研究地質災害的意義
① 研究內容和意義
城市建設等人類工程活動將對地質環境產生較大的影響和作用，同時地質環境也會對建設工程和人類生產生活產生反作用。開展環膠州灣地區城市建設地質環境調查評價就是在充分了解環境地質條件和各類地質資源分布的基礎上，對研究區內的環境地質問題現狀及發展變化規律和地質資源的開發與保護進行分析，為「環灣保護、擁灣發展」規劃趨利避害提供地質依據。
1.2.1 研究內容
環膠州灣地區城市建設地質環境調查評價主要的研究內容包括4個方面。
(1)地質環境條件和地質資源綜合調查
為全面了解研究區內的地質環境條件、存在的環境地質問題、地質災害和地質資源的分布、開發現狀、存在問題等，對研究區的水文地質、工程地質、環境地質進行綜合性野外調查，了解地質條件和各類地質資源分布，調查研究海水入侵、地下水資源開發利用現狀、水質現狀和發展變化趨勢等，並編制基礎地質圖件。
(2)建設工程和地下空間利用的地質環境適宜性專項研究
建設工程項目與地下空間的適宜性與地質環境關系密切。為了避免留下安全隱患，重要建設工程和地下設施建設需要投入大量資金進行安全處置;在規劃階段進行適宜性專項研究，選擇適宜的規劃場地，可以節約大量資金，消除或減少安全隱患，具有顯著的經濟意義和長遠的社會效益。
主要相關地質環境要素有:①斷裂構造及其活動性，研究地殼穩定性;②岩土體工程地質性質和海湖相沉積的淤泥質軟土分布;③地下水埋藏條件和水化學特徵，研究它對工程建設的影響;④地質災害發育規律，預測評價地質災害的危險性。
(3)海岸建設項目工程地質環境適宜性專項研究
海岸建設項目是「擁灣發展」的重要部分。針對環膠州灣海岸線附近的建設項目，研究適宜的評價模型，選取合理的評價因子，對其進行工程地質環境的適宜性專項研究，可以為規劃、選址提供重要依據。主要研究內容有:①海岸帶鬆散層厚度及其工程地質特性;②岸坡坡度、水深、波浪潮流特徵;③海岸淤積、侵蝕規律;④海岸工程建設適宜性評價模型。
(4)城市建設地質環境影響預測評價及防治措施研究
城市工程建設活動會改變自然狀態下的地質環境狀況，甚至造成城市的嚴重破壞。開展城市地質環境影響預測評價，就是查明人類活動對城市地質環境的改變和影響，評價、預測城市建設的環境地質條件，論證重大城市建設地質問題和有關地質災害環境背景，為制定城市環境保護政策、促進城市經濟與社會的可持續發展提供科學依據。
城市建設中的工程開挖、地下空間拓寬，改變了地形地貌，造成原有平衡的自然斜坡推移，加劇了地質災害發生和局部地面沉降;大量固體廢棄物、廢水的排放，會對地下水、土壤造成污染。城市建設對地質環境的影響大小，取決於工程活動性質和所處的環境地質條件等多種因素，主要有地層滲透性及防護措施、地下水資源可利用價值、地形地貌、地下水流速和流向、地質災害發育程度、場地穩定性、周邊資源分布、居民分布等。在充分調查了解這些地質環境要素的基礎上，評價並預測其對地質環境的影響程度，提出相應的防治措施。
1.2.2 研究意義
環膠州灣地區城市建設地質環境綜合調查評價的意義表現在如下諸方面:
(1)保護地質環境是青島市經濟可持續發展的必要條件
青島市作為我國沿海開放城市，自然地理位置優越，經濟發展迅速，城市布局經歷了多個階段的發展和變化。經青島市委、市政府的調研，提出了「環灣保護、擁灣發展」的科學發展規劃，並且突出了「保護」。地質環境的保護，是保護城市建設、經濟發展所需的物質基礎，就是保護人類賴以生存和發展的空間。以科學發展觀為指導的現代城市發展離不開地質工作的保駕護航，地質工作是城市發展和建設的需求，是青島市社會經濟可持續發展和城市安全的需要。
(2)為城市規劃、建設和管理提供地學依據
通過對膠州灣地質情況和地面沉降、海水入侵等地質災害以及特殊工程地質問題等的綜合研究，提出相應的預防措施，為城市建設與地質環境的和諧並存以及城市的防災減災提供科學的地學依據。
將地質工作及時、有效地利用到「環灣保護、擁灣發展」的建設與管理的整個過程中，可以緊密結合城市發展規劃與重大工程建設的部署，為工程規劃、選址提供基礎地質信息，並參與城市管理、跟蹤重大工程的運營、監測城市建設與地質環境相互作用的動態與規律。
(3)減輕、避免突發性安全事件，保障公民的生命和財產安全
地質工作在城市建設和運營過程中的預防和應急作用是十分顯著的。隨著城市的發展，人類活動導致的次生和誘發的地質災害時有發生。研究地質條件和地質災害的發生、發展規律，可以為青島市的防災、減災起到積極的作用。目前和將來利用地下空間發展已成為必要，但基於地質條件的復雜性，地質調查工作將成為工程建設中的一項必備和重要的內容。
(4)地質資源的合理開發與保護的需要
環膠州灣地區的主要地質資源有建築用沙、地熱、淺層地熱能、地下淡水、礦泉水、地質遺跡、濕地資源等。對這些資源採取科學有效的保護和合理的開發利用，是「環灣保護、擁灣發展」戰略思想的良好體現，具有重要的實際意義。
② 地震風險研究的意義
面對我國地震的嚴峻形勢和地震究竟能不能預測預報的爭論，為了推動防震減災事業的發展，在李四光論地震及我國地震科學和防震減災工作的基礎上，以地球系統科學和系統整體觀為指導，提出了建立地震風險管理模式，指導防震減災和地震應急的理論方法和實踐意義，撰寫了 《論地震風險》［148］一書，內容包括地震風險的識別; 地震風險的預測; 地震風險的評估和地震風險的管理等方面。該書在前言中寫到:
「2008 年 5 月 12 日，在人們毫無准備的情況下，四川汶川突然發生了 8 級特大地震，使 7 萬人死亡，經濟損失達數千億元。特大地震震驚了全世界。2010 年 4 月 14 日，玉樹發生 7. 1級地震。廢墟、紛亂、哭喊，悲情場景一如汶川。相似的情景，相似的哀痛，相似的馳援……不到兩年的時間，同樣的地震災難再次沉重降臨在這片國土上。
從汶川特大地震到玉樹地震，頻發的地震災害考驗的不僅是災區的人民、政府的應急能力，還有對地震科研工作者的拷問。於是在全國各界對地震主管部門和地震科學一片質疑聲中，許多地震科學家和地震工作者，對地震能否預測的說法也在爭論個不休。
在這種情況下，使我們不能不想起李四光 『地震是可以預報的』科學論斷; 對河間、唐山、渤海、海城、通海、松潘等潛在地震危險地區防震減災戰略部署的正確; 想起了他斷定北京地區是 『安全島』，請毛主席安心睡覺的豪言壯語; 不能不想起李四光和全國地震工作者幾十年的工作成果。
幾十年來，中國地震局和廣大地震工作者通過不懈探索和創新，在地震監測、預測、預報方面做了大量工作，1966 ～ 1976年的十年大震高潮，全面地推進了我國地震預測預報工作，在全國范圍內，建設了多學科地震監測台網，建成了具有一定規模的地震監測預報隊伍，開展了地震預測預報的廣泛實踐，形成了長、中、短、臨的地震預報科學思路和工作程序。幾十年來，廣大地震工作者通過不懈探索和創新，初步形成了具有中國特色的漸進式地震預報科學思路，實現了 20 多次有減災實效的短臨地震預報，在國際地震預測預報研究中產生了重要影響，在地震長、中、短、臨預測，特別是地震中長期預測方面，已經居於世界領先地位。
令人大憾不解的是，為什麼又若干年過去了，我國科學技術得到飛速發展，現在反而一些人認為地震不能預測預報了。
必須指出，2009 年 5 月 1 日施行的 《中華人民共和國防震減災法》第十三條規定: 『編制防震減災規劃，應當遵循統籌安排、突出重點、合理布局、全面預防的原則，以震情和震害預測結果為依據，並充分考慮人民生命和財產安全及經濟社會發展、資源環境保護等需要。』第二十六條規定: 『國務院地震工作主管部門和縣以上地方人民政府負責管理地震工作的部門或機構，根據地震監測信息研究結果，對可能發生地震的地點、時間和震級作出預測。』 『國務院地震工作主管部門根據地震活動趨勢和震害預測結果，提出確定地震重點監視防禦區的意見，報國務院批准。』第四十八條規定: 『地震預報意見發布後，有關省、市、自治區、直轄市人民政府根據預報的震情可以宣布進入臨震應急期……』
在 《防震減災法》中，地震預測預報顯然是具有導向性的減災措施，地震預防、地震應急、救災重建，以及地震觀測台站的部署和建設規劃的制定等，都是以長、中、短、臨地震預測預報和地震發展趨勢預測為前提的。如果地震預測預報問題不能解決，那麼 《防震減災法》怎麼實施呢。日前國務院下發 《國務院關於進一步加強防震減災工作的意見》，要求到 2020 年，力爭做出有減災實效的短期預報或臨震預報。再次促使地震工作者必須樹立雄心壯志，將地震預測預報作為防震減災的首要工作加以重視。
但是，也應該客觀的承認，地震預測預報是世界性難題，在短期內難以過關，尚需要艱難的探索。目前只有對那些前兆異常較多的地震類型，在震區監測基礎較好和研究程度較深的條件下，做出中期，乃至一定程度的短臨預報才是可能的。因此在防震減災中，盡管人們都期待在防震減災中把短臨地震預報放在首位，但是基於我國現在的地震預測水平，如果將防震減災完全建立在地震短臨預報的基礎上，不僅不現實，而且由於誤報和錯報，可能還會造成更大的損失，甚至影響社會安定，也就是說將造成更大的地震風險。為此，李四光當年早已指出: 『我們地震工作還沒有達到准確預報……只有預防，盡量減少災害損失』。並且指出: 『以預防為主，重要是確定危險區』 『我們不僅提出危險區，而且要指出危險地帶。要劃出頭等危險地帶，其次是重要危險地帶和一般危險地帶。要劃分特別危險帶和特別危險點，總有一天要把工作落實到這方面來。』李四光曾說: 『我們犯了個錯誤，沒有提前 10 年、15 年在戰略性的重點地區開展這項工作。』可見李四光當年已在考慮地震風險問題。可惜，至今地震風險的研究仍然沒有引起足夠的重視。
與地震猖獗的同時，洪水災害也在中國大陸肆虐，現在暴雨預報准確率也只有 30%，與短臨地震預測准確率基本相同，但是全國防汛抗洪工作，卻在有條不紊地進行著; 雖然同樣出現房倒屋塌、次生地質災害、人員傷亡、財產損失，但似乎能夠得到人民的理解。為什麼會出現如此大相徑庭的局面呢，這與減災方略有著密切的關系。自從 2000 年以來，全世界在防洪減災中不約而同地都把 「風險管理」列為重點，以系統科學與風險管理的理論為基礎，分析不同流域和區域的水旱災害風險性，既順應自然的演變規律，又遵循社會經濟發展的客觀規律和承災能力，因地制宜的探討減災方略，取得了顯著的成就。今年 ( 2010 年)由於天氣異常，暴雨成災，至 8 月底經濟損失已達 2000 億元。為了應對日益嚴重的洪澇災害，水利部立即決定編制更為詳細的全國洪水風險圖，指導防洪減災。由此看來，防震減災有必要借鑒其他自然災害的減災經驗，對我國地震科學的發展方向和地震工作戰略進行更為深入而廣泛的考慮。
隨著國際減災十年活動的開展和自然災害科學研究的進展，地震科學也得到了很大的發展，逐步認識了地震災害的雙重屬性，形成了對地震步步深入的研究程序，即地震危險性研究、地震危害性研究、地震風險性研究，認識到只有在了解地震風險性和社會對地震風險的承受能力的前提下，才能制定有針對性的、恰如其分的防震減災對策。
需要指出，地震危險性與地震危害性、地震風險是含義不同的三種概念，地震危險性屬於自然災變; 地震危害性則是由地震造成的社會損害; 地震風險性一般指地震未來時期發生和造成損失的可能性。地震風險指的是潛在的地震危險性和危害性。如果風險缺乏有效的預防和管理，一旦時機成熟，隱性的風險便會轉化成顯性的危害。因此防震減災與地震應急的對象，不是歷史時期已經發生的地震災害，而是未來可能發生的地震風險。因此，制定防震減災預案和地震應急預案，不能僅以在這個地區已經發生過的地震的強弱為依據，也不能僅以地震災害的大小為依據，而要對區域地震危險性、危害性、風險性、社會的承受能力和防震減災與地震應急能力進行全面的評估和風險預測。需要在科學發展觀指導下以社會發展為總尺度，去衡量我國及各個地區的地震對社會發展可能造成的風險及化解地震風險對社會發展的積極作用。也就是說，防震減災要步入風險管理的新階段。
2000 年召開的第 55 屆聯合國大會做出了 『國際減災戰略』行動的決議，其目標是將對災害 ( 含地震) 的簡單防禦轉變為對災害風險的綜合管理。據統計，有美、日、中等 21 個國家制定了防災減災計劃，積極響應聯合國發布的 《兵庫宣言》及《兵庫行動計劃》 ( 2005 年) ，加強減輕災害風險的國際合作，促進減災活動與發展規劃和實踐的結合，提升區域和國家抗禦災害風險的能力，並確立了 2005 ～ 2015 年全球減災工作的戰略目標和行動重點。
在各種自然災害中，地震災害是研究的重點之一。李四光等前輩和中國地震局及原國家科委、國家計委、國家經貿委自然災害綜合研究組曾做了大量工作，由此使我們深深體會到: 防震減災的終極目標應該是減少人員傷亡和減輕經濟損失及對環境的破壞，即減輕地震風險; 地震科學的核心應該是研究地震風險。
通過實際工作，我們認為地震風險研究的重點是:
第一，認識地震風險
雖然目前對地震形成的機制和發展規律尚不清楚，但是起碼可以肯定，板塊活動只是形成地震的原因之一，僅僅以 『印度板塊』的碰撞理論是難以解釋為什麼汶川地震和玉樹地震恰恰發生在它們所在的位置; 更難以預測下一次板塊在什麼地方碰撞而發生地震，很難達到認識地震風險的目的。因此，還必須重視開展地震地質調查研究，查明發震的活動性構造的性質，鑒定活動性構造體系，研究構造體系復合問題，確定地應力的作用方式和方向及構造應力場的特點; 研究地震動力學機制和發展趨勢，根據構造體系和地應力場的發展演化規律; 構造體系復合; 地震前兆的活動程度和地殼穩定性，劃分安全區 ( 安全島) 和危險程度不同的地震風險區，認識地震風險區內地震活動規律。
第二，進行地震風險預測和地震風險評估
我們認為在對地震長、中、短、臨預報研究中，應該將地震預測的三要素———時間、地點、震級作為不同風險內容加以研究，進行不同尺度、不同等級的風險預測。根據我國地震科學當前的水平，既然我國地震中長期預測和地震發展趨勢預測已有長足的發展，那麼在制定防震減災對策時就應該充分利用這一方面的成果。一方面根據自然災害發展趨勢預測和風險區預測，進行區域地震風險評估，編制地震風險系列區劃，指導區域經濟建設規劃的制定和抗震設防等級標准; 另一方面，則應該根據地震風險程度和防震減災能力的地區差異性，按照風險管理的原則，制定防震減災分區對策。然後在可能的發震風險區進行詳細的地震地質、地球物理、地球化學等方面的觀測和研究工作，全面收集各種前兆資料，進行綜合分析，預測可能的發震點和可能的發震時間及震級。然後根據長、中、短、臨地震預測的成果，制定遞進式地震應急規劃。
由於目前對地球科學與地震科學的認識都存在嚴重的分歧，企圖在短期取得統一的意見是不現實的。在這種情況下，我認為以曾經為大多數人所接受，並在實踐中經受過考驗的李四光的防震減災意見和地震部門多年的工作成果為基礎，加以補充，然後根據防震減災和地震應急的需求，制定地震風險管理方案，看來是可行的。
第三，加強地震風險管理
地震風險管理是一項系統工程，不僅包括地震監測預報、災害防禦、應急救援、恢復重建等工作體系和社會響應系統的設計與實施，也包括地震災害社會、災害經濟、災害環境以及地震災害科學技術研究的目標、內容的確定及聯系性、層次性、整體性的系統考慮等方面。
《國務院關於進一步加強防震減災工作的意見》中指出，加強防震減災工作，要以人為本，把人民群眾的生命安全放在首位，堅持預防為主、防禦與救助相結合，依靠科技，依靠法制，依靠群眾，全面提高地震監測預報、災害防禦、應急救援能力，形成政府主導、軍地協調、專群結合、全社會參與的防震減災工作格局，最大限度地減輕地震災害損失，為社會發展創造良好條件。 《國家防震減災規劃 ( 2006 ～ 2020 年) 》已經確定了我國2020 年防震減災總體目標，要達到這一目標，首先必須提高全社會的地震風險意識; 了解與認識各地所面臨的地震風險; 需要全面提高各級政府對地震風險的處置能力，切實加強震前的綜合防禦能力、震時的應急處置能力和震後的緊急救援和安置能力，以及震區恢復重建能力等。為此，必須加強地震風險研究，對我國面臨的地震風險和地震風險的發展態勢進行預測和評估; 確定區域地震危險性、危害性、防震減災能力和風險等級，以及地震次生災害和災害鏈的危險性和風險等級，完成我國地震風險等級的綜合區劃，為我國合理防範、規避地震風險，實現社會安全和可持續發展提供科技支撐。
為此，我們匯集了以 2000 年前的資料為主要依據的研究成果，寫了這本書。
本書雖然對我國地震風險和風險管理及其相關問題進行了比較全面的分析，但客觀地說許多新的理念都只是初步的探索，資料不完備，理論、方法等方面與期望達到的目的尚有相當差距，認識和結論也未必全部正確，而且隨著我國經濟的發展和防震應急能力的提高，大部分基礎數據都將不斷地發生變化，顯然只能供討論參考。但是我們堅定的認為，第一，地震風險的發生是一個自然-社會過程，應該根據地震的雙重屬性和對地震風險的認識、預測、評估建立相適應的防震減災和防震應急新模式; 第二，防震減災和防震應急是一項社會化行動，這種社會需求就要求地震科學研究的重點應從以 『地震現象』為中心的區域震情、災情研究，向以 『社會受災與減災』為中心的地震風險研究轉移; 第三，需要根據風險管理的原則指導防震減災與防震應急，建立新的地震風險管理模式。這些都是值得進一步開拓深入的研究方向。本書地震風險評估的數據，以 2000 年統計資料為據，雖然不是最新的，但在另一方面，卻可以近十年地震發生的實際情況為據，對原有認識起到了檢驗的作用。」
③ 當今地質災害研究的重點與發展趨勢
近十年來，地質災害問題日益受到國際社會的廣泛關注和高度重視。聯合國已將地質災害納入了「國際減災十年計劃」，並成立了國際滑坡研究組等專門組織，實施了「全球滑坡災害編圖計劃」。與此呼應，還提出了一些洲際或大區域的地質災害編圖計劃。如由日本地調局組織的「東亞自然災害編圖計劃」。國際地科聯地質環境委員會目前則正在組織編制區域性和全球性地質災害目錄清單，尤其是影響城市地區的地質災害目錄清單，目的旨在幫助和指導主要由一些國際組織如聯合國教科文組織等管理的地質災害防治和減輕方面的特別援助項目計劃。一些發達國家如美、英、日等早在70年代便開始了全國性的地質災害調查與評價，其它一些國家如加拿大、澳大利亞、巴西、俄羅斯、義大利、西班牙、葡萄牙等，從80年代後期始，也分別開展了全國性或區域性的地質調查評價和研究工作。目前我國正在實施新一輪國土資源大調查工作，「地質災害預警工程」是其中的一項重要內容。從國內外地質災害研究和工作部署來看，總體呈現以下趨勢：①建立地質災害資料庫及災害風險填圖；②地質災害實時監控與定量評價及其災害預警系統研究；③注重群發或誘發的災害系統研究；④建立地質災害快速反映部隊；⑤工作部署重點包括快速發展地區、城市走廊帶、工程和交通走廊的地質災害主題填圖及其監測研究計劃。
④ 地質災害的概念及特徵
(1)地質災害的概念
聯合國減災組織(UNDRO)(1984)對災害的定義是:一次在時間和空間上較為集中的事故，事故發生期間當地的人類群體及其財產遭到嚴重的威脅並造成巨大損失，以致家庭結構和社會結構也受到不可忽視的影響。
災害也就是地球表面因自然變異、人為因素或二者共同作用所引發的對人類生命財產、生活生產和生存發展條件造成的危害。災害的種類很多，根據主導成因可分為自然災害、人為災害、自然人為災害、人為自然災害，每一類災害又可進一步劃分出多個災種。
地質災害(GeologicalDisaster)是指在地球內動力、外動力或人為地質動力作用下，地球發生異常能量釋放、物質運動、岩土體變形位移及環境異常變化等，危害人類生命財產、生活與經濟活動或破壞人類賴以生存與發展的資源、環境的現象或過程。
地質災害包含了致災動力條件和災害事件的後果兩個方面的含義。動力條件包合了外營力、內營力及人為活動的影響。災害事件的後果強調的是對人類生命財產和生存環境產生影響或破壞。若某種地質過程僅僅改變地質環境，並沒有破壞人類生命財產或影響生產、生活，則不是地質災害。
(2)地質災害的屬性特徵
地質災害既有自然屬性，又有社會經濟屬性。自然屬性是指與地質災害的動力過程有關的自然特徵，如地質災害的規模、強度、頻次以及孕育條件，變化規律等。社會經濟屬性主要指與成災活動密切相關的人類社會經濟特徵，如人口和財產的分布、工程建設活動、資源開發、經濟發展水平、防災能力等。
地質災害的屬性特徵主要有:①地質災害的必然性與可防禦性;②地質災害的隨機性和周期性;③地質災害的突發性和漸進性;④地質災害的群體性和誘發性;⑤地質災害的成因多元性和原地復發性;⑥地質災害的區域性;⑦地質災害的破壞性與「建設性」;⑧地質災害影響的復雜性和嚴重性;⑨人為地質災害的日趨顯著性;⑩地質災害防治的社會性和迫切性。
⑤ 構造地質學的研究意義
研究地質構造的理論意義在於，闡明地殼構造在空間上的相互關系和時間上的發育順序，探討地殼構造的演化和地殼運動規律及其動力來源; 其實踐意義則在於，應用地質構造的客觀規律指導生產實踐，解決礦產分布、水文地質、工程地質、地震地質及環境地質等方面有關的問題。
地殼中礦產的分布是受一定的地質構造控制的。成礦物質的形成和運移等成礦作用，都直接或間接地受地殼運動的影響。礦產的形成需要有成礦物質運移的通道和沉澱、賦存的場所。這些通道和場所與地質構造有極其密切的關系，例如石油、天然氣常分布在背斜的頂部或具圈閉條件的斷裂構造中。另一方面，許多已形成的礦產還會遭受後來地殼運動的影響而變形。因此，在礦產普查勘探和采礦工作中，要對礦產做出科學的評價和進行合理的開采，就必須正確認識區域的和礦區的構造特徵。
地下水的活動和富集與地質構造密切相關，只有認識了地質構造特徵，才能更有效地尋找地下水。許多工程建設，如水庫、堤壩、橋梁、隧道或大型地下工程等，都要先查明工程地區地質構造情況，對地基穩定性做出評價，為工程設計和施工提供地質依據。
破壞性地震常給人們的生命及財產帶來很大的損失。絕大多數地震活動是現代地殼運動的反映，因而震源與地質構造，特別是與斷裂構造的關系極為密切。在研究發震規律和地震預報工作中，研究區域構造特徵及近代構造活動規律，是地震地質工作一項十分重要的基礎性工作。
在影響人類賴以生存和發展的地質環境質量的諸多地質因素中，地質構造是其重要的因素。不同地區地質環境的差異及地表元素分布的不均勻，在很大程度上與各地區地質構造的不同有關。因此，環境地質學研究地質環境的形成和變化，預測和評價人類生產活動對環境的近期與長期的影響，保護、改善和利用地質環境，防止與減少地質災害，是與地質構造的研究密不可分的。
隨著現代科技的日新月異，航空航天、地球物理、地球化學、電子技術和超微技術等使構造地質學的發展進入了一個嶄新的階段，許多新思想、新概念和新方法不斷涌現，研究內容涉及多尺度、多層次、多體制、多因素或多成因、多類型的構造的全方位動態研究的廣闊領域。
⑥ 岩石學及其研究意義
岩石學（petrology，來自希臘文petra—岩石，和logos—論述和解釋）作為研究岩石的學科，在地球科學中佔有重要地位。岩石學主要研究岩石的產出方式、組成特徵、分類命名、岩石成因、形成環境和資源背景，包括岩相學（petrography，lithology）和岩理學（petrogenesis）兩方面。傳統上，岩相學主要是在野外地質調查的基礎上，在顯微鏡下對岩石進行系統描述和分類命名，屬於描述岩石學范疇。隨著科學技術的進步，岩相學的研究已經拓展到將顯微鏡觀察與現代分析測試技術相結合，全面研究岩石的礦物組成、化學成分和物理性質（光性礦物學、岩石化學、礦物化學、岩石物理、礦物物理等）。岩理學又稱為成因岩石學，主要研究岩石的成因和形成過程：就是在深入的岩相學研究基礎上，結合實驗研究和理論分析，通過比較、歸納、演繹深入認識岩石的形成過程，理解地球上發現的（以及來自其他星球的）各種各樣岩石的多樣性的起因，分析人類難以直接觀察的地球內部岩石物質的性質，進而為探討地球和行星系統動力學過程提供知識儲備和理論支撐。岩相學是岩理學的基礎，也是地質類大學生首先要掌握的內容，因此，本書將把討論的重點放在岩相學部分。岩理學是岩相學的深化，也是現代地球科學理論的基石。正如Philpotts ＆ Ague（2009）在 《火成岩和變質岩岩石學原理》 一書中指出的，自然界提供的有關岩石形成事件和過程的證據是零碎的，這就要求岩石學家把這些零碎的證據組合起來，才能構成一個連貫的故事。
由於岩石是地質歷史時期發生的地質事件的產物，是地球和行星歷史的實物 「檔案」。因此，對岩石的特徵、時空分布規律、形成時的物理化學環境和岩石成因過程的研究，可以為解決有關地球乃至太陽系形成和演化歷史的重大問題作出貢獻。另一方面，礦石也是岩石，人類社會賴以生存的礦產資源就賦存在岩石之中，而岩石的性質對人類賴以生存的地下水、油氣資源的賦存狀態以及地表的地質作用、地質災害都有重要影響。因此，對各類岩石的研究，不僅是認識地球的需要，也是實現資源的永續利用、預防和減輕地質災害、保護人類的生存環境、促進人類社會可持續發展的需要。
岩石學在解決地質學重大科學問題方面的作用，可以從以下例子中體現出來。
◎岩石圈組成和深部過程的岩石學探針：對於大陸岩石圈組成和深部過程，人類難以直接觀察，就需要結合岩石學探針技術和地球物理方法來間接進行研究。岩石學探針技術是通過對各種岩石樣品的綜合研究，分析岩石所處地質時期的岩石圈組成、結構和深部過程。主要的研究對象包括：(1)產於火山岩中的深源捕虜體（Pearson et al.，2003），例如，我國遼寧復縣古生代金伯利岩，道縣、信陽和阜新中生代火山岩，以及漢諾壩、鶴壁、山旺、女山等地新生代玄武岩中，都存在上地幔橄欖岩、下地殼麻粒岩的捕虜體（鄭建平，2009）；(2)因構造運動抬升剝露到地表的高級變質地體以及中下地殼甚至上地幔剖面，例如，義大利下地殼剖面（馬昌前，1998）；(3)火成岩的源區示蹤和岩漿房過程分析，其中，鎂鐵質－超鎂鐵質岩石主要反映地幔組成和過程，長英質岩石主要反映地殼的組成及其內部過程，而中性岩往往是地殼分異－混合和殼幔相互作用的產物。在研究方法上，不相容元素和同位素比值反映了岩漿源區化學成分的變化；而相容元素反映了礦物穩定性的變化，可提供有關地殼和地幔深處壓力、溫度和流體條件的信息。地球物理資料反映的是現今岩石圈的深部結構，代表了晚近時期地質作用留下的綜合信息，主要包括岩石波速測量（路鳳香等，2006）、現今地表熱流測量（Rudnick ＆ Gao，2003）等。例如，我國開展的深部探測技術與實驗研究，利用深地震反射技術，了解地殼底部30km以上的精細的地殼結構（董樹文等，2011）。地球物理模型與岩石學模型的結合，將對岩石圈結構和組成提出更全面的約束。
◎大地構造環境的岩石學分析：20世紀60年代中期建立的板塊構造理論，發端於大陸漂移、海底擴張和地幔對流假說和模式。這一理論不僅解釋了地震、火山、山鏈的分布樣式，而且解釋了大陸和海底的形成機制，也為地質歷史時期不斷變化著的地球氣候及其對生物演化過程的影響提供了新解釋（NRC，2008）。有些岩石類型和岩石組合，只有在特定的大地構造環境中才能出現（莫宣學等，2009），因此，結合其他的地質標志，就能從岩石學上分析有關岩石產出的古構造環境。例如，鈣鹼性岩漿岩常常出現在與大洋板塊俯沖有關的島弧和陸弧環境中，而鹼性岩或雙峰式岩漿岩則代表了與地殼伸展有關的構造環境。在沉積岩中，碳酸鹽岩和石英砂岩通常形成於穩定的構造環境內，而長石砂岩、雜砂岩則形成於構造活動強烈的地區；在克拉通內部形成的碎屑沉積岩富含石英和長石，而在活動大陸邊緣則多形成富含岩屑和長石的碎屑沉積岩。又如，麻粒岩是大陸下地殼的代表性岩石，而藍片岩、榴輝岩等高壓－超高壓變質岩則是板塊俯沖－碰撞環境的產物。
◎盆－山關系的岩石學印跡：地質學上最初爭論最大的問題就來自對沉積岩的觀察。英國地質學家、火成學派的創始人詹姆斯·郝頓（James Hutton，1726～1797年）就曾根據沉積地層的厚度、沉積岩的各種特徵以及沉積岩中化石的存在，推測過地球的年齡（Hutton，1788）。今天，對盆地中沉積岩的觀察仍然是認識造山帶的演化過程和盆－山關系的切入點。盆地和山嶺是陸地表面的兩個基本構造單元，它們在時間和空間上相互依存，在物質和能量上相互交換，二者具有密切的耦合關系。在碰撞造山帶，構造活動直接控制盆地的發育和演化過程。一個典型的實例是印度板塊與歐亞板塊在始新世的碰撞，造成了青藏高原的隆升和周緣盆地的形成（許志琴等，2007）。山嶺的隆升和剝蝕產生了大量的碎屑沉積物，這些沉積物分布於印度板塊及其邊緣海盆地中，如孟加拉扇新生代以來沉積物的總體積就達到了12×106km3，為解決與青藏高原形成演化相關的科學問題打開了一扇窗口。例如，關於印度板塊和歐亞板塊的碰撞是何時發生的問題，在巴基斯坦西北部Waziristan地區的古近系－新近系地層中就記錄了這次事件造成的不整合接觸，從而可以將碰撞時間限定在66～55Ma之間（Beck et al.，1995）。研究表明，在俯沖帶或垮塌的造山帶，大規模岩漿活動產生的熱和力學效應可導致上覆岩石快速的抬升和剝蝕，表現為岩漿侵入與粗碎屑岩堆積近於同時，新形成的岩漿岩直接作為弧前盆地的沉積物源（Kimbrough et al.，2001）。這一系列過程可以發生在短短的幾百萬年之間，其信息被記錄在造山帶和相關盆地的各類岩石中。
◎礦產資源的岩石學專屬性：人類可資利用的礦產資源大都取自地殼淺部的三大類岩石中。深入研究岩石的特徵和形成過程，對於了解有用物質的遷移和聚集機制，指導找礦勘探有重大的價值。例如，岩漿岩蘊藏了大量的金屬和非金屬礦產，其中，金剛石主要產於金伯利岩和部分鉀鎂煌斑岩中，Cr、Ni礦與鎂鐵質－超鎂鐵質岩石有關，Mo、W、Sn礦常與某些花崗岩有關，一些超大型的斑岩銅礦產於與大洋板塊俯沖有關的中酸性淺成岩漿岩中，而Li和稀土礦可以在偉晶岩中尋找。目前世界上最大的銅礦是智利的丘基卡馬塔（Chuquicamata）和埃爾特尼恩特（El Teniente）斑岩銅礦，銅總儲量分別達6935萬噸和6776萬噸。值得注意的是，煤、油頁岩等可燃性有機礦產以及石油、天然氣等能源幾乎全是沉積成因的，而賦存於沉積岩及沉積變質岩中的密西西比河谷型（MVT）及沉積噴流型（SEDEX）Pb－Zn礦床，其儲量佔Pb、Zn總儲量的1/2，產量佔Pb、Zn總產量的2/3（趙振華等，2003）。變質岩中直接產出了不少金屬礦產，如Au、Ag、Cu、Zn、Pb、Fe及稀有、稀土等礦產，其中變質岩中的鐵礦床佔全世界鐵礦總儲量的80％以上。W、Sn、Mo、Sb和稀土等礦產為我國優勢礦產，我國內蒙古白雲鄂博碳酸岩型REE－Nd－Fe礦床是世界上最大的稀土礦床。據研究，該稀土礦受控於中元古代的古火山機構，礦床產於火成白雲石碳酸岩體和部分脈狀碳酸岩中（郝梓國等，2002）。
需要指出的是，石油天然氣不僅賦存於沉積岩中，在多種類型的結晶岩中也有產出，尤以火山岩可作為油氣藏的優質儲層或蓋層（Petford ＆ McCaffrey，2003）。目前，在世界范圍內已發現了300多個與火山岩有關的油氣藏，實際探明儲量的火山岩油氣藏169個，其中不乏大型油氣藏，如利比亞錫爾特盆地（Sirte Basin）的拿法拉（Nafoora）油田。我國也先後在准噶爾、三塘湖、松遼、海塔、二連、渤海灣等盆地不斷發現了火山岩油氣田，顯示了火山岩油氣勘探開發的巨大潛力（賈承造等，2007）。
◎過去全球變化的岩石學線索：(1)今天形成的不同類型的沉積物的相對量與地質歷史時期是完全不同的，這種差別是否意味著地球環境發生了顯著的變化？例如，現今地球上形成的白雲岩很少，主要出現在波斯灣及荷蘭Antilles等異常的環境中，而在前寒武紀時期，形成的白雲岩是石灰岩的3倍以上。與現今相比，前寒武紀時期，蒸發鹽（岩）十分稀少，為什麼？ 是否25億年以來，海水成分已經發生了變化？ 是不是自前寒武紀以來，由於剝露出地表被風化的岩石成分發生了變化，因而由河流帶到大洋中的物質也就出現了變化？(2)大多數進化生物學家認為，生命物質是在38億年前在還原環境中由無生命的物質進化而來的，因為原始的細胞不能抵抗氧化作用。這就意味著，在地球早期的大氣圈中，氧很少或幾乎沒有。然而，太古宙的鐵礦含有磁鐵礦，表明既有Fe2＋，也有Fe3＋，這就要求大氣中有氧存在。這些鐵礦中所含的氧化鐵物質是一開始就有的（原生）？還是後來隨大氣中自由氧的增多而逐漸氧化而來的（Blatt et al.，2006）？(3)地球現今的大氣圈很適於生物生存，但對早前寒武紀岩石的研究表明，在地球形成初期，大氣中幾乎沒有氧氣，而富含甲烷。大氣中氧氣的增多和甲烷的減少是內在因素，還是外在因素造成的？是由於地球深部活動的變化引發的，還是與地外天體的撞擊有關？(4)新元古代，在全球范圍內廣泛沉積了一套冰成岩系，這些沉積記錄表明當時地球曾經歷了一次極其嚴重而漫長的冰期，不僅陸地全部被冰川覆蓋，而且海洋也被完全凍結，稱為雪球地球（Snowball Earth）。「雪球地球」 是如何形成的，又是如何消失的？這些問題的答案記錄在相關的岩石中。(5)大規模的火山活動可能只延續幾天，但火山噴發出的大量氣體和火山灰對氣候的影響可能達數年之久。例如，1991年6月15日菲律賓的Pinatubo火山噴發，據估計就有2000萬噸的SO2和火山灰顆粒噴發到了20km高的大氣中。含硫酸的氣體會轉化為硫酸鹽氣溶膠，那些微米級的液滴中75％是硫酸。火山噴發之後，這些氣溶膠顆粒會在平流層中停留3～4年。這些火山物質減少了太陽輻射到達地球表面的量，降低了對流層的溫度，於是會對大氣環流產生明顯影響。因此，研究地質歷史時期熔結凝灰岩大爆發（ignimbrite flare－up）對全球變化和生命演化的影響，有著十分重要的意義。
◎地外岩石研究對早期地球和太陽系演化的啟示：據認為，月球是在一次對地球的撞擊事件中形成的，撞擊會抹去地球更早的岩石記錄，所產生的熱量甚至會使地球成為一個熔融的星球。加上後來地球表面始終不斷的板塊構造運動的改造，對古老岩石的保存產生了不利的影響。目前，在地球上發現的最老的岩石大約為40億年，大陸殼中老於36億年的岩石只佔0.0001％（Nutman，2006）。在岩石 「檔案」 中，從45.3億年撞擊產生月球到地球上保存的最古老岩石（40億～38億年）的這段時間里，地球上保留的歷史記錄幾乎為零。與地球上缺少最早期的岩石不同，在太陽系形成的初始階段之後，許多隕石基本上完好地留在圍繞太陽不停運行的軌道上。因此，隕石（包括後來從月球和火星上落下的一些岩石）就成了這個起始階段的主要實物檔案。需要指出的是，在澳大利亞西部30億年老的石英岩中，找到了地球上最老的礦物——碎屑鋯石。測年顯示，最老的鋯石年齡達到了44億年，這些鋯石的稀土元素以及氧和鉿同位素的研究表明，在距今45億～42億年之時，地球上就有花崗質陸殼甚至有大洋存在（Harrison et al.，2005）。近年來，地球上發現的38億年之後的記錄越來越多。例如，在我國北方的鞍山地區就發現了大量36億～38億年的岩石和鋯石，在冀東、信陽、焦作及其他地區也有始太古代－古太古代的岩石和鋯石存在（劉敦一等，2007）。
⑦ 什麼是地質災害
地質災害是指由於自然地質作用或人為地質作用,使生態環境遭到破壞,從而導致人類生命、物質財富造成損失的事件。例如,崩塌、滑坡、岩爆、泥石流、地裂縫、地面沉降和塌陷、坑道突水突泥、突瓦斯、煤層自燃、黃土濕陷、岩土膨脹、沙土液化、土地凍融、水土流失、土地沙漠化及沼澤化、土壤鹽鹼化以及地震、火山等。
地質災害廣泛存在於我們的生活中,它給我們的生產、生活造成了諸多的不便,同時,也給我們造成很大的經濟損失和人員傷亡。因此,在認識了解地質災害的過程中,我們不僅要認識地質災害本身,還要了解掌握地質災害的成因、觀測、分類、預防,以及地質災害的救援知識,以便為我們科學的預防和救援打下堅實的基礎。
地質災害一般分為自然地質災害和人為地質災害兩大類。因為發生災害的地理環境不同,所以治理災害的方法和減災措施也有所差別。近年來為深入研究,又把地質災害分為山地地質災害、平原地質災害和城市地質災害等。
地質災害根據其主導動力成因具體分為內動力地質災害,包括地震、火山、構造沉降、構造地裂縫、岩爆等;外動力地質災害,包括崩塌、滑坡、泥石流、水土流失、土地沙漠化等;人為動力地質災害,包括水庫誘發地震、抽水塌陷、礦區采空塌陷等。實踐表明,單一成因的地質災害較少,復合型地質災害較多。
根據地質災害成災動態特徵可分為突發型地質災害——發生突然,過程短暫的地質災害,主要包括地震、火山、煤瓦斯突出、崩塌、滑坡、泥石流等;緩發型地質災害(或累進型地質災害)——發生過程比較緩慢,具有累進性特徵的地質災害,主要包括地面沉降、水土流失、土地沙漠化、土地鹽漬化、海水入侵等。
根據地質災害發生的自然地理位置可分為山地地質災害,主要包括崩塌、滑坡、泥石流等;平原地質災害,主要包括地面沉降、土地鹽漬化等;濱海地質災害,主要包括海水入侵、海岸侵蝕等;海洋地質災害,主要包括海底滑坡等;城市地質災害,主要為地面沉降和塌陷以及地裂縫等。
根據與社會經濟關系可分為城市地質災害、礦區地質災害、農業地質災害、工程地質災害等。
地質災害的普查是在正確認識各種地質災害的基礎上,對一個特定區域可能發生的地質災害的全面排查,進而有效地進行預防和治理。它是地質災害預防的前提。
所謂地質災害防治是指對由於自然作用或人為因素誘發的對人民生命和財產安全造成危害的山體崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫、地面沉降等地質現象,通過有效的地質工程手段,改變這些地質災害產生的過程,以達到減輕或防止災害發生的目的。地質災害防治工作,實行預防為主,避讓與治理相結合的方針,按照以防為主,防治結合,全面規劃,綜合治理的原則進行。
各級人民政府地質礦產主管部門對本行政區域內的地質災害實行統一監督管理,加強對地質災害防治工作的領導,並將其納入國民經濟和社會發展規劃。
地質災害防治的重點區域:城市、農村和其他人口集中居住區,大中型工礦企業所在地,重點工程設施,主要河流,交通干線,重點經濟技術開發區,風景名勝區和自然保護區等。
研究地質災害的最終目的是減少地質災害發生對人們造成的損失,然而有效地預防又離不開不間斷的、准確有效的觀測,所以觀測在地質災害防治過程中起著舉足輕重的作用。
常用的方法有簡易監測法和精密觀測法。
簡易監測法有定期目視檢查和安裝簡易監測設施進行監測兩種。定期目視檢查要求監測責任人定期目視檢查或在暴雨天氣時目視檢查,監測地質災害有無異常變化,例如,建築物變形情況、地面裂縫的發生發展情況以及地下水異常變化等。
安裝簡易監測設施要求在監測地災點敏感變化部位(如滑坡前緣或後緣裂縫處)設立簡易固定標尺(如打入木樁或釘繩法、貼紙法)或用水泥砂漿貼片等觀測坡體滑移變化情況。
儀器精密監測主要分為水平與垂直位移監測(包括深部位移監測和孔隙水壓力、地應力監測等),主要針對需花費較大資金進行治理的重大地質災害隱患點。此類監測工作一般應由具備相應資質的單位和技術人員承擔。
分析地質災害的成因、給地質災害進行分類、地質災害的普查等都是在災害沒有發生前進行的一系列為減災減損採取的措施。但是當地質災害發生以後,我們不但要進行正確的治理,還必須有有效的營救機制。地質災害的營救要以科學發展觀理論為指導,本著以人為本的原則,把人民生命財產安全放在首位。
我國地域遼闊,地理和地質條件都很復雜,地質災害種類多、分布廣、影響大,占各種自然災害的1/4。平均每年因地質災害帶來的直接經濟損失達75億~120億元,特別是一旦發生地震等重大災害,其損失就會更大。
地震是各種地質災害中破壞性最大的一種。我國地處歐亞地震帶與環太平洋地震帶之間,是歐亞板塊與太平洋板塊、印度洋板塊的接觸及俯沖帶,構造活動劇烈,地震頻繁。從20世紀初到1988年,我國發生6級以上的地震655次,其中8級以上的9次。20世紀以來,全球發生7級以上地震1272次,死亡人數超過百萬,其中,我國地震佔10%,死亡人數佔一半以上。1976年唐山地震,建築物幾乎全被破壞,人員傷亡多達40萬。
崩塌、滑坡、泥石流也是破壞性很大的地質災害,在我國山區、高原廣泛出現,西北、西南地區更多。僅四川,近10年來就達數萬次,死亡2500多人,經濟損失達20多億元。
地面沉降和塌陷,是沿海和東部地區出現較多的地質災害。尤其是經濟發達地區和大城市,影響嚴重,不可低估。上海、天津地面沉降最大累計達2米多,對人民生活和經濟發展造成重大威脅。
我國地質災害發展趨勢:次數增多,損失日益加重,面積越來越大。造成地質災害的原因很多,其中,人為的因素相當重要。據分析,全國50%以上的地質災害的發生與人類活動有關。由於人類不按客觀規律進行經濟、軍事、生產活動,嚴重破壞地質環境,加劇了災害的發生。缺乏科學規劃、對自然資源掠奪性開發、亂挖濫采、亂棄廢渣、過量抽取地下水等,都會引發地質災害。在缺乏科學論證和科學決策的情況下興修水庫,鋪設鐵路,修建公路或其他大型工程,不僅影響工程質量,而且會誘發地質災害。事實告訴我們:一旦人類活動破壞了環境,要想重新建立起來需要付出更昂貴的代價,甚至比當初想在經濟活動中獲得的價值還要多得多,如寶成鐵路建成後,每年要支出大量經費維修路基,僅1987年的投資費用,就相當於當年建路費用的50%。
⑧ 一道高中地理題：研究地質構造有什麼意義
可以確定一些地質災害高發區。更有效預防，監測地質災害的發生，從而減少地質災害帶來的損失。如這次汶川大地震。
⑨ 研究意義
岩溶水(karst water)是賦存於岩溶化岩體中的地下水的總稱[1]。本項目的研究僅限於賦存在碳酸鹽岩層的溶蝕洞穴、管道和裂隙中的地下水。在西南岩溶石山區，岩溶含水層一般儲水、導水空間規模巨大，賦存著豐富的地下水。因此，岩溶水是最具開發價值的地下水類型。
岩溶地區地表、地下兩種岩溶空間的同時存在，是造成岩溶特殊環境的基本原因[2]。由於岩溶環境的雙層結構空間特徵，加上岩溶發育的不均勻性及岩溶地區自然環境條件的多樣性，決定了岩溶水系統的復雜多變特徵，由此也造成了岩溶地區水資源的時空分布不均勻性，地表水嚴重缺乏，形成了「地下水滾滾流，地表水貴如油」的水資源特徵。
我國是世界上岩溶分布面積最廣的國家，岩溶面積達346×104km2，佔全球岩溶面積2200×104km2的15.73%，碳酸鹽岩層主要為中生代及其以前形成的堅硬的碳酸鹽岩，容易發育形成不均勻的地下溶洞系統，加之岩溶區人口分布密度很大。因此，乾旱缺水問題非常嚴重。西南岩溶石山地區涵蓋以雲貴高原為中心的中國南方八省(市、區)范圍，包括廣西(簡稱桂，下同)、貴州(黔)、雲南(滇)、四川(川)、重慶(渝)、湖北(鄂)、湖南(湘)、廣東(粵)八省(市、區)的岩溶連片分布的主要部分，面積約76×104km2[3]。
西南岩溶石山地區聚居著46個民族，少數民族大多聚居在石漠化山區。全區人口約8000×104，以傳統分散的農業經濟為主，「老少邊貧」落後現狀仍未完全改變，是我國西部大開發和扶貧攻堅的重點地區。該地區氣候濕潤，年平均降雨量超過1000mm，但降雨量的80%左右集中於雨季，且裸露岩溶區的入滲系數一般在0.3～0.4，高的可達0.5～0.6，降水大部分轉化為地下徑流。加之可溶岩造壤能力低，土壤薄而分散，植被稀疏，保水性差；風大氣溫高，地面蒸發強烈。所以，雨後不久，這些地區即可出現旱象，進入旱季(1～5月)降雨極少，此時乾旱嚴重[4]。而地下水資源雖然總量上很豐富，但埋藏分布不均勻，許多地方主要賦存於地下岩溶洞穴管道之中，由於岩溶水賦存空間十分復雜，找水難度很大，總體上呈現出工程性缺水的特點。上述原因造成約1700×104人生活用水十分困難，僅滇、黔、桂三省區就有2531×104畝耕地嚴重乾旱。
在雲貴岩溶高原地區，一方面各級岩溶高原面或夷平面(海拔1500～3500m)上，地形一般較為平緩、開闊，許多大小不一的山間盆地分布其中；另一方面烏江(海拔400～1000m)、金沙江(海拔700～1500m)、元江(海拔100～200m)、西江(海拔200～1500m)等江河及其支流所構成的地表水文網，隨著上新世以來地殼的強烈抬升而深深地切入各級岩溶高原面或夷平面之下，形成陡峻的河谷，其谷底與各級高原面或夷平面的高差達500～2500m。在這些水資源集中的河谷內，耕地和人口分布較少，重要城鎮和廠礦也不多。以烏江為例，從烏江渡以下到沿河縣城，長約400km的幹流沿岸，基本上是懸岩陡壁，僅在比較開闊的地段，如思南、沿河等城鎮附近，在一些數十米至百餘米寬的台地上有耕地，一般高於江面15～30m，由小片出露的碎屑岩風化形成。南盤江與元江沿岸，也基本上是峽谷地形，僅有一些坡地分布。但在它們的谷坡轉折點之上，海拔約1300m、1600m、1900m或更高的各級岩溶高原面或夷平面上，卻分布著數十個耕地面積達數千到上萬公頃、居住人口數萬至上百萬的岩溶斷陷盆地和岩溶盆地。主要江河水面大大低於主要耕地分布區、人口聚居區、經濟活動區，形成了「水土不配套」的問題。面對這樣的客觀問題及其背景，隨著對岩溶水資源勘查開發的深入，越來越多的人已經認識到，眾多岩溶儲水構造猶如江河上游天然的一座座調蓄水庫，對其進行科學的調查規劃、勘查、開發和調度，對解決「水土不配套」的問題，緩解日益緊張的水資源供需矛盾，將發揮非常重要的作用。
岩溶水資源的合理開發利用，提高對地下水資源的調控能力，不僅僅只是解決乾旱缺水問題的需要，也是整治石漠化，改善生態環境的基礎工作。西南岩溶石山地區，已經查明石漠化面積為11.15×104km2。嚴重的石漠化導致可耕地面積減少，土壤肥力下降，涵養水源能力減弱，旱澇災害頻繁，引起小環境氣候的惡化，毀壞了自然景觀，破壞了生物多樣性，這嚴重製約著西南岩溶石山地區的社會經濟發展和脫貧致富奔小康的步伐，成了岩溶石山地區危害最大的緩變地質災害。滇、黔、桂三省區共有109個貧困縣，其中73個分布在石漠化地區，農民年均收入僅為全國平均水平的55%。由於石漠化，他們無法維持基本口糧，生活用水困難。這一地區近幾十年來人口增長過快、森林亂砍濫伐、不合理開發和利用土地及其他自然資源，導致大面積水土流失和生態環境破壞，成為石漠化加劇的主要動力[5][6]。乾旱缺水是形成石漠化最主要的自然因素。石漠化使地表植被失去了協調水分的功能，乾旱使植被的再生能力減退，生物鏈(植物鏈)中斷，植被覆蓋率降低，導致生態環境脆弱，結果是石漠化極易發生並導致人類生存環境的退化乃至喪失。岩溶石山地區石漠化演變過程主要反映為：地表植被的強烈破壞→地表沖刷加劇、水土流失、表土層破壞→殘余植被和土壤種子庫喪失恢復和自然更新能力、良性生態循環受阻、大面積石漠化→賦水植被和地質結構遭受破壞，水文、水循環系統特徵的改變→水資源系統失衡、變態、變質。這種失衡與變態，既包括了岩溶石山地區內降水的轉化形式、徑流途徑、賦存空間、具體特徵數量及其在時間序列上的分配，還包括了水資源質量、功能上的變化[7]。從而加重了乾旱缺水的程度，形成了新的惡性循環。因此，按照德國化學家J.V.李比希於1840年提出，20世紀初英國科學家布萊克曼發展完善的環境最小限制律，即：整個環境的質量，不能由環境諸要素的平均狀況去決定，而是受環境諸要素中那個與最優狀態差距最大的要素所控制[8]。地表嚴重乾旱缺水問題是石漠化地區生態系統重建的主要限制性因子[9]，石漠化治理必須優先搞好水資源規劃和管理，打破雙層徑流單層調度的不利局面，加快研究和實施先進適用的岩溶水開發技術及方案，合理有效地開發利用岩溶水資源，配合地表水利工程建設，實現岩溶區地表、地下雙層徑流聯合調度，提高對水資源的調控能力。只有充分發揮岩溶水的生態功能，解決了乾旱缺水問題，保證了生態需水，才能有效地進行生態建設[10～14]，正所謂「山川秀美，關鍵在水」。
岩溶地區地下具有巨大的儲水空間，形成了對徑流的天然調蓄功能，起到了對降水在年內和年際尺度上的調節作用。且地下水水質好，水量保證程度高，輸水距離短，開發工程佔地極少，對解決嚴重缺水的岩溶地區分散的農村生產生活用水和林草、耕地抗旱保苗用水，具有得天獨厚的優勢和不可替代的作用。要有效地發揮岩溶水資源優勢，改善岩溶區乾旱缺水的面貌，取決於水文地質調查研究程度和對岩溶水賦存規律認識的提高，以及岩溶水勘查開發技術的進步。近年來，有關部門積極探索各種方法來緩解西部地區人畜飲用水短缺狀況，如：「水窖工程」、「移民工程」、「引水工程」等。水窖集水簡單易行，在正常年份可發揮儲水作用，但遇到乾旱年份時難以發揮作用。而且水質很差，長期飲用將對人的健康帶來危害。移民工程可從根本上解決人畜飲用水問題，但需要巨大的財力、物力，且岩溶地區有限的可耕地、居住地及環境條件，對移民搬遷形成了嚴重的制約。引水工程適宜解決城鎮、工礦等集中供水，但西南岩溶石山地區地形復雜，嚴重缺水地區村鎮居民居住分散，在許多地區，長距離引水既不經濟，旱季水源也難以為繼；況且很多地區地表水開發利用率已很高，有些流域已引發生態環境問題，地表水體污染嚴重，水質性缺水問題日益突出，加之岩溶石山地區地表滲漏嚴重，建庫條件差，基礎處理費用昂貴，同我國北方平原和南方丘陵區相比，一座億量級的大型水庫造價，在西南岩溶石山地區只能建一座(2000～3000)×104m3的中型水庫[15]，地表水進一步開發的難度越來越大，潛力有限。因此，開展岩溶找水與開發技術的研究，為岩溶水的有效開發利用提供可靠的技術支持，使岩溶找水和開發的成功率和效益大幅度提高，是非常必要和迫切的。
岩溶地區各種地表、地下岩溶空間成為水資源的賦存場所，但由於岩溶發育的不均勻性，給岩溶水的勘查和開發帶來了極大的困難[16]。由岩溶發育的不均勻性所決定，岩溶水的埋藏分布也具有不均勻性，表現為富水性的空間差異和水力聯系的各向異性。在岩溶地區的工程實踐中，常會碰到下面一些問題：相鄰很近的供水水文地質勘探孔，單井出水量相差很大，有的可達每小時幾十至上百立方米，有的還不到一立方米；水利工程的帷幕灌漿孔，有的數十米孔段基本上不透水，當揭露到溶洞時，透水性可幾十倍以上地增加，有的滲漏通道會分布在相距不到幾米的兩個鑽孔之間；有的礦井，本來涌水量極小，而一旦揭露到暗河通道，巨大水流會即刻突入礦井……。這些現象都是岩溶水分布不均勻性的表現。岩溶水的不均勻性往往給岩溶水勘查和開發工作帶來了巨大的困難，以至裸露型岩溶區的供水勘探孔平均成井率仍徘徊在30%左右。但事物都是一分為二的，只要弄清了它的性質，確定了不均勻性的程度，掌握了它們的分布規律，就可以加以利用。例如：在開采利用岩溶水時，只要確定了它是呈管道狀分布的，並查明了管道的位置，即可用少量的工程堵塞地下河通道，形成調蓄水庫，壅高水位，減少提水揚程，甚或自流引水。這對於均勻孔隙、裂隙含水層來說是難於實現的。由於岩溶水的資源潛力、經濟社會發展需求和開發效益都是最大的，因此，岩溶水賦存規律及岩溶水有效勘查開發技術的研究，始終是岩溶地區水文地質、工程地質和環境地質研究的主要工作。隨著岩溶地質調查研究的深入和探測技術的進步，岩溶水勘查開發的成功率將不斷地在各地得到不同程度的提高[17]。此外，按照可持續發展的要求，在岩溶水開發的同時，必須進行岩溶水的保護。因此，在岩溶找水與開發技術研究中，同時進行岩溶水的脆弱性研究和評價，既為岩溶水資源的合理利用和保護提供科學的依據，也必然推進了環境地質學研究的進步，滿足可持續發展的要求。
⑩ 區分地質災害和地質環境問題的必要性
1.在理論上的意義
從地質環境問題和地質災害兩者的內涵來看，地質災害的內涵較多，規定得較為嚴格;地質環境問題的內涵較小，規定得寬泛，地質環境問題包含了地質災害和非地質災害即漸進性的地質環境問題。
漸進性的地質環境問題是指地質環境系統以漸進方式失穩而伴生的地質現象和地質過程，其後果往往是累進性的，較輕微的財產或經濟損失。對其發生規律、動力學過程及成因的探討，可運用現有的專業理論、分析方法結合實地調查資料來完成。這些內容與地質環境系統調查、評價工作是緊密聯系在一起的。至於漸進性地質環境問題的預測，可沿用「由歷史推測未來」的思路，採用平衡體系或平穩隨機過程的理論近似地外推計算。
地質災害是地質環境系統突變所導致的，所以，又稱突發性的地質環境問題。傳統的建立在平衡體系和平穩隨機過程基礎上的概念和分析方法，對於地質災害的研究有很大的局限性，往往難以揭示其客觀本質，這也是目前有關地質災害預測難以取得突破性進展的關鍵所在。因此，加強非線性系統突變理論的學習，探索有關地質災害動力學機理及實用的預測方法則是未來重要的研究課題。
由此可見，將地質災害與漸進性地質環境問題相區分，關繫到今後的理論研究方向。
2.對於社會管理的意義
突發事件響應體系的建設和完善是保證社會安全穩定的重要措施。在國力有限的情況下，社會保障只能按輕重緩急，量力而為之，對那些社會影響大、損失嚴重特別是涉及人群安全的突發事件予以高度重視，這也是構建應急事件各種預案的基本指導思想。從環境安全的角度來考慮，將具有突發性的地質環境問題(地質災害)與漸進性的地質環境問題區分開來，把前者作為突發事件的主要防範處理對象既便於實際操作，也為確定地質環境突發事件響應體系的重點提供了理論依據。