城市地质工程包含哪些内容
1. 城市地质
本次大会的交流形式主要有5个方面:
第一为以展馆的形式集中展示地质成果,多以国家的形式出现比如中国馆、美国馆、俄罗斯馆等,另外一些大型国际地质组织、大型石油公司、地质仪器公司、软件公司、出版社等也以展馆的形式集中展示成果,在展馆中展示城市地质成果的主要为中国馆和挪威馆。中国国家馆主要以地质专业的角度展示近几年来取得的丰硕成果,其中在工程地质专业下重点介绍了中国城市地质试点工作情况,包括上海城市地质及北京城市地质等内容。挪威国家馆中城市地质专题主要简单介绍了城市地质的主要研究内容,挪威国家地质调查局在奥斯陆地区开展城市地质调查项目,项目从2004年到2008年,主要研究内容包括地质资源、地质灾害等10个方面的内容。
第二、第三为以大会发言和展板的形式介绍城市地质。
由于没有专门的城市地质专题讨论会,因此直接以城市地质为命名的大会发言或者展板内容相对较少。其中大会发言中中国地质调查局的“中国城市地质”在“地质科学管理在可持续发展与人类安全中的作用”专题中发言。展板中“上海城市地质”在环境地质专题中展示。但是从单项的城市地质调查来看,与城市地质有关的内容非常多,本文将在后面重点介绍。
第四为专门交流会,时间上大多在休息时间为主,比如在8月10日(星期天)就安排了20场左右的交流会,内容方面多是专门、专题及综合讨论会的延续和深入,主要以参会的某专业领军人物召集本专业的相关人员对某个问题进行更广泛深入的交流。其中城市地球化学方法在城市环境研究中的应用专题邀请来自世界各地的专家一起讨论,内容主要包括地球化学本底、城市地区的系统地球化学成图、采样深度确定、样品选择、如何处理有机及矿业土壤、分析方法选择,有机污染物多环芳烃、多氯联苯、二恶英、邻苯二甲酸酯、溴化阻燃剂等的评价。
第五为野外地质考察,大会组委会在会前曾计划安排“瑞典与芬兰城市地质中工程地质”的地质考察,主要针对的地质问题有,福斯马克核电厂及核废料处置场,隧道工程、电厂、地下水问题,岩石应力测量,岩石稳定性监测等。赫尔辛基在建的隧道开挖与地下建筑工程,软土地基稳定性问题,地下水问题等。后来由于其他原因该计划取消。另外还安排了“奥斯陆城市地质化学”,即在8月6日下午城市地球化学成图专题讨论会后,由挪威、瑞典与芬兰地调局召集安排野外实地调查,主要现场了解已经成功进行了3年的试点项目即奥斯陆城市地球化学项目,关于地球化学调查方法与城市污染土的管理系统。
由于大会议题中涉及的专业非常多,一般都是有近30个左右的会议在同时进行,而每个发言者的时间一般在15~30分钟左右,因此只能选择与专业有关部分专题到现场听取较详细的汇报。在中午休会以及会后则抽时间对展板的内容进行学习和交流。其他内容只能通过大会交流材料摘要合集来了解和学习。
一、城市地质综述
(一)城市地质综合调查
1.国内城市地质综合调查
在“地质科学管理与可持续发展”专门讨论会中中国地质调查局做了中国城市地质调查工作的发言介绍,主要从中国城市地质的主要特点、主要任务、主要方法、主要成果及将来的工作方向等方面逐一阐述,其中主要任务有5个方面,分别是:三维地质调查及地下空间适宜性评价、地质资源调查及可持续发展评价、主要地质灾害调查及风险评价、环境地球化学调查及土壤与地下水环境评价、三维可视化信息系统的构建与管理等。另外上海地质调查研究院以展板的形式介绍了上海城市地质调查的主要内容和主要成果以及关于城市地质工作机制的探讨。
2.国外城市地质综合调查相关介绍
为更好地使地质科学满足社会经济的发展需要,挪威国家地质调查局在奥斯陆地区开展城市地质调查项目,项目主要研究内容有10个方面:氡灾害、地面沉降、城市土壤污染、地热、砂矿资源、地下水、矿产地质、基底稳定性与监测、流粘土灾害、地质教育。
东京城市可持续发展过程中面临的主要地质问题有地震、洪水、风暴潮、地面沉降等,这就要求地质学家和相关的政府部门必须致力于东京大都市城市地质状况的工作,自从1959年出版了东京相关地质成果图以来,又进行了多次的修订。另外,还建立了一个关于地下水利用和地面沉降的监测系统,另外地质信息系统,从1970年以来,形成了关于70000个钻孔的柱状剖面图的数据库。这些系统对政府还有科研者提供了很大帮助,比如建设地铁、高速公路、污水排放系统的重建等,还有地震灾害分析,研究隐形断层,地下空间开发等。
(二)城市水资源与环境
美国东南密歇根州城市化地区利用地理信息系统评估潜在的区域地下水污染,研究了多环芳烃、多氯联苯及铅等污染物在不同介质中对地下水的影响程度。英国对地下水进行战略性管理和治理,把最先进的知识和技术运用其中以维持高品质的地下水资源,满足经济和生态系统的需求。莫斯科地区城市地下水监测网络在20世纪已经开始建设,现已形成280口监测井,用于地下水动态监测。另外还对莫斯科地区人类活动对地下水环境的动态影响进行了研究,尤其是对地下水流场、水化学、水位及水温的影响,通过与背景区的对比发现;城市地区地下水的许多运动机制已经发生改变。葡萄牙介绍了基于GIS技术的地质图在城市地下水资源管理和评估方面的应用,利用此系统可获得大量的水文地质资料,可以建立含水层参数系统,对比岩性、含水层深度、地下水化学参数和土地使用情况等信息进行对下水脆弱性评价研究。瑞典则对基岩埋藏较浅地区的地下水的水质进行了评价。意大利就水文地质风险及其缓解措施进行了研究,1998年Sarno地区泥石流灾害发生后,意大利政府在全境内加强了对水文地质灾害的预防措施。 Re NDi S项目由意大利地质调查局实施,旨在确定灾害风险的类型及其特性,研究如何缓解地质风险的措施,提高对灾害的综合认识。另外还对意大利Friuli Venezia Giulia地区地下水水文地质进行了调查,结果表明此地区浅层地下水的主要补给来源是地表水渗入和冬季降水,这种补给方式使得浅层地下水很容易受到城市地区和工业排水的污染。
墨西哥Irapuato和Salamanca两个城市城市用水大多靠地下水,受污染水通过断层将污染带到深部含水层,通过对地下构造及水文地质的调查,使用SINTACS评估方法,并结合使用GIS技术,制定地下水保护计划。挪威卑尔根有许多世界建筑遗产,通过对古建筑附近地下水化学性质、地下水压力及土壤湿度等指标的长期监测,研究地下水环境对古建筑保存的影响。南非贝宁地区研究城市和农村地下水遭污染的一些特征,依据已完善了的地下水流的数值模型,通过研究可调节的管理策略来维持贝宁地区的高品质地下水的供应。摩洛哥绘制了丹吉尔地区含水层的污染风险地图,采用DRASTIC方法研究水文地质条件,研究地下水环境的脆弱性,结合城市规划对地下水污染风险进行分区和分等,研究表明东部工业区使含水层的脆弱程度增高,具有中度的污染风险。印度西北有几个城市在地表水和地下水的相互作用,地表水的不合理规划与利用导致地下水位上升造成建筑物地基、桥梁、隧道、管道等其他公共设施的损坏,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,过量开采地下水又使承压水位下降,扩大岩石孔隙,减少岩石强度,造成建筑物倒塌,如果合理管理和规划城市地区地下水和地表水的综合利用将可以避免以上灾难。另外还对印度普纳市东南部由固体废弃物处置引起的地下水污染进行了调查研究,普纳市附近的垃圾站已经使周围的12口井和两条溪流污染,并且距离堆放场越远的地方地下水受污染的状况越轻,那些远离堆放场的地下水没有受到污染,而且即使进‘行地下水回灌修复,堆填场附近的地区地下水仍然污染严重。韩国对地下水中砷污染的自然成因进行深入调查,研究了地下水p H值、沉积作用、变质作用对地下水中砷含量的影响。
(三)城市地质灾害综合调查与评价
1.城市地质灾害综合调查
俄罗斯地调局在莫斯科地区进行了地质灾害与地质环境综合评价项目,通过GIS信息技术对不同种类的地质灾害进行综合性的分析与评价方面进行了尝试研究。根据其滑坡、喀斯特岩溶、地下水位上升等灾害及其地质环境特征,结合城市发展对生态以及经济社会的要求,绘制了莫斯科地区1∶50000地质环境地图,结合城市的功能区划分地质环境分区,提出了一些关于安全城市发展的建议。另外还对2014年冬奥会举办地索契的地质灾害与环境风险进行了评估,主要包括地震构造、水文地质、工程地质和其他环境勘探研究灾害预测等。
在加拿大城市地区自然与人为环境灾害的调查与风险评价论文中,提出建立跨学科、跨地域、长期性的灾害风险综合研究是十分必要的,其目标是研究灾害的特征、破坏性和风险性,在复杂多变的条件下确定灾害风险性,通过监测研究等较少灾害对人类的危害。近年罗马城市化程度不断提高,罗马是一座历史名城,评价其地质灾害相对较难,复杂的全新世沉积物、较厚的人类活动造成的回填土以及大量的受保护的古建筑都给研究工作带来了一定难度,罗马主要的地质灾害有地面沉降、岩溶、滑坡、地震以及固体废料。基于GIS信息平台整合历史时期的相关地质信息,建立了3D地质模型,以半定量的方法评估地质灾害,所获得的方法体系适用于历史背景悠久的城市,更有利于城市的可持续发展与管理。巴西贝洛奥里藏特市未来地质资源与地质灾害研究项目已经在城市规划中得到了应用,通过对土地资源和洪水以及河流侵蚀等资源与灾害的分析,结合将来千万级大城市的定位,为城市规划提出城市发展的重点应从南部向北部转移。
2.城市地质灾害专项调查
1)地震与火山
在城市地质地震与火山灾害研究中,意大利有多项研究成果做了大会发言和展览。通过历史文献记载以及野外的调查,对1908年发生在意大利南部的墨西拿市地震的地质效应进行了评价,主要次生灾害有海啸、滑坡、泥石流、地裂缝、地面塌陷等。意大利Campi Flegrei活火山的城市化应急管理系统中,用高、中、低三种指数来定义火山爆发情景,应急规划区和人们可以紧急集合和疏散的区域与铁路系统的主要节点接近度。另外的研究还建立了火山碎屑流的动力学模型,为城市规划与灾害管理服务,在地震的监测与防治方面制定了相对成熟的预防方案。意大利在评价活动断层灾害如何更好地为土地利用规划服务方面也做了尝试研究。印度对新德里、孟买、班加罗尔等城市进行地震危险性分析,这些城市人口密度逐渐增大,一旦遭受地震将产生严重灾害,在城市规划中如何降低地震风险进行了初步研究。在孟加拉国吉大港地区地震危险性评估论文中,介绍了通过航空遥感与地球物理的方法寻找不同类型地质条件对地震波的反映情况,并将研究成果应用于在城市规划的地震灾害防治中。
随着城市化进程的不断持续,到21世纪中期将有一半人居住在城市,城市化使大城市越来越多,以至于有许多城市会处于地震多发区,美国、加拿大、日本还有一些其他国家的地震防治工程取得了很大成就,可以将地震对人的伤害降低到较低的水平。1989年和1994年加利福尼亚大地震造成不到70人死亡,但是在发展中国家对抗击地震灾害风险的研究还相对滞后。相关介绍还有日本在对地震灾害模拟方面的研究,北非阿尔及利亚、埃及、利比亚、摩洛哥、突尼斯等国家在城市规划中加强对地震灾害的合作研究与预防。
2)滑坡
韩国绘制了汉城方圆1500平方千米的滑坡预报地图,利用包括两个地形学和岩石学的因子,4个土壤属性因子建立logistic回归方程,预测潜在滑坡。意大利安科纳市滑坡预警预报系统主要包括7个表面污染监测系统和33个GPS大地测量,同时也建立了三维立体的钻孔控制系统,监测数据实时传递给监测中心,以便及时进行滑坡的预警预报。另外运用不同年份的土地利用类型图与滑坡分布图进行叠加分析,研究大城市地区滑坡的风险性。相关的研究工作还有莫斯科对滑坡和泥石流的建模与监测,孟加拉国吉大港城市的无序发展导致滑坡灾害,巴西、印度、意大利等一些城市对滑坡防治的研究。
3)城市环境地球化学
在美国克罗多州丹佛大城市地区开展了1972年和2005年的土壤地球化学环境变化对比研究工作,2005年美国地质调查局采集表层土壤497个样品,涉及市区1165平方千米的区域,测定44种元素。然后将测得成果与1972年的样品数据进行对比后发现锌、砷、汞、镉、铜和锑的变化规律非常复杂,而铅则有非常明显的范围扩大的趋势。在土壤和地下水潜在污染的分析评估模型方面美国密歇根州作了研究,对比不同地区土壤及地下水各种污染特征,对地下水来说含有氯的挥发性有机化合物和六价铬具有最高的危险性,而土壤中多氯联苯、汞、多环芳烃具有最高的危险性。
英国开展了伦敦、贝尔法斯特、格拉斯哥等22个城市的地球化学基线调查,测定46种元素或参数,采集近16000个样品,提供了独一无二的英国城市土壤地球化学图。另外还对内分泌干扰物质(环境激素)对人类健康的影响方面做了深入的研究,近50年来,内分泌干扰物在环境中的含量有了很大的增加,包括农药、阻燃剂、防腐剂、表面活性剂等产品,以及化妆品、洗涤剂、食品包装和其他化学物质。许多内分泌干扰物,包括多氯联苯、二恶英和滴滴涕的代谢产物,在环境中有广泛存在,并且由于其亲酯性,可通过生物链进入人体,并通过女性传递给后代。此外,人们的饮食中也含有越来越多的动物激素。通过研发发现,这些越来越多的内分泌干扰物会诱发癌症特别是乳腺癌和前列腺癌。
俄罗斯许多城市表层土壤可能对人体健康存在威胁,在政府管理及决策时应以生态安全为目的有机考虑生态、经济、社会等因素,AHP评价方法的研究可为决策者提供更具体的研究成果,保证表层土壤的安全利用,另外还介绍了不同的污染城市土壤修复技术。
1998年瑞典开始了城市地球化学填图计划,其目的是能够给社会提供可靠的环境背景数据信息,已经有4个城市获得多种样品包括土壤(表层,深层)、苔藓植物等的45种元素的背景值,如银、砷、金、钡、铍、铋、镉、钴、铬、铜、铁、镧、锂、镁、锰、钼、镍、磷、锑、硒、锡、钽、钍、钛、铊、铀、钒、钨、钇和锌等,另外也对如何在地球化学统计计算方面避免一些失误作了简单介绍。
在城市区域的污染范围确定方面,挪威地调局在奥斯陆地区进行了试点,布置穿越市区的南北方向长120千米的剖面,沿着剖面的横截面收集土壤和植物样本,研究的主要目的是研究反映在土壤和植物化学中城市污染的影响和范围。检测指标为银,铝,砷,金,硼,钡,铋,钙,镉,钴,铬,铜,铁,镓,汞,钾,镧,镁,锰,钼,钠,镍,磷,铅,钯,铂,硫,锑,钪,硒,锶,碲,钍,钛,铊,铀,钒,钇和锌等。在挪威的三个主要城市的表层土壤有机污染物调查已经完成,在奥斯陆、卑尔根和特隆赫姆分别采集719、309和75个样品,分析了样品中多环芳烃(PAHs)含量情况。结果表明,内城显示高浓度的PAHs,城郊土壤含量相对较低,PAHs的来源主要为燃烧源。另外还介绍了城市中有毒污染物及其分散机理的研究成果,人类过多的活动导致城市环境中介入了大量的有毒污染物,市中心已被证实含有大量的重金属如铅、镉,还有其他有机有毒物,如二恶英、多环芳烃、多氯联苯等,在挪威的城市土壤里检测到了很高浓度的这些有毒物。另外在31座港口和海边城市的海底沉积物中也有较高的检出率,总的说来海底沉积物也被严重污染。城市地球化学的研究表明很多污染物是通过雨水传播的,目前正在研究城市土壤环境对海水环境的影响。
葡萄牙介绍了北部城市的氡危机情况,开展调查的目的是评估葡萄牙北部城市的氡浓度和控制各种氡的最重要的地理因素,研究表明葡萄牙北部城市区域在土壤和地表水出现中等偏高的氡危机。另外通过对1987~1992年室内氡辐射的测定,获得了大量数据并进行了统计学分析,对氡辐射风险进行了预测,为规划和建设提供支持。
地理信息系统(GIS)和多元统计方法被用来评估追踪香港城市郊区及乡村公园的重金属污染,和乡村公园相比,铜、铅、锌在城市和郊区的土壤中含量较高。元素的主成分分析与聚类分析结果显示主要元素和痕量元素在城市、郊区、乡村公园的聚类特征都不相同。运用地球化学与地球物理相结合的方法,研究波兰南部西里西亚工业区土壤中的地球化学污染异常,来精确绘制污染地区和绿色生态评估区域,该种方法经济有效,降低样品数量和化学分析,实地样品只局限于那些污染严重的地区。芬兰根据两个样品深度研究城市土壤地质化学基线,已经初步绘制了地质化学图。巴西圣保罗市在城镇体系中用铅同位素作为大气污染物示踪来研究铅污染的来源,铅的主要来源为工业废气、城市废气和汽车尾气。丹麦在土壤原位分析测试评价以及污染土壤原位修复方面介绍了最新研究成果。
3.其他
菲律宾在地质和地质灾害评估纳入环境影响评估和全国土地利用规划系统并成为一种制度方面,进行了有益的探索。另外俄罗斯、意大利、芬兰等城市的工程地质研究,意大利城市地区地面沉降的控制研究,以及地质信息系统与地质建模等方面由于篇幅限制不在详细介绍。
二、城市地质的几点思考
1.城市地质的核心部分仍是地质学
随着科技与社会的进步,城市地质学的概念不断在变化和拓展。城市地质学的核心部分仍是地质学,研究区域多为人口稠密、工业发达及城市化水平高的地区,这就要求在城市地区地质学研究的精度要大大提高。世界上每个城市所面临的主要地质问题不尽相同,城市地质学几乎会碰到地质学领域的所有问题和难题。城市地质学的单项研究比如城市工程地质、城市水文地质、城市地球化学等均为地质学的延伸或互相渗透,其内容可以延伸为城市的资源、环境、工程及安全等的可持续利用与发展方面提供保障。
2.城市地质的最大特点是综合性
本次33届国际地质大会由英国地质调查局提出“One Geology”的概念,目前翻译成中文比较多的提法是“大地质”,主要强调全球的统一成图,所有国家的联合合作成图,不同专业地质图的相互叠加与高效利用。城市地质其实可以理解成某城市的“One Geology”,这里不仅有整个城市地区的统一成图,更重要的还有众多地质问题的综合调查与研究,而不单单是某项地质工作的调查与评价。
城市地质学的性质,注定了其多参数、多目标、多学科综合的特性。城市地质学的综合属性,注定要组织跨学科、跨行业、跨部门的艰苦探索和攻关创新,注定了从事调查、研究的专家必须具备多元的知识结构和现代的管理理念。城市地质学知识系统的复杂性,注定了这门学科必须具备当代新学科、新技术、新方法的侧向分工和优势集成。城市地质学的用户众多,注定了其操作层面和服务平台必须具有多参数、立体化的“数字城市”的现代结构。
3.城市地质的生命力在于它的应用性
城市地质的特点决定了其成果必须具有很强的应用性和实用性,即如何使地质成果更好地应用到城市的规划、建设与管理中。在服务于城市规划方面,如何更好得为城市总体规划、区域性规划提供基础地质资料、为专业性规划提供相关的专项研究成果、为城市重大工程的规划选址提供综合性成果;在服务于城市建设方面,如何为地下空间的开发利用、重大市政工程所面临的地质问题、建筑工程的建设等方面发挥作用;在服务于城市安全方面,可为城市生命线(地铁、高架、防汛墙、天然气管网等)的安全运营、城市用水安全与应急水源地建设、防治地质灾害研究以及地质灾害应急抢险等方面服务;在服务于土地资源管理方面,可为土地利用总体规划修编与实施评价、基本农田的划定与保护、后备土地资源的利用、土地复垦与土壤修复、土地利用绩效评估等方面服务;在服务于生态环境保护方面,可为水土体的环境质量监测、垃圾处置场环境风险评估、生态住宅等方面服务。
4.城市地质的活力在于方法技术的革新
城市地质学作为一门学科,其自身理论体系的构建相对较复杂。从城市地质研究的内容来看,每一项都有各自的理论体系,从专业上来分比如基岩地质、第四纪地质、水文地质、工程地质及地球化学等,从研究领域来分比如资源、环境及工程等。另外不同的城市其所开展的有针对性的研究课题也不尽相同,但归根结底还是与该城市所面临的主要地质灾害与地质问题有关,针对每种地质灾害的研究都有相互独立的理论体系,比如地面沉降、滑坡、泥石流、活动断层等。如何将不同的理论体系提高升华到城市地质的理论体系是一个非常复杂的难题。城市地质研究中的方法技术的革新将有助于城市地质理论体系的完善和构建。在进一步完善城市地质调查技术和工作流程规范基础上,编制《城市地质调查工作指南》,提高城市地质调查工作的效率。借助相关领域的新技术、新方法,尤其是GPS、GIS、RS等新技术,在调查的方法手段、不同专业领域的集成综合评价方法技术、地质灾害的动态监测与预警预报、地质成果或结论的从定性到定量判别、地质环境的数学模型与经济学分析、城市地质工作在城市经济发展中的贡献度等方面不断有新的突破和认识,不断提升城市地质的活力。
5.城市地质发展的动力要依托新的机制
我国城市地质试点工作已经开展了4年,每个试点城市都取得了丰硕的成果。新的工作机制探索将有助于城市地质工作快速的发展。今后城市地质工作中将加快建立健全长效管理机制,切实增强城市地质工作对经济社会发展的持续保障能力。完善深化调查成果和建立城市地质工作长效机制相结合,进一步加强城市地质调查成果应用示范,推进调查成果的深化和转化。深化完善地质信息动态更新、社会共享机制和建立城市地质工作长效机制相结合。深化完善调查成果转化工作与建立城市地质工作长效机制相结合。新的工作机制探索的目的主要还是使城市地质工作更好的纳入到城市规划与建设体系当中,以便更好的发挥城市地质工作的经济社会效益,提高在城市经济社会发展中的贡献度。
由于时间紧迫,城市地质涉及的专业众多,关于本次大会中城市地质研究内容的介绍难免会有些遗漏,另外文中的其他差错,敬请批评指正。在城市地质论文摘要编写、展板制作过程中得到了中国地质调查局庄育勋主任、翟刚毅处长、程光华教授,以及上海市地质调查研究院魏子新院长、严学新总工、王寒梅副总工、史玉金主任工程师等领导专家的悉心指导,特此感谢。在参加第33届国际地质大会期间以及本文的编写过程中,得到了与会的中国地质调查局代表团诸位团友的大力支持和帮助,在此一并表示衷心感谢。
(何中发执笔)
2. 地质工程的主要内容有哪些必学的课程
工程地质学是:研究人类的工程活动与地质环境的相互作用,以便认识评价,改造和保护地质环境。是地质学的一个分支。
工程地质是一门研究与工程建设有关的地质问题的专门学科。
工程地质学的研究对象是:工程地质条件和工程地质问题。
所谓工程地质条件是:工程地质环境各个要素的总和。包括:
(1)岩土类型及其工程地质性质(2)地形地貌条件(3)地质结构与地应力(4)水文地质条件(5)物理地质现象(6)天然建筑材料
地 质 工 程 Geological Engineering
地质工程领域是以自然科学和地球科学为理论基础,以地质调查、矿产资源的普查与勘探、重大工程的地质结构与地质背景涉及的工程问题为主要对象,以地质学、地球物理和地球化学技术、数学地质方法、遥感技术、测试技术、计算机技术等为手段,为国民经济建设服务的先导性工程领域。国民经济建设中的重大地质问题、所需各类矿产资源、水资源与环境问题等是社会稳定持续发展的条件和基础。地质工程领域正是为此目的而进行科学研究、工程实施和人才培养。地质工程领域服务范围广泛,技术手段多样化,目前,从空中、地面、地下、陆地到海洋,各种方法技术相互配合,交叉渗透,已形成科学合理的、立体交叉的现代化综合技术和方法。
本工程领域涉及到数学、物理学、地质学、油气及固体矿产的矿产普查与勘探、水文地质、工程地质、岩土工程、遥感地质、数学地质、应用地球物理和应用地球化学、计算机应用技术等学科。
培养目标
地质工程领域为适应国民经济建设和社会发展的需要,为地质调查、工程勘察、矿产资源的普查勘探与开发相关的工矿企业和工程建设部门培养应用型、复合型高层次工程技术人才和工程管理人才。
地质工程领域工程硕士要求掌握地质工程领域坚实的基础理论和宽广的专业知识及管理知识,了解地质工程领域工程技术的国内外现状和发展趋势,掌握解决地质工程有关问题的先进技术方法和现代化技术手段,具有独立担负工程技术或工程管理的能力,具有较强的创新意识和一定的创新能力,掌握一门外国语,能较熟练地阅读与地质工程领域有关的专业文献和撰写论文的外文摘要,能熟练运用计算机技术解决地质工程领域中有关问题。
领域范围
地质工程领域适用的行业包括:地质调查,油气及固体矿产资源的普查勘探与评价,大型工矿企业和水利水电建设,公路和铁道建设,工程地质,水文地质,地质环境及地质灾害的调查,勘察及监测等。
地质工程领域覆盖的范围包括:地质调查技术和方法与矿产资源勘查与评价,区域矿产基地及矿产远景区预测与评价,矿区与矿床的勘探、开发与评价,地质工程领域建设、勘查评价项目可行性研究与决策,地质勘探的新技术与新方法,水文地质、工程地质、环境地质、地质灾害的预测、评价、监测与保护,地质结构、地质环境、地质过程及地质灾害研究中的计算机应用,地质工程实施过程中的质量检测及新方法、新技术的设计、开发、应用,地质资源与地质工程行业的工程管理。
3. 地质工程主要研究哪些方面
1、概念:地质工程也叫工程地质学,是研究人类的工程活动与地质环境回的相互作用答,以便认识评价,改造和保护地质环境它是地质学的一个分支,专门研究与工程地质有关的地质问题。
2、研究对象:是工程地质条件和工程地质问题。工程地质条件是工程地质环境各个要素的总和。包括:(1)岩土类型及其工程地质性质(2)地形地貌条件(3)地质结构与地应力(4)水文地质条件(5)物理地质现象(6)天然建筑材料 。
3、适用的行业:包括地质调查,油气及固体矿产资源的普查勘探与评价,大型工矿企业和水利水电建设,公路和铁道建设,工程地质,水文地质,地质环境及地质灾害的调查,勘察及监测等。
4、覆盖的范围:地质调查技术和方法与矿产资源勘查与评价,区域矿产基地及矿产远景区预测与评价,矿区与矿床的勘探、开发与评价,地质工程领域建设、勘查评价项目可行性研究与决策,地质勘探的新技术与新方法,水文地质、工程地质、环境地质、地质灾害的预测、评价、监测与保护,地质结构、地质环境、地质过程及地质灾害研究中的计算机应用,地质工程实施过程中的质量检测及新方法、新技术的设计、开发、应用,地质资源与地质工程行业的工程管理。
4. 工程地质勘察报告包括哪些内容
每个单位的格式都不大一样,一般包括两大部分:文字和图表。文字部版分有工程概况,勘察目的权、任务,勘察方法及完成工作量,依据的规范标准,工程地质、水文条件,岩土特征及参数,场地地震效应等,最后对地基作出一个综合的评价,提承载力等。图表部分包括平面图,剖面图,钻孔柱状图,土工试验成果表,物理力学指标统计表,分层土工试验报告表等。
5. 工程地质勘探施工包含哪些工作内容
工程地质勘探施工包含以下五项:
①搜集研究区域地质、地形地貌、遥感内照片、水文容、气象、水文地质、地震等已有资料,以及工程经验和已有的勘察报告等;
②工程地质调查与测绘;
③工程地质勘探见工程地质测绘和勘探;
④岩土测试和观测见土工试验和现场原型观测、岩体力学试验和测试;
⑤资料整理和编写工程地质勘察报告。
6. 城市地质包括那些
城市地质工作领域广泛,涉入水土资源、城建、地质灾害、生态环境、地质旅游等多方面. 城市地质是地质工作和地勘行业实现重大战略转变的切入点之一 .
7. 地质项目的概念及其分类
一、地质项目概念
地质项目是指根据国家经济建设和社会发展需要,在一定的地区范围内(成矿区带),以矿产地和工作地区客观地质体为研究对象,根据有关规程、规范、规定或合同,独立编写地质设计,采用各种勘探手段进行野外地质作业,完成既定的地质勘查任务,并提交地质调查或勘查报告的地质勘查项目。
构成一个地质项目,必须具备以下几个基本条件:
(1)以客观地质体为对象,有明确的地质任务。地质勘查活动是以地质找矿或研究为目的,其活动过程是利用一定的劳动手段作用于客观地质体,查明地下地质情况,探明矿产储量,为国家或地方国民经济和社会发展提供所需的地质资料。
(2)独立编写地质设计。就地质勘查活动而言,完成一个地质项目的周期较长,采用的工作手段较多,为保证项目最终达到预期目的,工作之前首先必须编制地质设计。地质设计有总体设计,也有分阶段设计。地质设计是地质勘查工作活动的行动纲领,也是使地质勘查投资取得最佳效果的保证。
(3)进行野外施工。野外施工是地质勘查活动,也是地质勘查投资目的的实现过程,在这个过程中,需要动用较多的人力、物力和财力,动用一定数量的工程,使用一定的技术方法,了解地下地质情况。
(4)提交地质报告。地质报告是地质勘查工作的总结性文件,也是地质勘查投资的最终成果,地质勘查活动中所查明的各种地质情况,最终反映在地质报告中。因此,无论投资主体是国家还是企业,每一个地质项目的结束,都应向业主提交相应的地质报告。
二、地质项目分类
(1)地质项目按其投资主体划分及资金来源划分为财政预算资金项目、社会资金项目、自筹资金项目。
① 财政预算资金项目包括中央预算资金项目、地方预算资金项目、矿产资源补偿费项目、国土资源大调查项目及其他专项资金项目。
中央预算资金项目是指由中央预算内地质勘探费作为资金来源的勘查项目;
地方预算资金项目是指由地方财政预算作为资金来源的勘查项目;
矿产资源补偿费项目是指由中央财政和地方财政使用收缴的矿产资源补偿费作为资金来源的勘查项目;
国土资源大调查项目是指由国土资源大调查专项资金安排的勘查项目;
其他专项资金项目,是指由中央或省级其他资金安排的专项资金项目,如整装勘查项目、地质灾害防治项目。
② 社会资金项目是指国家预算项目外,由企业、社会组织或个人出资,成果由出资人享有的勘查项目。
③ 自筹资金项目,是指由地勘单位或其主管部门自筹资金,包括自有资金和银行借款作为资金来源的勘查项目。
(2)地质项目按其成果性质划分为基础性、公益性、战略性、商业性项目。
① 基础性项目是指为提高国家基础性地质调查研究程度而由国家出资开展的区域地质调查、区域水文地质调查、区域工程地质调查、区域环境地质调查、区域地球化学调查、区域地球物理调查、航空遥感地质调查、海洋地质调查等国土资源综合调查评价项目,及与其相应的科学研究项目。
② 公益性项目是指为保证社会公众利益,减少地质找矿风险,改善商业性地质勘查工作投资环境而由国家出资开展的矿产资源调查及资源远景评价、水文地质、工程地质、地质环境的检测评价、地质灾害勘查、检测、预报和防止及其相应的科学研究项目。
③ 战略性项目是指保证和实现国家有关战略决策的科学性、可靠性而由国家或企业(集团)出资开展的影响国民经济全局或长远发展战略布局所需的地质勘查项目,国家重大工程建设所需的前期地质勘查项目,以及国家批准安排的专项地质勘查项目等。
④ 商业性项目是指以地质成果转让或开发为目的的由企业、社会个人出资开展的地质勘查项目。
(3)地质项目按专业性质划分固体矿产地质勘查项目、石油地质勘查项目、海洋地质调查项目、水文环境工程地质勘查项目、区域地质调查项目、地球物理(化学)勘查项目、航空遥感地质项目、地质科学研究项目、成矿远景区划及资源总量预测项目。
① 固体矿产地质勘查项目,是指在特定地区以查明固体矿产资源情况为目的的地质勘查项目。
② 石油(气)地质勘查项目,是指在陆地特定地区以寻找石油、天然气(含煤层气、页岩气)为主要目的的地质勘查项目。
③ 海洋地质调查(含海洋石油)项目,是指在预定海域,以查明海底矿产资源为主要目的的综合地质调查及海洋公测很难过地质调查项目。
④ 水文、工程、环境地质勘查项目,是指在特定地区,以查明地下水情况及水文、工程、环境地质条件的调查及勘查项目。
按其项目性质又分为:
a.水文地质项目,是指以查明水资源及其开发利用现状,提出水资源合理开发利用和保护方案,查明专门水文地质问题及区域水文地质条件为目的的水文地质项目。
b.工程地质项目,是指为满足建筑工程需要而进行的以查明区域工程地质条件为目的的地质工作项目。
c.环境地质项目,是指以查明环境地质问题和区域性环境地质条件为目的的地质工作项目。
d.水文、工程、环境地质综合勘查项目,是指为综合查明水文、工程及环境地质问题及水文、工程、环境地质条件为目的的综合地质工作项目。
按服务对象又分为:
a.城市地质项目,是指为城市建设与规划服务的水文地质、工程地质、环境地质的设计、勘查、评价、论证的项目。包括:城市区域水文地质与水资源勘查;城市建筑所进行的区域性与专项工程地质问题的勘查;城市环境地质调查及专门性环境地质问题的勘查;城市水文、工程及环境地质综合评价等。
b.国土开发整治区地质项目,是为国土资源的开发与合理利用及进行区域性构筑物(如水坝、铁路、桥梁、公路等)建筑而进行的水文、工程、环境地质的综合勘查、评价、论证等工作的地质项目。
c.农牧业地质项目,是为农牧业供水、解决人畜用水,进行旱涝、盐碱地综合治理,修筑农田水利工程等问题进行的水文、工程、环境地质勘查、评价及调查项目。
d.厂矿企业地质项目,是为已建、新建、扩建的厂矿企业进行工程前的水文、工程地质可行性研究的地质工作项目。
e.其他地质项目。属于水文地质、工程地质、环境地质而不包括在以上四项内的地质工作项目。
⑤区域地质调查项目,是指在选定地区内充分研究和运用已有资料基础上按规定比例尺进行系统区域地质填图及找矿,综合研究区域地质构造、地层、岩石基本特征与矿产的关系,初步查明区域内矿产分布规律、圈出劈叉远景区,支出找矿方向的综合地质调查工作项目。按填土的比例尺分为大比例尺(1∶5万)、中比例尺(1∶20万)、小比例尺(1∶50万、1∶100万)。
⑥地球物理(化学)勘查项目,简称物化探项目,是指在特定地区,采用地球物理和化学勘查方法,探测区域地质构造,提供找矿异常区的地质项目。按类别可分为:区域物探、区域化探项目、地面(井中)物(化)探项目、海洋物(化)探项目。
⑦航空遥感地质调查项目,是指在大气层下利用飞机、气球、卫星等作为传感平台,运载各类要赶一起,研究地质体和地质现象的地质项目。按研究内容可分为:地质制图项目,地质构造研究项目,矿产普查项目,水文地质调查项目,工程地质和灾害地质调查项目,地震地质研究项目,环境地质和城市地质综合调查项目,石油及天然气地质研究项目。
⑧地质科学研究项目,是指按照预定的地质科研课题进行的地质研究项目。
⑨成矿远景区划及资源总量预测项目,是指按照地区或成矿区(带)编制成矿远景区划及进行资源总量预测的工作项目。
(4)地质项目按其工作阶段划分为基础地质项目、普查地质项目、详查地质项目、勘探地质项目:
① 基础地质项目,是指对某一区域内的矿物、岩石、地层、构造及其发展历史等基本地质条件所进行调查研究工作,并构成地质项目条件的地质项目。
② 普查地质项目,简称普查项目,是指在特定地区的基础地质工作以后以寻找矿产为目的,查明有无进一步工作价值的初步评价工作的地质项目。
③ 详查地质项目,简称详查项目,是指在特定地区的基础地质工作或普查地质工作基础上,对某一(或伴生、共生)矿种按有关规范进行的详细评价工作的地质项目。
④ 勘探地质项目,简称勘探项目,是指在特定地区在详查工作基础上,对某一(或伴生、共生)矿种按照有关规范进行的勘探工作的地质项目。
(5)地质勘查项目按其重要程度和管理权限划分一类、二类、三类项目。
一类项目主要为基础性勘查项目及具有较好资源远景的战略性勘查项目,由国土资源管理部门确定与管理。
二类项目主要为战略性勘查项目及公益性勘查项目,各省(自治区、直辖市)国土资源主管部门根据本省(区、直辖市)中长期规划确定与管理。
三类项目是指一、二类项目之外,由各地质勘查主管部门及地勘单位根据自身发展需要确定和管理的勘查项目。
8. 工程地质包括哪些内容(土力学地基基础第四版)
工程地质研究的主内容有:确定岩土组分、组织结构(微观结构)、物理、化学与力学性质(特别是强度及应变)及其对建筑工程稳定性的影响,进行岩土工程地质分类,提出改良岩土的建筑性能的方法;研究由于人类工程活动的影响而破坏的自然环境的平衡,以及自然发生的崩塌、滑坡、泥石流及地震等物理地质作用对工程建筑的危害及其预测、评价和防治措施;研究解决各类工程建筑中的地基稳定性,如边坡、路基、坝基、桥墩、硐室,以及黄土的湿陷、岩石的裂隙的破坏等,制定一套科学的勘察程序、方法和手段,直接为各类工程的设计、施工提供地质依据;研究建筑场区地下水运动规律及其对工程建筑的影响,制定必要的利用和防护方案;研究区域工程地质条件的特征,预报人类工程活动对其影响而产生的变化,作出区域稳定性评价,进行工程地质分区和编图。随着大规模工程建设的发展,其研究领域日益扩大。除了岩土学和工程动力地质学、专门工程地质学和区域工程地质学外,一些新的分支学科正在逐渐形成,如矿山工程地质学、海洋工程地质学、城市工程地质及环境工程地质学、工程地震学。
1工程地质与岩土工程的区别
工程地质是研究与工程建设有关地质问题的科学(张咸恭等著《中国工程地质学》)。工程地质学的应用性很强,各种工程的规划、设计、施工和运行都要做工程地质研究,才能使工程与地质相互协调,既保证工程的安全可靠、经济合理、正常运行,又保证地质环境不因工程建设而恶化,造成对工程本身或地质环境的危害。工程地质学研究的内容有:土体工程地质研究、岩体工程地质研究、工程动力地质作用与地质灾害的研究、工程地质勘察理论与技术方法的研究、区域工程地质研究、环境工程地质研究等。
岩土工程是土木工程中涉及岩石和土的利用、处理或改良的科学技术(国家标准《岩土工程基本术语标准》)。岩土工程的理论基础主要是工程地质学、岩石力学和土力学;研究内容涉及岩土体作为工程的承载体、作为工程荷载、作为工程材料、作为传导介质或环境介质等诸多方面;包括岩土工程的勘察、设计、施工、检测和监测等等。
由此可见,工程地质是地质学的一个分支,其本质是一门应用科学;岩土工程是土木工程的一个分支,其本质是一种工程技术。从事工程地质工作的是地质专家(地质师),侧重于地质现象、地质成因和演化、地质规律、地质与工程相互作用的研究;从事岩土工程的是工程师,关心的是如何根据工程目标和地质条件,建造满足使用要求和安全要求的工程或工程的一部分,解决工程建设中的岩土技术问题。
2工程地质与岩土工程的关系
虽然工程地质与岩土工程分属地质学和土木工程,但关系非常密切,这是不言而喻的。有人说:工程地质是岩土工程的基础,岩土工程是工程地质的延伸,是有一定道理的。
工程地质学的产生源于土木工程的需要,作为土木工程分支的岩土工程,是以传统的力学理论为基础发展起来的。但单纯的力学计算不能解决实际问题,从一开始就和工程地质结下了不解之缘。与结构工程比较,结构工程面临的是混凝土、钢材等人工制造的材料,材质相对均匀,材料和结构都是工程师自己选定或设计的,可控的。计算条件十分明确,因而建立在材料力学、结构力学基础上的计算是可信的。而岩土材料,无论性能或结构,都是自然形成,都是经过了漫长的地质历史时期,在多种复杂地质作用下的产物,对其材质和结构,工程师不能任意选用和控制,只能通过勘察查明,而实际上又不可能完全查清。岩土工程师不敢相信单纯的计算结果,单纯的计算是不可靠的,原因就在于工程地质条件的不确知性和岩土参数的不确定性,不同程度地存在计算条件的模糊性和信息的不完全性。因而虽然土力学、岩石力学、计算技术取得了长足进步,并在岩土工程设计中发挥了重要作用,但由于计算假定、计算模式、计算方法、计算参数等与实际之间存在很多不一致,计算结果总是与工程实际有相当大的差别,需要进行综合判断。
9. 工程地质勘察报告中应包括哪些主要内容
每个单位的格式都不大一样,一般包括两大部分:文字和图表。文字部分有工程概况,勘察目的、任务,勘察方法及完成工作量,依据的规范标准,工程地质、水文条件,岩土特征及参数,场地地震效应等,最后对地基作出一个综合的评价,提承载力等。图表部分包括平面图,剖面图,钻孔柱状图,土工试验成果表,物理力学指标统计表,分层土工试验报告表等。
10. 城市与城市地质工作特点
城市是现代人都熟悉的词,但至今仍没有一个大家公认的、各国共同遵循的定义。一般把城市理解为有一定规模的工业、交通运输业和商业聚集的非农业人口为主的居民点。城市就其产生而言,是从事工商活动并具有防御功能的居民点,时间大体是从原始社会向奴隶社会过度时期,传说我国夏代就已“筑城以为君,造廊以守民”。一般依人口的多少可分为特大型(人口>100万)、大型(人口50万~100万)和中小型(人口<50万)等不同规模。同时,城市也是由复杂的物质要素组成的实物系统,其中尤以各类建筑工程最为重要,可以说建筑工程是城市的骨骼。城市的建筑工程依其功能和规模进行分类:如交通工程、住宅、能源、给水和排水、通信、工厂、绿化工程等,城市建筑工程也是一复杂的系统。由于修建工程都需进行工程地质勘察,工程地质是城市最普遍的地质工作,故有人将城市地质仅指工程地质。
城市依其性质、特征可分成不同的类型,如中心城市、工业城市、交通港口城市、旅游城市、历史文化城市等。不同类型的城市除服务于城市工程建设的工程地质工作外,往往有体现城市性质的专门地质工作。我国工业城市中有200多座以矿业开发为主建设起来的资源型城市:石油城玉门市、大庆市、东营市、克拉玛依市,钢都鞍山市、本溪市、攀枝花市、嘉峪关市,煤都抚顺市、阜新市、大同市、淮南市、淮北市,铜都白银市、镍都金昌市、盐都自贡市、瓷都景德镇市等。地质工作是这些城市立市的前提,也是其发展的保证,如白银市、金昌市和嘉峪关市都有政府为地质工作树立的纪念碑。另一方面,城市的自然地质环境多不同,为了解决制约城市发展的地质问题,各城市多有其地质工作的重点,如北方缺水城市都将城市地下水资源勘察评价和开发保护作为地质工作重点,又如地质灾害多发城市则十分重视地质灾害防治工作,宝鸡市、兰州市等都曾颁布有滑坡防治条例;天津市、上海市等都设有专门控制地面沉降的管理机构等。受城市的社会特征(规模、类型、发展阶段等)和城市地质环境特性的双重因素制约,城市地质工作具有学科的综合性、地域的独特性、工作的动态性、方法的多样性和社会性等一系列特点,进行城市地质工作必须重视城市地质工作特点。