地質災害tp
『壹』 胡克的地質學教授
姓名:胡克
性別:男
出生年月:1957.07
民族:漢族
籍貫:山東省
文化程度:博研生
所學專業:岩石學
現從事對第四紀地質學、海洋地質學等方面的研究,為教授職稱。
學歷學位教育
1982年畢業於長春地質學院,獲地質學學士學位
1986年畢業於長春地質學院,獲岩石學碩士學位
1989年畢業於長春地質學院,獲岩石學專業博士學位
工作簡歷
1989—1996年 長春地質學院任教(1991年原地礦部破格晉升為副教授;1994年原地礦部破格晉升為教授)
1996—1998年 在美國加州大學洛杉磯分校(UCLA)做訪問學者
1998—1999年 長春科技大學任教,擔任國土資源系主任
1999—2000年 日本九州大學訪問學者和客座研究
2000-2001年 吉林大學地球科學學院任教,任國土資源系主任
2001-2004年 任吉林大學地球科學學院副院長,主管科研和外事工作
2004.12 至今 任中國地質大學海洋學院副院長
中國礦山生態環境治理工作委員會 理事
吉林大學學報(地球科學版) 編委
2000年以來發表論著
(一)學術論文:
[1] 胡克、吳東輝等,2000,城市生態環境受沙塵暴影響的研究實例,長春科技大學學報, v31(3),p265
[2] Hu Ke,2000,Development of the Geothermal energy in China. Geothermal Res. Report of Kyushu University (9),p5-9
[3] Wu Donghui,Hu Ke,Wang Yun,2000,Ecological effects of remote smallsand descending on urban area. J. Geosci. Res. Northeast Asia,v3 (2),p230-235
[4] Hu Ke,Yang Deming,2000,Geothermal energy in China: status and problems,J. Geosci. Res. Northeast Asia,v3 (1),p 47-52
[5] Zhao Wei,Hu Ke et al.,2001,A simulating experiment in the process of soil erosion on bare land in Mt. Tanakami,J. Geosci. Res. Northeast Asia,v4 (2),p79-83
[6] 楊吉龍、胡克,2001,乾熱岩(HDR)資源研究與開發技術綜述,世界地質,v20(1),p43-51
[7] 楊吉龍、李家存、胡克等,2001,遙感技術與數字國土,長春科技大學學報,v31(專輯),p18-20
[8] 胡克、吳東輝、楊德明等,2001,遠源沙塵暴對城市生態環境影響的初步研究,長春科技大學學報,v32(2),pp176-179
[9] 王建國、胡克,2002,農村居民點整理的必要性與可行性,國土資源(4),p42-45
[10] 介冬梅、胡克、白躍華等,2003,東北平原的鹼性塵暴,第四紀研究,v23(2),p
[11] Hu Ke,Liu Yuying,Cao Zhen,2003. Two different st storms in Northeast China: the sources and influences in East Asia. J. Geosci. Res. Northeast Asia,v6(1),p99-104
[12] 吳東輝、胡克,2003,大型土壤動物在鞍山市大孤山鐵礦廢棄地生態環境恢與重建中的指示作用,吉林大學學報(地學版),v33(2),p213-216
[13] 吳東輝、胡克、王雲等,2003,長春市「2000-04-07」遠源沙塵濕沉降攜帶細菌研究,中國沙漠,v23(6),p652-655
[14] 陳橋、胡克、文屹等,2003,鞍山市鐵礦山礦山地質災害形成條件及對策研究,世界地質,v22(2),p166-171
[15] 楊娟、胡克,2003,城市房屋拆遷中土地使用權補償價值的探討,國土資源(12),p28-29
[16] 胡克,2003,礦山土地污染場區的防治與管理,見中國礦山環境管理實用手冊,地質出版社(北京),p103-117
[17] 陳兵、胡克、介冬梅等,2004,吉林西部鹼塵通量及物質特徵分析,生態環境,v13(3),p191-193
[18] 介冬梅、胡克,霍新疆等,2004,東北地區2002年春季沙塵暴的物質特徵和成因分析,環境科學v25(2),p27-31
[19] Hazaea Mohammad,Hu Ke,2004. A geochemical survey of thermal springs in west part of Yemen and their geothermometric characteristics. J. Geosci. Res. Northeast Asia,v7(1),p58-63
[20] 劉玉英、胡克、楊俊鵬等,2004,吉林西部全新世晚期土壤碳酸鹽中碳穩定同位素記錄的古氣候信息,土壤通報,v35(4),p408-412
[21] 陳橋、胡克、馮軍等,2004,對礦山生態環境治理必要性的討論,地質通報,v23(4),p310-313
[22] 張新榮、胡克、王東坡等,2004,植硅體研究及其應用的討論,世界地質,v23(2),p112-117
[23] 楊娟、胡克,2004,國有土地的房屋拆遷補償之研究,現代城市研究(8),p61-64
[24] 陳兵、胡克、戴琳娜等,2004,黑龍江省穆陵市森林資源現狀分析與經濟效益評價,國土與自然資源研究(3),p86-87
[25] 陳橋、胡克等,2004,礦山土地污染危害及污染源探討,國土資源科技管理v21(4),p50-53
[26] 陳兵、胡克、介冬梅、 H Kitagawa,2004,吉林西部鹼塵的通量與物質特徵分析,生態環境v13(2),p191-193
[27] 曹振、胡克、張永光等,2004,科爾沁沙地可風蝕性地表沉積物粒度分析研究,中國沙漠v25(1),15-19
[28] 李福來、胡克等,2005,中國礦山固體廢棄物現狀與對策分析,國土資源科技管理(1)66-69
[29] 張新榮、胡克、劉莉莉,2005,吉林敦化地區全新世泥炭沉積中植硅體分析,微體古生物學報,v22(2),202-207
[30] 宋日、胡克、郭繼勛等,2005,137Cs示蹤法在東北松嫩平原土壤侵蝕定量評價中的應用,中國草地,v27(3),11-20
[31] 劉莉莉、胡克、介冬梅等,2005,退化羊草草地生態恢復過程中大型土壤動物群落生態特徵,生態環境,v14(6),908-912
[32] 王建軍、胡克、王永慧,2006,礦山復墾產業化的實現途徑,資源與產業,v8(1),55-57
[33] 陳兵、胡克、介冬梅、Kitagawa等,2006,松嫩平原西部鹼塵氣溶膠的時段變化及其氣候影響因素分析,環境科學學報,v26(3),515-520
[34] 胡克、陳兵、Kitagawa,2006,松嫩平原西部鹼塵元素組成分析,吉林大學學報(地學版)v36(3)
(二)學術會議論文:
[1] 胡克、吳東輝等,2002,鞍山鐵礦山廢棄地的土壤動物群落研究,中國地理學會學術年會論文摘要集,2002.11
[2] 介冬梅、胡克等,大布蘇湖全新世定量古生態過程研究,中國地理學會2002年學術年會論文摘要集,2002.11
[3] Zhao Wei,Hu Ke et al.. 2002,Regulation of metal mine ecological rehabitation – A case of iron mines in Anshan city,Proceedings of 2nd international symposium of Geosciences in NE Asia (eds. Sun G. Et al.),2002,Changchun,China
[4] Hu Ke,Jie Dongmei,2002,Occurrence and damage effects of two different st-storm from Northeast China. Proceedings of Korea-Sino Dust-Storm Conference (Seoul),p17-34
[5] 胡克、趙偉、陳橋、馮軍等,2003,金屬礦山生態環境重建的評價體系研究,第六屆全國礦山尾礦利用和礦山環境會議論文集,p120-129
[6] 陳橋、胡克,2003,關於礦山生態環境治理必要性的討論,第六屆全國礦山尾礦利用和礦山環境會議論文集,p31-37
[7] Hu Ke,Chen Bing,Fan Sulan,2003,On the solid wastes of the mining in China. Proceedings of 5th ISGMC,China-Russia-Mongolia (Changchun),p82-83
[8] 陳兵、胡克等,2004,吉林西部鹼塵氣溶膠礦物與元素組成和來源研究,過程工程學報v(4)(專輯),p736-741,中國顆粒學會2004年會(山東煙台)
[9] 曹振、胡克等,2004,科爾沁沙地土地利用與表土粒度相互關系研究,LUCC科學研究進展暨中國土地學會年會(北京)
[10] Chen Bing,Hu Ke,H. Kitagawa,2006,Characterization of the atmospheric suspended particles in Western Songnen Plain,northeastern China,第九屆全球環境變化學術討論會(北京)
2000年以來承擔的重要科研項目
國土資源概論教學課件,國土資源部,2000-01,負責人
中國東北地區沙塵暴形成機制與預警預報,973子課題專項,2001-2003,專項負責人
鞍山市礦山生態環境重建試驗研究,國土資源部地質環境專項,2001-02,負責人
黑龍江省礦山地質環境定量化評價,中國地質調查局,2002-03,子課題負責人
石家莊市土地開發整理規劃(專題研究),石家莊市國土資源局,2001-02,工作組長
黑龍江省穆棱縣、雞東縣地質災害調查,中國地質調查局計劃項目,2002-03,合作負責人
湖州市礦山生態環境治理規劃(專題研究),湖州市人民政府委託項目,2001,工作組長
盤錦市雙台河口生態環境調查與評價,遼寧省國土資源廳,2003-2005,負責人
遼河油田興-2井井中換熱試驗,遼寧省國土資源廳,2005-2006,負責人
遼寧省國土規劃專題項目(2005TP043),2005-2006,負責人
鞍山市鐵礦山復墾與生態重建試驗工程,2005-2007,負責人
1995,西藏龍木錯—雙湖古特提斯縫合帶研究,地質出版社
1996,華中元古宙高壓變質帶,地質出版社
2003,礦山環境管理實用指南(姜建軍主編),地震出版社
2001年,獲遼寧省科技成果三等獎;
2005年,獲國土資源部科技進步二等獎;
『貳』 胡克的中國地質大學教授
男,1957年7月29日出生於山東省蓬萊市
學位:博士 職稱:教授、博導 現任職務:副院長
學歷學位教育
1982年畢業於長春地質學院,獲地質學學士學位
1986年畢業於長春地質學院,獲岩石學碩士學位
1989年畢業於長春地質學院,獲岩石學專業博士學位
工作簡歷
1989—1996年 長春地質學院任教(1991年原地礦部破格晉升為副教授;1994年原地礦部破格晉升為教授)
1996—1998年 在美國加州大學洛杉磯分校(UCLA)做訪問學者
1998—1999年 長春科技大學任教,擔任國土資源系主任
1999—2000年 日本九州大學訪問學者和客座研究
2000-2001年 吉林大學地球科學學院任教,任國土資源系主任
2001-2004年 任吉林大學地球科學學院副院長,主管科研和外事工作
2004.12 至今 任中國地質大學海洋學院副院長
中國礦山生態環境治理工作委員會 理事
吉林大學學報(地球科學版)編委 胡克、吳東輝等,2000,城市生態環境受沙塵暴影響的研究實例,長春科技大學學報, v31(3),p265
楊吉龍、胡克,2001,乾熱岩(HDR)資源研究與開發技術綜述,世界地質,v20(1),p43-51
楊吉龍、李家存、胡克等,2001,遙感技術與數字國土,長春科技大學學報,v31(專輯),p18-20
胡克、吳東輝、楊德明等,2001,遠源沙塵暴對城市生態環境影響的初步研究,長春科技大學學報,v32(2),pp176-179
王建國、胡克,2002,農村居民點整理的必要性與可行性,國土資源(4),p42-45
[介冬梅、胡克、白躍華等,2003,東北平原的鹼性塵暴,第四紀研究,v23(2),p
胡克、王雲等,2003,長春市「2000-04-07」遠源沙塵濕沉降攜帶細菌研究,中國沙漠,v23(6),p652-655
陳橋、胡克、文屹等,2003,鞍山市鐵礦山礦山地質災害形成條件及對策研究,世界地質,v22(2),p166-171
楊娟、胡克,2003,城市房屋拆遷中土地使用權補償價值的探討,國土資源(12),p28-29
胡克,2003,礦山土地污染場區的防治與管理,見中國礦山環境管理實用手冊,地質出版社(北京),p103-117
陳兵、胡克、介冬梅等,2004,吉林西部鹼塵通量及物質特徵分析,生態環境,v13(3),p191-193
介冬梅、胡克,霍新疆等,2004,東北地區2002年春季沙塵暴的物質特徵和成因分析,環境科學v25(2),p27-31
劉玉英、胡克、楊俊鵬等,2004,吉林西部全新世晚期土壤碳酸鹽中碳穩定同位素記錄的古氣候信息,土壤通報,v35(4),p408-412
陳橋、胡克、馮軍等,2004,對礦山生態環境治理必要性的討論,地質通報,v23(4),p310-313
張新榮、胡克、王東坡等,2004,植硅體研究及其應用的討論,世界地質,v23(2),p112-117
楊娟、胡克,2004,國有土地的房屋拆遷補償之研究,現代城市研究(8),p61-64
陳兵、胡克、戴琳娜等,2004,黑龍江省穆陵市森林資源現狀分析與經濟效益評價,國土與自然資源研究(3),p86-87
陳橋、胡克等,2004,礦山土地污染危害及污染源探討,國土資源科技管理v21(4),p50-53
陳兵、胡克、介冬梅、 H Kitagawa,2004,吉林西部鹼塵的通量與物質特徵分析,生態環境v13(2),p191-193
曹振、胡克、張永光等,2004,科爾沁沙地可風蝕性地表沉積物粒度分析研究,中國沙漠v25(1),15-19
李福來、胡克等,2005,中國礦山固體廢棄物現狀與對策分析,國土資源科技管理(1)66-69
張新榮、胡克、劉莉莉,2005,吉林敦化地區全新世泥炭沉積中植硅體分析,微體古生物學報,v22(2),202-207
宋日、胡克、郭繼勛等,2005,137Cs示蹤法在東北松嫩平原土壤侵蝕定量評價中的應用,中國草地,v27(3),11-20
劉莉莉、胡克、介冬梅等,2005,退化羊草草地生態恢復過程中大型土壤動物群落生態特徵,生態環境,v14(6),908-912
王建軍、胡克、王永慧,2006,礦山復墾產業化的實現途徑,資源與產業,v8(1),55-57
陳兵、胡克、介冬梅、Kitagawa等,2006,松嫩平原西部鹼塵氣溶膠的時段變化及其氣候影響因素分析,環境科學學報,v26(3),515-520
胡克、陳兵、Kitagawa,2006,松嫩平原西部鹼塵元素組成分析,吉林大學學報(地學版)v36(3)
學術會議論文
胡克、吳東輝等,2002,鞍山鐵礦山廢棄地的土壤動物群落研究,中國地理學會學術年會論文摘要集,2002.11
介冬梅、胡克等,大布蘇湖全新世定量古生態過程研究,中國地理學會2002年學術年會論文摘要集,2002.11
胡克、趙偉、陳橋、馮軍等,2003,金屬礦山生態環境重建的評價體系研究,第六屆全國礦山尾礦利用和礦山環境會議論文集,p120-129
陳橋、胡克,2003,關於礦山生態環境治理必要性的討論,第六屆全國礦山尾礦利用和礦山環境會議論文集,p31-37
陳兵、胡克等,2004,吉林西部鹼塵氣溶膠礦物與元素組成和來源研究,過程工程學報v(4)(專輯),p736-741,中國顆粒學會2004年會(山東煙台)
曹振、胡克等,2004,科爾沁沙地土地利用與表土粒度相互關系研究,LUCC科學研究進展暨中國土地學會年會(北京) 國土資源概論教學課件,國土資源部,2000-01,負責人
中國東北地區沙塵暴形成機制與預警預報,973子課題專項,2001-2003,專項負責人
鞍山市礦山生態環境重建試驗研究,國土資源部地質環境專項,2001-02,負責人
黑龍江省礦山地質環境定量化評價,中國地質調查局,2002-03,子課題負責人
石家莊市土地開發整理規劃(專題研究),石家莊市國土資源局,2001-02,工作組長
黑龍江省穆棱縣、雞東縣地質災害調查,中國地質調查局計劃項目,2002-03,合作負責人
湖州市礦山生態環境治理規劃(專題研究),湖州市人民政府委託項目,2001,工作組長
盤錦市雙台河口生態環境調查與評價,遼寧省國土資源廳,2003-2005,負責人
遼河油田興-2井井中換熱試驗,遼寧省國土資源廳,2005-2006,負責人
遼寧省國土規劃專題項目(2005TP043),2005-2006,負責人
鞍山市鐵礦山復墾與生態重建試驗工程,2005-2007,負責人 1995,西藏龍木錯—雙湖古特提斯縫合帶研究,地質出版社
1996,華中元古宙高壓變質帶,地質出版社
2003,礦山環境管理實用指南(姜建軍主編),地震出版社 2001年,獲遼寧省科技成果三等獎;
2005年,獲國土資源部科技進步二等獎;
『叄』 重要環境地質指標釋義
一、岩石裸露率
簡介:岩石裸露率,即岩石面無植被或土被覆蓋的裸岩面積占總面積的比值。石漠化的形成是地表呈岩石逐漸裸露類似荒漠景觀的演變過程,因此岩石裸露率是表明石漠化進程的最直觀的指標。碳酸鹽岩母岩差異性風化促使基岩面強烈起伏,形成各種規模不等的溶窪、溶洞、地下河道,為殘積土壤的積聚提供空間,地表土壤物質分布不均勻,這是岩溶區基岩大面積裸露的重要原因。
意義:基岩大面積裸露,一方面暴露於日光下,形成乾熱小氣候,限制了植被的生長;另一方面,對水資源的調蓄功能降低,不能保證植物生長的水源,再者由於植被覆蓋率低,土壤的侵蝕強度增加,加速石山區的水土流失過程。岩溶石山區的植被多為喜鈣的岩生性種群,群落結構單一,食物鏈易受干擾而中斷,隨著環境的惡化,植被的種類在退化,高大的喬木逐漸被典型的小灌木取代,進而是岩石逐漸裸露,群落的生物量隨著岩石逐漸裸露而降低。因此,岩石裸露率從生態系統角度闡明岩溶生境的致損程度。
岩石裸露程度作為地表退化的標志既易於測量,又易於被遙感技術所記錄。因此,實地監測和遙感技術相結合對岩石裸露程度進行監測,已成為重要的石漠化監測手段之一。
人為或自然原因:自然原因是碳酸鹽岩母岩大面積裸露形成了土少、水少、石多、乾旱的嚴酷生態環境,限制了植物的生長。人為原因是亂砍濫伐、鏟草皮、挖樹根、燒秸稈等活動以及都市化。
適用環境:碳酸鹽岩分布區。
空間尺度:從塊段到中尺度/區域尺度到全球尺度。
測量方法:實地測量或遙感技術解譯獲取信息。
測定頻率:按季、年或多年一次,根據具體情況而定。
資料和監測的局限性:石漠化過程既有漸變也有突變。植被退化、土壤退化、地表狀況惡化三者退化與恢復的速度並不一樣,裸岩率高低並不總是代表石漠化程度的強弱。因此,僅注重地表形態的變化,而忽視石漠化引起的土地系統生態學過程的變化,是難以刻畫不同荒漠化類型的共同本質的。
過去與未來的應用:中國國土資源航空物探遙感中心參照已有的荒漠化分級標准,以裸露基岩占總面積的比例、裸露基岩的結構和分布特徵、植被結構等為分級的基本依據,將區域出露的碳酸鹽岩生態景觀分為四個等級,無石漠化(岩石裸露程度<30%)、輕度石漠化(岩石裸露程度30%~50%)、中度石漠化(岩石裸露程度50%~70%)和重度石漠化(岩石裸露程度>70%)。
根據以上分級標准,遙感中心利用「3S」技術對整個西南岩溶區的石漠化進行全面地系統的研究,完成了「西南岩溶石山地區石漠化空間資料庫(1∶500000)」。已經掌握了西南岩溶區10.5萬km2 不同程度石漠化的分布面積、空間區域及其生態環境特點,並建立資料庫和電子版圖件,可提供區域石漠化的現狀信息。
二、土壤侵蝕強度
簡介:土壤侵蝕是評價岩溶地區生態系統健全狀態和功能必不可少的指標。土壤侵蝕除減少了土壤,降低土壤養分和有機質的多樣性及豐富程度,影響植被、農作物的生長以外,還造成非常嚴重的地質災害和環境問題,如堵塞地表、地下河道、水庫,當暴雨來臨,地下管道堵塞來不及排泄,又造成洪澇災害,以至於許多農田往往是旱澇交加。根據貴州省岩溶區主要河流的輸沙量估算,貴州每年流失的成土物質總量約等於其60年的生成量。因此,土壤侵蝕是岩溶石山區土壤淺薄,土被不連續,最終演變為石山荒漠的主要原因。
岩溶山區特殊的土體剖面結構加劇了斜坡上的水土流失和石漠化。岩溶山區土壤剖面中通常缺乏C層(過渡層),在基質碳酸鹽母岩和上層土壤之間,存在著軟硬明顯不同的界面,使岩土之間的粘著力與親和力大為降低,一遇降雨激發便極易產生水土流失和石漠化。西南岩溶區有數量眾多的地下河、洞穴,因此除了坡面侵蝕外,水土還通過落水洞向地下河流失。
地形坡度是土壤侵蝕的影響因素,以石漠化最嚴重的貴州省為例,新構造強烈抬升,岩溶垂向發育,地形起伏大,全省地形坡度為21.5°,大於25°的坡地佔35%,大面積的陡坡地存在,無疑給土壤侵蝕提供了有利的條件,從而導致石漠化。全省低產田占總耕地面積的75.8%,而80%是在坡耕地上。
在水土流失造成的岩溶石漠化評價中,尤其在大比例尺研究時,地形坡度是最重要的指標之一。由水利部頒發的《土壤侵蝕強度分級標准》,地形坡度和植被覆蓋度是基本的分級指標。近年來實施的退耕還林政策亦把坡度>25°作為退耕還林的界限,因為在坡度>25°的陡坡上,土層淺薄,一旦植被覆蓋層遭受破壞,是很難恢復的。在農業上大力倡導的坡改梯工程也是把地形坡度作為主要依據的。
除地形坡度外,降雨也是土壤侵蝕的重要因素,大多土壤侵蝕發生在大雨或暴雨期間。滑坡、泥石流是強度的土壤侵蝕現象,我國南方西部的橫斷山區、雲貴高原的中西部,沿斷裂、河谷地帶滑坡、泥石流普遍發育。影響土壤侵蝕的另一因素是植被覆蓋率,植被的根系有固土作用,落下的植物枝葉如同一個保護層,有助於減少雨滴對土壤的沖擊。
一般認為,土壤抗蝕性能與有機質含量有關,有機質含量越低,土壤抗蝕性越弱。由於石灰土表層集中了土體絕大部分的有機質,表層以下土壤有機質含量迅速降低,一旦發生植被破壞和土壤侵蝕,富含有機質和植物養分的表土層被侵蝕,良好的土壤結構受到破壞,土壤水穩性指數和結構系數降低,土壤抗蝕抗沖能力明顯下降,土壤侵蝕加劇。
意義:土壤侵蝕問題已成為世界性環境問題中最為突出的問題。這是因為土壤侵蝕威脅著我們星球的生產力,包括糧食、纖維和可再生資源。據估計,在過去50年間,土壤侵蝕已導致4.0億hm2的土地喪失其生產力。另一方面,侵蝕泥沙及其伴隨的養分和農葯流失也對人類的生存環境,如空氣和水質,造成嚴重污染,並引起其他一系列環境問題。
人為或自然原因:土壤侵蝕是十分復雜的天然作用,大多為水、風侵蝕引起的,自然原因為新生代地殼大幅度抬升,河流下切,加之多次構造運動使西南岩溶區斷層褶皺發育,形成陡峭的坡度和多樣化的地貌形態。人類活動誘發,加速或延緩。如陡坡種植(>25°)和過度的放牧、亂砍濫伐、修路、礦山開采和都市化可加速土壤侵蝕。
適用環境:碳酸鹽岩分布區,尤其是斜坡地帶。
空間尺度:塊段到中尺度/區域尺度。
測量方法:土壤侵蝕量可用多種方法測量,如埋樁測量土體高度;利用溝槽建堰採集沉積物進行測量估算;土壤侵蝕速度可用侵蝕預測方程如通用土壤流失方程等進行計算。
測定頻率:每季、每年一次,視當地條件和所測參數而定。
資料和監測的局限性:土壤侵蝕是石漠化最直接的影響因素,石漠化地區現階段土壤侵蝕量可能較小,但其土壤侵蝕程度是嚴重的,不能籠統認為土壤侵蝕量與石漠化的相關性較小,石漠化是土壤侵蝕的頂級表現形式,已到了無土可流的發展階段。對偶發的極端事件如滑坡、泥石流等缺乏有效的監測手段。
過去與未來的應用:土壤侵蝕環境效應評價是近幾年來備受關注的研究領域。目前迫切需要進行長歷時和大尺度的土壤侵蝕動態監測,一方面監測土地管理政策和措施對侵蝕、搬運過程的影響,另一方面監測土壤侵蝕對土地退化、空氣和水質污染的影響。土壤侵蝕量化是未來土壤侵蝕研究面臨的問題和挑戰。
熊康寧等結合貴州的實際情況,提出了岩溶石漠化六級分級標准(表2-13)。以此為標准,進行了貴州省岩溶石漠化等級劃分。
三、表層岩溶水
簡介:表層岩溶帶是由於強烈的岩溶化過程,在表層碳酸鹽岩形成各種犬牙交錯的岩溶個體形態和微形態並組合構成不規則帶狀的強岩溶化層,其下界為岩溶不發育的岩石。表層岩溶帶的裂隙發育隨著深度的增加而迅速減緩直至停止,使得表層岩溶帶能夠形成含水層,具有賦存和調蓄地下水的功能。構成岩溶地區特殊的上部以表層岩溶水系統為主體與下部以地下河管道為主體的二元水文地質結構。
表2-13 碳酸鹽岩岩溶石漠化強度分級標准表
長期強烈的岩溶化作用造成的地表地下雙重空間結構,導致地表水漏失,地下水深埋,地表乾旱缺水,這使表層岩溶水顯得尤為重要,其不但可以延緩降雨入滲水在表層帶停留的時間,使其更多為植被所利用,並可形成表層間歇泉,支撐起其上覆的生態系統,並與生態系統一起對岩溶水文系統進行調蓄。而且表層如具有良好植被和土壤層覆蓋時,還能有效增加降雨入滲補給量。在許多岩溶區雖然土被不完整或者是岩石大面積裸露,大量的風化殘余物存在於表層岩溶帶中,留存於石溝、石縫、石槽中的土壤肥力水平高,如果表層岩溶帶能提供足夠的水分營養,植物根系可以在這些裂隙中生長,甚至形成茂盛的喀斯特森林。從而形成良好的生態系統。
意義:表層岩溶水的普遍分布是我國西南岩溶山區居民聚集和繁衍的重要條件。表層岩溶水不僅提供人畜生活用水,而且為植被和農作物生長最重要的水源。但19世紀中葉以來,隨著森林的破壞,環境調蓄表層水的功能減弱,水土流失速度加快,泉水衰減、水質惡化,大多數表層岩溶水只有在大暴雨期間才形成超滲產流,然後以表層岩溶泉水的形式流出地表。旱季,表層岩溶泉水普遍斷流,生境條件向乾旱、空氣濕度小的嚴酷生境演變,加劇了石漠化的進程。表層岩溶水的水質水量的監測數據不僅預警生態環境的變化,而且是制訂防治石漠化對策的基本依據。
人為或自然原因:表層岩溶水主要受氣候、岩性、構造、地貌、植被的控制。人類活動如砍伐樹木、重度墾殖,降低了植被涵養水源的能力;過度開采表層岩溶水,有毒有害廢棄物的排放以及農作物施肥等都會改變表層岩溶水的水質、水量。
適用環境:碳酸鹽岩分布區,尤其是人群聚集區。
空間尺度:從塊段到中尺度/區域尺度到全球尺度。
測量方法:對表層岩溶泉水流量可用流速儀測量、對水點(水井、溶潭等)水位可直接測量。或利用自動水位儀連續測量。
測定頻率:每月或每季一次,或連續觀測,視當地條件和所測參數而定。
資料和監測的局限性:表層岩溶水的時空分布極不規律,因此很難確定某一特定地點代表性如何。
過去與未來的應用:在西南岩溶區許多地方都開展了表層岩溶泉水水量水質長期監測工作,了解表層岩溶帶對水資源的調蓄功能。
四、土壤狀況
簡介:石漠化的過程實質上就是土地退化的過程。土壤的分布、厚度、養分含量和組成以及土壤的結構、pH值都直接影響了植被的種類和演化,典型樣地調查和土壤的物理性質和化學性質分析結果表明,隨著石漠化進程,植被逆向演替,容重增加,孔隙度降低,土壤天然含水量、有機C含量亦有降低趨勢。
土壤指標包括以下主要次級指標:土層厚度、土壤結構、土壤質地、土壤持水能力、土壤有機質、營養元素和pH值。
1.土層厚度
岩溶地區成土過程慢、土層薄,土被不連續,嚴重製約了植被的生長及植被種類組成,是岩溶生態系統脆弱的重要原因。
2.土壤結構
土壤固相顆粒很少呈單粒存在,經常是相互作用而聚積成大小不同,形狀各異的團聚體,各團聚體的組合排列,稱為土壤結構。土壤結構影響土壤孔隙的數量、大小及其分配情況,從而影響著土壤與外界水分、養分、空氣和熱量的交換,影響著土壤中的物質與能量的遷移轉化。團聚體的穩定性取決於連接介質(如有機質或石灰)以及破壞它們的力量(例如降雨沖蝕和耕種)。好的土壤結構和聚合體,常常因為侵蝕導致有機質損失而變差。有機質的流失導致聚合體穩定性降低和在許多土壤尤其是那些含粉沙量高的和有機質含量低的土壤表面或接近表面形成土壤硬殼。硬殼又進一步地減小入滲率和透氣性以及增大地表徑流。容重常常隨著侵蝕而增加。對土壤結構的評價考慮兩個參數:容重和入滲率。
(1)容重(BD)。將容重定義為土壤的質量除以土粒、水和空氣占據的總的體積。它由每單位體積中土壤的重量來計量。容重的變化與固體有機物和無機物顆粒的比重和相對比例以及土壤的孔隙度有關。
(2)入滲率(I)。水能進入土壤表面的比率叫做入滲率。首先,因為它影響了土壤接受水補給的速度;其次,它在大雨或灌溉期間影響了地表徑流的產生和由此引發侵蝕的可能性。作為水力傳導系數發生變化的結果,入滲率受許多土壤特徵(如質地、結構和孔隙特性)的影響。值得強調的是,聚合體的穩定性和膨脹粘土的存在對入滲率的影響很大。表面的土壤受到雨滴和其他因素的沖擊(如交通和牲畜破壞),減少土壤的入滲率;雨滴可能對表面的土壤聚合體產生可觀的沖擊,如果它們是脆弱和不穩定的話就很容易分解。重度墾殖和有機質含量低的土壤特別容易產生聚合體分解和形成表面硬殼層。落下的植物枝葉如同一個保護層,有助於減少雨滴沖擊而維持高的入滲率。
3.土壤質地
各粒級土粒在土壤中所佔的相對比例或重量百分數即土壤的機械組成,就叫做土壤質地。土壤顆粒組成是構成土壤結構體的基本單元,並與成土母質及其理化性狀和侵蝕強度密切相關。首先,顆粒大小和形狀影響了土壤遭受風或水侵蝕的可能性;其次,土壤質地也影響水的入滲率,而入滲率又影響了地表徑流量和土壤顆粒的移動潛力。土壤質地分類為:
(1)砂質的:砂粒為主,貧瘠,容易退化,中細砂易受風蝕。這些土壤因為持水能力差,而且所含水分更容易為植物生長所消耗,所以它比粘土更容易遭受乾旱。
(2)壤土質的:砂、粉沙和粘土的比例均衡,通常含豐富的有機物、肥沃、無嚴格的使用限制、不易退化。通常有最大的持水能力。
(3)粘土質的:粘粒為主(沉積粘土或高風化殘積粘土),有幾種容易導致其退化的機理如水澇、高肥力、對退化的敏感不同。
4.土壤持水能力
持水能力(WHC)定義為植物可利用的土壤水的數量。持水量大的土壤能支持更多的植物生長。土壤所持有的水並非都能為植物生長所用。土壤有效含水量一般指田間持水量至永久萎蔫百分數間的含水量,即田間持水量減永久萎蔫百分數之差。土壤的持水能力主要受土壤質地和土壤有機質含量的控制。大體上,土壤中粉粒和粘粒含量越高,持水能力越大。細小的顆粒(粉沙和粘土)與較大的砂子顆粒相比表面積大得多。大的表面積使土壤持有更多的水量。持水能力有限的土壤(如砂壤土)比持水能力大的土壤(如粘壤土)更快達到飽和點。在土壤達到飽和之後剩餘的水和土壤溶解的一些營養物和殺蟲劑向土壤的下部淋濾。因此持水量小的土壤容易淋濾流失營養物和殺蟲劑。土壤里的有機質含量也影響持水能力。由於有機質和水的親和性,當土壤中有機質的含量增加時,持水能力也增加。不同植被、不同利用狀況下的岩溶山地土壤持水特徵是存在差異的,林地、灌草坡對水分的保持能力強,土地利用強度較大的土壤保水能力相對較弱。
5.土壤有機質
土壤有機質(SOM)是土壤質量的一個主要指標。土壤有機質大多在土壤的最上部聚集。土壤有機質不但是植物生產重要的營養元素來源,而且在改良土壤的質地、結構,以及改善土壤的其他物理性質,協調土壤水、肥、氣、熱狀況等方面起著重要作用。土壤有機質在以下過程中對土壤質量產生影響:①物理作用如土壤聚合、侵蝕、排水、透氣性、持水能力、容重、蒸發和滲透性;②化學作用包括交換能力、金屬整合、緩沖能力和N、P、S及微量營養素的提供和有效性;③生物作用如細菌、真菌、放線菌類、蚯蚓、根和其他微生物的活動。在石漠化過程中,隨著植被群落的明顯退化,生物量下降,使土壤有機質的來源減少;同時由於生境向旱生方向演變,土壤有機質分解速度加快,土壤有機質含量迅速降低。
6.土壤營養元素
土壤含有十多種作物生產所需要的營養元素,其中氮、磷、鉀最為重要。土壤石漠化使土壤速效N、P、K含量明顯減少,土壤營養元素供應強度急劇下降。嚴重退化地土層裸露,土壤全N、全K和全P含量均較低,特別是生長零星草被植物的土壤,有效N、P、K含量常低於一般植物生長的需求水平,速效養分含量更是貧乏,當土壤養分降低的同時,植物可利用的養分也相應減少,造成植株低營養的脅迫生長,植株生長速率和生物量明顯下降。而地表植被的變化,又影響植物凋落物和殘餘量以及土壤微生物的活動,進一步減低了土壤系統的養分。
7.pH值
pH值是對酸度和鹼度的標準度量。pH值高表示鹼性,常來自鹽分;pH值低表示酸性,常因為營養陽離子的流失所致。土壤的pH值最大范圍是為2~11,但是大多數土壤的pH值范圍是5~9,很少低於4。土壤中的pH值依賴於土壤溶液和吸附在膠質物表面的可交換陽離子合成物中的離子含量和濃度。鋁通常是酸性土壤中農作物生長的最大的不利因素。pH值是鋁毒性很好的指標,當pH值低時,鋁和錳都變得更易溶解並且毒害植物。當pH<5時,最毒的種族Al3+在溶液中占優勢。pH值也指示土壤中大多數化學元素的可溶性以及對植物生長有關方面的可得性、不足或毒性。土壤的pH值對土壤微生物的活動也有很大影響。已有證明,當pH值≤7時,礦化和氮的硝化作用的速度隨著pH值增加而加快。
對石漠化影響比較大的是礦山、冶煉廠等的有毒有害廢棄物的排放。大量的鉛、鋅、砷、汞和二氧化硫等有毒有害成分,特別是二氧化硫等酸性氣體,造成企業周圍較大范圍高強度酸雨。嚴重影響區內業已脆弱的林木、灌叢、藻類、苔蘚等植物的生長。在極端的情況下,大范圍內的碳酸鹽岩表面隨著藻類和苔蘚的死亡而呈白色。
意義:土壤結構和質地的變化是土地荒漠化過程中最為普遍而有代表性的現象,土地一旦發生荒漠化,首先表現為地表物質顆粒組成中細粒減少,粗大顆粒逐漸占據優勢,即產生地表粗化過程,在植被破壞嚴重的地區,地表甚至被大量石礫覆蓋。所以隨著荒漠化的發展,土壤機械組成愈來愈粗,由機械組成的變化和差異,可以判斷土地荒漠化的強弱和發展趨勢。
如果土壤持水能力減弱,相對濕度降低,表明環境條件向乾旱、空氣濕度小的嚴酷生境演變,從而影響植物的種群結構,減少生物多樣性。通過土壤持水能力的監測,制訂合理的土地整改措施,提高土壤有機質含量及熟化度,進而提高土壤水穩性團聚體含量,有助於增強岩溶山地土壤的抗旱性能。
土壤有機質作為一個植物營養的倉庫,改良土壤結構和持水能力,減少土壤里有毒物質的毒性。它支持更大、更多種類的微生物種群,促進對植物病蟲害的生物控制,它幫助植物中的微量營養元素和來自不能溶解礦物中的植物營養元素的溶解。土壤有機質對植物營養元素有高度吸附或交換的能力,有助於土壤肥沃,決定著土地的農作物產量。土壤有機質在減少土壤的侵蝕性方面的主要作用在於通過穩定表面的聚合體,這樣就減少硬殼的形成和表面封閉,增加水的滲透量。因此,土壤有機質既反映了土壤養分水平及植物可利用養分量的變化,又可以表徵土壤理化性質的變化,可以作為指示石漠化過程中土壤質量變化指標,來判斷存在石漠化的可能性及程度,預警生態環境的變化以及指導生態環境重建。
土壤中氮磷鉀數量主要反映土壤養分水平及植物可利用養分量的變化,對土壤生態系統有重要的控製作用。它會影響植物的類型、產量和衰敗、養分循環的速度以及土壤微型動物群的活動。
pH值既反映了大氣、土壤和水—岩石作用,也反映了像采礦、土地清理、農業、酸雨、生活垃圾和工業廢物這樣的人類活動影響。pH值是環境監測的主要指標,其變化影響了許多在土壤里或地下水中發生的化學和生物作用。酸化作用是對人類和生態系統健康造成危害的一個主要問題。
人為或自然原因:土壤結構改變與降雨沖蝕以及土地開墾利用相關,由於耕種和道路作業使土壤容重加大,土地利用強度越大,對土壤團粒結構的破壞也越大,土壤表層砂化現象越明顯。
土壤質地主要受母岩影響,但土地利用方式的改變如超墾、濫伐,加大了環境負荷,造成植被稀疏,土壤細顆粒流失、減少、粗顆粒富集、岩石裸露,進而石漠化。
土壤有機質來源於動、植物(包括微生物)的殘體,對於耕種土來說除繼承自然原有的有機質外,施用的各種有機肥是土壤有機質的重要來源。石漠化過程中,有機質隨著細粒物質的侵蝕而損失,由於地表植被覆蓋度降低,有機物來源減少,礦化分解作用強烈,不利於有機質積累。土壤的持水能力主要與土壤質地和土壤有機質含量有關,因此任何與土壤質地和土壤有機質含量相關的因子變化都會引起土壤持水性的改變。
除繼承母岩原有的營養元素外,施用的各種肥料是土壤營養元素的重要來源。石漠化過程中,由於地表植被覆蓋度降低,零星生長的植物形成生態結構和功能不良的生態系統,使未被植被覆蓋的土壤直接受到雨滴的沖刷,營養元素流失,土地質量退化。
土壤或地下水中的pH值是天然和人類活動綜合作用的結果。雲南省的蒙自、個舊、開遠、文山等為重度石漠化分布最廣泛的地區,黑色和有色金屬礦采選冶業的污染對石漠化的影響極為嚴重,如個舊市,酸雨出現的頻率為56%,酸雨pH值范圍為2.95~5.58。
適用環境:任何碳酸鹽岩分布區,尤其是農業區和林區。
空間尺度:從塊段到中尺度/區域尺度。
測量方法:①土壤容重常用環刀法進行測量。②土壤顆粒組成採用簡易比重計法測定。③土壤含水量野外用土壤水分測試儀測量。用負壓法測定岩溶山地土壤在不同吸力下的持水狀況,在10kPa土壤水吸力下土壤含水量作為田間持水量;土壤含水量測定用烘乾法。永久萎蔫百分數測定採用常規的方法。④有機質一般採用重鉻酸鉀法測定。⑤全氮採用開氏定氮法、有效氮採用擴散皿法、全磷採用硫酸—高氯酸消煮—鉬藍比色法、有效磷採用Olsen法(NaHCO3溶液浸提)、酸溶性鉀採用熱硝酸浸提—火焰光度計法、有效鉀採用醋酸銨浸提—火焰光度計法。⑥土壤pH值採用酸度計法。
測定頻率:按季、年或五年一次,根據具體情況而定。
資料和監測的局限性:在石漠化程度高的地區,有機質含量豐富、肥力水平高的土壤往往留存於石溝、石縫、石槽中,使取樣測試有一定難度。目前土壤pH值的測定多數是采樣到實驗室進行,不能進行野外現場測試,從而影響該指標的精度。
過去與未來的應用:劉方等人對貴州中部進行植被調查了和土壤分析,研究調查區分3個區域,即北盤江(花江)峽谷區、清鎮峰林區和花溪峰叢區。在研究區域內共選擇了4塊闊葉林(喬木)地、12塊灌木林地、8塊灌叢草地和5塊稀疏草地進行土壤樣品採集,共採集29塊樣地坡面表層土壤(0~15cm)混合樣品。土壤樣品風干後,研磨通過1mm篩孔,供實驗與測試分析。土壤測定項目有:pH值(pH)、有機質(O.M)、全氮(TN)、全磷(TP)、酸溶性鉀(AK)、有效氮(N)、有效磷(P)、有效鉀(K)和粘粒(<0.01mm,<0.001mm)含量。
研究結論:
(1)隨著植被群落退化度的明顯提高,土壤出現粘質化,有機質含量急劇下降,植物可利用養分的數量減少,土壤質量明顯退化。
(2)石漠化區土壤有機質、粘粒、氮磷鉀含量與植被覆蓋率、土地復墾率之間均存在顯著的相關性,隨著植被覆蓋率下降、土地墾殖率增加,引起土壤質量明顯退化,加劇了石漠化發生的強度和速度。石漠化過程中土壤質量的明顯下降是加速生態環境惡化的重要前提,在一定程度上可用土壤有機質、物理性粘粒、有效氮磷鉀含量作為指示石漠化過程中土壤質量變化對生態環境影響的預警指標,來判斷喀斯特存在石漠化的可能性。
(3)以土壤有機質、物理性粘粒、有效氮磷鉀含量作為評價指標,初步將石漠化過程中土壤質量變化對生態環境潛在影響的程度分為3個等級:第一類型土壤,有機質>10.0%、物理性粘粒40%~50%、有效氮>350mg/kg、有效磷>10mg/kg、有效鉀>120mg/kg;這類土壤對生態環境未產生潛在的影響。第二類型土壤,有機質10.0%~5.0%、物理性粘粒50%~70%、有效氮200~350mg/kg、有效磷5~10mg/kg、有效鉀>90mg/kg;這類土壤對生態環境可能產生一定的影響,應為喀斯特石漠化的一般治理區。第三類型土壤,有機質<5.0%、物理性粘粒>70%、有效氮<200mg/kg、有效磷<5mg/kg、有效鉀<90mg/kg;這類土壤對生態環境可能產生明顯的影響,應為喀斯特石漠化的重點治理區。
五、土壤種子庫
簡介:土壤種子庫,是指存在於土壤上層凋落物和土壤中或岩石縫隙中的全部存活種子。一個植物群落的種子庫是對它過去狀況的「進化記憶」,也是反映群落現在和將來特點的一個重要因素。種子庫在植物群落的保護和恢復中起著重要的作用,因此土壤種子庫,尤其是關鍵種的種子庫動態是岩溶生態環境的重要指標,因為它代表了植被恢復的潛力和趨勢。可用土壤種子庫的組成結構與更高演替階段群落組成結構之間的相似度系數表示土壤種子庫恢復的潛力度,結合現有植被組成現狀或物種的比例、種子庫的組成現狀或物種的比例來評價退化系統的質量或預測石漠化的發展動態。
土壤種子庫與地上植被的關系分為4種情形:①有種子,有植株,所有的環境因子適於種的建成;②有種子,沒有植株,環境不適於種的建成;③有植株,但土壤中沒有種子;④沒有植株,也沒有種子,可能由於缺乏散布,或是環境因子不適宜造成。通過比較不同樣地土壤種子庫與地上植被組成的相似程度以及種子庫中喬木種的種數多少,可判斷各樣地植被演替階段和恢復力度。
意義:土壤種子庫是植被響應土地利用、氣候變化和環境變遷的重要指標。目前全世界廣大的岩溶地貌上,原生的森林植被幾乎破壞殆盡。大多認為亞熱帶喀斯特地區原生性植被為常綠落葉闊葉混交林,在這些受損和受破壞的生態系統面前,人工的森林種植措施顯得十分困難。探尋土壤種子庫特性,開發土壤種子庫技術將為這些地方森林植被的恢復帶來新的希望。通過對不同退化程度與恢復階段的土壤種子庫儲量與組成的研究,為岩溶退化山地的恢復提供重要參考。
人為或自然原因:土壤種子庫承接和儲藏了地表群落植被所產生的種子以及來自周圍植被群落種子。種子庫的種子因為萌發、動物採食、病菌危害及種子的自然衰老而損失。人類活動對種子庫的影響如改變土地利用方式、人工種植等,尤其是刀耕火種不僅造成水土流失,而且土壤種子庫在質和量方面也發生嚴重退化。
適用環境:碳酸鹽岩分布區。
空間尺度:從塊段到中尺度/區域尺度到全球尺度。
測量方法:常用的種類鑒定方法有兩種:物理分離法(或稱直接統計法)和種子萌發法。其中種子萌發法是最常見的鑒定方法,大約90%的研究工作採用此法。物理分離法是應用物理方法(如水漂洗、篩子篩選以及在解剖鏡或顯微鏡下觀察並分離等),先把種子從土壤中挑選出來,通過鑒定和統計種子的數量來決定土壤中種子的物種組成和數量的方法。本方法需要鑒定種子的活力,通常用下列3種方法:四唑染色法、直接檢驗胚法(具有汁液、油性及新鮮胚的種子被認為是存活的種子)和種子萌發實驗法。種子萌發實驗法就是把土壤樣品放在合適的條件下進行萌發,通過鑒定幼苗來判斷種子庫組成,通過統計幼苗出現的數目來估測種子總數。
測定頻率:按年或兩年一次。
資料和監測的局限性:在野外可以看到許多懸崖峭壁,甚至向內傾斜的凹陷處有樹苗長出,這是由於風力傳播或鳥類搬運種子所致,這種情況下,種子往往藏在岩石縫隙中,取樣測試難度大。
過去與未來的應用:李陽兵等人研究了重慶市岩溶低山10種包括耕地、棄耕地、果園、灌草坡、人工林和次生林等不同土地利用方式的土壤種子庫特點,結果表明:
(1)研究區不同土地利用系統土壤種子庫的差別較大。隨土利用強度增加,種子類和數量減少,且土地利用強度越大,木本種子越少,草本植物種子越多,並以農田雜草為主。土地利用方式的變化(如陡坡開墾)是對次生植被及其種子庫的主要威脅。土壤種子庫出現質和量方面的銳減,從土壤種子庫角度說明研究區生態退化嚴重。
(2)研究區土壤種子庫組成總的來說以草本植物為主,且與地上植被關系較密切,說明仍處於植被演替的早期階段,退化較嚴重。種子庫中無當地適生種和先鋒種,導致在人類經常干擾的土地,植被自然恢復需要較長的時間,其恢復潛力是很小的。
(3)種子集中分布於表層5cm的土壤中,但對耕地而言,種子以5~10cm、10~15cm的土層為多。
『肆』 地溫法
15.4.1基本原理
淺層測溫(Shollow Temperetur Measurement)是通過探測近地表的溫度,了解地下溫度場的變化,從而達到地質勘查的目的。由於地下水的活動、岩土體蠕動的摩擦會導致近地表溫度場的變化,因此,淺層測溫法可以用於堤壩滲漏、滑坡監測等地質災害勘查工作。一般近地表的溫度值由三部分組成,即:
地質災害勘查地球物理技術手冊
式中:Tn為區域背景地溫場值,它是由測區所處大地構造單元決定的。當測溫區范圍較小時,Tn可看成一個常值。
Tp為近地表溫度干擾值,它主要由地表氣溫周期變化,岩性不均勻、地表狀況不同及地下水活動等因素引起。對於淺層測溫來說,地表氣溫周期變化引起的溫度干擾最大。
Ta為地下熱源所引起的異常地溫值,是淺層測溫法所希望得到的數值。根據 Ta的平面分布可以推測地下熱源的大致分布。
15.4.2觀測方法
理論計算和實測資料表明,1米深處的地溫已不受氣溫瞬息變化的影響。為了提高信噪比,一般採用1米深度進行測溫工作,即米測溫法,它可以了解地溫場分布的大致趨勢。
15.4.3技術要求
15.4.3.1工作布置
(1)測網布置:測網可分為規格網法與離散網點法。規格網法基線方向一般平行於所研究對象的走向,在有鑽孔的地方應盡量穿過鑽孔位置,測線方向垂直於基線。離散網點法可直接利用地形圖定點,盡量沿公路與小路布點。實際點位應准確,測點分布均勻,在研究目標走向的垂直方向上測點布置要密一些。
(2)測溫精度:測溫精度應根據地質任務要求、工區地熱地質及地質情況,由探測對象可能引起的溫度異常強度、形態以及干擾等因素綜合確定。儀器精度一般不超過±0.2℃。
(3)基點網:當測區范圍大、工作周期較長時,為減小各工區間地溫場聯系誤差,提高測溫精度,並便於野外生產,應根據需要設計基點網。基點可分為總基點和分基點兩級,基點數由實際工作要求確定。當基點數不止一個時,必須進行基點聯測。聯測工作最好一月一次,野外工作開始和結束時必須進行聯測。
15.4.3.2野外工作方法
(1)基點的選擇:所有的基點均應滿足下列要求:①位於地溫場正常區;②基點附近不應存在明顯干擾因素,光照、植被等條件至少應與大多數測點相似;③易於保護,不易受破壞;④便於保存。為工作方便,總基點一般選在駐地附近,分基點在施工現場選定。
(2)定點:測點的位置要盡量避開地形的突變地帶,避開明顯人為活動干擾或不適於測溫的地段;選擇地勢較平緩、光照條件一致,並且植被較單一處定點。
(3)打孔:打孔方式不拘,但必須控制孔徑和孔深。孔徑不宜大於5cm,成孔後應清理孔口。
(4)測量:打孔半小時後,鑽進干擾已基本消除,可進行測量。測量時小心放入探頭,使其與孔底緊密接觸,待儀器數值平穩後進行讀數。
(5)記錄:認真記錄測量時間、地點、天氣、孔深、土質及測溫值,還應注意記錄可能導致溫度場畸變的其他因素及其大致位置。
(6)質量檢查與評價:質量檢查可採取均勻抽樣、選若干剖面重復觀測、檢查異常等三種方式進行。測溫質量檢查率不小於5%,以均方誤差作為評價全區觀測結果的主要標准。
15.4.4數據處理
15.4.4.1溫度周期變化對米測溫的影響及校正
太陽熱輻射的周期性變化引起的近地表氣溫的周期性變化,由於熱交換,勢必影響到地溫場的分布。
年變的校正要根據工作區的大小、工作時間的長短、工區條件分別採取不同的方法。若工作時間不長,且地形較平坦、岩性較均一,地表狀況不復雜,可採用測量相對地溫方法。這種方法是將所測各點的溫度值分別減當天基點溫度值,就可得到各測點的相對溫度值,當基點溫度變化較大時(大於0.3℃),用內插方法進行改正,最後將測區內各測點相對地溫值換算為以工作期內某一時間為準的地溫值,並以此溫度值繪圖進行解釋。如果能在氣溫變化平緩的月份(南方的4月、10月)開展淺層測溫工作,年變影響將大大減弱。
當工區較大、工作時間較長(數月)、地表狀況也較復雜時,由於所選基點與野外實測孔的變化往往不能同步,因而採用不同基點孔進行分別校正。其工作量大且不易取得較好效果時,可利用熱擴散系數α值計算某深度相對於地表溫度變化延遲量的方法進行年變校正。
15.4.4.2不同地表狀況的干擾與校正
地表狀況不同是指土壤性質、岩性分布、覆蓋條件、植被等地表狀況的不同。即使地球內部向外部傳遞的熱量不發生變化,由於岩石的熱力學性質不同,也會引起地下溫度的變化。影響溫度分布的熱力學參數主要是熱導率、熱擴散率及放熱系數。
地表狀況校正可採用剖面校正法、統計校正法、熱擴散系數校正法及放熱系數校正法。
剖面校正法是在背景場上選擇同時穿過幾種不同地況的剖面,利用增設感溫元件或重復觀測的方法,對地表狀況不同的地段進行反復測量,按不同地表狀況分界處的溫度跨度確定校正值。
統計校正法是在野外施工之前,根據踏勘對測區進行分類,在分布較廣的不同地表狀況的地方,分別選擇分布均勻且易於保存的若干測點。施工期間,根據不同月份定期觀測,每次每個測孔重復觀測3~5次,經過總基點校正,將每孔平均值作為該孔溫度值,再求出某地表狀況平均值作為該地溫度值。
參考文獻
A.H.蘇爾坦霍賈耶夫等著,蔡祖煌,石慧馨譯.1983.放射性氣體在研究地質過程中的應用,北京:地震出版社
陳善.1986.重力勘探,北京:地質出版社
高清武.1991.用放射性氣體測量方法研究活斷層,斷層氣測量在地震科學中的應用,北京:地震出版社
韓許恆,郁春霞.1996.氡氣探測在采空區勘查中的應用,工程勘查
韓許恆,郁春霞.1997.氡氣測量在西安地裂縫勘查中的應用研究,工程地質學報
金培傑,唐玉立.1992.靜電α卡法在探測滑坡地下水中的應用,中國地質災害與防治學報
劉廣才,劉金和.1991.探測隱伏斷裂及其賦存地下水的a熱釋光法,物化探譯叢
劉正林.1994.釙-210法探測煤礦地質構造的實例與效果,物探與化探
王謙身,張赤軍等.1995.微重力測量——理論、方法與應用,北京:科學出版社
吳慧山.1998.氡測量方法與應用,北京:原子能出版社
遠山忠昭.1984.重新探討調查活斷層的 γ射線測量方法,[J].地震(日文),第2輯,37卷,539~547
『伍』 地震災害包括哪些內容
3.地震直接災害有哪些?
地震造成建築物破壞以及山崩、滑坡、泥石流、版地裂、地陷、噴砂、權冒水等地表的破壞和海嘯。
4.何謂地震次生災害?
因地震的破壞而引起的一系列其它災害,包括火災、水災和煤氣、有毒氣體泄漏,細菌、放射物擴散、瘟疫等對生命財產造成的災害。
5. 什麼叫次生災害源?
次生災害源是指因地震而可能引發水災、火災、爆炸等災害的易燃、易爆,有毒物質的貯存設施,以及水壩、堤岸等。
6.地震造成的最普遍的災害是什麼?
各類建(構)築物的破壞和倒塌。由此造成的人員傷亡和直接經濟財產損失。
7.常見的由地震引發的哪種次生災害最嚴重?
火災。