环境地质学.docx

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环境地质学

环

境

地

质

学

1、论述我国水环境问题现状

（1）水污染是我国面临的最主要的环境问题

据水利部对全国700余条河流约10万km河长开展的水资源质量评价结果：

46.5%的河长受到污染（相当于IV、V类）；10.6%的河长严重污染（已超V类），水体已丧失使用价值。

90%以上的城市水域污染严重。

从地区分布来看，支流水质一般劣于干流。

干流下游水质一般劣于上游,城市工矿区河段水质最差。

南方河流水质整体上优于北方河流,中西部地区水质整体上优于东部发达地区。

在全国七大流域中，太湖、淮河、黄河流域均有70%以上的河段受到污染；海河、松辽流域污染也相当严重，污染河段占6O%以上。

全国有1/4的人口饮用不符合卫生标准的水。

（2）河湖萎缩、功能退化，部分湖泊咸化趋势明显

在北方缺水地区，由于河道天然径流减少,引用水量增加，开发利用不尽合理，江河断流及平原地区河流枯萎已成为又一个严重的水环境问题。

近30年来,我国湖泊水面面积己缩小了30%。

素有千湖之称的江汉湖群，目前的湖泊面积仅为新中国成立初期的50%。

调查表明,我国西北干早、半干旱地区湖泊干涸现象十分严重,部分湖泊含盐量和矿化度明显升高,湖泊咸化趋势明显。

新疆的博斯腾湖,由于上游修建灌溉工程，人湖水量锐减,含盐高的灌区退水又不断人湖，十几年就由淡水湖演变为咸水湖，湖水矿化度上升了6倍，水面减少120km2，水位降低3.54m。

我国历史上著名的大型咸水湖—罗布泊也已干涸。

围湖造田是南方地区湖泊面积萎缩的首要原因。

江汉湖群因围垦消失湖泊983个，减少面积2041km2目前仅存湖泊83个；洞庭湖区在不到40年的时间内，围垦面积达15万hm2，淤积与围垦互为因果，恶性循环。

（3）地下水大量超采

由于地表水资源贫乏和水污染加剧，一些地区对地下水进行掠夺式开发，地下水超采现象十分严重，以牺牲环境为代价维持工农业生产和人民生活的用水需求。

据不完全统计，全国目前已形成地下水区域性降落漏斗149个，漏斗面积15.8万km2，其中严重超采面积67万km2，占超采区面积的42.3%。

多年平均超采地下水67.8亿m3。

（4）水土流失严重

我国的水土流失分布范围广、面积大，根据公布的中国第2次遥感调查结果，中国的水土流失面积达356万k㎡，占国土总面积的37%，其中水力侵蚀面积达165万k㎡，风力侵蚀面积191万k㎡。

在水蚀和风蚀面积中，水蚀、风蚀交错面积为26万k㎡，侵蚀形式多样，类型复杂，水力侵蚀、风力侵蚀、冻融侵蚀及滑坡泥石流等重力侵蚀特点各异，相互交错，成因复杂。

土壤流失严重，根据统计，中国每年流失的土壤总量达50亿吨。

长江流域年土壤流失总量为24亿吨，其中上游地区年土壤流失总量达15.6亿吨，黄河流域、黄土高原区每年进入黄河的泥沙多达16亿吨。

2、论述我国地面沉降现状与对策

地面沉降是一种可由多种因素引起的地面标高缓慢降低的环境地质现象。

是我国平原地区的主要地质灾害，在人口密集的城市，地面沉降最为严重。

从国土资源部获悉，目前，中国一半省份存在地面沉降，五十多个城市地面沉降比较严重。

地面沉降具有成长缓慢、持续时间长、影响范围广、成因机制复杂和防治难度大等特点，是一种缓变型地质灾害，会造成地面高程损失、建筑物的下沉及破坏等危害。

我国的地面沉降主要出现在上海、天津、江苏、河北等17个省市的东、中部地区，沉降总面积超过7×104km2，最大累计沉降量已达3m，主要分布于长江三角洲、华北平原、松嫩平原和下辽河平原、汾渭河谷平原和一些山区盆地。

其中，华北平原和长江三角洲是两个集中连片发展的地区，地面沉降十分严重。

由于不均匀地面沉降，华北平原、长江三角洲、汾渭河谷平原以及某些内陆盆地的一些地区出现地裂缝，约450处，一千多条，所经之处建筑物遭到不同程度的破坏，造成巨大损失。

中国地质调查局公布的《华北平原地面沉降调查与监测综合研究》及《中国地下水资源与环境调查》显示：

华北平原不同区域的沉降中心有连成一片的趋势；长江区最近30多年累计沉降超过200毫米的面积近1万平方公里，占区域总面积的1/3。

其中，上海市、江苏省的苏锡常三市开始出现地裂缝等地质灾害。

地面沉降的控制与防治措施主要有以下几点：

一、加强宣传，增强防灾意识。

由于淡水资源比较宝贵，因此，制定地下水合理开采和维持采灌平衡的规章制度，对过量开采者，盲目开采者进行法律制裁。

要加强宣传，从思想上增强防灾意识，不断提高全民的防灾减灾意识。

依法严格管理地下水资源，要合理开发利用地下水资源。

二、限制或减少地下水开采量。

我国人口众多，水资源的需求量较大，但是由于水资源短缺，同时，地表水的时空分布又极不均匀。

因此许多地方大量开采利用地下水资源。

长期过量开采地下水由于地面沉降具有累进不可逆性的特点，因此限制和减少地下水开采量以防止和减缓地面沉降，具体可以采取三种措施：

可以用地表水资源代替地下水资源，以人工制水设备代替地下水资源，实行一水多用，充分综合利用地下水。

三、采用地表水人工补给地下水。

对于已明显出现地面沉降的地区要采取合理的措施使地面沉降量减少，使沉降的地面得以恢复，可以采用地表水人工补给地下水，以便抬升地下水位，从而使地面回升。

四、调整地下水开采层次。

地面沉降的主要原因是地下水的集中开采（开采时间集中、地区集中、层次集中），因此适当调整地下水的开采层和合理支配开采时间，可以有效的控制地面沉降。

五、加强地面沉降监测体系，深入研究地面沉降的形成机理和防治对策。

3、论述我国土地荒漠化与水土流失现状与对策

土地荒漠化和水土流失是全球性的环境灾害。

土地荒漠化是指风力作用为主形成的以风沙活动为主要标志的土地退化过程,土地表面出现的风蚀和流沙堆积的沙质荒漠化景观。

水土流失是指人类对土地的利用，特别是对水土资源不合理的开发和经营，使土壤的覆盖物遭受破坏，裸露的土壤受水力冲蚀，流失量大于母质层育化成土壤的量，土壤流失由表土流失、心土流失而至母质流失，终使岩石暴露。

水土流失可分为水力侵蚀、重力侵蚀和风力侵蚀三种类型。

我国干旱区地域辽阔，我国是世界上受荒漠化危害最严重的国家之一，分别有风蚀荒漠化、水蚀荒漠化、冻融荒漠化、土镶盐渍化等4种类型的荒漠化土地，荒漠化土地面积大，分布范围广。

日益加剧的土地沙漠化，致使生态环境恶化，不断吞噬着人们的生存空间，严重制约了经济的持续健康发展。

第三次全国荒漠化和沙化监测结果表明（2005年公布），我国荒漠化土地总面积263.62万平方公里，占国土总面积的27.46％。

其中，风蚀荒漠化土地面积183.94万平方公里，占荒漠化土地总面积的69.77％；水蚀荒漠化土地面积25.93万平方公里，占9.84％；盐渍化土地面积17.38万平方公里，占6.59％；冻融荒漠化土地面积36.37万平方公里，占13.80％。

荒漠化土地主要分布在新疆、内蒙古、西藏、甘肃、青海、陕西、宁夏、河北8省（自治区），占全国荒漠化总面积的98.45％。

仅我国北方地区就有荒漠化土地175.81万平方公里，相当于新疆自治区与辽宁省国土面积的总和。

关于我国水土流失现状在第一题中已经介绍。

防治措施：

（1）尊重自然规律,实现人与自然的和谐相处

自然生态系统有一定的“弹性”,一旦人的生产和生活活动对环境施加的压力超越了生态环境的“弹性”限度,就容易发生土地荒漠化,而一旦减轻了这种压力,生态环境就可以恢复。

重点是解决好生态环境恢复和人民群众生产生活改善的矛盾。

河北省沽源县通过采取积极的措施,解决了禁牧的难题,为大面积土地恢复地力,恢复植被创造了条件。

其主要做法包括:

一是更新改换品种,已发展适合舍饲圈养的小尾寒羊28万只、奶牛8700头;二是把11•7万hm2天然草场全部承包到户,打破了吃“大锅草”的局面,解决了管护问题;三是帮助农民种植高效牧草4万hm2,建牛羊圈舍2万间,使大面积草场得到恢复;四是结合农业产业结构调整,通过发展节水灌溉,建设高效农业,引导农民种植错季蔬菜,解决了农民“花钱”问题,为大面积退耕还草奠定了基础。

（2）发展第二、第三产业，缓解对土地的依赖

注重扶持发展农村第二和第三产业,把荒漠化区或潜在荒漠区的资源优势转化为生产优势和商品优势,搞好产品深加工,增加产品附加值,转移农村剩余劳动力,减轻农民对土地的过分依赖,为沙漠化土地恢复和治理创造条件。

（3）对生态脆弱区域进行人口环境容量评价

对敏感生态区域或生态脆弱地区,组织有关专家,进行人口环境容量评价研究,建立人口、环境、资源协调发展的区域评价指标体系,提出可持续发展条件下的区域最大人口承载量以及生产发展方向,必要时可进行生态移民,以恢复自然生态的自我修复能力,减轻人类生产、生活对环境的破坏和影响。

（4）合理开发利用水资源,为土地荒漠化及水土流失整治服好务

在沙漠化土地整治过程中,应合理开发利用水资源,使有限的水资源实现可持续利用,为改善生态环境和发展当地经济服好务,处理好生产、生活和生态用水的关系。

我国北方沙化区降水偏少,水资源相当紧缺。

从总体看,水资源的开发利用程度较高,进一步开源潜力不大。

从长远计,应以节水为重点。

在流域用水上,要上、中、下游统筹考虑,统一调配,限定上、中、下游各段的用水量,保证下游实现生态平衡的最低限度用水量;在地下水开采上,要进行科学规划论证,加强管理,慎重开采地下水,保证合理水位,避免过度开采地下水使浅层水位下降,造成土地沙化。

引洪淤灌、拉沙造田是运用天然降水治理沙漠化的有效经验,应大力推广。

发展节水灌溉,搞集约式生态农业,提高农民收入,为沙漠化土地整治创造条件是有效途径,应该坚持。

如沽源县二道渠乡西山坡村1998年以来,新建节水灌溉面积100hm2,通过种植高效经济作物,发展错季蔬菜,1999年全村实现总收入150万元,仅此一项人均增收2080元,群众已主动退耕还草166•7hm2。

（5）大力宣传,提高全社会的生态环境保护意识和可持续发展意识

运用各种媒体,通过各种形式,大力宣传保护生态环境的重要意义。

要在各级学校成立学生自愿组织,通过举办各种活动,使他们从小树立环境保护的意识,提高全民保护生态的自觉性。

另一方面,有关行政主管部门和组织要加大执法力度,做到有法可依,有法必依,执法必严,违法必究,规范和约束人们肆意破坏环境的行为,为荒漠化土地治理创造良好的社会环境。

（6）注重运用政策机制调动全社会参与荒漠化与水土流失防治的积极性

在国家加大治理投入的基础上,本着明晰所有权,落实使用权,放开建设权,搞活经营权的原则,通过承包、租赁、股份合作、拍卖等多种形式落实土地产权。

一方面,积极吸引社会资金参与生态环境建设,增加融资渠道,加快治理速度;另一方面,治理成果归个人所有,增加了群众个人管护的积极性,解决了生态环境建设中治理成果难以长期巩固的难题。

4、论述全球地震带分布及我国地震分布特点

全球的地震分布很有规律，主要集中在下列五个带：

（1）环太平洋地震带

全球规模最大的地震活动带。

此带主要位于太平洋边缘地区，沿南北美洲西海岸，从阿拉斯加经阿留申至堪察加，转向西南沿千岛群岛至日本，然后分成两支，其中一支向南经马里亚纳群岛至伊里安岛，另一支向西南经琉球群岛、我国台湾省、菲律宾、印度尼西亚至伊里安岛，两支在此汇合，经所罗门、汤加至新西兰。

全球约80%的浅源地震、90%的中深源地震以及差不多所有深源地震，都发生在这一带。

所释放的地震能量占全球地震总能量的80%。

该带是大多数灾难性地震和全球8级以上巨大地震的主要发震地带。

（2）地中海喜马拉雅地震带

又称欧亚地震带，全球第二大地震活动带。

横贯欧亚两洲及涉及非洲地区。

其中一部分从堪察加开始，越过中亚，另一部分则从印度尼西亚开始，越过喜马拉雅山脉，它们在帕米尔会合，然后向西伸入伊朗、土耳其和地中海地区，再出亚速海。

所释放的地震能量占全球地震总能量的15%。

我国大部分地区处于此地震带中，此带内也常发生破坏性地震及少数深源地震。

（3）大洋中脊地震带

此地震活动带蜿蜒于各大洋中间，几乎彼此相连。

总长约65000km，宽约1000——7000km，其轴部宽100km左右。

大洋中脊地震活动带的地震活动性较之前两个带要弱得多，而且均为浅源地震，尚未发生过特大的破坏性地震。

（4）大陆裂谷地震带

分布于各大陆的裂谷带上，在地貌上常表现为深水湖，如东非裂谷、红海裂谷、贝加尔裂谷、亚丁湾裂谷等。

（5）大陆板块内部地震带。

也称板内地震带，其中的主要地震多集中于活动断层带及其附近地区，其震级有大有小，是一个对人类社会危害较大的地震活动带。

我国是板内地震带地震活动最为典型的地区。

我国位于世界两大地震带——环太平洋地震带与欧亚地震带之间，受太平洋板块、印度板块和菲律宾海板块的挤压，地震断裂带十分发育。

我国的地震活动主要分布在五个地区的23条地震带上。

这五个地区是：

①台湾省及其附近海域；②西南地区，主要是西藏、四川西部和云南中西部；③西北地区，主要在甘肃河西走廊、青海、宁夏、天山南北麓；④华北地区，主要在太行山两侧、汾渭河谷、阴山-燕山一带、山东中部和渤海湾；⑤东南沿海的广东、福建等地。

我国的台湾省位于环太平洋地震带上，西藏、新疆、云南、四川、青海等省区位于喜马拉雅-地中海地震带上，其他省区处于相关的地震带上。

5、论述我国喀斯特建设主要工程问题

喀斯特（KARST）即岩溶，是水对可溶性岩石（碳酸盐岩、石膏、岩盐等）进行以化学溶蚀作用为主，流水的冲蚀、潜蚀和崩塌等机械作用为辅的地质作用，以及由这些作用所产生的现象的总称。

由喀斯特作用所造成地貌，称喀斯特地貌（岩溶地貌）。

此种地貌地区，在我国分布极为广泛，典型的分布地区有广西、云南和贵州。

由于岩溶的发育致使建筑物场地和地基的工程地质条件大为恶化，因此在岩溶地区修建各类工程建筑物时必须对岩溶进行工程地质研究，以预测和解决因岩溶而引起的各种工程地质问题。

归纳起来，岩溶区的工程地质问题主要有：

（1）岩溶地基不稳定

在岩溶地区，由于地表覆盖层下有石芽溶沟，岩体内部有暗河、溶洞，建筑物的地基通常是很不均匀的，上覆土层因下部岩溶水的潜蚀作用而塌陷，形成土洞。

土洞的塌陷作用常常是突然发生的。

土洞的出现地区往往就是地下岩溶发育的区域。

工业与民用建筑物的压力作用范围多在地面以下10m左右。

所以，建筑物的地基涉及上覆土层，也涉及下伏基岩。

岩溶地区的土层特点是厚度变化大，空隙比高。

因此，地基很容易产生不均匀下降，从而导致建筑物倾斜甚至破坏。

（2）岩溶地表塌陷

岩溶地表塌陷大多数发生在覆盖型岩溶分布地区，人为活动引起岩溶地表塌陷的成因主要是施工抽排地下水或工程引起地下水位壅高，破坏了原有的岩溶水的赋存和径流状态，改变了水、气的压强差和土体的自重力、浮托力，加大了地下水渗透比降，机械冲刷、潜蚀和吸蚀作用的结果使上覆的岩体、土体塌陷。

岩溶地表塌陷给城市建筑物、道路以及其它建筑设施构成了很大的危害，它不仅影响着生态景观结构、地形变化、水动力条件及地下水污染，而且直接威胁着人类生命及财产安全。

（3）岩溶地面变形

岩溶地面变形产生于塌陷之前，在地下水降落漏斗范围内产生，它的影响范围广，分布面积大。

主要是由地下工程开挖以及疏干排水使地层初始应力状态发生改变和土体发生固结沉降引起的。

岩溶地面变形对地面建筑的稳定性和交通工程的结构等造成了严重影响。

（4）岩溶地面开裂

岩溶地区围绕塌坑，常常有一些环状裂缝，是完整连续的地表岩体或土体，在自然和人为作用下，形成的一种具有一定长度和宽度裂缝的地质现象。

岩溶地面开裂是沉降和塌陷的伴生物，它们随塌陷而产生，有时成为塌陷的前兆，预示着塌陷即将产生。

（5）岩溶渗漏突水

岩溶地区的岩体中有许多裂隙、管道、溶洞，在进行水库、大坝、隧道、基坑等工程时，由于岩溶活动，如存在承压水并有腹水优势断裂作为通道，则可能会遇到地下水突水而导致基坑、隧道等工程的排水困难甚至淹没，也有可能因岩溶渗漏而造成水库无法蓄水。

（6）水资源流失

在修建地下工程时，如果措施不当，开挖区将成为集水廊道，将大范围地下水吸引至开挖区中排泄，使地下水流场发生巨大变化，破坏区域地下水均衡，引起井泉枯竭，河溪渗漏甚至断流。

地下工程的疏干排水改变了岩溶水文系统内的平衡状态，造成岩溶水资源的衰竭，区域地下水位大幅度下降，泉井断流干涸。

（7）水质污染

地下工程在施工期和运营期均有可能对地下水水质造成影响。

施工阶段抽排出来的大量地下水；盾构施工时需要使用大量的辅助材料（如油脂、泥浆添加剂等），这些辅助材料可能发生遗漏，从而进入地下水中；在明挖及盾构始发地要进行局部注浆处理，这些都会对地下水水质造成一定影响；施工设备漏出的油污一旦进入地下水中也会使地下水受到污染。

采用化学灌浆来实施加速护壁措施或堵漏处理也易污染地下水。

化学灌浆材料多数具有不同程度的毒性，特别是有机高分子化合物（如环氧树脂、乙二胺、苯酚等），它们毒性复杂，不论在制备、配制，还是在施工灌浆中，作业人员都要接触这些有毒物质；此外，在浆液注入构筑物裂缝与地层空隙后，通过溶滤、离子交换复分解沉淀、聚合等反应，都会导致灌浆液中的化学物质进入地下水中，进而污染地下水。

运营期地下工程给地下水水质带来的影响主要是指地下水和地下工程的结构之间所发生的化学反应，也就是地下水腐蚀混凝土结构从而影响地下水水质。

由此可见，岩溶地区工程地质问题有一定的复杂性，在岩溶地区进行各种工程时需要从岩溶地基的不稳定性、岩溶地表塌陷、岩溶地面变形、岩溶地面开裂、岩溶渗漏突水、水资源流失、水质污染等方面进行综合分析。