地质环境系统是什么系统

❶ 地质环境系统的自组织

地质环境系统是由岩(土)、水、气、生等物质组成，这些内部组成物相互作用相互联系的同时，还与外界环境的物能输入发生关系。譬如大气降水的入渗，将具有较高势能的雨水输入到系统中，系统在获得水量补给的同时，也获得了能量，使内部水量增加，水位抬升，渗流场也随之发生变化。此外，雨水还携带盐分、热能、溶解氧等，它们会与地下水进行化学反应、热能的传导，并影响着地下水中微生物的生境。这表明，任何一种输入表面上可能被视为物理作用，其实是物理的、化学的乃至生物方面的全方位冲击。而且其中任一状态的变化结果，又会反过来影响其他状态，构成互为因果、连锁式的动力学过程，这种现象称为协同作用。

外界环境的输入是地质环境系统不断进行物质运动的主要原因，它不仅源源不断地弥补系统物质输出造成的亏损，也为物质的运移提供着所需的能量。如果输入过程以正常涨落的方式进行，系统可以维持正常的物质运动过程，即使输入过程中出现某些瞬间的强度增大或减小，只要不超过一定的阈值，系统都会通过内部物质的再分配和能量的调整，即涨落予以化解，以保持一种和谐、有序的宏观状态。这种在地质环境系统内部自发形成的，能够使物质运动的各种动力学过程通过协同作用，形成统一指向的行为称为自组织。显然，协同作用是系统具有自组织能力的原因，而地质环境系统的自组织又是其能够消弥外界干扰，保持稳定时空结构的根本原因。

❷ 环境地质与地质环境有什么区别，求详解

“环境地质”一词最早出现于20世纪60年代末、70年代初一些西方工业发达国家的文献中。那时这些工业发达国家，已感到环境问题迫切性，开始把滑坡、泥石流、地面沉降、城市地质等问题研究列为环境地质研究的范畴。1982年再版的Michael Allaly主编的《环境辞典》中，将环境地质一词定义为：应用地质数据和原理，解决人类占有或活动造成的问题（如矿物的采取、腐败物容器的建造、地表侵蚀等的地质评价）。环境地质在我国出现和使用较晚，但也是随着一系列严重的环境问题（如环境污染、地质灾害等）对生产、生活的影响愈来愈突出而提出的。
地质环境：自然环境的一种，指由岩石圈、水圈和大气圈组成的环境系统。在长期的地质历史演化的过程中，岩石圈和水圈之间、岩石圈和大气圈之间、大气圈和水圈之间进行物质迁移俄能量转换，组成了一个相对平衡的开放系统。人类和其他生物依赖地质环境生存发展，同时，人类和其他生物又不断改变着地质环境。
地质环境同人类和其他生物的关系主要表现在：①地质环境是生物的栖息场所和活动空间，为生物提供水分、空气和营养元素。地质环境的区域差异，导致生物向不同方向进化。生物是地质环境的产物，但又改变地质环境，例如土壤是植物和地质环境相互作用下形成的。生命在长期演化中,同环境愈来愈适应,因此生物体的物质组成及其含量同地壳的元素丰度之间有明显的相关关系。英国地球化学家E.哈密尔顿等人通过对人体脏器样品的分析发现，除原生质中主要组分（碳、氢、氧、氮）和岩石中的主要组分（硅）外，人体组织（特别是血液）中的元素平均含量和地壳中这些元素的平均含量具有明显的相关性（见图）。这说明人体是地壳物质演化的产物。②地质环境向人类提供矿产和能源。目前人类每年从地层中开采的矿石达4立方公里,从中提取金属和非金属物质。人类还从煤、石油、天然气、水力、风力、地热以及放射性物质中获得能源。矿产资源是经过漫长的地质时代形成的，属于不可更新资源,经人类开发利用后,很难恢复，因此矿产资源的合理开发和有节制地使用是非常重要的。③人类对地质环境的影响随着技术水平的提高而愈来愈大，例如采掘矿产,修建水库,开凿运河都直接改变地质、地貌；大规模毁坏森林草原，导致水土流失，土地沙漠化；矿物燃料的大量燃烧，增加大气层二氧化碳含量，造成全球气候异常;人类向地质环境排放大量工业废弃物,造成对有机体有害的化学元素如汞、铅、镉等在地表的浓度增高。
应当指出，地质环境与环境地质，有完全不同的含义和性质，两者不能互相通用，混淆不分。与地质环境的区别在于，环境地质是研究人类技术—经济活动与地质环境相互作用、影响的学科，是以地质环境为研究对象的科学。地质环境是有空间概念的，而环境地质没有空间概念。

❸ 什么是地质环境

地质环境： 自然环境的一种，指由岩石圈、水圈和大气圈组成的环境系统。专在长期的地质历史演化的属过程中，岩石圈和水圈之间、岩石圈和大气圈之间、大气圈和水圈之间进行物质迁移和能量转换，组成了一个相对平衡的开放系统。人类和其他生物依赖地质环境生存发展，同时，人类和其他生物又不断改变着地质环境。

❹ 地质环境以系统的方式存在

根据系统论的观点，世界上任何事物都以系统的方式存在，矿山地质环境也不例版外。

系统是指由相互联系、相权互作用的若干要素(部分)构成的具有统一功能的整体。该定义不仅仅说明了什么是系统，更明确了系统所具有的基本特性，如整体性、相关性等。由于没有规定具体的物质形态，所以，系统作为现代科学普适的概念运用于所有学科中。应该指出，“系统”一词的科学意义不在其字面上，而是告诉人们一种思维方式和处理问题的技巧，即观察现象、分析问题应具有整体观，懂得事物具有相关性、层次性和发展变化的基本特性，以从中提炼科学问题，寻找解决问题的科学途径。

无论是全球地质环境，还是局域地质环境都具备定义为系统的全部条件。首先，它们都是由岩(土)、水、气、生四大要素组成的。尽管全球地质环境与局域地质环境的空间大小不同，但在各自的内部，四种要素都是相互联系相互作用的，而且正是这些联系才形成了各种物质的运动和能量的转化传输过程，使它们始终充满活力，并表现出各自所特有的活动方式和行为，即所谓功能。地质环境系统的功能是多样的，既有为人类提供资源的各种服务功能，又有给人制造麻烦，甚至灾难的另一种功能。

❺ 地质环境

【地质环境】是指与人类社会关系最密切的岩石圈表层所有组成部分，包括岩石、土壤、地下水、地质过程和现象等，相互联系、相互作用，并积极与大气、水、生物圈进行物质交换和能量流动的环境子系统。地质环境是有空间概念的，它的上限是岩石圈的表面，下限位置，决定于人类社会的科学技术发展水平，以及进入岩石圈内部的活动深度。

【地质资源环境】是指除矿产资源以外，在一定的技术经济条件下，地质环境中对人类有用的一切物质。包括地下水、地质遗迹、地质地貌类景观等。

【地质环境行政管理】是指国土资源管理部门及其工作人员，依据有关法律、法规，在国务院赋予的地质环境保护管理职能范围内，采用法律、经济、技术、行政、教育等手段或措施，对地质环境保护、治理活动中的社会公共事务进行的管理。通过管理，防止、控制和减轻地质环境向不利于人类生存活动方向发展，预防和治理各种地质因素与过程对人类生存、生产和生活的危害和破坏；鼓励人类合理利用地质环境，达到既能发展经济满足人类需要，又不超出环境容许极限的目的。

【地质环境监督管理】是指国土资源管理部门承担的对地质环境保护的职能，和开发利用的监督管理职责。主要包括区域地质环境、城市地质环境、矿山地质环境的保护和地质灾害防治；组织监测、防治地质灾害和保护地质遗迹；依法管理水文地质、工程地质、环境地质勘查和评价工作；监测、防止地下水的过量开采与污染；保护地质环境；认定具有重要价值的古生物化石产地、标准地质剖面等地质遗迹保护区等。

【区域地质环境监督管理】是指在自然地理单元或社会政治经济单元划定的地域内开展地质环境保护监督管理工作，其目的是努力使区域开发建设活动与资源合理利用、地质环境质量的保护和改善相适应，为区域可持续发展服务。

区域地质环境调查评价和预测是区域地质环境监督管理的基础和前提。要全面了解区域社会经济总体发展规划，调查评价区域资源态势，划定区域地质环境功能区，判定区域主要环境地质问题，论证开发建设活动的可持续发展能力，进行地质环境预测与风险分析，确定区域地质环境容量和提出地质环境合理利用与防治方案。

区域地质环境监督管理工作，涉及面广，综合性强，服务层次高，它必须落实到区域规划、建设、管理的全过程。建立区域地质环境管理体系包括：区域地质环境保护规划、有关政策与法规、对策与措施、监测预报信息系统以及有关管理制度等。

【城市地质环境监督管理】城市地区国土开发强度最大，地质环境变化显著。由于地质环境条件和人为不合理开发利用地质环境，环境地质问题突出，有的已构成地质灾害，已成为城市发展的重要制约因素。

城市地质环境监督管理工作要贯穿于城市规划、建设和管理的全过程中。从总体上看，要抓好6个重点工作：①城市区域地壳稳定性评价；②地基稳定性评价；③供水条件和水资源保护问题；④城市废弃物外置的地质条件评价和监测；⑤地质景观资源和建筑材料的调查和评价；⑥城市地质灾害的评价、监测和预测。

加强城市地质环境保护，首先要制定相应的城市地质环境管理配套法规，明确城市规划要有地质环境合理开发利用区划为依据；重大工程建设项目必须进行地质环境影响评价；城市发展规模的确定，必须充分考虑地质环境的可能容量及承载力；提出的地质环境问题及地质灾害的整治意见以及预测、预报信息，有关部门要及时采取有效的治理和保护性措施。

【矿山地质环境监督管理】矿山地质环境的监督管理主要包括：①制定和完善矿山地质环境监督管理法规，依法进行监督管理；②根据矿业生产特点，制定矿山地质环境影响评价和管理办法，要把地质环境的勘查、评价、治理、监督贯穿到矿山勘探、设计、建设、生产的全过程中；③对新建矿山要执行环境影响评价报告制度；防治污染和其他地质灾害的措施，必须与主体工程同时设计、同时施工、同时投产；④采取措施，加强对矿山“三废”的综合开发利用，逐步实现尾矿、矸石及矿坑排水资源化；⑤建立矿山地质环境监测站网、预测预报工作，及时提出预防灾害措施；⑥建立完善监督管理机构。

【地质灾害防治管理】地质灾害防治管理的基本内容主要包括以下几个方面：①编制并组织实施地质灾害防治规划、计划；②编制本行政区域的年度地质灾害防灾预案，划定危险区并对其监督管理；③城市建设、工程项目建设，申请建设用之前必须进行地质灾害危险性评估，评估结果由省级以上国土资源管理部门认定后，方可办理建设用地审批手续；④组织开展地质灾害监测、预报，制定治理方案并组织实施；⑤负责地质灾害防治工程，承担勘查、设计、施工、监理单位的监质管理；⑥进行地质灾害责任鉴定和纠纷调处。

【地质遗迹】是指在地球演化的漫长地质历史时期，由于各种内外动力地质作用，形成、发展并遗留下来的珍贵的、不可再生的地质自然遗产。被保护的地质遗迹是国家的宝贵财富，任何单位和个人不得破坏、挖掘、买卖或以其他形式转让。地质遗迹的保护是环境保护的一部分，应实行“积极保护、合理开发”的原则。国务院国土资源管理部门对全国地质遗迹保护实施监督管理。县级以上人民政府国土资源管理部门在同级环境保护行政主管部门协助下，对本辖区的地质遗迹保护实施监督管理。

【地质遗迹保护】地质遗迹保护划分为以下七类：

对追溯地质历史具有重大科学研究价值的典型地层剖面、生物化石组合带地层剖面、岩性岩相建造剖面及典型地质构造剖面和构造形迹；对地球演化和生物进化具有重要科学文化价值的古人类与古脊椎动物、微体古生物、古植物等化石与产地以及重要古生物活动遗迹；具有重大科学研究和观赏价值的岩溶、丹霞、黄土、雅丹、花岗岩奇峰、石英砂岩、峰 林、火山、冰川、陨石、鸣沙、海岸等奇特地质景观；具有特殊学科研究和观念价值的岩石、矿物、宝玉石及其典型产地；有独特医疗、保健作用或科学研究价值的温泉、矿泉、矿泥、地下水活动痕迹以及有特殊地质意义的瀑布、湖泊、奇泉；具有科学研究意义的典型地震、地裂、塌陷、沉降、崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害遗迹；需要保护的其他地质遗迹。

【地质遗迹保护区分级】对具有国际、国内和区域性典型意义的地质遗迹，可建立国家级、省级、县级地质遗迹保护区、地质遗迹保护段、地质遗迹保护点或地质公园，以下统称地质遗迹保护区。

地质遗迹保护区的分级标准；

国家级：①能为一个大区域甚至全球演化过程中，某一重大地质历史事件或演化阶段提供重要地质证据的地质遗迹；②具有国际或国内大区域地层（构造）对比意义的典型剖面、化石及产地；③具有国际或国内典型地学意义的地质景观或现象。

省级：①能为区域地质历史演化阶段提供重要地质证据的地质遗迹；②有区域地层（构造）对比意义的典型剖面、化石及产地；③在地学分区及分类上，具有代表性或较高历史、文化、旅游价值的地质景观。

县级：①在本县的范围内具有科学研究价值的典型剖面、化石及产地；②在小区域内具有特色的地质景观或地质现象。

【地质公园及其分级】地质公园（Geopark）是指具有特殊的科学意义、稀有的自然属性、优雅的美学观赏价值，并具有一定规模和分布范围的地质遗迹发育区。它融合自然景观与人文景观并具有生态、历史和文化价值，是为人们提供具有较高科学品位的观光游览、度假休息、保健疗养、科学教育、文化娱乐的场所。同时也是地质遗迹景观和生态环境的重点保护区、地质科学研究与普及的基地。因此，地质公园是保护地质遗迹、向公众普及地球科学知识和促进地方经济可持续发展的一种重要形式。地质公园可划分为三级，即国家级、省级和市级。

【古生物化石】是指人类史前地质历史时期形成并赋存于地层中的生物遗体和活动遗迹，包括植物、无脊椎动物、脊椎动物等化石及其遗迹化石。它是地球历史的鉴证，是研究生物起源和进化等的科学依据。古生物化石不同于文物，它是重要的地质遗迹，是我国宝贵的、不可再生的自然遗产。它具有综合价值：①为国内乃至国际研究动植物生活习性、繁殖方式及当时的生态环境，提供十分珍贵的实物证据；②对研究地质时期古地理、古气候、地球的演变、生物的进化等具有不可估量的价值；③探索研究地球生物的大批死亡、灭绝事件，提供罕见的实体及实地；④有些特殊、特形化石其本身或经加工具有极高的美学欣赏价值和收藏价值，因此，在一定意义上，它也是一种重要的地质旅游资源和旅游商品资源。

国家对下列古生物化石和古生物化石产地实行重点保护：①已经命名的古生物化石种属的模式标本；②保存完整或者较完整的稀有的古脊椎动物化石；③国内稀有或者在生物进化及分类中具有特殊意义的化石；④大型的或者集中赋存的重要古生物化石产地。

【古生物化石采掘管理制度】古生物化石的采掘管理制度是国土资源部第13号令发布施行的《古生物化石管理办法》的核心内容。考虑到古生物化石所具有的较强的专业性，《古生物化石管理办法》建立了专家评审与事后备案相结合的古生物化石的采掘管理制度，即科研机构、高等院校为了科学研究、教学和科学普及的需要，在国家级古生物化石保护区内采掘古生物化石的，由国土资源部组织古生物化石专家评审；在省级古生物化石保护区采掘古生物化石或者在省级古生物化石保护区外采掘重点保护的古生物化石的，由省、自治区、直辖市人民政府国土资源管理部门组织古生物化石专家评审。同时要求其在采掘活动结束后30日内，要将采掘获得的全部古生物化石清单报采掘所在地的县级人民政府国土资源管理部门备案。

【古生物化石与文物的区别】化石不同于文物，主要在以下几方面：

（1）在属性上，古生物化石指地质时期由于地质作用形成并赋存于地层中的生物遗体和活动遗迹，包括植物、无脊椎动物、脊椎动物等化石及其遗迹化石。它们是经过漫长地质作用形成的、不可再生的自然遗产。而文物是人类生产、生活保留下来的遗物。

（2）古生物化石的时间跨度是“史前”的地质时期。而文物的时间跨度是指“人类历史以来”。

（3）在保护方法上，由于古生物化石与文物自然属性以及保存状态的差异，古生物化石除了保护实体外，更侧重于产地保护，如建立保护区等，提供科学家研究生物及生活及埋藏环境。而文物侧重于实体保护和博物馆保护。

（4）在科学研究范畴上，文物研究属社会科学类，而古生物化石研究属自然科学类，前者属考古学，后者属古生物学。

（5）在科学研究用途上，古生物化石是地球历史演变和生物演化的重要鉴证，而文物是人类文明和社会发展的见证。

【古生物化石出入境管理制度】古生物化石的出入境管理是有效制止古生物化石流失国外的必要环节。为打击各种走私贩卖古生物化石的活动，国土资源部第13号令发布施行的《古生物化石管理办法》规定，因科学研究、教学、科普展览等，需将古生物化石运送出境的，由国土资源部发放出境证明；对临时入境、复带出境的古生物化石的查验、复验，由国土资源部指定的机构负责；查验、复验相符的，由国土资源部发放出境证明。

【地质环境监测网络】地质环境监测是有效实施地质环境保护与管理的重要基础性工作。完善地质环境监测网络并保障其正常运行，提供优质服务，已成为一项十分必要而紧迫的基础性、公益性工作。地质环境监测网络建设是以城市、重要经济、重大工程区、矿山和地质灾害威胁较严重的地区为重点，以地下水位、水质和地质灾害为主要监测对象，以调查——规划设计——调整建设——日常监测与维护——信息数据处理——综合评价——信息管理与发布为主线，最终形成与气象、水文、海洋、地震和环保具有同等地位的全国六大公益性监测网之一，实现全国地质环境的有效监控。

地质环境监测要实现地质灾害与地下水监测并重；地下水资源与环境功能监测并重；地质灾害专业监测与群测群防相结合。监测成果面向政府，为地质环境管理与保护服务，为国家重大决策提供基础支持；面向社会，为防灾减灾提供信息服务，为社会经济可持续发展提供保障；促进调查评价与监测相结合，调查评价为监测提供背景条件，监测为调查评价提供基础支持，形成三大监测网络、2个信息系统：

三大监测网络：以国家级地质环境监测网络为龙头，带动形成全国地质环境3级监测体系：地下水环境监测网络；重要地区地质灾害专业监测网络；地质灾害易发区群测群防监测网络。

两个信息系统：通过地质环境基础数据库、地下水环境监测数据库、缓变性地质灾害监测数据库和突发性地质灾害监测数据库的建设、完善与集成，建立基于GIS的预警与辅助决策支持系统和基于网络的监测信息分级管理与发布系统。

❻ 什么是地质环境

自然环境的一种，指由岩石圈、水圈和大气圈组成的环境系统。在长期的地质历史演化的过程中，岩石圈和水圈之间、岩石圈和大气圈之间以及大气圈和水圈之间进行物质迁移和能量转换，组成了一个相对平衡的开放系统。

❼ 地质环境系统的组成要素

地质环境系统位于大气圈、水圈、生物圈与岩石圈相互叠置的地球浅表内，其内部容有空气、水、生物、岩石和土壤，它们代表了地质环境组成的基本要素。在系统内部，这些物质不是彼此游离各占据独立的空间，而是“你中有我，我中有你”。相互之间存在着物理学、化学和生物学的联系，于是有了水岩(土)作用、水生作用、水气作用等一系列的现象和过程，即所谓的耦合过程。另一方面，这些物质有质的区别，它们的存在又有各自的条件，运动规律也不完全一样，表现出一定的独立性和各成体系的特点，如地下水渗流场、应力场、化学场等。所以，研究这些要素不能只停留在成分分析的层面上，还需进一步讨论各自存在方式，即物质的时空关联，这就涉及系统结构的概念。

❽ 地质环境系统的结构

地质环境系统内部物质能量的分布格局、组织形式以及组成要素(部分)之间相互作用、相互联系的方式与秩序称为地质环境系统的结构。地质环境系统是时间与空间的统一体，具四维的性质。为了便于分析，有时又将地质环境系统的时空结构人为地划分为空间结构和时间结构。

(1)地质环境系统的空间结构

地质环境系统按其组成可以划分为地质背景(或地质体)子系统和和人工子系统。有关它们的实体形态、组构方面的空间特征，包括组分在空间的排列和配置，都是地质环境系统空间结构的组成部分。例如，在地质背景子系统中，其基本骨架由岩石组成，岩石组成地层，地层有产状、层序;地层以单斜、褶皱的形态展布;而岩浆岩则以岩基、岩株、岩墙等形态产出;在断裂发育的地段，两盘的错动位移破坏了原地层的连续性，可呈现不同时代地层对接或叠置的关系等。这些在地质学中被称为结构或构造的地质形态，均属于地质环境系统空间结构的范畴。由于这类空间结构是在漫长的地质历史时期形成的，除非突发性的地质作用，一般在中小时间尺度上变化十分缓慢，肉眼很难识别，似乎是固化的，所以，可以把岩土体的这类内在结构形象地称为硬结构。除硬结构外，地质背景子系统内部还有水、气等流体以及能量的传递，并以物理场的方式展布，如地下水渗流场、水化学场、应力场、温度场等。这些物理场反映了该子系统内部流体物质、能量的分布格局以及从源到汇的物能交换情况，所以，也是地质背景子系统空间结构的组成部分。与硬结构相比，这些物理场对外界作用反应更敏感，易发生结构性调整，显得较“软”，所以，可将物理场形象地称为软结构。

对空间结构的软硬分类也同样适用于人工子系统的结构分析中，例如人工建造的用于地质资源开发利用的各种构筑物在空间上的分布格局，包括地面上的和地下的分布格局都可称为人工子系统的硬结构;指挥、控制人工构筑物运转发挥作用的计划、流程、法规等可视为人工子系统的软结构。

(2)地质环境系统的时间结构

时间结构是指系统组成要素(部分)的状态、相互关系在时间流程中的关联方式和变化规律。如物质运动过程出现的某些振荡周期，生命系统中存在的生物钟，都是物质系统的时间结构。在环境地质学中，地质环境系统各组分状态的变化、变幅以及多种周期成分叠加而成的频率都是对系统时间结构的描述。时间结构既存在于软结构中，如各种物理场的动态变化，也存在于硬结构中，如地层沉积韵律的变化、岩土体变形的时间过程的表达。

(3)地质环境系统空间结构与时间结构的关系

於崇文院士在《地质系统的复杂性》一书中明确指出:“地质作用是地球物质的运动，它既不能脱离时间，又不能超越空间。地质作用的时间演化具有一定的规律性，即‘时间结构’;地质作用的空间展布也有一定的规律性，即‘空间结构’。地质作用和时-空结构三位一体，相互耦合，不可分割……反映了地质事件的发生与运行机制及其时-空定位。地质作用与时-空结构是一切地质现象的根本原因。”“在认知科学上，一切观测活动最终回归于空间位置，并呈现为系统的结构性质。关于时间的任何一种观测最后都归结为某种空间模式的识别。”

由上述有关时-空结构关系的论述中，可以得出以下几点认识:

1)地质环境的结构分析在环境地质学中有着举足轻重的地位，它是认识地质环境系统的必要手段，探索地质环境系统演化规律的线索，更是解决和防范地质环境问题的基础。

对于熟悉水文地质和工程地质的读者来说，理解地质环境系统的结构分析并不困难。在水文地质工作中，查明研究区的水文地质条件即查明地下水的分布埋藏特征及补给、径流、排泄规律，是一项基础性的工作，也是寻找地下水、评价地下水资源、实施水资源科学管理、防范治理地下水害所必需的工作环节，这项工作完成的质量好坏，往往决定着整个工作的成败。同样，在工程地质实践中，查明工作区的地层、构造、地形、地貌、岩土体物理力学特性及其分布，地壳稳定性以及岩土与水的关系等所谓的工程地质条件，是工程场地选择、建筑物设计的重要依据。上述列举的查明地质背景的工作，其实就是从某一专业的角度对地质环境系统所进行的结构分析。

2)结构变化是地质环境系统演化的内在根据，也是系统功能改变的根本原因。在人为活动明显的地区，结构的变化既可能首先表现为硬结构方面，如人工挖掘岩土体，也可最先表现在对软结构的冲击，如强烈抽排地下水引起渗流场的明显改观。无论人为最先改变哪一种结构，其最终都会波及另一种结构。挖掘岩土不仅仅改变着地形，还可能干扰地下水天然的补排关系和径流方向，使施工区的水文地质条件变化;强烈抽排地下水，可破坏地下水与介质之间的天然力学平衡，导致地层的压密变形。

应该指出，由于物质特性的差异，不同物质的运动过程和响应特征也会有较大区别。在常用的时间标尺下，一般软结构的变化更易被察觉，所以研究地质环境系统演化时，尤其要注意软结构的变化。

3)地质环境系统由地质背景子系统与人工子系统耦合而成，两者有着紧密的时-空关联。出现在地质背景子系统的各种地质现象及过程，在许多情况下是难以严格区分哪些是人为地质作用所为，哪些是纯自然地质作用所致。换句话说，这些现象和过程是两种地质作用的综合结果。所以，在研究地质环境系统演化时，重要的是收集地质背景结构性改变的证据，分析软结构和硬结构的变化特点和规律，再根据分析的结果，反推这些变化产生的自然原因和人为原因，从而对系统未来的时-空结构做出推断。

❾ 地质环境的实体系统

地质环境一词既用于抽象的概念中，又有其客观存在的对应实体。根据地质环境系统的尺度层次，可以将人类地质环境分为全球地质环境和局域地质环境。

(一)全球地质环境系统

地球由大气圈、水圈、生物圈、地壳、地幔和地核六大圈层构成。其中大气圈、水圈、生物圈又称外三圈，地壳、地幔、地核又称内三圈。近年来，有些其他学科的学者对上述圈层的划分提出了新的见解。例如，有人主张将生物圈一分为二，把人类称为智能(或智慧)圈，以有别于其他生物种群。道理是，人类不仅仅是生物界的一个科———人科，而且其行为的社会性和目的性是别的生物所不具备的，人的社会、经济、道德方面的表现，是决定环境是否健康发展的重要力量。此外，还有人提出，将土壤层从地壳中剥离出来，单独定义为土壤圈，以方便土壤学、生物学和生态学的研究。

对地球的六大圈层目前人们掌握的知识还不十分充分，相对而言，对地球浅表的情况了解得较深入，地球深部的细节仍知之甚少。为了准确地把握地质环境在地球中的位置，有必要从地球的圈层划分的角度进行讨论(图1-1)。

图1-1 全球地质环境系统示意图

1.大气圈

指地球各圈层中最靠外的气体层，其上、下界目前还难以准确划定。有人推测上界距地面为6000km;还有人认为，从观测到的物理现象来判断，极光(太阳风冲击大气的发光现象)出现的最大高度约在1200km，那么大气圈的上界起码在此高度;另据人造卫星的观测资料，在2000～3000km的上空，每立方厘米体积中少于一个大气微粒，此高度可定为大气圈的上界。

有关大气圈的下界很少被讨论，但有一点是明确的，即大气圈的形成与地球的演化、内部物质的分异、排气有关，很可能大部分来自地球内部。如果按照这种假说，大气圈的下界必定在固体地球的内部，甚至没有明显的下界面。

2.水圈

与大气圈相类似，水圈也不是一个上、下界面清晰的圈层。地球上大部分的水以液态和固态的形式散布在海洋和陆地，还有一部分以气态形式飘散在大气中。有人认为，其上界距地表2000～3000km;还有人根据水汽输送通量和水汽通量散度，认为上界可定在大气对流层的顶部，一般平均高度是10km，在中纬度地区约12km。

研究表明，水圈是地球圈层分异过程中形成的，在几十亿年的地质演化中，水不断地从地球内部逸出，即使现在，每年仍有约660km³的水来自地幔。所以，水圈的底界仍无定论。

3.生物圈

生物圈是有生命存在并感受生命活动的圈层。其范围可跨大气圈的下部、地壳的浅表和水圈。探测资料表明，在大气平流层中，距地面33km的高度仍可发现孢子和细菌，可见生物圈的上界应超过此高度;在陆地10km深处也曾证实微生物的存在，估计生物圈的下界起码应大于这个深度。

4.地壳

地壳是固体地球的表层，其上部主要由沉积岩、岩浆岩和变质岩组成，又总称为硅铝层。其厚度分布不均，在山区有时可达40km，平原区一般为10km，浅海区显著变薄，大洋洋底缺失此层，仅见地壳的下部。

地壳的下部主要由相当于基性岩类的变质岩组成，又称硅镁层。在大陆区其厚度可达30km，深海盆内厚度约5～8km。

地壳的下界面，一般采用莫霍面来确定，莫霍面以下为地幔。

以上四个圈层概括了地球物质的四种存在形式或基本要素，即气、水、生(物)、岩(土)，它们也是构建人类环境的全部要素。这些要素所占据的空间并非彼此完全分离，而是存在共同重叠的部分。这个“交集”处于地表到地壳上部的某一深度范围内，正是所谓的全球地质环境系统的展布空间。显而易见，在全球的尺度上，地质环境呈环状包裹着地球，是人类生息繁衍、从事各种活动的场所。

有关全球地质环境系统下界的厘定，目前还在讨论之中。一种观点是，下界的确定应从科学技术的长远发展考虑，不拘泥于解决社会现实环境问题的需要;另一种观点认为，其下界的确定应以人类活动引起的物质场变化开始消失的深度为准，如应力场、电磁场、温度场等;还有人认为，下界的理论深度应规定在岩石圈内人类能触及的地方。所以，关于全球地质环境系统下界的具体深度目前尚无明确的说法。

对此，我们认为:

(1)全球地质环境作为一个实体系统应该明确规定其下界。理由是，从逻辑上考虑，既然是系统必然有边界，下边界也是一种边界，回避下边界问题在概念上是不周严的;另外，明确下边界也是科学研究操作上的需要，全球地质环境是开放系统，其边界是确定系统内部与外部物能交换关系的界面，若不明确地规定下界，就无法说清来自地球深部的物质和作用究竟属于地质环境内部成分的周转运动，还是该系统外界的输入。

(2)至于全球地质环境系统的下界位置是否一定要达成统一的见解，回答是否定的。这是因为根据系统圈划的相对性原则，即使是面对同一个客观对象，由于研究目的或学科视角的差异，所形成的概念系统(包括其边界)也不可能完全相同。正如某些学者指出的，从资源开发角度衡量，地质环境系统主要指地壳表层，目前的钻探深度大约为5km，最深可达12km;但从地质体的物理、化学特征以及它们对人类和其他生物的适宜性来衡量，深度则要大得多;而关系着建筑安全的区域地壳稳定性研究，不仅要了解地壳的组成和结构，而且要尽可能考虑地幔的物质组成及其流动特征，涉及的深度会更大。

(3)具体到本教材所讨论的内容(地质环境问题及其地质学机理)，全球地质环境系统的下界定在地表以下平均10km处较为妥当。理由是:①由地表至地下10km的范围是目前人类从事各种活动的空间;②该深度是目前地质理论认识较详尽，绝大部分探测手段可以查明的最大范围，超出此深度人们所知甚少，有的仅仅是推测或假说，尚难运用于工程实践;③地表至地下10km的范围是地球四大要素最齐全，相互作用最活跃，对人类影响最突出的空间区域;④该深度大体相当于上、下地壳之间的分界面，即康拉德面。它也被视作硅铝层的边界面，该面与莫霍面之间的地震带称为康拉德层，常诱发浅源地震。据此可以认为，该界面以下是地球内动力最活跃、最集中的区域，是导致全球地质环境系统地震、火山喷发的主要动力源区。换句话说，该深度以下即可认为是地球深部。

(二)局域地质环境系统

除了研究全球问题会涉及全球地质环境系统外，在实际工作中，普遍遇到的是发生在某一地区或某一地点的地质环境问题，如矿区的地面塌陷，某一斜坡体的失稳滑移，区域性的地下水污染、荒漠化等。此时，岩石圈、水圈等全球尺度的论述不再适合局域具体问题的分析，研究对象只能是局域尺度的地质环境。

在地质环境问题的调查、评价、预测及防治工作中，局域地质环境是主要的考查对象，或者说是基本单元。之所以如此，是因为地质环境问题包括地质灾害都有一定的地域性。具体表现在以下几个方面:首先，地球上自然地理条件的多样性和资源分布的不均匀性，在相当大的程度上决定着人口的聚集状况及人为地质作用的形式与强度。其次，不同国家和地区的经济发达程度、发展模式和文化传统会直接或间接地影响人们的行为方式，包括资源开采利用方式和对待地质环境所持有的态度。第三，地质背景包括地质体结构组成、各种地质作用的活跃程度及其过程，因地而异，没有统一固定的模式。因此，根据不同的背景条件和问题的性质来确定局域地质环境系统是十分自然的事情。至于局域的范围则应具体问题具体分析，大者可达数万平方千米，小者也许只是某个工程场地的规模。

❿ 　地质灾害管理信息系统

地质灾害管理信息系统是进行灾害管理的重要手段。它是在广泛收集和整理研究区已有的地质灾害调查、勘查、防治信息，社会经济环境状况，统计信息等资料的基础上，形成为决策提供服务的数据库系统。该系统具有信息录入功能、检索查询功能和打印输出功能等模块。

一、系统结构设计

（一）运行环境

1.硬件环境

IBM-PC/XT、AT486以上微机，至少一个高密软驱动及一个硬盘，VGA以上显示方式。

输出设备为各种型号打印机。

2.软件环境

DOS环境：6.2以上DOS版本。

汉字环境：25行汉字操作系统，如UCDOS、XSDOS或其它汉字图形卡。

（二）系统结构

1.系统界面

启动DZPX后，屏幕上出现系统界面。

2.菜单

在主窗口的顶层，主要由信息录入、检索查询、项目管理、代码标准、打印输出等五项主菜单构成（图10-1）。在每个主菜单，有各自的下拉式菜单。本系统的功能均通过这些菜单完成。

3.下拉菜单的主要内容

信息录入：信息录入、信息修改、信息恢复。

检索查询：普查查询、勘查查询、防治查询、当年查询、环境查询、统计查询。

项目管理：项目录入、文档录入、项目修改、文档修改、项目查询、文档查询。

图10-1地质灾害管理信息系统菜单框图

代码标准：代码录入、代码修改、代码查询。

打印输出：专用表、汇总表、任意表。

（三）系统功能

DZPX系统的功能设计应当与地质灾害的管理需要紧密结合，经设计人员与管理部门的多次蹉商，拟定系统功能如下。

1.功能框架设计

地质灾害管理信息系统的几大模块为一个整体，其基本结构如图10-2：

图10-2地质灾害管理信息系统结构图

2.系统功能

（1）信息录入功能它主要包括信息录入、信息修改和信息恢复三个功能模块。

①信息录入模块本系统将地质灾害普查信息、勘查信息、防治信息、当年地质灾害发生信息、重要地灾点评价信息、重要地灾区域评价信息、社会经济环境状况信息和地灾统计、地灾分布数统计、地灾灾种分布统计、地灾分级数统计、地灾频次统计、地灾项目数统计、地灾项目类型统计、地灾项目灾种统计共八种统计信息录入，需要录入的管理数据还有地灾项目管理数据、地灾文档管理数据、图例代码、图形代码、信息代码等数据库。

②信息修改模块在对以上信息录入的数据进行检查时，若发现录入的信息有误或需追加一些内容，可用此模块根据屏幕对数据进行操作。

③信息恢复模块为保证数据存贮的安全性，该系统对数据实行备份和恢复操作。

a.数据备份可以对数据库逐个备份或成批备份。

b.数据恢复将备份文件恢复到指定数据库中，指定数据库将被覆盖。

（2）检索查询功能可以进行单笔记录查询和多笔记录同屏查询。查询条件可以是单一条件也可以是复合条件。

（3）打印输出功能系统提供了两种数据输出方式：

①屏幕显示输出屏幕显示输出是数据输出的一种最基本的形式，为用户提供随机查询和浏览查询两种方式。

②报表打印输出数据信息的打印输出按预先设计好的报表格式输出。

二、数据库设计

地质灾害管理信息数据库建库的主要目的是为地质灾害的管理提供基础资料。所以，在数据库的设计过程中要充分考虑系统对信息资源的要求。

（一）地质灾害管理的数据信息

在进行地质灾害宏观管理、预测防治的研究中，需要大量的信息数据作决策支持。下面按地质灾害的管理、预测、防治来分析所需要的数据信息资料，将信息源共分为七大类：

1.行政区划资料

包括所在省（市）的城市规划（居民用地、工矿用地、交通用地等）、社会经济概况（工农业经济、人口、国民总产值等）资料。

2.地质背景资料

包括地质灾害体的物质成分、结构、构造、地层等方面的基础地质资料。

3.气象资料

指气象观测站观测的年平均降水、年平均温度、气候类型等气象资料。

4.水文地质资料

包括河流的水文观测资料、地下水类型及水位随季节的变化特征，为地质灾害防治研究过程中水的优化管理提供基础数据。

5.各灾种的地质资料

指发生的为何种灾害；灾害体形态、估算面积、体积、范围及其成因；灾害发生后如何处理、稳定性分析、适宜性评价及防治建议等资料。

6.各种统计资料

包括：①全国、各省地质灾害数量的统计；②灾种分布（种类、面积、体积、数量等）统计；③灾害分级数量统计（大中、一般灾害的比例）；④全国、各省地灾发生频次的统计（发生次数，所占比例）；⑤全国、各省所立项目数统计；⑥全国普查、勘查、防治项目费用及所占比例的统计；⑦各灾种项目费及所占比例的统计。

7.项目、文档资料

（二）地质灾害数据库的建立

在确定系统数据信息源基础之上，我们本着反映地质灾害属性（自然属性、社会属性）、时间（历史灾害、正在发生和尚未发生灾害）、空间（点或区域性灾害）、灾害防治工作流程（普查－勘查－防治）几个方面特征的设计原则，建立如下17个灾害体数据库。即：①地质灾害普查信息数据库；②地质灾害勘查信息数据库；③地质灾害防治信息数据库；④当年地质灾害发生信息数据库；⑤重要地质灾害点评价信息数据库；⑥重要地质灾害区域评价信息数据库；⑦社会经济环境状况信息数据库；⑧地质灾害统计数据库；⑨地质灾害分布统计数据库；⑩地质灾害灾种分布统计数据库；⑩地质灾害分级数统计数据库；（12）地质灾害频次统计数据库；⑩地质灾害项目数统计数据库；⑩地质灾害项目类型统计数据库；⑩地质灾害项目灾种统计数据库；⑩地质灾害项目管理数据库；（17）地质灾害文档管理数据库。

除上述数据库外，根据数据库系统的需要，还建立了信息代码、图形代码、图例代码等数据库。

（三）地质灾害数据库的结构

在反复酝酿，不断修改的基础上，以尽量简单，减少库中多余数据，方便数据检索为原则，给出了20个数据库的库结构，包括有字段名称、字段类型、字段宽度、小数位数等内容。各数据库结构一方面要与实际相结合，合理地确定各字段名称、字段类型、字段宽度、小数位数；更为重要的是，设计各库结构时必须反映出该数据库为方便实用于灾害管理所必须包括的字段内容。从这两个方面出发，我们确定出各数据库的结构。限于篇幅，仅以地质灾害普查数据库为例（表10-5）。

表10-5地质灾害普查数据库数据结构设计表

三、系统实现

利用雅奇MIS Ver 3.0及Fox25B FOR DOS（中文版）实现上述功能设计和数据库设计。按照设计，通过多级下拉菜单分次实现各功能，各数据也按预先设定内容及格式建立。在此基础上，我们录入了部分实际资料进行系统测试。

四、应用示范研究

在建立地质灾害信息数据库的基础上，我们以重庆市为实例，进行了初步的应用。录入了五个数据库的信息资料。

（一）地质灾害普查信息数据库

在这个库中，根据调查所填的卡片，对重庆市各区县所发生的共计86个灾害的灾害种类、形态、估算面积、估算体积、地质背景、灾体成因、规划情况、稳定性分析、适宜性评价及建议措施等信息进行了摘录、整理。

（二）地质灾害勘查信息数据库

本库根据重庆醪糟坪滑坡的勘查录入了勘查范围及面积、形态，灾害面积、体积、稳定性评价和防治措施。

（三）地质灾害防治信息数据库

在本数据库中，摘录了四川重庆醪糟坪泥石流、滑坡群的防治原则及防治方案，防治效果论证，以及防治所带来的经济效益和环境效益分析。

（四）社会经济环境状况信息数据库

根据重庆95年统计年鉴，对重庆市共计20个区县的国民经济、社会发展情况资料进行了整理，录入了重庆市各区县的自然地理情况，土地、耕地面积、居民、工矿、交通用地、人口、人口密度、企业数及工农业总产值、固定资产投资等信息数据。

（五）地质灾害统计信息数据库

根据对重庆市各区县灾害的统计卡片，记录了重庆各区县所发生的地质灾害共计627处。统计了地质灾害的灾害类型、面积、体积、主要特征、稳定性及建筑适宜性。

以上几个数据库基本上覆盖了运用该系统进行灾害管理的主要内容。在此基础上，我们对系统功能进行了全方位的测试，认为该系统具备以下几个特点：①针对地质灾害管理的需要，设计出合理而充实的数据库系统；②各数据库结合当今地质灾害调查的实际情况，结构设计合理；③系统功能完备，运行流畅，基本能满足地质灾害管理的需要；④整系统界面具备较好的用户友好性。