地质灾害和环境保护
A. 地质灾害与环境保护的区别
地质灾害是由地球或天体星球的自然变化而产生的、对地球环境和人类产生灾专难性后果的属一系列的地质变化。如地震、海啸等等。环境保护除了可能由地质灾害引发对环境的破坏与影响外,还有人类的活动对环境的影响。一般来说,地质灾害无法准确的预计和避免,而环境保护中人为因素是可控的。
B. 五 地质环境保护与地质灾害防治
党中央、国务院提出建设资源节约、环境友好型社会的要求,注重社会经济与资源环境的协调发展,从而研究大区域地下水演化、评价生态地质环境、预报地质灾害等工作显得日益重要,国土资源部在这些领域取得了一批重要的成果。
西部严重缺水地区人畜饮用地下水勘查示范工程
研究了不同类型缺水地区地下水埋藏富集模式与演化的机理,在碎屑岩地区新发现一系列“储水构造”,丰富和发展了“构造控水”理论;在咸淡水交错分布区发现多种地下淡水分布模式;在西南红层丘陵区创造出“小口径浅井”取水新技术和“一户一井”供水新模式;应用了漂砾石和严重漏失地层的钻探成井、基岩钻孔爆破增水、“渗流井”取水新工艺;研制开发了“塑衬贴砾滤水管”和红层地区“微型钻机”,编制了《红层地区地下水勘查评价技术要求》等。这些成果及时转化与推广应用,推动了西部人畜饮用水的解困工作。
巫山新城蓄水前航空影像(2003.3)
秀峰寺滑坡防护及开发利用示范工程
C. 地质灾害与环境保护是中文核心期刊么,
你确定名称没有问题吗?如果没有问题的话,那这个期刊不是北大核心期刊。
D. 地质环境与地质灾害
随着经济的快速发展,生态环境变化日益引起人们的关注。自然灾害不断发生,使人类的生存和发展受到了严重的威胁。监测环境、保护环境和防治灾害,提高人类生活质量,成为当代地球科学研究的重要前沿领域。为此,国土资源部加强了对造成环境变化的自然作用与人为作用影响的综合研究,建立和开发了区域性环境监测预警系统,不断提高对环境变化和自然灾害的预测能力。
洞庭湖地区地质环境调查及治湖对策研究
运用考古学、第四纪地质学、新构造运动理论,综合研究了洞庭湖区地壳沉降,确认湖区内存在不均衡的地壳沉降,进而进行了合理沉降分区,为规划防洪工程及蓄洪垸区的布置指明了方向。运用遥感与计算机技术,准确计算出洞庭湖的湖泊面积、湖容量与湖边界等基础数据;采用综合打分法对洞庭湖区防洪工程基础稳定性作出了评价;建立了东洞庭湖、南洞庭湖湖底高程变化量与泥沙淤积厚度及地壳沉降量的平衡方程,预测了2010年和2034年湖区的空间形态特征和泥沙淤积特征;首次建立了洞庭湖地区综合地质环境概念模型,认为现有的洞庭湖湖域由于被防洪大堤所圈定,当城陵矶水位达32米以后,调蓄洪功能主要取决于防洪大堤高度与城陵矶水位的差,即“杯子原理”,差值越大,湖蓄洪能力越强。本次研究将洞庭湖区洪涝灾害综合治理划归为8个治理区,并提出了平垸行洪、动态蓄洪、疏浚
河道等具体治理规划方案。
九寨沟上季节海(枯水期)
E. 浅谈地质环境与环境地质、生态环境的关系及其保护
邢永强张璋张洪波杨皓宇
(河南省国土资源科学研究院,郑州 450016)
《河南地球科学通报》,文章编号:978-7-80246-005-8-325-4
摘要 首先介绍了地质环境、环境地质与生态环境的概念及内涵,分析了它们之间易引起混淆的异同点,其次对地质灾害与地质环境的关系进行了评价与说明,最后指出必须树立持续利用地质环境的科学观,以及当前地质环境保护应采取主要措施。
关键词 地质环境 环境地质 生态环境 地质灾害 保护措施
人类赖以生存的载体包括生物圈、水圈、大气圈和岩石圈。在生产力相对低下的社会,由于生物、大气和水容易受到人类工程活动的影响而改变,而岩石圈的影响则相对小一些,因此,在传统的学科分类中,将生物圈环境、水圈环境和大气圈环境归类到生态环境范畴。每当人们提及环境时,联想到的主要是空气污染、水污染和森林植被破坏等,而对岩石圈环境的关注则远之不及。
近50年来,随着生产力的提高和人口的激增,人类对环境的干预愈来愈强烈,开始超过自然环境本身的演化过程,如目前人类每年约消耗500×108t矿产资源,已超过大洋中脊每年新生成的300×108t岩石圈物质(黄润秋等,2001),并影响到岩石圈系统。由此,在生态环境的基础上,提出了地质环境概念。
1 地质环境、环境地质与生态环境的内涵
地质环境是指影响人类生存、发展的地壳表层的岩石、土壤、地下水等地质体及其活动的总体,包括地球表层岩石圈和风化层两部分地质体的组成、结构和各类地质作用与现象。地质环境是具有一定空间范围(从地表或岩石圈表层到人类生产活动所能达到的地壳深部)的客观实体,包含物质组成、地质结构和动力作用三个基本要素。它是与地质作用密切相关的自然环境,它与自然环境一样具有自然属性与社会属性。
地质环境的自然属性主要是指其整合性与资源性(林道辉等,2002)。整合性是指地质环境的空间与要素密切组合成一个有机整体。地质环境存在于一定的空间之中,离开了空间也就谈不上地质环境;地质环境包含许多自然因素与条件,如地层、岩石、矿物、构造、地形、地貌、地下水、地球化学元素、地球物理参数、各种地质灾害体等;只有空间与要素的有机结合才能称为地质环境,仅有空间或仅有要素都不能成为地质环境。资源性是指地质环境的主要因素既是地质环境的主要组成要素,又具有资源功能,具有双重属性,可称为某种特定的地质环境。按地质环境的上述自然属性,可将其分成两种类型:一种是常规地质环境,是指在一定空间中,一些常规的基本要素有机结合所形成的地质环境,它们往往反映某个地域人们赖以生存与发展的基本地质环境。另一种即资源性地质环境,是指几个具有双重属性的要素在一定空间中有机地结合而成的一种特殊地质环境。
地质环境的社会属性是指地质环境是人类社会的一个重要组成部分,会影响整个社会。人类的生产与生活活动也参与了对地质环境的改造作用,这种改造作用的方式和强度在某时某地甚至会远远超过地质作用,从而引发地质灾害。地质环境是人类生存与发展的条件,这就决定了它与作为人类生存与发展物质基础的自然资源不一样,它不可能用来经营而获取利润,只能作为社会的组成部分而存在。
地质环境质量主要由自然地质条件的稳定性、原生地球化学背景、抗人类活动干扰的能力以及受污染或受破坏的程度等因素决定(鞠美庭等,2004)。
环境地质学通常是指研究地质环境的基本特征、形成机理和演化规律,以及人类工程技术经济活动与地质环境相互作用、相互影响和相互制约的科学(王孟本,2003)。综观地质环境的自然属性与社会属性,可相应的将环境地质学分为常规性环境地质学与资源性环境地质学。前者主要是研究常规地质环境形成的机理及其与人类生产生活相互影响、相互作用的学科。后者主要是研究特殊地质环境形成的机理及其与人类生产生活相互影响、相互作用的学科。按不同的地质环境又可将其分为若干个环境地质子学科,各个子学科还可进一步划分为更次一级的子学科,在这些学科指导下进行的地质工作即环境地质工作,包括地质环境的调查、研究、监测、预报等。
生态环境是指影响人类生存和发展的各种天然的和经过人工改造的自然因素的总体,它由自然环境、工程环境和社会经济环境组成(王孟本,2003)。生态环境研究的空间范围是从地表(岩石圈表面)到人类生产活动所能达到的空间顶部。生态环境质量主要由气候、气象、水文、生物、土壤、地貌和光热等自然条件以及政治、经济、文化等社会条件决定。其中,以林业为主的生态体系是生态建设的重要内容,工农业及城镇生活污染治理是环境保护的关键环节,而水资源子系统则是各子系统之间联系的纽带。
2 地质环境与生态环境的关系
从地质环境与生态环境的内涵分析,它们是环境体系中的两个方面,两者之间既存在相对的独立性,也存在着相对的统一性(王如松,2005)。
地质环境与生态环境的相对独立性主要表现在如下四个方面:首先,尽管两者属环境体系的两个领域,但在研究对象上存在明显的区别。地质环境主要研究以岩石圈和地下水圈为主体的地质体及其与自然地质作用和人文地质作用相关联的各种环境问题,而生态环境主要研究以大气圈、生物圈和地表水圈为主体的各种环境问题;其次,尽管地质环境与生态环境都是具有一定空间范围的客观实体,但前者主要指地表以下,而后者主要指地表以上;再次,地质环境是在漫长的地质历史过程中逐渐形成的,是地球内、外动力长期联合作用的结果,在没有外界干扰的情况下是相对稳定的。而生态环境尽管也受自然地理气候条件制约,但与人类社会活动的关系更加明显。另外,一旦地质环境遭受破坏,将具有难以恢复的特点。相比之下,解决生态环境问题的方法要直观一些。如地下水的污染主要靠自身的净化作用进行解决,需要漫长的过程;而地表水的污染可以通过添加化学药剂或者通过排泄与补给的办法予以解决,需要的时间要短得多。
地质环境与生态环境的相对统一性主要表现在如下三个方面:首先,两者同属于环境范畴,研究目的都涉及影响人类生存和发展的环境问题;其次,在研究内容上两者具有一定的交叉性,如地表的土壤环境是它们共同研究的对象;再次,地质环境与生态环境存在着密切相关的动态平衡关系,如水文环境的地表水与地下水总是互相流通、互相转化,一旦其中的一个因素遭受污染,必将引起另一因素变化。
生态环境和地质环境是环境体系中的两个方面。生态环境是地质环境的“屏障”,对地质环境起着巨大的保护作用。当生态环境的森林植被遭受破坏或大气降水与气候条件发生变化时,将导致水土流失、地质灾害、土壤退化等一系列地质环境问题。地质环境是生态环境的“载体”,对生态环境起着一定的控制作用。成土基岩是除自然地理气候条件外控制森林植被种属与空间分布的最重要因素,地质体特征与水文环境、地质背景与社会经济状况之间均存在着一定的相依联系。
生态环境与地质环境相互作用、相互影响、相互制约,便形成了相对统一的、集人—地—生活活动所产生的一切环境要素于一体的整体(黄润秋等,2001)。生态地质环境是这一整体的完整表达,它不仅包括生态环境和地质环境的全部要素,还包括两者相互作用所产生的新的环境要素。
生态地质环境是人类生存和发展的基本场所。人类依赖生态地质环境而生存和发展,同时人类活动又不断地改变着生态地质环境质量。生态环境的恶化将导致地质环境的脆弱,地质环境的好坏关系着生态环境的有效治理。改善生态环境可以通过生态建设与环境保护予以实现,而地质环境是在数百万年乃至数亿年漫长的地质历史过程中逐渐形成的,具有难以恢复性特征。人类在建设生态环境的同时,必须有效地保护地质环境。
3 地质灾害与地质环境
地质环境是人类社会发生发展过程中所依托的地球表层岩、土、水共生的地质系统。地质灾害是地质环境的组成部分,是随着人类社会的生存与发展而出现和变化的。地质灾害具备自然属性、社会(灾害)属性和资源属性等基本属性,它既是一种自然动力现象,又是人类参与造就的产物,还是人类作为生产、生活的资源乃至生存之地(如古滑坡泥石流堆积地和大江大河的洪泛区)。地质灾害起源于地质环境变化,这种变化的动力来自于地外天体、地球内动力、地球表层外动力和人类社会工程经济活动等多种因素的“共振”或耦合作用。在我国社会经济建设高速发展阶段,人类活动与地质环境的相互作用将同步增强,必然导致地质环境变化的动力耦合作用增强,只有主动应对才是避免地质灾害趋势增强的正确选择。
4 树立持续利用地质环境的科学观
随着社会经济的快速发展,我国开始实施新的发展战略,通过实施全方位的国家创新工程,建设社会主义新农村,逐步构建资源节约型和环境友好型的和谐社会。要达此目的,必然涉及广大农村基础工程和公共设施的大规模建设和固体矿山、油气水能源及交通工程等对地质环境的广泛利用,也就必然广泛地影响地质环境的自然演变进程,使地质环境变化的范围、方式和强度呈现出新的态势,产生具有深远影响的环境地质问题和地质灾害。为避免和减轻负面的风险,就必须创新观念,从人类与地质环境和谐共存的愿望出发,变单纯地保护地质环境和被动地防治地质灾害为持续利用地质环境和主动进行地质灾害防治风险管理。
树立持续利用地质环境的科学观,就是把人与地质环境和谐共存放在第一位,把规范人类自身的行为融入顺应与改造自然过程之中,从而避免出现地质环境的不可持续利用现象,减轻地质灾害(张芹,2001)。奉行“以人为本,持续开发利用地质环境”的理念,就必须倡导建立政府、科技界、工程企业界与公众社会“四位一体”的减灾战略“伙伴”关系,形成多方协调的联动机制。在这个体系架构中,科技界起着重要的桥梁作用,有责任尽快建立区域地质环境可持续利用的科学技术体系,即区域地质环境质量评价—功能区划—工程容量评价—地质灾害防治风险评估与管理等逐次递进的工作支撑,并逐步实现法规化和社会契约化。
在国家层面,要组织调查、监测和研究地球表层系统过程的环境和灾害效应、人类活动对地球表层系统的影响机制,甚至包括地质灾害防治的社会学与伦理学。通过建立国家重大地质灾害风险防控与公共安全应急信息平台,实现更加主动地为人居环境减灾服务,更加主动地为国家重大工程规划、建设与运营安全服务,更加主动地为提高社会减灾意识服务。因此,立足于增强公共服务意识、提升公共服务能力、拓展公共服务领域和端正公共服务态度的基本原则,国家公益性地质队伍的中心任务就是围绕实现地质环境的可持续利用去开拓新思路、落实新任务、总结新认识、提炼新理论、开发新技术(新方法、新程序)、推出新产品和提供新服务,为和谐社会的建设与发展不断作出新贡献(刘传正,2007)。
5 地质环境保护措施
国务院关于加强地质工作的决定国发[2006]4号第八条:强化地质灾害和地质环境调查监测,是减少地质灾害损失,促进人与自然和谐的基础工作。实施地质环境保障工程,全面提高地质灾害防治和地质环境保护水平。《国土资源“十一五”规划纲要》七个主要预期指标和七项主要任务中明确要求矿山环境恢复治理率达到35%以上,提高地质灾害预警预报和防治能力。
加强地质环境保护,当前应主要采取以下措施:
(1)强化矿产资源规划与开采管理。目前,全国已建立了国家、省、市、县四级矿产资源总体规划体系,其中包括了矿产开发与环境保护规划。加强规划的实施,可以科学有序地进行矿产资源的开采,全部关停禁采区内的采矿企业,控量开采限采区内的矿产资源。一些矿山环境问题严重地区必须启动矿山生态环境整治、土地复垦、矿区生态环境重建(恢复)工程,为生态矿山建设奠定坚实的基础。
(2)利用先进技术方法,加快矿山生态地质环境调查评价、研究工作。采用环境地质学、环境地球化学、“3S”等先进理论和方法技术,选择不同矿区、不同地质环境的示范调查研究,编制出相应的矿山地质环境调查评价技术要求或规范,示范指导矿山环境调查评价工作。
(3)建立矿山地质环境空间数据库,逐步实现矿山环境的动态监测与预测。充分利用“3S”技术,开展矿山地质环境调查评价工作,建立矿山地质环境“动态”空间数据库,结合各地区的规划总体目标和不同地段的规划功能,编制矿山地质环境的整治规划,从而实现矿山地质环境的动态监控和管理,实现资源开发与环境保护的协调发展。
(4)加强矿山生态地质环境恢复治理。矿山生态环境的恢复治理越来越引起世界各国的关注与重视。矿山生态环境遭到破坏后,首要任务就是及时有效地恢复治理,以避免矿区生态环境的进一步恶化。由于我国矿山生态环境问题很多属于历史“积淀”,并非“一朝一夕”所致,其生态环境恢复治理(生态矿业)的实施,需要有大量资金的支持,可实行“矿山生态恢复治理”补贴政策,变“谁破坏,谁治理”,为“谁破坏,谁负经济责任”。以执法的角度将矿山生态环境恢复治理与市场挂钩,使专项资金取之有道,用之有效,复垦受奖,不复垦受罚。
参考文献
鞠美庭,池勇志,李洪远.2004.环境学基础.北京:化学工业出版社.
李天杰,宁大同,薛纪渝等.2004.环境地学原理.北京:化学工业出版社.
林道辉,沈学优,刘亚儿.2002.环境与经济协调发展理论研究进展.环境污染与防治,24(2):120~123.
王孟本.2003.“生态环境”概念的起源与内涵.生态学报,23(9):1910~1914.
王如松.2005.生态环境内涵的回顾与思考.科技术语研究,7(2):28~31.
邢永强,冯进城,窦明.2007.区域生态环境承载能力理论与实践.北京:地质出版社.
邢永强,郭新华.2006.土地荒漠化的现状及对策.河南国土资源,46(6):26.
张芹.2001.区域环境影响评价与可持续发展.青岛建筑工程学院学报,22(3):43~46.
Discussion on Relationship and Protection between Geological Environment and Environmental Geology,Ecological Environment
Xing Yong-qiangZhang ZhangZhang Hong-boYang Hao-yu
(Scientific Academy of Land and Resources of Henan,Zhengzhou 450016)
Abstract:The article introces some conceptions and connotations on geological environment,environmental geology and ecological environment,analyzes their similarities and differences,and then gives some evaluation and explanation on the relationship between geological dis asters and geological environment,finally advance a scientific theory that geological environment should be used continuously,and at the same time offers key measures to protect geological environment today.
Key words:geological environment;environmental geology;ecological environment;geological disasters;protection measures
F. 地质灾害、环境保护与人类生存
正常年景,全球自然灾害的经济损失是600亿美元,12000人丧生,而且有不断增加的趋势。有关的经济损失1990年为470亿美元,1992年630亿美元,1994年650亿美元,1995年达1800亿美元(因日本阪神大地震)。中国每年都因地质灾害而损失500亿~600亿元和近万人丧生。
地质灾害是在自然或人为因素作用的影响下形成的对人类生命财产造成损失的地质作用。如崩塌、滑坡、泥石流、地震、火山、水土流失、海水入侵、土地荒漠化等。滑坡、崩塌、泥石流是最常见的地质灾害。
崩滑流分布在中、日、美、印、瑞(士)、秘鲁、哥伦比亚等国,日本5584处,总面积1433km2(表6.21)。瑞士20世纪已有5000人死于此种灾害,美国在70年代就因此而损失10亿美元,20世纪最大的两次崩滑流都发生于安第斯山区,共死亡4.8万人,摧毁小城市2座。中国也属崩滑流特别发育的国家,灾点达41万多处,有特大型崩滑点191处,泥石流149处,较大型的崩滑、泥石流点7473处,在川、藏、甘、滇等地共有10余万条山沟有泥石流发生。全国有70余座县城处于这种灾害的威胁之下,崩滑流多在山区发育,影响总面积173.52×104km2,占我国国土面积的18.10%。其危害极其严重,造成人员伤亡,毁坏村镇、农田道路和基础设施,特别是对铁路交通的破坏尤甚,每年都有发生,平均每年经济耗费达7000余万元,仅1981年宝成铁路修复费用就高达3亿元。对电力设施的破坏也是惊人的,1989年云南漫湾电站滑坡损失10亿元。
地震灾害是对人类威胁最大的地质灾害。1900~1990年全世界共有260万人死于地震,其中万人以上的27次。中国处在全球两大地震活动带交接处,震灾特别严重,20世纪来共死于地震115万人,占总死亡人数的44.2%。全球死10万人以上的8次大震,4次发生在中国,1976年唐山地震就死亡24.3万人。最近发生在张北地区的6.2级地震中有50人死亡,1000多人受伤,而且地震常伴以火灾、海啸、滑坡、风暴、洪水、雪崩等,加重灾情(表6.22),地震虽可预报,但短期预报的成功率不高,所以震灾有突发性,隐蔽性的特点。中国地震活动频次高,强度大,城市受灾率高,全国Ⅶ级以上高烈度区面积达312×104km2,70%的百万人口以上大城市位于此区,特别是一批重要的城市如北京、天津、西安、太原、呼和浩特、昆明、乌鲁木齐、银川、拉萨、汕头则位于8级的高烈度地震区,至20世纪末,中国都是处于地震活跃期,加强地震预报,作好工程选址论证,可避免一些不必要的人员和财产损失。
表6.21国内外部分典型“滑崩流”状况
表6.22全球典型地震及其损失情况表
表6.23全球部分火山活动及其危害一览表
表6.24中国地面沉降情况
(据段永侯等,1993)
火山活动造成的地质灾害不如地震影响大,全球共有850座活火山,每年有60座左右喷发,3.6亿人口受到威胁,本世纪共约10万人死于火山灾害,经济损失200亿美元(表6.23),本世纪伤亡最大的火山喷发发生在印尼的马提尼克岛,毁灭了圣皮埃尔城,死亡3万人,中国火山活动较少,危害较小,火山喷发前一般都有明显征兆,通过监测和观察,可以作出准确预报,避免或减轻经济损失及人员伤亡。
地面塌陷多为天然成因人工诱发,分岩溶塌陷,采空塌陷和黄土塌陷。中国岩溶塌陷分布于碳酸盐岩区,如滇、黔、桂、川、湘、粤、鄂、冀、辽等省区,共有岩溶塌陷点2841处,面积332.8km2,其中自然成因仅30.4%,其余为人为因素诱发,多为矿坑输水或人工抽水造成,而且其比例越来越高,表现为突然、点多、影响范围不同,发育具连续性、重复性、分布集中,危害较大。安徽省每年直接经济损失436.8万元,辽宁省5000万元,云南1000万元,全国估计在1.2亿元,中国采空区塌陷主要发生在近20多年,多因采矿方案不合理,造成全国每年塌地约70km2,直接经济损失3.17亿元,吉林采10000t煤塌地约1hm2。黄土湿陷主要发生于西北几省,每年经济损失250万元。总之,中国地面塌陷灾害有日渐加强的趋势,主要是人口压力大,工程项目多,地下水使用和排放不当,采矿的施工管理不严格。因此,健全法制,加强监管,合理开发,是最根本的治理措施。
地面沉降及地裂缝,多因过量开采地下水引起,也有因地壳运动和石油开采引发。河北平原有区域性整体沉降特点,有的连片达几千至上万平方公里;地裂缝分布规律性不强,长度数十至数百米,宽度几厘米至数十厘米不等,垂直落差多在几十厘米以内,主要由于抽排水,采矿,新构造运动,岩土体变形等因素造成。在西安、太原等地地裂缝与地面沉降同时出现,相互叠加,其危害尤大(表6.24)。城市的高精度监测,科学地制订城市采用地下水的模型,以防为主,可减轻损失。
土壤侵蚀又称水土流失是一种累进性的地质灾害,它改变地表面貌,使肥沃表土流失,后果极其严重。全世界每年有270×108t土壤流失,丧失地力的耕地达500×104~700×104hm2。美国每年流失土壤30×108t,原苏联5×108~6×108t,中国50×108t,其中含氮磷钾4000×104t。中国水土流失面积180×104km2,约占国土面积18%,原苏联50年代末在中亚掀起的垦荒种粮运动留下了破坏表土,得不偿失的恶果,几十年过去了也未恢复,重复了美国19世纪中叶至20世纪初叶变中西部牧场为农场的错误。中国水土流失以大兴安岭—贺兰山—龙门山—横断山脉以东最烈,其中黄土高原水土流失面积达43×104km2,侵蚀模数8000t/(km2·a),表层沃土每年冲蚀0.1~2cm,水利工程使用年限极短,有的水库4年内即为泥砂填满,每年向黄河输泥沙14.2×108t,占黄河总泥砂量的91%。水土流失与植被发育程度关系密切,植被的破坏是促成水土流失严重的直接原因。水土流失造成的经济损失,全国每年平均96亿元,水土流失导致可耕地减少,地力贫化、土层变薄、蓄水能力降低,也造成湖泊、水库、河道淤塞,减低经济效益,造林绿化、退耕还林,搞小流域治理,定会收到较好成效。
土地沙漠化是人类面临的又一挑战,全球干旱、半干旱面积占陆地的1/3,由于过度放牧和开垦每年有2100×104hm2旱地沙化,其中6000×104hm2完全沦为沙漠,直接威胁着3000×104hm2的可耕地,而中国现有沙漠面积15.33×104hm2,占国土面积15.9%,每年仍以沙漠面积的1.32%的速度增加导致生态环境极度恶化,我国60%的贫困县集中分布在沙漠区的附近,每年因风沙造成的经济损失高达45亿元人民币,沙漠化的加剧则是由于人为的不合理耕作和气候干燥多风的共同影响造成。我国三北防护林带的营造已经开始对抵御风沙发挥日益明显的作用。
土地盐碱化是因不合理灌溉、海水入侵等因素造成。全世界14.7×108hm2耕地中有3.8×108hm2(26%)有不同程度的盐碱化。美国每年因此而损失1%耕地。中国盐碱化土地多分布在西北、华北地区,共8.18×104hm2,约占总耕地面积8.5%,每年因此而造成的经济损失25亿元人民币。因科学普及,近年来中国土地盐碱化发展已得到遏制。
其他地质灾害如海水入侵,水土环境异常(地方病)地下水水质变异(污染)和水位上升,坑道突水,瓦斯爆炸,煤层自燃,河湖及水库淤积,河海塌岸,冷浸田、水库渗漏、胀缩土、冻土冻胀融陷,砂土液化等虽是影响较局部的灾害,但若处置不当,也会造成严重的经济损失和人员伤亡。
地质灾害是各类灾害中发生频度高,影响范围广,经济损失大的事件,自古以来,人类一直在与自然灾害的斗争中生存和发展,20世纪以来,随着经济飞速发展,人们向自然界的索取不断加大,地质历史时期逐渐形成的生态环境平衡遭受到越来越严重的破坏,灾害类型越来越多,破坏性也越来越大,造成的经济损失也越来越严重,也就引起了社会的普遍关注。科学技术的发展,使人们对地质灾害的监测,预防和治理也有了高新的技术手段,地震、火山的预报工作已有了长足的进步,海水倒灌、地面沉降的治理已日益成效显著,滑坡、泥石流的监测也使不少生命财产免受劫难;沙化和洪水也逐步减少了对人类的威胁。1998年,中国长江和松花江遭到了百年不遇的洪水的袭击,但中国人民战胜了洪水,减轻了损失,这就给世人提供了战胜自然灾害的经验。
G. 地质灾害与环境保护》是核心期刊吗
省级普通期刊,季刊,投稿难度大。
主管单位:四川省教育厅
主办单位:成都理工大学 地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室
主编:黄润秋
国际刊号ISSN:1006-4362
国内刊号CN:51-1467/P
《地质灾害与环境保护》创刊于1990年,由成都理工大学主办。 本刊主要刊登由地球内部动力和外动力以及不合理的人类工程活动引起的地质灾害,如滑坡、崩塌、岩溶塌陷、地裂缝、地面沉降、土壤沙漠化、海水入侵等地质灾害方面的治理与环境保护方面的研究成果。 主要栏目:地质灾害及治理、地质环境保护、技术与方法、岩土工程、理论研究。资料来源:学术资讯网
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H. 矿区地质灾害防治与环境保护对策
山东省矿产资源丰富,在开采过程中反映出来的地质灾害也具多样性、复杂性。比如说,即使同类矿产,由于成矿条件和矿区地质、水文地质条件的差异,以及矿山开采阶段的不同,产生的矿区地质灾害类型、危害程度等也各具侧重性。我们进行矿区地质灾害类型、分布发育规律及危害程度调查研究,归根结底还是为了预防和减轻灾害带来的破坏和损失,更好地保护矿区地质环境,这也是进行矿区地质灾害防灾减灾对策研究工作的主要目的。目前,矿区地质灾害防灾减灾对策,在省内、国内乃至国际上尚处于研究、摸索阶段,本次矿区地质灾害防灾减灾对策研究主要依据各主要矿山实践经验和野外实地调查资料,具有一定的科学性和可操作性。
一、矿区地质灾害防治对策
(一)采空塌陷防治对策
采空塌陷是矿区地质灾害中发生规模及危害最大、影响最广的主要地质灾害。因此,前人在其防治对策方面也颇有研究。
1.探索科学的采矿方式
(1)充填法采矿
预防采空塌陷最为有效的方法是充填法采矿。中国矿业大学研制的高水速凝充填材料,具有充填速度快、强度高且较稳定等特征,充填液只需20分钟便连砂带水一起固化成高结晶水充填体,其强度1d可达3MPa,3d可达4~5MPa,最终可达5MPa以上。该充填材料不需脱、排水且有一定膨胀性,充盈系数优于混凝土,在招远金矿进行充填试验效果良好。
充填法采矿防止采空塌陷,在目前开采的铁、金矿山中具有较强的可操作性,因为这类矿山矿体多呈脉状或条带状发育,相应采空区也呈条带状,便于充填,所需充填材料相对较少,经济上不需投入太大而且效果明显。充填法开采铁、金矿目前在全省已进行了全面推广和应用,其中莱芜铁矿区及招远金矿区基本上都采取了此种采矿方式。而煤矿等沉积型矿产开采采空区范围广,如果实行充填,花费巨大且效果不明显,从煤矿开采经济效益上分析也不合算,因此,目前煤矿开采以顶板陷落法为主。
(2)“自下往上”异向开采
煤矿开采一般是从上层煤起自上而下采,这样对煤矿建设来说,具有见效及投资回收快等优势,但对于采空塌陷来说,是愈采愈烈,许多塌陷区是反复塌了再塌,同时浅部采空塌陷也构成对深部采矿的威胁,比如,在汛期,大气降水直接通过塌陷坑进入巷道,增加矿坑排水量乃至造成淹井事故的发生等等。
湘潭矿业学院与煤炭部门立项研究煤矿开采方式,提出具有多层煤的煤田,采用由深部至浅部开采的方式,可有效地减轻采空塌陷危害。目前,这一研究已通过国家正式鉴定,如果这种开采方式可行的话,在鲁西南及黄河北远景煤田区开采应该参考、借鉴。
2.加强科学研究,提高采煤技术水平
目前,世界上有些国家井下采煤矸石不出井,用来充填井下采空区,既可以减轻采空塌陷又可避免排矸对地质环境的影响,如此可谓一举两得。而省内煤矿的采煤方式与我国大多数煤矿一样,使得利用煤矸石充填井下采空区变得复杂化且费用较高,这在新汶矿务局张庄煤矿及国内其他煤矿都已得到证明。这就是,目前技术水平条件下,欲使矸石不排向地表直接充填采空区是不现实的,因此,需加强科学研究,努力改进采煤技术,赶上国际先进水平。目前,煤矿开采为减轻采空塌陷危害,根据各矿实际条件,采用的主要技术措施有:
1)同一煤层多工作面协调开采,减少地表不均匀下沉,减少倾斜和水平变形对民房的影响;
2)分煤层交错布置工作面,可减少不均匀下沉和静态变形值,使部分变形得以抵消。不同煤层开采边界交错布置,错距控制在40~80m;
3)积极推广沿空送巷、沿空留巷等采煤新工艺、新方法,实行无煤柱开采,以使地表均匀下沉;
4)积极开展新技术、新方法的研究。如华丰矿通过注浆减沉,取得较好的效果;汶南矿在采13层、15层煤时,采用矸石充填老空区,既减少了矿井排矸量,又减缓了顶板下沉,减轻了采动对地表的影响。
3.治理对策
坚持以防为主,防治结合的原则,做到预防为先。
(1)防范
1)实行预报制度,对可能出现的地面塌陷地区(重点为地下采空区)进行预测预报工作,从发生时间、发生地点到成灾范围和影响强度进行长、中、短期全方位预测预报。
2)加强地质环境监测,建立群测群防监测系统。
3)禁止年产3万t以下的小型煤矿继续开采。这类小煤矿因无力负担巨额抽水费用,通常开采煤层较浅,极易形成采空塌陷。
4)严密监测地下水动态。在采空区,今后诱发地面塌陷的因素除继续叠加开采外,就是地下水位变动对其产生的影响,因此,一切引起地下水位变化的人类工程活动,都要经过严格的论证和控制方可实施。
5)采空区内进行工程建设必须进行地质灾害危险性评估。
(2)治理
1)界定地质灾害的责任,实行“谁引发,谁治理”的原则,由造成地质灾害的责任人或单位提供治理经费,制定或委托制定地质灾害治理方案,承担或委托承担地质灾害治理工程。
2)采空区回填,推广中国矿业大学研制的高水速凝材料,该充填液只需20分钟便可使砂水凝结成高结晶水充填体,最终强度可达5MPa以上。
4.减灾措施
在山东省各类矿山中,煤矿开采产生的采空塌陷规模大、危害程度高,因此采空塌陷减灾措施主要针对煤矿而言,其他矿种可参照。
山东省煤炭资源多分布于人口多、村庄建筑物稠密的广大农村地区,压煤量大。目前,煤炭部门为减少采空塌陷危害,采矿前实行一次性征地。这些地区,往往在采空后半年至一年内发生采空塌陷,使大量耕地减产或绝产。
为减轻采空塌陷危害,除了进行村庄搬迁、重点交通和水利设施布置禁采区或留设防护煤柱以保护人民生命财产和国家重点建筑物不受损害外,更重要的是对于塌陷地区进行治理和综合利用。根据实际情况,塌陷区内大部分土地可以复垦还田,少部分地区塌陷程度严重,常年积水或地形起伏过大,不能复垦,建议发展水产养殖业,亦可以修建公园,既美化环境又改善人们的精神生活。
山东省治理和综合利用塌陷区做得较好的是肥城市。肥城市狠抓采空塌陷地的开发复垦,目前已累计开发复垦塌陷地2万余亩,其中建成鱼塘6000余亩,复垦土地14000余亩,创经济效益5亿元。肥城市现有采空塌陷地6.5万亩,并仍以每年2000亩的速度递增,开发复垦塌陷势在必行,为此,该市规定:凡复垦塌陷地进行粮食生产的,3年内不交合同定购任务;从事林果业、养殖业生产的,从有收益之年起,3年内免征农林特产税,并适当延长承包期,种植业延长到20年,养殖业延长到30年。对4000多万元塌陷地开发资金的使用,该市实行以奖代补、规模治理的重点扶持办法,对常年较深的积水区,实行挖塘养鱼、淤泥造地、种养结合、立体开发;对塌陷变形地,削高填洼、划方整平,恢复耕种。该市湖屯镇西湖西村在复垦的500亩塌陷地上搞特色种植,亩收达千元以上,石横镇马坊村利用塌陷地养甲鱼,每亩收益超过10万多元。可观的经济效益,进一步激发了广大群众投资的积极性,全市每年都有几十万人投身塌陷地开发之中。
由此看来,采空塌陷区的综合治理工作,应当在当地政府的高度重视和大力支持下,根据塌陷程度、周围环境进行统一规划,力争使之具有新的地面生态环境,形成新的经济增长点。
值得可喜的是,全社会正在逐步重视地面塌陷的治理工作。据悉,经国务院开发办批准国家级采空塌陷地综合治理示范区目前在山东省枣庄市设立。示范区第一期治理工程为期3年,总投资达2400万元。有关部门将对采矿塌陷地有计划地进行综合治理,使其发挥更好的经济效益和社会效益,以促进全市耕地总量的动态平衡。
(二)崩、滑、流(渣石流)重力地质灾害防治对策
1.避让
避让是减灾防灾最有效最可行的方案之一,在渣堆重力危害即将发生或短期来不及治理的渣堆可采取避让措施。
2.削坡
渣堆坡度大多大于40°,未达到平衡状态,可采用削坡减重的方法减小其坡角。
3.挡土墙
挡土墙是对不宜削坡的较大型渣堆进行的一种工程治理方法。采用挡土墙可以有效地防止渣堆坍塌,保护渣堆下建筑物的安全。
4.绿化护坡
对难以治理的渣堆,可进行植树、种草等绿化措施。植被是斜坡稳定的重要因素,植被对渣堆提供一个保护层,缓冲了雨水对渣堆的冲击。
5.综合利用
可利用渣堆进行铺路、制砖、回填采空区等。矸石堆主要用于以下方面:①公路建设及做砖、水泥等建材行业的辅助材料;②进行重选硫精矿及硫铁矿;③作为辅助原料进行低热发电。
(三)地面沉降及散落油污染治理对策
加强地面变形和地面沉降监测和研究,建立预测预报系统,采取减少开采量、回灌注水措施,减少地面沉降量。
对散落油污染防治的重点是防止油气开发区跑、冒、滴、漏现象。
二、矿区生态环境保护与恢复
21世纪是山东省全面推进信息化、工业化、城市化和国际化进程,加速社会主义现代化建设,建设经济文化强省的重要时期。矿产资源是经济社会发展的重要物质基础,矿业是经济与社会发展的基础产业。为贯彻中央人口、资源、环境基本国策和“有序有偿、供需平衡、结构优化、集约高效”的总方针,实施可持续发展战略,加强对全省矿产资源勘查、开发利用宏观调控,促进资源利用方式与管理方式的根本转变,推动矿业开发的经济效益、社会效益、资源效益和环境效益协调发展。依据《山东省矿产资源总体规划》保护和合理开发利用矿产资源,提高可持续发展的保障能力,促进矿产资源开发利用与生态建设和环境保护协调发展。
(一)调整矿山规模结构
保持矿山开采与矿床储量规模相适应,优化资源配置,杜绝资源分割与重复建设,实现规模经营。矿山最低开采规模,按矿种及按大、中、小型矿区(床)分别限定,作为新建矿山准入条件之一。对不符合最低开采规模要求的小型矿山企业,加快改组、改制和资产重组,形成规模经营。对不符合生产条件、生产能力过小、破坏浪费矿产资源、污染破坏矿山生态环境的矿山依法予以关闭。
(二)优化采、选、冶结构
按照山东省抓大扶优和促进结构调整的要求,加大采、选、冶结构调整力度,改变过去盲目建设选矿厂、冶炼厂,采、选、冶失衡,经济效益低下的局面。实现合理采、集中选、定点炼,资源相对集中开发,采、选、冶基本合理配套的开发建设模式。以改造提升传统产业的关键技术为中心,加大科技创新力度,着力研究提高采、选、冶水平的新工艺、新技术、淘汰落后工艺。禁止使用堆浸法提金、土法炼油,关闭选冶能力小于100t/d的金矿选冶厂,关闭生产能力3万t/a以下的小钢厂、10万t/a以下的立窑水泥厂和日熔量400级以下的浮化玻璃厂。在不久的将来,力争全省采、选、冶结构基本合理配套。
1.提高矿山开采回采率
加大监管力度,完善“三率”考核体系,“三率”水平较低的矿种、矿山要重点考核。鼓励矿山企业依靠科技进步,提高采、选、冶技术装备水平,开发利用低品位、难选冶矿产。金矿、铁矿等地下开采的金属矿山,应采用胶结充填采矿法,提高开采回采率,防止地面塌陷。加强铁、铜难采矿体高效采矿方法和贫铁矿开发利用研究;石膏矿开采,要积极推广房柱式-崩落采矿法,试验臂式采矿法,开展同时开采多层石膏、多层盐、多层硫技术研究;煤矿推广无矿柱开采,厚煤层可先采上分层后放顶,极薄煤层无人工作面开采等采矿法,提高开采回采率,继续对“离层注浆”、地下气化、膏体充填等技术进行研究试验,解决“三下”煤的开采问题;铁矿、石膏矿限制使用房柱式采矿法;金矿禁止使用房柱式采矿法。
2.提高矿产资源综合利用水平
通过加强矿产资源综合利用监督管理,加大矿产资源综合利用投入,抓好矿产资源综合利用技术开发应用,努力提高矿产资源综合利用水平面。重点做好铁矿中伴生的铜、钴、金,金矿中伴生的银、铜、铅、硫等元素的综合回收;同时鼓励煤矿企业综合利用与煤共(伴)生的高岭土、耐火粘土矿、硫铁矿等矿产。到2005年综合利用共(伴)生矿产的矿山数达到60%,回收率平均提高2~3个百分点。
(三)新建矿山准入条件
为优化全省矿业结构,有效保护和合理利用矿产资源,设立新建矿山企业除应符合国家有关法律、法规外,还必须具备下列准入条件:
———资质条件。有与所建矿山规模相适应的资金、技术、人才及其有关规定的条件。
———资源条件。必须有经资源储量管理部门认定的相应类型的矿产资源储量。
———规模条件。应符合《山东省矿产资源总体规划》确定的矿区(床)最低开采规模标准,并与可供开采的矿产储量相适应,矿山建设须符合规模生产、集约经营的原则。
———技术经济条件。有符合国家规定的矿山设计或矿产资源开发利用方案、开采方法、选矿工艺及采、选设备必须科学、先进、合理、安全。开采回采率、采矿贫化率、选矿回收率指标能达到规定要求,对具有工业价值的共(伴)生矿产能综合开采、综合利用。
———生态环境保护条件。符合《山东省矿产资源总体规划》确定的生态环境准入条件,并提供经有关部门批准的环评报告;矿山环境影响报告书、土地复垦及地质灾害防治措施应符合国家有关规定,并与矿山建设同时进行。
沿海及海洋矿产资源的开采,还必须符合《海洋环境保护法》、《海域使用管理法》,应当与海洋功能区划相衔接。
———规划分区条件。国家和省矿产资源规划所规定的禁止开采区、禁止开采的矿种和已规划开发利用的矿区以外的区域,是新建矿山准入的矿种地区。
I. 地质环境与地质灾害的关系
地质环境是指自地表面下的坚硬壳层,即岩石圈。地质环境是地球演化的产物。岩石在太阳能作用下的风化过程,使固结的物质解放出来,参加到地理环境中去,参加到地质循环以至星际物质大循环中去。
地质灾害是指在自然或者人为因素的作用下形成的,对人类生命财产、环境造成破坏和损失的地质作用(现象)。如崩塌、滑坡、泥石流、地裂缝、水土流失、土地沙漠化及沼泽化、土壤盐碱化,以及地震、火山、地热害等。
二者没什么特别的关系吧,就是不好的地质环境易发生地质灾害。
J. 国土资源部地质灾害防治与地质环境保护重点实验室
(一)实验室简介
国土资源部地质灾害防治与地质环境保护重点实验室,目前是我国地质灾害防治领域唯一的国家重点实验室。现任学术委员会主任为中国工程院王思敬院士,实验室主任为黄润秋教授。实验室立足于为我国地质灾害防治和地质环境保护提供全面系统的理论和技术支持,服务于国家重大工程建设和防灾减灾实践,围绕我国尤其是西部地区地质灾害防治与地质环境保护提供实际需求服务。
(二)2013年度重要科研成果
1.黏度时变性灌浆材料扩散与固结研究
针对复杂地层岩土体,存在裂缝开度大、封堵困难、浆液凝结时间长、循环冻融寿命低、材料损耗严重等突出问题,成都理工大学裴向军教授带领团队启动了“黏度时变性灌浆材料扩散与固结研究”项目。通过系统研究,在水泥-化学浆液的溶剂化膜理论方面具有突出创新,所研制的具有自主知识产权的注浆扩散测试装置和开发的SJP系列黏度时变灌浆材料,解决了速凝灌浆材料早期强度高、后期强度低这一国际性难题,并在黏度时变性灌浆材料组成、性能参数及浆液扩散测试方法等方面具有新颖性,取得了十分显著的社会、经济效益。项目成果荣获2013年中国发明专利金奖、四川省科技进步一等奖,主要完成人包括裴向军、黄润秋、李正兵、裴钻、罗建林、袁进科、杨富平、张晓超、焦瑞峰、董秀军等(图32)。
图32 相关项目获奖情况
2.自主研发了浆液扩散测试装置,解决了浆液流速、压力与流量的测试难题以及对浆液扩散的影响
试验流体生成装置产生灌注浆液,按设计的灌浆压力、灌浆量向浆液扩散测试装置提供实验流体(图33)。
图33 浆液生成装置
3.研制了SJP型黏度时变性灌浆系列材料,它们分别适用于陡倾宽缝岩体、架空松散地层、盐渍化土、冻土等复杂地层
开发研制的SJP型系列水泥基黏度时变性灌浆材料,以水灰比0.6的水泥浆液为原浆,掺入具有独立知识产权的高分子材料。可泵期调控5~90min,为常规水泥浆终凝时间缩短了1/5~1/10。3天期强度高出普通水泥浆2.5~4倍,后期强度较普通水泥浆高出20%~30%(图34)。
本项成果已经推广应用于水利水电、矿山、铁道、公路及汶川地震灾区恢复重建等数十项重大工程,如雅砻江锦屏一级水电站危岩体及边坡坝基加固工程(2007~2012年)、大渡河长河坝水电站岩体锚索和固结灌浆加固工程、遂-资-眉高速公路路桥(涵)过渡段加固治理工程、新疆天山公路、甘孜得荣红岩子高边坡应急治理工程、九龙斜卡水电站坝基防渗灌浆工程、“九寨•云顶”项目建筑地基加固处理工程、凉山白水河滑坡治理工程、云南昆明舒铂广场基础工程(2013年)。通过科学控制水泥浆液扩散范围,减少复杂岩体灌浆用水泥量高达30%~90%,成果在企业的应用累计新增产值达14.7亿元,产生利润1.12亿元。研究成果有效控制浆液的使用和排放,达到环境和生态保护的目的。
图34 SJP型液浆材料实验数据