环境地质学的基本理论问题.pptx

主要内容主要内容12环境地质作用环境地质作用环境地质作用环境地质作用34中国地质环境问题综述中国地质环境问题综述中国地质环境问题综述中国地质环境问题综述地质环境的内涵与地质灾害地质环境的内涵与地质灾害地质环境的内涵与地质灾害地质环境的内涵与地质灾害环境与地质环境环境与地质环境一、环境与地质环境一、环境与地质环境（一）环境的概念（一）环境的概念（二）地质环境的概念（二）地质环境的概念（三）地质环境的基本特性（三）地质环境的基本特性（四）地质环境系统的组成要素及结构（四）地质环境系统的组成要素及结构F在辞源对环境有两种解释，其一是环绕所在之区域也，即环境作堡岩，选精甲外捍而耕稼其中；其二是人身围之事物今亦称之为环境。一、环境的概念一、环境的概念F从哲学角度来看，环境是指事物之间的特定关系，而不是事物本身，是相对于某个中心事物而言的，即围绕某个中心事物的外部空间，条件和状况，构成该中心事物的环境。生态学：研究生物与环境的关系，其生态学：研究生物与环境的关系，其环境是以动植物和微生物为主的生态环境是以动植物和微生物为主的生态环境。环境。地理学：研究人类社会与环境的关系，地理学：研究人类社会与环境的关系，其环境是以人类社会为主体。其环境是以人类社会为主体。一、环境的概念一、环境的概念一、环境的概念环境是指系统以外的事物，也就是说环境总是相对于环境是指系统以外的事物，也就是说环境总是相对于某个某个中心事物或研究主体中心事物或研究主体而言的。而言的。系统环境环境系统u 广义环境的概念（系统科学中环境的概念）广义环境的概念（系统科学中环境的概念）什么是环境？环境是相对的，没有边界的。环境是相对的，没有边界的。环境不是研究的主体，但与研究主体不可分。环境不是研究的主体，但与研究主体不可分。滑滑坡坡地地下下水水系系统统与与环环境境；斜斜坡坡地地下下水水系系统统与与环环境境；流流域域地地下下水水系系统统与与环环境境。一、环境的概念一、环境的概念为什么要明确环境的概念？l将复杂的事物、问题简化；将复杂的事物、问题简化；l明确研究某一事物和问题的主体；明确研究某一事物和问题的主体；l选择与研究主体相关的环境要素。选择与研究主体相关的环境要素。环境是影响人类生存和发展的各种天然和经过人工改造的环境是影响人类生存和发展的各种天然和经过人工改造的自然因素及社会因素的总和。主要指自然因素及社会因素的总和。主要指人类的生存环境人类的生存环境，是人，是人类赖以生存和发展的物质条件。类赖以生存和发展的物质条件。u狭义环境的概念狭义环境的概念二、地质环境二、地质环境 地质环境是人类环境中极为重要的组成部分，地质环境是人类环境中极为重要的组成部分，岩石圈及岩石圈及其表层风化产物其表层风化产物，包括地球岩石圈和表层风化层两部分地质，包括地球岩石圈和表层风化层两部分地质体的组成、结构和各类体的组成、结构和各类地质作用地质作用与现象。与现象。u地质环境的定义地质环境的定义强调：研究对象：影响人类的地质背景、地质作用组成要素：气、岩（土）、水和生演化过程：地质作用过程具有明确的范围。（一）地质环境的内涵：一）地质环境的内涵：“地质环境地质环境”：岩石圈及其表层风化产物。：岩石圈及其表层风化产物。地质环境是有地质环境是有空间概念空间概念的客观实体，的客观实体，基本要素：基本要素：l 物质组成物质组成l 地质结构地质结构l 动力作用动力作用地质环境的内涵与基本特征地质环境的内涵与基本特征信息与知识信息与知识 用户用户通过以航空、航天平台为通过以航空、航天平台为载体的遥感技术获取地球载体的遥感技术获取地球系统的数据与信息。系统的数据与信息。全球探测技术全球探测技术二、地质环境二、地质环境 对对 地地 观观 测测 系系 统统全球气候全球气候观测系统观测系统全球海洋全球海洋观测系统观测系统全球陆地全球陆地观测系统观测系统气象气象水文水文生态生态海洋海洋地震地震 地地 面面 观观 测测 网网二、地质环境二、地质环境遥感方法遥感方法 数据采集系统数据采集系统 地区观地区观 测网测网 地球深部地球深部探测技术探测技术 地表勘测地表勘测技术技术GIS数据处理数据处理分析系统分析系统专家系统专家系统决策支决策支持系统持系统 电子地图电子地图数据表达数据表达与可视化与可视化虚拟现实虚拟现实动态模拟动态模拟 数据仓库数据仓库 数据发布数据发布与访问与访问 网络网络GIS网络决网络决策系统策系统地球信息的采集、处理和应用已构成完整的系统地球信息的采集、处理和应用已构成完整的系统 正在向正在向数字地球数字地球方向发展方向发展 电子地图电子地图虚拟现实虚拟现实动态模拟动态模拟 电子地图电子地图虚拟现实虚拟现实二、地质环境二、地质环境 地质环境的上限位置：地质环境的上限位置：岩石圈的表面岩石圈的表面 地质环境的下限位置：决定于人类社会的技地质环境的下限位置：决定于人类社会的技术发展水平，以及进入岩石圈内部的工业活术发展水平，以及进入岩石圈内部的工业活动深度。动深度。1、建立全球地质环境系统的需要、建立全球地质环境系统的需要2、下界面不完全一致、下界面不完全一致3、地表以下平均、地表以下平均10km处。处。关于全球地质环境系统的下界：关于全球地质环境系统的下界：二、地质环境二、地质环境l人类从事各种活动的空间；人类从事各种活动的空间；l地地质质理理论论较较详详尽尽，大大部部分分探探测测手手段段的最大探测深度。的最大探测深度。l水、土、气和生四要素作用空间；水、土、气和生四要素作用空间；l上、下地壳的分界面。上、下地壳的分界面。二、地质环境二、地质环境u局域地质环境系统局域地质环境系统l 空间范围l 时间范围由于研究对象因目的和任务而变，空间范围也随之而变，由于研究对象因目的和任务而变，空间范围也随之而变，可以由一个场地到几万平方公里。（水平和垂向）可以由一个场地到几万平方公里。（水平和垂向）荒漠化、地面沉降、水土流失、泥石流、滑坡、崩塌等。荒漠化、地面沉降、水土流失、泥石流、滑坡、崩塌等。比全球的小，但具体的对象可能有所不同，可由片刻到比全球的小，但具体的对象可能有所不同，可由片刻到几十上百年。几十上百年。地下水污染、地面沉降；水土流失、荒漠化；泥石流、地下水污染、地面沉降；水土流失、荒漠化；泥石流、滑坡等。滑坡等。二、地质环境二、地质环境l 为什么要考虑地质环境系统时空尺度？正确分析和解决问题的前提！正确分析和解决问题的前提！l建立地质环境系统的基础。l解决地质环境问题的前提。l是分析问题方法，如：时间换空间、空间换时间等。l判断结果可靠性的依据。地质环境的性质地质环境的性质u地质环境以系统的方式存在地质环境以系统的方式存在系统系统：是指由相互联系、相互作用的若干要素构成的具有是指由相互联系、相互作用的若干要素构成的具有统一功能的整体。统一功能的整体。什么是系统？l 由多个要素组成；由多个要素组成；l 要素间相互作用、相互联系；要素间相互作用、相互联系；l 构成一个统一的整体；构成一个统一的整体；l 具有一定的功能；具有一定的功能；l 系统也是一种思维方式和处理问题的技巧。系统也是一种思维方式和处理问题的技巧。地质环境的性质地质环境的性质u地质环境是开放系统地质环境是开放系统 孤立系统孤立系统 封闭系统封闭系统 开放系统开放系统系统环境物质 能量物质 能量物质能量地质环境的性质地质环境的性质u地质环境系统是有层次的地质环境系统是有层次的层级理论层级理论：系统不存在绝对的部分（子系统）和绝对的整系统不存在绝对的部分（子系统）和绝对的整体，通常可以按不同的时空尺度或功能分解为相对离散体，通常可以按不同的时空尺度或功能分解为相对离散的多个部分（子系统）或等级层次。的多个部分（子系统）或等级层次。随着空间和时间的改变，系统的结构、特征和功能也发生随着空间和时间的改变，系统的结构、特征和功能也发生变化，从而表现出不同的等级关系。变化，从而表现出不同的等级关系。系统在不同的层次上表现出不同的行为特征，遵循的规律系统在不同的层次上表现出不同的行为特征，遵循的规律和研究方法也不同。和研究方法也不同。地质环境系统是有层次的。要简化复杂系统，以便对其结地质环境系统是有层次的。要简化复杂系统，以便对其结构、功能和演化进行分解和预测。构、功能和演化进行分解和预测。地质环境的性质地质环境的性质u地质环境是不断演化的地质环境是不断演化的 世界上任何事物都有其发生、发展和消亡的过程。世界上任何事物都有其发生、发展和消亡的过程。地质学中，造山运动、海陆变迁、生物大爆发和大灭地质学中，造山运动、海陆变迁、生物大爆发和大灭绝事件等。绝事件等。演化不等于变化演化不等于变化l地质环境背景是地质环境的基本组成，地质环境演化的主要依据；地质环境背景是地质环境的基本组成，地质环境演化的主要依据；l地球演化相对地质环境演化历史长；地球演化相对地质环境演化历史长；l局域地质环境系统具有明显的演化特征。局域地质环境系统具有明显的演化特征。地质环境的性质地质环境的性质u地质环境具有自然和社会的双重属性地质环境具有自然和社会的双重属性地质环境的自然属性地质环境的自然属性自然地质作用自然地质作用内动力地质作用内动力地质作用外动力地质作用外动力地质作用地质环境的性质地质环境的性质u地质环境具有自然和社会的双重属性地质环境具有自然和社会的双重属性地质环境的社会属性地质环境的社会属性人为地质作用：人通过工程活动，对地面以下地球四大要素自然分人为地质作用：人通过工程活动，对地面以下地球四大要素自然分布格局的干扰，主要是对岩、土、地下水天然时空结构的改造。布格局的干扰，主要是对岩、土、地下水天然时空结构的改造。天人合一；天人合一；人定胜天？人定胜天？人类干扰方式所遵从的不是自然规律，更多的是社会规律人类干扰方式所遵从的不是自然规律，更多的是社会规律（甚至是少数人的意志），各种行为产生的根源有着深刻的社（甚至是少数人的意志），各种行为产生的根源有着深刻的社会学、经济学基础。会学、经济学基础。为了防治地质环境问题，也需要注意其社会属性。为了防治地质环境问题，也需要注意其社会属性。地质环境系统的组成要素、结构和功能地质环境系统的组成要素、结构和功能u地质环境系统的组成要素地质环境系统的组成要素地质环境系统：大气圈、水圈、生物圈、岩石圈相互叠置地质环境系统：大气圈、水圈、生物圈、岩石圈相互叠置的地球浅表。的地球浅表。空气、水、生物、岩石和土壤构成基本要素。他们并非孤空气、水、生物、岩石和土壤构成基本要素。他们并非孤立的，但物质存在形式、运动规律不同，各有特点。立的，但物质存在形式、运动规律不同，各有特点。例如：进行水岩作用的数值模拟；例如：进行水岩作用的数值模拟；地下水污染研究；地下水污染研究；生态学研究。生态学研究。u地质环境系统的结构地质环境系统的结构定义：定义：地质环境系统内部物质能量的分布格局、组织形式地质环境系统内部物质能量的分布格局、组织形式以及组成要素（部分）之间相互作用、相互联系的方式以及组成要素（部分）之间相互作用、相互联系的方式与秩序。与秩序。系统的结构具四维性质，包括空间结构和时间结构。系统的结构具四维性质，包括空间结构和时间结构。地质环境系统的组成要素、结构和功能地质环境系统的组成要素、结构和功能u地质环境系统的空间结构地质环境系统的空间结构地质背景子系统地质背景子系统地质环境系统地质环境系统人工子系统人工子系统地质背景子系统地质背景子系统地质环境系统的组成要素、结构和功能地质环境系统的组成要素、结构和功能u地质环境系统的时间结构地质环境系统的时间结构定义：系统组成要素（部分）的状态、相互关系在时间流定义：系统组成要素（部分）的状态、相互关系在时间流程中的关联方式和变化规律程中的关联方式和变化规律 。硬结构：地层沉积韵律的变化，岩土体变形的时间过程硬结构：地层沉积韵律的变化，岩土体变形的时间过程软结构：各种物理场的动态变化软结构：各种物理场的动态变化地质环境系统的组成要素、结构和功能地质环境系统的组成要素、结构和功能u对地质环境时空结构的理解对地质环境时空结构的理解地质环境系统分析的关键就是结构分析。地质环境系统分析的关键就是结构分析。是认识地质环境系统的手段，探索系统演化规律的线索，解是认识地质环境系统的手段，探索系统演化规律的线索，解决地质环境问题的基础。决地质环境问题的基础。结构变化是地质环境系统演化的内在根据，也是系统功结构变化是地质环境系统演化的内在根据，也是系统功能改变的根本原因。能改变的根本原因。地质环境的地质背景和人工子系统之间有着紧密的时空地质环境的地质背景和人工子系统之间有着紧密的时空关联。关联。地质环境系统的组成要素、结构和功能地质环境系统的组成要素、结构和功能地质环境系统的组成要素、结构和功能地质环境系统的组成要素、结构和功能u地质环境系统的功能地质环境系统的功能定义：地质环境系统与外部环境相互联系和作用过程的秩序定义：地质环境系统与外部环境相互联系和作用过程的秩序和能力。可以理解为系统结构整体与环境进行物质能量、和能力。可以理解为系统结构整体与环境进行物质能量、信息交换的秩序、功效和能力的描述。（无好坏之分）信息交换的秩序、功效和能力的描述。（无好坏之分）系统的功能无好坏之分，只有在与环境相互作用的过程中才系统的功能无好坏之分，只有在与环境相互作用的过程中才能够体现。能够体现。如：地质环境系统的自净功能；如：地质环境系统的自净功能；地下水系统的供水功能；地下水系统的供水功能；地震、水土流失、泥石流、滑坡等。地震、水土流失、泥石流、滑坡等。地质环境系统的组成要素、结构和功能地质环境系统的组成要素、结构和功能u系统的结构与功能之间关系系统的结构与功能之间关系1 1、地质环境问题分析的一般思路、地质环境问题分析的一般思路现象现象机制机制原因原因功能失调、功能失调、功能障碍功能障碍结构分析结构分析环境输入环境输入功能变化功能变化因此：因此：结构变化结构变化输入变化输入变化结构变化结构变化输入变化输入变化功能变化功能变化结构变化结构变化输入变化输入变化结构决定功能结构决定功能结构与功能协同演化结构与功能协同演化地质环境系统的组成要素、结构和功能地质环境系统的组成要素、结构和功能u系统的结构与功能之间关系系统的结构与功能之间关系2 2、系统结构调整方案的优化系统结构调整方案的优化 异构同功异构同功切记切记：不同的结构可以实现同一功能，应寻求设计一些简单、：不同的结构可以实现同一功能，应寻求设计一些简单、方便、低廉、绿色的结构去代替那些复杂的、代价昂贵的方便、低廉、绿色的结构去代替那些复杂的、代价昂贵的且有后遗症的方案。且有后遗症的方案。3 3、多功能的统筹管理多功能的统筹管理 同构异功同构异功 常常只注意一种功能，却忽略了其他功能的发挥。常常只注意一种功能，却忽略了其他功能的发挥。u矿山地质环境系统地质环境系统的组成要素、结构和功能地质环境系统的组成要素、结构和功能矿山地质环境系统结构？矿山地质环境系统结构？空空间间：地地质质背背景景子子系系统统地形地貌、地层岩性、矿产、矿区水文、地质构造等。地形地貌、地层岩性、矿产、矿区水文、地质构造等。人人工工子子系系统统采矿设备、矿区建筑、采矿方法、工序等。采矿设备、矿区建筑、采矿方法、工序等。时时间间：不不同同时时间间的的地地质质背背景景和和人人工工活活动动。通通常常采采矿矿结结束束后后，矿山地质环境仍然不断演化，矿山地质环境仍然不断演化u矿山地质环境系统结构和功能地质环境系统的组成要素、结构和功能地质环境系统的组成要素、结构和功能矿山地质环境系统功能矿山地质环境系统功能u 采矿、矿物输出、视觉环境变化采矿、矿物输出、视觉环境变化u 降雨、矿区排水降雨、矿区排水当功能失调障碍时，引发矿山地质环境问题。当功能失调障碍时，引发矿山地质环境问题。u如何避免矿山地质环境问题？如何避免矿山地质环境问题？u如何治理？如何治理？u矿山地质环境系统结构和功能地质环境系统的组成要素、结构和功能地质环境系统的组成要素、结构和功能避免矿山地质环境问题需回答：避免矿山地质环境问题需回答：u矿山适宜开发的程度如何？矿山适宜开发的程度如何？u开发后造成的危害程度多大？开发后造成的危害程度多大？u怎样合理地开发？怎样合理地开发？u怎样进行地质环境保护？怎样进行地质环境保护？编制矿山地质环境保护与恢复方案，并认真执行编制矿山地质环境保护与恢复方案，并认真执行当矿山地质环境问题发生时，分析和治理需要明确：当矿山地质环境问题发生时，分析和治理需要明确：u存在哪些地质环境问题？存在哪些地质环境问题？u各问题形成的机制和相关性？各问题形成的机制和相关性？u哪些环境输入对地质环境问题影响较大？哪些环境输入对地质环境问题影响较大？u通过什么途径进行治理？通过什么途径进行治理？u矿山地质环境系统结构和功能编制矿山地质环境治理工程设计编制矿山地质环境治理工程设计地质环境系统的组成要素、结构和功能地质环境系统的组成要素、结构和功能矿区呈南北走向，总面积0.74km2。矿区内包含两个露天开采点和中间连接段的农田破坏区，可将矿区分为3个区。区全景、区全景广西某露采磷矿矿山地质环境系统的组成要素、结构和功能地质环境系统的组成要素、结构和功能地质环境系统的组成要素、结构和功能地质环境系统的组成要素、结构和功能矿山地质环境问题l地质灾害：不稳定边坡、泥石流；地质灾害：不稳定边坡、泥石流；l资源损毁：土地资源占用和破坏、地形地貌破坏；资源损毁：土地资源占用和破坏、地形地貌破坏；l环境污染：水体污染；环境污染：水体污染；l其他：基础设施破坏。其他：基础设施破坏。不稳定斜坡泥石流地质环境系统的组成要素、结构和功能地质环境系统的组成要素、结构和功能 总面积约为0.365km2，主要表现为三方面。土地和地貌景观破坏地质环境系统的组成要素、结构和功能地质环境系统的组成要素、结构和功能矿山地质环境问题形成机制结构分析地质环境系统的组成要素、结构和功能地质环境系统的组成要素、结构和功能u坡体内部应力的重分布坡体内部应力的重分布u岩土体破坏岩土体破坏u水化学成分变化水化学成分变化u采矿活动采矿活动u降雨降雨矿山地质环境问题原因输入分析矿山地质环境问题治理方案地质环境系统的组成要素、结构和功能地质环境系统的组成要素、结构和功能u改改变变内内部部结结构构：改改变变应应力力分分布布形形式式、岩岩体体性性质质、结结构构加固、改造地貌景观、恢复土地功能。加固、改造地貌景观、恢复土地功能。u改改变变输输入入：减减少少降降雨雨入入渗渗坡坡体体、阻阻止止泥泥石石流流流流入入农农田田、阻止人进入。阻止人进入。u削坡削坡u挡墙挡墙u坡面平整坡面平整矿山地质环境问题治理措施u地表排水地表排水u农田恢复农田恢复u基础设施维修基础设施维修（1 1）按地质作用类型分类）按地质作用类型分类原原生生地地质质环环境境问问题题：由由自自然然地地质质作作用用直直接接引引起起的的，不不利利于于人人的的地地质质现象和地质过程现象和地质过程 次次生生地地质质环环境境问问题题：一一是是人人类类活活动动导导致致或或诱诱发发的的；二二是是由由其其它它地地质质或非地质作用派生的不利于人的地质现象和过程或非地质作用派生的不利于人的地质现象和过程 （2 2）按地质作用的驱动力来源分类）按地质作用的驱动力来源分类内动力地质和外动力地质作用引发的地质环境问题。内动力地质和外动力地质作用引发的地质环境问题。（2 2）按地质过程的动力学形式分类）按地质过程的动力学形式分类突发的和渐进的地质环境问题。突发的和渐进的地质环境问题。u地质环境问题的分类（二）地质灾害的概念（二）地质灾害的概念u灾害的内涵 1984年年联联合合国国减减灾灾组组织织（UNDRO）“一一次次在在时时间间和和空空间间上上较较为为集集中中的的事事故故，事事故故发发生生期期间间当当地地的的人人类类群群体体及及其其财财产产遭遭到到严严重重的的威威胁胁并并造造成成巨巨大大损损失失，以以致致家家庭结构和社会结构也受到不可忽视的影响。庭结构和社会结构也受到不可忽视的影响。”1、灾害就其本意是指、灾害就其本意是指后果后果，而不是现象本身。，而不是现象本身。2、灾灾害害是是指指其其后后果果对对人人是是不不可可接接受受或或不不可可忍忍受受（危危害害性性最最高高的等级）的，即造成人员伤亡的事物。的等级）的，即造成人员伤亡的事物。3、灾害具有、灾害具有突发性突发性和和能量集中能量集中的特点。的特点。（二）地质灾害的概念（二）地质灾害的概念u地质灾害的概念 地球科学大辞典“以以地地质质动动力力活活动动或或地地质质环环境境异异常常变变化化为为主主要要成成因因的的自自然然灾灾害害。在在地地球球内内动动力力、外外动动力力或或人人为为地地质质动动力力作作用用下下，地地球球发发生生异异常常能能量量释释放放、物物质质运运动动、岩岩土土体体变变形形位位移移以以及及环环境境异异常常变变化化等等，危危害害人人类类生生命命财财产产、生生活活与与经经济济活活动动或或破破坏坏人人类类赖赖以以生生存存与与发发展展的的资资源源、环环境境的的现现象象或或过过程程。地地质质灾灾害害种种类类繁繁多多、对对其其范范围围还还没没形形成成统统一一的的认认识识。”u地质灾害的概念 可对人的生命财产构成严重危害后果的突发性的地质现象及地质过程。与灾害的定义具有相同的内涵：与灾害的定义具有相同的内涵：强调结果；强调结果；强调发生的过程；强调发生的过程；强调自身的属性。强调自身的属性。（二）地质灾害的概念（二）地质灾害的概念（二）地质灾害的概念（二）地质灾害的概念u地质环境问题与地质灾害的区分的必要性 地地质质环环境境问问题题内内涵涵多多、地地质质灾灾害害内内涵涵小小，前前者者包包含含后后者者。（地地质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）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）渐变性地质环境问题和突发性地质灾害研究的理论体系不同；渐变性地质环境问题和突发性地质灾害研究的理论体系不同；渐变性地质环境问题和突发性地质灾害社会管理及风险防范措施不同。渐变性地质环境问题和突发性地质灾害社会管理及风险防范措施不同。u地质灾害：是地质环境系统突变所造成的，又称突发性的地质环境问题。u渐进性的地质环境问题：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。u地质环境问题（三）地质环境问题的环境地质学分类（三）地质环境问题的环境地质学分类（四）地质灾害与渐进性地质环境问题的联系（四）地质灾害与渐进性地质环境问题的联系 u在同一地区地质灾害和渐进性地质环境问题可以同时发生 除除地地震震之之外外，一一般般来来说说，地地质质灾灾害害包包括括崩崩塌塌、滑滑坡坡、泥泥石石流流及及专专属属的的地地质质灾灾害害，它它们们大大多多呈呈个个体体的的形形态态发发育育，往往不具面状的特点，所以，常用往往不具面状的特点，所以，常用“灾害点灾害点”来表述。来表述。如如果果研研究究对对象象超超出出“点点”的的规规模模，是是一一个个面面积积较较大大的的地地质质环环境境系系统统，当当它它失失稳稳时时，就就有有可可能能因因结结构构的的异异质质性性和和局局部部输输入入的的差差异异，导导致致某某些些地地段段发发生生地地质质灾灾害害，其其它它地地段段可能只发育渐进性地质环境问题。可能只发育渐进性地质环境问题。（四）地质灾害与渐进性地质环境问题的联系（四）地质灾害与渐进性地质环境问题的联系 u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。地质灾害的发生可以加剧渐进性地质环境问题。地地质质灾灾害害与与渐渐进进性性地地质质环环境境问问题题的的相相互互影影响响还还表表现现在在后后者者对对前前者者的的作作用用，即即渐渐进进性性地地质质环环境境问问题题的的持持续续发发展展可可为为地地质质灾灾害害的的发发育育创创造造条条件件。这这一一点点在在水水土土流流失失问问题题上上最最为典型。为典型。1.地质环境容量地质环境容量 在不影响人类健康和社会经济发展前提下，在不影响人类健康和社会经济发展前提下，一个特定地质空间可能承受人类社会一个特定地质空间可能承受人类社会经济经济活动发展的最大潜能。活动发展的最大潜能。地质环境的容量，可以用特定地质空间可能地质环境的容量，可以用特定地质空间可能提供给人类利用的地质资源量提供给人类利用的地质资源量和和对人类排放对人类排放的有害废弃物的容纳能力的有害废弃物的容纳能力来评价。来评价。二二.地质环境的基本特征地质环境的基本特征 地质资源：是指地质环境系统内可供地质资源：是指地质环境系统内可供 人类利用的一切物质，主要包括：人类利用的一切物质，主要包括：矿物资源矿物资源 土地资源土地资源 地下水资源地下水资源 地质景观资源地质景观资源 地质空间资源地质空间资源 能源资源能源资源 建筑材料资源建筑材料资源 2.2.地质环境的质量地质环境的质量 地质环境质量是指一个特定地质空间适应地质环境质量是指一个特定地质空间适应人类社会人类社会经济活动发展的程度。经济活动发展的程度。主要可由以下几个方面来衡量：主要可由以下几个方面来衡量：自然地质条件的稳定性自然地质条件的稳定性 地质环境抗人类干扰的能力地质环境抗人类干扰的能力 原生地球化学背景原生地球化学背景 地质环境承受污染或受破坏地质环境承受污染或受破坏 地质资源的丰富程度地质资源的丰富程度 3.3.地质环境的相容性地质环境的相容性指地质环境对人类施加的某种干扰的适应性。指地质环境对人类施加的某种干扰的适应性。良性干扰良性干扰恶性干扰恶性干扰4.4.地质环境的反馈作用地质环境的反馈作用地质环境受人类活动干扰后对这种干扰地质环境受人类活动干扰后对这种干扰做出某种反应的作用。做出某种反应的作用。环境地质作用：主要是指人类与地质环境间环境地质作用：主要是指人类与地质环境间 的相互作用。的相互作用。自然地质作用自然地质作用 人为地质作用人为地质作用 第二节第二节 环境地质作用环境地质作用一一.自然地质作用自然地质作用 内动力作用：内部地质作用主要由内部内动力作用：内部地质作用主要由内部 能量引起的地质作用。能量引起的地质作用。如构造运动、岩浆运动、火山、地震等。如构造运动、岩浆运动、火山、地震等。外动力作用：表层地质作用外动力作用：表层地质作用 。如风化、侵蚀、沉积和成岩等。如风化、侵蚀、沉积和成岩等。实验室无法再现的火山喷发实验室无法再现的火山喷发壮观的火山喷发山山岳岳冰冰川川 褶皱岩层 天体撞击的陨石坑天体撞击的陨石坑 人为剥蚀地质作用：工程挖掘土石、农业平地人为剥蚀地质作用：工程挖掘土石、农业平地 人为搬运地质作用：采矿、建筑地基人为搬运地质作用：采矿、建筑地基 人为堆积地质作用：填海造地人为堆积地质作用：填海造地 人为塑造地形作用：兴建水库、运河人为塑造地形作用：兴建水库、运河 人类活动的其他地质作用人类活动的其他地质作用二二.人为地质作用人为地质作用 由由人类地质活动人类地质活动造成的环境恶化：造成的环境恶化：1、地面沉降：地面沉降：局部地表的缓慢降低，主要是过量抽取地局部地表的缓慢降低，主要是过量抽取地 下水以及地下矿藏采空后，地下静压力失去下水以及地下矿藏采空后，地下静压力失去 平衡而造成上覆岩层下沉。平衡而造成上覆岩层下沉。2、咸水入侵咸水入侵(saltwater intrusion)：因地下水位下降或咸水侵入地下淡水层，因地下水位下降或咸水侵入地下淡水层，使地下淡水咸化。使地下淡水咸化。包括地下淡水层与咸水层串层和海水入侵。包括地下淡水层与咸水层串层和海水入侵。人类活动对地质环境的作用与反作用：人类活动对地质环境的作用与反作用：3、地下水污染地下水污染(groundwater pollution)：地下水水质因人为因素而恶化。地下水水质因人为因素而恶化。4、海平面上升：海平面上升：海平面上升的人为因素：海平面上升的人为因素：1）温室效应使全球气温升高；）温室效应使全球气温升高；2）过量开采地下水及地下矿产造成沿海城市）过量开采地下水及地下矿产造成沿海城市 地面下降；地面下降；3）人类经济活动造成大量陆地岩土碎屑随水）人类经济活动造成大量陆地岩土碎屑随水 进入海域；进入海域；4）海水因温度升高而体积膨胀。）海水因温度升高而体积膨胀。5、土地沙漠化土地沙漠化(desertification)：过度农垦、过度放牧及过度樵柴，破坏生态过度农垦、过度放牧及过度樵柴，破坏生态 平衡，导致和加剧土地的沙漠化。平衡，导致和加剧土地的沙漠化。6、土壤盐碱化：土壤盐碱化：盐和碱在土壤表层迅速积累的过程。盐和碱在土壤表层迅速积累的过程。7 7、水土流失：水土流失：土壤被风、流水侵蚀和冲刷而去。土壤被风、流水侵蚀和冲刷而去。后果：农田肥力下降、河湖淤积、洪水泛滥以及后果：农田肥力下降、河湖淤积、洪水泛滥以及 生态环境恶化。可分为自然致因和人为致因。生态环境恶化。可分为自然致因和人为致因。8 8、诱发地震：诱发地震：由人类活动诱发的地震称为诱发地震，如水库由人类活动诱发的地震称为诱发地震，如水库 蓄水、采矿、废液深井处置和核爆炸等。蓄水、采矿、废液深井处置和核爆炸等。9 9、矿产资源枯竭：矿产资源枯竭：矿产资源是有限的、不可再生的，随着人口的矿产资源是有限的、不可再生的，随着人口的 快速增长，矿产资源面临枯竭的危险。快速增长，矿产资源面临枯竭的危险。1010、块体运动：块体运动：泥石流灾害，山体滑坡等。泥石流灾害，山体滑坡等。1.人地关系危机的本质人地关系危机的本质 人类意识和社会经济行为与其生存环境的潜人类意识和社会经济行为与其生存环境的潜在利用方向、可承载量之间存在的巨大不整在利用方向、可承载量之间存在的巨大不整合和全面失衡，其核心是资源问题。合和全面失衡，其核心是资源问题。三三.人地关系与可持续发展人地关系与可持续发展 人类对环境的影响表现在：人类对环境的影响表现在：(1)对环境施加积极的建设影响，提高环境对环境施加积极的建设影响，提高环境 质量，创造新的更适合于人类生活的人质量，创造新的更适合于人类生活的人 工生态系统。工生态系统。(2)消极的破坏影响，造成环境污染和资源消极的破坏影响，造成环境污染和资源 的破坏。的破坏。2.2.人地关系危机的表现形式人地关系危机的表现形式人地关系危机表现在：人地关系危机表现在：L 环境变迁环境变迁L 诱发或加剧地质灾害诱发或加剧地质灾害L 地质资源短缺地质资源短缺L 地球环境污染地球环境污染3.人地关系的协调人地关系的协调%人地系统人地系统主从律主从律%人地系统人地系统反馈律反馈律%人地关系人地关系递进律递进律%人地人地适应律适应律 “坚持以人为本，树立坚持以人为本，树立全面、协调、可持续的全面、协调、可持续的发展观，促进经济社会发展观，促进经济社会和人的全面发展和人的全面发展”“决不能吃祖宗饭，决不能吃祖宗饭，断子孙路断子孙路”。4.4.可持续发展的人地观可持续发展的人地观 “钓而不纲，弋不射宿钓而不纲，弋不射宿”孔子孔子 “网开三面网开三面”史记史记殷本记殷本记 “竭泽而渔，岂不获得？而明年无鱼；竭泽而渔，岂不获得？而明年无鱼；焚薮而田，岂不获得？而明年无兽。焚薮而田，岂不获得？而明年无兽。诈伪之道，虽今偷可，后将无复，非长术也。诈伪之道，虽今偷可，后将无复，非长术也。”吕氏春秋吕氏春秋 “春二月，毋敢伐树木山林春二月，毋敢伐树木山林”秦律秦律田律田律 “既满足当代人的需要，又不对后代人既满足当代人的需要，又不对后代人满足其需要的能力构成危害的发展满足其需要的能力构成危害的发展”（WECD，我们共同的未来我们共同的未来，1987）可持续发展所要解决的核心问题可持续发展所要解决的核心问题 人口人口 问题问题 资源资源 问题问题 环境环境 问题问题 发展发展 问题问题可持续发展的主要内容可持续发展的主要内容 可持续发展涉及：可持续发展涉及：p可持续经济发展可持续经济发展p可持续生态发展可持续生态发展p可持续社会发展可持续社会发展 苏丹村民聚集在飞机空投粮食所行经的航道上，苏丹村民聚集在飞机空投粮食所行经的航道上，等着捡拾散落出来的粮食。等着捡拾散落出来的粮食。饥饿的苏丹饥饿的苏丹九四年普立兹新闻特写摄影奖的作品，作者卡特在拍完照片后将九四年普立兹新闻特写摄影奖的作品，作者卡特在拍完照片后将鹰赶走，但人们问起这个小孩时，作者则不知其现状。后作者由于良心的遣责而鹰赶走，但人们问起这个小孩时，作者则不知其现状。后作者由于良心的遣责而自杀。在遗书中他写道：自杀。在遗书中他写道：“我被鲜明的杀人、尸体、愤怒、痛苦、饥饿、受伤的我被鲜明的杀人、尸体、愤怒、痛苦、饥饿、受伤的儿童、快乐的疯子的记忆纠缠不休，总是警察、总是屠夫儿童、快乐的疯子的记忆纠缠不休，总是警察、总是屠夫真的，真的对不起真的，真的对不起大家，生活的痛苦远远超过了欢乐的程度。大家，生活的痛苦远远超过了欢乐的程度。”一一.全球变化问题全球变化问题 全球变化学全球变化学是研究地球系统整体行为的一门科学。是研究地球系统整体行为的一门科学。它把地球的各个层圈作为一个整体，研究地球系统它把地球的各个层圈作为一个整体，研究地球系统过去、现在和未来的变化规律和控制这些变化的原过去、现在和未来的变化规律和控制这些变化的原因和机制，从而建立全球变化预测的科学基础，并因和机制，从而建立全球变化预测的科学基础，并为地球系统的管理提供科学依据。为地球系统的管理提供科学依据。第三节第三节 环境地质学理论研究的几个前言问题环境地质学理论研究的几个前言问题 这些重大全球环境问题已经远远超过了单这些重大全球环境问题已经远远超过了单一学科的范围，迫切要求从整体上来研究一学科的范围，迫切要求从整体上来研究地球环境和生命系统的变化，从而提出了地球环境和生命系统的变化，从而提出了地球系统的概念，即由大气圈、水圈、岩地球系统的概念，即由大气圈、水圈、岩石圈和生物圈组成的一个整体。石圈和生物圈组成的一个整体。全球变化学现阶段主要研究内容如下：全球变化学现阶段主要研究内容如下：全球大气化学与生物圈的相互作用全球大气化学与生物圈的相互作用 全球海洋通量研究全球海洋通量研究 全球水文循环过程的生物学特征全球水文循环过程的生物学特征 全球变化对陆地生态系统的影响全球变化对陆地生态系统的影响 全球变化史的研究全球变化史的研究u冰冻圈变化已导致南极半岛和次南极群岛、北极及次北极地冰冻圈变化已导致南极半岛和次南极群岛、北极及次北极地区、青藏高原的生态系统结构、空间分布格局与功能等发生了区、青藏高原的生态系统结构、空间分布格局与功能等发生了深刻变化深刻变化 冰冻圈变化对生态影响显著冰冻圈变化对生态影响显著19732003北极地区：植被覆盖度和生物量增加，生物多样性减少北极地区：植被覆盖度和生物量增加，生物多样性减少u冰冻圈变化已导致南极半岛和次南极群岛、北极及次北极地冰冻圈变化已导致南极半岛和次南极群岛、北极及次北极地区、青藏高原的生态系统结构、空间分布格局与功能等发生了区、青藏高原的生态系统结构、空间分布格局与功能等发生了深刻变化深刻变化西伯利亚：湿地扩张、森林减少西伯利亚：湿地扩张、森林减少冻土面积冻土面积湿地面积湿地面积 冰冻圈变化对生态影响显著冰冻圈变化对生态影响显著u冰冻圈变化已导致南极半岛和次南极群岛、北极及次北极地冰冻圈变化已导致南极半岛和次南极群岛、北极及次北极地区、青藏高原的生态系统结构、空间分布格局与功能等发生了区、青藏高原的生态系统结构、空间分布格局与功能等发生了深刻变化深刻变化高寒草甸高寒草甸高寒草甸高寒草甸青藏高原：植被持续退化，土地荒漠化扩张，湿地萎缩青藏高原：植被持续退化，土地荒漠化扩张，湿地萎缩 冰冻圈变化对生态影响显著冰冻圈变化对生态影响显著 地球表层环境是一个系统，可以称之为地球表地球表层环境是一个系统，可以称之为地球表层系统，是由岩石圈、大气圈、水圈与生物圈相层系统，是由岩石圈、大气圈、水圈与生物圈相互作用而成的。要弄清地球表层环境发生、发展互作用而成的。要弄清地球表层环境发生、发展过程与变化规律，弄清其空间分布、分异特征与过程与变化规律，弄清其空间分布、分