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地质环境与地质灾害

发布时间: 2021-01-18 07:36:02

『壹』 区分地质灾害和地质环境问题的必要性

1.在理论上的意义

从地质环境问题和地质灾害两者的内涵来看,地质灾害的内涵较多,规定得较为严格;地质环境问题的内涵较小,规定得宽泛,地质环境问题包含了地质灾害和非地质灾害即渐进性的地质环境问题。

渐进性的地质环境问题是指地质环境系统以渐进方式失稳而伴生的地质现象和地质过程,其后果往往是累进性的,较轻微的财产或经济损失。对其发生规律、动力学过程及成因的探讨,可运用现有的专业理论、分析方法结合实地调查资料来完成。这些内容与地质环境系统调查、评价工作是紧密联系在一起的。至于渐进性地质环境问题的预测,可沿用“由历史推测未来”的思路,采用平衡体系或平稳随机过程的理论近似地外推计算。

地质灾害是地质环境系统突变所导致的,所以,又称突发性的地质环境问题。传统的建立在平衡体系和平稳随机过程基础上的概念和分析方法,对于地质灾害的研究有很大的局限性,往往难以揭示其客观本质,这也是目前有关地质灾害预测难以取得突破性进展的关键所在。因此,加强非线性系统突变理论的学习,探索有关地质灾害动力学机理及实用的预测方法则是未来重要的研究课题。

由此可见,将地质灾害与渐进性地质环境问题相区分,关系到今后的理论研究方向。

2.对于社会管理的意义

突发事件响应体系的建设和完善是保证社会安全稳定的重要措施。在国力有限的情况下,社会保障只能按轻重缓急,量力而为之,对那些社会影响大、损失严重特别是涉及人群安全的突发事件予以高度重视,这也是构建应急事件各种预案的基本指导思想。从环境安全的角度来考虑,将具有突发性的地质环境问题(地质灾害)与渐进性的地质环境问题区分开来,把前者作为突发事件的主要防范处理对象既便于实际操作,也为确定地质环境突发事件响应体系的重点提供了理论依据。

『贰』  地质环境和地质灾害现状

一、地质环境概况

1.地形地貌特征

丽水市位于武夷山系腹地,属山地地貌,除山间盆地和河谷外,海拔高度多在500米以上,千米以上山峰约3573座,相对高差在800~1500米,龙泉黄茅尖海拔1929米,青田温溪镇海拔仅7米,两者地形高差达1900余米。地势呈西南高,北东低,西南部中山广布,地形起伏差异大是丽水市地形地貌最大的特点。丽水市坡陡谷深,切割深度多在300~400米,形成许多三面群山环抱一面开阔的“V”字型狭长沟谷,巨大的地形高差、陡坡、深谷形成的陡峻临空面,往往有利于山坡物质势能的释放与能量转换,因而有利于崩塌、滑坡等地质灾害的形成。加之植被不够发育,在暴雨径流冲刷时,极易把砂、石、土挟带到沟谷中,不利堆积,也是产生泥石流等地质灾害的有利地貌。

2.地质条件

丽水市主要出露地层由老至新为:基底变质岩系(前寒武系)→侏罗系火山岩系→白垩系火山岩夹沉积岩系→第四系。经历多次造山运动和长期风化作用,岩层褶皱强烈、断裂节理发育,成为地质灾害发育的主要控制因素。

丽水市仅西部出露有前寒武系变质岩,其余大部分市为中生代侏罗系、白垩系的火山碎屑岩、次火山岩及陆源碎屑岩,在河谷及山间盆地中分布第四系的河床相或山麓相沉积层。燕山期中酸性岩浆岩较为发育,分布面积约500余平方公里,本市构造以断裂为主,火山构造亦十分发育。

基于岩性的不同,风化层厚度也有一定差异,变质岩区、白垩系陆源碎屑岩分布的低丘陵区及火山盆地内部风化层厚度可达数米至十余米,而侏罗系的熔结凝灰岩分布区和部分次火山岩、岩浆岩分布区地表风化层仅为数厘米至数十厘米,且界面明显,这给滑坡体的形成创造了较为有利的条件。广泛发育的古滑坡体、山前堆积物、崩积物连同风化壳物质共同为地质灾害的形成创造了物质条件。

频繁的地质活动产生的多期断裂构造面以及多组节理面将岩层(岩体)肢解成大小不同、形态各异的独立块体,在一定条件下这些独立块体脱离母体就有可能形成危及人类的地质灾害。

本市遍布的火山碎屑岩、陆源碎屑岩、变质岩中往往夹有泥岩、泥质粉砂岩及片理化薄层,当岩层出现侧向临空并在一定诱发因素的作用下顺层滑坡将会产生。

3.区域构造与地震概况

(1)区域构造概况:丽水市地质构造以断裂发育为特点,褶皱不明显。北东向、北北东向断裂,配以北西向断裂,形成构造形态的基本骨架。

北东向构造带由北东向变质岩基底断块隆起和一系列约50°方向压性断裂组成,主要有遂昌县昌裘至上定断裂,遂昌县城至大柘构造带,松阳县高亭至里庄构造带,庆元县竹口至龙泉断裂,龙泉市至缙云新建构造带,庆元县至青田海口构造带。

北北东向构造带由一系列10°~30°强烈断裂带及受它制约的北北东向白垩系构造盆地组成,主要有遂昌湖山至里东构造带,遂昌根竹口至龙泉大桂溪断裂带,云和县大岭头至庆元县中村断裂带,丽水市至景宁县构造带。

北西向构造带主要有遂昌县关塘至龙泉市安仁至景宁县白鹤断裂带,松阳县古市至景宁县渤海构造带,青田县海溪至石平川断裂带。

南北向构造带青田县境内吴岸至湖边断裂带。

(2)地震概况:丽水市地处东南沿海地震带,政和-海丰地震亚带,该地震带历史上曾发生过较大地震,亚带中庆元等地发生过5~5.5级地震,1574年至今400余年来虽有多次地震发生,但烈度均不超过六度,属基本稳定区,另据国家地震局南京地震大队分析,政和-海丰地震亚带在未来100年内可能出现的最大震级不会超过5级,对丽水市的影响为三度。另外,沿丽水-余姚深断裂带有基性岩、超基性岩呈串珠状产出,1917年3月1日、1976年3月30日及11月24日、1998年2月24日在庆元县-景宁县间、缙云县与仙居县交界处、丽水市莲都区水东和庆元县城东先后发生4.75级、1.6级、1.3级和3.7级。

综上所述,丽水市区域地质构造处于相对稳定,地震影响较小,对滑坡、崩塌等地质灾害的产生不起主导作用。

二、地质灾害基本现状

1.以往地质灾害简况

据《丽水地区志》记载,丽水市自然灾害(主要指水灾)从公元656年(唐显庆元年)至1948年共发生31次(年),主要县(市)为丽水、青田、缙云、遂昌、松阳;1949年至1979年共发生6次(年),主要县(市)为青田、缙云、丽水、云和、庆元等。据现有资料统计,从1980年至1991年丽水市共发生地质灾害19起,1992至2002年共发生地质灾害67余起,主要发生区是庆元、青田、景宁、丽水等县(市)。

近十年来丽水市发生的重大规模的较为突出的地质灾害有:

(1)1992年8月31日,受16号台风影响,景宁县澄照乡岩下村多处诱发泥石流、滑坡、崩塌等地质灾害,造成死亡13人,重伤8人;同日在该县大地乡叶坑下村发生特大泥石流,造成死亡7人、失踪2人。

(2)1994年12月23日,由于地表遭受乱采滥挖,加之连日降雨,致使龙泉市小梅萤石矿区整条巷道塌陷,死亡7人。

(3)1995年10月8日,330国道线青田腊口段发生山体崩塌,造成一辆正在行驶的瓯海至金华客车被压,死亡37人。

(4)1996年8月1日,受8号台风影响,本市普降大暴雨。青田县石平川和青田钼矿遭受滑坡和泥石流等地质灾害,死亡57人,多人重伤。同日,青田县的其他乡镇也发生多起地质灾害,死亡多人,并造成重大经济损失。

(5)1998年6月22日景宁县毛洋乡滑坡-泥石流,冲毁民房14幢,死亡19人,4人失踪。

(6)1999年3月25日在省道丽浦线(云和境内)43千米+800米处发生公路边坡崩塌,造成紧水滩电厂厂车坠入石塘水库,导致18人死亡。

(7)1999年4月21日在金温铁路(缙云境内)100千米+770米处发生山体崩塌,造成从杭州开往温州的603次列车6节车厢脱轨,5人受伤,毁损路基160多米,铁路中断运行29小时。

(8)2002年8月15日遂昌蔡县坑发生滑坡-泥石流,导致3人死亡。

2.隐患点及分布

据初步实地调查证实,目前有地质灾害迹象并有少量滑坡发生,有可能诱发较大地质灾害(隐患)点达335处,直接威胁着全市205个村庄2500余人的生命和财产安全;其中处于蠕动发育状态,已出现地裂、塌陷等现象,严重威胁当地人民生命财产安全和交通运输安全主要隐患点30余处,即:

庆元苏湖乡包谢

庆元举水乡张地

庆元县淤上乡圹根等村

庆元隆宫乡张地

庆元县安南乡坑节、山圹等村

庆元县竹口镇新窑

云和县朱村乡上湾

云和乡崇头柳山头

云和县黄源乡荫桥坑

松阳县玉岩镇乌岩

景宁县澄照乡岩山

景宁县大地乡叶坑下

景宁县鹤溪镇岭脚

景宁县英川镇董村

景宁县雁溪乡岙头村

景宁县外舍乡双坑

景宁县鸬鹚乡茶亭对村

龙泉市龙渊镇牛头岭

龙泉市龙渊镇宫头、剑湖

缙云县石笕乡流坑

莲都区丽新乡小陶

青田县鹤城镇山头

青田县山口镇腊口矿饶士工区

青田县船寮镇白山

青田县黄洋乡石平川

青田县黄洋钼矿区

青田县万山乡关坑

青田县贵岙乡洪岩头

青田县舒桥乡西武头

遂昌县金竹下坪头

另外,在一定条件下有可能发生滑坡、崩塌、泥土流等灾害并造成损失的其他隐患点还有:如青田县山口镇彭山、景宁县桑溪、金温铁路及丽缙复线等交通干线不稳定边坡等270余处地质灾害(隐患)点。

地质灾害已成为制约我市经济和社会发展的重要因素之一,保护地质环境,防治地质灾害已成为当前刻不容缓的紧迫任务。

『叁』  地质环境与地质灾害

地质环境与地质灾害是直接与人类社会生存与发展相关的地学问题,始终是地学研究的主要方向之一。

人类生活在地质环境之中,而地质环境是受自然因素和人类活动的作用和影响不断变化的。由于近代人口急速增加,人类自身的发展对自然的开发、改造、破坏活动空前增强,致使人类的生存发展面临地质环境恶化的严重威胁,地质灾害亦因人类的活动而不断加剧。因此,研究地质环境在自然因素和人类活动的作用影响下发生的变化及其规律,地质灾害发生的原因、预测、防治地质灾害的发生,成为地学界重要的研究方向,当代科学的一个前沿领域。

环境和环境保护,是当今国际社会共同关心的大事,继1972年6月在瑞典斯德哥尔摩发表《联合国人类环境会议宣言》之后,1992年6月在巴西通过了《里约环境与发展宣言》和《21世纪议程》等重要文件。我国于1993年编制并公布了《中国21世纪议程》,把环境保护作为一项基本国策,成为国民经济与社会发展规划的重要组成部分。地质环境是广义环境中的基础部分,地质环境问题是环境问题中的重大问题。

我国由于地质环境条件及人为因素引发而发生的地质灾害,在世界上是属于最为严重的国家之一。由于我国地处环太平洋和欧亚地震带交汇地带,因此是构造地震多发区;有记载的地震达8137次,破坏性地震1004次,20世纪发生7级以上地震达80次,造成巨大的人员伤亡及经济损失。崩塌、滑坡、泥石流灾害在山区频繁发生,据初步统计,我国发生变形量大于100×104m3,死亡人数大于10人和直接经济损失大于100亿元的特大型崩塌51处、滑坡140处、泥石流149处;较大型的崩塌2984处、滑坡2212处、泥石流2277处;中小型的则更多,有迹可辨的达41万多处。地面沉降、地面塌陷、地裂缝、海水入侵、地下水污染、水土流失、土地盐渍化及土地沙化地质灾害十分普遍,一方面与水文循环有关触发了地质灾害,另一方面由于不当的兴修水利、地下水过分开发、地下矿山无序开采、工业废水任意排放、过度采伐森林等人为造成的地质灾害。另外,人类的固体废弃物对地质环境亦造成了很大的污染,例如我国每年工业固体废弃物约有6×108t,城市生活垃圾约有1×108t。可见,地质环境恶化威胁人类的生存与发展。地质灾害摧毁着人类的文明。开展对地质环境的研究,提高对各种地质灾害的孕育、发生、发展、演化及时空分布规律的认识,科学地进行预测、预报,提出防、冶的对策,保护地质环境是地学界义不容辞的重要任务。

『肆』 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。监测环境、治理环境和保护环境,提高人类生活质量,已成为当代地球科学研究的重要前沿领域。自然灾害的频繁发生,给人类的生存和发展构成了严重威胁。为了预防和减少自然灾害的发生,迫切需要加强对环境变化的自然作用与人为作用影响进行综合研究,建立和开发区域性环境、监测预警系统,提高对环境变化和自然灾害的预测能力。环境地球化学与农业和人类健康

在全国范围内将岩石、土壤、水、水系沉积物等区域地球化学资料较系统地应用于农业-食物-人体健康研究,通过物质流和能量流在不同圈层内和各圈层间的传递与演化,探索在岩石圈、生物圈和水圈中地球化学与农业和生命科学相结合的新理论与新方法,编制了《中国生态环境地球化学图集》。以硒为突破口,研究了植物和人体中不同形态硒的分布和分配。研究表明,生物体中硒主要与有效态硒丰度关系密切。通过补硒的对比试验研究,发现无机硒是人体补硒的廉价途径,可以替代目前昂贵的有机硒补硒法。在江苏启东,通过补硒,肝癌发病率由41.9/10万降至29.0/10万,下降了30.8%。通过补硒,可以阻抗乙型肝炎表面抗原——澳抗携带者诱发癌变,对肝癌高发病家族有预防效果。

云南楚大公路魏家箐左边坡防沉工程

『伍』 五 地质环境保护与地质灾害防治

党中央、国务院提出建设资源节约、环境友好型社会的要求,注重社会经济与资源环境的协调发展,从而研究大区域地下水演化、评价生态地质环境、预报地质灾害等工作显得日益重要,国土资源部在这些领域取得了一批重要的成果。

西部严重缺水地区人畜饮用地下水勘查示范工程

研究了不同类型缺水地区地下水埋藏富集模式与演化的机理,在碎屑岩地区新发现一系列“储水构造”,丰富和发展了“构造控水”理论;在咸淡水交错分布区发现多种地下淡水分布模式;在西南红层丘陵区创造出“小口径浅井”取水新技术和“一户一井”供水新模式;应用了漂砾石和严重漏失地层的钻探成井、基岩钻孔爆破增水、“渗流井”取水新工艺;研制开发了“塑衬贴砾滤水管”和红层地区“微型钻机”,编制了《红层地区地下水勘查评价技术要求》等。这些成果及时转化与推广应用,推动了西部人畜饮用水的解困工作。

巫山新城蓄水前航空影像(2003.3)

秀峰寺滑坡防护及开发利用示范工程

『陆』 地质灾害与渐进性地质环境问题可相互影响

地质灾害的发生可以加剧渐进性地质环境问题。这种关联关系在2008年汶川地震中表现得十分突出版。权地震发生时,除次生的崩塌、滑坡等地质灾害频繁出现以外,严重的山体植被破坏使水土流失这种渐进性地质环境问题成为灾区普遍面临的问题。又如地面塌陷的发生可以沟通地表水与地下水之间的联系,地表污染物或污染的河水可快捷地进入地下,导致地下水污染。

地质灾害与渐进性地质环境问题的相互影响还表现在后者对前者的作用,即渐进性地质环境问题的持续发展可为地质灾害的发育创造条件。这一点在水土流失问题上最为典型。众所周知,水土流失发育初期一般以面状的侵蚀为主,面状侵蚀持续发展会导致沟蚀,使平整的地面逐渐凹凸不平以致形成类似于黄土塬区沟壑纵横的地貌形态,沟壁的形成最终可能酿成崩塌、滑坡等地质灾害。

『柒』  主要环境地质和地质灾害问题研究现状

从广义上讲,环境地质问题包括地质灾害在内。为了便于区分,把地质作用造成的灾害如火山活动、地震等作为自然地质灾害;而人类活动诱发的地质灾害,如地面沉降,地下水污染等则纳入狭义的环境地质问题的范畴。当然,自然规律是十分复杂的,有些地质灾害是两种作用,即地球的内、外动力作用,再加上人类活动的作用造成的。如地裂缝、滑坡等。因此这只是相对的区分,并不是在任何情况下都能截然分开的。

1)大江、大河开发中的环境地质问题

在大江、大河兴建水利枢纽工程,使地质环境(岩土体环境、地应力环境、水环境)发生变化,导致库岸崩塌、滑坡、浸没、水库渗漏、淤积甚至可能诱发水库地震等及其它次生地质灾害发生。目前世界上已有100余座水库发生了诱发地震。研究多围绕灾害的成因机制、预测评价进行。中国的长江、黄河,巴西的亚马逊河、美国密西西比河、俄罗斯伏尔加河等的开发中,都曾有各自不同的环境地质问题发生。近年来开始重视对工程兴建后造成流域内生态地质环境的变化。在第30届国际地质大会上交流了这方面的研究成果。中国学者提出在江湖整治和长江中下游防洪中一个重大的环境地质问题是:洞庭湖地质环境系统由于受到构造沉降、沉积物的淤积和人为围垦因素的相互作用,很可能湖区将会继续逐渐缩小,以致消失。黄河三门峡水库淤积造成环境恶化,无法达到原设计效益,虽然后来采取泄洪排沙等措施,但已造成很大的影响。这是个沉重的教训。

2)核废料处置的环境地质问题

核能的利用在各国能源结构中的比例近年来有所上升。现实的地质问题就是核电站的选址及核废料的处置库选址。对于后者,尤其是高水平放射性废物处置库的环境水文地质、工程地质条件要求很高。德国、中国、瑞士、日本等国都开展了这方面的研究工作。他们提出除了考虑场址的地壳构造稳定性,介质的低透水性和一定的对核素吸附滞留能力外,对地震的影响也要考虑。

高放核废物的泄漏主要原因是和地下水接触。在处置后长达104~106a内高放核废物仍保持其有害性质。在此期间北半球有可能经历几次冰河期,地表水、地下水及其物化性质都将发生变化,对此英国学者作了重要的探索。Boulton G.S利用过去几次冰河期的数据建立了冰河作用下岩石水力学和地球化学模式,重现了冰河期地表水加速入渗,地下水流速及物化性质的变化,并探讨了处置库主岩在冰河作用下的长期特性。King-ClaytonLouisa M等和瑞典合作,研究了今后100ka内北欧四次冰河对一个假设的瑞典南部深度为500m的核废料处置库的安全影响,进行了预测性的探讨。这里涉及到全球和当地的海平面变化,冰盖厚度、永久冻土厚度的变化以及地形变化等问题。美国新墨西哥州WIPP(Waste Isolation Pilot Plant)开展了军用超铀废物处置库的研究。处置库主岩为岩盐,深度300m左右,重点研究不同地质概念模式对处置库性能预测的影响。

低渗透性介质一般选择结晶岩、粘土和蒸发岩等。比利时、韩国学者对粘土的主要特性(如吸附性)以及处置的可行性和安全性进行了研究。中国从80年代中期开始研究高放核废物的处置。

3)地质资源、矿业开发的环境地质问题

采矿活动不仅造成地表破坏,引起地面沉降、塌陷或边坡崩塌、水土流失等灾害,还因废渣、尾矿堆放造成土壤和水以及大气的污染。捷克西部波希米亚地区因采矿引起土壤、水和空气的污染。从发电厂排出的废物酸化了土壤和地表水,每燃烧1t煤就会向大气释放60kg的SO2。1987年捷克全国就有2.9×106t排放物,此外还有各种痕量金属,结果之一是本地的云杉完全枯萎,另一结果是当地地表水中铍的含量增加。溶解法开采铀已引起了严重而复杂的环境问题。乌兹别克斯坦地质科学院开展了对KEMIN采矿联合体的多金属矿、稀有金属及稀土矿周围地区被重金属污染的研究。一些西方发达国家如加拿大80年代便开始重视矿业开发环境的研究,如减轻酸性排水和发展生物工程技术,从废水中除硒、铜等,取得成效。美国、加拿大、澳大利亚等国还制定了相应的矿业环境法规以加强环境管理。德国学者指出,当今采矿搬运量为17.8km3/a,远远超过先前全球河流搬运物4.5km3/a。这说明人类采矿活动对环境影响是原来风化作用的4倍。据不完全统计,中国因采矿塌陷造成环境破坏的城市近40个。因采矿产生的大量废水、废液未经处理自然排放,处理率不到5%。固体废物、尾矿的治理量也很低。矿山环境恶化趋势尚未得到有效遏制。

工业区排放的大量工业废气,尤其是SO2,NO2等与水汽结合,降落成为含硫酸、硝酸腐蚀性很强的“酸雨”(pH<5)。它不仅使地表水水质变坏,土壤酸化,还渗入地下污染地下水。世界现有三大酸雨区:北美酸雨区、欧洲(北欧)酸雨区以及中国西南华南酸雨区。前两地区正在治理。中国SO2年排放量约1800×104t,超过美国现在水平(1600×104t),雨水中pH值已低于4.5。据1995年的分析观测资料,我国酸雨面积逐渐扩大,已占国土面积29%,出现频率也在上升,个别南方省市还有年平均pH<4.0的地区。

4)城市建设的环境地质问题

城市建设牵涉到土地利用、地下资源开发、水资源(主要是地下水)利用和环境污染等环境地质问题。香港、加德满都和麦德林等城市,由于在不稳定斜坡上大量建筑,发生滑坡和其它块体运动,遭到很大损害。

现在世界各大城市如何安全处理大量的固体废弃物(垃圾)、有毒废液和工业废料已成为一个重要问题。一些主要城市每天垃圾产生量东京高达3×104t,纽约、巴黎也各有1.4×104t和0.9×104t,不过这些都经过处理。北京日产垃圾量1.2×104t,只有部分处理,这就成为污染水源、土壤和大气的重要来源。

当前侧重研究的问题有:垃圾填埋场的选址,垃圾淋滤液的控制与调查,污染水晕的阻渗墙设计,废液含水层注射以及废物综合利用等方面。国外在城市垃圾填坑设计和运转方面防治环境污染的对策,主要采取冲洗-减缓法和包容方法,即填坑顶底部有盖层和垫层。第30届国际地质大会交流了对地质环境污染指数因子的研究,如澳大利亚利用泻湖深部特殊沉积物(底栖有孔虫)查明了人为污染来源。日本学者利用地质污染单元的概念,将地质环境污染划分为地下空气污染、沉积介质污染和地下水污染。由于有机物污染在治理上难度较无机物更大,现研究重点已逐渐由“无机污染”转向“有机污染”,如研究地下水中非水相有机重液监控和有机物在含水层中的转化程式等问题。

城市水源污染问题也日益严重。墨西哥城、圣保罗的饮用水源面临工业废物的污染。第30届国际地质大会上,英、俄、南非、中国学者介绍了城市环境地质问题及评价方法,城市规划中的土地利用、评价、水资源开发、地震等方面的研究现状。会议认为目前大城市建设规划只注意了地表条件,对于深层次的地质环境问题和地质灾害问题重视不够,导致许多环境与灾害问题未能及早发现和治理。在城市地质研究中值得重视的是地质信息如何及时提取表述,以便规划和决策者使用。这方面荷兰De Mulder E.F.Jyz研制的“地下市政信息系统”(MUIS),存入了有关地质、环境及市政建设数据和图形信息,使用很方便。国际地科联地学环境委员会组织了国际城市地质工作组以推动城市地质学和城市地质工作的进展。

5)不合理的土地利用和水资源开发引起的环境地质问题

人类过度垦殖、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达到了惊人的程度。全球每年有600×104hm2土地变成沙漠,经济损失每年约423亿美元。中国荒漠化总面积已达国土总面积的8%。到80年代中国每年有2100km2沦为沙漠。据专家调查统计,中国北方土地沙漠化的成因类型中,有89.7%是由于过度放牧、开垦和樵采,有9.6%是由于水资源利用不当造成的。水土流失在欧洲各国中,以西班牙最严重,造成植被减少,农业产量降低,流入河中泥沙增多,导致洪水爆发频率及严重程度的增加。中国水土流失面积达179万km2,每年流失土壤总量达50×108t。黄河每年的泥沙携带量50年代为16×108t,实际上现已达到19.7×108t。这绝大部分是黄河上、中游水土流失造成的。

由于人类对地表水与地下水资源开发缺乏统一协调和综合利用,使①有限的水资源严重浪费,大水漫灌,造成大面积的土壤盐碱化。如中国西北地区因此形成的土壤盐碱化面积达113×104hm2。新疆1/3以上耕地不同程度地发生盐碱化,宁夏灌区也存在类似问题。②流域上游大量消耗水资源、兴建水库等,造成下游水量减少,甚至河流断流、湖泊干涸、水质恶化、沙漠化、荒漠化现象扩展、地下水补给减少、泉水枯竭。如著名的黄河下游断流已由1995年的122天延至1997年的226天。新疆的罗布泊湖现已全部干涸,成为一片荒漠。据统计,近30年来全疆沙漠面积扩大了3.4万km2,使333×104hm2土地和草原被沙漠所吞没。

6)超采水资源(主要是地下水)造成的环境地质问题

超采地下水引起水位大幅度下降,导致水井变干,水质恶化,地面沉降,在沿海地区发生海水入侵等。中国长江三角洲平原及河北平原的区域性地面沉降就是由于大面积超采地下水造成的。前者在5000km2内的累计沉降量约1m。地处三角洲腹地的苏锡常地区已沿沪宁线形成沉降洼地,地面沉降量大于0.3m的面积超过1000km2。地面沉降发展过程与地下水开采强度有关,其沉降量与地下开采量大小呈同步变化趋势。河北平原以农业用水为主。70年代以来大量开发利用深层地下水,现累计沉降量超过0.1m的区域面积已达3.6万km2。城市地面沉降影响损失更为突出。上海地区已下沉1~2m,天津50年下降了2.7m。地面沉降造成地裂缝、洪涝积水、工程破坏等危害。世界上不少城市,如休斯敦、威尼斯、曼谷、雅加达和加尔各答等,位于河流三角洲和滨海平原,都有严重的地面沉降。

沿海城市由于超采地下水还受到海水入侵的灾害。主要表现在淡水资源日益短缺和地下水环境逐渐恶化。如中国,位于渤海的辽东湾、渤海湾、莱州湾,黄海的胶州湾、海州湾,都受到海水入侵的灾害。其中尤以山东莱州湾最为严重,入侵面积1995年已发展到970km2。研究的内容侧重海水入侵规律、水-岩作用及其数值模拟和水资源的开发、管理等。

7)主要地质灾害问题

地质灾害灾种繁多,危害严重且突发性强的有地震、火山喷发、岩崩、滑坡、泥石流、地面塌陷、岩溶灾害,还有煤矿突水、瓦斯爆炸等。

(1)地震灾害。从地质角度当前主要侧重研究其区域活动构造(特别是大陆内部的活断层),古地震,破坏性大地震的地震地质构造以及与地震危险性评价有关的地震地质问题等热点。在第30届国际地质大会上探讨了1995年日本阪神大地震的地震构造、地面断层、活动断裂、海下和城区活动层等问题,反映了在大城市附近的强破坏性地震的最新研究动向。

地震预报近期在国际上的新进展突出表现在空间技术的应用,从方法、机理到实际震例。地震前兆观测还引进了地热观测,地气(Hg、He等)观测等新技术方法,反映了在地球物理、深部气体地球化学等方面探索地震前兆的工作。地震预报的分析研究方法运用遗传算法、神经元方法、非线性理论等取得良好效果。俄罗斯提出多种前兆综合时空动态图像的分析方法,地下水应力场研究,以及地下水形变场的动力学研究都有较高的水平。

在地震灾害方面正在执行两个大型的国际合作计划:“全球地震危险性评估计划”(GSHAP)和“全球地震灾害图计划”(WSRM)。印度、尼泊尔、巴基斯坦、中国协调合作研究喜马拉雅地区地震灾害定量分析时,建立了跨国家的地区级数据库,并规划了方法,这在以往研究中是不多见的。据陈祺福研究,关于全球地震损失估计的研究在科学上的重要突破主要表现在:发展了地震危险性评价的面源、潜在震源模型;提出了估计面源模型参数及其不确定性的新方法;得到了地震发生概率和超越概率之间关系的公式;用GDP作为表示社会财富的宏观指标体系;首次得到了GDP-地震动-损失关系曲线;发展了估计未来地震灾害损失基于GIS的计算机算法。

(2)火山活动。第30届国际地质大会反映了以中国吉林长白山天池近代火山活动为例的最新研究进展,如该火山喷发的年代学,喷发的物理过程及动力学,深部岩浆囊探测及大喷发触发机制,火山喷发气候效应等。

(3)海平面上升。全球性气候变暖导致全球性海平面上升,而沿海地带首当其冲受害:低地淹没,风暴潮和海蚀加剧,咸水入侵,河口生态环境发生变化。如淤积、倒灌、污染程度加重,沿海防御工程抗灾能力降低,需要提高设计标准。经过实地考察及有关资料综合分析预测,中国学者对中国沿海三大三角洲地区,到2050年海平面可能上升的幅度作出评估:珠江三角洲地区50~60cm,长江三角洲地区60~80cm,天津地区70~90cm。沿海城市如上海、天津由于超采地下水形成的地面沉降幅度远大于海平面上升率,因此相对海平面的上升还要叠加上地壳下沉的幅度。

(4)滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害。这类地质灾害突发性强,造成损失很大。据中国统计每年发生的滑坡数以万计,泥石流沟有一万多条,多集中在中部南北带。40年研究结果表明,在时间上1954~1960年,1963~1975年,1980~1985年均为频次高发期。泰国南部的山麓地带由于花岗岩岩石风化形成1~10m厚的砂砾质土,坡度达35°以上,1988年发生大规模滑坡及泥石流,损失达2.5亿美元。

当前在研究地区性滑坡及实例方面,对于其形成机制、稳定性分析、预测及控制措施问题,较广泛采用模型模拟及数值模拟的方法。在灾害区划方面运用了遥感及地理信息系统(GIS)。在空间预测方面有采用人工神经网络方法的。在滑坡发生时间预测方面不少研究论文采用离散元分析、离散元与时序分析相结合的方法。在滑坡发生时间预报方面有用滑坡变形功率的新理论准确(仅差22h)预报甘肃永登黄泗滑坡的实例。黄泗滑坡总体积近6×106m3,居民因预先撤离,无一伤亡。这在世界滑坡预报史上是一个极为罕见的成功实例。

『捌』 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)

『玖』 地质环境治理和地质灾害治理是一回事吗

不是同一回事抄:
首先概念袭不同,地质环境是指由岩石圈、水圈和大气圈组成的环境系统。而地质灾害是指自然地质作用和人类活动造成的恶化地质环境,降低了环境质量,直接或间接危害人类安全,并给社会和经济建设造成损失的地质事件。
地质环境是地球本身的环境,并不一定会带来灾害,人类是为了更好地利用地质环境去治理。比如说将山丘改成梯田,将低洼处填平都属于地质坏境治理。
地质灾害是指危害人类安全、带来财产损失的灾害。因此治理还带有减小灾害的目的。比如说滑坡、泥石流的治理。
地质环境和地质灾害有一定的相似处,即都是为了更好地发展。但不是一回事。

『拾』  环境地质学与地质灾害学研究现状及发展趋势

从学科内容来说环境地质学应研究地质环境的自然地理地质特征及其演化历史和发展趋势,研究地质环境评价和预测,编制环境地质图系,研究地质环境(包括地质灾害)的勘查、监测和防治技术方法,以及合理利用和保护地质环境的对策和措施等。

1)地质环境评价和预测

定性地进行地质环境评价,如综合区域地质地理条件,地壳稳定性,岩土特性,地球化学背景,可能发生的地质灾害,作出分级区划评价较为易行。但是从整体上对地质环境进行系统分析,定量评价地质环境和预测在国内外仍属薄弱环节。现国际地质界开始重视这方面的研究。国际地科联CoGeoenvironment委员会于1994年建立了环境地质指标体系共27种。其内容涉及新构造活动、侵蚀与沉积、风化作用、斜坡稳定性、地下水、土壤质量、地球化学与地球物理参数、自然景观及其它动态要素,这是国际环境地学研究的一项重要进展,为开展区域性长期观测和建立预测模型奠定了基础。同时,委员会还计划开展“地表过程与土地持续利用”关系的研究。

国际上区域环境地质评价的方法有A.Cendrero等提出的自然单元分级体系为基础,基本上是自然地质地理分区,加上半定量化的指标,该方法在西班牙被广泛应用;有经济评估与风险评估方法,以地质灾害和地质问题作为评价主体,用货币值形式表征地质环境质量的优劣及人类活动对其产生的影响。这在美国有较广泛的应用。如加利福尼亚州城市地质总体规划,旧金山湾地区土地潜力定量评价,美国九大自然灾害的风险评价。中国学者采用系统论观点,提出地质环境是一个内部由岩石、土、水三个子环境系统构成,外部处于大气圈、水圈、生物圈、地球内部圈层及人类社会经济系统作用下的开放、动态和人-自然复合系统,以环境地质问题的强度指数,外部系统的影响程度指数和地质环境的质量指数作为量化指标建立了地质环境系统及其评价预测体系,并作出了21世纪初期中国地质环境态势的预测和评价。

2)环境地质制图

环境地质图(系)是环境地质研究成果的图式化,是直观反映地质环境的重要表达形式。为了便于经济建设规划决策部门使用,不仅要求内容科学化,充分反映区域地质环境特征,分析研究不同地区地质环境与人类活动的相互关系,在自然和人为作用下存在的主要环境地质问题及地质灾害,并进行综合评价,而且要求形式简明易读。国内外编制了不同比例尺的综合性或专门性图件,既有全国性的,如俄、美、加、澳、英等国均将其列入国家级中、大比例尺地质图的构成部分,也有一个城市或一个地区的编图。从编图方法看,在传统的地质学编图方法基础上,借助GIS及最新卫星成果,根据不同指标参数用多元统计方法编制数据库,对地质灾害进行预测,意大利、巴西、美国均取得较好的效果。俄罗斯已将1:200万地质生态图(即环境地质图)列为国家新一代地质图系进行填编,并对1:5万地质制图的要求也从以前的两种(地质图、矿产预测图)增加到与1:20万相同的四种,包括了地质生态图在内。现已编制完成14张1:500万生态地质图,反映了全俄生态地质环境现状及人类活动的影响。

中国水勘院1992年编制出版了中国环境地质图系11幅。它们以地质灾害图件为主,其中8幅为滑坡崩塌类型及分布,泥石流灾害,岩溶塌陷,地下水诱发危害,土地盐渍化沼泽化,沙漠及土地沙漠化,土壤侵蚀,特殊类土及危害。另外3幅则为地质自然保护区、旅游地质资源和环境地质分区图。该图系综合评价了不同地区的环境地质条件,反映了主要地质灾害类型形成和分布发育规律,提出合理保护地质环境、开发地质资源的对策建议。

3)环境地球化学

这是环境地学的重要分支学科。其主要研究内容包括微量元素与健康、地方病的关系,煤和有机物等的地球化学对环境的影响,全球环境变化以及分析技术等。通过地球化学填图可获得元素丰度的背景值,为防治地方病提供科学依据。如中国已查明低硒(低钼)的地球化学环境带,它呈NE-SW向,与克山病分布区域基本一致,从而采取相应防治措施,取得显著成效。众多的地学研究者开展了地质环境中氡、锶、氟、汞等元素与流行病、地方病、癌症发病率的关系研究。氡含量与肺癌死亡率的关系在云南个旧地区得到了验证。矿区的氡含量超出一般地区的23倍,死亡人数达千人以上。大部分氡来自花岗岩中铀的衰变。中国通过编制元素环境化学图、浅层地下水地球化学图、地方性氟分布图、胃癌死亡率分布图和大量资料的分析,有力地说明了地质环境和流行病学的关系。近年来,研究利用自然地球化学作用去除有关化学元素,调整环境条件;还有新兴的植物治理法,利用植物(萃取技术、根际过滤技术、重物固化技术)来清洁土壤中的重金属。因此,环境地球化学的成果在当前环境治理的理论与实践中起着极为重要的作用。

4)地质灾害学

由于地质灾害分布广泛,类型众多,其突发性、复杂性及发生规律尚未充分掌握,往往造成严重灾情,引起社会的关注和众多学科,特别是地质科学的参与和研究,因而逐渐形成并提出了地质灾害学的概念,研究内容包括地质灾害的类型划分,成灾条件,致灾作用,地质灾害的监测、预测和预报,地质灾害的防治原则和对策、决策以及风险分析。其中对地质灾害的决策可分为长期、中期、短期的,临灾的和反馈性的。灾害预报的基本方法建立在类比分析、因果分析及统计分析基础之上。

近10年来国内外开展了重点地区的地质灾害测年研究工作。他们应用同位素测年技术:14C法,铀系法,热发光(TC)法,电子自旋共振(ESR)法测定10~3Ma的年轻地质体、活动断裂、古地震、地质体滑动或运动的年龄以及地质灾害复活(发)周期等取得成效。

如何加强地质灾害预测和防治的理论研究,实现灾害地质现象的实时控制和管理决策过程科学化与人工智能化,是一项新的研究内容。中国专家1989年就研制了“地质灾害分类专家系统”。在此基础上又研制了“地质灾害预测防治智能决策系统”。应用这个决策系统可进行地质灾害时空演化预测,危险性区划,灾害经济评估以及减灾防灾对策的选择等工作。在应用于京、津、唐地区岩溶塌陷、地面沉降、海水入侵地质灾害时,证实了模拟的合理性和实用性。

在全国性地质灾害趋势预测方面中国作了重要的探索。1996年编制了1:600万地质灾害趋势预测图。该图运用地理信息系统的风险评价方法对地质灾害(主要是滑坡、泥石流、岩溶塌陷、地裂缝)进行现状评价;在此基础上,结合降雨条件,区域地震活动,区域地壳稳定程度,区域岩组条件和人类工程活动等因素,运用模糊综合评判模型进行综合评判,划分出地震灾害高、中、低风险区,这对国土整治和减灾防灾有重要意义。

对于地质灾害的评估也是地质灾害学的重要研究内容之一。“八五”期间中国研究建立了灾情评估计算机系统。该系统根据地质灾害勘查与管理需要,将灾情评估分成3种类型:以独立灾害体为对象的点评估,以小面积行政自然区为对象的面评估和以大面积行政自然区为对象的区域性评估。根据灾情构成,将地质灾害评估内容和步骤分为4个方面:危险性评价,易损性评价,破坏损失评价,防治工程评价。应用该系统针对崩塌、滑坡、泥石流、岩溶塌陷、地面沉降、地裂缝、海水入侵、膨胀土胀缩等8种地质灾害进行了研究,为决策部门确定灾害防治对策和管理提供了依据和方法。国际上自1990年开始制定了“国际减轻自然灾害10年”(IDNDR)计划,其中对于灾害定量化的研究是减灾科学中重要的问题。

地质灾害经济评价方面的进展:在开展地质灾害的勘查、监测和防治时,都涉及到经济活动或经济现象,需要作出合理的经济评价。但国内外目前尚缺乏可供借鉴的系统理论、方法和经验。目前在灾害经济评价中采用了价值评价法,还有效益评价法、机会成本法等,为制定和选择防治灾害最优决策方案提供可靠的经济依据。“八五”期间中国学者提出了地质灾害经济评价系统。它包括灾害风险评估(单项和综合地质灾害风险预测及评估,以及危险区预测和评估)和灾害经济评价(防灾方案技术经济评价,含防灾效益评价以及灾害损失经济评价)两部分,其中一系列技术方法的应用具有实用意义。

5)地质环境与地质灾害的勘查、监测和防治

对在人类工程经济活动影响下的地质环境和灾害进行勘查,并对其变化动态进行长期有效的监测,是研究保护地质环境和防治地质灾害的重要依据。不少国家开展对主要地质灾害勘查、监测和防治方法技术的研究,取得重要进展。中国已在各省、市建立了地质环境监测站网,在勘查技术新方法方面有遥感、高分辨率地震、高密度电法、土壤测氡等,并研制了218Po测氡仪和微机音频大地电场仪等两种新型勘查仪器。这种新的勘查技术方法和仪器对调查地面岩溶塌陷、地裂缝、活动断裂、隐伏溶洞、潜在的地质灾害有明显效果。

实践证明,遥感技术和GIS应用于地质环境和地质灾害的监测、管理有广阔前途。加拿大用最新发射的Radarsat最新数据研究环境地质问题。美国学者用雷达研究地壳形变、火山监测、新构造运动取得好的效果,中国学者用大量影像资料展示出煤层自燃火区地质灾害的情况。在第30届国际地质大会上,美、日学者报告了红外遥感技术,德国介绍了用高空间分辨率星载传感器在地质中应用的成果,荷兰将遥感用于灾害预防、防灾准备及减轻灾害3个方面的成果,这些都代表了当前国际上的研究水平。在地质灾害监测新仪器方面中国最近研制了地声监测器,滑坡诱发因素监测仪器,遥控边坡稳定性监测仪器和滑坡自动报警仪器4种类型,为采用多参数、多因素监测灾害发生提供了手段。地声监测对崩塌、滑坡孕育初期十分有效;滑坡诱发因素主要监测滑坡体内土壤含水率,孔隙水压力及土体温度;遥控全自动边坡稳定性系统可同时监测72个点上的滑坡地表位移或孔内位移;滑坡自动监测报警系统则监测滑坡位移参数,有16个通道,位移超过门限值时即发出声、光报警信号,其中一些仪器达到国际先进水平。

地质灾害治理新工艺新设备方面,研制成功MD-50型锚杆钻机,具有多用性,有钻进复杂岩层和处理事故的能力,可用来治理滑坡。此外还有扩底承压式预应力锚索,这是加固崩塌、滑坡体的重要治理工具。

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