这种集成方式数据传递方便高效,操作简便,但开发费用高,开发周期长;②扩展式。通过建立扩展模块来实现数据相互交换和信息共享,此方式开发简便、费用低廉,两者具有相对独立性及可扩展性,便于系统的维护及进一步开发。涉及虚拟地形的实时可视化技术,及基于分形理论的实时可视化的动态扩展技术等,目前是研究的热点。

5结 论

水利是国民经济的基础设施,是经济社会发展的制约因素。目前,水利信息化的研究与发展,成为提升传统行业的研究核心,水利行业与GIS的融合正如火如荼的展开。从水利工程地质勘察,到工程选址,到运用GIS对地形图管理以辅助设计,再到整个水利工程施工的可视化管理,GIS与水利工程的兼容,贯穿了整个水利工程建设过程。GIS将为水利工程的实施,提供一个科学有效、便捷直观的设计、分析及管理手段。

参考文献