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全球气候变化与地质灾害响应分析

发布时间: 2021-03-01 03:53:16

A. 全球气候变化事件引起的灾难,或者事件

目前全球平均温度的变化,几乎和二氧化碳含量的变化是同步上升的,从工业革命开始,二氧化碳的含量急剧增加,虽然植物的光合作用吸收了很大一部分二氧化碳,海洋也溶解一部分二氧化碳并固定成碳酸钙,但空气中二氧化碳的含量还是逐步增加。根据美国弗吉尼亚大学和英国东安格里亚大学联合研究的结果,在进入20世纪后半叶,全球温度上升的趋势非常明显,
全球性的温度增量可能反过来导致其它方面的变动[来源请求] ,包括海平面上升和降雨量及降雪量在数额上和样式上的变化。这些变动也许促使极端天气事件更强更频繁,譬如洪水、旱灾、热浪、飓风和龙卷风。除此之外,还有其它后果,包括更高或更低的农产量、冰河撤退、夏天时河流流量减少、物种消失及疾病肆虐。预计全球变暖所因致事件的数量和强度;但是很难把这些特殊事件连接到全球变暖。虽然很多研究集中在2100年或之前的时间,但是预期全球变暖、海平面上升会在往后的日子仍然继续[来源请求]。因为二氧化碳在大气中有50年到200年的寿命[9]。但是还是有不少气候研究显示为人类的行动在最近全球变暖中其实没有扮演重要角色[来源请求]。但是无论气候变化的成因或结果为何,许多人是非常关心的;而且对於应付预言后果的政策应该如何实施,引起了全球广泛的政治争论、公开辩论及各种学术研究。这些政策讨论重点是应该减少还是扭转未来的暖化及怎麼应付预计的后果。
酸化
海水酸化
地球上的海洋吸收了许多生命活动所释放的二氧化碳,这一过程以气体溶解的方式进行,或者以海洋微生物的骨骼的形式沉入海底成为白垩或石灰石。目前,海洋的吸收量约为每人每年一吨的CO2,据估计自1800年以来海洋已经吸收了几乎一半的人类活动所释放的CO2(即一千二百亿吨的碳)[27]。

但是在水中,二氧化碳会变成碳酸,一种弱酸。工业革命以来温室气体的排放已经使海水的平均pH值下降了0.1,达到了8.2。据预测,进一步的排放可於2100年前将其再下降0.5,这是数百万年来从未达到的数值。[28]

有人已经观察到海水酸化可能对珊瑚[29](1998年以来,世界上16%的暗礁珊瑚已经死於漂白剂)以及带有碳酸钙贝壳的海生生物造成的致命影响。酸度的增加也能够直接影响到鱼类的生长与繁殖,以及它们赖以生存的浮游生物[30]。

热盐循环的终止?

北大西洋海水流动示意图有一种学说认为全球暖化可能通过关闭或者减缓大洋的热盐循环从而导致北大西洋局部的降温,使得当地平均气温下降,或升温较少。它影响的范围包括斯堪的纳维亚以及英国,因为它们都受北大西洋暖流的加温。这一变化的可能性仍不确定,有一些证据表明墨西哥湾流以及北大西洋暖流有减弱的迹象。然而,现在仍无迹象表明欧洲北部或附近的海域有降温的趋势,而现实情况恰恰相反。

热带的热量大部分是经由大气向两极传递的,但它也可以通过洋流来输运,热的水流靠近表面而冷水流位於深层。这一循环的典型例子是墨西哥湾流,一个风驱的环流圈,将热水从加勒比海带向北方。湾流的一个向北的分支,北大西洋暖流是热盐循环的一个环节,将热量进一步朝北带往北大西洋,在那里加热了整个西北欧。北大西洋海水的蒸发以及水温下降同时导致了盐分的增加(相对盐度),从而使表面的水密度增大。同时,海冰的形成也进一步浓缩了海水中的盐分。因此较重的表面海水向下沉降,而同时向南方潜行。全球暖化可能造成如格陵兰冰盖的融化、降水量增加、特别是西伯利亚河流的增强[31],从而使得注入北方海洋的淡水量增加。然而现在尚不清楚增加的淡水量是否足够切断热盐循环——环境模型给出了否定的结论,不过研究还在继续。

B. 全球变暖与地质灾害的成因

地球复受到反作用力和变暖没有什么制关系 再说了 假设有一定的关系 也是无法理解的 因为地球是一个近似的对称球体 同样各国卫星的发射也是近似的对称的 这样在一定的程度上可以使各国发射卫星所产生的力相互抵消 所以这种说法还是不成立的

C. 试分析全球气候变暖对自然界和人类有那些影响并结合实际,谈谈控制气候变化的途径

祝要还是要抄靠我们自己保袭护大自然对于影响会对食物链有很大的影响很多的生物因为不适应气候灭亡加上人类的多度开发使得原始土地被开发这里有很大的部分怪人类自己太贪心了所有还是要靠我们保护大自然不然要不了多久人类也会走上灭亡的道路

D. 从大气环流角度,分析呼伦湖流域成为全球气候变化的响应最积极最敏感的地区之一的原因

呼伦湖流域成为全球气候变化的响应最积极最敏感的地区,是因为在大气环流的时候呼伦湖处于大气环流相撞的点。

E.  主要环境地质和地质灾害问题研究现状

从广义上讲,环境地质问题包括地质灾害在内。为了便于区分,把地质作用造成的灾害如火山活动、地震等作为自然地质灾害;而人类活动诱发的地质灾害,如地面沉降,地下水污染等则纳入狭义的环境地质问题的范畴。当然,自然规律是十分复杂的,有些地质灾害是两种作用,即地球的内、外动力作用,再加上人类活动的作用造成的。如地裂缝、滑坡等。因此这只是相对的区分,并不是在任何情况下都能截然分开的。

1)大江、大河开发中的环境地质问题

在大江、大河兴建水利枢纽工程,使地质环境(岩土体环境、地应力环境、水环境)发生变化,导致库岸崩塌、滑坡、浸没、水库渗漏、淤积甚至可能诱发水库地震等及其它次生地质灾害发生。目前世界上已有100余座水库发生了诱发地震。研究多围绕灾害的成因机制、预测评价进行。中国的长江、黄河,巴西的亚马逊河、美国密西西比河、俄罗斯伏尔加河等的开发中,都曾有各自不同的环境地质问题发生。近年来开始重视对工程兴建后造成流域内生态地质环境的变化。在第30届国际地质大会上交流了这方面的研究成果。中国学者提出在江湖整治和长江中下游防洪中一个重大的环境地质问题是:洞庭湖地质环境系统由于受到构造沉降、沉积物的淤积和人为围垦因素的相互作用,很可能湖区将会继续逐渐缩小,以致消失。黄河三门峡水库淤积造成环境恶化,无法达到原设计效益,虽然后来采取泄洪排沙等措施,但已造成很大的影响。这是个沉重的教训。

2)核废料处置的环境地质问题

核能的利用在各国能源结构中的比例近年来有所上升。现实的地质问题就是核电站的选址及核废料的处置库选址。对于后者,尤其是高水平放射性废物处置库的环境水文地质、工程地质条件要求很高。德国、中国、瑞士、日本等国都开展了这方面的研究工作。他们提出除了考虑场址的地壳构造稳定性,介质的低透水性和一定的对核素吸附滞留能力外,对地震的影响也要考虑。

高放核废物的泄漏主要原因是和地下水接触。在处置后长达104~106a内高放核废物仍保持其有害性质。在此期间北半球有可能经历几次冰河期,地表水、地下水及其物化性质都将发生变化,对此英国学者作了重要的探索。Boulton G.S利用过去几次冰河期的数据建立了冰河作用下岩石水力学和地球化学模式,重现了冰河期地表水加速入渗,地下水流速及物化性质的变化,并探讨了处置库主岩在冰河作用下的长期特性。King-ClaytonLouisa M等和瑞典合作,研究了今后100ka内北欧四次冰河对一个假设的瑞典南部深度为500m的核废料处置库的安全影响,进行了预测性的探讨。这里涉及到全球和当地的海平面变化,冰盖厚度、永久冻土厚度的变化以及地形变化等问题。美国新墨西哥州WIPP(Waste Isolation Pilot Plant)开展了军用超铀废物处置库的研究。处置库主岩为岩盐,深度300m左右,重点研究不同地质概念模式对处置库性能预测的影响。

低渗透性介质一般选择结晶岩、粘土和蒸发岩等。比利时、韩国学者对粘土的主要特性(如吸附性)以及处置的可行性和安全性进行了研究。中国从80年代中期开始研究高放核废物的处置。

3)地质资源、矿业开发的环境地质问题

采矿活动不仅造成地表破坏,引起地面沉降、塌陷或边坡崩塌、水土流失等灾害,还因废渣、尾矿堆放造成土壤和水以及大气的污染。捷克西部波希米亚地区因采矿引起土壤、水和空气的污染。从发电厂排出的废物酸化了土壤和地表水,每燃烧1t煤就会向大气释放60kg的SO2。1987年捷克全国就有2.9×106t排放物,此外还有各种痕量金属,结果之一是本地的云杉完全枯萎,另一结果是当地地表水中铍的含量增加。溶解法开采铀已引起了严重而复杂的环境问题。乌兹别克斯坦地质科学院开展了对KEMIN采矿联合体的多金属矿、稀有金属及稀土矿周围地区被重金属污染的研究。一些西方发达国家如加拿大80年代便开始重视矿业开发环境的研究,如减轻酸性排水和发展生物工程技术,从废水中除硒、铜等,取得成效。美国、加拿大、澳大利亚等国还制定了相应的矿业环境法规以加强环境管理。德国学者指出,当今采矿搬运量为17.8km3/a,远远超过先前全球河流搬运物4.5km3/a。这说明人类采矿活动对环境影响是原来风化作用的4倍。据不完全统计,中国因采矿塌陷造成环境破坏的城市近40个。因采矿产生的大量废水、废液未经处理自然排放,处理率不到5%。固体废物、尾矿的治理量也很低。矿山环境恶化趋势尚未得到有效遏制。

工业区排放的大量工业废气,尤其是SO2,NO2等与水汽结合,降落成为含硫酸、硝酸腐蚀性很强的“酸雨”(pH<5)。它不仅使地表水水质变坏,土壤酸化,还渗入地下污染地下水。世界现有三大酸雨区:北美酸雨区、欧洲(北欧)酸雨区以及中国西南华南酸雨区。前两地区正在治理。中国SO2年排放量约1800×104t,超过美国现在水平(1600×104t),雨水中pH值已低于4.5。据1995年的分析观测资料,我国酸雨面积逐渐扩大,已占国土面积29%,出现频率也在上升,个别南方省市还有年平均pH<4.0的地区。

4)城市建设的环境地质问题

城市建设牵涉到土地利用、地下资源开发、水资源(主要是地下水)利用和环境污染等环境地质问题。香港、加德满都和麦德林等城市,由于在不稳定斜坡上大量建筑,发生滑坡和其它块体运动,遭到很大损害。

现在世界各大城市如何安全处理大量的固体废弃物(垃圾)、有毒废液和工业废料已成为一个重要问题。一些主要城市每天垃圾产生量东京高达3×104t,纽约、巴黎也各有1.4×104t和0.9×104t,不过这些都经过处理。北京日产垃圾量1.2×104t,只有部分处理,这就成为污染水源、土壤和大气的重要来源。

当前侧重研究的问题有:垃圾填埋场的选址,垃圾淋滤液的控制与调查,污染水晕的阻渗墙设计,废液含水层注射以及废物综合利用等方面。国外在城市垃圾填坑设计和运转方面防治环境污染的对策,主要采取冲洗-减缓法和包容方法,即填坑顶底部有盖层和垫层。第30届国际地质大会交流了对地质环境污染指数因子的研究,如澳大利亚利用泻湖深部特殊沉积物(底栖有孔虫)查明了人为污染来源。日本学者利用地质污染单元的概念,将地质环境污染划分为地下空气污染、沉积介质污染和地下水污染。由于有机物污染在治理上难度较无机物更大,现研究重点已逐渐由“无机污染”转向“有机污染”,如研究地下水中非水相有机重液监控和有机物在含水层中的转化程式等问题。

城市水源污染问题也日益严重。墨西哥城、圣保罗的饮用水源面临工业废物的污染。第30届国际地质大会上,英、俄、南非、中国学者介绍了城市环境地质问题及评价方法,城市规划中的土地利用、评价、水资源开发、地震等方面的研究现状。会议认为目前大城市建设规划只注意了地表条件,对于深层次的地质环境问题和地质灾害问题重视不够,导致许多环境与灾害问题未能及早发现和治理。在城市地质研究中值得重视的是地质信息如何及时提取表述,以便规划和决策者使用。这方面荷兰De Mulder E.F.Jyz研制的“地下市政信息系统”(MUIS),存入了有关地质、环境及市政建设数据和图形信息,使用很方便。国际地科联地学环境委员会组织了国际城市地质工作组以推动城市地质学和城市地质工作的进展。

5)不合理的土地利用和水资源开发引起的环境地质问题

人类过度垦殖、放牧、砍伐森林、灌溉不善,造成土地荒漠化或水土流失的危害达到了惊人的程度。全球每年有600×104hm2土地变成沙漠,经济损失每年约423亿美元。中国荒漠化总面积已达国土总面积的8%。到80年代中国每年有2100km2沦为沙漠。据专家调查统计,中国北方土地沙漠化的成因类型中,有89.7%是由于过度放牧、开垦和樵采,有9.6%是由于水资源利用不当造成的。水土流失在欧洲各国中,以西班牙最严重,造成植被减少,农业产量降低,流入河中泥沙增多,导致洪水爆发频率及严重程度的增加。中国水土流失面积达179万km2,每年流失土壤总量达50×108t。黄河每年的泥沙携带量50年代为16×108t,实际上现已达到19.7×108t。这绝大部分是黄河上、中游水土流失造成的。

由于人类对地表水与地下水资源开发缺乏统一协调和综合利用,使①有限的水资源严重浪费,大水漫灌,造成大面积的土壤盐碱化。如中国西北地区因此形成的土壤盐碱化面积达113×104hm2。新疆1/3以上耕地不同程度地发生盐碱化,宁夏灌区也存在类似问题。②流域上游大量消耗水资源、兴建水库等,造成下游水量减少,甚至河流断流、湖泊干涸、水质恶化、沙漠化、荒漠化现象扩展、地下水补给减少、泉水枯竭。如著名的黄河下游断流已由1995年的122天延至1997年的226天。新疆的罗布泊湖现已全部干涸,成为一片荒漠。据统计,近30年来全疆沙漠面积扩大了3.4万km2,使333×104hm2土地和草原被沙漠所吞没。

6)超采水资源(主要是地下水)造成的环境地质问题

超采地下水引起水位大幅度下降,导致水井变干,水质恶化,地面沉降,在沿海地区发生海水入侵等。中国长江三角洲平原及河北平原的区域性地面沉降就是由于大面积超采地下水造成的。前者在5000km2内的累计沉降量约1m。地处三角洲腹地的苏锡常地区已沿沪宁线形成沉降洼地,地面沉降量大于0.3m的面积超过1000km2。地面沉降发展过程与地下水开采强度有关,其沉降量与地下开采量大小呈同步变化趋势。河北平原以农业用水为主。70年代以来大量开发利用深层地下水,现累计沉降量超过0.1m的区域面积已达3.6万km2。城市地面沉降影响损失更为突出。上海地区已下沉1~2m,天津50年下降了2.7m。地面沉降造成地裂缝、洪涝积水、工程破坏等危害。世界上不少城市,如休斯敦、威尼斯、曼谷、雅加达和加尔各答等,位于河流三角洲和滨海平原,都有严重的地面沉降。

沿海城市由于超采地下水还受到海水入侵的灾害。主要表现在淡水资源日益短缺和地下水环境逐渐恶化。如中国,位于渤海的辽东湾、渤海湾、莱州湾,黄海的胶州湾、海州湾,都受到海水入侵的灾害。其中尤以山东莱州湾最为严重,入侵面积1995年已发展到970km2。研究的内容侧重海水入侵规律、水-岩作用及其数值模拟和水资源的开发、管理等。

7)主要地质灾害问题

地质灾害灾种繁多,危害严重且突发性强的有地震、火山喷发、岩崩、滑坡、泥石流、地面塌陷、岩溶灾害,还有煤矿突水、瓦斯爆炸等。

(1)地震灾害。从地质角度当前主要侧重研究其区域活动构造(特别是大陆内部的活断层),古地震,破坏性大地震的地震地质构造以及与地震危险性评价有关的地震地质问题等热点。在第30届国际地质大会上探讨了1995年日本阪神大地震的地震构造、地面断层、活动断裂、海下和城区活动层等问题,反映了在大城市附近的强破坏性地震的最新研究动向。

地震预报近期在国际上的新进展突出表现在空间技术的应用,从方法、机理到实际震例。地震前兆观测还引进了地热观测,地气(Hg、He等)观测等新技术方法,反映了在地球物理、深部气体地球化学等方面探索地震前兆的工作。地震预报的分析研究方法运用遗传算法、神经元方法、非线性理论等取得良好效果。俄罗斯提出多种前兆综合时空动态图像的分析方法,地下水应力场研究,以及地下水形变场的动力学研究都有较高的水平。

在地震灾害方面正在执行两个大型的国际合作计划:“全球地震危险性评估计划”(GSHAP)和“全球地震灾害图计划”(WSRM)。印度、尼泊尔、巴基斯坦、中国协调合作研究喜马拉雅地区地震灾害定量分析时,建立了跨国家的地区级数据库,并规划了方法,这在以往研究中是不多见的。据陈祺福研究,关于全球地震损失估计的研究在科学上的重要突破主要表现在:发展了地震危险性评价的面源、潜在震源模型;提出了估计面源模型参数及其不确定性的新方法;得到了地震发生概率和超越概率之间关系的公式;用GDP作为表示社会财富的宏观指标体系;首次得到了GDP-地震动-损失关系曲线;发展了估计未来地震灾害损失基于GIS的计算机算法。

(2)火山活动。第30届国际地质大会反映了以中国吉林长白山天池近代火山活动为例的最新研究进展,如该火山喷发的年代学,喷发的物理过程及动力学,深部岩浆囊探测及大喷发触发机制,火山喷发气候效应等。

(3)海平面上升。全球性气候变暖导致全球性海平面上升,而沿海地带首当其冲受害:低地淹没,风暴潮和海蚀加剧,咸水入侵,河口生态环境发生变化。如淤积、倒灌、污染程度加重,沿海防御工程抗灾能力降低,需要提高设计标准。经过实地考察及有关资料综合分析预测,中国学者对中国沿海三大三角洲地区,到2050年海平面可能上升的幅度作出评估:珠江三角洲地区50~60cm,长江三角洲地区60~80cm,天津地区70~90cm。沿海城市如上海、天津由于超采地下水形成的地面沉降幅度远大于海平面上升率,因此相对海平面的上升还要叠加上地壳下沉的幅度。

(4)滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害。这类地质灾害突发性强,造成损失很大。据中国统计每年发生的滑坡数以万计,泥石流沟有一万多条,多集中在中部南北带。40年研究结果表明,在时间上1954~1960年,1963~1975年,1980~1985年均为频次高发期。泰国南部的山麓地带由于花岗岩岩石风化形成1~10m厚的砂砾质土,坡度达35°以上,1988年发生大规模滑坡及泥石流,损失达2.5亿美元。

当前在研究地区性滑坡及实例方面,对于其形成机制、稳定性分析、预测及控制措施问题,较广泛采用模型模拟及数值模拟的方法。在灾害区划方面运用了遥感及地理信息系统(GIS)。在空间预测方面有采用人工神经网络方法的。在滑坡发生时间预测方面不少研究论文采用离散元分析、离散元与时序分析相结合的方法。在滑坡发生时间预报方面有用滑坡变形功率的新理论准确(仅差22h)预报甘肃永登黄泗滑坡的实例。黄泗滑坡总体积近6×106m3,居民因预先撤离,无一伤亡。这在世界滑坡预报史上是一个极为罕见的成功实例。

F. 用图示法分析全球气候的变化特点

全球气候变化是指在全球范围内,气候平均状态统计学意义上的巨大改变或者持续较长一段时间(典型的为10年或更长)的气候变动。气候变化的原因可能是自然的内部进程,或是外部强迫,或者是人为地持续对大气组成成分和土地利用的改变。尽管还存在一点不确定因素,但大多数科学家仍认为及时采取预防措施是必需的。针对气候变化的国际响应是随着联合国气候变化框架条约(UNFCCC)的发展而逐渐成型的。1992年UNFCCC阐明了其行动框架,力求把温室气体的大气浓度稳定在某一水平,从而防止人类活动对气候系统产生“负面影响”。

G. 什么是全球气候变化高等植物对全球气候变化响应的特征是什么

全球范围内受人类活动的影响而导致的全球性的气候变化(如:温室效应)

H. 全球气候变暖,如何开展环境地质工作

主讲人 国土资源部信息中心研究员 张丽君
问:全球气候变暖主要表现在哪些方面?
答:全球气候变暖趋势勿庸置疑,对全球环境产生深远影响;人类活动是主要驱动力。主要表现在:一是全球气候变暖趋势在过去的50年异乎寻常,全球增温速率明显加快。20世纪可能是最近1000年以来增温最明显的一个世纪。未来100年的增温幅度将达到1.4~5.8℃,海平面将上升9~88厘米;二是全球表面温度升高,导致平均降雨量和地表径流增加、冰川融化和海平面上升。三是人类活动是当今全球气候变暖的主要驱动因素。全球二氧化碳浓度的增加主要是由人类使用化石燃料以及土地利用的变化引起的。
问:全球气候变化对我国地质和生态环境的影响主要体现在哪些方面?
答:干旱与土地退化趋于扩大发展趋势;水资源短缺,形势严峻;水生生态环境恶化;洪涝灾害、水土流失、滑坡、泥石流等灾害有增加趋势;海平面上升,海岸带灾害加剧;气候变暖对青藏高原和三江产生重大影响。
问:目前二氧化碳地质埋存体包括哪些?
答:开采的和不经济的或耗竭的油气储集层;深部不可开采的甲烷煤层;陆上/海上深部咸水含水层;低热比的地热储。前两种二氧化碳地质埋存方式是“增值”的直接埋存方式。即通过向耗竭的油气储和不可开采的煤层注入二氧化碳,可以提高油气储和煤层气的回采率。
问:如何加快地质灾害应急指挥系统建设?
答:为加快地质灾害应急指挥系统建设,建议加强以下几方面的工作:谋划国土资源应急平台体系的规划;编制国土资源部应急平台总体设计方案;加强网络基础支撑平台建设,提高灾情速报能力;重视基础数据库和信息管理系统建设;加强地质灾害多源遥感信息数据库建设,提高运用遥感技术手段进行地质灾害灾情快速评估和预报能力;加强地震灾区的地质灾害危险性评估和汛期降水诱发滑坡泥石流的预报预警工作;加强野外现场数据的采集与传输能力,提高应急指挥与应急处置能力;加强组织保障体系的建立。
问:如何进行地下水饮用水源区划定与井源保护?
答:应采取源导向战略,即对供水水源区进行保护。圈定的地下水饮用水源保护区是地下水资源保护和地下水水质加强监测的重点地区。在这些敏感地区,应避免较强烈的土地利用活动;对区域内的污染排放应严加控制;在土地利用规划和城市发展规划中,应该对地下水污染高风险区设立林地和绿化缓冲带等措施。在地下水饮用水源保护的核心区,应禁止一切有污染潜力的土地利用活动。对任何新建建设项目不予以发放取水许可。对现有的污染提出治理方案。
第一节
气候变暖对我国地质环境的影响
中国是世界上受自然灾害危害最严重的国家之一,每年因各种自然灾害造成的直接经济损失达数百至上千亿元。全球气候变暖引发和加剧了自然灾害,威胁到我国的国家安全。2007年《气候变化中国国家报告》指出,随着地球变暖导致较高的蒸发和降水速率,未来50年中国年平均降水量呈增加趋势。其中东南沿海增幅最大。高温、台风、风暴等极端气候将变得更为频繁。一方面,南方部分地区大雨日数将有显著增加,特别是东南沿海地区、福建和江西西部,以及西南的贵州、四川、云南部分地区。由于海平面上升,海岸带灾害主要是风暴潮呈现加剧趋势。极端降雨频发也将导致洪涝灾害、滑坡与泥石流、水土流失加剧。另一方面,中国干旱区的面积也可能扩大,北方干旱趋势仍将延续,干旱强度加剧。全球气候变化对我国的地质和生态环境的影响主要体现在以下方面:
一是干旱与土地退化趋于扩大发展趋势。我国是世界上土地荒漠化程度较深的国家之一,据前几年统计,荒漠化土地面积约262.2万平方公里,占国土面积的27.3%;并且每年以2460平方公里的速度扩展,现状已由“破坏大于治理”进入“治理与破坏相持”的阶段。但专家认为治理后的荒漠化地区生态系统未达到稳定状态,可能出现逆转。近三成土地受到了荒漠化危害,我国有4亿人生活在荒漠化的威胁之中。全球气候变暖将进一步使我国北方增温,南方降温,南北温差减小,使冬夏季风减弱,导致中纬度地区降水减少,干旱化与荒漠化呈现扩大发展趋势。影响最显著的地区是我国西北和华北地区以及东北地区。20世纪我国旱灾的发生频率是前500年的6倍。
二是水资源短缺形势严峻,水生生态环境恶化。全球增暖带来气候带北移,尽管我国北方部分降水量有所增加,但蒸发和蒸腾量也相应增加,中国干旱区范围将扩大,进一步加剧我国干旱和缺水,使我国华北、西北大部分地区的干旱形势难以缓解,水资源短缺形势严峻,特别是黄淮海流域水资源短缺形势最为突出。研究表明,未来全球气候变暖将导致我国北旱南涝的发生概率大大增加。气候变暖还将促使水体污染加剧。气候变暖后,水体温度的上升,会促使河流中沉积的污染物重新溶解释放,使底泥中各种废弃物分解,进而使水质下降。同时,一些地区由于蒸发量加大,河水中污染物得到“浓缩”,从而加重河流原有的污染程度,特别是在枯水季节。此外,气候变暖后,由于土壤微生物活动加强,造成肥力下降,促使大量施用氮、磷等化肥。过量施用的氮、磷等化肥淋失而进入水体的数量增加。水体富营养化已成为水污染的重要原因。
三是洪涝灾害、水土流失、山体滑坡、泥石流等灾害有增加趋势。近10年来我国洪水灾害的特征是:流域性大洪水频发;极端暴雨现象明显增加;超强台风频繁出现。未来全球变暖将会使极端降水事件有增多趋势,从而导致突发性地质灾害呈加剧趋势。特别是,我国东南沿海地区也将由于台风、热带风暴、风暴潮等灾害性天气的增多,使低山丘陵区的水土流失、滑坡和泥石流等地质灾害呈增多的趋势。我国永久冻土约占国土面积的18%。据专家研究,如果未来10~20年间全球平均温度升高0.5℃,将会造成5%的我国永久冻土融化;若平均温度上升2℃,将导致10%~15%的永久冻土融化,永久冻土融化将导致滑坡、泥石流等地质灾害的发生频率和强度。
四是海平面上升,海岸带灾害加剧。全球变暖使海洋热膨胀和冰川扩大融化,导致海平面上升,导致发生台风、风暴潮、洪水等灾害的几率增大,造成海岸侵蚀及致灾程度加重。有关研究表明,20世纪50年代以来,中国沿海海平面每年上升了1.4~3.2毫米,其中渤海海面平均上升5厘米,东海平均上升19厘米,南海平均上升20厘米。上升量超过20厘米的省(市)有天津、江苏、上海和广东。从地区分布看,未来海平面上升引发海岸带灾害将影响从辽宁至海南岛的所有滨海地带。而华北平原东部、长江三角洲和珠江三角洲可能是主要受灾区,因为这些地区3~4米高程地区占了很大面积,加之城市集中,人口稠密,经济发达,工农业等用水量大,地下水过度超采,形成大面积的地下漏斗,海岸带灾害在这些地区发生将会给本区和国家造成极大的损失。海平面上升不仅导致许多海岸区遭受洪水泛滥的机会增大、遭受风暴潮影响的程度加重,严重影响沿海地区的防洪形势,也会引起大规模的海水倒灌,导致地下水水质恶化。
五是气候变暖对青藏高原和三江产生重大影响。保护青藏高原江河源区的生态环境,对于我国这样一个水资源严重缺乏的国家来说至关重要。近40年来,受全球气温升高的影响,青藏高原气温平均上升了0.45℃,气温呈上升趋势。20世纪90年代以后,干旱化趋势加剧,湖水下降速率明显加快。气候变暖还使黄河源区多年冻土明显退化,这在青藏高原东南的黄河源区尤显突出,造成大量湖泊干涸、湿地逐渐消失、多年冻土退化、区域水位下降,引起沼泽草甸大面积沙化和黑土滩化,裸地荒漠面积大幅增加,生态环境恶化趋势明显,不仅危害源区牧民的生存,而且还危及黄河源区的生态安全。
第二节
加强海岸带地质调查评价工作
我国改革开放30年的成就很大程度上体现在沿海城市的飞速发展,形成了珠江三角洲、长江三角洲、京津冀沿海三大经济区和山东半岛、苏北沿海、闽中南、北部湾四小经济区。辽宁沿海经济带发展正在谋划上升国家战略,起势良好。当前,我国进入新一轮重化工业化时期,掀起新一轮经济布局沿海化浪潮,在这种大背景下,我国沿海经济带的未来发展恰逢机遇与挑战并存的时机。如何增强我国沿海经济带在国际上的竞争实力,保证我国经济社会的稳定增长,意义非常。我国沿海经济的发展资源环境的代价是巨大的。未来的发展必须走新型工业化道路,必须考虑资源环境的约束条件和适宜性。因此,海岸带的资源环境地质调查十分重要,是未来我国沿海经济带发展的基础条件。
自1999年“国土资源地质调查”国家专项实施以来,中国地质调查局组织实施了环渤海地区、长江三角洲、珠江三角洲、北部湾和海南岛等沿海地区的环境地质调查评价工作。取得了一批丰硕的成果,在前人工作的基础上,更新了一批海岸带及沿海城市环境地质调查资料。现已完成了全国海岸带和沿海城市1∶25万区域环境地质调查工作。一些沿海省(市)也不同程度地开展了海岸带地质调查工作。
海岸带地质调查是以地质、第四纪地质、构造活动性等区域基础性地质评价研究工作基础,选择港口建设、填海工程、城市重大基础工程建设以及城市空间发展的地质环境适宜性评价因子,如表层地壳结构与岩土力学性质、深部地壳结构构造与深断裂、地块升降与现今地壳活动速率、断裂及活动性、现今地应力与能量、主要内动力地质灾害等评价因子,进行地质环境的综合评价,将综合评价成果纳入沿海经济带发展规划之中。在未来气候变化的背景研究基础上,重点关注淡水资源和土地资源承载能力、活动断裂及地壳不稳定地区、软土和岩溶塌陷等不良地质体分布区、海水入侵和地面沉降、海岸带岸线变化与主要河口区沉积速率变化、重点地段的工程地质稳定性、地下水资源潜力调查和地下水库地质勘查以及海岸带水土污染调查与评价。
第三节
开展碳地下埋存调查评价
加强土壤/岩石—水循环中无机碳对全球气候的“碳汇”作用研究,为荒漠化治理提供科学依据
地下水及其沉积物的物理、化学指标,诸如地下水水位、宏量组分、微量组分、同位素、惰性气体等可以用作不同时间尺度上环境变化的指示剂。从地下水及其沉积物中识别和提取高分辨率的环境变化信息。作为全球水循环的重要部分——地下水是全球环境变化的受体和信息载体,在受环境变化影响的同时,它也会影响环境。当前全球性地下水水位的降低对环境的影响是一个不容忽视的因素。
全球二氧化碳的源汇不平衡是当前世界碳循环研究的重点内容之一。然而,关于全球二氧化碳汇的位置、大小、变化和机制目前仍不确定。目前的研究主要集中在有机碳循环,而对无机部分关注较少。中国科学院地球化学研究所刘再华与德国专家合作,基于广西和贵州10余年的野外观测数据,经过理论计算探讨了全球水循环中溶解无机碳形式对全球碳循环的贡献。全球水循环、碳酸盐(岩)的风化溶解和水生植物的光合作用,三者共同构成了对大气二氧化碳的调节。物理、化学和生物作用过程共同提供了一个负的气候反馈机制,降低了大气二氧化碳增加对气候的影响。该研究发现对碳汇的理论计算作出了一个示范,为寻找遗失的碳汇提出了一个新的方向。这一研究被评为2007年度中国基础研究十大新闻——发现全球水循环中的溶解无机碳可能是一个重要的碳汇。
二氧化碳的地质埋存场所调查评价,减缓全球变暖进程
为应对全球气候变暖和温室效应各国可持续发展面临的共同挑战是,寻求成本低且有效的方案来减少二氧化碳的排放。其中,二氧化碳捕集和地质埋存是重要手段之一。从全球主要类型的二氧化碳埋存能力来看,地质埋存要比森林和土地捕获二氧化碳的潜力大,而且后者需要紧缺土地和森林资源的支撑。
为实现东京议定书的承诺目标,各国积极开展二氧化碳地质埋存的调查评价工作。欧盟启动了《欧洲地质埋存化石燃料排放的二氧化碳的潜力评价》项目。德国、英国、比利时、希腊、荷兰、法国、丹麦与格陵兰以及挪威等国家地质调查机构以及荷兰能源与环保局参加了该项目的研究工作。该项目的总目标是,评价欧洲地质埋存二氧化碳的潜力,为降低二氧化碳向大气的排放量而作出重大贡献,确保欧洲在环境和价格可接受的条件下得到稳定的能源供给。加拿大地质调查局实施了沉积盆地煤层埋存二氧化碳的潜力评价计划。美国能源部与化石能源办公室和科学技术委员会在1999年4月联合拟定了“碳埋存科学计划”。该计划旨在到2030年,二氧化碳埋存方案将使美国每年减少1.45亿吨的碳排放,使世界每年减少2.7亿吨的碳排放。从20世纪90年代初日本就一直进行有关深海封存二氧化碳的技术试验研究。日本的二氧化碳地质埋存方案是世界上最先进的。到2020年,二氧化碳地质埋存的费用将减少一半,每年掩埋的二氧化碳数量争取达到2亿吨,这将减少日本1/6的大气二氧化碳的排放量。
2005年9月召开的中欧峰会确定了到2020年在中国及欧盟建立碳近零排放的煤发电项目的合作目标。设立了“英国—欧盟—中国燃煤近零排放项目”,该项目总目标是到2020年在中国及欧盟建设示范发电厂并实现碳的近零排放。2005年12月,由中国华电等能源、投资国有大企业联手组建的以研发、建设、运营我国第一个拥有自主知识产权的近零排放的“绿色煤电”示范电站为最终目标的绿色煤电有限公司宣告成立。新公司计划对二氧化碳进行收集和封存的煤基能源系统进行研究。我国目前二氧化碳减排形势严峻,应大力提倡二氧化碳的地质埋存,尽快开展碳排放源周围的二氧化碳埋存地质场所潜力评价,早日使二氧化碳捕集和地质埋存技术在我国步入实用阶段,为全球环境的改善发挥作用。
第四节
提高地质灾害风险防治水平
加大地质灾害调查填图工作力度,为地质灾害风险区划奠定坚实基础
全球气候变暖必将导致我国地质灾害风险的加大,政府和社会各界对地质灾害相关信息的需求越来越迫切。提供地质灾害风险管理决策信息的最主要和最直接的手段是开展地质灾害编目和填图工作。通过编制地质灾害危险性图或敏感性图以及风险区划图,将这些信息传递给有关政府部门和社会,以供决策之用。中国地质调查局自1999年通过地质大调查计划部署的1000多个县(市)地质灾害调查与区划工作已经取得了重要进展。重点调查了威胁群众生命财产安全的地质灾害隐患点和危险点,基本摸清了地质灾害发育、分布规律。这项工作为滑坡灾害风险评价与区划奠定了扎实的基础。当前紧要的任务是查漏补缺滑坡灾害调查信息,特别是滑坡灾害影响的社会经济属性信息。然而,除了有少部分地区在当地政府的资金支持下开展大比例尺滑坡灾害填图外,大部分地区由于资金缺乏,滑坡灾害调查精度并不能满足社会发展的需求。
将地质灾害区划纳入土地利用规划,实施地质灾害风险地带管理
将地质灾害调查与区划成果用最通俗的、最实用的表征方式向土地规划和开发等部门用户提供有价值的地质灾害风险信息,用于土地利用规划与审批的地质灾害调查与区划成果表征。为了强制实施地质灾害风险地带管理,防患于未然,避免不合理的土地开发利用行为加大地质灾害发生的风险。国际上一般做法是,开展滑坡灾害风险区划,将土地划定不同的土地利用地带,规定不同地带的不同土地利用行为,并通过立法将之纳入土地利用规划中加以实施。
目前,我们还没有制定出滑坡灾害危险性评估的国家指南,滑坡风险评估刚刚开始进行试点研究,地方政府缺少国家层面上的技术规范/标准的指导,加上各地地质条件的不同,导致其使用的地质灾害危险性评估的技术方法差异很大。因此,最终的滑坡危险性/风险评价与区划的结果必将是概略性的成果,与社会经济发展对滑坡风险管理的期待相比还相差甚远。当前的重要任务是,制作高质量、实用的滑坡灾害评价与区划信息产品,将其转化为经济发展规划、土地利用规划、城乡建设规划和地质灾害防治规划等的编制依据。
完善《地质灾害防治条例》相关土地规划的配套规章及实施细则
2003年5月12日国务院颁布的《地质灾害防治条例》是我国第一部关于地质灾害防治的行政法规,确定了在建设用地审批和土地规划中开展地质灾害评估制度的法律地位。《条例》不仅要求在建设项目审批中开展地质灾害危险性评估,还要在土地利用规划中重点考虑地质灾害风险问题。这样可以避免因工程选址不当或不恰当的工程活动诱发地质灾害,这是预防地质灾害发生最有效的手段。
然而,《地质灾害防治条例》是原则性、纲领性文件,如何落实《条例》还有很多工作要做。这就需要借鉴国外在滑坡灾害土地区划、滑坡灾害风险区土地开发利用限制、滑坡灾害信息管理以及滑坡灾害保险等方面经验,进一步完善《地质灾害防治条例》相关规章和制度以及实施细则,提升其可操性。目前急需开展的研究包括:一是如何在城市规划和城镇规划中开展地质灾害评估制度,并将其纳入土地利用总体规划、城市规划、城镇规划、交通规划等各种土地利用规划中并加以实施;二是将滑坡灾害风险区划的成果尽快落实在《地质灾害防治规划》和《地质灾害应急预案》中,在减少人民生命财产损失、构建和谐社会方面发挥作用;三是要充分考虑《条例》与其他现行国家环境法律法规的衔接和融合。
加快地质灾害应急指挥系统建设进程
进入21世纪后,以风险管理为指导,对自然灾害预防、准备、响应和恢复进行全流程的风险管理战略,已成为世界灾害管理主流,正在从灾后反应型向灾前防御型的综合减灾战略转变。构建基于现代通信技术、集现场灾害信息采集传送和后方信息分析预测与决策的地质灾害应急指挥系统是进行科学决策支持的关键,它可以大大提高地质灾害应急处置能力,更能为灾后重建以及地质灾害的防治提供最有力的支撑。
开展基于全流程风险管理的地质灾害管理体系建设,实施综合管理战略
灾害风险全流程管理是联合国、世界银行以及一些国家政府积极倡导的最新的灾害管理理念和方式。在这种理念指导下,一些国家调整灾害管理的相关法律,完善管理运行体制和机制,适应新形势下灾害管理需求。我国还没有建立起灾害风险综合管理体系,因此,建议今后加强以下几方面工作:引入先进的风险管理理念,建立我国地质灾害风险管理体系;建立地质灾害管理的垂直组织体系,完善横向协调机制;加强基层地质灾害防御能力建设,完善地质灾害群测群防体系,提高群测群防体系的防灾水平。
第五节
加大地下水资源勘查力度
地表水库的弊端越来越受到世界各国的关注,许多国家放弃了修建地表水库的做法,越来越多地利用地下含水层广阔的空间,来调节和缓解供水的紧张局面并恢复生态环境,这是21世纪水资源开发利用的发展趋势。在全球变暖趋势下,我国水资源短缺形势更加严峻,凸显了地下水资源在我国国民经济建设中具有不可替代的作用。
加大地下水勘查力度,积极开展水的地下储备,控制地面沉降
国外经验表明,含水层人工补给和地下水库建设是21世纪水资源调控、增大水资源供给、控制地面沉降等环境问题的重要手段。经测算,将地表水转入地下水库调蓄,一般条件下能增加30%~40%的地下水资源开采量。目前,建设地下水库的技术条件已经成熟。因此,我国应借鉴世界上的先进经验,积极推进含水层的人工补给和地下水库建设工作,建议重点加强以下几方面的工作:
“天然储存空间”和因地下水过量开采而“腾出的地下空间”开展地下水库库址的勘查和库容潜力评价;加紧制定修建地下水库的相关政策,积极推进地下水库建设的步伐,缓解供水紧张局势;控制深层水的开采,开展含水层人工补给,防治地面沉降,尽快出台有关深层地下水限采和禁采的政策法规和经济激励措施;开展深层地下水的战略储备,应对突发水污染事件。开展“水银行”试点,为含水层人工补给和水的地下储备建立合理的水权分配和管理机制。
开展地下水资源污染脆弱性评价和风险区划工作,加强地下水资源保护
国际经验表明,合理解决未来不断出现的地下水污染问题以及因地下水开采造成的环境负效应,应采取“以防为主、防治结合、防重于治”的方针。地下水资源保护战略主要包括地下水水质保护与管理、地下水开采环境负效应防治以及地下水资源涵养等。为此,应加强以下两方面工作。
一是地下水饮用水源区划定与井源保护。显然,对整个含水层进行保护是不经济的。应采取源导向战略,即对供水水源区进行保护。
二是农业面源地下水污染防治。调查表明,地下水污染的主要威胁来自农业化学品的施用(如化肥和杀虫剂)带来的面源污染。其次是来自局部污染的威胁(如来自工业场所、垃圾填埋场等),针对这种广域的农业面源污染,场地尺度的污染物治理办法是不现实的。因此,采取区域地下水保护方针才是防治地下水污染经济有效的办法。

I. 环境地质调查与评价

一、部署重点

完成环渤海、长江三角洲、珠江三角洲等重要经济区地质环境综合调查评价;完成武汉、长株潭、鄱阳湖等重要城市群以及全国县级以上城市环境地质综合调查;开展全国大型矿山环境详细调查;开展我国重大工程区特大断裂带调查。

二、部署建议

(一)全国重要经济区和城市群地质环境综合调查与区划

1.工作现状

自1999年以来,中国地质调查局组织开展了我国沿海地区地下水资源与环境地质调查评价、地面沉降调查与监测以及辽宁省海岸带、河北曹妃甸滨海地区海岸带、天津滨海新区海岸带等重点地区1:5万环境地质调查评价。组织开展了全国主要城市环境地质问题摸底调查,基本摸清了全国主要城市环境地质问题的基本状况,为进一步部署环境地质调查评价工作奠定了基础。完成长三角、京津冀、珠三角三大城市群中的上海、杭州、南京、北京、天津和广州等六个不同类型城市的城市地质调查试点工作。初步建立了城市地质调查技术方法体系,编制了城市地质调查技术要求和系列工作方法指南,总结了城市地质调查工作经验。

存在问题:我国重要经济区和城市群地区基础调查工作程度不高,不能全面满足区域经济社会发展需要;脆弱的地质环境已成为制约海岸带区域经济社会发展和重大工程建设的重要“瓶颈”;监测网络不健全,难以全面获得实时动态的监测数据;地质环境综合信息平台尚未建立,社会化服务能力有待提升。

2.工作目标

总体目标:完成我国重要经济区地质环境综合调查评价和重要城市三维立体填图,开展资源—环境承载力评价和地质环境功能区划,建立全国主要城市和重要经济区的地质环境综合监测体系和信息系统,为我国城市和重要经济区的规划、建设和管理提供基础支撑和高效服务。

“十二五”期间:完成13个城市群和国家重大工程规划区的1:25万区域地质环境综合调查评价和重点地区1:5万地质环境综合调查,初步构建重要经济区和城市群的地质环境综合监测体系,建立较完善的省会级城市三维地质信息系统。

“十三五”期间:完成地级城市和重要县级城镇的1:5万地质环境综合调查评价,建立较完善的城市和重要经济区地质环境综合监测网络,构建全国统一的主要城市和经济区地质信息平台,实现分级管理与服务。

3.工作任务

以7个国家级重要经济区、13个城市群和其他地级以上城市为重点,区域上开展1:25万地质环境综合调查评价,重点地区开展1:5万基础地质和水工环地质调查评价并建立三维地质模型,针对重大地质问题开展专题调查研究,建立地质环境综合监测体系和三维地质信息系统。

“十二五”期间:重点开展环渤海(包括辽宁沿海重要经济区)、长三角(包括苏北重要经济区)、珠三角、海峡西岸、北部湾等重要经济区、长江中游城市群和其他所有省会级城市,以及京津冀、山东半岛、辽中南、哈大齐、长吉图、成渝、中原、关中、呼包鄂、黄河上游(兰州西宁)、银川平原、天山北麓等13个城市群区的地质环境综合调查评价。

“十三五”期间:以地级城市和重要县级城镇为主,开展1:5万地质环境综合调查评价。大力推进城市和重要经济区地质环境综合监测体系建设。开发建立基于统一平台的城市和重要经济区的全国、区域、省级数据库和信息管理与发布系统。

(二)矿山地质环境调查与监测

1.工作现状

从2002年实施全国矿山地质环境调查以来,完成了以省为单元的全国矿山地质环境调查,共调查矿山113149个,基本上摸清了我国矿山地质环境问题。在此基础上完成了我国西北、西南、东北、华北、华东、中南6大片区矿山地质环境专项调查,摸清了6大片区矿山地质环境问题。针对不同的矿山地质环境问题开展了晋陕蒙能源基地、小秦岭金矿带、吉林辽源市等典型矿山地质环境调查。

存在的主要问题:矿山地质环境调查精度不够,不能满足新形势下加强矿山地质环境保护的需要;全国矿山地质环境动态监测尚未系统地开展。

2.工作目标

总体目标:全面完成我国84个重要矿产资源集中开发区和163个国家重点矿区矿山地质环境详细调查工作,建立完善的矿山地质环境动态监测平台,为矿山地质环境恢复治理规划编制和矿山地质环境管理提供基础技术支撑

“十二五”期间:初步完成重要矿产资源集中开发区和163个国家重点矿区1:5万~1:10万精度的矿山地质环境调查工作;开展重要矿产资源开采区内矿山环境问题突出的大型矿区、老矿区地质环境动态监测示范建设;初步建立国家级矿山地质环境动态监测平台。选择3处不同地区不同类型矿山,开展矿山地质环境恢复治理技术示范研究。

“十三五”期间:全面完成全国重要矿产资源集中开发区矿山地质环境调查评估工作;建立国家级矿山地质环境动态监测平台;选择3处不同地区不同类型矿山,开展矿山地质环境恢复治理技术示范研究。

3.工作任务

全国主要矿产资源集中开发区的矿山地质环境调查。重点查明区域内矿山地质环境问题类型、特征、分布、规模、危害程度。开展废弃无主矿山地质环境问题专题调查工作,详细查明废弃无主矿山的地质环境问题现状、形成历史及危害。调查应用技术以多波段、多时相和高分辨率遥感遥测技术为主,现场调查为辅。

建立国家级矿山地质环境动态监测平台。在矿产资源开采区内选择矿山地质环境问题突出的大中型矿区、老矿区开展监测示范,建立国家级矿山地质环境动态监测平台,开展长时间序列的矿山地质环境动态监测。建立并完成以矿山企业自主监测为主,地方和国家监测相结合的三级监测体系。

建立6处矿山地质环境恢复治理技术方法示范区。在全国范围内选择不同矿种、不同开采方式、不同矿山地质环境问题,开展矿山地质环境恢复治理技术方法示范研究。

“十二五”期间:重要矿产资源集中开发区地质环境调查。开展163个国家重点矿区、重要矿产资源集中开发区1:5万~1:10万矿山地质环境调查。区域内矿山环境问题突出的大中型老矿山和闭坑矿山做专门调查。

国家级矿山地质环境监测平台建设。开展矿山地质环境动态监测示范建设,建立国家级矿山地质环境动态监测平台,完成全国6个国家级矿山地质环境动态监测区建设。国家级监测网点部署在主要矿产资源开采区内矿山地质环境问题突出的大中型矿区、老矿区。

选择3处不同地区不同类型矿山,开展矿山地质环境恢复治理技术示范研究。

“十三五”期间:全面完成全国所有矿山地质环境调查评估工作。完善并维护全国矿山地质环境动态调查数据库,全面分析评价矿山地质环境发展趋势及其潜在的危害,发布我国主要矿产开发区环境地质现状分析报告。

全面完成矿山地质环境监测体系建设。监测示范的基础上推广以矿山企业监测为主、国家和地方监测为辅的全国矿山地质环境监测工作,全面建立国家、地方和矿山企业分级监测的矿山环境监测体系。

矿山地质环境恢复治理技术方法示范区建设。选择3处不同地区不同类型矿山,开展矿山地质环境恢复治理技术示范研究。

(三)主要活动断裂调查与区域稳定性评价

1.工作现状

大调查以来完成了一条西气东输线路、两条进藏铁路、两条南水北调工程线路和三个重大工程集中区的活动断裂调查与地壳稳定性评价。初步查明了重大工程场地活动断裂的空间展布、活动习性和现今地应力分布状态,并对其工程稳定性进行了评价,建立了6个地应力监测示范站,分多个层次对重大工程场地的地壳稳定性进行了评价,积累了在不同大地构造单元进行活动断裂调查和区域地壳稳定性评价的经验,为下一步工作的顺利开展奠定了良好的工作基础。

但是,活动断裂调查程度不够,全国400多条活动断裂,目前只有10%开展过工作;现今构造应力场调查精度低,尚未建立大型活动断裂和全国地应力数据库;地壳稳定性评价的行业标准有待建立,特别是与国家重大工程建设相关的地壳稳定性小区划标准需要逐步建立。

中国是第四系发育良好的国家,不仅有发育于海区和沿岸带的海相地层,而且有广布于内陆的黄土、红土、河湖相和冰川等陆相地层,在年代地层、岩石地层、生物地层及全球变化等诸方面均进行了较深入的研究,并取得了显著的成果。但在地层划分与对比、沉积特征、盆地和古湖演化的历史、区域古环境古地理和史前人类活动等方面都存在一系列的问题亟待解决。

2.工作目标

总体目标:完成中国6条主要活动断裂带详细调查,建立完善的地应力监测示范站,评估其未来50年或100年的发震能力。对典型第四系剖面运用年代地层学、生物地层学、岩石地层学、沉积地层学、磁性地层学等方法,建立代表地层单位剖面的对比序列和可靠的年代格架,通过元素地质化学、同位素地球化学、环境磁学、生物环境特征等综合对比,探讨地质环境背景。

“十二五”期间:基本完成中国南北向地震带南段龙门山—安宁河—小江断裂带、东昆仑断裂东段详细调查;建成50个地应力监测站;初步建成东昆仑断裂东段活动断裂综合监测系统,评估其未来50年或100年的发震能力,并评价其工程稳定性;完成基于GIS的京津唐地区地壳稳定性三维动态评价研究、西南“三江”梯级电站分布区地壳稳定性评价和川藏铁路区域地壳稳定性评价,为大型工程的规划和设计、地震预报和防灾减灾提供基础数据和决策依据。全面展开全国第四纪典型剖面的综合研究,主要包括中国北方的河湖相标准地层、南方红土地层地质调查和综合研究工作。

“十三五”期间:完成中国南北向地震带北段贺兰山—六盘山断裂带、秦岭北缘断裂西段和阿尔金断裂带调查;在连续监测的基础上,评估安宁河—小江断裂带未来50年的发震能力,评价东昆仑断裂东段未来50年的发震潜力;建成500个地应力监测站;建成中国活动断裂数据库;基本完成基于GIS的青藏高原和台湾海峡海底隧道稳定性评价,为大型工程的规划和设计、地震预报和防灾减灾提供基础数据和决策依据。完成主要第四纪地层格架的建立,进行有效的区域地层对比,建立完善的第四纪地层格架及人类演化的环境序列。

3.工作任务

中国主要活动构造区活动断裂调查。通过活动断裂和历史地震发震断裂带详细的地表破裂构造调查、微震台网监测、古地震研究、横跨断裂带地应力测量等,确定主要活动断裂带破裂分段行为、强震复发周期、迁移规律和地应力累积过程,分析相关活动断裂未来强震发展趋势;建立活动断裂新构造演化历史,确定断裂现今活动性及其对地震和次生地质灾害的控制意义。

中国主要活动构造带地应力测量与构造应力场监测。利用多种地应力测量和监测技术,在南北活动构造带、三江活动构造带和华北地区开展地应力测量与监测,查明不同构造单元的现今地应力分布状态,监测不同构造部位的地应力变化趋势。利用数值模拟技术研究中国大陆构造应力场的时空演化规律,为地质灾害防治和预报提供依据。

重要经济区和重大工程集中区地壳稳定性评价与区划。利用李四光“安全岛”理论,对强震区(带)进行地壳稳定性评价与小区划,在总体不稳定地区寻找相对稳定的场址,总结“安全岛”的厘定方法和技术流程。开展活动构造区地壳稳定性评价以及国土地质稳定性评价示范。以内外动力耦合为技术路线,开展地震灾害—次生地质灾害综合调查,在不同构造带调查和对比研究的基础上,探讨区域稳定评价的指标体系和评价标准。小区划示范,按50年超越概率10%探索区域稳定性评价和小区划的方法技术。

开展中国北方河湖相地层、黄土及南方红土的年代地层学、岩石地层学及生物地层学等方面的研究,探索相关的典型地层的成因、时代、地层、环境、旧石器文化等我国新生代地质与环境研究,探讨人类演化的地质环境背景。

“十二五”期间:活动断裂调查与监测:根据中国主要活动断裂带的区域分布特点,本项工作大致可以划分为3个区带进行部署:①南北向地震带活动断裂;②华北地区活动断裂调查;③青藏高原及邻区活动断裂调查。

主要开展安宁河—则木河—小江断裂带,同时开展东昆仑断裂东段1:5万活动断裂调查与监测20万平方千米。

地应力测量与监测:开展郯庐断裂1:5万活动断裂调查与监测10万平方千米。开展重点地区地应力监测,监测点主要布置在西南“三江”地区、南北向地震带和京津唐地区。建立50个地应力监测站。

重点地区地壳稳定性评价:开展1:10万京津唐地区地壳稳定性三维动态评价,1:50万西南“三江”梯级电站分布区地壳稳定性评价和1:10万川藏铁路地壳稳定性评价。

围绕中国北方黄土和河湖相地层、南方红土标准地层开展资料收集和地质调查研究,进行典型剖面的地层年代格架、沉积演化的综合研究。

“十三五”期间:活动断裂调查:开展贺兰山—六盘山断裂、阿尔金山1:5万活动断裂调查和秦岭北缘断裂西段1:5万活动断裂调查30万平方千米。同时,开展中国活动断裂数据库建设。

地应力测量与监测:开展重点地区地应力监测,监测点主要布置在青藏高原和华北地区,建立500个地应力监测站。

重点地区地壳稳定性评价:开展1:100万青藏高原地壳稳定性评价;台湾海峡海底隧道地壳稳定性评价。

总结我国第四系研究和人类文明起源研究的重大成果,建立我国完整的第四纪地层年代格架及沉积环境演化序列,重建古人类活动区域自然环境演变的历史。

(四)二氧化碳地质储存调查评价

1.工作现状

旨在减少温室气体排放的二氧化碳地质储存工程在许多发达国家已经进行了成功实践,我国作为二氧化碳第二大排放国,面临的碳减排压力很大,开展二氧化碳地质储存工作作为战略技术储备十分必要。二氧化碳地质储存是指将二氧化碳从集中排放源分离捕获,注入地下深部适宜地层内,长期储存或固化在地层中。

国土资源部于2009年启动了二氧化碳地质储存潜力评估及关键技术研究。通过初步分析评价已有资料,我国地质条件有利于开展二氧化碳地质储存,且潜力巨大,初步估算结果表明,我国24个主要沉积盆地深部的大厚度咸水含水层、46个含油气盆地和68个主要煤层区的深层地下空间,二氧化碳的地质储存潜力可达14540亿吨,能够满足未来数百年我国二氧化碳储存的需要。与发达国家相比,我国二氧化碳地质储存研究尚处于起步阶段。科技部也开展了一些基础研究项目。

在我国,二氧化碳地质储存还是地质工作的新领域,针对性的调查评价方法和技术要求还处在学习理解和探索研究阶段,与实施二氧化碳地质储存工程项目要求还有较大差距;关于二氧化碳地质储存条件和潜力的认识还属于笼统的推测和预测,难以作为国家决策的可靠依据。

2.工作目标

预期目标:整体评价我国二氧化碳地质储存潜力,筛选二氧化碳地质储存的战略远景区,圈定二氧化碳地质储存工程靶区,开展二氧化碳地质储存场地勘查,实施二氧化碳地质储存示范工程。为我国二氧化碳减排进行战略技术储备,争取我国国际谈判的话语权,拓展我国经济发展空间。

“十二五”期间:开展二氧化碳地质储存战略远景区1:5万调查,示范工程初见成效,二氧化碳地质储存调查评价方法、施工工艺及监测技术手段成熟。

“十三五”期间:根据我国实际需求和二氧化碳减排的国际形势,加快二氧化碳地质储存工程实施,使我国二氧化碳地质储存技术进入工业实用阶段,二氧化碳地质储存技术达到国际先进水平。

3.工作任务

以盆地(平原)为单元,以深部咸水含水层、油气田和无开采价值的煤田为重点,开展二氧化碳地质储存潜力区域调查评价,掌握我国二氧化碳地质储存潜力,筛选具有储存潜力的战略远景区,圈定二氧化碳地质储存工程靶区,实施详细地质勘查和储存示范工程。

一是对已有成果资料进行综合分析研究,开展我国二氧化碳地质储存潜力评估,编制全国1:400万二氧化碳地质储存潜力评价图。二是以经济发达、二氧化碳集中排放较多的盆地平原区为重点,系统开展二氧化碳地质储存条件调查评价,筛选出适合二氧化碳地质储存靶区。三是与有关单位和企业合作,选择有利靶区,开展储存场地勘查评价、风险评估和经济效益分析,实施二氧化碳地质储存示范工程,开展二氧化碳地质储存关键技术研究。

“十二五”期间:充分收集已有资料,补充适当的野外工作,开展全国二氧化碳地质储存潜力评价,编制1:400万潜力评价图;开展松辽盆地、鄂尔多斯盆地、准噶尔盆地、华北平原、河西走廊、柴达木盆地、塔里木盆地、吐哈盆地等主要平原盆地二氧化碳地质储存潜力1:25万调查评价,开展重点地区二氧化碳地质储存的1:5万调查评价,筛选出二氧化碳地质储存战略远景区和储存工程靶区,启动二氧化碳地质储存示范工程,推进二氧化碳地质储存工程的工业化应用。

“十三五”期间:完成河淮盆地、江汉盆地、南襄盆地、苏北盆地、四川盆地和海拉尔盆地等我国其余平原盆地为重点,系统开展1:25万二氧化碳地质储存潜力调查评价。在战略远景区内,开展1:5万储存场地勘查评价、实施二氧化碳地质储存示范工程5处,开展示范工程风险评估和经济效益分析。实现二氧化碳地质储存进入工业化实用阶段。

(五)全球气候变化地质调查与综合研究

1.工作现状

全球气候变化已成为近年来国际社会关注的焦点。1991年开始实施的国际地圈生物圈计划(IGBP)是以全球环境问题为对象的国际科学计划,全球气候变化(PAGES)是核心计划之一。2008年第33届国际地质大会展示了全球气候变化地质研究的最新成果,对于现代全球气候变化主因是自然过程还是人类活动影响提出了新的证据,但争论仍在继续。我国地质学家通过石笋、黄土、湖泊沉积以及青藏高原冰川冻土等的研究,在揭示第四纪全球古气候环境变化方面做出了重要贡献。1999年以来,国土资源部门充分利用航空遥感技术优势,开展了青藏高原冰川和雪线、北方地区荒漠化、西南岩溶石山地区石漠化、沿海海岸线等的区域性调查,评价了它们在过去几十年间的变化,分析了自然和人为活动因素的影响。

存在的主要问题:

(1)全球古气候变化研究在揭示长周期的气候变化规律及其动力机制等方面具有重要意义,但不能满足目前应对全球气候变化的要求,需把重点转向十年、百年尺度的现代全球气候变化地质调查研究。

(2)我国地质环境复杂多样,地质灾害点多面广,但针对现代全球气候变化的灾害与环境效应调查研究,无论在深度和广度上,都还很不够。

2.工作目标

总体目标:多方面获取全球气候变化的地质证据,揭示自然过程和近现代人类活动对全球气候变化的影响程度,预测未来50~100年全球气候变化趋势和可能产生的环境与灾害效应,从地学角度提出应对全球气候变化的对策措施。

“十二五”期间:在全球气候变化地质记录方面获取大量具有代表意义的原始数据和一批重要结论性认识,对全球气候变化的自然和人类活动影响做出初步评价;完成全球气候变化地质环境敏感区的灾害与环境效应调查研究,提出应对全球气候变化的战略对策。

“十三五”期间:显著提升我国全球气候变化地质调查研究水平,进入国际先进行列,为我国应对全球气候变化提供可靠的地学数据和坚实的基础支撑。

3.工作任务

以冰川冻土、石笋、湖泊沉积、河口三角洲沉积、风沙堆积物、珊瑚、海洋沉积物等为主要对象,利用现代高精度和高分辨率的测试技术和测年手段,以十年和百年尺度为重点,发现气候环境变化的记录和线索,找出全球气候变化的地质证据,重建海洋地质时期中的氧化还原事件和海洋的p H值和化学组分演化;建立Fe、Mo等同位素组成变化与区域环境变化的响应关系。建立若干新同位素体系的分析方法,完成不同地质与环境储库中同位素分布的调查,并在全球变化的研究应用中识别和提取若干新的同位素代用指标。以青藏高原及周缘、内陆干旱区、岩溶石山地区、沿海地区等重点,以对气候变化较敏感的环境地质问题和地质灾害为主要对象,在区域遥感解译(1:25万)的基础上,重点地区开展1:5万地面调查和高分辨率遥感解译。建立5~6处全球气候变化长期监测研究基地。

“十二五”期间:全球气候变化地质记录调查研究。在青藏高原及周缘地区(东缘、北缘和柴达木盆地),以湖泊和冰川沉积物等为主要对象,以全新世为重点,通过典型剖面样品的系统采集,建立不同沉积记录的时间标尺和古环境演化时间序列,识别古气候变化的长周期规律和灾害效应,分析古环境演化与全球气候变化的关系。在云贵高原和我国东部季风边缘区,分别以高分辨率石笋和现代湖泊沉积物为主要对象,通过同位素测年和环境指标测试等,在千年、百年、十年甚至年际尺度上,重建气候和环境变迁史,分析人类活动与自然因素的权重影响。在沿海地区,以珊瑚、海洋沉积物等为重点,调查千年以来,尤其是过去100年间在自然和人为因素作用下泥质和砂质海岸线的侵蚀淤积变化过程。判别珊瑚礁和海洋沉积物中营养元素的来源和生物地球化学循环,重建海洋地质时期中的氧化还原事件和海洋的p H值和化学组分演化;建立Fe、Mo等同位素组成变化与区域环境变化的响应关系。建立3~4处长期监测研究站。

全球气候变化的灾害与环境效应调查研究。在青藏高原、黄土高原与沙漠过渡带、南方裸露岩溶区和入海河口三角洲地区,以冰川冻土变化、荒漠化和石漠化的发展过程、海岸线侵蚀淤积变化等为重点,在区域性多期遥感影像解译(1:25万)的基础上,开展重点地区1:5万地面调查和高分辨率遥感解译,选择重点地段开展专项调查研究,评价研究气候变化的地质灾害和地质环境效应,预测其变化趋势。

全球气候变化综合研究。开展全球变化地质调查研究成果综合研究。跟进分析国内外最新研究成果,建立全方位、开放式的全球气候变化合作研究平台,开展地学领域全球变化的国际合作与对比研究。开展高精度、高分辨率分析测试技术和同位素测年技术的引进、研发和应用。举办一次大型全球气候变化地质对比国际研讨会。

“十三五”期间:继续开展不同地区全球气候变化地质记录调查研究,重点加强高精度、高分辨率的现代全球气候变化调查研究。完善已建长期监测研究基地,新建2~3处长期监测研究基地。

在青藏高原、西北干旱区、西南岩溶石山地区和东部沿海平原区,系统开展全球气候变化的地质灾害和地质环境效应调查,深化专题研究,评价自然和人类活动的影响程度,提出应对措施。

继续开展全球气候变化综合研究和战略研究。

J. 全球气候变化可能造成的影响有哪些

1、全球气候变暖可能造成海平面上升

(1) 低地被淹

(2) 海岸被冲蚀

(3) 地表水和地下水盐分增加,影响城市供水。

(4)地下水位升高。

(5) 旅游业受到危害

(6) 影响沿海和岛国居民的生活(占世界1/3的人口),使之受到威胁

2、对植物的影响

(1)自然界的动植物,尤其是植物群落,可能因无法适应全球变暖的速度而做适应性转移,从而惨遭厄运.以往的气候变化(如冰期)曾使许多物种消失,未来的气候将使一些地区的某些物种消

(2)气候的变化可导致生物带和生物群落空间(纬度)分布的重大变化。

3、对人类健康的影响

(1)人类健康取决于良好的生态环境

(2)现为发病率和死亡率增加,尤其是疟疾、淋巴腺丝虫病、血吸虫病、钩虫病、

霍乱、脑膜炎、黑热病、登革热等传染病将危及热带地区和国家,某些目前主要

发生在热带地区的疾病可能随着气候变暖向中纬度地区传播。

(3)在变暖的过程中,地球会面临更多的极端天气和极端气候事件。如持续性干旱,高峰热浪、极端暴雨洪水,沿海地区受超强台风的影响,极端猛烈的风暴潮灾害等等。

(4)由于极端气候事件的影响,饮水缺乏、粮食减产、流行疾病等次生灾害增加。4、受气候变化影响,一些绿洲可能会消失。

3、对农业的影响

(1)一年中温度和降水的分布是决定种植何种作物的主要因素,温度及由温度引起降水的变化将影响到粮食作物的产量和作物的分布类型。

(2)全球气温升高后,世界粮食生产的稳定性和分布状况将会有很大变化。

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