城市地質工程包含哪些內容
1. 城市地質
本次大會的交流形式主要有5個方面:
第一為以展館的形式集中展示地質成果,多以國家的形式出現比如中國館、美國館、俄羅斯館等,另外一些大型國際地質組織、大型石油公司、地質儀器公司、軟體公司、出版社等也以展館的形式集中展示成果,在展館中展示城市地質成果的主要為中國館和挪威館。中國國家館主要以地質專業的角度展示近幾年來取得的豐碩成果,其中在工程地質專業下重點介紹了中國城市地質試點工作情況,包括上海城市地質及北京城市地質等內容。挪威國家館中城市地質專題主要簡單介紹了城市地質的主要研究內容,挪威國家地質調查局在奧斯陸地區開展城市地質調查項目,項目從2004年到2008年,主要研究內容包括地質資源、地質災害等10個方面的內容。
第二、第三為以大會發言和展板的形式介紹城市地質。
由於沒有專門的城市地質專題討論會,因此直接以城市地質為命名的大會發言或者展板內容相對較少。其中大會發言中中國地質調查局的「中國城市地質」在「地質科學管理在可持續發展與人類安全中的作用」專題中發言。展板中「上海城市地質」在環境地質專題中展示。但是從單項的城市地質調查來看,與城市地質有關的內容非常多,本文將在後面重點介紹。
第四為專門交流會,時間上大多在休息時間為主,比如在8月10日(星期天)就安排了20場左右的交流會,內容方面多是專門、專題及綜合討論會的延續和深入,主要以參會的某專業領軍人物召集本專業的相關人員對某個問題進行更廣泛深入的交流。其中城市地球化學方法在城市環境研究中的應用專題邀請來自世界各地的專家一起討論,內容主要包括地球化學本底、城市地區的系統地球化學成圖、采樣深度確定、樣品選擇、如何處理有機及礦業土壤、分析方法選擇,有機污染物多環芳烴、多氯聯苯、二惡英、鄰苯二甲酸酯、溴化阻燃劑等的評價。
第五為野外地質考察,大會組委會在會前曾計劃安排「瑞典與芬蘭城市地質中工程地質」的地質考察,主要針對的地質問題有,福斯馬克核電廠及核廢料處置場,隧道工程、電廠、地下水問題,岩石應力測量,岩石穩定性監測等。赫爾辛基在建的隧道開挖與地下建築工程,軟土地基穩定性問題,地下水問題等。後來由於其他原因該計劃取消。另外還安排了「奧斯陸城市地質化學」,即在8月6日下午城市地球化學成圖專題討論會後,由挪威、瑞典與芬蘭地調局召集安排野外實地調查,主要現場了解已經成功進行了3年的試點項目即奧斯陸城市地球化學項目,關於地球化學調查方法與城市污染土的管理系統。
由於大會議題中涉及的專業非常多,一般都是有近30個左右的會議在同時進行,而每個發言者的時間一般在15~30分鍾左右,因此只能選擇與專業有關部分專題到現場聽取較詳細的匯報。在中午休會以及會後則抽時間對展板的內容進行學習和交流。其他內容只能通過大會交流材料摘要合集來了解和學習。
一、城市地質綜述
(一)城市地質綜合調查
1.國內城市地質綜合調查
在「地質科學管理與可持續發展」專門討論會中中國地質調查局做了中國城市地質調查工作的發言介紹,主要從中國城市地質的主要特點、主要任務、主要方法、主要成果及將來的工作方向等方面逐一闡述,其中主要任務有5個方面,分別是:三維地質調查及地下空間適宜性評價、地質資源調查及可持續發展評價、主要地質災害調查及風險評價、環境地球化學調查及土壤與地下水環境評價、三維可視化信息系統的構建與管理等。另外上海地質調查研究院以展板的形式介紹了上海城市地質調查的主要內容和主要成果以及關於城市地質工作機制的探討。
2.國外城市地質綜合調查相關介紹
為更好地使地質科學滿足社會經濟的發展需要,挪威國家地質調查局在奧斯陸地區開展城市地質調查項目,項目主要研究內容有10個方面:氡災害、地面沉降、城市土壤污染、地熱、砂礦資源、地下水、礦產地質、基底穩定性與監測、流粘土災害、地質教育。
東京城市可持續發展過程中面臨的主要地質問題有地震、洪水、風暴潮、地面沉降等,這就要求地質學家和相關的政府部門必須致力於東京大都市城市地質狀況的工作,自從1959年出版了東京相關地質成果圖以來,又進行了多次的修訂。另外,還建立了一個關於地下水利用和地面沉降的監測系統,另外地質信息系統,從1970年以來,形成了關於70000個鑽孔的柱狀剖面圖的資料庫。這些系統對政府還有科研者提供了很大幫助,比如建設地鐵、高速公路、污水排放系統的重建等,還有地震災害分析,研究隱形斷層,地下空間開發等。
(二)城市水資源與環境
美國東南密歇根州城市化地區利用地理信息系統評估潛在的區域地下水污染,研究了多環芳烴、多氯聯苯及鉛等污染物在不同介質中對地下水的影響程度。英國對地下水進行戰略性管理和治理,把最先進的知識和技術運用其中以維持高品質的地下水資源,滿足經濟和生態系統的需求。莫斯科地區城市地下水監測網路在20世紀已經開始建設,現已形成280口監測井,用於地下水動態監測。另外還對莫斯科地區人類活動對地下水環境的動態影響進行了研究,尤其是對地下水流場、水化學、水位及水溫的影響,通過與背景區的對比發現;城市地區地下水的許多運動機制已經發生改變。葡萄牙介紹了基於GIS技術的地質圖在城市地下水資源管理和評估方面的應用,利用此系統可獲得大量的水文地質資料,可以建立含水層參數系統,對比岩性、含水層深度、地下水化學參數和土地使用情況等信息進行對下水脆弱性評價研究。瑞典則對基岩埋藏較淺地區的地下水的水質進行了評價。義大利就水文地質風險及其緩解措施進行了研究,1998年Sarno地區泥石流災害發生後,義大利政府在全境內加強了對水文地質災害的預防措施。 Re NDi S項目由義大利地質調查局實施,旨在確定災害風險的類型及其特性,研究如何緩解地質風險的措施,提高對災害的綜合認識。另外還對義大利Friuli Venezia Giulia地區地下水水文地質進行了調查,結果表明此地區淺層地下水的主要補給來源是地表水滲入和冬季降水,這種補給方式使得淺層地下水很容易受到城市地區和工業排水的污染。
墨西哥Irapuato和Salamanca兩個城市城市用水大多靠地下水,受污染水通過斷層將污染帶到深部含水層,通過對地下構造及水文地質的調查,使用SINTACS評估方法,並結合使用GIS技術,制定地下水保護計劃。挪威卑爾根有許多世界建築遺產,通過對古建築附近地下水化學性質、地下水壓力及土壤濕度等指標的長期監測,研究地下水環境對古建築保存的影響。南非貝南地區研究城市和農村地下水遭污染的一些特徵,依據已完善了的地下水流的數值模型,通過研究可調節的管理策略來維持貝南地區的高品質地下水的供應。摩洛哥繪制了丹吉爾地區含水層的污染風險地圖,採用DRASTIC方法研究水文地質條件,研究地下水環境的脆弱性,結合城市規劃對地下水污染風險進行分區和分等,研究表明東部工業區使含水層的脆弱程度增高,具有中度的污染風險。印度西北有幾個城市在地表水和地下水的相互作用,地表水的不合理規劃與利用導致地下水位上升造成建築物地基、橋梁、隧道、管道等其他公共設施的損壞,其次地表水的污染物大量回落到地下水,污染了地下水。另一方面,過量開采地下水又使承壓水位下降,擴大岩石孔隙,減少岩石強度,造成建築物倒塌,如果合理管理和規劃城市地區地下水和地表水的綜合利用將可以避免以上災難。另外還對印度普納市東南部由固體廢棄物處置引起的地下水污染進行了調查研究,普納市附近的垃圾站已經使周圍的12口井和兩條溪流污染,並且距離堆放場越遠的地方地下水受污染的狀況越輕,那些遠離堆放場的地下水沒有受到污染,而且即使進『行地下水回灌修復,堆填場附近的地區地下水仍然污染嚴重。韓國對地下水中砷污染的自然成因進行深入調查,研究了地下水p H值、沉積作用、變質作用對地下水中砷含量的影響。
(三)城市地質災害綜合調查與評價
1.城市地質災害綜合調查
俄羅斯地調局在莫斯科地區進行了地質災害與地質環境綜合評價項目,通過GIS信息技術對不同種類的地質災害進行綜合性的分析與評價方面進行了嘗試研究。根據其滑坡、喀斯特岩溶、地下水位上升等災害及其地質環境特徵,結合城市發展對生態以及經濟社會的要求,繪制了莫斯科地區1∶50000地質環境地圖,結合城市的功能區劃分地質環境分區,提出了一些關於安全城市發展的建議。另外還對2014年冬奧會舉辦地索契的地質災害與環境風險進行了評估,主要包括地震構造、水文地質、工程地質和其他環境勘探研究災害預測等。
在加拿大城市地區自然與人為環境災害的調查與風險評價論文中,提出建立跨學科、跨地域、長期性的災害風險綜合研究是十分必要的,其目標是研究災害的特徵、破壞性和風險性,在復雜多變的條件下確定災害風險性,通過監測研究等較少災害對人類的危害。近年羅馬城市化程度不斷提高,羅馬是一座歷史名城,評價其地質災害相對較難,復雜的全新世沉積物、較厚的人類活動造成的回填土以及大量的受保護的古建築都給研究工作帶來了一定難度,羅馬主要的地質災害有地面沉降、岩溶、滑坡、地震以及固體廢料。基於GIS信息平台整合歷史時期的相關地質信息,建立了3D地質模型,以半定量的方法評估地質災害,所獲得的方法體系適用於歷史背景悠久的城市,更有利於城市的可持續發展與管理。巴西貝洛奧里藏特市未來地質資源與地質災害研究項目已經在城市規劃中得到了應用,通過對土地資源和洪水以及河流侵蝕等資源與災害的分析,結合將來千萬級大城市的定位,為城市規劃提出城市發展的重點應從南部向北部轉移。
2.城市地質災害專項調查
1)地震與火山
在城市地質地震與火山災害研究中,義大利有多項研究成果做了大會發言和展覽。通過歷史文獻記載以及野外的調查,對1908年發生在義大利南部的墨西拿市地震的地質效應進行了評價,主要次生災害有海嘯、滑坡、泥石流、地裂縫、地面塌陷等。義大利Campi Flegrei活火山的城市化應急管理系統中,用高、中、低三種指數來定義火山爆發情景,應急規劃區和人們可以緊急集合和疏散的區域與鐵路系統的主要節點接近度。另外的研究還建立了火山碎屑流的動力學模型,為城市規劃與災害管理服務,在地震的監測與防治方面制定了相對成熟的預防方案。義大利在評價活動斷層災害如何更好地為土地利用規劃服務方面也做了嘗試研究。印度對新德里、孟買、班加羅爾等城市進行地震危險性分析,這些城市人口密度逐漸增大,一旦遭受地震將產生嚴重災害,在城市規劃中如何降低地震風險進行了初步研究。在孟加拉國吉大港地區地震危險性評估論文中,介紹了通過航空遙感與地球物理的方法尋找不同類型地質條件對地震波的反映情況,並將研究成果應用於在城市規劃的地震災害防治中。
隨著城市化進程的不斷持續,到21世紀中期將有一半人居住在城市,城市化使大城市越來越多,以至於有許多城市會處於地震多發區,美國、加拿大、日本還有一些其他國家的地震防治工程取得了很大成就,可以將地震對人的傷害降低到較低的水平。1989年和1994年加利福尼亞大地震造成不到70人死亡,但是在發展中國家對抗擊地震災害風險的研究還相對滯後。相關介紹還有日本在對地震災害模擬方面的研究,北非阿爾及利亞、埃及、利比亞、摩洛哥、突尼西亞等國家在城市規劃中加強對地震災害的合作研究與預防。
2)滑坡
韓國繪制了漢城方圓1500平方千米的滑坡預報地圖,利用包括兩個地形學和岩石學的因子,4個土壤屬性因子建立logistic回歸方程,預測潛在滑坡。義大利安科納市滑坡預警預報系統主要包括7個表面污染監測系統和33個GPS大地測量,同時也建立了三維立體的鑽孔控制系統,監測數據實時傳遞給監測中心,以便及時進行滑坡的預警預報。另外運用不同年份的土地利用類型圖與滑坡分布圖進行疊加分析,研究大城市地區滑坡的風險性。相關的研究工作還有莫斯科對滑坡和泥石流的建模與監測,孟加拉國吉大港城市的無序發展導致滑坡災害,巴西、印度、義大利等一些城市對滑坡防治的研究。
3)城市環境地球化學
在美國克羅多州丹佛大城市地區開展了1972年和2005年的土壤地球化學環境變化對比研究工作,2005年美國地質調查局採集表層土壤497個樣品,涉及市區1165平方千米的區域,測定44種元素。然後將測得成果與1972年的樣品數據進行對比後發現鋅、砷、汞、鎘、銅和銻的變化規律非常復雜,而鉛則有非常明顯的范圍擴大的趨勢。在土壤和地下水潛在污染的分析評估模型方面美國密歇根州作了研究,對比不同地區土壤及地下水各種污染特徵,對地下水來說含有氯的揮發性有機化合物和六價鉻具有最高的危險性,而土壤中多氯聯苯、汞、多環芳烴具有最高的危險性。
英國開展了倫敦、貝爾法斯特、格拉斯哥等22個城市的地球化學基線調查,測定46種元素或參數,採集近16000個樣品,提供了獨一無二的英國城市土壤地球化學圖。另外還對內分泌干擾物質(環境激素)對人類健康的影響方面做了深入的研究,近50年來,內分泌干擾物在環境中的含量有了很大的增加,包括農葯、阻燃劑、防腐劑、表面活性劑等產品,以及化妝品、洗滌劑、食品包裝和其他化學物質。許多內分泌干擾物,包括多氯聯苯、二惡英和滴滴涕的代謝產物,在環境中有廣泛存在,並且由於其親酯性,可通過生物鏈進入人體,並通過女性傳遞給後代。此外,人們的飲食中也含有越來越多的動物激素。通過研發發現,這些越來越多的內分泌干擾物會誘發癌症特別是乳腺癌和前列腺癌。
俄羅斯許多城市表層土壤可能對人體健康存在威脅,在政府管理及決策時應以生態安全為目的有機考慮生態、經濟、社會等因素,AHP評價方法的研究可為決策者提供更具體的研究成果,保證表層土壤的安全利用,另外還介紹了不同的污染城市土壤修復技術。
1998年瑞典開始了城市地球化學填圖計劃,其目的是能夠給社會提供可靠的環境背景數據信息,已經有4個城市獲得多種樣品包括土壤(表層,深層)、苔蘚植物等的45種元素的背景值,如銀、砷、金、鋇、鈹、鉍、鎘、鈷、鉻、銅、鐵、鑭、鋰、鎂、錳、鉬、鎳、磷、銻、硒、錫、鉭、釷、鈦、鉈、鈾、釩、鎢、釔和鋅等,另外也對如何在地球化學統計計算方面避免一些失誤作了簡單介紹。
在城市區域的污染范圍確定方面,挪威地調局在奧斯陸地區進行了試點,布置穿越市區的南北方向長120千米的剖面,沿著剖面的橫截面收集土壤和植物樣本,研究的主要目的是研究反映在土壤和植物化學中城市污染的影響和范圍。檢測指標為銀,鋁,砷,金,硼,鋇,鉍,鈣,鎘,鈷,鉻,銅,鐵,鎵,汞,鉀,鑭,鎂,錳,鉬,鈉,鎳,磷,鉛,鈀,鉑,硫,銻,鈧,硒,鍶,碲,釷,鈦,鉈,鈾,釩,釔和鋅等。在挪威的三個主要城市的表層土壤有機污染物調查已經完成,在奧斯陸、卑爾根和特隆赫姆分別採集719、309和75個樣品,分析了樣品中多環芳烴(PAHs)含量情況。結果表明,內城顯示高濃度的PAHs,城郊土壤含量相對較低,PAHs的來源主要為燃燒源。另外還介紹了城市中有毒污染物及其分散機理的研究成果,人類過多的活動導致城市環境中介入了大量的有毒污染物,市中心已被證實含有大量的重金屬如鉛、鎘,還有其他有機有毒物,如二惡英、多環芳烴、多氯聯苯等,在挪威的城市土壤里檢測到了很高濃度的這些有毒物。另外在31座港口和海邊城市的海底沉積物中也有較高的檢出率,總的說來海底沉積物也被嚴重污染。城市地球化學的研究表明很多污染物是通過雨水傳播的,目前正在研究城市土壤環境對海水環境的影響。
葡萄牙介紹了北部城市的氡危機情況,開展調查的目的是評估葡萄牙北部城市的氡濃度和控制各種氡的最重要的地理因素,研究表明葡萄牙北部城市區域在土壤和地表水出現中等偏高的氡危機。另外通過對1987~1992年室內氡輻射的測定,獲得了大量數據並進行了統計學分析,對氡輻射風險進行了預測,為規劃和建設提供支持。
地理信息系統(GIS)和多元統計方法被用來評估追蹤香港城市郊區及鄉村公園的重金屬污染,和鄉村公園相比,銅、鉛、鋅在城市和郊區的土壤中含量較高。元素的主成分分析與聚類分析結果顯示主要元素和痕量元素在城市、郊區、鄉村公園的聚類特徵都不相同。運用地球化學與地球物理相結合的方法,研究波蘭南部西里西亞工業區土壤中的地球化學污染異常,來精確繪制污染地區和綠色生態評估區域,該種方法經濟有效,降低樣品數量和化學分析,實地樣品只局限於那些污染嚴重的地區。芬蘭根據兩個樣品深度研究城市土壤地質化學基線,已經初步繪制了地質化學圖。巴西聖保羅市在城鎮體系中用鉛同位素作為大氣污染物示蹤來研究鉛污染的來源,鉛的主要來源為工業廢氣、城市廢氣和汽車尾氣。丹麥在土壤原位分析測試評價以及污染土壤原位修復方面介紹了最新研究成果。
3.其他
菲律賓在地質和地質災害評估納入環境影響評估和全國土地利用規劃系統並成為一種制度方面,進行了有益的探索。另外俄羅斯、義大利、芬蘭等城市的工程地質研究,義大利城市地區地面沉降的控制研究,以及地質信息系統與地質建模等方面由於篇幅限制不在詳細介紹。
二、城市地質的幾點思考
1.城市地質的核心部分仍是地質學
隨著科技與社會的進步,城市地質學的概念不斷在變化和拓展。城市地質學的核心部分仍是地質學,研究區域多為人口稠密、工業發達及城市化水平高的地區,這就要求在城市地區地質學研究的精度要大大提高。世界上每個城市所面臨的主要地質問題不盡相同,城市地質學幾乎會碰到地質學領域的所有問題和難題。城市地質學的單項研究比如城市工程地質、城市水文地質、城市地球化學等均為地質學的延伸或互相滲透,其內容可以延伸為城市的資源、環境、工程及安全等的可持續利用與發展方面提供保障。
2.城市地質的最大特點是綜合性
本次33屆國際地質大會由英國地質調查局提出「One Geology」的概念,目前翻譯成中文比較多的提法是「大地質」,主要強調全球的統一成圖,所有國家的聯合合作成圖,不同專業地質圖的相互疊加與高效利用。城市地質其實可以理解成某城市的「One Geology」,這里不僅有整個城市地區的統一成圖,更重要的還有眾多地質問題的綜合調查與研究,而不單單是某項地質工作的調查與評價。
城市地質學的性質,註定了其多參數、多目標、多學科綜合的特性。城市地質學的綜合屬性,註定要組織跨學科、跨行業、跨部門的艱苦探索和攻關創新,註定了從事調查、研究的專家必須具備多元的知識結構和現代的管理理念。城市地質學知識系統的復雜性,註定了這門學科必須具備當代新學科、新技術、新方法的側向分工和優勢集成。城市地質學的用戶眾多,註定了其操作層面和服務平台必須具有多參數、立體化的「數字城市」的現代結構。
3.城市地質的生命力在於它的應用性
城市地質的特點決定了其成果必須具有很強的應用性和實用性,即如何使地質成果更好地應用到城市的規劃、建設與管理中。在服務於城市規劃方面,如何更好得為城市總體規劃、區域性規劃提供基礎地質資料、為專業性規劃提供相關的專項研究成果、為城市重大工程的規劃選址提供綜合性成果;在服務於城市建設方面,如何為地下空間的開發利用、重大市政工程所面臨的地質問題、建築工程的建設等方面發揮作用;在服務於城市安全方面,可為城市生命線(地鐵、高架、防汛牆、天然氣管網等)的安全運營、城市用水安全與應急水源地建設、防治地質災害研究以及地質災害應急搶險等方面服務;在服務於土地資源管理方面,可為土地利用總體規劃修編與實施評價、基本農田的劃定與保護、後備土地資源的利用、土地復墾與土壤修復、土地利用績效評估等方面服務;在服務於生態環境保護方面,可為水土體的環境質量監測、垃圾處置場環境風險評估、生態住宅等方面服務。
4.城市地質的活力在於方法技術的革新
城市地質學作為一門學科,其自身理論體系的構建相對較復雜。從城市地質研究的內容來看,每一項都有各自的理論體系,從專業上來分比如基岩地質、第四紀地質、水文地質、工程地質及地球化學等,從研究領域來分比如資源、環境及工程等。另外不同的城市其所開展的有針對性的研究課題也不盡相同,但歸根結底還是與該城市所面臨的主要地質災害與地質問題有關,針對每種地質災害的研究都有相互獨立的理論體系,比如地面沉降、滑坡、泥石流、活動斷層等。如何將不同的理論體系提高升華到城市地質的理論體系是一個非常復雜的難題。城市地質研究中的方法技術的革新將有助於城市地質理論體系的完善和構建。在進一步完善城市地質調查技術和工作流程規范基礎上,編制《城市地質調查工作指南》,提高城市地質調查工作的效率。藉助相關領域的新技術、新方法,尤其是GPS、GIS、RS等新技術,在調查的方法手段、不同專業領域的集成綜合評價方法技術、地質災害的動態監測與預警預報、地質成果或結論的從定性到定量判別、地質環境的數學模型與經濟學分析、城市地質工作在城市經濟發展中的貢獻度等方面不斷有新的突破和認識,不斷提升城市地質的活力。
5.城市地質發展的動力要依託新的機制
我國城市地質試點工作已經開展了4年,每個試點城市都取得了豐碩的成果。新的工作機制探索將有助於城市地質工作快速的發展。今後城市地質工作中將加快建立健全長效管理機制,切實增強城市地質工作對經濟社會發展的持續保障能力。完善深化調查成果和建立城市地質工作長效機制相結合,進一步加強城市地質調查成果應用示範,推進調查成果的深化和轉化。深化完善地質信息動態更新、社會共享機制和建立城市地質工作長效機制相結合。深化完善調查成果轉化工作與建立城市地質工作長效機制相結合。新的工作機制探索的目的主要還是使城市地質工作更好的納入到城市規劃與建設體系當中,以便更好的發揮城市地質工作的經濟社會效益,提高在城市經濟社會發展中的貢獻度。
由於時間緊迫,城市地質涉及的專業眾多,關於本次大會中城市地質研究內容的介紹難免會有些遺漏,另外文中的其他差錯,敬請批評指正。在城市地質論文摘要編寫、展板製作過程中得到了中國地質調查局庄育勛主任、翟剛毅處長、程光華教授,以及上海市地質調查研究院魏子新院長、嚴學新總工、王寒梅副總工、史玉金主任工程師等領導專家的悉心指導,特此感謝。在參加第33屆國際地質大會期間以及本文的編寫過程中,得到了與會的中國地質調查局代表團諸位團友的大力支持和幫助,在此一並表示衷心感謝。
(何中發執筆)
2. 地質工程的主要內容有哪些必學的課程
工程地質學是:研究人類的工程活動與地質環境的相互作用,以便認識評價,改造和保護地質環境。是地質學的一個分支。
工程地質是一門研究與工程建設有關的地質問題的專門學科。
工程地質學的研究對象是:工程地質條件和工程地質問題。
所謂工程地質條件是:工程地質環境各個要素的總和。包括:
(1)岩土類型及其工程地質性質(2)地形地貌條件(3)地質結構與地應力(4)水文地質條件(5)物理地質現象(6)天然建築材料
地 質 工 程 Geological Engineering
地質工程領域是以自然科學和地球科學為理論基礎,以地質調查、礦產資源的普查與勘探、重大工程的地質結構與地質背景涉及的工程問題為主要對象,以地質學、地球物理和地球化學技術、數學地質方法、遙感技術、測試技術、計算機技術等為手段,為國民經濟建設服務的先導性工程領域。國民經濟建設中的重大地質問題、所需各類礦產資源、水資源與環境問題等是社會穩定持續發展的條件和基礎。地質工程領域正是為此目的而進行科學研究、工程實施和人才培養。地質工程領域服務范圍廣泛,技術手段多樣化,目前,從空中、地面、地下、陸地到海洋,各種方法技術相互配合,交叉滲透,已形成科學合理的、立體交叉的現代化綜合技術和方法。
本工程領域涉及到數學、物理學、地質學、油氣及固體礦產的礦產普查與勘探、水文地質、工程地質、岩土工程、遙感地質、數學地質、應用地球物理和應用地球化學、計算機應用技術等學科。
培養目標
地質工程領域為適應國民經濟建設和社會發展的需要,為地質調查、工程勘察、礦產資源的普查勘探與開發相關的工礦企業和工程建設部門培養應用型、復合型高層次工程技術人才和工程管理人才。
地質工程領域工程碩士要求掌握地質工程領域堅實的基礎理論和寬廣的專業知識及管理知識,了解地質工程領域工程技術的國內外現狀和發展趨勢,掌握解決地質工程有關問題的先進技術方法和現代化技術手段,具有獨立擔負工程技術或工程管理的能力,具有較強的創新意識和一定的創新能力,掌握一門外國語,能較熟練地閱讀與地質工程領域有關的專業文獻和撰寫論文的外文摘要,能熟練運用計算機技術解決地質工程領域中有關問題。
領域范圍
地質工程領域適用的行業包括:地質調查,油氣及固體礦產資源的普查勘探與評價,大型工礦企業和水利水電建設,公路和鐵道建設,工程地質,水文地質,地質環境及地質災害的調查,勘察及監測等。
地質工程領域覆蓋的范圍包括:地質調查技術和方法與礦產資源勘查與評價,區域礦產基地及礦產遠景區預測與評價,礦區與礦床的勘探、開發與評價,地質工程領域建設、勘查評價項目可行性研究與決策,地質勘探的新技術與新方法,水文地質、工程地質、環境地質、地質災害的預測、評價、監測與保護,地質結構、地質環境、地質過程及地質災害研究中的計算機應用,地質工程實施過程中的質量檢測及新方法、新技術的設計、開發、應用,地質資源與地質工程行業的工程管理。
3. 地質工程主要研究哪些方面
1、概念:地質工程也叫工程地質學,是研究人類的工程活動與地質環境回的相互作用答,以便認識評價,改造和保護地質環境它是地質學的一個分支,專門研究與工程地質有關的地質問題。
2、研究對象:是工程地質條件和工程地質問題。工程地質條件是工程地質環境各個要素的總和。包括:(1)岩土類型及其工程地質性質(2)地形地貌條件(3)地質結構與地應力(4)水文地質條件(5)物理地質現象(6)天然建築材料 。
3、適用的行業:包括地質調查,油氣及固體礦產資源的普查勘探與評價,大型工礦企業和水利水電建設,公路和鐵道建設,工程地質,水文地質,地質環境及地質災害的調查,勘察及監測等。
4、覆蓋的范圍:地質調查技術和方法與礦產資源勘查與評價,區域礦產基地及礦產遠景區預測與評價,礦區與礦床的勘探、開發與評價,地質工程領域建設、勘查評價項目可行性研究與決策,地質勘探的新技術與新方法,水文地質、工程地質、環境地質、地質災害的預測、評價、監測與保護,地質結構、地質環境、地質過程及地質災害研究中的計算機應用,地質工程實施過程中的質量檢測及新方法、新技術的設計、開發、應用,地質資源與地質工程行業的工程管理。
4. 工程地質勘察報告包括哪些內容
每個單位的格式都不大一樣,一般包括兩大部分:文字和圖表。文字部版分有工程概況,勘察目的權、任務,勘察方法及完成工作量,依據的規范標准,工程地質、水文條件,岩土特徵及參數,場地地震效應等,最後對地基作出一個綜合的評價,提承載力等。圖表部分包括平面圖,剖面圖,鑽孔柱狀圖,土工試驗成果表,物理力學指標統計表,分層土工試驗報告表等。
5. 工程地質勘探施工包含哪些工作內容
工程地質勘探施工包含以下五項:
①搜集研究區域地質、地形地貌、遙感內照片、水文容、氣象、水文地質、地震等已有資料,以及工程經驗和已有的勘察報告等;
②工程地質調查與測繪;
③工程地質勘探見工程地質測繪和勘探;
④岩土測試和觀測見土工試驗和現場原型觀測、岩體力學試驗和測試;
⑤資料整理和編寫工程地質勘察報告。
6. 城市地質包括那些
城市地質工作領域廣泛,涉入水土資源、城建、地質災害、生態環境、地質旅遊等多方面. 城市地質是地質工作和地勘行業實現重大戰略轉變的切入點之一 .
7. 地質項目的概念及其分類
一、地質項目概念
地質項目是指根據國家經濟建設和社會發展需要,在一定的地區范圍內(成礦區帶),以礦產地和工作地區客觀地質體為研究對象,根據有關規程、規范、規定或合同,獨立編寫地質設計,採用各種勘探手段進行野外地質作業,完成既定的地質勘查任務,並提交地質調查或勘查報告的地質勘查項目。
構成一個地質項目,必須具備以下幾個基本條件:
(1)以客觀地質體為對象,有明確的地質任務。地質勘查活動是以地質找礦或研究為目的,其活動過程是利用一定的勞動手段作用於客觀地質體,查明地下地質情況,探明礦產儲量,為國家或地方國民經濟和社會發展提供所需的地質資料。
(2)獨立編寫地質設計。就地質勘查活動而言,完成一個地質項目的周期較長,採用的工作手段較多,為保證項目最終達到預期目的,工作之前首先必須編制地質設計。地質設計有總體設計,也有分階段設計。地質設計是地質勘查工作活動的行動綱領,也是使地質勘查投資取得最佳效果的保證。
(3)進行野外施工。野外施工是地質勘查活動,也是地質勘查投資目的的實現過程,在這個過程中,需要動用較多的人力、物力和財力,動用一定數量的工程,使用一定的技術方法,了解地下地質情況。
(4)提交地質報告。地質報告是地質勘查工作的總結性文件,也是地質勘查投資的最終成果,地質勘查活動中所查明的各種地質情況,最終反映在地質報告中。因此,無論投資主體是國家還是企業,每一個地質項目的結束,都應向業主提交相應的地質報告。
二、地質項目分類
(1)地質項目按其投資主體劃分及資金來源劃分為財政預算資金項目、社會資金項目、自籌資金項目。
① 財政預算資金項目包括中央預算資金項目、地方預算資金項目、礦產資源補償費項目、國土資源大調查項目及其他專項資金項目。
中央預算資金項目是指由中央預算內地質勘探費作為資金來源的勘查項目;
地方預算資金項目是指由地方財政預算作為資金來源的勘查項目;
礦產資源補償費項目是指由中央財政和地方財政使用收繳的礦產資源補償費作為資金來源的勘查項目;
國土資源大調查項目是指由國土資源大調查專項資金安排的勘查項目;
其他專項資金項目,是指由中央或省級其他資金安排的專項資金項目,如整裝勘查項目、地質災害防治項目。
② 社會資金項目是指國家預算項目外,由企業、社會組織或個人出資,成果由出資人享有的勘查項目。
③ 自籌資金項目,是指由地勘單位或其主管部門自籌資金,包括自有資金和銀行借款作為資金來源的勘查項目。
(2)地質項目按其成果性質劃分為基礎性、公益性、戰略性、商業性項目。
① 基礎性項目是指為提高國家基礎性地質調查研究程度而由國家出資開展的區域地質調查、區域水文地質調查、區域工程地質調查、區域環境地質調查、區域地球化學調查、區域地球物理調查、航空遙感地質調查、海洋地質調查等國土資源綜合調查評價項目,及與其相應的科學研究項目。
② 公益性項目是指為保證社會公眾利益,減少地質找礦風險,改善商業性地質勘查工作投資環境而由國家出資開展的礦產資源調查及資源遠景評價、水文地質、工程地質、地質環境的檢測評價、地質災害勘查、檢測、預報和防止及其相應的科學研究項目。
③ 戰略性項目是指保證和實現國家有關戰略決策的科學性、可靠性而由國家或企業(集團)出資開展的影響國民經濟全局或長遠發展戰略布局所需的地質勘查項目,國家重大工程建設所需的前期地質勘查項目,以及國家批准安排的專項地質勘查項目等。
④ 商業性項目是指以地質成果轉讓或開發為目的的由企業、社會個人出資開展的地質勘查項目。
(3)地質項目按專業性質劃分固體礦產地質勘查項目、石油地質勘查項目、海洋地質調查項目、水文環境工程地質勘查項目、區域地質調查項目、地球物理(化學)勘查項目、航空遙感地質項目、地質科學研究項目、成礦遠景區劃及資源總量預測項目。
① 固體礦產地質勘查項目,是指在特定地區以查明固體礦產資源情況為目的的地質勘查項目。
② 石油(氣)地質勘查項目,是指在陸地特定地區以尋找石油、天然氣(含煤層氣、頁岩氣)為主要目的的地質勘查項目。
③ 海洋地質調查(含海洋石油)項目,是指在預定海域,以查明海底礦產資源為主要目的的綜合地質調查及海洋公測很難過地質調查項目。
④ 水文、工程、環境地質勘查項目,是指在特定地區,以查明地下水情況及水文、工程、環境地質條件的調查及勘查項目。
按其項目性質又分為:
a.水文地質項目,是指以查明水資源及其開發利用現狀,提出水資源合理開發利用和保護方案,查明專門水文地質問題及區域水文地質條件為目的的水文地質項目。
b.工程地質項目,是指為滿足建築工程需要而進行的以查明區域工程地質條件為目的的地質工作項目。
c.環境地質項目,是指以查明環境地質問題和區域性環境地質條件為目的的地質工作項目。
d.水文、工程、環境地質綜合勘查項目,是指為綜合查明水文、工程及環境地質問題及水文、工程、環境地質條件為目的的綜合地質工作項目。
按服務對象又分為:
a.城市地質項目,是指為城市建設與規劃服務的水文地質、工程地質、環境地質的設計、勘查、評價、論證的項目。包括:城市區域水文地質與水資源勘查;城市建築所進行的區域性與專項工程地質問題的勘查;城市環境地質調查及專門性環境地質問題的勘查;城市水文、工程及環境地質綜合評價等。
b.國土開發整治區地質項目,是為國土資源的開發與合理利用及進行區域性構築物(如水壩、鐵路、橋梁、公路等)建築而進行的水文、工程、環境地質的綜合勘查、評價、論證等工作的地質項目。
c.農牧業地質項目,是為農牧業供水、解決人畜用水,進行旱澇、鹽鹼地綜合治理,修築農田水利工程等問題進行的水文、工程、環境地質勘查、評價及調查項目。
d.廠礦企業地質項目,是為已建、新建、擴建的廠礦企業進行工程前的水文、工程地質可行性研究的地質工作項目。
e.其他地質項目。屬於水文地質、工程地質、環境地質而不包括在以上四項內的地質工作項目。
⑤區域地質調查項目,是指在選定地區內充分研究和運用已有資料基礎上按規定比例尺進行系統區域地質填圖及找礦,綜合研究區域地質構造、地層、岩石基本特徵與礦產的關系,初步查明區域內礦產分布規律、圈出劈叉遠景區,支出找礦方向的綜合地質調查工作項目。按填土的比例尺分為大比例尺(1∶5萬)、中比例尺(1∶20萬)、小比例尺(1∶50萬、1∶100萬)。
⑥地球物理(化學)勘查項目,簡稱物化探項目,是指在特定地區,採用地球物理和化學勘查方法,探測區域地質構造,提供找礦異常區的地質項目。按類別可分為:區域物探、區域化探項目、地面(井中)物(化)探項目、海洋物(化)探項目。
⑦航空遙感地質調查項目,是指在大氣層下利用飛機、氣球、衛星等作為感測平台,運載各類要趕一起,研究地質體和地質現象的地質項目。按研究內容可分為:地質制圖項目,地質構造研究項目,礦產普查項目,水文地質調查項目,工程地質和災害地質調查項目,地震地質研究項目,環境地質和城市地質綜合調查項目,石油及天然氣地質研究項目。
⑧地質科學研究項目,是指按照預定的地質科研課題進行的地質研究項目。
⑨成礦遠景區劃及資源總量預測項目,是指按照地區或成礦區(帶)編製成礦遠景區劃及進行資源總量預測的工作項目。
(4)地質項目按其工作階段劃分為基礎地質項目、普查地質項目、詳查地質項目、勘探地質項目:
① 基礎地質項目,是指對某一區域內的礦物、岩石、地層、構造及其發展歷史等基本地質條件所進行調查研究工作,並構成地質項目條件的地質項目。
② 普查地質項目,簡稱普查項目,是指在特定地區的基礎地質工作以後以尋找礦產為目的,查明有無進一步工作價值的初步評價工作的地質項目。
③ 詳查地質項目,簡稱詳查項目,是指在特定地區的基礎地質工作或普查地質工作基礎上,對某一(或伴生、共生)礦種按有關規范進行的詳細評價工作的地質項目。
④ 勘探地質項目,簡稱勘探項目,是指在特定地區在詳查工作基礎上,對某一(或伴生、共生)礦種按照有關規范進行的勘探工作的地質項目。
(5)地質勘查項目按其重要程度和管理許可權劃分一類、二類、三類項目。
一類項目主要為基礎性勘查項目及具有較好資源遠景的戰略性勘查項目,由國土資源管理部門確定與管理。
二類項目主要為戰略性勘查項目及公益性勘查項目,各省(自治區、直轄市)國土資源主管部門根據本省(區、直轄市)中長期規劃確定與管理。
三類項目是指一、二類項目之外,由各地質勘查主管部門及地勘單位根據自身發展需要確定和管理的勘查項目。
8. 工程地質包括哪些內容(土力學地基基礎第四版)
工程地質研究的主內容有:確定岩土組分、組織結構(微觀結構)、物理、化學與力學性質(特別是強度及應變)及其對建築工程穩定性的影響,進行岩土工程地質分類,提出改良岩土的建築性能的方法;研究由於人類工程活動的影響而破壞的自然環境的平衡,以及自然發生的崩塌、滑坡、泥石流及地震等物理地質作用對工程建築的危害及其預測、評價和防治措施;研究解決各類工程建築中的地基穩定性,如邊坡、路基、壩基、橋墩、硐室,以及黃土的濕陷、岩石的裂隙的破壞等,制定一套科學的勘察程序、方法和手段,直接為各類工程的設計、施工提供地質依據;研究建築場區地下水運動規律及其對工程建築的影響,制定必要的利用和防護方案;研究區域工程地質條件的特徵,預報人類工程活動對其影響而產生的變化,作出區域穩定性評價,進行工程地質分區和編圖。隨著大規模工程建設的發展,其研究領域日益擴大。除了岩土學和工程動力地質學、專門工程地質學和區域工程地質學外,一些新的分支學科正在逐漸形成,如礦山工程地質學、海洋工程地質學、城市工程地質及環境工程地質學、工程地震學。
1工程地質與岩土工程的區別
工程地質是研究與工程建設有關地質問題的科學(張咸恭等著《中國工程地質學》)。工程地質學的應用性很強,各種工程的規劃、設計、施工和運行都要做工程地質研究,才能使工程與地質相互協調,既保證工程的安全可靠、經濟合理、正常運行,又保證地質環境不因工程建設而惡化,造成對工程本身或地質環境的危害。工程地質學研究的內容有:土體工程地質研究、岩體工程地質研究、工程動力地質作用與地質災害的研究、工程地質勘察理論與技術方法的研究、區域工程地質研究、環境工程地質研究等。
岩土工程是土木工程中涉及岩石和土的利用、處理或改良的科學技術(國家標准《岩土工程基本術語標准》)。岩土工程的理論基礎主要是工程地質學、岩石力學和土力學;研究內容涉及岩土體作為工程的承載體、作為工程荷載、作為工程材料、作為傳導介質或環境介質等諸多方面;包括岩土工程的勘察、設計、施工、檢測和監測等等。
由此可見,工程地質是地質學的一個分支,其本質是一門應用科學;岩土工程是土木工程的一個分支,其本質是一種工程技術。從事工程地質工作的是地質專家(地質師),側重於地質現象、地質成因和演化、地質規律、地質與工程相互作用的研究;從事岩土工程的是工程師,關心的是如何根據工程目標和地質條件,建造滿足使用要求和安全要求的工程或工程的一部分,解決工程建設中的岩土技術問題。
2工程地質與岩土工程的關系
雖然工程地質與岩土工程分屬地質學和土木工程,但關系非常密切,這是不言而喻的。有人說:工程地質是岩土工程的基礎,岩土工程是工程地質的延伸,是有一定道理的。
工程地質學的產生源於土木工程的需要,作為土木工程分支的岩土工程,是以傳統的力學理論為基礎發展起來的。但單純的力學計算不能解決實際問題,從一開始就和工程地質結下了不解之緣。與結構工程比較,結構工程面臨的是混凝土、鋼材等人工製造的材料,材質相對均勻,材料和結構都是工程師自己選定或設計的,可控的。計算條件十分明確,因而建立在材料力學、結構力學基礎上的計算是可信的。而岩土材料,無論性能或結構,都是自然形成,都是經過了漫長的地質歷史時期,在多種復雜地質作用下的產物,對其材質和結構,工程師不能任意選用和控制,只能通過勘察查明,而實際上又不可能完全查清。岩土工程師不敢相信單純的計算結果,單純的計算是不可靠的,原因就在於工程地質條件的不確知性和岩土參數的不確定性,不同程度地存在計算條件的模糊性和信息的不完全性。因而雖然土力學、岩石力學、計算技術取得了長足進步,並在岩土工程設計中發揮了重要作用,但由於計算假定、計算模式、計算方法、計算參數等與實際之間存在很多不一致,計算結果總是與工程實際有相當大的差別,需要進行綜合判斷。
9. 工程地質勘察報告中應包括哪些主要內容
每個單位的格式都不大一樣,一般包括兩大部分:文字和圖表。文字部分有工程概況,勘察目的、任務,勘察方法及完成工作量,依據的規范標准,工程地質、水文條件,岩土特徵及參數,場地地震效應等,最後對地基作出一個綜合的評價,提承載力等。圖表部分包括平面圖,剖面圖,鑽孔柱狀圖,土工試驗成果表,物理力學指標統計表,分層土工試驗報告表等。
10. 城市與城市地質工作特點
城市是現代人都熟悉的詞,但至今仍沒有一個大家公認的、各國共同遵循的定義。一般把城市理解為有一定規模的工業、交通運輸業和商業聚集的非農業人口為主的居民點。城市就其產生而言,是從事工商活動並具有防禦功能的居民點,時間大體是從原始社會向奴隸社會過度時期,傳說我國夏代就已「築城以為君,造廊以守民」。一般依人口的多少可分為特大型(人口>100萬)、大型(人口50萬~100萬)和中小型(人口<50萬)等不同規模。同時,城市也是由復雜的物質要素組成的實物系統,其中尤以各類建築工程最為重要,可以說建築工程是城市的骨骼。城市的建築工程依其功能和規模進行分類:如交通工程、住宅、能源、給水和排水、通信、工廠、綠化工程等,城市建築工程也是一復雜的系統。由於修建工程都需進行工程地質勘察,工程地質是城市最普遍的地質工作,故有人將城市地質僅指工程地質。
城市依其性質、特徵可分成不同的類型,如中心城市、工業城市、交通港口城市、旅遊城市、歷史文化城市等。不同類型的城市除服務於城市工程建設的工程地質工作外,往往有體現城市性質的專門地質工作。我國工業城市中有200多座以礦業開發為主建設起來的資源型城市:石油城玉門市、大慶市、東營市、克拉瑪依市,鋼都鞍山市、本溪市、攀枝花市、嘉峪關市,煤都撫順市、阜新市、大同市、淮南市、淮北市,銅都白銀市、鎳都金昌市、鹽都自貢市、瓷都景德鎮市等。地質工作是這些城市立市的前提,也是其發展的保證,如白銀市、金昌市和嘉峪關市都有政府為地質工作樹立的紀念碑。另一方面,城市的自然地質環境多不同,為了解決制約城市發展的地質問題,各城市多有其地質工作的重點,如北方缺水城市都將城市地下水資源勘察評價和開發保護作為地質工作重點,又如地質災害多發城市則十分重視地質災害防治工作,寶雞市、蘭州市等都曾頒布有滑坡防治條例;天津市、上海市等都設有專門控制地面沉降的管理機構等。受城市的社會特徵(規模、類型、發展階段等)和城市地質環境特性的雙重因素制約,城市地質工作具有學科的綜合性、地域的獨特性、工作的動態性、方法的多樣性和社會性等一系列特點,進行城市地質工作必須重視城市地質工作特點。