地质环境评价与地质灾害管理黄润秋
Ⅰ 地质灾害研究新进展
我国地质灾害研究工作一直是围绕着重大工程和重大建设需要而展开的，并且直到解放后才得以迅速发展。50～60年代，重点开展了西南及西北交通干线和三峡等水利枢纽的地质灾害调查（重点崩滑流），以及上海地面沉降的勘察工作。70年代，上海地面沉降研究在预测和防治方面取得突破性进展，树立了我国地面沉降控制规范。进入80年代以来，我国地质灾害研究得到了空前的发展，并逐步开展了重点地区的地质灾害调查工作，编制了一系列地区性和全国性专门图件；对海城地震、新滩滑坡、元阳滑坡等进行了成功的预报、对东川和宁南泥石流和天津市区地面沉降实施了有效控制。特别是90年代以来，我国政府积极响应“国际减灾十年计划”，地质灾害研究得到进一步重视，开展了如“地震、地质灾害及城市减灾重大技术方法研究”等一批国家及省部级重点科技攻关项目的研究工作。这些都极大地推动了我国地质灾害研究工作的进一步开展。使得我国的地质灾害研究在勘察技术、预测预报水平、减灾防灾手段等方面逐步接近或达到了世界发达国家水平。总结近20年来我国地质灾害研究的成果，比较突出的有以下几个方面：
1.编制了一系列大型地质灾害图件
根据国家经济建设的需求，由原地矿部组织编制了一些全国性大比例尺的地质灾害调查图件，如1991出版的《中国地质灾害类型图》（1:500万）（葛中远主编），1992年出版的《中国地质环境图系》（中国水文地质工程地质勘察院主持编制），1996年出版的《中国分省地质灾害图集》（1∶60万～1∶500万）（段永侯主编）。这些图件从宏观上反映了我国地质灾害类型、区域分布特点及发生规律。是我国目前部署地质灾害勘察研究及制定防灾、减灾、环境保护政策和规划的主要科学依据。作为重要成果，在国内外也得到了广泛交流，在学术界有着重要的影响。
2.地面沉降防治工作取得突破性进展
进入80年代后，我国的地面沉降研究得到了空前的发展，其中以上海、天津的地面沉降研究卓见成效。在动态监测、沉降机理研究、预报模型以及降低地下水开采量和人工回灌等技术方面都取得了显著成绩，特别是在预测预报技术方面，地矿部水文地质工程地质研究所、岩溶地质研究所、上海地矿局和天津地矿局等单位，通过建立拟三维水流和一维地层压密的耦合模型，模拟地下水的水平垂直运动、含水层内外水量交换、弱透水层中水的压力变化以及动态过程中的一维固结压缩。计算评价在最优环境影响状态下，最大安全可采水资源及优化控制调度方案。对含水层在各种采灌条件下的变化规律及地面沉降幅度进行中长期预报。这些技术的研究与应用使我国地面沉降防治水平跨上了一个新的台阶，挤身于世界先进水平之列。
3.地质灾害信息系统建设空前繁荣
随着“3S”技术（地理信息系统、遥感技术和全球定位系统）的发展与成熟，以此为支撑技术的地质灾害信息系统和防灾决策支持系统建设取得长足进展。一大批各具特色的系统软件相继开发出来，使地质灾害的研究上升到一个新的水平。其中以由原地矿部水文地质工程地质研究所开发研制的“地质灾害预测防治智能决策系统”最具代表性，该系统以地质灾害预测防治为目标，将相关的数据库、图型库、模型库和知识库融为一个“四库一体”的耦联整体，实现了四者技术的有机集成，使系统具有空间数据管理、分析处理、空间建模与知识推理的分析功能。可对地质灾害进行时空演化预测、危险性区划、灾害经济评价以及减灾防灾对策选择的任务。在理论和技术上都取得了突破性进展，开创了建设大型地质灾害决策支持系统的先例。
4.地质灾害防治工程领域得到飞速发展
从1994年以来，国家每年投入了5000万元专项基金用于地质灾害治理，从而掀起了地质灾害治理工作的热潮，相继实施了对链子崖危岩体、黄腊石滑坡、豆芽棚滑坡、鸡冠岭崩塌等专项治理工程，形成了一支集勘察、设计、施工为一体的地质工程队伍，同时也使地质灾害防治工程作为专门的工程技术领域逐渐发展起来，形成了一套相对成熟的技术方法，尤其是由中国水文地质工程地质勘察院开发的“地质灾害防治工程设计支持系统”成功地应用于链子崖滑坡治理中，切实起到了灾害治理的示范作用。
5.一些新理论新方法的发展与应用
随着地质灾害研究工作的不断深入，一些新的理论与方法不断涌现，并逐步得到了学术界的认可，比较有代表性的有：
（1）滑坡过程模拟与过程控制理论技术。成都理工学院的黄润秋教授在岩土应力分析的基础上，对滑坡从其孕育、发展演化、激发成灾或防治控制进行全过程的计算机动态模拟。通过将现代数学-力学、非线性科学和计算机图形图像技术结合起来，对滑坡系统的全过程仿真模拟，直观地理性的分析灾害发生影响因素及其强度，再现灾害发生的全过程。从而将滑坡灾害定量化研究向前推进一步。
（2）地质灾害风险性评价理论与方法。在我国将风险性评价引入地质灾害研究工作中是从90年代开始的。到目前为止，地质灾害风险性评价作为一个相对独立的研究领域不断地发展和深化。其基本思想是在评价灾害自然危险性的同时，还考虑地区人口经济密度和抗灾性能等，即灾害区易损性分析，将地质灾害自然属性和社会属性结合起来，综合评价灾区地质灾害发展状况。经研院张梁等以崩塌滑坡、泥石流和岩溶塌陷为典型灾种进行了研究，建立了一套评价指标体系和模型方法，为该领域研究的深入开展提供了范例。
Ⅱ 地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室（成都理工大学）的组织机构
序号 姓名 性别 职称 学位委员
会职务 研究方向
或专业 单位 1 王思敬 男 院士 主任 工程地质 清华大学 2 殷跃平 男 研究员 副主任 环境地质 中国地质调查局 3 宋振骐 男 院士 副主任 矿山压力 山东科技大学、大连大学 4 聂德新 男 教授 副主任 工程地质 成都理工大学 5 Niek Rangers 男 教授 委员 工程地质岩石力学 荷兰国际地学研究中心(ITC) 6 李焯芬 男 院士 委员 岩土力学 香港大学 7 卢耀如 男 院士 委员 地质学 同济大学 8 黄鼎成 男 研究员 委员 工程地质 中科院地质与地球物理研究所 9 彭建兵 男 教授 委员 工程地质 长安大学 10 陈剑平 男 研究员 委员 工程地质 吉林大学 11 施斌 男 教授 委员 工程地质 南京大学 12 崔鹏 男 院士 委员 自然地理 中国科学院成都山地环境与灾害研究所 13 黄润秋 男 教授 委员 工程地质 成都理工大学
实验室主任：黄润秋教授
实验室常务副主任：李天斌教授
实验室副主任：许强教授、唐川教授
Ⅲ 地质灾害防治工程中监测新技术的开发应用与展望
季伟峰
（中国地质科学院探矿工艺研究所，四川成都，610081）
【摘要】地质灾害防治工程中对地质灾害体的监测十分必要。本文简要介绍了我国当前地质灾害监测的主要方法及新技术在工程实践中的应用，指出了地质灾害监测工程实践中存在的主要问题，展望了我国在本领域技术发展的趋势。
【关键词】地质灾害监测技术应用展望
自然地质环境和人为活动是引发地质灾害的两大主要原因。在最近的20多年时间里，随着我国人口的增加，经济建设的快速发展，特别是基础设施建设规模的扩大，建设与用地的矛盾十分突出。植被的破坏严重，使山体滑坡、泥石流、地面沉降等地质灾害在全国许多地区频繁发生，严重阻碍了灾害发生地的经济建设和社会发展。
1我国主要的地质灾害形式及危害
1.1地质灾害及常见形式
地质灾害是指由自然地质作用和人为活动作用形成的，对人类生存和工程建设可能构成危害的各种特有的自然环境灾害的总称。
常见的地质灾害形式主要有6种，它们是崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝和地面沉降，简称为崩、滑、流、塌、裂、沉。
1.2三峡库区的主要地质灾害
三峡水利工程建成后将产生巨大的经济效益和社会效益。但它的建设对库区的自然环境也带来一定的直接或潜在影响。三峡工程的一期蓄水、二期蓄水和新城镇的建设已经给库区带来了不少地质灾害问题。在淹没区的新城镇建设中，由于在选址时考虑地质环境因素不够，使有些新城镇从建设一开始就与地质灾害结下了“不解之缘”。主要表现形式为人为高切坡和深基坑诱发的滑坡和崩塌。湖北的巴东、秭归，重庆的巫山、奉节、云阳、万县等地在新城镇的建设中都引发了大量的地质灾害，如何趋利避害是摆在我们面前的重大课题。
1.3地质灾害的主要危害
地质灾害的危害是显而易见的。我国幅员辽阔，地质构造复杂，地貌千姿百态，山地和丘陵面积占国土总面积的2/3以上。全国34个省、直辖市、自治区以及特别行政区均存在着不同形式和不同程度的地质灾害，每年都要造成惨重的人员伤亡和财产损失。其中滑坡、泥石流和山洪等突发性地质灾害被定为国际减灾10年的主要灾种，由于这些灾害具有潜在性和突发性，一旦发生，来势凶猛，常造成断道、断航、构筑物损毁、人员伤亡和财产损失。在我国，每年丧生地质灾害的总人数达800～1000人，经济损失超过100亿元人民币。
1.4地质灾害监测的特点
（1）滑坡等变形体分布通常较为分散，成因机制复杂。开展监测工作前，需有一定前期地质环境勘察、研究工作基础；
（2）地质灾害体大多位于交通、通讯十分不便地区，电源接入也很困难；
（3）目前大多数监测以手动为主，数据汇交速度相对较慢，人工劳务成本较高；
（4）与大坝、桥梁、隧道等固定建筑物、构筑物的安全监测相比，地质灾害监测具有开放的监测边界，条件复杂，自动化监测和遥测等监测手段、监测仪器的选择、固定安装、运行等须注意仪器设备的环境适应性和抗干扰性能，保证正常使用和安全运行。
2地质灾害防治工程中监测的必要性
地质灾害防治工程的监测根据工程所处的不同阶段，可分为施工安全监测、防治效果监测和长期稳定性监测，目前一般简单地统称为监测。在以往的工作实践中经常发现，除经济原因外，在地质灾害的治理过程中存在一定的盲目性。有些地质灾害进行了治理，理由是认为它不稳定。有些没有进行治理，理由是认为它是稳定的。除一些简单粗糙的勘察资料外，几乎没有充分的证据证明一个变形体稳定与否，是否需要进行工程治理。如果对滑坡等变形体进行必要的监测，将会减少这种盲目性，收到事半功倍的效果。
2.1对于已采取工程措施的地质灾害体
对于已采取工程措施的地质灾害防治工程，在治理过程中，根据监测结果进行效果评价，指导施工，及时对设计进行修改；防治工程竣工后，随着周围环境条件的变化，约束条件也会发生变化。如锚索的腐蚀和松弛、地下水位变化、临空面加大、工程质量不高、巨大外力（如地震和大爆破）等，都有可能使一些已经治理过、暂时处于相对稳定的滑坡变形体重新失稳，如不进行持久的监测，它们具有更大的欺骗性和危险性，并非就可以高枕无忧，仍需通过必要的监测来评判它的治理效果和长期稳定性。
2.2对于未采取工程措施的地质灾害体
对于一些未经治理、而又具有潜在危害的地质灾害体，监测也是十分必要的。一些暂时没有资金进行工程整治但又对人民生命财产构成较大潜在威胁的大型滑坡变形体，以投资较小的监测工作来弥补是有效的方法和途径。通过有效的监测既可对其稳定性进行评价，监测结果又可为是否治理和如何治理提供设计依据。用监测的手段对滑坡等变形体进行有效的监控，是一项投资少、见效快的方法，目前已逐步被一些政府官员和业主所接受并推崇。他们也意识到用工程手段进行整治后应该用监测数据来验证，否则是盲目的。但目前仍有相当多的管理和设计部门只注重被动的治理和亡羊补牢，而不注重防患于未然。
3当前地质灾害监测的主要方法
以往作为监测工作的对象，主要是对一些重要的构筑物和大型建设工程的变形、位移、沉降等进行监测，如水利水电大坝、大型桥梁、重要厂房、大型地下隐蔽工程、矿山边坡和尾矿坝等。对复杂的地质灾害体进行监测，则是近些年才逐渐开始应用的，当前采用的主要监测方法有以下几种。
3.1地面绝对位移监测
绝对位移监测是最基本的常规监测方法，测量崩滑体测点的三维坐标，从而得出测点的三维变形位移量、位移方位与变形位移速率。主要使用经纬仪、水准仪、红外测距仪、激光准直仪、全站仪和GPS等，应用大地测量法来测得变形体上某点的三维坐标。
3.2地面相对位移监测
地面相对位移监测是量测崩滑体重点变形部位点与点之间相对位移变化（张开、闭合、下沉、抬升、错动等）的一种常用的变形监测方法。主要用于对裂缝、崩滑带、采空区顶底板等部位的监测、沉降观测等，是位移监测的重要内容之一。目前常用的监测仪器有振弦位移计、电阻式位移计、裂缝计、变位计、收敛计等。
3.3钻孔深部位移监测
对于滑坡等变形地质体来讲，不仅要监测其地表位移，也要监测其深部位移，这样才能对整体的位移进行判断监测。方法是先在滑坡等变形体上钻孔并穿过滑带以下至稳定段，定向下入专用测斜管，管孔间环状间隙用水泥砂浆（适于岩体钻孔）或砂、土石（适于松散堆积体钻孔）回填固结测斜管；下入钻孔倾斜仪，以孔底为零位移点，向上按一定间隔（一般为0.5m或1m）测量钻孔内各深度点相对于孔底的位移量。常用的监测仪器有钻孔倾斜仪、钻孔多点位移计等。
3.4应力监测
对于滑坡等变形体不仅要监测其位移的变化，还需要监测其内部应力的变化。因为在地质体变形（或称运动）的过程中必定伴随着变形体内部应力变化和调整，所以监测应力的变化是十分必要的。常用的仪器有锚杆应力计、锚索应力计、振弦式土压力计等。
3.5水环境监测
对于崩滑体来讲，除了自然地质条件和人为扰动外，水是对滑坡的稳定状态起直接作用的最主要因素，所以对水环境（含过程降雨及降雨强度、地表水的流量、地下水位、渗流量、渗流压、孔隙水压力、地下水温度等）进行监测十分重要。常用的监测仪器有量水堰、遥测雨量计、测钟、电测水位计、遥测水位计、渗压计、渗流计、电测温度计等。
3.6地震监测
地震监测适用于所有的崩滑监测。地震力是作用于崩滑体的特殊荷载之一，因此对崩滑体的稳定性起着重要作用。当地质灾害位于地震高发区时，应经常及时收集附近地震台站资料；必要且条件许可时，可采用地震仪等监测区内及外围发生的地震强度、发震时间等。分析震中位置、震源深度、地震烈度、评价地震作用对区内的崩滑体稳定性的影响。
3.7 人类相关活动监测
人类活动如掘洞采矿、削坡取土、爆破采石、加载及水利设施的运营等，往往造成人工型地质灾害或诱发产生地质灾害，在出现上述情况时，应予以监测并停止某项活动。对人类活动监测，应监测对崩滑体有影响的项目，监测其范围、强度、速度等。
3.8宏观地质调查监测
采用常规地质调查法，定期对崩滑体出现的宏观变形痕迹（如裂缝发生及发展、地面沉降、塌陷、坍塌、膨胀、隆起、建筑物变形等）和与变形有关的异常现象（如地声、地下水异常等）进行调查记录。该法具有直观性强、适应性强、可信程度高的特点，为崩滑监测的主要手段，也是群测群防的主要内容。适用于所有崩滑体，具有准确的预报功能。
4监测新技术的研究与工程实践
4.1国外监测新技术的研究与应用
发达国家在岩土工程及地质灾害监测领域不但有传统的监测方法和仪器，近年来已将高新技术应用于地质灾害预测、预警工程。美国的PDI公司、Geokon公司、意大利Sisgeo公司、瑞士Leica公司、瑞典Geotech公司、德国Zeiss公司、日本尼康公司等在监测方法的创新和新技术的应用方面都处于领先地位。红外技术、激光技术、微波技术、光纤技术、格区式光栅技术、机电一体化、自动化技术、卫星通讯技术、计算机及人工智能等高新技术在监测技术方法和仪器的开发研究中得到了广泛的应用。可以这样讲，作为岩土工程监测一个分支的地质灾害监测及监测仪器，已经不是传统意义上的大地测量仪器，而是实现了传统方法和仪器与现代高新技术的完美结合，把监测仪器的技术水平推到了一个崭新的阶段，并正在向更高层次发展。国外具有代表性的产品有 Leica公司的TCR1800全站仪、TCR2003测量机器人、Geomos系统、DNA电子水准仪、GPS,Zeiss公司的DiNi12系列电子水准仪、North America公司的钻孔多点位移计、Sicon公司的岩土工程监测系列仪器等。
4.2国内监测新技术的研究与应用
国内水电系统和国土资源部都开展了这方面的研究，如水利科学院、中科院有关院所、国土资源部技术方法研究所等。我所伴随着三峡工程的建设，在国土资源部的大力资助下，也开发了多种岩土工程及地质灾害防治监测仪器，如钻孔倾斜仪系列、应力测量系列、地面位移测量系列等监测仪器、多参数遥测系统等，还承担了科技部“崩滑地质灾害自动化监测系统”项目的研究，为测量仪器国产化做了大量的工作，产品在三峡库区和国家的重大工程中得到了较好的应用。我所近几年研究的成果并形成的产品主要有以下8项：
（1）DMY型激光隧道断面张敛测量系统；
（2）BYT型光纤崩滑体推力监测系统；
（3）DZQX新型多功能钻孔倾斜仪；
（4）崩塌无线自动化监测预报系统；
（5）PSD型微位移变形测量系统；
（6）MS型锚索（锚杆）测力系统；
（7）DHS型地层含水率仪；
（8）岩心定向与取心技术研究。
4.3工程监测实践
在研究开发的同时，我所用自己研究的成果积极参与国家重大基本建设工程的监测工作和三峡库区地质灾害防治的工程监测，取得了较好的经济效益和社会效益。最近几年承担的重大监测工程有：
（1）宝成复线清江大断面双线长隧道变形量测；
（2）成昆铁路电气化改造西昌南马鞍堡隧道变形量测；
（3）北京地铁复八线变形量测；
（4）上海地铁一号线人民广场站变形量测；
（5）青岛地铁试验段变形量测；
（6）成（都）—南（充）高速公路高陡边坡变形及量测；
（7）内（江）—宜（宾）高速公路高边坡变形量测；
（8）丹（东）—沈（阳）高速公路丹本（溪）段全线隧道验收工程；
（9）318国道二郎山—康定段 K2794+860～980滑坡的地面位移、深部位移及应力监测；
（10）奉节县、云阳县地质灾害监测工程。
5监测技术发展展望
（1）地质灾害的发生将更加频繁，危害程度更大，监测工作将受到更多的重视，监测成果应用将产生更大的社会效益。
（2）在我们的上级主管部门——中国地质调查局的支持下，我们的监测仪器研究及运行系统软件开发将会得到更多资助，并使我们的监测手段更加完备，登上一个新的台阶，具有更强的市场竞争能力。
（3）自动化监测和遥测是地质灾害监测的发展方向，但目前实施还有很多困难。
（4）地质灾害具有一定区域性，是一项公益性的事业，更需要政府的引导和支持。
6结语
通过几年的监测工程实践，目睹了不少由于忽视地质灾害的工程安全监测和失效工程而导致生命和财产的损失，也看到不少通过监测成功预报灾害而避免灾害发生的实例。在实行工程质量终生追究制的今天，对地质灾害及相关岩土工程的安全进行长期监测显得尤为重要和迫切。
监测工程是地质灾害防治工程体系的重要组成部分，不能重治轻防，应做到治理、防范、监测并重，有时甚至重于工程治理手段。
在一定时期内对滑坡变形体实施监测工程，可以节省大量的投资。
地质灾害防治工程应建立在科学监测的基础上，以监测指导设计、施工、工程效果评价，以科学的态度面对它，应从过去的凭经验和粗糙的勘察上升到定量阶段，只有这样，才能对滑坡变形体进行深入的认识和科学评价。
监测工作不是可有可无的，它是工程诊断的需要，是从事地质灾害研究和预测必不可少的一项工作。
防范重于救灾，监测胜于治理。
参考文献
[1]殷跃平等.地质工程设计支持系统与链子崖锚固设计.北京：地质出版社，1995
[2]黄润秋主编.高边坡稳定性的系统工程地质研究.成都：成都科技大学出版社，1991
[3]乔建平主编.滑坡减灾理论与实践.北京：科学出版社，1997
[4]唐邦兴主编.山洪泥石流滑坡灾害及防治.北京：科学出版社，1994
[5]国家技术监督局，建设部.工程测量规范.北京：中国计划出版社，2003
[6]国家技术监督局，建设部.工程岩体试验方法标准.北京：中国计划出版社，2001
[7]王永年，殷世华主编.岩土工程安全监测手册.北京：中国水利电力出版社，1999
[8]季伟峰主编.工程地质与地质工程.北京：地质出版社，1999.
Ⅳ 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
Ⅳ 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
希望我们的回答能够帮到你。
Ⅵ 基于GIS的地质灾害区域评价与危险性区划系统研究
黄润秋许强沈芳向喜琼阮沈勇罗文强
（成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家专业实验室，四川成都，610059）
【摘要】本文主要介绍了如何将现代地理信息系统（GIS）技术与一些用于多变量预测评价的数学模型有机地结合起来，快速高效地进行地质灾害区域评价与危险性区划。主要内容包括崩滑地质灾害区域评价指标的选取和指标体系的建立、评价及预测的数学模型以及具体的实现过程，并通过一个实际例子说明该思路和方法手段的可行性、可靠性和先进性。
【关键词】地理信息系统地质灾害区域评价指标体系
1前言
随着对山区资源开发利用的日益加剧，特别是我国目前正在实施的西部大开发战略，山区流域地质灾害已经直接影响到人民的生命财产安全和国家经济的发展。而地质灾害危险性区划是全面反映灾情，确定减灾目标，优化防治措施，提高减灾效益，进行减灾决策的重要依据。
地质灾害区域评价和危险性区划的主要工作方法是在大量收集、分析处理基础地质资料的前提下，运用恰当的数学统计模型，划分出相应的危险性级别，然后从整体上对研究区进行危险性区划。
由于各种地质因素在各个局部区域的差异性和复杂性，要做到较为精确的评价，需将整个研究区域分成若干个小图元，根据各个小区域的不同情况，分别赋予不同的属性，然后才能根据这些属性进行区域评价和危险性区划。这个工作依赖手工准备基础数据工作量十分巨大，所以传统的区域评价手段在实际应用中受到多方面的限制，常常只能人为地作出判断，先分区，后评价，这样割舍了区域内部本身固有的层次。
而地理信息系统（GIS）技术恰好可以很方便地管理多源数据，生成任意大小的图元，还可以结合专业特点和具体问题进行二次开发用以空间评价预测，并能直观显示评价预测结果。同时，我们开发成功的基于GIS的地质灾害区域评价与危险性区划系统，已经实现了从基础资料的收集与管理→评价因素的选取与定量→评价结果的直观显示流水线作业方式，大大地提高了工作效率，使崩滑地质灾害的区域评价与危险性区划初步达到实用化的程度。
2评价预测指标的选取及指标体系的建立
建立指标体系的目的主要包括两个方面的内容：一是一般工程技术人员或软件的用户可根据该指标体系确定研究区各因素的取值方法；另一方面，该指标体系可以指导野外地质人员在进行地质灾害危险性评价调查时有目的按照同一的标准进行地质灾害评价预测因素的调查。
2.1评价预测指标的选取
影响地质灾害发生的因素非常多，有基础地质因素（地形地貌、地层岩性等），也有外界诱发因素（如地震、暴雨等），还有人为因素（地表和地下开挖、爆破等人类工程活动）。
评价预测因素的选取的基本原则为：从地质和工程地质的角度尽量全面地考虑影响地质灾害发生的所有因素，通过广泛地查阅文献资料和对大量崩滑地质灾害实例的分析总结，采用目标分析方法。首先将地质灾害划分为已有地质灾害和潜在地质灾害两大类，分别对待，建立不同的指标体系。在此基础上再将影响地质灾害发生的因素分为基本因素和诱发因素，然后再进一步细分，直到子目标能够用定量或定性的指标衡量为止（如图1）。
图1评价预测指标体系的结构
基本因素是指地质灾害形成的基本条件和内在因素（内因），诱发因素是指影响和诱发地质灾害演化和发生的外在因素（外因）。从图1可以看出，基本因素主要为地形地貌、地层岩性、岸坡结构类型、软弱地层状况、构造情况、地面变形情况、植被发育情况、河流动力地质作用、水文地质条件、结构面组合状况、岩体结构（裂隙发育程度）等。诱发因素主要包括降雨状况、地震状况以及人类工程活动强度等。
2.2评价预测指标的量化
从所选取的评价预测指标可以看出，影响地质灾害发生的各种因素有些是定性的因素，如地层岩性、岸坡结构等；而有些又是测量或通过试验得到的定量数据，如地震烈度、降雨量等。
为了便于数学处理和计算机识别，在实际操作过程中，首先应通过一定的方法，将定性因素定量化。同时，即使是定量数据，由于各个因素间数值差别较大（如地震烈度和降雨量），若将这种量值差别较大的因素输入同一个数学模型进行分析处理，从数学上讲也会产生较大的误差。
因此，在将各个评价因素输入分析评价的数学模型之前，需对这些因素进行量化处理，其具体处理方法为：①对于定性变量，采用专家打分法、统计分析法、信息量法或模糊数学方法进行量化取值；②对于定量数据，可采用标准化、规格化、均一化、对数、平方根等数值变换方法统一量纲。
表1为利用专家打分法对工程岩组进行定量化的示例。
表1利用专家打分法对评价预测因素进行量化的示例
2.3评价预测指标的筛选与优化
在不同的地区和不同的环境，上述各评价预测指标对地质灾害的影响程度可能会有较大的差别，也就是说，在不同的地区上述各评价预测指标的主次关系可能会不一样。同时，在大多数情况下，上述各评价预测因素本身并不是相互独立的，各因素之间（如地形地貌与岸坡结构、岩体结构与裂隙组合状况、水文地质条件与降雨状况）往往存在着非常复杂的交叉和重叠关系。
因此，在具体的地质灾害区域评价与危险性区划过程中，往往并不是所采用的评价因素越多，评价的效果越好。因为，所采用评价因素过多，可能会间接地导致某些因素的重复利用，相当于人为地加大了该变量的权重。
对于具体研究区域，如何才能筛选出合理的评价预测指标，使评价预测结果最大限度地符合当地实际呢？我们认为解决此问题的关键应该针对不同的地区和不同的实际问题，确定各个评价因素对地质灾害的影响程度（重要性），最好是先将各个评价因素按重要性程度排序，最终选取比较重要的因素作为真正的评价预测指标。这种筛选和优化评价因素的方法主要有：
2.3.1主成分分析
主成分分析是将多个指标化为少数指标的一种统计方法。它可以通过对数学方法对评价因素按对地质灾害的影响程度大小进行排序，找出主要影响因素。
2.3.2两两比较法
将 k个评价指标作两两对比，列出比较结果表。如指标 B1比指标 B2重要，在B1行 B2列写上3，而在B2行 B2列写上1；若指标 B1与 B2分不出谁重要，则可在B1行 B2列和B2行 B1列都写上2。例如，有5个指标的比较结果为：
∑为对该行的求和，λ为对∑的归一化的结果。根据∑或λ的相对大小便可对其重要性进行排序。
2.3.3工程地质类比法
选用与研究区地质条件类似且研究程度较高的地区作类比，确定研究区的评价指标。
3地质灾害区域评价与危险性区划的数学模型
通过查阅大量的文献资料表明，目前用于地质灾害区域评价和危险性区划的数学模型主要有如下几种：逻辑信息法、判别分析法、信息量法、模糊综合评判法、专家评分法、综合评价法、变形破坏指数法、危险概率分析法以及神经网络法等。通过对其适用条件、可操作性、数据的可得性、分析结果的可靠性等多方面的分析比较，选定了回归分析法、信息量法、不确定性分析方法（模糊综合评判和模糊可靠度分析）以及神经网络方法作为地质灾害区域评价和危险性分区的基本数学模型。
4基于GIS的地质灾害区域评价与危险性区划系统
在上述基础上，我们基于Windows和GIS操作环境，采用面向对象的编程语言，开发了基于GIS的地质灾害区域评价与危险性区划系统。该系统不仅能充分利用GIS本身所具有的强大的空间数据管理与分析功能，还可以直接利用GIS的数据资源，方便快捷地实现地质灾害的危险性区划，为地质灾害的勘察、评价、预测、防治提供了一套行之有效的方法技术和适用的工具。该系统的实现途径见图2。从图2可以看出，地质灾害区域评价与危险性区划系统主要包括前处理、危险性区划主模块和后处理3个部分。利用该系统进行地质灾害区域评价和危险性区划需要经历如下几个步骤：
图2地质灾害区域评价与危险性区划系统的实现途径
（1）利用GIS软件对研究区基础地质资料（主要为指标体系中所列的各因素）进行数字化处理，对指标体系中所列出的各种评价预测因素最好采用单独的图层，分层数字化。
（2）根据指标体系对各评价预测因素所对应的数字化图层赋予相应的属性，这实际上是对各评价预测因素（指标）的初步定量化处理。
（3）为了提高分析评价精度，获取足够多的评价预测样本，需对评价预测因素图件进行网格化处理和图元裁剪处理，并根据第二步的结果对这些细化的网格赋予各类评价因素属性，同时将各个网格的信息（样本的自变量和因变量）存入一专门的数据库。
（4）在选中危险性区划主模块中的某种方法后，系统将自动从上述专门的数据库中提取分析评价所需信息，评价完毕后将直观地以图形的方式显示评价预测结果。
5基于GIS的地质灾害区域评价与危险性区划实例
5.1长江三峡库区新滩—巴东段地质灾害危险性区划
为配合准备新一轮国土资源大调查的“一个计划，四个工程”中的“地质灾害预警工程”，国土资源部1998年年底拟在长江三峡库区的新滩—巴东库段（含香溪河）建立地质灾害监测工程试验（示范）区。全区面积为50km×50km，区内现已查明的滑坡崩塌计有124个，其中包括链子崖危岩体、新滩滑坡、黄腊石滑坡等国内外知名的地质灾害体。
图3神经网络模型得出的地质灾害危险性区划结果
我们收集了该区1:5万地形图、地质图、降雨分布图、地震烈度区划图、城市交通图等图件，利用 MapGIS数字化成电子地图，并获取大量野外现场调查资料，分类录入相应图件的属性库，并选取坡度、岩性、岸坡结构类型、已有动力地质现象、地面变形状况、河流地质作用、构造复杂程度、人类工程活动等评价指标。作为试验，在对研究区进行网格化时采用的基本图元大小为500m×500m，最后实际获取评价样本（图元）4459个。
通过利用我们所开发的地质灾害区域评价与危险性区划系统中的多种分析评价模型（图3为神经网络模型分析结果）进行研究，得出如下结论：
（1）地质灾害危险性区划结果中稳定性最差的地段与已有的地质灾害分布位置一般有较好的对应关系。这说明，地质灾害频发区对应地质灾害最危险区，同时也从另一方面说明评价结果的正确性。
（2）地质灾害最危险区一般沿河流呈带状分布。
（3）研究区最危险地段主要有3个，即黄腊石—黄土坡段、香溪河段、秭归河段，其次在新滩和链子崖附近以及牛口镇附近还分别分布有新滩—链子崖段和牛口段。
（4）通过现场调研结果表明，上述分析预测结果与实际情况能够较好地符合，说明本文所采用的方法和技术手段是可行的，地质灾害区域评价与危险性区划系统的评价预测结果具有较高的可靠性，值得进一步推广。
5.2金沙江溪落渡水电站近坝库区地质灾害危险性区划
金沙江溪落渡水电站位于四川省雷波县与云南永善县交界处的金沙江下游河段的溪落渡峡谷。电站大坝采用双曲拱坝坝型，坝高285m，库容110亿m3，总装机容量1440万千瓦，是我国拟开发的仅次于三峡的又一座巨型水电站。为进一步论证电站近坝库岸稳定性，为库区移民搬迁、地质灾害防治及生态地质环境保护提供合理的规划及决策依据，对该水电站近坝库区的地质环境进行了基于GIS的综合评价，圈定了地质灾害危险地段。
根据野外调查、有关研究报告和1∶2.5万的工程地质图，在对本研究区基础地质资料进行系统分析后，选取地形坡度、工程地质岩性、地质构造、岸坡结构类型、河流地质作用等为主要评价因素，将评价预测目标——危险性等级分为不危险、轻度危险、中度危险、重度危险四个等级，建立了相应的评价指标体系。按照山区流域地质环境评价与地质灾害危险性预测 GIS系统的工作程式，在对研究区各种基础图件进行数字化，对各种评价因素进行定量化以及对矢量图形进行栅格化处理后，采用数量化理论、信息量法、模糊综合评判、模糊可靠度和神经网络等数学模型进行地质灾害危险性区划。
图4和图5分别为采用模糊可靠度方法所作出的溪落渡近坝库区上游段和下游段的地质灾害危险性分区图。现场调研发现，危险性分区结果与野外调查结果基本相符。
图4溪落渡近坝库区（上游段）危险性分区图
图5溪落渡近坝库区（下游段）地质灾害危险性分区图
6结语
通过本文的研究，主要取得以下成果：
（1）针对我国西南山区流域地理地质环境，形成了一套基于GIS的从数据采集→空间属性数据库建立→评价指标体系选择→预测评价模型分析→地质灾害危险性预测与区划，较为完整的山区流域地质环境评价和地质灾害预测的研究技术路线、方法体系和工作流程。
（2）建立了山区流域地质环境评价和地质灾害预测的基本评价指标体系，并从多个角度提出了其数量化方法。
（3）基于GIS工作平台，研究开发了地质灾害区域评价与危险性区划系统，并在金沙江溪落渡水电工程库区和长江三峡工程库区新滩—巴东段对该系统进行了实际检验。应用结果表明，本文所提出的基于GIS的地质灾害区域评价和危险性区划的理论和技术方法可用于实际的地质灾害评价预测，其评价预测结果基本与实际情况相符合。
在完成本项研究工作的过程中，曾得到国土资源部国际合作与科技司、地质环境司以及国土资源部长江三峡地质灾害防治指挥部的大力支持和帮助，在此对他们表示衷心的感谢。
参考文献
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Ⅶ 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。
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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
Ⅷ 请高手推荐地质灾害防治方面的书籍，谢谢。
一 地质环境评价与地质灾害管理(黄润秋 许向宁)
二 地质灾害防治条例实施手册
三 地质勘察与内地质灾害监容测评估防治技术实用手册
四 地质灾害灾情评估理论
五 地质灾害灾情评估理论与实践
六 边坡与滑坡工程治理
七 地质灾害预报预警与应急指挥及综合防治实务全书
八 地面沉降、地裂缝、地面塌陷地质灾害危险性评估
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Ⅸ 地震与火山灾害
地震特别是强震会对一定范围内的地质环境造成强烈冲击，造成灾区范围内地表开裂、山体松弛、斜坡失稳、碎屑堆积[40]。震后，在内外地质营力共同作用下，灾区地质环境变迁加快，并伴随着大量的崩塌、滑坡和泥石流地质灾害，对灾区灾后重建构成了极大的威胁。黄润秋通过对汶川地震灾区地震前后地质灾害发生规律进行研究，发现地质灾害的数量较震前有显著增加，地质灾害数量正常年是震前的4～5倍；震后灾区地质灾害主要以群发性泥石流为主，崩滑地质灾害次之；震后灾区地质灾害高发期预计将持续约20～25a，持续方式可能以暴雨峰年（4～5a）为周期的震荡方式衰减，并最终恢复到震前水平（图1–14）[41]。
国际地震中心对全球历史与现代发生的地震数据进行了收集与整理。从地震时间序列来看，地震发生没有明显的规律，全球平均每年发生5.5级以上地震335次，其中6.25级以上地震71次，7.5级以上地震不足4次（图1–15）。从地震死亡人数来看，死亡人数与强震的发生密切相关，每次死亡人数的大幅度增加都是强烈地震发生的结果，地震造成的年死亡人数随时间没有明显的趋势。但是，地震造成的经济损失随时间快速增加，特别是20世纪90年代以来增加显著，由20世纪80年代的62亿美元/a增至近10年的460亿美元/a，增加了7倍多（图1–16）。这是由于随着全球经济特别是新兴市场国家经济的持续发展，以建筑、道路、水库、光缆等形式存在的社会财富存量快速增加，地震灾害发生后造成的社会财富存量损失亦随之快速增长。因此，联合国呼吁采取更协调一致和更全面的战略，降低自然灾害风险，提高经济社会抗灾能力[42]。
图1-14 汶川地震灾区2000年以来地质灾害数量变化及预测
（据文献［41］）
图1-15 1960～2009年全球5.5级以上地震频次变化
（数据来源：全球地震模型行动计划(GEM)和国际地震中心，2013）
图1-16 1940～2012年全球地震死亡人数与经济损失变化
（数据来源：联合国国际减灾战略机构（UN/ISDR）EM-DAT数据库，2013）
火山爆发是比强震活动更稀少的事件，全球分布主要集中于东南亚、中美洲、中非等少数几个地区。火山灾害产生的火山灰、熔岩流、火山碎屑流、火山泥石流等极大地改变了灾区地质环境，对周边居民构成了重大威胁。联合国国际减灾战略机构（UN/ISDR）统计，1940～2012年，全球共发生226次火山爆发，导致3.7万人死亡，造成直接经济损失约30.2亿美元。
Ⅹ 地质信息系统技术
一、内容概述
地质信息系统（GIS），产生于 世纪60 年代。它随着人们对自然资源和环境的规划管理工作的需要以及计算机制图技术的应用而诞生，是一种对大批量空间数据采集、存储、管理、检索、处理和综合分析并以多种形式输出结果的计算机系统。1965 年，W.L.Garrison首先提出了“地质信息系统”这一术语，开创了这一新技术的发展史。此后，美国、加拿大、英国、澳大利亚等国均投入了大量人力、物力和财力，并逐步确立了他们在这一领域里的国际领先地位（黄润秋，2001）。
二、应用范围及应用实例
1.GIS技术在地质灾害信息系统中的应用
随着人口的急剧增长，经济的迅速发展和自然资源的大量消耗，不仅生态环境恶化，而且导致自然灾害（包括地质灾害）频繁发生。美国、印度等国是世界上地质灾害较为严重的国家，地质灾害具有类型多、分布广和成灾强度高的特点。这些地质灾害大部分发生在承灾能力较低的地区，给当地的经济和社会稳定构成了严重的威胁。地质灾害是地质环境质量低劣的表现，它的频发不仅反映了自然地质环境的脆弱性，而且反映了人类工程经济活动与地质环境间矛盾的激化。要使人类工程经济活动与地质环境之间保持较为协调的关系，就必须对地质环境进行评价，以了解不同经济发展过程中区域地质环境的基本态势和变化趋势，为环境管理和城市规划等提供依据，但传统技术手段已不能完全应付迅速反应的地质灾害。地质信息系统作为当前高科技发展的产物，集图形、图像与属性数据管理、处理、分析、输入输出等功能为一体，应是当前地质环境评价与地质灾害预测的强有力工具（赵金平等，2004）。
GIS 技术的产生是计算机技术和信息化发展的共同产物。是管理和研究空间数据的技术系统。可以迅速地获取满足应用需要的信息，能以地图、图形或数据的形式表示处理的结果（曹修定等，2007）。国外尤其是发达国家在GIS应用与地质灾害研究方面已做了很多工作。从20世纪60年代至今，GIS技术的应用也从数据管理、多源数据集数字化输入和绘图输出，到DEM或DTM模型的使用，到GIS结合灾害评价模型的扩展分析，到GIS与决策支持系统（DSS）的集成，到网络GIS，逐步发展深入应用（黄润秋，2001）。
印度Roorkee大学地球科学系的R.P.Gupta和B.C.Joshi（1990）用GIS方法对喜马拉雅山麓的Ramganga Catchment地区进行滑坡灾害危险性分带。该项研究基于多源数据集，如航空像片、MSS磁带数据、MSS图像、假彩色合成图像及各种野外数据，包括地质、构造、地形、土地利用及滑坡分布。以上数据需要进行数字、图像等处理，然后解译绘制出专题平面图，包括地质图（岩性与构造）、滑坡分布图、土地利用图等。这些图件经数字化及有关数据都存储在GIS系统中，找出与滑坡灾害评价相关的因素，如滑坡活动与岩性的关系，滑坡活动与土地利用的关系，不同斜坡类型的滑坡分布情况，滑坡分布与主要断裂带的距离关系。经过统计及经验分析，引入一个滑坡危险系数（LNRF）。LNRF值越大，表示该地滑坡灾害发生的危险性越高。并且对LNRF的3个危险级别分别赋予0、1、2三个权重。考虑到滑坡的发生是多个因素综合作用的结果，故调用GIS的叠加分类模型，将各因素的权重叠加，得到综合图件，图上反映的是每个地区的权重总和。根据给定标准，即可在这张图上勾绘出滑坡灾害危险性分区图。
荷兰ITC的C.J.Van Westen和哥伦比亚IGAC的J.B.Alzate Bonilla（1990）基于GIS对山区地质灾害进行分析。他们在数据采集、整理方面做了大量工作，建立了一套完整的数据库。在此基础上，开发出了分析评价模型，如斜坡稳定性分析模型，其主要功能是计算斜坡稳定的安全系数。另外，两位学者还利用GIS所生成的数字高程模型（DEM），开发出了一部山区落石滚落速率计算模型，并据此绘出了研究区内落石速率分区图（黄润秋，2001）。
美国科罗拉多州立大学Mario Mejia-Navarro和Ellen E.Wohl（1994）在哥伦比亚的麦德林地区，用GIS进行地质灾害和风险评估（姜作勤，2008）。利用GIS对麦德林地区地质灾害进行了分析和研究，重点考虑了基岩和地表地质条件、构造地质条件、气候、地形、地貌单元及其形成作用、土地利用和水文条件等因素。根据各因素的组成成分和灾害之间的对应关系，把每一种因素细分为不同范畴等级，借助于GIS软件（GRASS）的空间信息存储、缓冲区分析、DEM模型及叠加分析等功能，对有关滑坡、洪水和河岸侵蚀等灾害倾向地区进行了灾害分析，并对某一具体事件各构成因素的脆弱性进行评价。
同样是美国科罗拉多州立大学Mario Mejia-Navarro博士后等人（1996）将GIS技术与决策支持系统（DSS）结合，利用GIS（主要是地质资源分析系统GRASS软件）及工程数学模型建立了自然灾害及风险评估的决策支持系统并应用在科罗拉多州的Glenwood Springs地区（姜作勤等，2001）。应用GIS建立指标数据库，并建立基于GIS的多个控制变量的权重关系式。对泥石流、洪水、地面沉降、由风引起的火灾等灾种进行了灾害敏感性分析、脆弱性分析及风险评估，辅助政府部门做出决策。
美国地质调查局（USGS）已把加强城市地质灾害研究列为21世纪初的重要工作，借助GIS编制美国主要城市地区多种灾害的数字化图件，这种做法与西欧国家的城市地质工作的总趋势一致。其中，美国科罗拉多州格伦伍德斯普林市的城市地质灾害评价项目最具代表性。由于该市位于山区河谷地区，崩滑流地质灾害制约着城市的发展，为此，城市规划部门委托科罗拉多州立大学，开展了GIS地质灾害易损性和风险评价编图研究，最终按14种土地利用适宜性等级，对评价区进行了土地利用区划，圈出了未来城市发展的适宜地段和高风险区，在此基础上建立了城市整体化决策支持系统。
综上所述，可以看出，国外尤其是发达国家将 GIS 应用于地质灾害研究起步较早（表1），研究程度已远远超过我们，此方面的应用也随着GIS技术的自身发展而深入（黄润秋，2001）。
2.GIS在地质矿产勘查中的应用
地质信息系统与现代地球及其相关科学日益增长的需求相适应，以处理地球上任何具有空间方位的海量信息为特征，具定量、定时、定位等优点，近10年来已在地质矿产勘查中得到广泛应用。一个区域各种地质资料（图形、图像、文字、逻辑、数值）的GIS分析实际上代表该区域现阶段较为客观的总认识。目前，野外收集资料、数据建库、GIS分析等尚存在规范化、标准化等问题，GIS本身解决诸多专业性较强地质问题的能力亦不足。但GIS的进一步发展与完善必将使地质矿产勘查进入一个数字化的新时期（周军等，2002）。
GIS因解决地质问题而产生，其雏形可以追溯到20 世纪60 年代。加拿大测量学家R.F.Tomlinson首先于1963年提出地质信息系统这一术语，建成世界上第一个GIS即加拿大GIS（CGIS）一并应用于资源管理与规划。1970～1976年间美国联邦地质调查局建成50多个信息系统并进行综合地质研究，德国在1986 年建成DASCH系统，瑞典、日本等国也陆续建有自己的GIS。GIS的发展与计算机科学的高速发展并行，主要发生在过去的20年中，而近10年来发展更快（周军等，2002）。
表1 国外GIS在地质环境与地质灾害研究中的应用
GIS因解决地质问题而产生，其雏形可以追溯到20 世纪60 年代。加拿大测量学家R.F.Tomlinson首先于1963年提出地质信息系统这一术语，建成世界上第一个GIS即加拿大GIS（CGIS）一并应用于资源管理与规划。1970～1976年间美国联邦地质调查局建成50多个信息系统并进行综合地质研究，德国在1986 年建成DASCH系统，瑞典、日本等国也陆续建有自己的GIS。GIS的发展与计算机科学的高速发展并行，主要发生在过去的20年中，而近10年来发展更快（周军等，2002）。
ArcInfo与ArcView GIS是当前最流行的两个软件包，为美国ESRI（Environmental Systems Research Institute，Inc.）的重要产品，被许多国家官方确定为国土资源、地质、环境等管理、研究的主要地质信息系统。ESRI始建于1969年，由Jack Dansermond和Laura Dangermond用自己平时积蓄的1100美元起步，经过20世纪70年代的艰苦奋斗，1981年推出新型ArcInfo，1986年微机版的PC ArcInfo投入市场，1991 年又一力作ArcView GIS问世。1981年ESRI在其Redlands总部召开首次用户会议，仅18人到场，而1998年的用户大会有来自90个国家的8000多位代表。
ESRI的发展史反映了GIS从无到有、从弱到强、迅速成长壮大的发展历程，也从一个侧面显示出GIS巨大的市场潜力和难以估量的应用价值。
据悉，1995年市场上有报价的GIS 软件已达上千种，但主要占据市场的不过10 余种。除上述提到的ArcInfo与ArcView GIS外，国外的GIS代表作还有MapInfo、ErMapper、Idrisi Endas、Erdas、Genamap、Spans、Tigris等。
GIS已在地质矿产勘查中得到广泛应用，并取得许多瞩目成果。美国、加拿大、澳大利亚早在1985～1989年就将其应用于地质矿产调查和填图。目前，澳大利亚开始利用笔记本电脑以数字形式采集野外地质数据，建立有关数据库，借助ArcInfo与ArcViewGIS编制第二代地质图件。
三、资料来源
曹修定，阮俊等.2007.GIS技术在地质灾害信息系统中的应用.中国地质灾害与防治学报，18（3）：112～115
黄润秋.2001.面向21世纪地质环境管理及地质灾害评价的信息技术.国土资源科技管理，18：30～34
姜作勤.2008.国内外区域地质调查全过程信息化的现状与特点.地质通报，27（7）：956～964
姜作勤，张明华.2001.野外地质数据采集信息化所涉及的主要技术及其进展.中国地质，28（2）：36～42
赵金平，焦述强.2004.基于GIS的地质环境评价在国外的研究现状.南通工学院学报（自然科学版），3（2）：46～50
周军，梁云.2002.地理信息系统及其在地质矿产勘查中的应用.西安工程学院学报，24（2）：47～50