地质灾害工程前沿
① 山东半岛城市群地区主要地质灾害
在上面论述地区稳定性时,已涉及地震的灾害。地震也是地质灾害的一个重要灾种。在有关水资源的讨论中,也已经分析了山东半岛的旱涝灾害问题。这节着重讨论山东半岛存在的其他主要地质灾害。
地质灾害是自然界不可避免的现象,人类的不当开发,或未能对其很好地进行防治,都会激发、加速或加剧地质灾害的发生与发展,增大其危害性。自然界中的地质灾害,有缓变性地质灾害,如海水入侵、地面沉降、沉陷等,也有急变性地质灾害,如滑坡、泥石流、岩溶塌陷等,下面分别简略分析。
1.海水入侵灾害
在海岸带地区,经常会产生海水入侵使陆地地下水被海水浸染,增大含盐度,会失去作为饮用及工农业供水的价值。海水入侵也会破坏岩体的力学性质,增大产生滑坡等灾害现象的危险性。海水入侵还会增强对碳酸盐岩的岩溶作用,等等。
环渤海地区,海水入侵是广泛的现象(图18)。实际上,除少数为海水完全入侵地带外(图18中1区),多数是海水入侵与地下水相混合地区,形成咸水-微咸水的混合带,其影响宽度在1km至15km以上。
图18 环渤海地区海水入侵现状图(据孙晓明,2005)
莱州是重要的海水入侵地区,其地下水矿化度可由150g/L,经32km的渗流途径,与入侵地下海水不断汇合相混后,变成矿化度为2g/L的微咸水(图19)。大王—羊口地下水矿化度变化见图20。
图19 莱州湾南岸固堤—央子地下水矿化度变化剖面(据徐建国,2005)
图 20 大王—羊口地下水矿化度变化剖面( 据徐建国,2005)
莱州湾南岸海水入侵始于 20 世纪 70 年代末,当时是局部地区发生海水入侵,后来由于 80 年代初潍坊、昌道、库克等地加强了地下水资源开采,另外河流中、上游修建水库,使地表水补给量减少,而诱发了海水大量入侵,使咸 ( 海水) 与淡 ( 地下水) 界面向陆地迁移,形成大宽度的海水 - 淡水混合带,原先淡地下水的矿化度一般在 500mg/L 以下,少数达 1000mg/L。
莱州湾地下水超采与海水入侵关系见表 29。
表 29 莱州市地下水超采量与海水入侵
( 中国地质调查局海洋地质研究所)
莱州市1976年海水入侵面积为15.8km2;至1989年,海水入侵面积已占全市面积的11.12%,入侵速度由46m/a增至404.0m/a;至2001年,莱州市海水入侵已达260km2(李萍,2004);目前海水入侵面积为304km2。据1976~1989年的初步统计,莱州湾地区累计开采地下水38×108m3,地下水位平均下降15m左右,地下水漏斗面积达2000km2,低于海平面的负值区有1600km2。
龙口市海水入侵面积为78.4km2。烟台市从70年代起开采地下水,由于海水入侵,地下水氯离子含量由0.13g/L至1981年已变为1.7g/L,1989年,海水入侵线已达850m。
青岛地区海水入侵面积达95.6km2,也开始于20世纪70年代。1981~1988年,大沽河流域海水入侵峰面内移750m。1981年开始开采地下水资源,在李哥庄一带形成面积约100km2的地下水降低漏斗,中心最低水位-8.13m。1990年由于引贵济青工程输水,地下水开采减少,1994年丰水期漏斗平复。
青岛其他地区,如白沙河—城阳河下游、黄岛辛安等地,也有海水入侵,加上胶南市、胶州市和平度市,这几个地方海水入侵面积已达159km2。
渤海的海水总矿化度为34.4g/L,黄海为33.33g/L,在大连地区海水与岩溶含水层中总矿化度为0.62g/L的淡水混合后,形成的地下咸水总矿化度为8.14g/L,是由76.78%的岩溶淡水和23.22%的海水相混形成的(卢耀如,1999),则:
山东半岛城市群地区地质-生态环境与可持续发展研究
式中:Vf、Vb、Vs———形成体积为Vb的咸水时,相应地下水和咸海水的体积为Vf和Vs(L);CClf、CClb、CCls———分别为地下淡水、混合后咸水和海水中Cl-离子含量。
在山东半岛莱州湾地区,卤水矿化度达50~150g/L,这不是海水的自身总矿化度,实际上是经蒸发、浓缩的盐卤水,就是说海水入渗后,经过自然和人工蒸发浓缩,使地下水中矿化度达到50~220g/L,其中包括了古海水入侵后,经过地下蒸发不断聚集的卤水。从这个数值上看,莱州湾海水入侵是叠加了古海水入侵的影响。
莱州湾东南岸地区海水入侵面积于1979~1993年是急剧增加的,近几年面积扩大率稍有所下降(图21)。
图 21 莱州湾东南岸地区海水入侵面积变化( 据徐建国等,2005)
海水入侵,在世界滨海城市也多有发生,地下水中所含 Cl-离子含量可作为海水入侵强度的一个指标,前面已讨论了环渤海北岸大连地带海水入侵的强度,下面将国外一些地区海水入侵、造成 Cl-离子增多的情况列于表 30。
表 30 世界部分沿海国家 ( 地区) 海水 Cl-含量
莱州湾地区海水入侵是严重的,其中也包括高浓度盐卤水入渗形成的地下水。
2. 地面沉降灾害
在莱州湾地带的东营市,由于开采油气资源及地下水资源,于 1985 年发现了地面沉降。地震部门曾用大面积精密水准测量复测了地壳形变规律,结果表明,丘陵区、莱州湾南岸及鲁北平原埕宁隆起的东部,几十年来处于抬升状态,最大抬升区在胶北断块隆起区,上升速率为 4 ~8mm/a,东营—垦利地面沉降量最大达 80mm,利津县以北地带,沉降速率为 4 ~8mm/a,寿光西部地区,沉降速率也是 4 ~8mm/a。2000 ~2003 年,对该地进行了复测,发现地面沉降量为248 ~397mm。2002 ~2003 年,东营地面沉降观测点有43个,沉降量在 10 ~30mm 以上。
地面沉降,必定会诱发或加剧海水入侵,莱州湾其他地区存在的地下水大降落漏斗,也存在着加剧海水入侵的问题。
3. 矿区地面塌陷
地面沉降,相对是个缓慢形变的过程,而地面塌陷,主要是由矿山开采引起的,有缓变发展的过程,也有突然发生的现象。山东半岛地区采煤、金、铁等矿产资源引起了较多的地面塌陷现象,特别是大面积煤田采用冒落式方法开采,引起地面塌陷、沉降现象更加严重。山东半岛城市群矿区地面沉降概况见表 31。
表 31 山东半岛城市群矿区地面沉降概况
( 山东省国土资源厅)
目前已闭矿的矿山,有的进行了复垦。矿山开采过程中,尾矿、排土厂等对环境影响较大,尚需治理。总的看来,山东半岛城市群地区,煤矿、金矿及铁矿的矿山环境问题,相对影响的地域比环渤海北翼这一带要小些,但也是今后需予以关注的地质灾害现象。
对山东半岛地区开采地下水诱发地质灾害、影响地质环境的情况进行了综合评价,见图 22。
4. 滑坡、泥石流地质灾害
滑坡、崩塌与泥石流是常见的地质灾害,山东半岛地区也常发生。滑坡、泥石流等灾害多是突发性的,易造成突发性灾害,但是,多有相应的早期形变迹象,如后沿岩土体开裂,滑坡前沿的挤压、隆起,或有少量塌方、崩落等前兆现象。
图 22 山东半岛城市群地下水诱发灾害对环境质量影响评价( 山东国土资源厅供图)
1648年,郯城-莒县地震,诱发了体积为480×104m3的滑坡;近期有济南长清马山滑坡、崩塌群,长600m,宽500m,平均厚15m,体积近300×104m3,都是规模较大的滑坡。济南历城区西营镇十崖村,于2000年8月暴雨后山体坡面出现35处滑塌点,形成泥石流,毁农田4hm2,牲畜死亡50头,冲垮桥梁7座、树木3000多棵。1998年,淄博山区也发生了泥石流,20多公顷耕地被毁,270hm2农作物被毁,并毁坏光缆、供电线路。
山东半岛城市群发生滑坡等地质灾害的情况见表32。山东半岛地区崩塌、滑坡、泥石流灾害,规模比中国西部地区小得多,最主要的是减轻及避免这类灾害,需要及早监测发现,以便提供适时的依据,采取相应措施予以防治。最主要的一点是,工程建设中,特别注意不要随意开挖施工,避免天然状态下稳定的岩体坡角被破坏而诱发滑坡、泥石流等地质灾害。
表 32 山东半岛城市群崩塌、滑坡、泥石流灾害概况
( 山东省国土资源厅)
5. 岩溶塌陷灾害
在碳酸盐岩分布区,长期超量开采岩溶地下水,会使岩溶地下水位持续下降,并导致岩溶水与上覆第四系孔隙水水动力条件发生变化,并对岩土体稳定性产生影响,从而诱发岩溶塌陷的发生。目前,鲁中南地区岩溶塌陷主要发生在泰安、枣庄、莱芜等地,危害性非常突出。
(1)泰安市岩溶地面塌陷
主要发生于泰安旧县、铁路三角区及东郊訾灌庄一带。1970~1994年,在25km2范围内,共发生塌陷152处。塌陷直径一般1~6m,最大16m,深度在铁路三角区为4~8m,訾灌庄一带为2~5m。旧县地面塌陷造成9个村庄房屋开裂倒塌。20世纪90年代初期,京沪铁路行经本段列车车速限在5km/h。后来,经过勘测处理,如采用旋喷桩、灌浆、连锁铁轨及控制地下水开采等途径,使这一带岩溶塌陷的灾害得到控制。
(2)枣庄市岩溶地面塌陷
主要发生在十泉水源地、丁庄—东王庄水源地及薛城区大吕巷等地,1980~1996年累计产生塌陷200处,目前塌陷分布面积达25km2。塌陷多为点状椭圆形,直径3~10m,东王庄西桥附近一处最大塌陷坑,长80m,宽60m,深1.5m。
塌陷的发生使部分村民住房的地面、墙壁开裂,给人民生命财产安全带来一定威胁。同时,地下水位的大幅度下降,又导致顺河道排放的污水渗入地下,使岩溶水遭受污染。
(3)莱芜市岩溶塌陷
岩溶塌陷主要发生在阵公清—西泉河一带铁矿区,由于铁矿生产和当地工农业生产长期大量采排岩溶地下水而引起。1973~1997年间,共发生岩溶塌陷139处,塌坑最大直径35m,最大深度13m,累计塌陷面积6435.0m2。
在这个岩溶塌陷区范围内,共有13个村庄的民房受到不同程度的破坏。其中,199户的1001间房屋破坏严重,裂缝宽度超过4cm,被迫搬迁。
此外,在临沂市区、沂源县、平阴县、蒙县及蒙阴县等地,亦有一定规模的岩溶塌陷发生,造成很大的经济损失。
② 怎样防治地质灾害
浅谈滑坡成因及防治措施
一、概述
斜坡上的部分岩体和土体在自然或人为因素的影响下沿某个滑动面发生剪切破坏向下运动的现象称为滑坡。滑动面可以是受剪应力最大的贯通性剪切破坏面或带,也可以是岩体中已有的软弱结构面。规模大的滑坡一般是缓慢的、长期的往下滑动,有些滑坡滑动速度也很快,其过程分为蠕动变形和滑动破坏阶段,但也有一些滑坡表现为急剧的滑动,下滑速度从每秒几米到几十米不等。滑坡多发生在山地的山坡、丘陵地区的斜坡、岸边、路堤或基坑等地带。滑坡对工程建设的危害很大,轻则影响施工,重则破坏建筑;由于滑坡,常使交通中断,影响公路的正常运输;大规模的滑坡,可以堵塞河道,摧毁公路,破坏厂矿,掩埋村庄,对山区建设和交通设施危害很大。因此,研究滑坡的成因及行为特点,有助于我们采取有效的工程措施来避免滑坡的发生或者是减少滑坡发生后的损失。下面从滑坡的形态特征及分类、滑坡的成因及滑坡的防治措施几个方面分别作简单介绍。
二、滑坡的形态特征及分类
1.滑坡的形态特征
滑坡在平面上的边界和形态特征与滑坡的规模、类型及所处的发育阶段有关。一个发育完全的滑坡,一般包括:1,滑坡体,指滑坡发生后与母体脱离开的滑动部分;2,滑动带,滑动时形成的碾压破碎带;3,滑动面,滑坡体沿着下滑的表面;4,滑坡床,滑体以下固定不动的岩土体,它基本上未变形,保持了原有的岩体结构;5,滑坡壁,滑体后部和母体脱离开的分界面,暴露在外面的部分,平面上多呈圈椅状;6,滑坡台阶,由于各段滑体运动速度的差异而在滑体上部形成的滑坡错台;7,滑坡舌,又称滑坡前缘或滑坡头,在滑坡前部,形如舌状伸入沟谷或河流,甚至越过河对岸;8,滑坡周界,指滑坡体与其周围不动体在平面上的分界线,它决定了滑坡的范围;9,封闭洼地,滑体与滑坡壁之间拉开成沟槽,相邻滑体形成反坡地形,形成四周高中间低的封闭洼地;10,主滑线,又称滑坡轴,滑坡在滑动时运动速度最快的纵向线,它代表滑体的运动方向;11,滑坡裂隙,分为四类:1,分布在滑坡体上部的拉张裂隙;2,分布在滑体中部两侧的剪切裂隙;3,分布在滑坡体中下部的扇状裂隙;4,分布在滑坡体下部的鼓张裂隙。由此可见,一个滑坡完整的应该包括以上11个部分组成。当然,在实际的滑坡现象中,有时候我们很难分清楚各个部分明显的边界。
2.滑坡的分类
滑坡分类的目的在于对发生滑坡作用的地质环境和形态特征以及形成滑坡的各种因素进行概括,以便反映出各类滑坡的工程地质特征及其发生发展的规律,从而有效地预测和预防滑坡的发生,或在滑坡发生之后有效的进行治理。根据不同的原则和指标,各国学者和工程部门对滑坡提出了各种分类方案。我国铁道部门则按滑坡体的岩性、滑面与岩土体层面的关系、滑体厚度等进行了分类,在国内应用较为广泛。从研究山坡发展形成历史出发,则可以分为古滑坡、老滑坡、新滑坡、现代活滑坡等类型;日本渡正亮则按滑坡的发展阶段,将滑坡分为幼年期、青年期、壮年期和老年期;按滑坡的滑动力学特征,则可分为推动式、平移式和牵引式滑坡。对于一个滑坡,从不同的角度可以有不同的分类,但实践中,我们应该抓住问题的主要矛盾,根据突出因素对滑坡进行分类,分类的原则就是看对我们认识、防治和处理此滑坡是否有帮助。
三、滑坡的形成条件
要探讨滑坡的形成条件,就必须考虑影响边坡稳定性的因素,影响边坡稳定性的因素有内在因素和外在因素两个方面。内在因素有组成边坡岩土体的性质、地质构造、岩体结构、地应力等。它们常常起着主要的控制作用。外在因素有地表水和地下水的作用、地震、风化作用、人工开挖、爆破以及工程荷载等。其中地表水和地下水是影响边坡稳定最重要、最活跃的外在因素,其他大多起触发作用。查明和掌握这些影响因素对了解边坡失稳的发生发展规律,以及制定防治措施是非常必要的。
1.滑坡形成的内部条件
产生滑坡的内部条件与组成边坡的岩土的性质、结构、构造和产状等有关。不同的岩土,它们的抗剪强度、抗风化和抗水侵蚀的能力都不相同,如坚硬致密的硬质岩石,它们的抗剪强度较大,抗风化的能力也较高,在水的作用下岩性也基本没有变化,因此,由它们所组成的边坡往往不容易发生滑坡。反之,如页岩、片岩以及一般的土则恰好相反,因此,由它们所组成的边坡就比较容易发生滑坡。从岩土的结构、构造来说,主要的是岩(土)层层面、断层面、裂隙等的倾向对滑坡的发育有很大的关系。同时,这些部位又易于风化,抗剪强度也低。当它们的倾向与边坡坡面的倾向一致时,就容易发生顺层滑坡以及在堆积层内沿着基岩面滑动;否则反之。边坡的断面尺寸对边坡的稳定性也有很大的关系,边坡也陡,其稳定性就越差,越容易发生滑动。如果坡高和边坡的水平长度都相同,但一个是放坡到顶,而另一个却是在边坡中部设置一个平台,由于平台对边坡的反压作用,就增加了边坡的稳定性。此外,滑坡若要向前滑动,其前沿就必须要有一定的空间,否则滑坡就无法向前滑动。山区河流的冲刷、河谷的深切以及不合理的大量切坡都能形成高陡的临空面,而为滑坡的发育提供了良好的条件。总之,当边坡的岩性、构造和产状等有利于边坡的发育,并在一定的外部条件下引起边坡的岩性、构造和产状等发生变化时,就能发生滑坡。
2.滑坡形成的外部条件
滑坡发育的外部条件主要有水的作用,不合理的开挖和坡面上的加载、振动、采矿等,以前两者为主。调查表明:90%以上的滑坡与水的作用有关。水的来源不外乎大气降水、地表水、地下水、农田灌溉的渗水、高位水池和排水管道等的漏水等。不管来源怎样,一旦水进入斜坡岩土体内,它将增加岩土的重度并产生软化作用,降低岩土的抗剪强度,产生静水压力和动水力,冲刷或侵蚀坡脚,对不透水层上的上覆岩土层起润滑作用,当地下水在不透水层顶面上汇集成层时,它还对上覆地层产生浮力作用等等。总之,水的作用将会改变组成边坡的岩土的性质、状态、结构和构造等。因此,不少滑坡在旱季原来接近于稳定,而一到雨季就急剧活动,形成“大鱼大滑,小雨小滑,不雨不滑”。这也说明了雨水和滑坡的关系。山区建设中还常由于不合理的开挖坡脚或不适当的在边坡上填放弃土、建造房屋或堆置材料,以致破坏斜坡的平衡条件而发生滑动。此外,振动对滑坡的发生和发展也有一定的影响,如大地震时往往伴有大滑坡发生,爆破有时也会引发滑坡。
四、滑坡防治措施
通过以上对滑坡的形态特征及滑坡形成条件的介绍,我们不难得出治理滑坡的相关工程措施。然而,一个滑坡的发生往往是多个因素综合作用的结果,因为,我们只有做详细的调查和分析计算后,才能制定出切合实际的防治措施。总的来说,治理滑坡应该坚持以防为主、综合治理、及时处理的原则。结合边坡失稳的因素和滑坡形成的内外部条件,治理滑坡可以从以下两个大的方面着手:
1.消除和减轻地表水和地下水的危害
滑坡的发生常和水的作用有密切的关系,水的作用,往往是引起滑坡的主要因素,因此,消除和减轻水对边坡的危害尤其重要,其目的是:降低孔隙水压力和动水压力,防止岩土体的软化及溶蚀分解,消除或减小水的冲刷和浪击作用。具体做法有:防止外围地表水进入滑坡区,可在滑坡边界修截水沟;在滑坡区内,可在坡面修筑排水沟。在覆盖层上可用浆砌片石或人造植被铺盖,防止地表水下渗。对于岩质边坡还可用喷混凝土护面或挂钢筋网喷混凝土。排除地下水的措施很多,应根据边坡的地质结构特征和水文地质条件加以选择。常用的方法有:1,水平钻孔疏干;2,垂直孔排水;3,竖井抽水;4,隧洞疏干;5,支撑盲沟。
2.改善边坡岩土体的力学强度
通过一定的工程技术措施,改善边坡岩土体的力学强度,提高其抗滑力,减小滑动力。常用的措施有:1,削坡减载;用降低坡高或放缓坡角来改善边坡的稳定性。削坡设计应尽量削减不稳定岩土体的高度,而阻滑部分岩土体不应削减。此法并不总是最经济、最有效的措施,要在施工前作经济技术比较。2,边坡人工加固;常用的方法有:1,修筑挡土墙、护墙等支挡不稳定岩体;2,钢筋混凝土抗滑桩或钢筋桩作为阻滑支撑工程;3,预应力锚杆或锚索,适用于加固有裂隙或软弱结构面的岩质边坡;4,固结灌浆或电化学加固法加强边坡岩体或土体的强度;5,SNS边坡柔性防护技术等。
五、结语
本文对滑坡的形态特征、影响边坡稳定性因素及滑坡形成条件、滑坡的防治措施做了简单的介绍。天然的或人工开挖形成的边坡到处可见,由于各种原因导致边坡失稳,引起各种规模的滑坡时有发生,给人们的生产生活带了巨大的灾难。因此,作为土木工程技术人员,我们有责任和义务去研究和治理滑坡,从而减少滑坡的发生和降低因滑坡造成的损失。相信通过我们研究的不断深入,滑坡现象将在一定程度上得到控制。
③ 中地地矿建设有限公司怎么样
简介:中地地矿建设有限公司于2003年7月成立,公司总部设在北京,是经国家工商行政管理主管部门批准成立的有限公司,公司注册资金3000万元。中地地矿建设有限公司是中国地质工程集团公司(CGC)为扩大集团公司在国内工程市场的份额,基于创立“中国地质”这一品牌的设想成立的地基与基础专业性公司。中地地矿建设有限公司传承了中国地质工程集团公司在矿产资源勘察;水文地质、工程地质、环境地质勘查、地质灾害防治等方面的专业领先优势,在该研究领域公司和各大专业院校、研究机构进行全面的合作,国际先进水平的研究成果和先进施工方法始终使我公司站在该领域的前沿。公司拥有先进的成套施工设备和完善的施工工艺,并拥有一批高素质的施工技术人员和施工队伍,公司聚集了一批具有敬业及创新精神的中青年业务骨干,现有管理人员100余人,均为专科以上学历,其中包括:博士生2人,硕士生16人,本科生60人等,具有高级职称25人,中级职称46人。公司本着“以人为本”的用人理念、具有竞争力的薪资及和谐的企业文化真诚欢迎你的加盟!
法定代表人:王愉吾
成立时间:2003-07-15
注册资本:2009.253077万人民币
工商注册号:110000011225610
企业类型:其他有限责任公司
公司地址:北京市通州区芳草园1205号-15号
④ 工程地质学的发展展望
21世纪可以预计的大型工程建设,如跨流域的调水工程、大型水电工程、深部露天采矿工程、地下工程、海洋工程等,其可能发生的复杂的工程地质问题,从理论到设计、施工实践,从预测到防治,需要我们作为重要研究方向,在原有认识和经验的基础上,进一步去创新发展,与其它多学科联合攻关。
(1)岩、土体工程地质力学的理论方法体系还应进一步发展
工程地质力学具有我国的特色,并在工程实践中获得了广泛的应用。研究岩、土体稳定性中的关键问题,如节理面的各种工程地质特性,区域构造应力场和工程区实测点地应力场的研究,岩体稳定性的时间尺度,根据岩体变形破坏的实例建立“地质模型”等(孙玉科)。此外还应进行工程地质技术的开发研究,包括地质探测技术,岩组物理力学测试技术,岩体变形观测技术和变形破坏模拟实验技术等。
(2)环境工程地质将获得迅速的发展
目前大型工程建设涉及的环境工程地质问题很多。如大型露天开采,地下开挖,深埋长隧道工程,大型水利枢纽,地下硐室,城市垃圾的处置和卫生填埋工程等的建设,就遇到前所未有的更复杂情况。如深埋长隧道工程的开挖,需要查明其所遇到的地质灾害问题的形成条件和发生机理,作出科学的评价预测。大型水域水岩相互作用导致水库诱发地震、库岸崩滑、大坝溃决、水库淤积、大面积环境恶化等问题。水库诱发地震产生的可能性及发震强度的预测难度较大。现中国学者建立了两种震级预测的神经网络模型,具有较高的预测能力。新的动向是引入突变理论,分析水库诱震机制,建立诱震的充要条件判据和地震能量的表达式,提出断层带弱化和岩体软化效应诱震的新假说。
当前环境工程地质的研究又进一步延伸向环境地质工程,即主要研究解决和处理地质环境问题的假说和方法。90年代国际环境地质工程的热点领域是各国城市化和资源开发中固体、液体、气体废弃物的排放、填埋处理以及与城市工程建设有关的环境工程问题研究。总体来说,环境工程地质还有些基本问题,如工程环境影响场问题,工程建筑的适应度与环境灵敏度之间关系问题,环境容量问题,监测技术、环境综合分析及反信息技术等问题的研究还有待深入。
(3)区域地壳稳定性的研究
目前应进一步加深对影响和制约稳定性因素的认识。如何分析、确定和量化这些因素,直接关系到区域地壳稳定性评价由定性到定量方向发展的问题。近来有用分数维理论描述断裂和地震的分形结构,耗散、浑沌和协同学等用以描述地壳结构及其动态之自组织过程及探讨其内部的相关性。但这些探索尚处于初始阶段。此外在技术方法方面,应大力开展深部探测、监测、遥感、计算机、制图技术和深部地应力测试技术等应用研究,提高区域地壳稳定性诸因素的时空变化的量测精度。
工程地质学发展至今日,需要与现代系统科学理论思维相结合,尤其是非线性科学对于工程地质学的提高和发展具有重要意义。黄润秋根据系统科学原理结合工程地质的应用与实践,提出了工程地质问题的系统分析原理。应用这些原理可以建立地质过程的机制分析-定量评价,建立过程地质模型和模拟再现,建立过程地质分级、分类系统,认识过程地质体(或环境)和人类活动相互作用,认识灾害地质作用发展过程,描述地质体复杂的结构和工程地质问题过程,研究过程预报等。在工程地质学拓展到地质工程的新领域时,做好施工监测与信息反馈,这就是以监控-反馈原理为核心指导思想的“信息化施工”。总之,系统科学的引入,必将把传统的工程地质学推向新的阶段和新的水平。
主要参考文献
王思敬.1992.工程地质学的前沿及其拓展.见:王思敬,易善锋主编.90年代的地质科学.北京:海洋出版社,234~239.
王思敬.1997.论人类工程活动与地质环境的相互作用及其环境效应.地质灾害与环境保护,第8卷第1期,19~26.
王思敬,戴福初.1997.环境工程地质评价、预测与对策分析.地质灾害与环境保护,第8卷第1期,27~34.
毛同夏,石宏仁,张丽君.1996.区域地质环境的定量评价和预测.地学前缘,第3卷第2期,141~146.
文宝萍.1996.滑坡预测预报研究现状与发展趋势.地学前缘,第3卷第1期,86~92.
中国21世纪议程——中国21世纪人口环境与发展白皮书.1994.北京:中国环境科学出版社.
中国科学院地学部.1998.中国水问题的出路.地球科学进展,第13卷第2期,113~117.
中华人民共和国全国人民代表大会环境与资源保护委员会编.1995.中国环境.
冯彦勋,陈德基.1997.三峡工程前期地质研究与施工期地质验证.水文地质工程地质,第2期,4~6.
古迅.1995.核电工程地质(一).工程地质学报,2.
孙广忠执笔.1992.十年来我国工程地质科学成就与展望.见:中国地质学会编.八十年代中国地质科学.北京:北京科学技术出版社,100~104.
孙玉科.1995.21世纪中国大型工程与工程地质问题.工程地质学报,第3卷第4期,1~11.
孙成权,施永辉.1997.中国全球变化研究能力评价.地球科学进展,第12卷第6期,564~573.
刘东生,郭正堂,韩家懋等.1997.当前国际古全球变化研究的主要科学问题和任务——极地-赤道-极地大断面.地学前缘,第4卷第1期,63~69.
刘传正.1997.区域地壳稳定性评价和核电站选址核废料处置的工程电站及环境地质问题.水文地质工程地质,第2期,32~34.
刘怡芬,胡瑞林,石建省等.1996.地质灾害预测防治智能决策系统设计与应用.北京:中国环境科学出版社.
刘树臣.1993.第四纪全球变化地质学.见:肖庆辉,李晓波,刘树臣等著.当代地质科学前沿——我国今后值得重视的前沿研究领域.武汉:中国地质大学出版社,39~48.
朱兴贤,朱锦旗.1997.苏锡常地区地面沉降灾害与经济损失分析.水文地质工程地质,第3期,24.
许兵,牟会宠.1992.90年代矿山边坡的主攻方向——高陡边坡稳定性.见:王思敬,易善锋主编.90年代的地质科学.北京:海洋出版社.243~247.
汪民,吴永峰.1996.地下水微量有机污染.地学前缘,第3卷第2期,169~175.
李秀彬.1996.全球环境变化研究中的核心领域——土地利用/土地覆被变化的国际研究动向.地理学报,第51卷第6期,553~557.
吴树仁,王瑞江.1996.地质灾害与地壳稳定性有机的某些发展趋势.地质力学学报,第2卷第3期,72~74.
吴锡浩.1993.过去全球变化研究.见:肖庆辉,李晓波,刘树臣等著.当代地质科学前沿——我国今后值得重视的前沿研究领域.武汉:中国地质大学出版社,470~473.
张之一.1990.工程地质问题的研究现状和动向.见:中国地质学会主编.当今世界地球科学动向——中国科学家谈第28届国际地质大会,124~128.
张宗祜.1991.地质环境与环境地质.北京:地震出版社,1~4.
张宗祜,袁道先.1995.我国跨世纪的重大地学问题——环境地学发展前景.地质科技管理,第5期,60~69.
张梁,郝秀英.1995.地质灾害经济学导论.地质灾害与环境保护,第6卷第2期,1~11.
陈泮勤,孙成权主编.1992.国际全球变化研究核心计划(一)、(二).北京:气象出版社.
陈汉宗,周蒂.1997.天然气水合物与全球变化研究.地球科学进展.第12卷第1期,37~40.
陈梦熊.1994.参加“地下水资源未来危机”国际学术会议的报导.水文地质工程地质,第6期,52~53.
陈梦熊,段永侯,哈承佑等.1998.“八五”水文地质工程地质环境地质研究的主要成就与进展.地质科技管理,第2期,55~58;第3期,63~64;第4期,55~56;第5期,45~49;第6期,50~54.
陈梦熊.1995.环境水文地质学的最新发展与今后趋向.地质科技管理,第3期,28~35.
陈葆仁,吴吉春,刘淑云.1994.地下水管理模型在我国实践中存在问题的讨论.水文地质工程地质,第6期,36~39.
陈毓川,张之一,项礼文等编.1997.90年代地球科学的动向——第30届国际地质大会学术报导.北京:地质出版社.
杨志法,王思敬.1996.工程地质学一个新的研究方向.地质灾害与环境保护.第7卷第6期,1~6.
杨学洋,陈震,刘淑琴等.1997.地球内核快速旋转的发现与全球变化的轨道效应.地学前缘,第4卷第2期,187~191.
贺学海.1997.水资源管理模型的研究过程和发展趋势.水文地质工程地质,第5期,24~26.
胡海涛,刘传正.1993.区域地壳稳定性研究的后顾与前瞻.工程地质学报,创刊号,7~13.
胡瑞林,李向全,官国琳等.1999.土体微结构力学——概念·观点·核心.地球学报,第20卷第2期,150~156.
阎世骏,刘长礼.1996.城市地面沉降研究现状与展望.地学前缘,第3卷第1期,93~98.
施德鸿.1990.从应用地学与基础研究看水文地质学的发展现状与趋势.见:中国地质学会主编.当今世界地球科学动向——中国科学家谈第28届国际地质大会.116~124.
钱祥麟.1997.固体地球科学与全球变化研究.地学前缘,第40卷第1-2期,71~75.
费瑾.1996.地下淡水资源管理研究的发展方向.地学前缘,第3卷第2期,156~160.
徐卫亚,孙广忠.1992.地质灾害学.见:90年代的地质科学.北京:海洋出版社,253~257.
殷跃平,胡海涛,康宏达.1993.区域地壳稳定性评价专家系统(CKUSTAB)及其在黄河黑山峡大柳树坝址中的应用.见:地矿部环境地质研究所主编.工程地质水文地质.环境地质论文集.北京:地震出版社,100~112.
殷跃平,张颖,康宏达等.1996.全国地质灾害趋势预测及预测图编制.第四纪研究,第2期,123~129.
柴育成,田兴有,马福臣.1997.中国的“过去全球变化”(PAGES)研究跃居世界前列.科学通报,第42卷第15期,1679~1680.
郭亚曦.1997.国际全球变化计划与世界数据中心的联合行动——1997年联合数据会议及其启示.地球科学进展,第12卷第6期,574~580.
郭进义,洪业扬.1998.过去全球变化研究中环境地球化学进展.地质科学,第33卷第3期,374~379.
黄润秋.1997.现代系统科学理论与工程地质系统观.水文地质工程地质,第1期,1~6.
熊尚发,丁仲礼,刘东生.1998.第四纪气候变化机制研究的进展与问题.地球科学进展,第13卷第3期,265~270.
籍传茂,王兆馨.1996.区域地下水资源研究的进展和前沿问题.地学前缘,第3卷第2期,147~155.
Broecker W S,Denton G H.1989.The role of ocean-atmosphere recoganizations in glacial cycles.Geochimica et Cosmochimica Acta,2465~2501.
Chen Mengfang,Soulsby C.1998.英国地下水保护战略.见:第30届国际地质大会论文集(第22卷),水文地质.北京:地质出版社,205~209.
Chin-Fu Tsang,Yvonne W.Tsang.1996.Research Directions in Hydrogeology.地学前缘,第3卷第1期,43~48.
Chin-Fu Tsang.1998.低渗透性岩层水文地质问题的讨论.见:第30届国际地质大会论文集(第22卷),水文地质.北京:地质出版社,85~89.
Dansgaard W S,Johnsen S J,Clausen H B,et al..1993.Evidence for general instability of past climate from a 250-kyr ice-core record.Nature,364:218~220.
1996 Geoscience Highlights(Hydrogeology).Geotimes,1997,Feb.,37.
1997 Geoscience Highlights(Hydrogeology).Geotimes,1998,Feb.,38~39.
International Conference on Water and the Environment:Development Issues for the 21st Century.Dublin Statement on Water and Sustainable Development,Dublin,1992.
Song X D,Richards P G.Seismological evidence for differential rotation of the earth’s inner core.Nature,1996,382:221~224.
Vrba J.1998.地下水保护的战略、政策及管理.见:第30届国际地质大会论文集(第22卷),水文地质.北京:地质出版社,199~204.
⑤ 地质灾害的应急处置
突发性地质灾害的诱因绝大部分是强降雨。每年汛期地质灾害造成的人员伤亡和经济损失占全国的80%以上。
地质灾害的应急处置包括编制应急预案和进行应急治理等。
在汛期,特别是5~9月的主汛期,通过加强巡回检查,及早发现地质灾害前兆,根据出现的前兆划定地质灾害的危险区,并在危险区边界设置警示标志,采取工程治理或搬迁避让措施,通过预防和治理,达到避免和减少人员伤亡和财产损失的目的。
对那些危害性大,危险性大的重要灾害隐患点,应在汛前施工必要的简易阻排水工程和削坡减灾,压脚工程等。并预选好应急避让的安全地点和撤离路线,保护供水供电设施安全等。地质灾害应急处置工作,往往具有时间紧、任务重、责任大、投资少、在短期内减灾效果明显等特点。
3.4.1 地质灾害应急处置工作现状
地质灾害应急处置已成为各级政府关注的头等大事。它是保障地方政治、经济发展的战略基础。通过汛期地质灾害应急处置,保护人民群众的生命财产安全,是政府实施“以人为本”思想的战略举措。已开展的地质灾害应急减灾工作主要有以下几方面:
(1)编制与落实地质灾害防灾预案
为预防和减轻汛期地质灾害,根据《中华人民共和国防洪法》和《各省汛期地质灾害防灾预案》,各省(区、市)地质环境监测总站每年编制主要针对崩塌、滑坡、泥石流、塌陷等对人类活动构成危害的突发性地质灾害的汛期地质灾害应急防灾预案。目前,全国各省(区、市)已陆续编制了全省地质灾害防灾预案。
部分省区对地质灾害严重的地区开展了突发性地质灾害群防群测工作。2002年汛期四川省暴雨频繁,年初由四川省国土资源厅编制的2002年地质灾害防灾预案列出的161处主要地质灾害隐患点均受到暴雨影响。为使灾害损失降到最低限度,加强了地质灾害群测群防工作的指导性和针对性。省厅还先后20多次派出专家工作组,分赴全省地质灾害多发区开展汛前地质灾害巡回检查。
浙江省认真落实险情巡查制度和防灾预案,对地质灾害隐患点逐一排查,仅温州市就排查了1104个地质灾害隐患点,各灾害点都落实了防灾预案。
陕西省地质环境监测总站成立了“兰花花”地质灾害防治科普服务队,深入地质灾害易发区,大力宣传地质灾害防治知识,增强了群众的防灾减灾意识。
(2)建立汛期地质灾害应急指挥系统
为提高各级国土资源主管部门在汛期地质灾害防治方面的应急反应能力,更好地落实地质灾害防灾预案、险情巡查、汛期值班、灾情速报等汛期防灾制度,尽最大努力将地质灾害造成的损失降低到最低程度,国土资源部决定建立全国汛期地质灾害防治应急指挥系统。国土资源部一名副部长担任全国汛期地质灾害防治应急指挥部指挥长,国土资源部办公厅、地质环境司、规划司、财务司、中国地质调查局、中国地质环境监测院等单位负责人为指挥部成员。
防御台风期间,国土资源部门人员24小时值班,落实责任制,把任务分解到人。各县(市、区)国土资源局都成立了应急小分队,整装待命,随时准备应对突发灾害事件,配合当地政府做好受灾群众的安置工作。国土资源部门还准备了充足的抗灾物资,遇到紧急情况,应急小分队立刻以最快的速度投入到抗灾抢险中。据悉,由于防灾措施及时、充分,16号台风登陆期间,福建省发生滑坡、崩塌等地质灾害635处,浙江省也发生108起地质灾害,但均无人员伤亡。
2002年6月24日,位于河南省信阳市新县城区向阳新村的一处滑坡体因大雨诱发产生数条裂缝,滑坡前沿地表水平错位35cm,垂直位移20cm,部分居民房屋墙壁出现裂缝、凸起,整个滑坡体出现临滑征兆。该滑坡体由长约100m,宽30多m的花岗岩风化破碎体组成,地处居民稠密区,直接威胁百余户居民房屋、近千人的生命财产安全,滑坡一旦发生,后果不堪设想。群众报险后,河南省国土资源厅、河南省地质环境监测总站、市、县国土资源主管部门以及县政府先后赶赴现场调查灾情,及时研究采取了应急防灾措施,人员无一伤亡,并避免了巨大财产损失。
(3)应急勘查及应急治理工程
在“以人为本”思想指导下,为了减少人员伤亡,减少经济损失,少花钱、多办事,我国政府实施了一些民心工程,应急勘查与治理了一些危害性大的地质灾害。1998年以来,国家实行政府投资和地方自筹资金相结合,完成应急勘查项目7项、应急治理项目32项(表3.14),安定了人心,促进了社会稳定,取得了显著的社会效益、经济效益和环境效益。
表3.14 我国地质灾害应急治理工程一览表
3.4.2 应急治理的方法及特点
地质灾害应急治理以滑坡、泥石流灾害为主。应急治理之前,须进行必要的应急勘查。
3.4.2.1 应急勘查
(1)应急勘查的特点和方法
地质灾害应急勘查不同于一般勘查,必须以救灾为中心,围绕亟须解决的问题来确定勘查的目的和任务,做到工作目标明确、具体。地质灾害应急勘查技术必须要有针对性,突出快速、简单和准确的特点,尽量节约时间和费用。应急勘查的主要手段包括遥感解译、地质测绘、物探、山地工程等。
地质灾害应急勘查,要初步查明灾害的规模、性质、特点、类型及其危害程度,分析地质灾害体的稳定性和发展趋势,分析影响灾害点稳定性的一般因素、关键因素、触发因素,进而提出应急治理方案。
(2)举例
内蒙古自治区扎兰屯市东山泥石流应急勘查,工作费用15万元,勘查工作量如表3.15所示。通过勘查,初步查明了东山沟流域1.31km2的地形地貌等地质环境条件,重点对流域基本特征、泥石流形成条件和特征进行了详细研究,对固体物质来源进行实地调查,对固体物质量进行了估算。东山沟流域共有四条沟谷具备发生泥石流的条件,估算松散固体物质414.46万m3,其中可移动松散固体物质135.7万m3,泥石流重度为17.6kN/m3。沟口100年一遇的泥石流流量为69m3/s,50年一遇的为53m3/s,20年一遇的为41m3/s。经收集研究有关资料和实地勘查,对设计参数(重度、流速、流量)进行了计算。在此基础上,提出了采取以稳定谷坡和排导为主,主支沟治理相结合,工程治理与生物水保措施相结合,行政和法规管理相配合的综合治理方针。
表3.15 内蒙古自治区扎兰屯市东山泥石流勘查工作量一览表
由表3.16可知,广西永福县凤山滑坡应急治理等6项应急治理工程总投入628万元,平均105万元/项;总保护财产2.26亿元,投保比为1∶36;总保护人数10695人,平均保护人数1782人。
又如:湖南省绥宁县地质灾害应急处理项目投入资金83.33万元,其中中央财政补助资金70万元,省财政补助资金15万元。初步解除了绥宁县鹅公乡刘家村杨家滑坡及泥石流等10处地质灾害的危险,保护了238户953人145栋房屋的生命财产安全,帮助当地群众克服了“6.19”特大山洪灾害影响,改善和部分恢复了当地群众的生产、生活条件,使他们能够安居乐业,发展经济。这些防治工程在2002年汛期很好地抵御了地质灾害的侵袭,虽然5~6月份当地集中降雨数次,但泥石流沟中的碎屑物质被牢牢稳住,居民房屋安然无恙。
江西省共对265处地质灾害危险点进行了应急治理,投入资金2250.1万元。
⑥ 我国地质勘查现状与成就
一、地质找矿成效显著
新中国成立初期,经济建设需要优先发展重工业,地质工作的首要任务是找矿,为矿业迅速崛起服务。广大地质工作者为国家经济建设做出了巨大的历史性贡献。大庆油田的发现,使我国甩掉了贫油的帽子。白云鄂博稀土—铁矿、攀枝花钒钛磁铁矿、德兴铜矿等一批大型—超大型矿床的勘查,为我国原材料工业体系的建设奠定了基础。地质矿产工作在经济建设和社会发展中发挥了先行和重要的基础支撑作用,为建立我国独立的比较完整的工业体系提供了资源保障。近年来,尤其是地勘队伍管理体制改革以来,实行公益性与商业性地质工作分体运行,探索构建地质找矿新机制。国务院批准实施新一轮国土资源大调查,取得重大进展。在西南“三江”、雅鲁藏布江等重点成矿区带形成了一批大型、超大型矿产资源后备勘查基地。海域和陆地新区油气及新能源调查取得新发现,对全国矿产勘查发挥了重要的引导作用。截至2009年底,我国现已发现171种矿产资源,查明资源储量的有159种,已探明的矿产资源总量约占世界的12%,居世界第三位。
国土资源大调查以来,发现和评价了一批大型、超大型后备勘查基地,对全国矿产勘查发挥了重要的引导作用。通过国土资源大调查的实施,新发现矿产地800余处,其中大型以上60处。新增一批重要矿产资源量(333+3341):铁矿石20亿吨、铜4054万吨、铅锌9518万吨、锡300万吨、钨69万吨、金1278吨、钾盐7124万吨。
大调查充分发挥在地质找矿中的先导作用,一批重大发现引导社会资金及时跟进。在华北陆块成矿区形成了100亿吨的铁矿资源远景区,在冈底斯成矿带形成了2000万吨以上的铜矿资源远景区。勘查了西藏驱龙铜矿、云南普朗铜矿、辽宁大台沟铁矿、安徽泥河铁矿、四川砂西银铅锌矿、新疆罗布泊钾盐、辽宁青城子金矿、青海大场金矿等一批具有示范意义的大型超大型矿床,评价了新疆白干湖钨锡矿、西藏金达铅锌银矿、湖南骑田岭锡矿、豫西南铅锌银矿、闽中铅锌矿等一批重要资源富集区。
目前,新疆罗布泊钾盐已开发形成生产基地,滇西北铜矿和西藏驱龙铜矿也在规划开发中。新疆伊犁、吐鲁番、内蒙古二连等盆地可地浸砂岩型铀矿有望形成新的能源资源基地。
通过以大调查为先导的矿产勘查工作,深化了对16个重点成矿区带地质背景、成矿规律认识,确定了新疆祁漫塔格、西天山、西南天山乌拉根、内蒙古二连—东乌旗等10处资源远景良好的重点找矿工作区,和西藏班公湖—怒江(铜铅锌多金属)、扬子周缘(扬子型铅锌矿)、华北陆块(鞍山式铁矿)三个新的重点成矿区带,提出了东北松辽盆地外围、西北银额盆地、西南中上扬子盆地和青藏高原羌塘盆地等四大油气资源新区。
二、基础地质工作程度明显提高
基础地质调查与研究程度明显提高,为经济社会发展提供了重要的基础数据,实现了中比例尺陆域区域地质调查全覆盖,获取了海量的区域地球物理和地球化学数据。地质科技创新能力显著增强,为提升对地球的认知和探测能力提供了有力保障。
为资源勘查、重大工程建设提供了重要基础资料。1:25万区域地质调查(含实测和修测)完成470万平方千米,为陆域面积的49%,中比例尺区域地质调查实现陆域全覆盖。1:5万区域地质调查完成24.2万平方千米,累计完成204万平方千米,为陆域面积的21%。
1:100万区域航磁调查和区域重力调查基本实现我国陆域覆盖。1:20万区域重力调查完成106万平方千米,累计完成400万平方千米,为可测面积的45%。1:20万航磁调查完成80万平方千米,累计完成540万平方千米,为可测面积的58%。1:50万区域化探完成33万平方千米,累计完成135万平方千米,为可测面积的16%。1:20万区域化探完成99万平方千米,累计完成559万平方千米,为可测面积的74%。1:25万多目标区域化探完成160万平方千米,为可测面积的36%。
三、海洋地质调查取得重大突破
成功实施我国天然气水合物钻探井,获取天然气水合物实物样品,初步预测我国南海北部陆坡天然气水合物远景资源量为185亿吨油当量。开展海洋油气新区调查,在南海北部发现厚度超万米的新生代沉积地层,东海陆架盆地南部存在侏罗系一白垩系含油气系统,具有良好油气勘探前景。1:100万永暑礁幅、南通幅海洋区域地质调查示范图幅的完成,为全面开展我国管辖海域区域地质调查奠定基础。
四、地下水资源勘查评价取得重要进展
完成新一轮全国地下水资源评价和北方主要盆地平原区地下水及其环境问题调查评价,查明全国地下淡水天然补给资源约为每年8840亿立方米,地下淡水可开采资源为每年3530亿立方米。西部严重缺水和地方病地区地下水勘察,解决了1150多万人饮水难题。鄂尔多斯盆地地下水资源勘查,为国家能源化工基地评价了43处大型、特大型远景水源地。初步查明西南岩溶石漠化现状,建立了80多处地下水开发和石漠化综合治理示范工程。开展长江、黄河、淮河等大江大河流域环境地质调查,为区域经济规划、环境保护和建设提供了基础资料。
五、重点地区地质灾害监测预警体系初步建立
地质灾害调查、监测与预警工作成效显著,为预防和减轻地质灾害提供了重要基础。相继开展了国家级和省级地质灾害预报预警工作,初步建立了重点地区地质灾害专业监测和群测群防的监测预警体系。
完成了1640个山区丘陵县(市)地质灾害调查,初步摸清了10多万处地质灾害隐患的分布,圈定了防治地质灾害的重点区域。在西南山区、西北黄土高原和湘鄂桂等地质灾害高发区,开展62个县16平方千米的1:5万地质灾害调查。建立了群专结合的地质灾害监测预警示范区,推进群测群防预警体系的建立和全国汛期地质灾害气象预报的开展,2003~2008年共成功预报地质灾害3500起。在长江三角洲地区、华北平原、汾渭地区开展了地面沉降和地裂缝调查,初步建立了专业监测网络。完成全国重要矿山环境调查评估11万个,初步摸清了矿山环境现状,为矿山环境治理和土地复垦提供了依据。
六、地质工作服务领域进一步拓展
多目标地球化学调查首次系统地获得了31个省(区、市)160万平方千米土地54种元素指标的高精度数据。全面调查了我国土地质量状况,取得了农田、河流、城市、湖泊湿地、浅海等生态系统的区域生态地球化学评价成果。开展全国土地质量地球化学质量评估,对土地进行地球化学等级划分,在科学合理施肥、名优特农产品开发、地方病防治、环境保护、矿产资源潜力评价、第四纪基础地质研究等方面获得广泛应用。
城市地质调查系统查明了上海、北京、天津、南京、杭州等重大城市的地下三维地质结构,获得了地球物理、地球化学、地面沉降、地下水开采等数据,对地下空间开发地质环境适宜性进行了评价,建立了城市三维可视化的地学信息管理和服务系统,为城市规划、地下空间利用、工程建设、灾害防治等提供了重要支撑。
七、原创性地质科技成果丰硕
地质调查的科技水平不断提高。共有2个项目获国家科学技术进步一等奖,6个项目获国家科学技术进步二等奖,28个项目获国土资源科学技术一等奖。青藏高原深部地壳结构与构造演化、高原隆升与古气候变迁等科学问题的研究取得重要进展。中国大陆岩石圈三维结构研究,首次全面系统地划分了中国岩石圈构造单元,揭示了岩石圈三维结构及演化规律。长兴、宜昌等8个“金钉子”剖面获得世界地层委员会和国际地科联的批准。以热河、关岭生物群为代表的古生物研究进入世界前沿,在Nature和Science发表论文6篇。编制出版了数十种全球、洲际、全国及区域性地质、地球物理、地球化学、矿产、水文地质等系列图件。区域成矿理论研究、找矿模型研究和成矿体系、深部地质与结构探测、盐湖地质与盐湖资源、岩溶与环境地质等领域的研究取得显著进展。
自主研发了多台套地质调查急需的勘查仪器装备,成功构建了深部找矿勘查综合技术体系。集成了一套实用的航空重力勘查系统,自主研制具世界先进水平的航空氦光泵磁力仪,引进集成了实用化高精度机载POS系统,研制了手提式高灵敏度井中X射线荧光仪,便携式近红外光谱仪、轻便普查型幅相仪系统和井中高精度质子磁力仪样机,全液压动力头岩心钻机,实现了空中—地面—地下立体勘查技术体系。特殊景观区化探系列方法技术在地质调查中发挥了重要作用,浅覆盖区机动浅钻—化探方法技术体系成功实现了1:5万填图和异常查证工作。突破了航天高光谱—航空高光谱—地面便携式近红外光谱仪—高光谱填图技术等立体光谱探测重点环节的关键技术。遥感异常提取技术体系和干涉雷达地面沉降监测技术体系,成功在全国矿产潜力评价和地面沉降监测中得到应用。地球化学块体理论、76种元素地球化学填图技术和深穿透地球化学勘查技术的研究进展,使我国区域化探研究继续保持世界领先地位。自主研发的钻具和护孔材料成功地承担了大陆科学钻探任务。难选冶铜、金、铁等矿产资源利用和尾矿二次利用方面取得了显著效果。
八、地质调查“走出去”初见成效
积极参加国际地科联、国际原子能机构、国际海底管理局、CCOP等国际或地区性地学组织活动,与美国、加拿大、荷兰、俄罗斯、印度等26个国家的地调机构建立了合作关系。牵头组织亚洲地质图、亚洲水文地质图、亚洲中部及邻区等国际合作编图,开展跨境成矿带成矿作用与成矿规律对比研究,提出可供境外勘查开发的成矿远景区建议。建立完善了全球矿产资源数据库,收集了全球31个国家较完整的地质矿产信息、全球46万余条矿产地数据、20万个矿山信息、2000多家矿业公司信息;7000余条主要矿产的储量、产量和消费量数据以及境外投资环境和矿业法规等信息;已发布全球12个重要资源国家国别报告,并为国家政府部门、研究机构、省(区、市)地勘局和矿业公司等160余家单位和部门提供了境外地质矿产部分图文数据服务。
九、公益性地质资料社会化服务迈出重要步伐
数字化图文地质资料全文上网累计8000余种,网上提供数据产品25种,资料数据目录11万种。网站访问量从2006年的2.8万人次上升到2008年的11.3万人次,增长近4倍。数据产品访问量由2006年的4万人次上升到2008年的30万人次,增长7.6倍。
2008年接待到馆阅者以及电子邮件接待阅者12万人次,是2001年的18倍。借阅资料份次是2001年的12倍。中央提出扩大内需促进经济平稳较快发展的重大决策后,为重点工程施工设计单位提供报告复印13万页,电子图件复制1500幅,数据量24.8GB。
⑦ 地质环境与地质灾害
随着经济的快速发展,生态环境变化日益引起人们的关注。自然灾害不断发生,使人类的生存和发展受到了严重的威胁。监测环境、保护环境和防治灾害,提高人类生活质量,成为当代地球科学研究的重要前沿领域。为此,国土资源部加强了对造成环境变化的自然作用与人为作用影响的综合研究,建立和开发了区域性环境监测预警系统,不断提高对环境变化和自然灾害的预测能力。
洞庭湖地区地质环境调查及治湖对策研究
运用考古学、第四纪地质学、新构造运动理论,综合研究了洞庭湖区地壳沉降,确认湖区内存在不均衡的地壳沉降,进而进行了合理沉降分区,为规划防洪工程及蓄洪垸区的布置指明了方向。运用遥感与计算机技术,准确计算出洞庭湖的湖泊面积、湖容量与湖边界等基础数据;采用综合打分法对洞庭湖区防洪工程基础稳定性作出了评价;建立了东洞庭湖、南洞庭湖湖底高程变化量与泥沙淤积厚度及地壳沉降量的平衡方程,预测了2010年和2034年湖区的空间形态特征和泥沙淤积特征;首次建立了洞庭湖地区综合地质环境概念模型,认为现有的洞庭湖湖域由于被防洪大堤所圈定,当城陵矶水位达32米以后,调蓄洪功能主要取决于防洪大堤高度与城陵矶水位的差,即“杯子原理”,差值越大,湖蓄洪能力越强。本次研究将洞庭湖区洪涝灾害综合治理划归为8个治理区,并提出了平垸行洪、动态蓄洪、疏浚
河道等具体治理规划方案。
九寨沟上季节海(枯水期)
⑧ 地质灾害减灾防灾实例
一、地质灾害概况 二、地质灾害危险区减灾防灾预案 三、地质灾害易发区防灾减灾对策 四、地质灾害防灾预案的落实为切实做好2003年汛期地质灾害防治工作,最大限度地减少或避免地质灾害给人民生命财产造成的损失,根据《国务院办公厅转发国土资源部建设部关于加强地质灾害防治工作意见的通知》(国办发〔2001〕35号)和《地质灾害防治管理办法》(国土资源部第4号令)精神,特编制本预案。 一、地质灾害概况 我市地处鲁中山区北侧,山区与平原交接地带,地形地貌变化较大,地质构造复杂,黄河横贯全区。受人类工程活动及自然因素的影响,区内地质灾害时有发生。区内主要地质灾害类型有:岩体崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝等。地质灾害分为易发区和危险区。易发区包括历城区西营、柳埠、高而、彩石、王舍人等乡镇的27个崩塌易发区、6处滑坡易发区、11个泥石流易发区和市区东郊1个地裂缝易发区。危险区包括历下区燕翅山崩塌和滑坡、历城区西营镇林枝滑坡、历城区西营镇阁老滑坡、历城区西营镇积米峪滑坡、历城区彩石镇西岭后滑坡、历城区柳埠镇杜家村滑坡、长清区张夏镇梨枣峪滑坡、章丘市垛庄镇上射垛泥石流、历城区西营镇八十崖村泥石流、槐荫区济南第二粮库及附近居民房地裂缝。 二、地质灾害危险区减灾防灾预案 (一)滑坡危险区防灾预案 1.地质灾害现状。山体滑坡主要分布于南部山区,近年共发生滑坡18处,其中7处滑坡被划为危险区。 历下区燕翅山崩塌和滑坡:燕翅山位于济南市历下区政府驻地南部,姚家镇姚家村西南,东经117°04′15″—117°04′29″,北纬36°39′31″—36°39′40″山体呈北东—南西向。占地面积约0.28km2,海拔高程198m,相对高差80多米。 燕翅山地貌类型属剥蚀残丘。主要岩性为:奥陶系石灰岩和燕山期侵入的闪长岩,山麓地带堆积第四系坡残积物和近期人工堆积的杂填土。山体上部为奥陶系石灰岩,闪长岩则以岩床的形式隐伏于石灰岩之下。在奥陶系石灰岩与闪长岩交接带附近富集有矽卡岩型铁矿矿床。奥陶系灰岩受火成岩侵入的影响,岩层产状较为凌乱,总体岩层走向为250°,倾向340°,倾角34°—37°。在砚泉的东侧发育有一条北北东—南南西向的正断层。 由于历史上采矿削坡等人为活动,1998年2月山体局部发生崩塌。目前山体西北侧已形成滑塌体,滑塌体滑向320°,所处的山坡坡角37°,前缘扇面宽340m、扇面平均宽度210m、垂直高度67m、从前缘到后缘的水平距离88.9m、滑动距离0.45—1.3m,体积约21.10万方。滑塌体前、后缘与滑塌体内已出现18条宽度不等的山体裂缝,其中:3条主裂缝长40—210m,裂缝最大宽度1.6m,最大可见深度9.4m。由于人工开挖山体坡角,在山体北、西、南3面均形成了临空面(即:陡崖),山体北侧高度40m、西侧21m,南侧(窑头小学及西侧民房(二层楼)的北部)9.1m。临空面岩石风化强烈,节理裂隙发育,破碎。山体周围5处矿渣、生活及建筑垃圾堆,构成不稳定边坡(其中:1号位于砚泉东,2号位于1号南邻,3号位于姚家小学西南,4号位于窑头小学北,5号位于省高检院东),边坡坡度34°—37°,边坡高度12—26m不等。 受滑塌体与渣体滑坡威胁的单位有姚家村、窑头村、警官学校、市城管局宿舍楼、省高检院、省航空大厦和历下区建委宿舍共涉及住户210户,1225人。 监测、预防责任单位:历下区姚家镇政府。 历城区西营镇林枝滑坡:位于林枝村东,东经117°1′4″,北纬36°30′43″,滑坡体由太古界变质岩风化残坡积层组成,地形坡角42°。滑体后缘裂缝宽23cm,长约32m,走向NE48°,滑向SW240°,滑距0.40m。滑体长50m,宽52m,厚度20m,总体积约5万m3。滑体前缘居民2户,共计7人。 监测、预防责任单位:历城区西营镇政府。 历城区西营镇阁老滑坡:位于历城区西营阁老村东南,东经117°3′41″—117°3′46″,北纬36°28′6″,滑体长370m,宽300m,厚度88m,总体积约880万m3。滑坡滑动面大于30°动力以牵引式为主,滑动速度慢。初滑时间为1940年前后,当时滑坡后裂缝仅1m,到2001年4月已扩展至17.9m,平均扩展速度为0.26m炖a。滑体前缘居民17户,共计69人。监测、预防责任单位:历城区西营镇政府。历城区西营镇积米峪滑坡:位于历城区西营镇积米峪村,滑坡体倾向北东,倾角35°,前沿滑距4.2m,滑坡体总体积30万m3,首次滑动造成5间民房不同程度的破坏,受滑坡威胁的居民进行了搬迁避让,现阶段滑坡仍不稳定。 监测、预防责任单位:历城区西营镇人民政府。 历城区彩石乡西岭后滑坡:位于东经117°16′13″,北纬36°33′27″,滑坡体属变质岩风化坡,滑坡体总体积0.19万m3,受威胁居民3户,共计11人。 监测、预防责任单位:历城区彩石乡人民政府。 历城区柳埠镇杜家庄滑坡:位于杜家庄村北路东,东经117°14′56″北纬36°23′17″,该滑坡体由寒武系张夏灰岩组成,裂隙发育,滑向285°,滑体倾角70°-80°,滑坡后缘裂缝31cm,可见深度1.4m,滑距0.7m,滑坡体南北长50m,东西宽5—15m,厚25—30m,总体积约1.38万m3。现在滑坡体前缘有居民1户5人,滑坡除威胁这户居民的生命财产安全外,还直接威胁着进出村的行人及车辆安全。 监测、预防责任单位:历城区柳埠镇人民政府。 长清区张夏镇梨枣峪滑坡:滑坡体分两个小滑坡,1号滑坡体长约30m、宽15m、厚5m、约0.225万m3,滑坡底面为寒武系徐庄组紫色页岩,滑坡体以较破碎的张夏鲕状灰岩为主,滑向北西。2号滑坡长约100m、宽约70m、厚度大于5m、约3.5万m3,滑坡体滑坡裂缝有内、外三条,呈三级滑坡台阶,后缘裂缝0.3一1.0m不等,滑坡方向南西。现阶段受滑坡威胁最严重的10户居民已搬迁,如滑坡突然下滑,还将有30亩土地(包括作物)被破坏。 监测、预防责任单位:长清区张夏镇人民政府。 2.滑坡致灾原因分析。滑坡发生在寒武系徐庄组、馒头组页岩山体及上覆张夏组石灰岩地层或变质岩体风化层,属顺坡切层滑坡。滑坡前缘均有居民挖山平地建房或因修道路开挖山坡,据测量,滑坡前缘垂直挖坡3一10m不等,导致边坡失稳产生拉张裂缝,降水随裂缝渗入岩体,软化页岩,裂缝逐渐延伸扩大,形成滑动面,在连续降雨或大暴雨之后,山体自重增大,岩体软化,沿润滑的滑动面下滑,产生滑坡。 此类灾害与人类工程活动紧密相关,临坡挖坡建房、修路,破坏植被开垦是灾害产生的前提条件,岩体自身物理力学特性(风化、软弱夹层等)是灾害产生的内在原因,大气降水是灾害产生的诱导因素。 3.减灾防灾对策。一是建立群测群防体系,定人定时监测,雨季加密监测;二是由于各滑坡体目前处于不稳定状态,当地政府应迅速采取避让措施,以免造成危害;三是堵塞滑坡裂缝,在后缘开挖排水沟,防止雨水沿裂缝下渗;四是加强防灾教育,使受灾群众在灾害突发时掌握自救方法;五是对滑坡实施24小时值班监测,并在滑波前缘设明显警示牌,使过往行人、车辆等严加防范;六是在滑坡前缘堆石压脚,严禁在滑坡前缘取土;七是在滑坡适当地段进行减荷卸载,降低滑坡规模。 (二)泥石流危险区防灾预案 1.地质灾害现状。全市共发现13处泥石流隐患点,其中2处泥石流地质灾害危险区:章丘市垛庄镇上射垛泥石流危险区和历城区西营镇八十崖村泥石流危险区。 章丘市垛庄镇上射垛泥石流:位于垛庄水库上游射垛沟,沟底宽30一50m,多为杨、柳林或柴草堆积占据,沟坡为高陡的变质岩风化坡或残坡积物堆积坡,沟谷源头区低山环绕,构成一个近似封闭的汇水盆地,出口宽不足百米,下连深切谷(射垛沟),汇水面积约3km2,汇水区内大部分为砂砾质荒坡,西南隅为凿山工程弃渣堆积,该危险区直接威胁着沿沟上、中、下射垛村的安全。 监测、预防责任单位:章丘市垛庄镇政府。 历城区西营镇八十崖村泥石流:处于低山区,地理坐标:东经117°15′14″,北纬36°27′52″,地形坡度45°-52°,山势陡峭。出露地层为太古界变质岩,岩体表面节理、裂隙发育,风化强烈,残坡层厚度30厘米,局部厚度可达1米。由于村庄沿冲沟而建,房屋侵占河道严重,因此,该村仍存在泥石流隐患。目前该村受威胁居民14户,共58人,已基本搬迁完毕。 监测、预防责任单位:历城区西营镇政府。 2.致灾原因分析。泥石流一般在具备一定汇水、碎泥石物质、较大势能等条件下产生。如:章丘市垛庄镇上射垛村泥石流形成区为四面环山近似封闭的汇水盆地,在汇水面积3km2范围内仅有不足百米的出口,为泥石流的产生提供了场所条件;区内岩性为泰山群变质岩,岩石风化强烈,岩体破碎,植被稀少,且在西南隅为凿山工程弃渣堆积,为泥石流的产生提供了物质基础;区内地势陡峻,高差对比大,为泥石流提供强大的势能。上射垛泥石流潜在区强烈的地表径流,为泥石流的产生提供了动力条件,强烈地表径流来源于暴雨。因此,该区若遇强的降水过程,将快速汇水至狭窄出口,产生泥石流。 3.减灾防灾对策。针对该泥石流形成条件应采取以下几点防治措施:一是对陡坡地段退耕还林,植树造林。对坡度较小地段可改坡田为梯田;二是在山坡截水,修筑分洪沟,支护易坍塌坡面;三是沿沟修建拦挡调节工程,延缓泥石流下泻速度或彻底阻挡泥石流前进;四是建立泥石流预防、监测体系,建立群测群防监测网络和警报系统,明确汛期值班人员,对泥石流产生时间、空间、强度进行预报,加强行政管理,形成抗灾、救灾、执法行政管理系统;五是对难以实施治理工程的泥石流危险区,采取必要避让措施。 (三)地裂缝危险区防灾预案 1.地质灾害现状。今年在我市发现1个地裂缝危险点:槐荫区济南第二粮库及附近居民房地裂缝危险区。 济南第二粮库及附近居民房地裂缝:位下济南市槐荫区槐荫街69—143号。该区域地裂缝开始于5月中旬,到目前为止,济南第二粮库及附近居民房共计发现120处裂缝(其中济南第二粮库约100多处,附近居民房有20余处)。所有裂缝的开裂状态均为斜裂,呈雁行式平行排列,裂缝长1—6m不等,宽度在0.1—7.5cm,倾角60°左右。 2.致灾原因分析。在济南第二粮库的东北邻方向,有一处建筑施工工地,在基础施工中,经济南水务局批准施工了20个降水井配合降水,5月13日开始降水,60日完成,总降水量24万方。据初步分析,可能是由于大量抽取地下水,使局部地段地基土的承载力下降,产生不均匀沉降所致。 3.减灾防灾对策。针对粮库及居民房开裂的现状,建议采取以下几点防治措施:一是加强房屋裂缝的监测工作,特别是在汛期要加密观测;二是在济南第二粮库院内进行第四系地下水的系统水位观测;三是做好人员避让及粮食的移仓工作;四是尽快对所涉及区域(槐荫街69—143号)及其附近地区的地裂缝地质灾害进行勘察论证。 三、地质灾害易发区防灾减灾对策 (一)以崩、滑、流为主的地质灾害 1.基本情况及威胁对象。目前已发现历城区柳埠、西营、高而、彩石4乡镇共45处地质灾害易发区,受威胁居民166户,计652人。其中崩塌易发区27处,受威胁居民66户,计263人;滑坡易发区6处,受威胁居民23户,计94人;泥石流易发区11处,受威胁居民77户,计295人(详见附表)。该类地质灾害致灾地质条件已经具备,在汛期瞬时降水量较大及人为工程诱发条件下,有产生地质灾害的可能。 2.预防措施。一是设立地质灾害易发区警示牌;二是建立群测群防体系,定人定时监测,雨季加密监测,发现险情及时上报;三是对小型崩塌、滑坡体实施人工排险;四是当地政府应迅速采取必要避让措施,将附近居民搬迁至安全地带,对于难以实施搬迁的,根据监测结果,制定好撤离计划。 (二)市区东郊地裂缝 1.灾害基本情况。1988年至1991年在济南市东郊陈家张马至冷水沟一线发生地裂缝,造成50间房屋破坏,导致直接经济损失达50万元以上;1997年5月23日15时,历下区姚家镇贤文庄一民宅发生严重沉陷,直接经济损失达10万元;1999年以张马屯为中心,西起大辛庄—八间堡,南至工业南路,东到王舍人—裴家营一线,北到洪家园—孟家庄—西沙河,南北长8km,东西宽6km,面积约50km2范围内的4500余间房屋出现不同程度的开裂,受灾居民1100多户,经济损失达数千万元。 2.地质灾害致灾原因分析。该区是东郊水源地主要取水地段,日取水量达20万m3炖d以上。过量开采地下水使本区地下水位变化频繁且变幅较大,导致岩溶发育发展。另外,区内广泛分布有黄土,因其具湿陷性造成地基沉降,两者综合作用,是产生塌陷或地裂缝主要原因,致使大面积民房开裂。 3.减灾防灾对策。根据灾害发生发展规律应采取以下防灾措施:一是加强区内地下水动态监测,掌握水位动态变化规律;二是加强对灾害发生区的日常监测,包括房沿、路面裂缝、塌坑范围变化等,结合地下水位动态,预测地质灾害发生趋势;三是调度地下水开采量、控制地下水位变幅;四是在灾害发生区进行工程建设时,要事先进行地质灾害危险性评估,充分考虑岩土工程地质和水文地质条件,做到以防为主,尽量减少灾害造成的损失。 四、地质灾害防灾预案的落实 (一)要建立健全地质灾害防治工作责任制。各有关县(市)区政府要依据本预案,结合本辖区地质灾害实际状况,抓紧制定具体的汛期地质灾害减灾防灾预案。各级政府主要负责人要对本地区地质灾害防治工作负总责,并层层建立和完善领导责任制,将灾害危险区和易发区的监测和防治落实到具体单位,明确具体负责人。 (二)落实汛期值班制度和灾害速报制度。要认真执行地质灾害防治预案,建立群测群防网络,落实险情巡查、灾情速报、汛期值班等制度。对地质灾害危险区和易发区,要指派专人监测,同时,有针对性地做好宣传工作,提高广大干部群众的防灾意识。 (三)加大地质灾害防治工作执法力度。要加强对崩塌、滑坡、泥石流危险区和易发区跟踪管理,加大执法监督力度。对在地质灾害危险区、易发区进行的修路、建房、开矿、取土等工程活动,必须事先做好地质勘查工作,严格按照国家有关标准进行设计、施工,杜绝人为活动诱发的地质灾害。对已经修建的工程,要及时采取补救措施,防止发生地质灾害。
⑨ 我国工程地质的研究现状
我国的工程地质学经过近50年的发展,今天已成为一门研究内涵丰富、理论体系严谨,具有中国特色的综合性学科,并且是国际工程地质界的重要一员。
纵览中国工程地质学的研究领域,是相当广阔的。主要的有以下几方面:
一、岩体工程特性研究和岩体工程地质力学的创立
大量的岩体工程实践遇到的是地基、边坡和地下工程围岩的变形破坏问题,促使工程地质学家与岩石力学家、土木工程师们关注对岩体介质特性的研究,认识到岩体与岩石是既有着本质区别又相互联系的介质。著名工程地质学家谷德振和他的同事们在一系列岩体工程勘察中,发现岩体的力学性质和行为主要受控于软弱结构面的展布,包括层面、断裂面、节理、片理等,使岩体成为非连续、非均质、各向异性的介质。他们首先从地质建造着手,划分工程地质岩组,运用地质力学理论方法,研究结构面的形成机制和空间分布规律,进而研究岩体结构特性,划分岩体结构类型。再按不同结构类型和工程建筑要求进行岩体力学试验及测试,最后再根据岩体结构特征和力学属性,建立力学模型作数学模拟和稳定性分析。将工程地质学与地质力学、岩石力学有机地结合起来,创立了岩体工程地质力学。它的理论体系、研究思路和方法,在国际上独树一帜。
20世纪80年代中期以来,在中国科学院地质研究所设立了工程地质力学开放研究实验室,吸收国内学者共同协作,开展工程地质前沿课题和生产上需要解决的问题的研究工作,每次学术委员会上都要讨论工程地质学发展的趋势和应制定的科研方向。无形中成为我国工程地质学的研究中心,推动着我国工程地质学的不断发展。
二、区域工程地质和区域地壳稳定性研究
我国地域辽阔,受地质和自然地理条件制约,区域工程地质条件复杂。因此,区域工程地质研究对国土资源开发利用,工程规划布置以及地质环境保护等意义重大。早在20世纪50年代末,老一辈工程地质学家刘国昌、张咸恭、姜达权等就开展了此项研究工作,出版专著和编制全国工程地质分区图。几十年来,各大河流域、部分省区和西南、西北山区都开展了较系统的区域工程地质和环境地质研究,积累了丰富的资料。经过数年的努力,于1990年首次出版了由任国林主编的1∶400万《中国工程地质图及说明书》,并附有全国工程地质分区图;1992年出版了由段永侯主编1∶600万《中国环境地质图系》,图系以工程地质内容为主。标志着我国区域工程地质环境研究取得了丰硕的成果。
“区域地壳稳定性”的术语是由原苏联工程地质学家最早提出的,但未作说明和专门研究。在20世纪50年代末,我国学者谷德振和刘国昌倡导此项研究工作。它的涵意是指岩石圈内正在进行的地质、地球物理作用对地壳表层及工程建筑安全的影响,即地壳现代活动对工程安全的影响程度。其研究思路是以地质力学理论为指导,强调以地质构造研究为基础,以断裂活动性、现代地应力场和地震活动性为主要研究内容,最终进行区域稳定性分级,分区和评价。在该研究领域,胡海涛等依据李四光的“安全岛”思想,指导重大工程场址的选择,取得了重要成果。例如,二滩水电站和大亚湾核电站的成功选址即是。区域地壳稳定性研究对我国工程地质勘察来说,具有特殊的意义,这也是具有中国特色,且在国际上处于领先地位的研究领域。
三、环境工程地质和地质灾害的研究
环境工程地质是现代工程地质学的一个分支,是研究由于人类工程—经济活动所引起的区域性和危害人类及工程安全的工程地质作用。这些有害的工程地质作用是诱发地震、地面沉降、地面塌陷、土地荒漠化、滑坡、泥石流等,它们常导致地质灾害。环境工程地质就是研究这些作用(或问题)产生的机制和条件,进行预测和防治,其目的为了合理利用和保护地质环境。我国正式研究环境工程地质始自20世纪60年代的新丰江水库诱发地震和上海的地面沉降。80年代初以来,共召开了四次全国性的环境工程地质学术讨论会,涉及的内容丰富多采。有些研究成果在国际上处于先进地位。例如,上海地面沉降的防治,区域性滑坡预测模型。1995年出版了第一本由刘传正著的《环境工程地质学导论》,全面论述了环境工程地质理论体系,基本研究内容以及各类环境工程地质作用研究的内容和方法,展示了环境工程地质的前景。
与环境工程地质相关的地质灾害的研究,也主要由工程地质界承担的。近十多年来,对危及人类和工程安全的各种地质灾害,都进行了广泛而深入的研究。在1989年1月召开的全国地质灾害防治工作会议期间,成立了主要由工程地质学家参加的全国地质灾害研究会,次年又创办了《中国地质灾害及防治学报》,对地质灾害的研究起了促进作用,对地质灾害的分类,形成机制、分布规律,预测方法及防治对策与措施等研究成果,及时在学报上开展交流。90年代还编制了中国地质灾害类型图,出版了段永侯等的专著《中国地质灾害》。众多的研究成果及著作,还有具体防治工程的成功,确立了我国在这一领域的国际地位。
四、特殊土结构和工程特性的研究
藉助于测试技术的现代化,我国在特殊土的微观结构及其工程特性的研究方面也有了长足的发展。所谓特殊土,指的是成分和结构特殊,其工程(地质)性质也特殊的土类。我国几乎所有的特殊土皆有分布,诸如淤泥土、黄土类土、膨胀土、盐渍土、红粘土,多年冻土等,它们的分布都具地域性,因此也可称之为区域性土。由于特殊的不良工程性质,对当地工程建设以及生命财产的安全意义重大,因而促使学者们开展了这方面的研究。这里需要特别指出的是,张宗祜、高国瑞、黄熙龄、孔德坊、李生林等学者长期以来对黄土类土、膨胀土和淤泥类土所进行的卓有成效的研究成果,有关它们的微结构特征和分类、物质成分、工程特性及指标,建筑稳定性评价以及处理措施等,都进行了深入的研究。
五、工程地质勘察的理论和技术方法
工程地质学为工程建设服务是通过勘察工作来实现的。工程建筑与其所在的地质环境之间存在着相互作用和相互制约的矛盾关系,要通过工程地质勘察才能搞清楚。50年来,难以计数的大大小小各类工程建筑通过勘察,积累了十分丰富的经验和教训。总地说,我国的工程地质勘察经历了三个历史阶段:第一阶段是1966年以前,勘察工作体制由全盘学习苏联到自主独立发展,勘察工作严格按规范要求进行,为国家基本建设的一批重大工程项目提供了地质依据。当时在工程选址和场地评价中,着重于工程地质条件的阐明和定性评价为主。第二阶段是1966年到1978年,“文革”期间工程地质勘察受到严重干扰而很不正常,破坏了基本建设程序,一些大工程搞了边勘察、边设计、边施工的“三边”方针,盲目简化勘察程序,有的重大工程实际上搞了一次性勘察,造成严重损失。如葛洲坝水利枢纽、焦枝铁路、第二汽车制造厂等工程即是。第三阶段1978年以来,以经济建设为中心的改革开放年代,形成了较完整的工程地质勘察体制,制定新的勘察规范,与国际接轨,勘察质量大大提高。在土木工程中又引进欧美国家的岩土工程技术体制,两种技术体制并存。一些重大工程采取国际招标方式,以引进国外先进的勘察技术和资金。工程地质勘察工作进入了一个新的历史阶段。
经过数十年实践和理论研究,逐渐形成和完善了我国工程地质勘察的理论体系,即“以工程地质条件的研究为基础,以工程地质问题的分析为核心,以工程地质勘察技术方法为手段,以工程地质评价决策为目的。”这一理论体系在由张咸恭、王思敬和张倬元主编的《中国工程地质学》中得到了充分体现。可以无愧地说,我国的工程地质勘察事业在上述勘察理论体系的指引下取得了巨大成就,令世人嘱目。例如,三峡、小浪底、二滩、刘家峡、龙羊峡等一批巨型水利枢纽和水电站工程;大亚湾、秦山核电站;宝成、兰新、成昆、南昆、大秦、京九等铁路干线;还有许多新兴的城市、矿山等等。所取得的优质勘察成果,保证了工程的顺利设计、施工和运行,也得到了国际同行们的赞许。在勘察基础上,形成了“水利水电工程地质”、“铁路工程地质”、“矿山工程地质”和“城市及房屋建筑工程地质”等专门工程地质系列。
当前,新技术方法在工程地质勘探中被推广应用,已取得了较好效果。例如,遥感图像(航卫片)在工程地质测绘填图中的应用;大口径钻进和小口径金刚石钻进在水电工程地质勘探中的采用,砂卵石层钻探与取样新技术,套钻和岩芯定向钻进技术;声波探测、地质雷达、地球物理层析成像技术(CT)、钻孔彩色电视录像及图像处理系统等物探技术的使用;计算机技术在工程地质勘察中普遍采用,各种专用软件的开发等。
50年来我国的工程地质教育一直兴旺不衰。至今全国有十余所高等学校设置有培养工程地质专业人才的院系,为国家培养输送了大批研究生和本科生。此外,在中国科学院地质研究所等多所科研机构专门培养工程地质专业研究生。形成了一支宏大的工程地质专业队伍。在教学实践中,编写出了各具特色的系列工程地质专业教材。高校和科研院所还承担了一些重大的生产和科研课题,既完成了生产、科研任务,又培养了优秀专业人才。
中国工程地质界与国际工程地质协会的联系密切,在20世纪80年代初不少同行加入了国际工程地质协会,建立中国国家小组,随工程地质专业委员会一起活动。中国工程地质界积极参加国际工程地质协会组织的学术活动。自1983年起我国组团参加了历届国际工程地质大会,所提交的论文数都位居前列。现任国际工程地质与环境协会主席,是我国工程院院士王思敬教授,他是1998年在荷兰阿姆斯特丹举行的第8届国际工程地质大会上被推选担任此职的,这是中国工程地质界的骄傲!