1、2022-8-141 环境工程地质漫谈环境工程地质漫谈武汉大学水电学院武汉大学水电学院杨连生杨连生 王涛王涛2022-8-142一、蓝天白云何时有?秀水青山不复在一、蓝天白云何时有?秀水青山不复在?环境工程地质问题的产生环境工程地质问题的产生包括稀有野生动物植物灭绝等,一直困扰着地球的生态环境一直困扰着地球的生态环境。土地减少大气污染温室效应水污染热污染水土流失放射性污染固体废物噪声污染石油污染农药滥用资源枯竭世界性的环境问题世界性的环境问题2022-8-143当前世界面临的七大环境问题当前世界面临的七大环境问题 气候变暖气候变暖、土壤流失与土地沙漠化土壤流失与土地沙漠化、森林资源日益减少森林
2、资源日益减少、臭臭氧层耗损氧层耗损、生物种加速灭绝生物种加速灭绝、淡水资源不足淡水资源不足、空气污染空气污染。当前中国的环境问题:当前中国的环境问题:水土流失严重水土流失严重、沙漠化迅速蔓延沙漠化迅速蔓延、森林资源匮乏森林资源匮乏、生物生物种加速灭绝种加速灭绝、地下水位下降地下水位下降、水体污染严重水体污染严重、大气污染加重大气污染加重、固体废弃物处理不利固体废弃物处理不利、垃圾包围城市、垃圾包围城市、环境污染向农村蔓延环境污染向农村蔓延。2022-8-1442022-8-1452022-8-146上述环境问题,人类是首当其冲的受害者。人类是首当其冲的受害者。空气污染引起呼吸道疾病 放射性污染
3、导致癌症噪声污染长此以往,若干年后的地球,长此以往,若干年后的地球,也许人类将无法居住也许人类将无法居住破坏听力其次,与人类直接相关的自然环境的破坏还在加重。例如饮用水源污染使人们饮用水质量下降,农药、化肥的滥用造成农产品污染,自然景观的破坏减少人们对美的享受,宁静的乡村扩展为喧嚣的城镇,人们的居住环境变得拥挤,等等。环境问题,古己有之。西亚的美索不达米亚、我国的黄河流域,都曾是人类文明的发祥地。后来由于大规模毁林垦荒,又不注意培育林木,结果造成严重的水土流失,以致良田美景逐渐沦为贫壤瘠土。2022-8-1472005年年5月月10日,在阜阳市日,在阜阳市颍上县城关镇颍上县城关镇詹家沟村五里詹
4、家沟村五里沟的条小沟渠沟的条小沟渠中,发现一条中,发现一条“白色泡沫水白色泡沫水龙龙”正在川流正在川流不息。这是一不息。这是一家叫环宇纸品家叫环宇纸品公司的企业正公司的企业正向颍河口直排向颍河口直排工业污水。工业污水。淮河污染组图12022-8-148淮南市杨郢孜排污总口附近,一大型化工厂正在向围墙外排污淮河污染组图22022-8-149井水浑浊不堪井水浑浊不堪淮河污染组图32022-8-1410这还能称之为这还能称之为“河河”?淮河污染组图42022-8-1411防毒!防熏!全副武装来上课!淮河污染组图52022-8-1412蚌埠市号码头的排污口。蚌埠市号码头的排污口。淮河污染组图62022
5、-8-1413在淮河支流安徽颍上县颍河闸边,一位打渔人拎着空空的鱼网对记者说:“河闸成了纳污闸。从闸里出来的水都是污水,鱼哪能活淮河污染组图72022-8-1414淮河淮南段境内田家庵一个叫“小岛”的地方,河岸上边上满是垃圾淮河污染组图82022-8-1415 淮河污染现状淮河污染现状 淮河流域面积27万平方公里,生活着一亿七千万人口,自古就是我国农业主产区。淮河以占全国3.4%的水资源,养育着全国16多的人口。1950年,新中国刚刚诞生,毛泽东就发出了“一定要把淮河修好”的号召。1995年8月8日,我国制定了第一部,也是迄今为止惟一一部流域水污染防治法规淮河流域水污染防治暂行条例。以这个条例
6、的颁布实施为起点,淮河治污走过十年历程,又进入一个新阶段。综合沿淮各地环保局和淮河水利委员会提供的资料,目前的淮河水约60%为五类水,丧失了水功能,即不能饮用,不可工业用,也不能作为农业用。用环保或水利的术语说,“丧失水功能丧失水功能”的水,事实上已经不是的水,事实上已经不是“水水”了。了。支流沙颖河、涡河、洪河等流域尤为严重。粗略估算,涉及1.3亿人口的饮用水危机,再现端倪!COD:衡量河水污染状况的重要指标,指水中所含有的耗氧指水中所含有的耗氧物质的总量物质的总量,通俗地说,也就是水里的有机污染物总量也就是水里的有机污染物总量。其英文缩写就是“COD”。2022-8-1416淮河流域的CO
7、D入河量1994年为150万吨;2000年为81.2万吨,比1994年削减了53%;2003年为71.2万吨;比2000年削减了12.3%。看来,十年治污(19952005)还是有成效的。十年前治污主要抓工业污染,十年后的今天,农业面源污染正在成为淮河污染又一个“威胁”。淮河流域化肥施用量化肥施用量从1990年的495万吨增加到目前的702万吨,平均每公顷化肥用量约500公斤,而化肥有效利用率平均只有30%35%左右。农药的使用量农药的使用量从1990年的4.7万吨增长到目前的9.3万吨,每公顷用量约10公斤,而70%的用量流失或残存在土壤和农产品中,并最终进入水体。加上现有的工业污染及不断增
8、长的城市排污等,使得治理淮河的任务愈显艰巨,形势严峻。2022-8-1417投资400亿的金沙江溪洛渡水电站因环保问题停工 溪洛渡水电站位于云南省永善县和四川省雷波县之间的金沙江溪洛渡峡谷,中国长江三峡工程开发总公司溪洛渡工程建设部设在永善县。这个水电站投资超过400亿元、总 库容122.3亿立方米总装机容量12600兆瓦,是金沙江上开工建设的第一座巨型水电站,建成后将是我国仅次于三峡电站的第二大水电工程。在2005年1月18日国家环保总局宣布因违反环境影响评价法而停建的30个大型项目中,溪洛渡水电站首当其冲。2003年8月动工至今,溪洛渡水电站“三通一平”(通水、通电、通路与场地平整)已经基
9、本完成,施工营地建设已完成一半(10万平方米),大江截流的关键和控制性工程左右岸导流洞工程也已全线动工。中国长江三峡工程开发总公司副总经理樊启祥称:洛渡水电站工程已经按要求停工,“什么时候问题解决了,什么时候再复工。”目前,该公司正在按照国家环保总局和国家发展改革委最近下发的关于加强水电建设环境保护工作的通知要求,编制“三通一平”工程环境影响评价文件,将尽快报云南、四川两省环保局审批;与此同时,溪洛渡水电站环境影响报告书送审稿即将报送国家环保总局,获得批准之前,大坝、厂房等主体工程不会开工建设。2022-8-1418工地内随处可见的停工标志溪洛渡图12022-8-1419溪洛渡图2(溪洛渡水电
10、站所在地山高谷深,被水电专家认为是“天造地设的好坝址”)。2022-8-1420溪洛渡图3(渡桥边等着拉活的“摩的”。水电站暂时停工后,他们的生意显然受到了影响)。2022-8-1421环境保护的任务环境保护的任务:防止或减轻人类活动对环境的污染和破坏,保护地球环境和生态平衡,改善人类生存环境,促进人类社会健康发展。其内容大致有两个方面:一是保护自然环境,合理利用资源;二是改善人类生存条件,提高环境质量。世界进入了可持续发展的时代。从20世纪50年代开始,随着工业经济的快速发展,一系列污染事件发生,形成了第一轮环境问题。80年代,新一轮经济的快速发展便环境与发展的矛盾再次突出。随着人类工程和经
11、济活动的规模和范围日益扩大从而引起了具有代表性的问题环境工程地质问题,人们必须解决工程活动对地质环境的作用所产生的新问题,这就形成现代工程地质学的新分支环境工程地质环境工程地质。2022-8-1422二、环境工程地质的基本概念和学科特点二、环境工程地质的基本概念和学科特点 我国的地质词典(1986年)对环境工程地质的定义:它是工程地质学的一个分支,是研究由于人类工程它是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经济活动所引起的(或诱发的或诱发的)区域性和有害的工程地质作用的科学。区域性和有害的工程地质作用的科学。(这些有害的地质作用是诱发地震、滑坡、泥石流等。)环境工程地质研究这
12、些作用产生的环境工程地质研究这些作用产生的条件和机制条件和机制,提出,提出减弱或消除减弱或消除它的工程它的工程措施,为制定利用、保护和改造地质环境措施,为制定利用、保护和改造地质环境方案提出依据方案提出依据。关于环境,从广义来说,其中包括第一环境与第二环境。所谓第一环境,即自然环境自然环境,它是在区域工程地质条件下发生、发展的,具有显著区域性规律。所谓第二环境,即是人类的工程一经济活动的影响人类的工程一经济活动的影响,除与自然工程地质条件有关外,更主要与人类的工程一经济活动有关,故区域性规律不明显。显然,环境工程地质是研究解决与人类工程一经济活动有关的合理开发、环境工程地质是研究解决与人类工程
13、一经济活动有关的合理开发、利用,改造和保护工程地质环境的一门学科。利用,改造和保护工程地质环境的一门学科。2022-8-1423环境工程地质的产生,是经济活动不断加剧的必然产物。换句话说,在现代科学技术条件下,人类的工程创造给人类带来了人类的工程创造给人类带来了极大利益极大利益,同时也给人,同时也给人类类环境带来极大影响环境带来极大影响,出现了各种不良的工程地质现象,直接或间接地对,出现了各种不良的工程地质现象,直接或间接地对人类环境人类环境产生反作用产生反作用。为了解决这个问题,开展了环境工程地质研究。为了解决这个问题,开展了环境工程地质研究。环境工程地质的主要研究目标:环境工程地质的主要研
14、究目标:合理地进行工程开发,在满足人类发展需要的同时,保护地质环境,使人类工程活动与地质环境保持良好的协调关系,更有利于人类的生存、生活和生产的发展。环境工程地质的主要研究内容:环境工程地质的主要研究内容:在查明工程地质条件和自然地质作用的基础上,探索人类工程与地质环境人类工程与地质环境相互作用,相互作用,从定性分析到定量评价,由静态认识到动态观测,着重于研究各种工程环境系统的演化和它的发展趋势,提出合理利用、经济的防治措施,为制定人类工程一经济活动发展规划提供科学依据。因此,环境工程地质是一门因此,环境工程地质是一门应用型科学应用型科学,是工程地质学与环境科学之间的,是工程地质学与环境科学之
15、间的边缘学科边缘学科,也是现代工程地质学的一门,也是现代工程地质学的一门分支学科分支学科。2022-8-1424环境工程地质的学科特点:(一)环境工程地质的广泛性广泛性环境科学所研究的环境问题是以人为主体而言的外部世界,即人类环境问题。它的广泛性起因于人类工程经济活动的广泛性。它具有非常广泛的环境概念,如图01所示。2022-8-1425由图可见,人类环境是由自然环境、工程环境和社会环境自然环境、工程环境和社会环境等三方面构成的。三者之间是相互联系、相互影响、相互作用的。但其中起主导作用的是人人类工程活动类工程活动,由此而产生的环境问题,毫不夸大地说,是环境科学中最主要的环境问题,也是环境工程
16、地质的最主要的研究内容和研究任务。由此可以说明环境工程地质在环境学中占有重要的地位。由于人类工程规模越来越大,对环境影响也越来越明显,对解决环境工程问题的迫切感也越来越强。(二)环境工程地质的多学科性工程环境问题涉及面很广,如大型水库建成后,对小气候的改变,涉及到气象学气象学等问题;水库浸没对土壤的改变,涉及到水文地质学水文地质学和土壤学土壤学等问题;矿山开发、交通建设、破坏植被、占用农田、造成水土流失,涉及水水文学文学和生态学生态学问题;城市建设中出现的地裂缝、地表沉陷、滑坡等,涉及到工程地质学工程地质学等问题。所以,环境工程地质的理论和方法是多元化的、多学科的。但是,其中最主要的理论基础是
17、工程地质学工程地质学与生态学生态学。认识环境工程地质问题发生和发展过程,必须应用工程地质学的成因理论和工程岩土体稳定性理论。2022-8-1426(三)环境工程地质问题的复杂性对环境工程地质问题的研究,必须从研究环境要素环境要素开始。环境要素是多序列的,每个序列中又有多种类型。在工程活动中,各种要素之间的相互关系和相互作用又在不断地变化。由此而产生的环境工程地质问题,由局部逐渐向区域扩展,对这种扩展的过程和未来发展趋势进行分析,需要收集大量的信息,并要快速地处理。解决这种复杂的环境演化问题,只能运用现代系统工程的理论与方法现代系统工程的理论与方法,才能获得满意的效果.(四)环境工程地质成果的社
18、会性环境工程地质的研究成果,具有广泛的应用价值广泛的应用价值,这一点是毫无疑问的。但又是一种很难应用的成果很难应用的成果,不像数、理、化方面的成果,应用十分方便。谁都需要一个好的环境,谁都知道环境的重要性,但就个人和某一个单位讲,谁都无能为力改变环境的现状。因为环境问题是系统工程问题。由此产生了这样一个问题:环境工程地质的研究成果,除能帮助人们提高环境意识提高环境意识外,如何能得到实施得到实施?解决这个问题,必须得到法规的承认和支持法规的承认和支持。正是由于这个道理,我国政府为保护环境制定许多法规,如环境保护法、森林法、资源法、水法、大气污染治理法、海洋环境保护法等。这是解决环境问题极为重要的
19、手段。因此,环境工程地质研究成果的重要性,具有法律的性质,为制定环境保护法规提供科学依据。2022-8-1427认清以上四个方面的特点,对环境工程地质学科的发展有重要的指导意认清以上四个方面的特点,对环境工程地质学科的发展有重要的指导意义。根据这些特点,创造环境工程地质学科的特色,建立有特色的一套义。根据这些特点,创造环境工程地质学科的特色,建立有特色的一套学科理论和方法,学科发展才有生命力学科理论和方法,学科发展才有生命力。三、环境工程地质研究的主要内容三、环境工程地质研究的主要内容环境工程地质研究的主要内容一般按以下两个体系来划分。(1)按自然学科形态划分按自然学科形态划分,理性的环境工程
20、地质研究内容为:诱发地震诱发地震 研究由水库、注液、采矿及核试验等诱发地震现象的规律及预防,进而有助于地震灾害预防。人类活动与地表岩土工程边坡人类活动与地表岩土工程边坡 研究因水库蓄水、各类工程开挖及矿山采掘等引起的大范围破坏地表及工程设施的边坡变形、失稳等问题。地面沉降地面沉降 研究由过量抽取地下液态矿体或开采固态矿体而引起的地面沉降、地裂缝及地面陷落等。人工堆积物引起的地表环境恶化人工堆积物引起的地表环境恶化 如城市生活垃圾与人工填土、废矿矸石堆放及核废物的工程地质处理。2022-8-1428(2)按社会部门形态按社会部门形态,环境工程地质可分为:城镇环境工程地质城镇环境工程地质主要研究城
21、镇地区的环境工程地质问题,因为城镇是人类工程一经济活动最集中的地方,故有人认为城镇地质是环境地质研究的中心问题。矿山环境工程地质矿山环境工程地质主要研究采矿(露天和地下开采)所引起的山体崩滑、地面沉陷和废矿矸石堆放引起的滑坡、泥石流等,此外尚涉及矿坑复填与环境美化问题。水库环境工程地质水库环境工程地质专门研究因水库蓄水而诱发地震、边坡失稳及水土流失等。交通线路环境工程地质交通线路环境工程地质专门研究修筑交通路线对工程地质环境的危害。文物性地质景观地区环境工程地质文物性地质景观地区环境工程地质研究旅游区自然景观及石质文物遗迹的保护以及自然旅游区内的工程建设合理性。四、现阶段我国环境工程地质的研究
22、重点四、现阶段我国环境工程地质的研究重点 (一)加强环境工程地质的理论与方法的研究 2022-8-1429(二)加强区域性环境工程地质研究(三)注重地质灾害的形成规律、趋势预测及减灾对策的研究(四)开展环境工程地质制图研究 五、环境工程地质的发展方向五、环境工程地质的发展方向工环境工程地质问题规模日大,影响范围越来越广泛,随着世界新的开发计划实施,“全球将变成一个大工地”,预期对地质环境影响也就更加严重。例如大坝坝高已超过300m,边坡高度已近1000m,隧洞埋深已达2一2.5km,矿井采深已超过l200m,石油采深已超过3000m。举世瞩目的三峡水利枢纽工程,除巨大的坝区工程外,在水库区域内
23、,已迁建10多个县市城市以及150个集镇,而且大多分布在物理地质现象发育、地势陡峻的库岸附近。平脊填沟,架桥开路,工程浩大,同时还要在山区重建和改造交通网络,垦殖、移民,将在较短时期内强烈改变地球环境。此外,由于社会发展、经济建设整体的需要、国防的需要,已经和将要在更此外,由于社会发展、经济建设整体的需要、国防的需要,已经和将要在更复杂的地质环境条件下进行建设活动,环境工程问题也将趋于复杂化复杂的地质环境条件下进行建设活动,环境工程问题也将趋于复杂化 。2022-8-1430总之,工程一经济活动与地质环境相互依赖、相互作用、相互影响相互依赖、相互作用、相互影响的关系,越来越明显、越来越深刻。在
24、世界范围内,我国三峡工程三峡工程、非洲中央人工湖非洲中央人工湖、喜马拉雅山水力发电计喜马拉雅山水力发电计划划、苏联与美国之间的白令海峡大坝苏联与美国之间的白令海峡大坝以及加拿大中央原野开发加拿大中央原野开发等工程,其规模和影响之大,均属空前。这些世界级的巨大工程将会涉及和诱发出更广泛、规模更大、风险也更高的环境工程地质问题,因此环境工程地质理论与应用研究的发展都是刻不容缓的。2022-8-1431第一讲第一讲 环境工程地质问题环境工程地质问题第一节第一节 自然环境与自然灾害自然环境与自然灾害一、自然环境 环境环境是指人类周围自然和社会的全部条件和情况,也包括影响自然界性质的条件和影响自然界性质
25、的条件和物质。物质。自然环境是对人类社会而言,与人类社会发展有关,它包含着人类生存所必须的生产和生活资料。也是人类从事各项活动的源泉和基础。自然环境的好坏直接影响到人类社会发展速度和质量。自然环境是由岩石圈岩石圈(包括土圈包括土圈)、水圈、大气圈和生物圈、水圈、大气圈和生物圈四个部分组成,这四个部分相互依赖,共同存在于地球表面或其上部,组成一个整体。从时间上讲,今天的自然环境与过去的自然环境有关,并且可以影响到未来的自然环境,这就是自然环境的可预测性。自然灾害 所谓自然灾害自然灾害是指由于自然因素引起人类的生命安全、财产、赖以生存的资源、环境发生损坏和恶化,导致人类正常生活受到干扰,社会有时失
26、去稳定等。自然灾害是自然环境系统的一个组成部分,自然环境有良性和恶性之分。自然灾害属于恶性自然环境系统。自然环境与自然灾害的关系如表1-1所示。2022-8-1432自然环境自然环境自然灾害系列自然灾害系列岩石圈地震、火山、滑坡、泥石流、崩塌等土圈沙漠化、土滑坡、地裂缝、水土流失、地面沉降等水圈洪水、暴雨、雪灾、冻灾、海啸、海水入侵等大气圈飓风、沙暴、酷热、严寒、干旱等生物圈 虫灾、火灾、植物退化等表11 自然环境与自然灾害关系2022-8-1433第二节第二节 地质灾害地质灾害一、地质灾害概述 我国是一个幅员辽阔、地质和地理条件复杂、气候条件各地区变化较大的国家,加之工农业、城市、交通、水利
27、的迅速发展,每年都会发生一些不同类型的自然灾害,其中地质灾害在自然灾害中占有很大的比例。地质灾害地质灾害是大自然支配人类的最显著的因素大自然支配人类的最显著的因素,在地球内部动力和岩石圈、大气圈、水圈和生物圈的相互作用和影响下,生态环境和人类生命、物质财富受到损失的现象和事件。它包含着两种动力地质作用,一是内一是内动力,另一种是外动力动力,另一种是外动力。外动力除自然动力外还有人为因素所引起的地质动力,有时它成为岩石圈表面强大的地质动力,对大气圈、水圈和生物圈带来直接和间接的影响。二、地质灾害的分类 地质灾害的影响因素和过程是十分复杂的,其类型划分的格式一般为:类、亚类、灾害,见图11。由图可
28、知,地质灾害类型可分为3种,亚类可分为12种,灾害可分为34种。2022-8-14342022-8-1435三、我国地质灾害发育及分布规律 地质灾害是在一定环境条件下形成的;它受诸多因素的控制,如地形地貌、地质构造、地层岩性以及人类活动等。我国的地质灾害的分布存在以下几方面的规律:(一)地震灾害受到地球板块迁移的影响 我国位于欧亚板块东南部,东部是太平洋板块,西部是印度洋板块,受到世界两大地震带的挟胁,因此,在全国有许多地震活跃区,如台湾、青藏高原、华北平原等。我国地震分布面积广、强度大、频率高。据统计:我国的多个省市中,20世纪以来有21个发生过级或级以上的地震。全国有312万平方公里土地面
29、积和136个城市属于地震区。地震灾害也会产生次生效应。如长江中上游横断山地区、黄河中上游祁连山地区和华北燕山一带,其滑坡、崩塌、泥石流发育分布多是沿着活滑坡、崩塌、泥石流发育分布多是沿着活动构造带和地震带。动构造带和地震带。(二)地质灾害受纬度和气候条件的控制 中国大陆自南向北气候分布依次为热带、亚热带、温带、亚寒带;这一气候模式显然与纬度分布有关。所以引起的地质灾害南北方有明显的差异,2022-8-1436南方雨量充沛雨量充沛,以喀斯特陷落、岩土体变形、山洪、滑坡、水灾为主;北方气气候干旱候干旱,土地沙漠化、盐碱化严重;到东北东北大兴安岭地区,纬度高,气候寒冷,以冻融灾害为主。(三)地形地貌
30、对地质灾害的影晌 我国地势自西向东由高变低,大体可分为三个阶梯:第级为青藏高原,海拔4000m以上,年平均气温在-0.86.5 oC。温度变化以冻害、雪崩为主。依次向东为级阶梯,海拔在1000一2000m,秦岭以南长江流域为湿润一半湿润气候。秦岭以北黄河流域为干旱半干旱气候。但两者均在夏季降雨,雨量充沛,故地质灾害常以滑坡、崩塌、泥石流、水土流失为主。在太行山、伏牛山至雪峰山以东地区为级阶梯,它包括了东北平原,黄淮海平原、长江中下游平原以及江南广大盆地、丘陵区,海拔在500m以下,地势平缓。这些地区人口密集,城市集中,工农业发展快,交通便利,形成了以人类活动、工程活动为主的地质灾害,如地面沉降
31、、海水入侵、诱发地震、土地沙漠化、水土流失、江河淤积等。2022-8-14372022-8-1438第三节第三节 环境地质问题环境地质问题一、环境地质学的定义 环境地质学是近年来兴起的一门新兴科学,它是环境科学中的一个重要组成部分,是地质学科的一个分支,应用地质学的理论和方法研究地质环境的应用地质学的理论和方法研究地质环境的基本特性、功能和演变规律基本特性、功能和演变规律;研究人类活动与地质环境之间的相互作用、相研究人类活动与地质环境之间的相互作用、相互制约的关系互制约的关系;解决人类开发利用自然环境遇到的和可能引起的地质问题解决人类开发利用自然环境遇到的和可能引起的地质问题;探探索在经济发展
32、过程中合理利用和保护地质环境的途径。索在经济发展过程中合理利用和保护地质环境的途径。二、人类活动与环境地质学 由环境地质学的定义可知,它是研究由于人类活动所引起的一切地质现象研究由于人类活动所引起的一切地质现象。这些现象随着社会经济的发展和科学进步在不断扩大。就现阶段而言,人们的经济活动主要可引起以下几方面的地质作用:(一)人为的剥蚀地质作用 主要有矿山剥离盖层、工程挖掘土石、农业平整土地等。人工对大自然的剥蚀作用,其速率和强度有时大于天然剥蚀作用。2022-8-1439(二)人类的搬运地质作用 人类为了开发和利用自然资源,为了某项经济活动,每年要搬运大量不同类型的材料。如填筑工程地基、采矿、
33、开垦荒地和坡地等都会引起人类搬运地质作用。据估计,由于人类地质活动,每年搬运的物质达1万立方公里,超过全球水流的搬运作用;(三)人类的堆积地质作用 人类在地球上许多地方的堆积已达到相当大的规模,如布拉格市有一层厚6m的人工堆积物。(四)人为塑造地形作用 人为塑造地形作用和经济建设有关,往往形成许多地貌景观,如人造平原、梯田、水库、运河、人工边坡、假山、填平低地、天堑、人工岛等,其速率甚至比天然外动力地质作用更强大。(五)人类活动所诱发的地质作用 如大规模开采地下水而引起的地面沉降、在喀斯特地区所造成的地面塌陷、水库和深井注水引起的诱发地震等。上述举例的一些地质作用,常导致天然地质环境失去平衡。
34、深入研究这些人为地质作用发生、发展对改善地质环境是十分有益的。2022-8-1440三、环境地质区划环境地质区划:从环境观点出发,对全国或某一个行政区加以环境地质区划。环境地质区划的实质是:按区域的地质环境结构特征和功能有利、不利因素展开经济活动,用区域所存在的地质问题来评估人类活动与地质环境的相容性以及它的容量容量和质量质量。所以,环境地质区划是进行国土开发、环境管理和保护不可缺少的环节。环境地质区划的内容与步骤是:(1)对规划区的地质构造、岩性、水文动态、地质作用、地形和气候加以分析研究,以划分出不同的地质环境单元划分出不同的地质环境单元。(2)对每一类型单元进行地质环境容量和质量评价。主
35、要评价地质环境主要评价地质环境对人类活动的承受能力对人类活动的承受能力。(3)对单元内环境地质问题作出评价和预测评价和预测,对人类活动给地质环境己造成或正在造成的影响、性质、范围和程度作出评价并提出防治和治理提出防治和治理对策。对策。(4)提出规划的利用方向、开发利用和保护措施2022-8-1441第四节 工程与地质环境的可持续协调发展工程建设导致的环境工程地质问题,一般 从下述两方面考虑:不能局限于不能局限于工程场址的直接的工程地质条件,而要考虑更大范围更大范围的地质环境和本工程的协调;要从本工程在建设和运行期间建设和运行期间可能导致地质环境的次生演化次生演化出发,根据变化后变化后的地质环境
36、特性,考虑本工程和本区工程建设与之是否协调是否协调。环境工程地质评价必须追踪工程建设和地质环境的相互作用追踪工程建设和地质环境的相互作用过程,密切关密切关注这种相互作用的发展趋势和过程注这种相互作用的发展趋势和过程,才能作出正确的评价,提出可靠的有效对策。湖北远安盐池河磷矿发生的巨型山崩,很能说明这种相互作用(图12、13、14)。2022-8-14421980年年6月月30日凌晨,日凌晨,发生灾难性崩塌。矿发生灾难性崩塌。矿区工业广场及民用建区工业广场及民用建筑均布置在崩塌山体筑均布置在崩塌山体下部的沟谷中。由于下部的沟谷中。由于不合理的开挖和连降不合理的开挖和连降暴雨,山体崩塌后摧暴雨,山
37、体崩塌后摧毁并掩埋了整个矿区。毁并掩埋了整个矿区。崩塌山体体积约崩塌山体体积约100万方,在沟谷底部崩万方,在沟谷底部崩塌物堆积物的覆盖面塌物堆积物的覆盖面积达积达6.5万平方米,堆万平方米,堆积物厚度平均积物厚度平均20米,米,最大达最大达40米左右,崩米左右,崩塌堆积物最大块体约塌堆积物最大块体约1000平方米,重约平方米,重约2700T。整个矿区除。整个矿区除一人幸免于难外,其一人幸免于难外,其余余284人全部被掩埋人全部被掩埋于河谷崩塌堆积物中,于河谷崩塌堆积物中,造成了惨重的损失造成了惨重的损失。图122022-8-1443图13 盐池河山崩剖面图2022-8-1444图14 盐池河
38、山崩体号裂隙变形曲线1980年4月18日观测到号裂缝的最大宽度为20cm,推测其为1978年扩大开采后形成。1980年4月21 日至5月18日,水平位移开始加速,裂缝从22 cm宽发展到77cm,而垂直位移仅5cm,显然岩体的向外倾斜变形开始加剧。但5月18日至6月1日,垂直位移却大幅增加,从5cm增至42cm,6月1日至6月2日一天内,下沉达108cm,最终在6月3日凌晨发生整体破坏。水平位移垂直位移2022-8-1445大量的工程实例使我们得到以下一些基本认识:1)人类活动造成工程地质作用,参与到成灾过程中,是可以起到诱发或触发诱发或触发作用的,有时我们也称其为工程地质灾害。作用的,有时我们也称其为工程地质灾害。2 在这种工程地质灾害的形成过程中,地质环境的内在结构和特性仍是决定决定性因素性因素,人类工程活动应适应这种地质环境的要求。3)工程地质灾害的形成是人类工程建设和地质环境相互作用相互作用的结果,这种作用有时是复杂的,是多阶段的,作用的机制是在转化着的。4)工程地质灾害的预测要求系统地考虑全部工程因素和地质因素的关系,判断其机制和作用趋势,有些作用将受到抑制抑制,有些作用将有所扩展扩展。对于扩展性作用要继续跟踪,并预测其是否产生机制和作用的转化。最后,才可排除可能受到抑制的作用,找出成灾或给工程和环境带来危害的过程。