城市建设的地质环境有哪些
Ⅰ 建设工程地质环境适宜性评价
6.4.1 评价因子的选取
建设工程地质环境适宜性评价是城市建设功能区划和城市规划的基本依据之一。对环胶州湾城市建设工程来说,地质环境的适宜性评价因子主要有5个方面(第一层)的22项(第二层)评价因子:环境地质条件对城市建设的适宜程度,包括地貌、植被分布、地下水质量等;工程地质条件对城市建设的适宜程度,包括断裂活动性、岩土体工程地质类型、软土顶板埋深、软土厚度等;地质灾害和环境地质问题的发育程度,包括崩塌、滑坡、海(咸)水入侵、海岸侵淤、土壤污染、土壤盐碱化等;地质资源的丰富程度和合理开发利用程度,包括水资源、地热资源、矿产资源、地质遗迹旅游资源等;人类工程活动,主要表现在重大建设项目及其类型、主要交通干线、港口码头等的发达程度。部分地质环境因子见城市建设主要地质环境问题分布图(图6.3)。
Ⅱ 地质环境
【地质环境】是指与人类社会关系最密切的岩石圈表层所有组成部分,包括岩石、土壤、地下水、地质过程和现象等,相互联系、相互作用,并积极与大气、水、生物圈进行物质交换和能量流动的环境子系统。地质环境是有空间概念的,它的上限是岩石圈的表面,下限位置,决定于人类社会的科学技术发展水平,以及进入岩石圈内部的活动深度。
【地质资源环境】是指除矿产资源以外,在一定的技术经济条件下,地质环境中对人类有用的一切物质。包括地下水、地质遗迹、地质地貌类景观等。
【地质环境行政管理】是指国土资源管理部门及其工作人员,依据有关法律、法规,在国务院赋予的地质环境保护管理职能范围内,采用法律、经济、技术、行政、教育等手段或措施,对地质环境保护、治理活动中的社会公共事务进行的管理。通过管理,防止、控制和减轻地质环境向不利于人类生存活动方向发展,预防和治理各种地质因素与过程对人类生存、生产和生活的危害和破坏;鼓励人类合理利用地质环境,达到既能发展经济满足人类需要,又不超出环境容许极限的目的。
【地质环境监督管理】是指国土资源管理部门承担的对地质环境保护的职能,和开发利用的监督管理职责。主要包括区域地质环境、城市地质环境、矿山地质环境的保护和地质灾害防治;组织监测、防治地质灾害和保护地质遗迹;依法管理水文地质、工程地质、环境地质勘查和评价工作;监测、防止地下水的过量开采与污染;保护地质环境;认定具有重要价值的古生物化石产地、标准地质剖面等地质遗迹保护区等。
【区域地质环境监督管理】是指在自然地理单元或社会政治经济单元划定的地域内开展地质环境保护监督管理工作,其目的是努力使区域开发建设活动与资源合理利用、地质环境质量的保护和改善相适应,为区域可持续发展服务。
区域地质环境调查评价和预测是区域地质环境监督管理的基础和前提。要全面了解区域社会经济总体发展规划,调查评价区域资源态势,划定区域地质环境功能区,判定区域主要环境地质问题,论证开发建设活动的可持续发展能力,进行地质环境预测与风险分析,确定区域地质环境容量和提出地质环境合理利用与防治方案。
区域地质环境监督管理工作,涉及面广,综合性强,服务层次高,它必须落实到区域规划、建设、管理的全过程。建立区域地质环境管理体系包括:区域地质环境保护规划、有关政策与法规、对策与措施、监测预报信息系统以及有关管理制度等。
【城市地质环境监督管理】城市地区国土开发强度最大,地质环境变化显著。由于地质环境条件和人为不合理开发利用地质环境,环境地质问题突出,有的已构成地质灾害,已成为城市发展的重要制约因素。
城市地质环境监督管理工作要贯穿于城市规划、建设和管理的全过程中。从总体上看,要抓好6个重点工作:①城市区域地壳稳定性评价;②地基稳定性评价;③供水条件和水资源保护问题;④城市废弃物外置的地质条件评价和监测;⑤地质景观资源和建筑材料的调查和评价;⑥城市地质灾害的评价、监测和预测。
加强城市地质环境保护,首先要制定相应的城市地质环境管理配套法规,明确城市规划要有地质环境合理开发利用区划为依据;重大工程建设项目必须进行地质环境影响评价;城市发展规模的确定,必须充分考虑地质环境的可能容量及承载力;提出的地质环境问题及地质灾害的整治意见以及预测、预报信息,有关部门要及时采取有效的治理和保护性措施。
【矿山地质环境监督管理】矿山地质环境的监督管理主要包括:①制定和完善矿山地质环境监督管理法规,依法进行监督管理;②根据矿业生产特点,制定矿山地质环境影响评价和管理办法,要把地质环境的勘查、评价、治理、监督贯穿到矿山勘探、设计、建设、生产的全过程中;③对新建矿山要执行环境影响评价报告制度;防治污染和其他地质灾害的措施,必须与主体工程同时设计、同时施工、同时投产;④采取措施,加强对矿山“三废”的综合开发利用,逐步实现尾矿、矸石及矿坑排水资源化;⑤建立矿山地质环境监测站网、预测预报工作,及时提出预防灾害措施;⑥建立完善监督管理机构。
【地质灾害防治管理】地质灾害防治管理的基本内容主要包括以下几个方面:①编制并组织实施地质灾害防治规划、计划;②编制本行政区域的年度地质灾害防灾预案,划定危险区并对其监督管理;③城市建设、工程项目建设,申请建设用之前必须进行地质灾害危险性评估,评估结果由省级以上国土资源管理部门认定后,方可办理建设用地审批手续;④组织开展地质灾害监测、预报,制定治理方案并组织实施;⑤负责地质灾害防治工程,承担勘查、设计、施工、监理单位的监质管理;⑥进行地质灾害责任鉴定和纠纷调处。
【地质遗迹】是指在地球演化的漫长地质历史时期,由于各种内外动力地质作用,形成、发展并遗留下来的珍贵的、不可再生的地质自然遗产。被保护的地质遗迹是国家的宝贵财富,任何单位和个人不得破坏、挖掘、买卖或以其他形式转让。地质遗迹的保护是环境保护的一部分,应实行“积极保护、合理开发”的原则。国务院国土资源管理部门对全国地质遗迹保护实施监督管理。县级以上人民政府国土资源管理部门在同级环境保护行政主管部门协助下,对本辖区的地质遗迹保护实施监督管理。
【地质遗迹保护】地质遗迹保护划分为以下七类:
对追溯地质历史具有重大科学研究价值的典型地层剖面、生物化石组合带地层剖面、岩性岩相建造剖面及典型地质构造剖面和构造形迹;对地球演化和生物进化具有重要科学文化价值的古人类与古脊椎动物、微体古生物、古植物等化石与产地以及重要古生物活动遗迹;具有重大科学研究和观赏价值的岩溶、丹霞、黄土、雅丹、花岗岩奇峰、石英砂岩、峰 林、火山、冰川、陨石、鸣沙、海岸等奇特地质景观;具有特殊学科研究和观念价值的岩石、矿物、宝玉石及其典型产地;有独特医疗、保健作用或科学研究价值的温泉、矿泉、矿泥、地下水活动痕迹以及有特殊地质意义的瀑布、湖泊、奇泉;具有科学研究意义的典型地震、地裂、塌陷、沉降、崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害遗迹;需要保护的其他地质遗迹。
【地质遗迹保护区分级】对具有国际、国内和区域性典型意义的地质遗迹,可建立国家级、省级、县级地质遗迹保护区、地质遗迹保护段、地质遗迹保护点或地质公园,以下统称地质遗迹保护区。
地质遗迹保护区的分级标准;
国家级:①能为一个大区域甚至全球演化过程中,某一重大地质历史事件或演化阶段提供重要地质证据的地质遗迹;②具有国际或国内大区域地层(构造)对比意义的典型剖面、化石及产地;③具有国际或国内典型地学意义的地质景观或现象。
省级:①能为区域地质历史演化阶段提供重要地质证据的地质遗迹;②有区域地层(构造)对比意义的典型剖面、化石及产地;③在地学分区及分类上,具有代表性或较高历史、文化、旅游价值的地质景观。
县级:①在本县的范围内具有科学研究价值的典型剖面、化石及产地;②在小区域内具有特色的地质景观或地质现象。
【地质公园及其分级】地质公园(Geopark)是指具有特殊的科学意义、稀有的自然属性、优雅的美学观赏价值,并具有一定规模和分布范围的地质遗迹发育区。它融合自然景观与人文景观并具有生态、历史和文化价值,是为人们提供具有较高科学品位的观光游览、度假休息、保健疗养、科学教育、文化娱乐的场所。同时也是地质遗迹景观和生态环境的重点保护区、地质科学研究与普及的基地。因此,地质公园是保护地质遗迹、向公众普及地球科学知识和促进地方经济可持续发展的一种重要形式。地质公园可划分为三级,即国家级、省级和市级。
【古生物化石】是指人类史前地质历史时期形成并赋存于地层中的生物遗体和活动遗迹,包括植物、无脊椎动物、脊椎动物等化石及其遗迹化石。它是地球历史的鉴证,是研究生物起源和进化等的科学依据。古生物化石不同于文物,它是重要的地质遗迹,是我国宝贵的、不可再生的自然遗产。它具有综合价值:①为国内乃至国际研究动植物生活习性、繁殖方式及当时的生态环境,提供十分珍贵的实物证据;②对研究地质时期古地理、古气候、地球的演变、生物的进化等具有不可估量的价值;③探索研究地球生物的大批死亡、灭绝事件,提供罕见的实体及实地;④有些特殊、特形化石其本身或经加工具有极高的美学欣赏价值和收藏价值,因此,在一定意义上,它也是一种重要的地质旅游资源和旅游商品资源。
国家对下列古生物化石和古生物化石产地实行重点保护:①已经命名的古生物化石种属的模式标本;②保存完整或者较完整的稀有的古脊椎动物化石;③国内稀有或者在生物进化及分类中具有特殊意义的化石;④大型的或者集中赋存的重要古生物化石产地。
【古生物化石采掘管理制度】古生物化石的采掘管理制度是国土资源部第13号令发布施行的《古生物化石管理办法》的核心内容。考虑到古生物化石所具有的较强的专业性,《古生物化石管理办法》建立了专家评审与事后备案相结合的古生物化石的采掘管理制度,即科研机构、高等院校为了科学研究、教学和科学普及的需要,在国家级古生物化石保护区内采掘古生物化石的,由国土资源部组织古生物化石专家评审;在省级古生物化石保护区采掘古生物化石或者在省级古生物化石保护区外采掘重点保护的古生物化石的,由省、自治区、直辖市人民政府国土资源管理部门组织古生物化石专家评审。同时要求其在采掘活动结束后30日内,要将采掘获得的全部古生物化石清单报采掘所在地的县级人民政府国土资源管理部门备案。
【古生物化石与文物的区别】化石不同于文物,主要在以下几方面:
(1)在属性上,古生物化石指地质时期由于地质作用形成并赋存于地层中的生物遗体和活动遗迹,包括植物、无脊椎动物、脊椎动物等化石及其遗迹化石。它们是经过漫长地质作用形成的、不可再生的自然遗产。而文物是人类生产、生活保留下来的遗物。
(2)古生物化石的时间跨度是“史前”的地质时期。而文物的时间跨度是指“人类历史以来”。
(3)在保护方法上,由于古生物化石与文物自然属性以及保存状态的差异,古生物化石除了保护实体外,更侧重于产地保护,如建立保护区等,提供科学家研究生物及生活及埋藏环境。而文物侧重于实体保护和博物馆保护。
(4)在科学研究范畴上,文物研究属社会科学类,而古生物化石研究属自然科学类,前者属考古学,后者属古生物学。
(5)在科学研究用途上,古生物化石是地球历史演变和生物演化的重要鉴证,而文物是人类文明和社会发展的见证。
【古生物化石出入境管理制度】古生物化石的出入境管理是有效制止古生物化石流失国外的必要环节。为打击各种走私贩卖古生物化石的活动,国土资源部第13号令发布施行的《古生物化石管理办法》规定,因科学研究、教学、科普展览等,需将古生物化石运送出境的,由国土资源部发放出境证明;对临时入境、复带出境的古生物化石的查验、复验,由国土资源部指定的机构负责;查验、复验相符的,由国土资源部发放出境证明。
【地质环境监测网络】地质环境监测是有效实施地质环境保护与管理的重要基础性工作。完善地质环境监测网络并保障其正常运行,提供优质服务,已成为一项十分必要而紧迫的基础性、公益性工作。地质环境监测网络建设是以城市、重要经济、重大工程区、矿山和地质灾害威胁较严重的地区为重点,以地下水位、水质和地质灾害为主要监测对象,以调查——规划设计——调整建设——日常监测与维护——信息数据处理——综合评价——信息管理与发布为主线,最终形成与气象、水文、海洋、地震和环保具有同等地位的全国六大公益性监测网之一,实现全国地质环境的有效监控。
地质环境监测要实现地质灾害与地下水监测并重;地下水资源与环境功能监测并重;地质灾害专业监测与群测群防相结合。监测成果面向政府,为地质环境管理与保护服务,为国家重大决策提供基础支持;面向社会,为防灾减灾提供信息服务,为社会经济可持续发展提供保障;促进调查评价与监测相结合,调查评价为监测提供背景条件,监测为调查评价提供基础支持,形成三大监测网络、2个信息系统:
三大监测网络:以国家级地质环境监测网络为龙头,带动形成全国地质环境3级监测体系:地下水环境监测网络;重要地区地质灾害专业监测网络;地质灾害易发区群测群防监测网络。
两个信息系统:通过地质环境基础数据库、地下水环境监测数据库、缓变性地质灾害监测数据库和突发性地质灾害监测数据库的建设、完善与集成,建立基于GIS的预警与辅助决策支持系统和基于网络的监测信息分级管理与发布系统。
Ⅲ 城市地质环境评价原理
城市地质环境评价与区划涉及的是一个与自然科学和社会科学相交叉的研究内容,因而主要的研究方法也会是多学科的理论与方法。主要运用了在评价过程中对地质安全性研究中体现地壳稳定性和建筑物安全过程的协同论原理,体现在安全保障前提下评价建设用地适宜性时运用层次性原理来体现问题研究的协同论;在风险评价过程中对灾害发生运用突变性原理来体现风险发生时的协同论。同时,在相关评价研究中也会运用到可持续发展的理论与方法、经济学中数量经济的理论与方法等。
一、人地协同理论
人地协同理论是研究人类与自然之间和谐共存、反馈与制约、利用与合作、发展与协调等系列关系及规律的科学。对人地协同理论的研究,首先应从人地关系入手,人地之间的客观关系是人对地有依赖性;地是人赖以生存的物质基础和空间场所,地理环境影响人类社会的地域特性,制约着人类社会活动深度、广度和速度。在人地关系中人居于主导地位,人具有主观能动性,地理环境为可被人类认识、利用、改变和保护的对象。人地关系是否协调或矛盾,决定于人、地两个方面。人地协同理论涉及众多的原理,最为主要的是层次等级性原理和突变性原理等[1,2]。
(一)层次等级性原理
层次等级性原理是把整个客观世界看做一个结构有序的、多层次等级结构的统一体。客观世界的多样性、统一性正是通过层次性表现出来的。在一个系统中,无论结构还是功能都具有等级性,处于不同层次的等级系统,具有不同的结构,亦具有不同的功能[3]。
地质环境是城市环境系统的载体,城市建设用地评价是对城市地质环境系统的资源配置过程。因此,层次系统论在地质环境、建设用地评价利用规划及它们的相互关系中有着重要的指导作用。层次系统论对建设用地利用规划中的地质环境分析的指导作用主要体现在以下几个方面:
1)建设用地评价利用规划要从整体性角度研究和把握建设用地评价中考虑的问题。
2)“地质环境系统”和“社会经济系统”是建设用地评价与规划的子系统,有必要把二者进行整合作为一个“复合系统”加以研究。
3)城市建设用地评价利用与规划的地质环境分析是将地质环境条件对城市建筑用地利用影响的内在机理,城市空间发展布局、土地利用模式及地质环境适宜性等作为城市土地功能规划的重要基础研究内容,是强调地质环境和规划功能的整合与统一。这正是系统论的基本思想和内涵,也是城市土地可持续利用和建设用地功能规划研究的根本点和出发点。
4)建设用地的功能规划的地质环境条件分析将“城市建设用地功能—地质环境系统”的结构性、开放性和动态性作为建设用地功能规划的重要内容。从整体上研究系统结构与功能、系统与环境的相互关系。
(二)突变性原理
“突变”是强调变化过程的间断或突然转换的意思[4,5]。突变论的主要特点是用形象而精确的数学模型来描述和预测事物的连续性中断的质变过程。地质环境系统的演化是系统由一宏观的稳定态变为非稳定态,再向另一新的宏观稳定态转化的过程[6]。
地质环境系统由稳定态向另一新的稳定态转变的过程必然经历了一个失稳的阶段,在这个阶段各种过程可以渐变的方式完成系统质的变化,也可以突变的方式发生质变。例如,地震是地球内部能量释放的突发现象,对城市的破坏可能是毁灭性的,如唐山大地震、汶川大地震。同样,构造蠕变也是地球内部能量释放的一种方式,不过它是以渐变的形式进行的。又如岩土的侵蚀、泥石流、崩塌这些突发事件也可以渐进的水土流失方式进行。至于滑坡就有突变性和蠕动滑移的两种形式[7]。
地质环境系统的渐变和突变并不是完全独立的,一种因素或状态的变化仍会对另一种因素或状态产生影响。例如,地面塌陷可以沟通地表水与地下水的联系,还可使水质发生改变。地表水的渗入可以减缓地下水的下降速度,并因地表水的掺和而使水质发生变化[8]。大量的研究表明,突变的发生都有一定的前兆,这个累进性的酝酿阶段是非常敏感的,突变之前存在一个增长、加速渐变的进程,这一点对于灾害预报有着特别重要的意义。如地震、滑坡、地面塌陷等地质灾害即有产生、发展和破坏过程。
二、可持续发展理论
“可持续发展”是1987年以挪威前首相布伦特兰夫人为首的世界环境与发展委员会提出的理念。可持续发展理论作为一种新的发展观和发展战略,得到国际社会的广泛认同,成为许多国家选择发展目标和制定发展规划的基本理念。
城市建设用地利用评价与规划的实质就是协调人的社会经济活动和自然地质环境发展过程中的土地资源的合理配置,使之达到城市土地合理利用、地质环境受到保护、经济稳步增长的效果。城市建设用地评价与规划利用是一个以社会属性、经济属性及自然过程为相互关系构成的社会经济自然复合系统,在这样的系统中虽然人的活动占着主导地位,但不能摆脱自然生态过程的制约。可持续发展理论对城市建设用地利用规划的指导作用,主要体现在以下方面[9,10]:
1)可持续发展强调社会、经济、环境的和谐发展。破坏地质环境的经济发展或者不能促进当地社会经济进步的环境发展并非是可持续的。因此,从科学合理利用城市土地资源,保护地质环境的角度出发,以地质环境条件对城市土地利用的制约与影响进行土地利用规划的地质环境评价研究是必需的。
2)可持续性原则的核心是可持续的,其主导思想是科学合理利用自然地质资源为人类社会经济发展服务。一方面地质资源与环境是人类生存与发展的基础条件,离开了地质资源与环境就无从谈起人类的生存与发展,所以可持续发展要求人们根据可持续性的原则开发利用自然地质资源。超越了地质环境所能承载的极限将会阻碍城市经济增长和地质环境的破坏。另一方面,人类对城市土地资源的利用与保护也不是完全被动的,而应该遵循自然规律,充分发挥主观能动性,对城市土地资源加以保护和利用,以提高城市土地资源的利用效率。
三、数量经济和模糊优化理论
数量经济学是在经济理论的分析基础上,利用数学方法和计算技术,研究经济数量关系及其变化规律的经济学科。通过经济数学模型来研究经济数量关系,是数量经济学的特征。数量经济学在经济科学体系中的地位,相当于数学在所有科学中的地位。由于它以特有的经济数学模型方法专门研究经济数量关系,从而为其他经济学科的深化提供了一般的分析方法和方法论。在这个意义上,数量经济学是一门方法论学科。另外有人认为,数量经济学是研究经济数量关系的计量学科,或是研究组织管理的方法和技术的学科[11]。
数量经济学的方法主要是经济数学模型方法,包括经济系统分析、经济计量分析、投入产出分析、费用效益分析、最优规划分析、电子计算机模拟,等等。在研究和使用这些经济数量分析方法时,应遵守一系列原理和原则,如量的分析要以质的分析为前提,生产技术联系要与社会经济联系相统一,对数学和电子计算机的作用要有正确的评价等。
数量经济学与技术经济学等学科既有密切联系又有所区别。数量经济学与技术经济学在内容上有相互交叉、重叠的部分。例如,费用效益分析、最优规划分析等既是数量经济学的重要方法,又在技术经济计算中广泛采用。数量经济学与技术经济学的区别在于,两者研究的范围和侧重面不同,后者只研究生产力方面的数量关系问题,前者还研究生产关系方面的数量关系问题;后者是从宏观角度来研究微观问题,前者是在微观研究的基础上侧重于宏观问题的研究[12]。
模糊理论是以模糊集合为基础,其基本精神是接受模糊性现象存在的事实,而以处理概念模糊不确定的事物为其研究目标,并积极地将其严密地量化成计算机可以处理的信息,不主张用繁杂的数学分析,即用模型来解决。最优化理论是指自然选择总是倾向于使动物最有效地传递其基因,因而也是最有效地从事各种活动,包括使它们活动时的时间分配和能量利用达到最佳[13~15]。其理论应用详见后面评价方法论述的相关章节。
Ⅳ 城市建设用地地质环境质量评价方法研究
苏晶文1 刘红樱1 沈莽庭1 梁合诚2 李东红3 周建伟2 龙浔莲3
(1.南京地质矿产研究所,南京210016;2.中国地质大学<武汉>,武汉430074;3.江西省地质环境监测总站,九江330012)
摘要:通过对九江市城市建设用地地质环境质量评价方法的试点研究,拟建立一整套城市建设用地地质环境质量评价方法及指标体系,以求对不同类型城市的地质环境做出客观合理评价,从而为城市规划、建设、管理提供相应的地质环境信息方面的决策支持,最大限度实现城市建设与地质资源环境的优化配置,达到城市建设安全、合理、经济的目的。
关键词:城市建设用地;评价方法;九江
江西九江市位于长江中下游南岸,以长江为界,与湖北和安徽相邻,是一座具有2200多年历史的江南文化名城和旅游城市,集名山(庐山)、名江(长江)、名湖(鄱阳湖)于一体,总体地形南高北低,由庐山的中低山过度到丘陵、垅岗和冲积平原。地表水体主要有长江、鄱阳湖、赛湖和七里湖等。随着社会经济的快速发展,城市化不断加速,九江市城市建设用地资源日益紧张,原有的建设用地地质环境质量也呈现出错综复杂的情况,因此拟尝试建立一整套城市建设用地地质环境质量评价方法及指标体系,以求对城市的地质环境作出客观合理评价,从而为城市规划、建设、管理提供相应的地质环境信息方面的决策支持,最大限度地实现城市建设与地质资源环境的优化配置,达到城市建设安全、合理、经济的目的是具有十分重要意义的。
1 评价方法的确定
1.1 工作流程
对于本次城市建设用地地质环境质量评价的方法研究工作步骤见图1所示。
1.2 评价指标体系分析
评价城市建设用地地质环境质量的影响因素主要有:(1)气象的如气温、降雨量、蒸发量、气压带、气候分区、风力等;(2)水文的如地表水体面积、流域面积、地表径流量、水力特征、水位、水体污染情况如污染物质成分、污染源、污染途径、污染程度、污染范围及污染的发展趋势等;(3)地形如类型、地表高程、地面坡度、地形切割密度等;(4)地貌如微地貌形态、地貌单元、总体地势等;(5)地层岩性如第四系堆积物厚度、岩石成因类型等;(6)地质构造如断层、褶皱、节理裂隙等;(7)地震的烈度、动峰值加速度、历史地震活动情况等;(8)水文地质诸如地下水赋存类型、含水层的埋藏条件、水位埋深、单井涌水量、地下水类型、矿化度、腐蚀性等级、地下水开采现状、水位变幅、地下水的补给、径流和排泄等;(9)工程地质的方面如区域地壳稳定性、基岩埋深、主要持力层岩性、承载力、岩土体工程地质分区、不良地质与特殊性岩土等方面的因素。地下水环境问题主要包括水资源短缺、利用不合理、水质恶化、管理落后等因素;地质灾害问题主要包括地面沉降、地裂缝、地面塌陷、崩塌、滑坡、泥石流、咸水入侵、斜坡不稳定性、港口侵蚀与堆积、砂土液化、黄土湿陷、水土流失等地质因素;矿山环境地质问题;放射性污染问题以及江海岸坍塌与河口海岸的冲淤变化等的影响评价因子体系。
华东地区地质调查成果论文集:1999~2005
经过计算得到B=(b1b2b3b4b5)
结果判断:
如果max(b1b2b3b4b5)=b1,则此评价单元为Ⅰ级;
如果max(b1b2b3b4b5)=b2,则此评价单元为Ⅱ级;
如果max(b1b2b3b4b5)=b3,则此评价单元为Ⅲ级;
如果max(b1b2b3b4b5)=b4,则此评价单元为Ⅳ级;
如果max(b1b2b3b4b5)=b5,则此评价单元为Ⅴ级。
2 评价结果与分析
在本次九江的建设用地地质环境质量评价计算中,因数据相当多,且整个计算过程较为繁琐,我们主要通过编好的计算程序CityGeology来进行计算,将结果统一整理汇总。
在MapGIS平台上形成城市建设用地地质环境质量评价分区图,以体现规划区内的城市用地的地质环境对城市建设适宜性的差异。最终的评价结果、等级划分及说明见表6。
表6 九江市城市建设用地地质环境质量评价结果的等级划分及说明
3 结束语
通过运用敏感因子-模糊聚类综合评判法对九江市建设用地地质环境质量评价,获得比较满意的结果,此数学模型能够反映出建设用地质量评价的优劣好坏,是解决城市建设用地质量评价问题一种好的理论方法和手段。
参考文献
[1]许嘉巍,刘惠清.长春市城市建设用地适宜性评价.经济地理,1992,19(6),101~104
[2]陈桂华,徐椎利.城市建设用地质量评价研究.自然资源,1995,5(4):22~30
Research of Geological Environmental Quality Evaluation of Urban Development Land
Su Jingwen1, Liu Hongying1, Shen Mangting1,Liang Hecheng2, Li Donghong3, Zhou Jianwei2, Long Xunlian3
(1. Nanjing Institute of Geology and Mineral Resources, Nanjing 210016; 2. China University of Geosciences, Wuhan 430074; 3. Jiangxi General Monitoring Station for Geo-environment, Jiujiang 330012)
Abstract: Through the experimental research of geological environmental quality evaluation of urban development land of JiuJiang, a suit of evaluation method and index system are trying to establish. So the geological environment of different type of cites can be evaluated objectively. The research will provide the decision-support in the aspect of geological environment information for city-planning, city-construction and city-management, and the optimizing configuration between city-construction and geological environment in the largest extent will be realized. The intention of secure, reasonable and economic city-construction also will be achieved.
In this research, the mathematics model of fuzzy clustering evaluation is used. In this model we choose four sensitive factors and eleven important factors. All these factors are the main influencing factors of geological environment of urban development land. Sensitive factors can negate construction suitability directly. The weighing of important factors is decided by the method of “expert-arrangement analysis”.
Because of the large number of data, we use the program CityGeology to calculate these data. Then the results form a subarea map of city construction suitability on the platform of MapGIS.
It is proved that the method of fuzzy clustering evaluation can attain relatively satisfactory result. The result can reflect the geological environment quality of urban development land. It is a good theoretical method and means to solve the problem of geological environment quality evaluation of urban development land.
Key words: Urban development land; Evaluation method; Jiujiang
Ⅳ 城市水土环境变化环境地质指标体系
一、城市水土环境变化调查指标体系
本项目依据环境地质指标的构建原则,基于我国在城市水土环境方面的大量研究,结合国内外为应对城市水土环境变化而设立的各种地质环境调查指标设计,以影响因素→状态变化→危害与后果为主线,按影响指标(危险性)、状态指标(状态变化)、后果指标(危害)进行分类,构建城市水土环境变化地质环境调查指标体系,具体指标见表7-3。
表7-3 城市水土环境变化地质环境调查指标体系
其指标主要涉及城市水土环境变化过程中地表系统的物理、化学作用,以及生物/非生物演化过程,以状态值或短时间尺度的变化来测量或监测城市水土环境变化的过程。影响、状态和后果三个方面相互结合,全面系统地揭示了城市水土环境变化的本质。
(一)影响指标
1.地形地貌
地形地貌指标选用地貌类型、地形坡度和山地面积三个参数。我国地貌类型的多样化使得不同地域的城市地貌类型组成、复杂程度不同,山地所占面积不同,地形坡度亦不同,因而可能产生的水土环境问题的类型和程度大不相同。如地形的复杂程度及斜坡坡度控制着崩塌、滑坡、泥石流产生的临空条件。
2.包气带
包气带是指位于地球表面以下、潜水面以上的地质介质。土壤类型是具体监测土壤这一自然影响指标的参数。是大气水和地表水同地下水发生联系并进行水分交换的地带,它是岩土颗粒、水、空气三者同时存在的一个复杂系统。备选参数中,土壤类型对地下水的入渗补给量具有显著影响,同时也影响污染物垂直向非饱和带运移的能力。特殊土是指具有特殊物质成分和结构、赋存于特殊环境中、易产生不良工程地质问题的区域性土,如黄土、膨胀土、盐渍土、软土、冻土、红土等。当其与工程设施或工程环境相互作用时,常产生特殊土地质灾害。包气带地球化学反映各种元素在包气带中的迁移和富集规律,城市包气带介质中元素的地球化学分布特征不同,产生的水土环境污染具有不同特征,原生地球化学异常会导致某城市特殊的水土环境问题。
3.水文
在城市发展中,一些不合理的湿地开发行为导致其功能退化,美国农业部门研究表明,城市化进程都涉及侵占实地问题,美国已经丧失了58%的湿地,由此可见,湿地面积可以反映城市水土环境开发建设的合理性。城市地表水体水文过程直接制约着污染物在水体内的迁移转化,危及到地表水水质安全所在。随着水位的变化,其底质环境范围也在增加与减少,不同高程的土壤淹没与否,导致其形成底质中主要离子的溶解与析出,引起其在水体中浓度的变化。另外,在一定变化范围内,通常流量愈大,其主要离子的含量愈小。所以选用河、湖及其他地表水体(包括湿地、季节性积水洼地)的流量和水位描述水文对城市水土环境的影响。
4.水文地质
本研究选用含水层岩性,非饱和带介质岩性,含水层导水系数三个参数对水文地质条件进行描述。地下水污染物的扩散和动态分布特征与水文地质背景密切相关。对同一污染源而言,地下水污染通道、主要途径以及污染风险大小都取决于其固有的水文地质特性。
含水层岩性影响地下水的渗流,污染物的运移路线主要由含水层岩性所控制。一般情况下,含水层岩性的颗粒越粗或裂隙和溶洞越多,渗透性越大,含水层岩性所具有的稀释能力越小,含水层的污染潜势越大。
非饱和带的介质岩性决定着土壤层和含水层之间岩土介质对污染物的削减特性,因此非饱和带也对地下水遭受污染产生影响。
含水层导水系数反映含水层介质的水力渗透性能,控制着地下水在一定的水力梯度下水的流动速率,而水的流动速率控制着污染物在含水层内迁移的速率。
5.气象
选用降水量,酸雨(pH、强度、频度),沙尘暴(风速、大风日数)三个参数对影响城市水土环境变化的气象因素进行描述。
(1)降水是陆地上一切水资源的补给来源,是一种潜在的水资源。通常降水与河川总径流量、地表水资源量都具有良好的对应关系,另外,它还是地表水的重要补给,因此本研究选用降水量对降水进行监测。
(2)酸雨对水环境的直接后果就是水体酸化,而水体酸化将引起水体中一系列物理、化学和生物变化,这些变化相互关联,最终导致水中元素的含量、形态和生物有效性发生改变;另外,酸雨对土壤环境也产生重要影响,主要表现为:盐基阳离子的淋失,土壤pH值下降,酸中和容量减小,土壤中铝的活化等。本研究选用酸雨pH、强度和酸雨率三个参数对酸雨进行刻画,其中酸雨率为该地区酸雨次数除以降雨的总次数。其最低值0%,最高值为100%。如果有降雪,当以降雨视之。
(3)沙尘暴会使土壤受到不同程度的风蚀危害,沙尘暴特别是强沙尘暴危害巨大,轻者刮走表层土,重者可使土壤变得贫瘠粗化。本研究选用沙尘暴强度、持续时间和频率三个参数对其进行刻画。
6.生态
分别选用绿地率和地面硬化率作为刻画城市生态的正向和逆向参数。这是因为城市绿地具有诸多水文效应。对保持城市水土环境具有至关重要的作用,通过绿地土壤入渗及贮存作用,实现降水的再分配,延长水资源在流域的滞留时间,增加大气降水的有效利用,城市绿地植被可以净化水质,过滤、吸收或吸附各种营养元素和污染物质,分泌抗菌物质、减少细菌数量,为水输送氧气,保护和改善水质改善流域水环境。相反,过量的地面硬化率则不利于城市生态的健康发展。它使城市地下水得不到有效补充,造成城市缺水现象严重。另外,由于水量下渗的减少,使城市土壤本来可以发挥作用的环境净化功能不能有效利用,土壤水库功能不能发挥。更为严重的是,由于城市地表存在大量的尘土,其中包含大量的污杂物,因此径流的形成虽然似乎能洗涤地表,但也将这些污染物快速地带入了城市通道,进而污染城市水土环境。严重污染的城市地表径流,直接从城市雨水管道口流入内河,污染了河水,造成城市水土境保护的恶性循环。
7.水资源开发利用
水资源开发利用是影响城市水资源多寡的重要因素。目前城市由于经济发展和人口膨胀,导致地表水利用量和地下水开采量增加,有些城市,甚至超过水资源可开采量,由此引发一系列水资源问题。因此本研究选择地表水利用量、地表水可利用量、地下水开采量、地下水可开采量描述城市水资源开发利用情况。
8.人为地质营力
(1)人口。众所周知,城市人口分布过密,当人口数量超过其承载能力,就会带来严重的水土环境破坏,为了满足日益增长的人口生活需求,势必索取足够的水土资源,而过多的人口,在占有了水土资源之后,又将污染物排入水土环境,最终导致城市水土环境逐步恶化。因此选用总人口、人口密度以及人口增长率来描述城市人口规模和增长对城市水土环境的影响。
(2)社会经济。城市工矿企业密集,工业废水、废渣,使水土环境污染程度远比乡村严重得多。另外,企业单纯追求经济效益,忽视环境效益和生态效益,工业发展中,资源消耗较高,综合利用率较低等对水土环境产生不利影响。因此选用GDP、GDP增长率、万元GDP能耗、万元GDP水耗对社会经济对水土环境的影响进行描述。
(3)城市建设。城市建成区在单核心城市和一城多镇有不同的反映。在单核心城市,建成区是一个实际开发建设起来的集中连片的、市政公用设施和公共设施基本具备的地区,以及分散的若干个已经成片开发建设起来,市政公用设施和公共设施基本具备的地区。对一城多镇来说,建成区就由几个连片开发建设起来的,市政公用设施和公共设施基本具备的地区所组成。建成区占城市地区总面积的比例,反映了城市土地利用结构的合理化水平,它能直接影响城市土地资源的布局,也能间接影响城市水环境的状况。此外,农业用地比例和矿山开发程度,直接影响城市水土环境的变化。
(4)污染物排放。污染物排放是导致城市水土环境恶化的重要源头。本研究主要选取与城市相关的主要污染源,包括工业废水排放量及主要污染物排放强度、生活污水排放量及主要污染物排放强度、固体废物(包括工业固废、生活垃圾、危险废物、医疗废物、城市污水处理厂污水处理产生污泥等)渗滤液产生量及主要污染物强度等。
(5)污水处理率。污水处理率指经过处理的生活污水、工业废水量占污水排放总量的比重。计算公式:污水处理率=污水处理量/污水排放总量×100%。
(6)雨洪利用率。我国诸多城市一方面水资源短缺,另一方面过境洪水利用率低,形成过境水量大、利用率小、洪涝灾害和持续干旱频繁发生的局面。因此有必要将雨洪利用率纳入人为地质营力可测量参数范围内。
9.工程地质
城市规划与工程建设会影响城市水土环境变化,本文结合已有的城市工程环境地质指标和城市水土环境因素,选择边坡稳定性,容积率和场地土类型作为测量参数。其中,容积率是衡量建筑用地使用强度的一项重要指标。其计算公式为:容积率=总建筑面积÷建筑用地面积。
10.城市地质灾害
本部分选取了对城市水土环境变化具有明显影响的地质灾害作为测量参数,可测量参数包括滑坡、泥石流、洪涝灾害发生频率,地震发生频率和烈度。
(二)状态指标
状态指标包括水土环境和水土资源两方面的内容,其中水土环境包括地表水水质、地下水水质和土壤质量三个地质环境调查指标;而水土资源包括水资源量、地下水位和土地利用三个地质环境调查指标。下面逐一对环境地质指标进行简单阐述。
1.地表水水质
地表水水质反映了城市地表水环境质量状况。在人类活动密集的城市区域,自然因素对水环境的作用相对微弱,水质主要与人类的生活和生产活动密切相关。因此在选择可测量参数时,既要考虑到常规水质参数,如pH、水温、COD、BOD、凯氏氮和非离子氨、酚、氰化物、砷、汞,铬(六价)、总磷等,还要依据城市工矿企业排污特点确定特殊水质参数,如一些重金属参数和有机污染物参数。当需要对地表水水质进行综合评判时,应选用地表水质综合指数和地表水质级别来进行判断。
2.地下水水质
地下水水质反映了城市地下水环境质量状况,它同样受到自然和人为两方面的影响。通常选用地下水主要化学类型表征地下水原生化学特征。用常规水质参数和特殊水质参数表征地下水受人类活动影响化学特征的变化。当然,在对地下水水质进行综合评判时,同样选择水质综合指数和水质级别进行表征。
3.土壤质量
土壤质量反映了城市土壤质量状况。与水质指标类似,它既受原生土壤性质的影响,也受到人类活动的干扰,通常,人类活动的影响更大。在选择土壤质量可测量参数时,本研究选择pH,含水率,重金属浓度,有机物浓度等对其进行刻画,各污染物的选择要充分考虑当地工矿企业的排污特点以及生活垃圾的污染情况。而土壤质量综合指数和土壤质量级别是对土壤质量进行综合评判的参数。
4.水资源量
水资源量是衡量城市水资源多寡的重要指标。目前这方面的监测参数研究较为成熟,选用地表水资源量、地下水资源量和水资源总量对其进行监测。
5.地下水位
地下水分为潜水和承压水,水位不仅反映地下水资源的状况,而且能够反映地下水环境的状况。因此选用潜水埋深和承压水水位进行表征。具体介绍见第五节重要环境地质指标释义。
6.土地利用
城市的土地空间是城市的物质载体,也是城市一切经济社会活动发生的场所和经济社会关系的物化表现。城市土地利用方式,是城市人口增长、规模扩大及经济社会变迁带来的物质性结果。同时,城市土地空间不同的用地特征,也可反映不同的城市特征以及城市化的不同阶段。通常城市土地利用方式从数量和结构两方面刻画城市土地资源,是描述城市水土环境状况的重要指标。城市土地按其用途可分为:工业仓储用地、住宅用地、商业金融用地、交通用地、公共建筑用地、市政用地等,其中工业用地、住宅用地和商业金融用地是城市总用地中所占比重大,对城市土地利用整体状况起决定作用,并对城市的性质和功能具有重要影响的地带。因此,在城市土地资源现状研究时,应对工业用地、住宅用地和商业金融用地的面积和结构进行重点描述。
(三)后果指标
1.水资源衰减
水资源衰减的直接表现是水位下降和缺水,表征二者的直接参数为水位降深、水资源衰减量和地下水可开采变化量。
表7-4 城市水土环境变化地质环境监测指标体系
2.海水入侵
陆地淡含水层的水位一般比海水水位高,但沿海城市经过长期大量抽取陆地淡含水层,会使其地下水位低于海水水位,导致海水(咸水)通过透水层渗入陆地淡含水层中,从而破坏地下水资源。表征海水入侵的参数有海水入侵面积和年入侵速度。
3.地面变形
地下水漏斗是城市超采地下水的直接后果。由于地下水的过量开采,导致水位大面积持续下降,破坏了地下水天然平衡状态,最终产生了持续下降的降落漏斗,进而加剧了城市的缺水状况。地下水漏斗面积,地面塌陷面积和地裂缝是监测地面变形的重要参数。
4.土地退化
城市地面不透水面积的增加,使得下垫面发生了根本变化,明显地改变了降雨径流的自然形态,从而造成城市水土流失现象,因此水土流失强度是一个重要衡量参数。如今,城市土地沙化、盐渍化面积的扩张是不容忽视的测量参数。
5.水土环境污染
水土环境污染是由于人类直接或间接地向城市水土环境排放超过其自净能力的物质或能量,从而导致水土环境质量降低的现象。水污染主要是水体因某种物质的介入,而导致其化学、物理、生物或者放射性污染等方面特性的改变,从而影响水的有效利用。土壤污染是指当土壤中含有害物质过多,超过土壤的自净能力,就会引起土壤的组成、结构和功能发生变化。通常用水土环境主要污染物超标率,污染程度,污染面积来表征污染的后果。
二、城市水土环境变化地质环境监测指标
在调查指标体系的基础上,根据“指标体系构建及应用的技术路线”,按照“PSR”模型确定城市水土环境变化地质环境监测指标体系,具体监测指标如表7-4。
Ⅵ 城市建设地质环境影响预测评价
8.4.1 评价方法
采用专家聚类法进行城市建设地质环境影响预测评价。首先,分析城市建设可能影响的地质环境因子,综合分析后建立评价指标体系,同时提取指标性状数据;其次,采用傅勒三角形法确定各评价因子的权重,然后分别对各评价点的单项因子进行量化、分级;最后,根据单项因子量化结果、权重进行计算,并根据计算结果确定地质环境影响预测评价分区。
8.4.2 评价因子的确定与分级
在分析自然条件和地质灾害等地质环境条件的基础上,充分考虑人类开发建设活动的影响,以确定评价因子及其分级赋值。选取的地质环境条件因子包括地貌、植被、海(咸)水入侵、崩塌滑坡、地下水资源、地质遗迹、污废水污染、固体废弃物污染等,这些因子都是人类开发建设活动影响到的因子。人类开发建设活动的因素依据环胶州湾“概念规划”的分区和建设内容,并参考各区块地质环境承载力,在充分考虑经济发展水平、开发规划、未来开发强度等因素的基础上,组织专家对其进行赋值。各评价因子赋值标准如下:
1)地貌:残坡积平原赋值90;冲洪积平原赋值80;滨海平原赋值70;丘陵赋值60;中低山赋值50。
2)植被:植被分布区赋值90;非植被分布区赋值50。
3)海(咸)水入侵(mg/L):Cl-浓度<200赋值90;Cl-浓度200~250赋值80;Cl-浓度250~300赋值70;Cl-浓度>300赋值60。
4)崩塌滑坡:已发生或有潜在危险赋值90;无灾害赋值60。
5)地下水资源:
丰富赋值90;较丰富赋值80;较贫乏赋值70;贫乏赋值60;咸水区赋值50。
6)地质遗迹:有赋值90;无赋值50。
7)污废水污染:有赋值90;无赋值60。
8)固体废弃物污染:有赋值90;无赋值60。
9)人类开发建设活动:黄岛、洋河—少海区域赋值90;高新技术区、临空区赋值80;四方—城阳赋值70;老港—团岛赋值60;水源地区域赋值50。
其中,地质环境条件因子是按照城市开发建设对其影响的程度来赋值的;而人类开发活动一项则是依据环胶州湾“概念规划”的内容和目前各地域的发展程度,从对地质环境影响贡献的角度分区块进行描述赋值。黄岛、洋河—少海区域情况类似合并为一区,该区开发程度和发展水平略低,拟开发建设功能也类似,为现代工业制造业和都市工业园区;高新技术区、临空区开发程度初具规模,发展水平适中,拟建设生态科技城和临空物流、商务区;四方—城阳为老城区,已较为发达,城市建设着重于产业的升级换代,对地质环境影响较小;老港—团岛属较发达区域,依托海岸优势提升、更新港区功能,对地质环境不良影响小。
8.4.3 评价因子权重的确定
采用傅勒三角形法(图8.11)进行统计,并计算出评价因子的权重。
图8.12 环胶州湾地区城市建设地质环境影响预测
该区主要包括薛家岛和黄岛海岸区域、黄岛至红石崖大部分区域、大沽河和白沙河入海口等地。区内预测主要地质环境影响为较轻的植被和地质遗迹破坏、轻微地下水资源超采等。
8.4.5 地质灾害设防
根据区内地质灾害现状和预测影响范围,进行地质灾害设防分区,并识别主要的地质灾害因子,详见地质灾害设防分区图(图8.13)。按照与青岛市地质灾害设防分区一致性的原则,环胶州湾地区属于青岛市地质灾害低易发区和次重点设防区,因此仅将环胶州湾地区分为重点设防区和一般设防区两种。重点设防区为易发生或有可能发生地质灾害的区域;一般设防区为发生地质灾害可能性很小的区域。
图8.13 环胶州地区地质灾害设防分区
Ⅶ 城市地质环境及其相关术语
环境、资源、地质环境、地质资源等相关概念在不同的学科或领域有不同的定义,即使在同一学科或领域内,不同的学者根据自己的体会和经历,也会给出不同的定义。为使读者对本书的理解不至于混乱,本节将对这些相关概念作一个界定。
一、自然环境与自然资源
自然环境与自然资源都是人类生存与发展的物质基础,既有同一性,又有差异性,二者间的关系是密不可分的,都是相对于人类这个主体而言的,对人类十分重要。
1.自然环境
自然环境的概念:在环境科学中,“环境”是指以人类为主体,围绕着人类的空间以及位于该空间内部的直接或间接地决定或影响人类生存和发展的各种自然因素的总和。我国环境保护法将环境定义为,“环境是指影响人类生存和发展的各种天然的和经过人工改造的自然因素的总体,包括大气、水、海洋、土地、矿藏、森林、草原、野生生物、自然遗迹、人文遗迹、自然保护区、风景名胜区、城市和乡村等”[1]。
人与自然环境的关系:自然环境是人类经常的和必要的社会物质生活条件之一,环境影响着人类,作用于人类;反之,人类也能通过自己的活动反作用于自然环境,即人类有目的、有计划、能动地改造着环境、利用着环境,为自己创造新的生活和生存环境。
然而,人类长期以来并没考虑到由于对环境的干预能产生长期的、累积的影响的环境效应。当人类违反自然规律去干预环境时,人类将因自己的错误而受到自然界的惩罚;当人类按照自然规律去干预环境时,便会使环境有利于人类的生存而发展。人类在认识到其必须与自然环境和谐共处后,从而使人们又重新回归于正确的平等、共生、共进的关系上来。
2.环境价值
环境作用于人类,影响于人类,人类也反作用于环境,影响着环境。在这种相互作用、相互影响的关系中,向着人类生存与发展好的方向的作用和影响;与此同时,环境质量和环境功能也是向着好的方向的作用和影响,这种关系称为环境价值。环境价值表现的是双向关系,而且也是双赢关系。也就是说,为了人类的生存和发展牺牲环境,以环境为代价,降低了环境质量,损害了环境功能,这种单向利己关系只是无休止地从环境中摄取,毫不顾忌环境的承载能力,把人和环境的关系对立起来,人与环境只是使用与被使用的关系、需要与满足的关系,这只能是环境的使用价值而不是环境价值。为了协调人类与自然环境的关系,对于降低了的环境质量和折损的环境功能予以足量的经济补偿,这就是环境补偿价值。环境价值是由使用价值和环境补偿价值构成,在没有环境补偿价值的情况下,环境价值就不存在。环境价值是产生于人类对环境获取效用的同时又要对环境给予足量的经济补偿。这也是可持续发展环境伦理的所在,人类与环境关系是和谐、平等共处、共生、共存、共荣的统一整体。环境价值是指事物和人的行为对人的正常环境生活所具有的意义和价值,既在满足人的环境本性和需要所具有的意义和使用价值,亦要人类向自然环境提供足量的补偿价值,以补偿自然环境满足人类需要能力的折损。
倡导环境价值,把环境价值理解为与人的统一独立整体,与人共同享有平等的尊严、权利和价值,回归环境价值的可持续发展价值观,恢复人的环境本性和环境需要的丰富性和全面性,恢复人与环境的自由的和谐关系,对国民经济的可持续发展、全面建立和谐社会意义重大。
3.自然资源
自然资源是自然环境的组成要素,是自然环境中与人类社会发展有关的,能被利用来产生使用价值并影响劳动生产率的自然要素,它包括土地、水体、动植物、矿产、阳光、地热等资源。自然资源是社会物质财富的源泉,是社会生产过程中不可缺少的物质要素,是人类生存的自然基础。自然资源类型,有多种划分方法[2~4]:①按其在地球上存在的层位,可划分为地表资源和地下资源;②按其在人类生产和生活中的用途,可分为劳动资料型自然资源和生活资料型自然资源;③按其利用限度,可分为再生资源和非再生资源;④按其数量及质量的稳定程度,可分为恒定资源和亚恒定资源。
4.自然环境与自然资源的关系
自然环境与自然资源的关系:自然资源只不过是自然环境的一个要素,自然环境包含了自然资源,这就是自然环境的资源观。自然环境包括宇宙环境、地球环境、地质环境、地理环境等。
5.短缺资源
自然资源是有限的,这是由于自然资源的属性和功能所决定的。它们具有满足人类需要的有用属性和可利用的功能。在有限的自然资源中,有的是短缺资源,有的是稀缺资源。
短缺资源是指在一定时空范围和一定技术经济条件下,因需求量大于供给量而产生明显不足的资源。资源的短缺状况和短缺程度与一定时空条件下的价格有关。在一定的价格水平上,资源需求量大于供给量,即显现出资源短缺[5]。
因为资源短缺状况和短缺程度与价格有关,所以与形成价格的机制有关。在国内外市场分割的环境下,有的国家实行计划经济体制,价格受到政府严格管制,具有刚性价格的许多自然资源,以远低于其价值进行交换,出现过度利用,造成长期短缺。而在市场经济环境下,特别是在市场机制健全的条件下,资源价格是在市场竞争中形成的,能较好地反映资源供销状况,虽然由于信息的不完全而可能出现资源短缺,但是短缺现象有一定弹性,一般情况下持续时间较短。
总之,环境是指以人为主体的生命有机体存在的周围空间,包括空气(阳光)环境、水环境、地质环境、土壤环境、生物环境等的总称,是影响人类生存、发展和享受的各种天然的和经过人工改造的自然因素的总和,它也是一种自然资源。水、土地、森林、草原、地质矿产、石油天然气、动植物、空气等自然资源均是环境的要素。而自然资源则是自然环境的组成部分,环境中包含着资源,资源蕴涵于环境。
因此,在本书中出现的“环境”、“资源”、“环境资源”或“资源环境”这些词汇如果没有前定介词修饰,则环境资源或资源环境同指一个概念,都可以简称为环境资源或资源环境。
二、地质环境与地质资源
1.地质环境
地质环境(geological environment)是指与人类生存和发展相互影响的地球表层岩土体空间,是自然环境的重要组成部分,对经济和社会发展发挥资源、环境等基础功能。它与大气环境、水环境、生态环境之间存在着广泛的物质、能量交换,起控制、支撑或破坏作用,共同构成了人类生存与发展的环境系统。地质环境承受内动力、外动力地质作用和人为作用,具有内源性、隐蔽性和一旦酿成灾害的不可逆性,对人类经济社会发展具有重大制约作用。地质环境可由第一、第二、第三地质环境构成。
第一地质环境,指未受到人类活动影响的地质环境,或可称为原生地质环境。
第二地质环境,指人类进行地质资源开发利用、工程建设等活动,以及发展经济所从事的经济活动等所改造了的地质环境,或可称为城市次生地质环境。
第三地质环境,指人类活动及其与原生、次生地质环境的相互作用的总和。城市地质环境即为典型的第三地质环境。
地质环境是环境的主要组成部分之一,是人类生存与发展的基础环境,它包含了地质资源,具有与环境相同的价值和使用价值、相同的自然属性和社会属性。
环境地质问题(environmental geology problems)是指地质环境中对人类生存与发展有不利或潜在不利影响的各种不良地质现象和作用,如各类地质灾害、土壤污染、地下水水质污染、海水入侵、土壤沙漠化、盐碱化、石漠化等问题。本书“环境地质问题”与“地质环境问题”同义。
地质灾害(geo-hazards)是指由于自然产生或人为诱发的地质作用,对人民生命财产、生活环境和工程建设造成的危害。简言之,即地质作用造成的灾害。地质灾害按其发展过程可分为两类,一类为缓变性灾害,以较缓慢的作用过程对人类造成危害,如地面沉降、地裂缝和地面塌陷等;另一类为突发性灾害,骤然发作成灾,如滑坡、崩塌、泥石流、地震等。
2.地质资源
地质资源是指在地质历史时期由于地质作用形成的蕴藏于地层中的各种可供人类开发利用的自然资源,如各类矿床、石油、天然气、地下水、地热水、矿泉水、微生物、地表各类天然建筑材料、土地、湿地、地质景观和地下空间资源等。地质资源是自然资源的主要组成部分之一,与自然资源一样具有价值和使用价值,具有与自然资源相同的自然属性和社会属性。地质资源也是地质环境的组成部分。
3.地质环境与地质资源的关系
地质环境与地质资源的关系正如自然环境与自然资源的关系一样:地质环境包含地质资源,地质资源只不过是地质环境的一个要素。在谈及地质环境或地质资源的时候,具体含义各有侧重:地质环境主要指包括地质资源在内的与人类关系密切的各类要素,重点是人类与这些要素的相互关系;而在谈论地质资源时,侧重于人类开发利用于生产、生活的蕴藏于地层中的物质。从环境角度看,地质资源是地质环境的一部分;从资源角度看,地质环境是地质资源的一部分。
本书提及地质资源时,可理解为地质资源环境,在提及地质环境时,可理解为地质环境资源;在论述地质环境质量评价或地质环境风险评价的时候,包括了地质环境和地质资源评价和风险评价的含义。
4.其他几个相关概念
城市地质环境:指包括城市发展所影响的区域和深度范围内地质条件、地质资源、地质灾害、地质环境问题等的总和,是地质环境在城市区域的概念。在城市区域,几乎不存在原生地质环境,主要是人类与自然地质作用共同形成的城市次生地质环境。因此,城市地质环境主要指人类活动及其与次生地质环境的相互作用的总和。
城市地质环境包括对城市发展有利的地质资源和良好的地质条件,也包括对城市发展不利的地质灾害、环境地质问题及不良地质作用与现象。城市地质环境质量评价包括对城市发展起支持作用的地质资源、良好地质环境条件的有利方面的评价,也包括对城市发展起限制作用的不良地质作用、地质灾害及环境地质问题等不利因素的评价。
城市生态环境:在城市区域中,城市居民与城市环境的统一体,以及这个统一体中进行物质能量流动与交换的因素,即与城市居民相互作用的环境称为城市生态环境。研究城市居民与其生存环境之间相互关系的科学称为城市生态环境学。
社会经济环境:人与自然环境相互作用形成的环境为社会经济环境。在自然环境中,地质环境居于主导地位,而在社会经济环境中,人居于主导地位。
城市生态地质环境:以人类生存的城市地质环境为核心,其与自然生态环境、社会经济环境组成的相互作用、相互制约的重叠部分为生态地质环境。
三、地质环境资源的特性
地质环境资源与其他天然资源相比较,具有下列特性[6]:
(1)资源属性:一部分地质环境资源,如天然建筑材料、石油、天然气、地下水等资源,具有与一般天然资源一致的属性,即难以恢复和再生性、不可逆性、耗损耗竭和枯竭性,具有可以移动性。
(2)环境属性:另一部分地质环境资源如地面空间、地下空间、地质景观、湿地、天然地质体及其构成等具有自然环境属性,即具有不可耗竭性、不可移动性,但具有可恢复和重建性质,即这部分地质资源虽然可被破坏、污染和毁损,但其功能可以通过工程治理或天然自净与调整得到修复。
(3)独一无二的特性:地质环境资源,其环境资源价值不仅与其具体种类、品质等有关,还受到其所处的具体地理区位、埋藏条件、开发利用条件、稀有程度等的影响,可以认为,地球上没有在使用价值、补偿价值、开采利用条件、修复条件等方面完全相同的两种资源。因此,地质环境资源具有独一无二的特性。这种独一无二的特性在具有环境属性的地质环境资源上表现得更为明显。
(4)社会化商品属性:地质环境资源与一般天然资源一样,具有可社会化与可商品化属性。不论是上述具有资源属性的地质环境或是具有环境属性的地质环境,都可以通过人类的工程改造或者开采利用,进入流通领域,实现其社会化和商品化。
地质环境资源的价值由上述特性决定,在进行地质环境资源价值评估时,必须考虑到地质环境资源的这些特性。
Ⅷ 城市地质环境与城市可持续发展
一、地质环境是城市建设和发展的基础
1.大量天然建筑材料成就了辉煌的城市建筑
我国现有城市687座[7],不论是鳞次栉比的摩天大楼、还是青砖灰瓦的百姓民宅,不论是四通八达的立体交叉桥和高架路,还是阡陌纵横的乡间小路,绝大部分都是作为地质资源的天然建筑材料修建起来的。可以说,没有蕴藏于地层中的天然建筑材料,就不可能有城市建筑的辉煌。目前,我国每年为生产建筑材料要消耗各种矿产资源为70多亿t,其中大部分是不可再生的矿石、化石类资源,全国人均年消耗量达5.3t。目前我国已探明的可用于水泥生产的石灰石矿山储量约为450亿t,可开采利用的约为250亿t;水泥工业每年要消耗约为6亿t石灰石及1.2亿t粘土类原料,煤炭近1亿t;我国年生产砖瓦6000亿块标准砖,需消耗12亿m3粘土[8、9]。
2.地质环境为城市建设提供了宝贵的空间资源
城市发展离不开空间资源。地质环境不仅为城市的扩展提供了不可缺少的地面空间资源,还为城市发展提供了大量的地下空间。
城市发展空间由地面向地下延伸、部分城市功能由地面转入地下,这是世界城市发展的必然趋势,也是衡量一个城市现代化的重要标志。地下空间的开发是充分利用城市土地的重要措施,对城市社会经济的可持续发展具有重大意义。开发利用城市的地下空间,始于20世纪50年代。目前,一些发达国家城市地下空间开发利用已具有相当的水平与规模,有的发达国家已开始尝试开发利用50~100m的深层地下空间。不少发展中国家也逐渐将城市发展的目光投向了地下空间。
在我国,城市地下空间的开发工作已经起步。北京、上海、成都、广州、南京、深圳等城市已开发利用地下空间作为地铁、公路、仓储、车库、购物中心、娱乐场所等。
总之,人类进入工业革命时代至今,已成功地开发利用地下空间来建设地下交通、公用设施、军用设施、掩护所、住房、储藏冷冻设施及仓库、工业和制造业、学校、图书馆、发电站、油库、车库、购物中心、办公用房和娱乐中心等,创造了辉煌的业绩,为进一步开发利用地下空间积累了丰富的经验。面向21世纪地下空间资源将为创建一个安全、经济、温馨、舒适的城市做出新的更大贡献。
3.地下水资源为城市提供了丰富而优质的供水水源,支撑了城市的发展
全国有400多个城市开采利用地下水,在全国城市用水量中占30%,北方城市以开采利用地下水为主,华北地区和西北地区城市利用地下水供水分别占72%和66%。
4.地质景观为城市旅游、娱乐业的发展提供了丰富的地质景观资源,支持了城市经济的发展,丰富了城市居民的文化生活
地质景观是旅游风景区建立的基础。纵观已有的自然风景名胜区,绝大部分与地质密切相关,或为经过长期的动力地质作用形成的自然地质景观,或为利用独特的岩体条件人为制造的人文景观,或为古人类活动遗迹,或为利用古生物化石建立的博物馆等。换句话说,目前国内外绝大部分的旅游风景城市,都是在各具特色的地质景观的基础上建立和开发的,如泰安、桂林、承德、肇庆、黄山、张家界、登峰、峨眉、洛阳、武夷山等。
5.矿业城市因地质资源开发而建,随地质资源利用而兴
目前,我国有矿业城市134个,占687个城市的19.5%。这些城市依靠地质矿产资源建立和发展起来,还将依赖地质资源的科学开发利用持续发展下去[10]。
二、城市地质灾害与环境地质问题,制约着城市的可持续发展
我国地域辽阔,地理、地形地貌、地质条件十分复杂。我国城市分别分布在不同的地形地貌单元和地质构造部位,这决定了我国城市具有地质环境复杂、环境地质问题多样、地质灾害频繁、造成损失巨大等特点。我国城市地质灾害所造成的直接经济损失约占各种自然灾害损失总和的1/4以上,每年损失超过200亿元以上,伤亡人数逾千人,已成为世界上受地质灾害危害最严重的国家之一[11]。
1.地震多发
在众多的地质灾害中,对城市威胁最大的莫过于地震。据测算,一次7级左右的地震发生在城市或其周边地区,就足以摧毁整个城市。20世纪全世界每年平均发生7~8级地震1~2次,6级以上地震18~20次;已有20座城市毁于地震;我国地震活动的特点是:分布广、频率高、强度大、震源浅、危害大;迄今为止我国历史上有记载的地震共8137次,其中1004次为6级以上的破坏性地震[11、12]。据1990年颁布的中国地震烈度区划图,全国约有45%的城市位于7度和7度以上的地震区内[11、13]。北京、西安、呼和浩特、汕头、海口等城市的地震烈度达8度。而目前更多的地质灾害是地震诱发的,如山体滑坡、水库溃坝、地面塌陷、泥石流等。特别是当这些灾害同时发生时,情况则更复杂,灾情更严重。严密监视地震发展动向,按照规范要求对城市建筑和生命线工程进行必要的加固,对城市居民进行应付突发地震灾害知识的宣传教育是减少城市地震灾害损失行之有效的方法。
2.地裂缝
按其成因可分为构造裂缝和非构造裂缝两大类,不管是哪种类型的裂缝,均可造成严重的地质灾害。一次大地震波及的范围很大,产生裂缝的范围也很大,其中有的裂缝与发震断裂关系极为密切,有的因振动和重力作用而产生,当然在大规模的地壳运动中,伴随着皱褶和断裂,亦会产生裂缝。另外,如西安、太原、沧州、常州等许多城市由于过量开采地下水,造成地下水位下降,地面沉降而出现地裂缝;近20年来,矿业城市过量开采地下水,造成的地面塌陷、岩溶塌陷、采空区塌陷等,均伴有地裂缝出现,给国民经济造成了巨大的损失[14、15]。
3.滑坡
滑坡也是世界范围的地质灾害,我国是世界上滑坡灾害比较严重的国家。研究表明[16、17],新中国成立以来,我国山体滑坡而造成的直接经济损失已达60亿元人民币,伤亡数万人;我国的滑坡主要分布在四川、陕西、甘肃等20多个省(区)。其中四川是我国滑坡灾害最严重的省份,受灾频次约占全国的1/4。除了自然的原因外,城市规划缺乏科学的依据,城市基础设施不配套,城市管理制度不健全,执法力度不够等人为因素也是诱发城市滑坡的重要原因。不加限制地建造高层建筑,地面荷载加重;工业和生活用水排泄不畅,导致水分大量入渗,增加了土体的重量。诸如此类的外在因素在城市滑坡中的作用也不容忽视。1995年湖北巴东县城12.8万m3的大滑坡就是一个十分典型的人为因素导致滑坡的例子[17]。
4.地面沉降
全国地下水资源与环境调查评价表明[18],20世纪90年代我国主要有16个省(市、区)46个城市出现地而沉降,沉降面积约为48700km2;到2003年,我国有50多个城市发生地面沉降,沉降面积扩大到93855km2,形成了长江三角洲、华北平原和汾渭盆地等地面沉降严重地区。沉降中心累计沉降量超过2m的有上海、天津、太原、西安、沧州、常州等城市。天津最大沉降量甚至超过了3m。
地面沉降已成为影响我国城市发展的重要地质灾害。造成城市地面沉降的原因大致可归纳为以下两个方面:①人为抽水后含水层托浮力减小、砂层或上层有效应力增加、孔隙度降低;②也有一些城市的地而沉降主要是由于城市建筑密度过大,建筑物荷载压密第四系松散层造成的。
5.地面塌陷
我国城市地面塌陷大体上是由两个方面的原因引起的:①开采地下矿产资源引起的塌陷;②表层岩溶活动引起的塌陷。统计资料表明[10、12、14、20],1991年,全国采煤破坏的面积达10万hm2,毁田达5万hm2。全国五大矿区出现严重的地面塌陷[19、21、24]:阳泉矿区达60km2,焦作矿区达52km2,抚顺矿区达30km2,平顶山矿区达20km2,徐州矿区地面塌陷的面积相当于煤层开采面积的60%~70%,塌陷面积为开采面积的1.2倍。在要煤炭还是保城市的两难选择中,不少城市陷入了进退维谷的境地。地面塌陷除了给城市建设和人民生命财产造成巨大的损失外,还会对地表和地下水系造成破坏,使地表和地下水系的径流发生变化,原来的平衡状态被打破,本来就十分脆弱的城市生态系统变得更是不堪重负。地面塌陷的形成有其自身的物质基础,但矿产资源管理上的混乱和无序、矿产资源开采上落后的技术手段则是加速城市地面塌陷的根本所在。治理城市地面塌陷,应从本质上找原因,要立足于未雨绸缪,既要治标,更要治本。
6.未来海平面上升可能带来的灾害
全球性的气候变暖,使得降雨历时加长,降水强度增大,加速了海洋中冰雪的融化,使海平面上升。研究成果表明[18、19],我国沿海海平面上升也很明显,珠江三角洲所面临的南海海平面20年后将上升20~30cm,40年后将上升40cm;长江三角洲所面临的东海海平面在未来的50年内可能上升40~60cm。海平面的上升将给沿海城市带来一系列新的地质灾害:引起土壤的沼泽化和土壤盐碱化,将淹没大片的陆地。仅以上海为例,目前全市易涝耕地,占总耕地的1/5,地面高度在当地的平均潮位以下。若海平面升高1m,将有1/2耕地成为易涝耕地。当地下水位升高至接近地表时,由于强烈的蒸发浓缩作用,形成盐渍土,不仅改变了岩石原来的物理性质而且改变了潜水的化学成分,影响了生产和生活的正常使用,增加了岩石及地下水对建筑物的腐蚀性。海平面上升带来的另外一个严重问题就是河口和地下水的入侵。海平面的上升势必导致海洋动力作用范围向陆地延伸。随着海水的入侵,水沿河上溯,向上游纵深方向扩展,引起河口区水质严重恶化,将对工业生产和居民生活产生严重影响。
初步的研究结果表明[20],海平面上升1m,长江盐水的入侵将延长20km,若在极端枯水年,长江盐水入侵的距离可比正常年份延长40km。
7.矿山城市地质环境形势严峻
我国目前有矿山城市134个,我国95%的一次能源、80%的原材料,要靠开发矿产资源提供[10、14]。在矿产资源大规模开发利用的同时,大大改变了矿山生态系统的物质循环和能量流动方式,产生了严重的生态破坏和环境污染。据估算[21~23],全国矿山破坏土地面积157万hm2,而目前的土地复垦率仅为4%左右。由于地下采空、边坡开挖、废渣、尾矿排放、矿坑疏干排水和废水排放等矿业活动,诱发地面塌陷、岩溶塌陷、山体开裂、崩塌、滑坡、泥石流、坑道突水、瓦斯爆炸、岩爆、水土流失、水土污染、尾矿库溃坝和区域水均衡破坏等一系列环境地质问题和次生地质灾害,对矿山开发建设构成威胁。据不完全统计,仅地面塌陷、崩塌、滑坡和水土流失等次生地质灾害破坏的土地面积总计10万hm2以上,每年经济损失几十亿元。如1980年湖北远安盐池河磷矿发生崩塌,体积100万m3,仅16秒钟摧毁了矿务局机关的全部建筑和坑口设施,造成284人死亡,经济损失几千万元[22];抚顺西露天采坑开挖深度达300m,已诱发滑坡60多次,给生产造成严重影响[23];四川冕宁县泸沽铁矿,向盐井沟排放55万m3弃渣,1970年5月发生泥石流,死亡104人。又如山西煤矿开发,矿坑疏干排水,导致区域地下水位大幅度下降,水资源枯竭,造成8个县26万人吃水困难,30万亩保浇田变成旱地,全省井泉减少达3000多处[24]。矿山环境地质问题如此严重,主要是历史遗留问题太多,新的问题又不断发展,现在企业根本无法承担沉重的生态环境治理任务,其结果形成环境资源恶性循环,严重制约矿山城市发展,有的矿山达到难以逆转的后果。
8.海水入侵地下水[19]
我国有大陆海岸线18000多千米,约有1/6的海岸地下水受到不同程度的海水入侵,主要分布在渤海和黄海沿岸地区,包括辽宁、山东、河北、江苏、浙江、广东等省,总的入侵面积达1000km2。比较严重的是辽东半岛和山东半岛。
最近一个时期,过量汲取地下水,导致了沿海地区地下水位明显下降,海平面的上升加剧了两者间的高差,加速了海水从地下的入渗。我国地下盐水入侵以黄海、渤海沿岸为最多。1988年,莱州市地下海水入侵面积已达201.96km2,占该市滨海滩涂总面积的2/3。天津、大连、青岛、上海等城市也出现了不同程度的海水入侵现象。此外,海平面的上升使河流的侵蚀基准面相对提高,比降减小,侵蚀作用减弱,堆积作用增强,给城市的排污、防洪带来了不少困难。
9.地下水污染加重
2004年对185个城市地下水监测表明[18],在253个城市主要地下水开采区,污染趋势加重的有63个,污染减轻的45个,污染程度基本稳定的145个。人类活动对我国城市地区地下水质量影响较大,污染严重区主要分布在大中城市地带、城镇周围地区。
总之,由于人类活动非常集中且频繁,城市地区已经出现了大量的地质灾害与地质环境问题,已经严重影响或制约着城市经济与环境的可持续发展。
三、重新认识地质环境的价值,利用价值规律,促进城市和谐发展
1.地质环境价值越来越大
人类的需要是不断发展的。人类的需要,即生存需要、发展需要和享受需要。这些需要是随着经济社会发展水平和人民生活水平的不断提高而发展的。起先人们主要注重满足生存和生理需要的物质因素,而后来却更多地注重满足享受需要的舒适性服务。随着小康社会的建立,人们生活水平的提高,人们对城市居住环境要求也越来越高,对地质环境价值的认识、关心和重视的程度,以及对其进行支付的意愿,也就随之而逐渐加大。
地质环境价值包括两部分:一部分是比较实的物质性的地质资源的价值;一部分是比较虚的舒适性的服务价值,或者叫地质生态价值。包括地质资源价值和地质生态价值在内的环境价值的科学计量,是计算环境污染和生态破坏的损失、分析防治环境污染和生态破坏措施的成本和效益、评价建设项目的环境影响、进行环境资源核算并将其纳入国民经济核算体系的前提条件和基础工作。这个问题是国际社会极为关注并致力于解决但尚未完全解决的问题。随着人们越来越富裕,对地质环境认识和要求的不断提高,支付意愿的能力将越来越强,地质环境价值会越来越大。
2.利用价值规律,处理人与地质环境的关系,促进城市和谐发展
要科学利用城市地质环境,必须充分认识到地质环境的价值,加强地质环境经济评价研究,建立与城市地质环境价值核算、价值折损核算,地质环境价值补偿相适应的法规体系,运用价值补偿规律和市场的杠杆作用,足额增收地质环境价值补偿费用,以增加地质环境保护经费来源,促进城市经济环境可持续发展。
Ⅸ 城市表面土壤地质环境和什么有关
土壤环境系统是一个受众多因素影响的开效系统.
人类活动产生的污染进人土版壤环境权系统后, 使土壤环境的质量发生变化, 进而影响农副产品的质量等,经过多种渠道都会危害到人门的生活健康。因此, 对土壤环境质量进行评价, 为土壤污染防治和管理提供科学依据, 变得尤为重要。
土壤是岩石圈表面的疏松表层,是陆生植物生活的基质和陆生动物生活的基底。土壤不仅为植物提供必需的营养和水分,而且也是土壤动物赖以生存的栖息场所。土壤作为开放的缓冲动力学体系,在与周围的环境进行物质和能量的交换过程中,不可避免地会有外源重金属进入其中。
随着城市经济的快速发展和城市人口的不断增加,人类活动对城市环境质量的影响日显突出。对城市土壤地质环境异常的查证,以及如何应用查证获得的海量数据资料开展城市环境质量评价,研究人类活动影响下城市地质环境的演变模式,日益成为人们关注的焦点。
Ⅹ 环境地质问题有哪些
环境地质一词最早出现于20世纪60年代末、70年代初一些西方工业发达国家的文献版中。那时这些工权业发达国家,已感到环境问题的迫切性,开始把滑坡、泥石流、地面沉降、城市地质等问题的研究列为环境地质研究的范畴。
环境地质问题主要包括:
崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害
地面塌陷愈来愈突出,影响城市建设
城市地下水超采,产生许多区域性地下水降落漏斗。
地下水的局部污染较严重,影响城市供水安全。
活动断裂与地震威胁城市安全。
沿海城市海水人侵、海岸侵蚀与淤积问题