环境地质学讲义{精}.doc

环境地质学讲义精环境地质学就是一门研究人类活动和地质环境之间相互作用的学科，环境地质学不仅研究岩石圈，而且还要研究岩石圈与大气圈、水圈、生物圈的相互关系。研究对象分为两个方面：（1）地球自身变化对人类的影响，包括火山、地震、海啸等，即自然地质作用；（2）人类活动引起的对地球的影响，即人为地质作用。研究任务是在分析地质环境组成要素的特征和变化规律的基础上，研究人类活动与地质环境的相互关系，揭示环境地质问题的发生、发展和演化趋势，全面评价地质环境质量，提出地质环境合理开发、利用和保护的对策与方法，为实现人类社会、经济的可持续发展提供科学依据。研究内容1. 全球变化的研究2. 研究地质环境与人类健康的关系， 3.研究人类活动所引起的环境地质问题，主要包括：化学污染引起的环境地质问题：大型工程和资源开发引起的环境地质问题：城市化引起的环境地质问题研究方法1.地球化学和矿物学方法2.系统分析方法3.地质制图方法4模型模拟与预测方法5环境地质评价方法 6现代科学技术方法土壤功能：土壤具有肥力，可供植物生长；土壤具有同化和代谢外界输入物质的能力，输入的物质在土壤中经过复杂的迁移转化，再向外界输出。土壤在环境中有着以下三个作用：(1)土壤是以固相物质为主的多相复杂体系 (2)土壤起着净化环境的作用 (3)土壤起着物质的输移作用土壤污染的危害主要表现在对人类健康和植物的影响两个方面。土壤中的污染物超过植物的忍耐限度就会引起植物的吸收和代谢失调，影响植物的生长发育，甚至导致遗传变异；土壤污染对人体健康的影响主要是通过食物链实现的，被病原菌污染的土壤可直接传播疾病；土壤污染还可以引起和促进整个人类生态环境的污染。水土流失的原因 造成水土流失的原因有自然因素和人为因素两个方面，自然因素主要有气候、土壤、地形、地质、植被等，是水土流失发生、发展的潜在条件。地形起伏大、植被覆盖率低、降水多且强度大的地区，水土流失较为严重。土壤结构决定了土壤的吸水性、抗蚀性和抗冲性。结构松散、渗水性差、抗冲力小的土壤极易被迅速形成的地表径流所分散和冲走。 自然因素是水土流失的物质基础，人为因素诱发并加剧了水土流失的过程。人为因素是加速水土流失的诱发动力，主要包括不合理的土地利用方式、毁林毁草、滥垦滥伐、开垦扩种、顺坡耕种、开矿修路及弃土弃渣等。生产方式落后、生产力水平低以及广种薄收、掠夺式经营等土地利用方式都会造成水土流失。水土流失的危害 1破坏土地资源，影响粮食生产2土地生产力下降甚至丧失3流域下游泥沙淤积，影响调洪、灌溉和航运4污染水体水土流失的防治对策 对水土流失的防治应遵循水土流失规律，贯彻“预防为主防治结合”和“工程措施、生态效益、社会效益和经济效益统筹兼顾”的原则，坚持治理与开发相结合、治山与治水相结合，对全流域统一规划、综合治理，因时、因地制宜，退耕还林还草；加强沿河流域的山地灾害防御、农田基本建设和堤防工程建设；采取“上游保、中游挡、下游导”的措施，开展河道整治工作，提高江、河、湖、库拦蓄洪水的能力，有效减轻水土流失的危害。沙质荒漠化的原因 气候变化和人类活动是沙质荒漠化的两个重要影响因素。世界上绝大多数的沙漠和沙漠化土地都分布在降雨少、气候干燥的干旱和半干旱地区。过度放牧、垦殖以及工矿与城市建设和水资源利用不合理等人类活动诱发并加速了荒漠化进程。世界人口猛增是土地沙质荒漠化的根本原因。人口的增加，大大加重了对土地环境的压力，导致土地质量退化和沙化。经济落后也是造成土地破坏的重要因素。土地沙质荒漠化的危害1可利用土地面积减少2土地质量降低，生物产量减少3阻断交通，毁坏建筑设施 4污染环境沙质荒漠化的防治 防治沙质荒漠化的根本途径在于保护天然植被、建立人工植被，合理调整农业生产结构和布局，加强人工草场生态系统的建设，合理开发利用水资源。采取农业、林草、水利和工程等有效措施进行综合治理。 林草措施包括营造农田防护林网和防沙林带、封沙育草、造林固沙、退耕还林还草等方法。 农业耕作措施包括覆盖耕作、粮草结合耕作以及调整农业结构，不同作物间作等措施。 工程固沙即设置沙障防止流沙的措施，它是干旱沙区生物治沙不可缺少的先期辅助措施。土壤盐渍化的形成 盐渍化问题实质上就是土壤中盐分的蓄积过程。当土壤中大量的水分蒸发或排放后，盐分就在土壤表面或土壤中蓄积起来。中国西北内陆地区盐分的富集主要有两个方面的原因：一是含有盐分的地表水以地面蒸发消耗为主，水流流程较短，所带盐分集聚在地表；二是盐分被水带入湖泊和洼地，盐分逐渐积累，含盐浓度增加，这种水渗入地下，再经毛细作用上升到地表，造成地表盐分富集。吉林省中部土壤次生盐渍化由诸多因素造成：1. 土壤因素2. 气候因素3. 湖泡萎缩4. 灌区开发和管理不合理5. 利用高矿化度地下水灌溉6. 草地退化 土壤盐渍化的危害1恶化生态环境2影响农牧业生产 3毁坏道路路基 4腐蚀建筑材料，破坏工程设施土壤盐渍化的防治对策 土地盐渍化的防治应以盐渍化土壤的综合治理与农业可持续发展为目标，统一规划，因地制宜，采取水利措施与农业生物措施相结合的技术途径，推广节水灌溉技术和渠道防渗、防漏技术，提高水资源利用效率，防止地下水位始升。开展区域水盐运动的监测与预报技术的研究，建立土地资源质量及盐渍化监测预报体系。仅仅影响到小范围、局部区域的洪水亦称上游洪水，在大的河流系统和较大的流域形成的洪水，称下游洪水。洪水灾害形成条件(1)气象气候条件。在降雨量相同的情况下，降雨越集中，则径流量越大，若降雨集中在流域的下游，径流的涨落往往较快，且洪水历时短，洪峰流量大。暴雨是造成绝大多数河流洪灾的主要原因。 (2)下垫面条件。下垫面条件包括地形、地表组成物质、植被等。流域的地形特征直接影响地表水流的汇流条件。地势愈陡，切割愈强烈，地表径流的汇流速度愈快，汇流时间愈短，径流的下渗愈小，常形成洪水。流域的地表组成物质主要是通过下渗和地下水的埋藏条件来影响地表径流的。植被可以降低地表径流的流速，从而降低水流到达河流的速度。流域的形状和面积不仅影响径流量的大小，而且也影响径流的过程及其变化。流域的长度决定了地面径流的汇流时间。(3)社会经济活动的影响。城市化对洪水的影响主要是由人们侵占泛滥平原、铺筑不渗水的地面，以及提高汇流的效率等因素有关。不合理的耕作和砍伐森林对天然植被的破坏，使洪水泛滥的规模和频率增大。在河湖或水库岸边修筑堤坝，可提高水体的水位，在堤坝建筑不完善、已达到使用年限或地基不稳固等情况下，若受到滑坡、崩塌、断裂、暴雨、地震等等因素的触发，堤坝将溃决，水流以堤坝蓄水高度的水头向下游冲泄，形成洪水。防洪对策1、适当提高防洪水位 修建高坝水库，加高堤防、整治河道、开辟蓄洪区和分洪道等等。 (1)水库工程。(2)堤防工程。(3)畜洪分洪工程。(4)河道整治。2、重视非工程防洪措施 对洪水泛滥区和引蓄洪区的经济发展目标进行规划调整，；提高洪水预报水平，；建立洪水险情预警与灾情对策信息系统，；提高全民防洪意识，强化救灾职能3、加强城市防洪工作 城市防洪不应仅依靠局部河段的工程措施，必须放眼全流域，采取广泛的综合对策。采取措施，使流域内的降水不致于一举汇人河道，而尽可能地在流域内贮留起来，或使之渗入地下。水资源的基本特征1储量的有限性2补给的循环性3时空分布的不均匀性4用途的不可替代性5利用不当的危害性水环境问题(一)淡水资源短缺 (二)水体污染 (三)河川径流量减少 (四)地下水枯竭 (五)水文循环发生变化环境水文地质作用是指地下水在人为和自然因素影响下，由水化学、水动力学、水物理学和生物学性质变化引起的对人类生产和生活环境的制约作用。按作用的机制，主要有 ()环境水文地球化学作用是指在一定渗流和水文地球化学条件下物质迁移、转化的作用，是决定污染物质迁移转化规律的主要作用。 (二)环境水动力学作用是指由地下水动力学要素变化而引起的地质环境中相间能量的交换作用。(三)环境水物理学作用是指地下水对热能的传播和转化而引起的建筑物地基失稳和地下水水质变坏的环境作用。 (四)环境水文地质生态作用 水质、水量和水温等变化都可引起生态平衡的破坏。水资源开发的负环境效应(一)区域地下水位下降(二)地面沉降(三)海水入侵水资源开发的正环境效应(一)控制土壤返盐(二)调蓄地下库容(三)改善水质缓解缺水地区水资源紧缺的对策1、大力开发以农业节水为重点的全面节水工作2水资源开发和环境保护统筹规划3多渠道开源充分利用本地水源4综合利用，涵养水源5加强水资源开发利用监督管理，建立、健全水资源保护法规地下水开发利用的主要对策1地下水应优先用于保证居民生活用水2合理调控地下水位，大力开展井灌井排、旱涝盐碱综合治理3积极开展水资源的地下人工调蓄4调整和优化地下水开采布局5建立健全地下水资源管理体系中国水资源保护及水污染防治的当务之急1、切实保护饮用水水源地2、优先发展清洁生产技术3、加快城市废水处理厂的建设，大力发展城市废水资源化4、严格控制乡镇企业污染及农业污染5按流域、区域进行水污染的综合治理和水资源利用的合理规划海岸侵蚀形态1、海蚀崖2、海蚀阶地波浪前进方向与海岸垂直，波浪力和重力同时在一直线上进行，泥沙颗粒产生垂直海岸的位移，称为横向运动。波浪前进方向与海岸斜交，波浪力与岸线斜交，而重力仍垂直海岸，泥沙的向岸运动路线与沿斜坡向海滚落的路线不一致，结果，泥沙不仅发生横向位移，还依波浪和重力的合力方向沿岸移动，即发生纵向运动。海岸堆积形态1. 海滩、滩脊、滩尖嘴2、海岸沙坝3、泻湖4、沙嘴5、连岛坝6、湾坝7、海岸沙丘地震的类型 按形成原因，地震可分为两大类：天然地震和人为地震。前者主要有构造地震、火山地震和塌陷地震；后者主要有水库地震、深井注水地震和爆破地震等。地震的时空分布规律1地震活动的周期性 在某一时期内地震的发生特别频繁，地震数量多，地震震级大，表现为地震活跃期。在两个地震活跃期之间，地震数量相对较少，地震震级小，此时为地震平静期。2地震活动的空间分布 地震活动的空间分布有垂直分布和地表平面分布两种情况：前者是指震源深度在垂直剖面上的变化规律，后者则是震中在地表的地理位置上的分布规律。（1）地震的垂直分布：根据震源的深度可把地震分为浅源地震（070Km）、中源地震（70300Km）和深源地震（300Km）。（2）地震在地表的平面分布：地震特别是浅源地震，其产生多与断层错动有