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地質環境與地質災害

發布時間: 2021-01-18 07:36:02

『壹』 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。

『貳』  地質環境和地質災害現狀

一、地質環境概況

1.地形地貌特徵

麗水市位於武夷山系腹地,屬山地地貌,除山間盆地和河谷外,海拔高度多在500米以上,千米以上山峰約3573座,相對高差在800~1500米,龍泉黃茅尖海拔1929米,青田溫溪鎮海拔僅7米,兩者地形高差達1900餘米。地勢呈西南高,北東低,西南部中山廣布,地形起伏差異大是麗水市地形地貌最大的特點。麗水市坡陡谷深,切割深度多在300~400米,形成許多三面群山環抱一面開闊的「V」字型狹長溝谷,巨大的地形高差、陡坡、深谷形成的陡峻臨空面,往往有利於山坡物質勢能的釋放與能量轉換,因而有利於崩塌、滑坡等地質災害的形成。加之植被不夠發育,在暴雨徑流沖刷時,極易把砂、石、土挾帶到溝谷中,不利堆積,也是產生泥石流等地質災害的有利地貌。

2.地質條件

麗水市主要出露地層由老至新為:基底變質岩系(前寒武系)→侏羅系火山岩系→白堊系火山岩夾沉積岩系→第四系。經歷多次造山運動和長期風化作用,岩層褶皺強烈、斷裂節理發育,成為地質災害發育的主要控制因素。

麗水市僅西部出露有前寒武系變質岩,其餘大部分市為中生代侏羅系、白堊系的火山碎屑岩、次火山岩及陸源碎屑岩,在河谷及山間盆地中分布第四系的河床相或山麓相沉積層。燕山期中酸性岩漿岩較為發育,分布面積約500餘平方公里,本市構造以斷裂為主,火山構造亦十分發育。

基於岩性的不同,風化層厚度也有一定差異,變質岩區、白堊系陸源碎屑岩分布的低丘陵區及火山盆地內部風化層厚度可達數米至十餘米,而侏羅系的熔結凝灰岩分布區和部分次火山岩、岩漿岩分布區地表風化層僅為數厘米至數十厘米,且界面明顯,這給滑坡體的形成創造了較為有利的條件。廣泛發育的古滑坡體、山前堆積物、崩積物連同風化殼物質共同為地質災害的形成創造了物質條件。

頻繁的地質活動產生的多期斷裂構造面以及多組節理面將岩層(岩體)肢解成大小不同、形態各異的獨立塊體,在一定條件下這些獨立塊體脫離母體就有可能形成危及人類的地質災害。

本市遍布的火山碎屑岩、陸源碎屑岩、變質岩中往往夾有泥岩、泥質粉砂岩及片理化薄層,當岩層出現側向臨空並在一定誘發因素的作用下順層滑坡將會產生。

3.區域構造與地震概況

(1)區域構造概況:麗水市地質構造以斷裂發育為特點,褶皺不明顯。北東向、北北東向斷裂,配以北西向斷裂,形成構造形態的基本骨架。

北東向構造帶由北東向變質岩基底斷塊隆起和一系列約50°方向壓性斷裂組成,主要有遂昌縣昌裘至上定斷裂,遂昌縣城至大柘構造帶,松陽縣高亭至里庄構造帶,慶元縣竹口至龍泉斷裂,龍泉市至縉雲新建構造帶,慶元縣至青田海口構造帶。

北北東向構造帶由一系列10°~30°強烈斷裂帶及受它制約的北北東向白堊系構造盆地組成,主要有遂昌湖山至里東構造帶,遂昌根竹口至龍泉大桂溪斷裂帶,雲和縣大嶺頭至慶元縣中村斷裂帶,麗水市至景寧縣構造帶。

北西向構造帶主要有遂昌縣關塘至龍泉市安仁至景寧縣白鶴斷裂帶,松陽縣古市至景寧縣渤海構造帶,青田縣海溪至石平川斷裂帶。

南北向構造帶青田縣境內吳岸至湖邊斷裂帶。

(2)地震概況:麗水市地處東南沿海地震帶,政和-海豐地震亞帶,該地震帶歷史上曾發生過較大地震,亞帶中慶元等地發生過5~5.5級地震,1574年至今400餘年來雖有多次地震發生,但烈度均不超過六度,屬基本穩定區,另據國家地震局南京地震大隊分析,政和-海豐地震亞帶在未來100年內可能出現的最大震級不會超過5級,對麗水市的影響為三度。另外,沿麗水-餘姚深斷裂帶有基性岩、超基性岩呈串珠狀產出,1917年3月1日、1976年3月30日及11月24日、1998年2月24日在慶元縣-景寧縣間、縉雲縣與仙居縣交界處、麗水市蓮都區水東和慶元縣城東先後發生4.75級、1.6級、1.3級和3.7級。

綜上所述,麗水市區域地質構造處於相對穩定,地震影響較小,對滑坡、崩塌等地質災害的產生不起主導作用。

二、地質災害基本現狀

1.以往地質災害簡況

據《麗水地區志》記載,麗水市自然災害(主要指水災)從公元656年(唐顯慶元年)至1948年共發生31次(年),主要縣(市)為麗水、青田、縉雲、遂昌、松陽;1949年至1979年共發生6次(年),主要縣(市)為青田、縉雲、麗水、雲和、慶元等。據現有資料統計,從1980年至1991年麗水市共發生地質災害19起,1992至2002年共發生地質災害67餘起,主要發生區是慶元、青田、景寧、麗水等縣(市)。

近十年來麗水市發生的重大規模的較為突出的地質災害有:

(1)1992年8月31日,受16號台風影響,景寧縣澄照鄉岩下村多處誘發泥石流、滑坡、崩塌等地質災害,造成死亡13人,重傷8人;同日在該縣大地鄉葉坑下村發生特大泥石流,造成死亡7人、失蹤2人。

(2)1994年12月23日,由於地表遭受亂采濫挖,加之連日降雨,致使龍泉市小梅螢石礦區整條巷道塌陷,死亡7人。

(3)1995年10月8日,330國道線青田臘口段發生山體崩塌,造成一輛正在行駛的甌海至金華客車被壓,死亡37人。

(4)1996年8月1日,受8號台風影響,本市普降大暴雨。青田縣石平川和青田鉬礦遭受滑坡和泥石流等地質災害,死亡57人,多人重傷。同日,青田縣的其他鄉鎮也發生多起地質災害,死亡多人,並造成重大經濟損失。

(5)1998年6月22日景寧縣毛洋鄉滑坡-泥石流,沖毀民房14幢,死亡19人,4人失蹤。

(6)1999年3月25日在省道麗浦線(雲和境內)43千米+800米處發生公路邊坡崩塌,造成緊水灘電廠廠車墜入石塘水庫,導致18人死亡。

(7)1999年4月21日在金溫鐵路(縉雲境內)100千米+770米處發生山體崩塌,造成從杭州開往溫州的603次列車6節車廂脫軌,5人受傷,毀損路基160多米,鐵路中斷運行29小時。

(8)2002年8月15日遂昌蔡縣坑發生滑坡-泥石流,導致3人死亡。

2.隱患點及分布

據初步實地調查證實,目前有地質災害跡象並有少量滑坡發生,有可能誘發較大地質災害(隱患)點達335處,直接威脅著全市205個村莊2500餘人的生命和財產安全;其中處於蠕動發育狀態,已出現地裂、塌陷等現象,嚴重威脅當地人民生命財產安全和交通運輸安全主要隱患點30餘處,即:

慶元蘇湖鄉包謝

慶元舉水鄉張地

慶元縣淤上鄉壙根等村

慶元隆宮鄉張地

慶元縣安南鄉坑節、山壙等村

慶元縣竹口鎮新窯

雲和縣朱村鄉上灣

雲和鄉崇頭柳山頭

雲和縣黃源鄉蔭橋坑

松陽縣玉岩鎮烏岩

景寧縣澄照鄉岩山

景寧縣大地鄉葉坑下

景寧縣鶴溪鎮嶺腳

景寧縣英川鎮董村

景寧縣雁溪鄉嶴頭村

景寧縣外舍鄉雙坑

景寧縣鸕鶿鄉茶亭對村

龍泉市龍淵鎮牛頭嶺

龍泉市龍淵鎮宮頭、劍湖

縉雲縣石筧鄉流坑

蓮都區麗新鄉小陶

青田縣鶴城鎮山頭

青田縣山口鎮臘口礦饒士工區

青田縣船寮鎮白山

青田縣黃洋鄉石平川

青田縣黃洋鉬礦區

青田縣萬山鄉關坑

青田縣貴嶴鄉洪岩頭

青田縣舒橋鄉西武頭

遂昌縣金竹下坪頭

另外,在一定條件下有可能發生滑坡、崩塌、泥土流等災害並造成損失的其他隱患點還有:如青田縣山口鎮彭山、景寧縣桑溪、金溫鐵路及麗縉復線等交通干線不穩定邊坡等270餘處地質災害(隱患)點。

地質災害已成為制約我市經濟和社會發展的重要因素之一,保護地質環境,防治地質災害已成為當前刻不容緩的緊迫任務。

『叄』  地質環境與地質災害

地質環境與地質災害是直接與人類社會生存與發展相關的地學問題,始終是地學研究的主要方向之一。

人類生活在地質環境之中,而地質環境是受自然因素和人類活動的作用和影響不斷變化的。由於近代人口急速增加,人類自身的發展對自然的開發、改造、破壞活動空前增強,致使人類的生存發展面臨地質環境惡化的嚴重威脅,地質災害亦因人類的活動而不斷加劇。因此,研究地質環境在自然因素和人類活動的作用影響下發生的變化及其規律,地質災害發生的原因、預測、防治地質災害的發生,成為地學界重要的研究方向,當代科學的一個前沿領域。

環境和環境保護,是當今國際社會共同關心的大事,繼1972年6月在瑞典斯德哥爾摩發表《聯合國人類環境會議宣言》之後,1992年6月在巴西通過了《里約環境與發展宣言》和《21世紀議程》等重要文件。我國於1993年編制並公布了《中國21世紀議程》,把環境保護作為一項基本國策,成為國民經濟與社會發展規劃的重要組成部分。地質環境是廣義環境中的基礎部分,地質環境問題是環境問題中的重大問題。

我國由於地質環境條件及人為因素引發而發生的地質災害,在世界上是屬於最為嚴重的國家之一。由於我國地處環太平洋和歐亞地震帶交匯地帶,因此是構造地震多發區;有記載的地震達8137次,破壞性地震1004次,20世紀發生7級以上地震達80次,造成巨大的人員傷亡及經濟損失。崩塌、滑坡、泥石流災害在山區頻繁發生,據初步統計,我國發生變形量大於100×104m3,死亡人數大於10人和直接經濟損失大於100億元的特大型崩塌51處、滑坡140處、泥石流149處;較大型的崩塌2984處、滑坡2212處、泥石流2277處;中小型的則更多,有跡可辨的達41萬多處。地面沉降、地面塌陷、地裂縫、海水入侵、地下水污染、水土流失、土地鹽漬化及土地沙化地質災害十分普遍,一方面與水文循環有關觸發了地質災害,另一方面由於不當的興修水利、地下水過分開發、地下礦山無序開采、工業廢水任意排放、過度採伐森林等人為造成的地質災害。另外,人類的固體廢棄物對地質環境亦造成了很大的污染,例如我國每年工業固體廢棄物約有6×108t,城市生活垃圾約有1×108t。可見,地質環境惡化威脅人類的生存與發展。地質災害摧毀著人類的文明。開展對地質環境的研究,提高對各種地質災害的孕育、發生、發展、演化及時空分布規律的認識,科學地進行預測、預報,提出防、冶的對策,保護地質環境是地學界義不容辭的重要任務。

『肆』 地質環境與地質災害

隨著經濟的快速發展,生態環境變化日益引起人們的關注。監測環境、治理環境和保護環境,提高人類生活質量,已成為當代地球科學研究的重要前沿領域。自然災害的頻繁發生,給人類的生存和發展構成了嚴重威脅。為了預防和減少自然災害的發生,迫切需要加強對環境變化的自然作用與人為作用影響進行綜合研究,建立和開發區域性環境、監測預警系統,提高對環境變化和自然災害的預測能力。環境地球化學與農業和人類健康

在全國范圍內將岩石、土壤、水、水系沉積物等區域地球化學資料較系統地應用於農業-食物-人體健康研究,通過物質流和能量流在不同圈層內和各圈層間的傳遞與演化,探索在岩石圈、生物圈和水圈中地球化學與農業和生命科學相結合的新理論與新方法,編制了《中國生態環境地球化學圖集》。以硒為突破口,研究了植物和人體中不同形態硒的分布和分配。研究表明,生物體中硒主要與有效態硒豐度關系密切。通過補硒的對比試驗研究,發現無機硒是人體補硒的廉價途徑,可以替代目前昂貴的有機硒補硒法。在江蘇啟東,通過補硒,肝癌發病率由41.9/10萬降至29.0/10萬,下降了30.8%。通過補硒,可以阻抗乙型肝炎表面抗原——澳抗攜帶者誘發癌變,對肝癌高發病家族有預防效果。

雲南楚大公路魏家箐左邊坡防沉工程

『伍』 五 地質環境保護與地質災害防治

黨中央、國務院提出建設資源節約、環境友好型社會的要求,注重社會經濟與資源環境的協調發展,從而研究大區域地下水演化、評價生態地質環境、預報地質災害等工作顯得日益重要,國土資源部在這些領域取得了一批重要的成果。

西部嚴重缺水地區人畜飲用地下水勘查示範工程

研究了不同類型缺水地區地下水埋藏富集模式與演化的機理,在碎屑岩地區新發現一系列「儲水構造」,豐富和發展了「構造控水」理論;在鹹淡水交錯分布區發現多種地下淡水分布模式;在西南紅層丘陵區創造出「小口徑淺井」取水新技術和「一戶一井」供水新模式;應用了漂礫石和嚴重漏失地層的鑽探成井、基岩鑽孔爆破增水、「滲流井」取水新工藝;研製開發了「塑襯貼礫濾水管」和紅層地區「微型鑽機」,編制了《紅層地區地下水勘查評價技術要求》等。這些成果及時轉化與推廣應用,推動了西部人畜飲用水的解困工作。

巫山新城蓄水前航空影像(2003.3)

秀峰寺滑坡防護及開發利用示範工程

『陸』 地質災害與漸進性地質環境問題可相互影響

地質災害的發生可以加劇漸進性地質環境問題。這種關聯關系在2008年汶川地震中表現得十分突出版。權地震發生時,除次生的崩塌、滑坡等地質災害頻繁出現以外,嚴重的山體植被破壞使水土流失這種漸進性地質環境問題成為災區普遍面臨的問題。又如地面塌陷的發生可以溝通地表水與地下水之間的聯系,地表污染物或污染的河水可快捷地進入地下,導致地下水污染。

地質災害與漸進性地質環境問題的相互影響還表現在後者對前者的作用,即漸進性地質環境問題的持續發展可為地質災害的發育創造條件。這一點在水土流失問題上最為典型。眾所周知,水土流失發育初期一般以面狀的侵蝕為主,面狀侵蝕持續發展會導致溝蝕,使平整的地面逐漸凹凸不平以致形成類似於黃土塬區溝壑縱橫的地貌形態,溝壁的形成最終可能釀成崩塌、滑坡等地質災害。

『柒』  主要環境地質和地質災害問題研究現狀

從廣義上講,環境地質問題包括地質災害在內。為了便於區分,把地質作用造成的災害如火山活動、地震等作為自然地質災害;而人類活動誘發的地質災害,如地面沉降,地下水污染等則納入狹義的環境地質問題的范疇。當然,自然規律是十分復雜的,有些地質災害是兩種作用,即地球的內、外動力作用,再加上人類活動的作用造成的。如地裂縫、滑坡等。因此這只是相對的區分,並不是在任何情況下都能截然分開的。

1)大江、大河開發中的環境地質問題

在大江、大河興建水利樞紐工程,使地質環境(岩土體環境、地應力環境、水環境)發生變化,導致庫岸崩塌、滑坡、浸沒、水庫滲漏、淤積甚至可能誘發水庫地震等及其它次生地質災害發生。目前世界上已有100餘座水庫發生了誘發地震。研究多圍繞災害的成因機制、預測評價進行。中國的長江、黃河,巴西的亞馬遜河、美國密西西比河、俄羅斯伏爾加河等的開發中,都曾有各自不同的環境地質問題發生。近年來開始重視對工程興建後造成流域內生態地質環境的變化。在第30屆國際地質大會上交流了這方面的研究成果。中國學者提出在江湖整治和長江中下游防洪中一個重大的環境地質問題是:洞庭湖地質環境系統由於受到構造沉降、沉積物的淤積和人為圍墾因素的相互作用,很可能湖區將會繼續逐漸縮小,以致消失。黃河三門峽水庫淤積造成環境惡化,無法達到原設計效益,雖然後來採取泄洪排沙等措施,但已造成很大的影響。這是個沉重的教訓。

2)核廢料處置的環境地質問題

核能的利用在各國能源結構中的比例近年來有所上升。現實的地質問題就是核電站的選址及核廢料的處置庫選址。對於後者,尤其是高水平放射性廢物處置庫的環境水文地質、工程地質條件要求很高。德國、中國、瑞士、日本等國都開展了這方面的研究工作。他們提出除了考慮場址的地殼構造穩定性,介質的低透水性和一定的對核素吸附滯留能力外,對地震的影響也要考慮。

高放核廢物的泄漏主要原因是和地下水接觸。在處置後長達104~106a內高放核廢物仍保持其有害性質。在此期間北半球有可能經歷幾次冰河期,地表水、地下水及其物化性質都將發生變化,對此英國學者作了重要的探索。Boulton G.S利用過去幾次冰河期的數據建立了冰河作用下岩石水力學和地球化學模式,重現了冰河期地表水加速入滲,地下水流速及物化性質的變化,並探討了處置庫主岩在冰河作用下的長期特性。King-ClaytonLouisa M等和瑞典合作,研究了今後100ka內北歐四次冰河對一個假設的瑞典南部深度為500m的核廢料處置庫的安全影響,進行了預測性的探討。這里涉及到全球和當地的海平面變化,冰蓋厚度、永久凍土厚度的變化以及地形變化等問題。美國新墨西哥州WIPP(Waste Isolation Pilot Plant)開展了軍用超鈾廢物處置庫的研究。處置庫主岩為岩鹽,深度300m左右,重點研究不同地質概念模式對處置庫性能預測的影響。

低滲透性介質一般選擇結晶岩、粘土和蒸發岩等。比利時、韓國學者對粘土的主要特性(如吸附性)以及處置的可行性和安全性進行了研究。中國從80年代中期開始研究高放核廢物的處置。

3)地質資源、礦業開發的環境地質問題

采礦活動不僅造成地表破壞,引起地面沉降、塌陷或邊坡崩塌、水土流失等災害,還因廢渣、尾礦堆放造成土壤和水以及大氣的污染。捷克西部波希米亞地區因采礦引起土壤、水和空氣的污染。從發電廠排出的廢物酸化了土壤和地表水,每燃燒1t煤就會向大氣釋放60kg的SO2。1987年捷克全國就有2.9×106t排放物,此外還有各種痕量金屬,結果之一是本地的雲杉完全枯萎,另一結果是當地地表水中鈹的含量增加。溶解法開采鈾已引起了嚴重而復雜的環境問題。烏茲別克地質科學院開展了對KEMIN采礦聯合體的多金屬礦、稀有金屬及稀土礦周圍地區被重金屬污染的研究。一些西方發達國家如加拿大80年代便開始重視礦業開發環境的研究,如減輕酸性排水和發展生物工程技術,從廢水中除硒、銅等,取得成效。美國、加拿大、澳大利亞等國還制定了相應的礦業環境法規以加強環境管理。德國學者指出,當今采礦搬運量為17.8km3/a,遠遠超過先前全球河流搬運物4.5km3/a。這說明人類采礦活動對環境影響是原來風化作用的4倍。據不完全統計,中國因采礦塌陷造成環境破壞的城市近40個。因采礦產生的大量廢水、廢液未經處理自然排放,處理率不到5%。固體廢物、尾礦的治理量也很低。礦山環境惡化趨勢尚未得到有效遏制。

工業區排放的大量工業廢氣,尤其是SO2,NO2等與水汽結合,降落成為含硫酸、硝酸腐蝕性很強的「酸雨」(pH<5)。它不僅使地表水水質變壞,土壤酸化,還滲入地下污染地下水。世界現有三大酸雨區:北美酸雨區、歐洲(北歐)酸雨區以及中國西南華南酸雨區。前兩地區正在治理。中國SO2年排放量約1800×104t,超過美國現在水平(1600×104t),雨水中pH值已低於4.5。據1995年的分析觀測資料,我國酸雨面積逐漸擴大,已佔國土面積29%,出現頻率也在上升,個別南方省市還有年平均pH<4.0的地區。

4)城市建設的環境地質問題

城市建設牽涉到土地利用、地下資源開發、水資源(主要是地下水)利用和環境污染等環境地質問題。香港、加德滿都和麥德林等城市,由於在不穩定斜坡上大量建築,發生滑坡和其它塊體運動,遭到很大損害。

現在世界各大城市如何安全處理大量的固體廢棄物(垃圾)、有毒廢液和工業廢料已成為一個重要問題。一些主要城市每天垃圾產生量東京高達3×104t,紐約、巴黎也各有1.4×104t和0.9×104t,不過這些都經過處理。北京日產垃圾量1.2×104t,只有部分處理,這就成為污染水源、土壤和大氣的重要來源。

當前側重研究的問題有:垃圾填埋場的選址,垃圾淋濾液的控制與調查,污染水暈的阻滲牆設計,廢液含水層注射以及廢物綜合利用等方面。國外在城市垃圾填坑設計和運轉方面防治環境污染的對策,主要採取沖洗-減緩法和包容方法,即填坑頂底部有蓋層和墊層。第30屆國際地質大會交流了對地質環境污染指數因子的研究,如澳大利亞利用瀉湖深部特殊沉積物(底棲有孔蟲)查明了人為污染來源。日本學者利用地質污染單元的概念,將地質環境污染劃分為地下空氣污染、沉積介質污染和地下水污染。由於有機物污染在治理上難度較無機物更大,現研究重點已逐漸由「無機污染」轉向「有機污染」,如研究地下水中非水相有機重液監控和有機物在含水層中的轉化程式等問題。

城市水源污染問題也日益嚴重。墨西哥城、聖保羅的飲用水源面臨工業廢物的污染。第30屆國際地質大會上,英、俄、南非、中國學者介紹了城市環境地質問題及評價方法,城市規劃中的土地利用、評價、水資源開發、地震等方面的研究現狀。會議認為目前大城市建設規劃只注意了地表條件,對於深層次的地質環境問題和地質災害問題重視不夠,導致許多環境與災害問題未能及早發現和治理。在城市地質研究中值得重視的是地質信息如何及時提取表述,以便規劃和決策者使用。這方面荷蘭De Mulder E.F.Jyz研製的「地下市政信息系統」(MUIS),存入了有關地質、環境及市政建設數據和圖形信息,使用很方便。國際地科聯地學環境委員會組織了國際城市地質工作組以推動城市地質學和城市地質工作的進展。

5)不合理的土地利用和水資源開發引起的環境地質問題

人類過度墾殖、放牧、砍伐森林、灌溉不善,造成土地荒漠化或水土流失的危害達到了驚人的程度。全球每年有600×104hm2土地變成沙漠,經濟損失每年約423億美元。中國荒漠化總面積已達國土總面積的8%。到80年代中國每年有2100km2淪為沙漠。據專家調查統計,中國北方土地沙漠化的成因類型中,有89.7%是由於過度放牧、開墾和樵採,有9.6%是由於水資源利用不當造成的。水土流失在歐洲各國中,以西班牙最嚴重,造成植被減少,農業產量降低,流入河中泥沙增多,導致洪水爆發頻率及嚴重程度的增加。中國水土流失面積達179萬km2,每年流失土壤總量達50×108t。黃河每年的泥沙攜帶量50年代為16×108t,實際上現已達到19.7×108t。這絕大部分是黃河上、中游水土流失造成的。

由於人類對地表水與地下水資源開發缺乏統一協調和綜合利用,使①有限的水資源嚴重浪費,大水漫灌,造成大面積的土壤鹽鹼化。如中國西北地區因此形成的土壤鹽鹼化面積達113×104hm2。新疆1/3以上耕地不同程度地發生鹽鹼化,寧夏灌區也存在類似問題。②流域上游大量消耗水資源、興建水庫等,造成下游水量減少,甚至河流斷流、湖泊乾涸、水質惡化、沙漠化、荒漠化現象擴展、地下水補給減少、泉水枯竭。如著名的黃河下游斷流已由1995年的122天延至1997年的226天。新疆的羅布泊湖現已全部乾涸,成為一片荒漠。據統計,近30年來全疆沙漠面積擴大了3.4萬km2,使333×104hm2土地和草原被沙漠所吞沒。

6)超采水資源(主要是地下水)造成的環境地質問題

超采地下水引起水位大幅度下降,導致水井變干,水質惡化,地面沉降,在沿海地區發生海水入侵等。中國長江三角洲平原及河北平原的區域性地面沉降就是由於大面積超采地下水造成的。前者在5000km2內的累計沉降量約1m。地處三角洲腹地的蘇錫常地區已沿滬寧線形成沉降窪地,地面沉降量大於0.3m的面積超過1000km2。地面沉降發展過程與地下水開采強度有關,其沉降量與地下開采量大小呈同步變化趨勢。河北平原以農業用水為主。70年代以來大量開發利用深層地下水,現累計沉降量超過0.1m的區域面積已達3.6萬km2。城市地面沉降影響損失更為突出。上海地區已下沉1~2m,天津50年下降了2.7m。地面沉降造成地裂縫、洪澇積水、工程破壞等危害。世界上不少城市,如休斯敦、威尼斯、曼谷、雅加達和加爾各答等,位於河流三角洲和濱海平原,都有嚴重的地面沉降。

沿海城市由於超采地下水還受到海水入侵的災害。主要表現在淡水資源日益短缺和地下水環境逐漸惡化。如中國,位於渤海的遼東灣、渤海灣、萊州灣,黃海的膠州灣、海州灣,都受到海水入侵的災害。其中尤以山東萊州灣最為嚴重,入侵面積1995年已發展到970km2。研究的內容側重海水入侵規律、水-岩作用及其數值模擬和水資源的開發、管理等。

7)主要地質災害問題

地質災害災種繁多,危害嚴重且突發性強的有地震、火山噴發、岩崩、滑坡、泥石流、地面塌陷、岩溶災害,還有煤礦突水、瓦斯爆炸等。

(1)地震災害。從地質角度當前主要側重研究其區域活動構造(特別是大陸內部的活斷層),古地震,破壞性大地震的地震地質構造以及與地震危險性評價有關的地震地質問題等熱點。在第30屆國際地質大會上探討了1995年日本阪神大地震的地震構造、地面斷層、活動斷裂、海下和城區活動層等問題,反映了在大城市附近的強破壞性地震的最新研究動向。

地震預報近期在國際上的新進展突出表現在空間技術的應用,從方法、機理到實際震例。地震前兆觀測還引進了地熱觀測,地氣(Hg、He等)觀測等新技術方法,反映了在地球物理、深部氣體地球化學等方面探索地震前兆的工作。地震預報的分析研究方法運用遺傳演算法、神經元方法、非線性理論等取得良好效果。俄羅斯提出多種前兆綜合時空動態圖像的分析方法,地下水應力場研究,以及地下水形變場的動力學研究都有較高的水平。

在地震災害方面正在執行兩個大型的國際合作計劃:「全球地震危險性評估計劃」(GSHAP)和「全球地震災害圖計劃」(WSRM)。印度、尼泊爾、巴基斯坦、中國協調合作研究喜馬拉雅地區地震災害定量分析時,建立了跨國家的地區級資料庫,並規劃了方法,這在以往研究中是不多見的。據陳祺福研究,關於全球地震損失估計的研究在科學上的重要突破主要表現在:發展了地震危險性評價的面源、潛在震源模型;提出了估計面源模型參數及其不確定性的新方法;得到了地震發生概率和超越概率之間關系的公式;用GDP作為表示社會財富的宏觀指標體系;首次得到了GDP-地震動-損失關系曲線;發展了估計未來地震災害損失基於GIS的計算機演算法。

(2)火山活動。第30屆國際地質大會反映了以中國吉林長白山天池近代火山活動為例的最新研究進展,如該火山噴發的年代學,噴發的物理過程及動力學,深部岩漿囊探測及大噴發觸發機制,火山噴發氣候效應等。

(3)海平面上升。全球性氣候變暖導致全球性海平面上升,而沿海地帶首當其沖受害:低地淹沒,風暴潮和海蝕加劇,鹹水入侵,河口生態環境發生變化。如淤積、倒灌、污染程度加重,沿海防禦工程抗災能力降低,需要提高設計標准。經過實地考察及有關資料綜合分析預測,中國學者對中國沿海三大三角洲地區,到2050年海平面可能上升的幅度作出評估:珠江三角洲地區50~60cm,長江三角洲地區60~80cm,天津地區70~90cm。沿海城市如上海、天津由於超采地下水形成的地面沉降幅度遠大於海平面上升率,因此相對海平面的上升還要疊加上地殼下沉的幅度。

(4)滑坡、崩塌、泥石流等地質災害。這類地質災害突發性強,造成損失很大。據中國統計每年發生的滑坡數以萬計,泥石流溝有一萬多條,多集中在中部南北帶。40年研究結果表明,在時間上1954~1960年,1963~1975年,1980~1985年均為頻次高發期。泰國南部的山麓地帶由於花崗岩岩石風化形成1~10m厚的砂礫質土,坡度達35°以上,1988年發生大規模滑坡及泥石流,損失達2.5億美元。

當前在研究地區性滑坡及實例方面,對於其形成機制、穩定性分析、預測及控制措施問題,較廣泛採用模型模擬及數值模擬的方法。在災害區劃方面運用了遙感及地理信息系統(GIS)。在空間預測方面有採用人工神經網路方法的。在滑坡發生時間預測方面不少研究論文採用離散元分析、離散元與時序分析相結合的方法。在滑坡發生時間預報方面有用滑坡變形功率的新理論准確(僅差22h)預報甘肅永登黃泗滑坡的實例。黃泗滑坡總體積近6×106m3,居民因預先撤離,無一傷亡。這在世界滑坡預報史上是一個極為罕見的成功實例。

『捌』 地質環境與地質災害

隨著經濟的快速發展,生態環境變化日益引起人們的關注。自然災害不斷發生,使人類的生存和發展受到了嚴重的威脅。監測環境、保護環境和防治災害,提高人類生活質量,成為當代地球科學研究的重要前沿領域。為此,國土資源部加強了對造成環境變化的自然作用與人為作用影響的綜合研究,建立和開發了區域性環境監測預警系統,不斷提高對環境變化和自然災害的預測能力。

洞庭湖地區地質環境調查及治湖對策研究

運用考古學、第四紀地質學、新構造運動理論,綜合研究了洞庭湖區地殼沉降,確認湖區內存在不均衡的地殼沉降,進而進行了合理沉降分區,為規劃防洪工程及蓄洪垸區的布置指明了方向。運用遙感與計算機技術,准確計算出洞庭湖的湖泊面積、湖容量與湖邊界等基礎數據;採用綜合打分法對洞庭湖區防洪工程基礎穩定性作出了評價;建立了東洞庭湖、南洞庭湖湖底高程變化量與泥沙淤積厚度及地殼沉降量的平衡方程,預測了2010年和2034年湖區的空間形態特徵和泥沙淤積特徵;首次建立了洞庭湖地區綜合地質環境概念模型,認為現有的洞庭湖湖域由於被防洪大堤所圈定,當城陵磯水位達32米以後,調蓄洪功能主要取決於防洪大堤高度與城陵磯水位的差,即「杯子原理」,差值越大,湖蓄洪能力越強。本次研究將洞庭湖區洪澇災害綜合治理劃歸為8個治理區,並提出了平垸行洪、動態蓄洪、疏浚

河道等具體治理規劃方案。

九寨溝上季節海(枯水期)

『玖』 地質環境治理和地質災害治理是一回事嗎

不是同一回事抄:
首先概念襲不同,地質環境是指由岩石圈、水圈和大氣圈組成的環境系統。而地質災害是指自然地質作用和人類活動造成的惡化地質環境,降低了環境質量,直接或間接危害人類安全,並給社會和經濟建設造成損失的地質事件。
地質環境是地球本身的環境,並不一定會帶來災害,人類是為了更好地利用地質環境去治理。比如說將山丘改成梯田,將低窪處填平都屬於地質壞境治理。
地質災害是指危害人類安全、帶來財產損失的災害。因此治理還帶有減小災害的目的。比如說滑坡、泥石流的治理。
地質環境和地質災害有一定的相似處,即都是為了更好地發展。但不是一回事。

『拾』  環境地質學與地質災害學研究現狀及發展趨勢

從學科內容來說環境地質學應研究地質環境的自然地理地質特徵及其演化歷史和發展趨勢,研究地質環境評價和預測,編制環境地質圖系,研究地質環境(包括地質災害)的勘查、監測和防治技術方法,以及合理利用和保護地質環境的對策和措施等。

1)地質環境評價和預測

定性地進行地質環境評價,如綜合區域地質地理條件,地殼穩定性,岩土特性,地球化學背景,可能發生的地質災害,作出分級區劃評價較為易行。但是從整體上對地質環境進行系統分析,定量評價地質環境和預測在國內外仍屬薄弱環節。現國際地質界開始重視這方面的研究。國際地科聯CoGeoenvironment委員會於1994年建立了環境地質指標體系共27種。其內容涉及新構造活動、侵蝕與沉積、風化作用、斜坡穩定性、地下水、土壤質量、地球化學與地球物理參數、自然景觀及其它動態要素,這是國際環境地學研究的一項重要進展,為開展區域性長期觀測和建立預測模型奠定了基礎。同時,委員會還計劃開展「地表過程與土地持續利用」關系的研究。

國際上區域環境地質評價的方法有A.Cendrero等提出的自然單元分級體系為基礎,基本上是自然地質地理分區,加上半定量化的指標,該方法在西班牙被廣泛應用;有經濟評估與風險評估方法,以地質災害和地質問題作為評價主體,用貨幣值形式表徵地質環境質量的優劣及人類活動對其產生的影響。這在美國有較廣泛的應用。如加利福尼亞州城市地質總體規劃,舊金山灣地區土地潛力定量評價,美國九大自然災害的風險評價。中國學者採用系統論觀點,提出地質環境是一個內部由岩石、土、水三個子環境系統構成,外部處於大氣圈、水圈、生物圈、地球內部圈層及人類社會經濟系統作用下的開放、動態和人-自然復合系統,以環境地質問題的強度指數,外部系統的影響程度指數和地質環境的質量指數作為量化指標建立了地質環境系統及其評價預測體系,並作出了21世紀初期中國地質環境態勢的預測和評價。

2)環境地質制圖

環境地質圖(系)是環境地質研究成果的圖式化,是直觀反映地質環境的重要表達形式。為了便於經濟建設規劃決策部門使用,不僅要求內容科學化,充分反映區域地質環境特徵,分析研究不同地區地質環境與人類活動的相互關系,在自然和人為作用下存在的主要環境地質問題及地質災害,並進行綜合評價,而且要求形式簡明易讀。國內外編制了不同比例尺的綜合性或專門性圖件,既有全國性的,如俄、美、加、澳、英等國均將其列入國家級中、大比例尺地質圖的構成部分,也有一個城市或一個地區的編圖。從編圖方法看,在傳統的地質學編圖方法基礎上,藉助GIS及最新衛星成果,根據不同指標參數用多元統計方法編制資料庫,對地質災害進行預測,義大利、巴西、美國均取得較好的效果。俄羅斯已將1:200萬地質生態圖(即環境地質圖)列為國家新一代地質圖系進行填編,並對1:5萬地質制圖的要求也從以前的兩種(地質圖、礦產預測圖)增加到與1:20萬相同的四種,包括了地質生態圖在內。現已編制完成14張1:500萬生態地質圖,反映了全俄生態地質環境現狀及人類活動的影響。

中國水勘院1992年編制出版了中國環境地質圖系11幅。它們以地質災害圖件為主,其中8幅為滑坡崩塌類型及分布,泥石流災害,岩溶塌陷,地下水誘發危害,土地鹽漬化沼澤化,沙漠及土地沙漠化,土壤侵蝕,特殊類土及危害。另外3幅則為地質自然保護區、旅遊地質資源和環境地質分區圖。該圖系綜合評價了不同地區的環境地質條件,反映了主要地質災害類型形成和分布發育規律,提出合理保護地質環境、開發地質資源的對策建議。

3)環境地球化學

這是環境地學的重要分支學科。其主要研究內容包括微量元素與健康、地方病的關系,煤和有機物等的地球化學對環境的影響,全球環境變化以及分析技術等。通過地球化學填圖可獲得元素豐度的背景值,為防治地方病提供科學依據。如中國已查明低硒(低鉬)的地球化學環境帶,它呈NE-SW向,與克山病分布區域基本一致,從而採取相應防治措施,取得顯著成效。眾多的地學研究者開展了地質環境中氡、鍶、氟、汞等元素與流行病、地方病、癌症發病率的關系研究。氡含量與肺癌死亡率的關系在雲南個舊地區得到了驗證。礦區的氡含量超出一般地區的23倍,死亡人數達千人以上。大部分氡來自花崗岩中鈾的衰變。中國通過編制元素環境化學圖、淺層地下水地球化學圖、地方性氟分布圖、胃癌死亡率分布圖和大量資料的分析,有力地說明了地質環境和流行病學的關系。近年來,研究利用自然地球化學作用去除有關化學元素,調整環境條件;還有新興的植物治理法,利用植物(萃取技術、根際過濾技術、重物固化技術)來清潔土壤中的重金屬。因此,環境地球化學的成果在當前環境治理的理論與實踐中起著極為重要的作用。

4)地質災害學

由於地質災害分布廣泛,類型眾多,其突發性、復雜性及發生規律尚未充分掌握,往往造成嚴重災情,引起社會的關注和眾多學科,特別是地質科學的參與和研究,因而逐漸形成並提出了地質災害學的概念,研究內容包括地質災害的類型劃分,成災條件,致災作用,地質災害的監測、預測和預報,地質災害的防治原則和對策、決策以及風險分析。其中對地質災害的決策可分為長期、中期、短期的,臨災的和反饋性的。災害預報的基本方法建立在類比分析、因果分析及統計分析基礎之上。

近10年來國內外開展了重點地區的地質災害測年研究工作。他們應用同位素測年技術:14C法,鈾系法,熱發光(TC)法,電子自旋共振(ESR)法測定10~3Ma的年輕地質體、活動斷裂、古地震、地質體滑動或運動的年齡以及地質災害復活(發)周期等取得成效。

如何加強地質災害預測和防治的理論研究,實現災害地質現象的實時控制和管理決策過程科學化與人工智慧化,是一項新的研究內容。中國專家1989年就研製了「地質災害分類專家系統」。在此基礎上又研製了「地質災害預測防治智能決策系統」。應用這個決策系統可進行地質災害時空演化預測,危險性區劃,災害經濟評估以及減災防災對策的選擇等工作。在應用於京、津、唐地區岩溶塌陷、地面沉降、海水入侵地質災害時,證實了模擬的合理性和實用性。

在全國性地質災害趨勢預測方面中國作了重要的探索。1996年編制了1:600萬地質災害趨勢預測圖。該圖運用地理信息系統的風險評價方法對地質災害(主要是滑坡、泥石流、岩溶塌陷、地裂縫)進行現狀評價;在此基礎上,結合降雨條件,區域地震活動,區域地殼穩定程度,區域岩組條件和人類工程活動等因素,運用模糊綜合評判模型進行綜合評判,劃分出地震災害高、中、低風險區,這對國土整治和減災防災有重要意義。

對於地質災害的評估也是地質災害學的重要研究內容之一。「八五」期間中國研究建立了災情評估計算機系統。該系統根據地質災害勘查與管理需要,將災情評估分成3種類型:以獨立災害體為對象的點評估,以小面積行政自然區為對象的面評估和以大面積行政自然區為對象的區域性評估。根據災情構成,將地質災害評估內容和步驟分為4個方面:危險性評價,易損性評價,破壞損失評價,防治工程評價。應用該系統針對崩塌、滑坡、泥石流、岩溶塌陷、地面沉降、地裂縫、海水入侵、膨脹土脹縮等8種地質災害進行了研究,為決策部門確定災害防治對策和管理提供了依據和方法。國際上自1990年開始制定了「國際減輕自然災害10年」(IDNDR)計劃,其中對於災害定量化的研究是減災科學中重要的問題。

地質災害經濟評價方面的進展:在開展地質災害的勘查、監測和防治時,都涉及到經濟活動或經濟現象,需要作出合理的經濟評價。但國內外目前尚缺乏可供借鑒的系統理論、方法和經驗。目前在災害經濟評價中採用了價值評價法,還有效益評價法、機會成本法等,為制定和選擇防治災害最優決策方案提供可靠的經濟依據。「八五」期間中國學者提出了地質災害經濟評價系統。它包括災害風險評估(單項和綜合地質災害風險預測及評估,以及危險區預測和評估)和災害經濟評價(防災方案技術經濟評價,含防災效益評價以及災害損失經濟評價)兩部分,其中一系列技術方法的應用具有實用意義。

5)地質環境與地質災害的勘查、監測和防治

對在人類工程經濟活動影響下的地質環境和災害進行勘查,並對其變化動態進行長期有效的監測,是研究保護地質環境和防治地質災害的重要依據。不少國家開展對主要地質災害勘查、監測和防治方法技術的研究,取得重要進展。中國已在各省、市建立了地質環境監測站網,在勘查技術新方法方面有遙感、高解析度地震、高密度電法、土壤測氡等,並研製了218Po測氡儀和微機音頻大地電場儀等兩種新型勘查儀器。這種新的勘查技術方法和儀器對調查地面岩溶塌陷、地裂縫、活動斷裂、隱伏溶洞、潛在的地質災害有明顯效果。

實踐證明,遙感技術和GIS應用於地質環境和地質災害的監測、管理有廣闊前途。加拿大用最新發射的Radarsat最新數據研究環境地質問題。美國學者用雷達研究地殼形變、火山監測、新構造運動取得好的效果,中國學者用大量影像資料展示出煤層自燃火區地質災害的情況。在第30屆國際地質大會上,美、日學者報告了紅外遙感技術,德國介紹了用高空間解析度星載感測器在地質中應用的成果,荷蘭將遙感用於災害預防、防災准備及減輕災害3個方面的成果,這些都代表了當前國際上的研究水平。在地質災害監測新儀器方面中國最近研製了地聲監測器,滑坡誘發因素監測儀器,遙控邊坡穩定性監測儀器和滑坡自動報警儀器4種類型,為採用多參數、多因素監測災害發生提供了手段。地聲監測對崩塌、滑坡孕育初期十分有效;滑坡誘發因素主要監測滑坡體內土壤含水率,孔隙水壓力及土體溫度;遙控全自動邊坡穩定性系統可同時監測72個點上的滑坡地表位移或孔內位移;滑坡自動監測報警系統則監測滑坡位移參數,有16個通道,位移超過門限值時即發出聲、光報警信號,其中一些儀器達到國際先進水平。

地質災害治理新工藝新設備方面,研製成功MD-50型錨桿鑽機,具有多用性,有鑽進復雜岩層和處理事故的能力,可用來治理滑坡。此外還有擴底承壓式預應力錨索,這是加固崩塌、滑坡體的重要治理工具。

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