生态环境地质学

生态环境地质学作业
1、说明生态环境地质研究的重要性和迫切性；简述生态环境地质调查的主要方法和内容。

答：（1）重要性和迫切性：从目前我国社会的发展形势来看，科技不断进步和经济不断发展。

但环境遭到严重的破坏导致，大部分地区都受到了自然灾害的影响，这就在很大程度上制约了我国社会及经济的发展。

因此，我们需要将环境问题放在社会发展的首要位置。

当环境受到污染时，各个地区都会各种自然灾害或者其他灾害，导致当地遭受巨大的经济损失，不利于当地的发展，而这就需要我们采取有效的措施对地质环境进行保护。

我们将地质环境的保护看做一个增值型工作，它是社会发展的前提条件，是经济发展的基本保障。

（2）方法和内容：充分搜集测区内已有的基础地质、水文地质、环境地质、地球化学、遥感、气象水文、土壤、资源开发、生态等方面的资料和综合研究成果，进行调研、野外踏勘等工作，在综合分析研究已有资料的基础上编写项目设计书。

野外调查工作主要包括以下几方面：基础地质调查，以搜集已有资料为主，补充必要的野外调查；地貌与第四纪地质调查；水文地质（包括地表水）、工程地质、环境地质（包括地质灾害）调查；土地资源调查；植被群落、生物多样性调查；人类经济工程活动调查；其他有关的调查工作，包括放射性生态调查、旅游资源调查和矿产资源状况及其开发引起的环境效应调查等。

样品采集、测试、室内综合研究及环境地质图系的编制。

在以上调查研究的基础上，充分利用遥感技术、地理信息系统和全球卫星定位系统等新方法、新技术，动态评价人类活动影响下生态地质环境的变化及发展趋势、地质环境对人类生存环境可能产生的影响、生态地质环境容量与质量现状，提出土地资源、矿产资源、水资源等自然资源合理开发利用与生态地质环境保护的措施和建议等。

2、论述中国北方沙尘暴产生的原因、形成的危害和治理的对策答：（1）成因
沙尘暴的发生一般需要强劲的风力、丰富的沙尘源和不稳定的空气层结三个条件．裸露地表富有松散、干燥的沙尘是沙尘暴形成的物质基础，足够强劲持久
的风力和不稳定的空气层结是沙尘暴形成的必要气象动力和热力条件强冷空气是形成沙尘天气的动力因素，是沙尘天气形成的触发条件只有足够强的冷空气，才有可能形成强的气压梯度，使冷空气能够推动暖空气作加速运动，从而形成地面大风．特别是春季，下层空气剧烈增温，空气层结不稳定，引起风速增大，常常出现8级以上的大风，尤其是西伯利亚的冷空气频频南下，带来了大风天气但沙尘天气不同于大风天气的是大风只要有足够强的冷空气，在任何季节和地区都可能产生，而沙尘天气的形成还需有充足的沙尘来源．在强大气流的驱动下，地面缺少植被覆盖时，气流携带大量地表粉尘，悬浮在空中，形成沙尘天气卷入空中的沙尘按其质粒大小和来源可分为两种：一种是悬浮于高空、可被强风长距离搬运的细粒径粉尘，它来源于强冷空气源地及沿途地面我国西北、华北的部分地区属干旱和半干旱气候区，地表相被稀少，多为沙地、草地和旱作耕地．由于土地退化，草地植被稀疏、沙化严重，旱作耕地水资源短缺，表土裸露，多细沙尘土，为沙尘天气提供了物质基础．根据沙尘暴发生频率、强度、沙尘物质组成与分布、生态现状、土壤水分含量、水土利用方式和强度，结合区域环境背景将中国北方划分出四个主要沙尘暴中心和源区：①甘肃河西走廊及内蒙阿拉善盟；②新疆塔克拉玛干沙漠周边地区；③内蒙阴山北坡及浑善达克沙地毗邻地区：④蒙陕宁长城沿线上。

沙尘的另一来源为城市市区周边大面积城建扩建区内绿化较差，疏松裸土分布较广，加之大量建筑工地沙上遍地，缺少防护措施，致使在强风作用下粗粒径沙尘就地扬起，与长距离搬运的细粒径粉尘相互混合，加大了沙尘天气的强度．（2）危害
以大风形式摧毁建筑物、公用设施、树木，伤害人畜特别是强及特强沙尘暴的大风多在10级以上，危害极大。

以沙流的方式造成农田、灌溉用渠道、村舍、铁路车场等大量被流沙淹没。

空中浮尘的危害空中的浮沉污染环境；强沙尘暴造成的恶劣能见度可使人或牲畜迷路、失踪，造成飞机停飞以及各种交通事故的发生。

风蚀危害严重．每次沙尘天气形成和所经地区都会受到程度不同的风蚀侵害，轻者刮走农田表层沃土，重者可风蚀土壤深度达 l－10 cm，使农作物根系露出或连根拔起。

由上可见，沙尘天气的危害程度并不亚于台风、暴雨等造成的危害。

据统计，每次大范围的强或特强沙尘暴天气所造成的直接经济损失都超过亿元，
沙尘天气问题应引起各界的关注。

（3）治理对策
沙尘天气危害的防治应着眼于环境治理，遏制沙尘源另外，及时地预防后报也是减小沙尘天气危害的重要措施
地表环境的治理．首先，以遏制沙尘源为主要措施，因此，应在荒漠半荒漠等沙尘丰富的地区周围采用林业、农业、生物等工程措施，增加地表植被覆盖率；另一方面，做好半干旱草原的保护工作，防止过度放牧及乱开垦现象，以防沙漠化面积增大其次，建设防护林网，增加地面粗糙度，以削弱地面大风的风速，减少沙尘的扬起，也是一项重要措施．
建立和完善沙尘天气的动态监测和预警系统．由于沙尘天气具有较强的局地性或局域性特征，其生命史和空间水平尺度属中尺度范畴，用常规气象观测资料分析和预报这种天气过程本来就十分困难，加上我国西北和华北北部地区的常规气象观测站又比较稀少，使对沙尘天气的预报仍不是很准确为此，须针对我国沙尘天气的特点，研究沙尘天气的动态监测方法，利用卫星。

雷达手段对沙尘天气进行跟踪，建立一个沙尘天气的监测预警系统以补充常规预报的不足，及时发布信息，以利提前做好安排，减轻沙尘天气所带来的损失。

3、城市化进程中的生态环境地质问题
答：目前,我国城市化进程中引发的环境地质问题突出表现在地表水环境恶化问题、地下水污染与污染源迁移问题、地下水开采引起地面变形与沉降及其整治问题、地下结构工程施工安全性问题、高层建筑基坑开挖问题、击人式桩和强夯问题、桩基与土体共同作用及深基础抗震问题等几方面。

（1）地表水环境恶化问题。

随着城市化不断发展，我国城市地表水环境问题日益突出，主要表现在两个方面:一是水量不足;二是水质恶化。

（2）地下水污染与污染源迁移问题
根据全国85座重点城市地下水主要开采层水质监测资料综合分析可知,我国北方城市污染严重,开采层水质较差。

南方城市污染程度较北方城市轻,存在的主要水质问题是：在原生水质不良基础上,遭受近期生活污染严重,同时叠加酸雨的污染。

如不注意保护,南方多数城市随着地下的大量开发,将会出现大面积的水质恶化。

其水质问题概括起来可归纳为以下几个方面。

以城市生活污染为主,造成地下水中总硬度、硝酸盐、矿化度等严重超标,绿化物、硫酸盐、氨氮、亚硝酸盐等逐年增长或超标。

代表性城市如:北京、西安、呼和浩特、成都、南京等城市。

城市工业污染对地下水的影响,目前是局部的,小范围的,但有些城市比较严重。

近年来,随着城市化工业的飞速发展,此类问题越来越突出。

由于地质环境条件引起的地下水天然水质问题。

如:湖沼相沉积环境条件下的高铁、锰地下水,代表性城市如:上海、无锡、苏州等城市;第四纪期间的多次海侵造成的海滨平原与河口沉积环境的变迁形成的高矿化、高硬度地下水,代表性城市如:仁海、天津等城市。

此外,地下热矿水出露区的高氟地下水,如福州;以及原生环境地质条件的高砷、高氟地下水,如武汉、包头等城市;地下水溶滤带低氟、低磺地下水,如:西宁、北京等城市。

沿海城市因过量开采地下水,引起的海水(咸水)人侵问题,已造成地下水中氯离子含量成倍增长,甚至引起地下水化学类型由HC03型向HC仇CI、CIHCO型转化,水质进一步恶化。

代表性城市如:青岛、大连等城市。

以城市为核心的多中心分布为特点的酸雨污染,已成为我国南方地区,特别是西南地区或重工业城市地下水的新污染。

代表性城市如:重庆、长沙等城市。

污染源迁移主要是指流体(包括水及气体等)所携带的某种有害化学物或污染物的分布与扩散(即其浓度的时空变化)如果污染物为非化学活性物质,则污染源迁移主要可以归于流体力学中的对流扩散问题。

垃圾场(或地下油库及废料库等)的选址与堆放所带来的环境危害已构成目前城市建设中一个十分突出的问题,除了垃圾或工程弃土堆放产生边坡稳定性问题之外,最关键的问题就是污染源随着降水渗人地下而迁徒扩散。

（3）地下水开采引起地面变形与沉降问题
本世纪以来,世界各地特别是一些建在第四纪松散堆积平原区的城市发生了不同程度的地面沉降,伴随地面沉降范围的扩大和沉降量的增加,对城市的危害越来越大,给城市建筑物、道路交通、管道系统及给排水、防洪等带来了诸多困难和危害。

城市地面沉降绝大数与地下水开采紧密相关,如我国上海、台北和意大利的波河三角等。

据有关资料表明,地下水集中开采区与地面沉降区基本一致,地下水下降漏斗中心区就是地面沉降较大的地区。

在地下水开采最集中的地方,也是地面沉降最大的地区。

一些国家特别是工业发展迅速、人口集中的大城市及
其邻近地区,如美国的加里福尼亚州、日本新泻、及中国上海等,相继因地下水开采而导致地面沉降,人们的生活、生产和经济建设受到了危害。

主要危害有:破坏城市设施,妨碍城市建设;地而沉降使城市形成许多洼地、地下管道的排水功能失效,所以发生沉降的城市普遍存在滞污积水问题;破坏土地资源,导致土地盐碱化。

目前,由于过量抽取地下水所引起的地面竖向沉降与水平位移是在较大空间内发生的变形,并且在一般情况下,这种变形是较为均匀的,因此其对地面建筑物的危害较对地下生命线工程及其它地下结构物的危害要小,前者更多的是绝对标高的变化,而后者却因为主体一结构相互作用可能在结构内部产生较大的附加应力及至强度破坏、并由此酿成更大的工程事故等。

（4）地下结构工程施工安全性问题
地下结构工程是介于结构工程和岩土工程之间的一门新兴边缘交叉学科,由于建筑用地日趋紧张,所以地下空间的开发与利用显得越来越迫切。

抗地震与抗风震性能好,气候制约性小,战备性高,噪音污染低的地下结构,例如地铁、地下仓库及其它地下市政工程等的构筑和实施不断增多。

因为工程设计所预期的结果和设计计一算对象的受力条件(设计计算的前提假设)往往随着施工进程而发生偏离,以至于最终的工程结果与原设计有出人,原设计所保证的安全性也降低。

因此,针对这一问题,工程的设计计算需要跟踪其施工过程进行动态修正和完善,所涉及的力学问题,从边值条件来说便不再是一般的固定边值、而是可动边值,若再祸合动力初值,则该类力学问题将变得更加复杂。

由于地下结构工程的实施是在特定(区域)地质构造环境中,并具有一定初始地应力条件下进行的,所以与地面工程的施工力学问题相比,在加荷形式、材料力学模量的模糊不确定性、主体或围岩体本构行为及岩土体一结构相互作用等方面,地下结构工程要复杂得多。

也正是这些复杂因素才造成地下结构工程的施工存在风险性大、可预见性差、经验性强等特点,也使得开展地下结构工程设计施工方案的安全性分析、仿真评估与决与决策很有必要。

（5）高层建筑基坑开挖问题
目前在我国城市化进程中高层集中,基坑开挖越来越深,开挖深度高达20m,大部分邻近现有建筑物,基坑土质边坡稳定极为重要,且多数基础施工需采用井点降水,更加大了对邻近建筑物的影响,因此基础工程施工,对邻近建筑的影响是
又一个较为突出的环境地质问题。

特别是因基础施工致使邻近建筑物产生不均匀沉降。

（6）击入式桩和强夯问题
击入式桩和强夯对周围环境的影响,主要来自如下三方面：1)施工时所产生的噪音；2)施工时所产生的振动；3)由于施工使土体产生水平位移及垂直隆起,对邻近建筑物有较大影响。

（7）桩基与主体共同作用及深基础抗震问题
由于桩基具有抗震性能好、控制不均匀沉降效果好及承载力大等优点而日益获得广泛应用,但是由于土体力学行为的强烈非线性、流变性及多相性等,致使群桩一承台一上部结构共同作用的力学机制分析很困难.这种群桩基础的沉降量与极限承载力计算及抗震性分析等除可以通过大量的工程实践总结经验之外,很重要的一点就是要依赖于主体一群桩一承台共同作用数值分析的突破,这也是最终降低工程造价的关键但由于岩土工程的地区差异性较大,所以这也是目前在桩基与主体共同作用及深基础抗震研究上存在的难点和热点问题。

4、我国地方病的特点
答：（1）地方性，即地域的特异性。

只有病区才发病，非病区不发病。

由病区发病后转入非病区的不能算非病区发病。

不同地区不同致病因素决定了地方病的种类，如血吸虫病只发生在中国的南方水网地域有钉螺和尾蚴生存的地方。

（2）当地居住的人群均可患病，患病率一般谁年龄而升高。

年龄越大，在病区生活时间越长，接触致病因子越多，患病率越高，病情也就越重。

（3）非病区迁入的健康人与病区居民同样生活一段时间后也会发病，而且发病率往往高于当地居民水平，这与外来人对致病因子敏感和机体适应性差有关。

（4）迁出病区的病人，病情可逐渐减轻或自愈。

迁出病区的健康人，除处于潜伏期者外，不会再患该种地方病。

（5）病区易感动物也可发生和人类相似的地方病。

可以利用这一特征开展动物试验研究工作。