环境岩土工程常见问题与防治

环境岩土工程常见问题与防治

【摘要】环境岩土工程是一门跨学科的交叉科学。它主要覆盖了环境工程、岩土力学和工程地质学所涉及的环境问题。对环境岩土工程的基本概念、分类、研究范畴、环境岩土工程常见问题、环境岩土工程所面临的新问题，环境工程的防治措施等，本文做了初步探讨，同时对当前环境问题提出针对性建议。

【关键词】环境岩土工程；常见问题；防治措施

0.前言

环境岩土工程学是跨学科的科学，它包括土壤和岩石，以及它们和各种环境圈（环境圈包括大气圈、生物圈、水圈、岩石圈，以及地球微生物圈）的相互作用。地球微生物圈包括树木和植物根部的特性地面土壤中细菌的活动及其对土—水系统的工程性能的反应。

1.关于环境岩土工程

1.1目前对环境岩土工程的定义

目前对环境岩土工程的定义最俱代表性的有以下两种：

方晓阳（大环境岩土工程学派的代表人物，环境岩土工程的创始人）教授的观点是，环境岩土工程是一门交叉科学,覆盖了在大气圈、生命圈、地水圈、岩石圈及地质微生物圈等各种环境下土和岩石及其相互作用问题。在各种环境条件下, 目前用于分析土的性质的土力学原理和方法已受到挑战, 提出了分析各种环境下土的性质的方法——粒子能场理论。方晓阳并没有明确给出环境岩土工程的定义,但从其表述中可以概括为: 环境岩土工程研究地球各圈层和土与岩石的相互作用;环境岩土工程致力于研究自然环境和人为环境问题的防治问题; 研究新的岩土性质分析方法，解决传统岩土工程所不能解决的问题。

施斌(国家杰出青年科学基金获得者,国际环境岩土工程协会副主席)通过对国际环境岩土工程研究的总结指出环境岩土工程特点为: 环境岩土工程强调环境对各类岩土工程选址、设计、施工运营以及耐久性和可靠性的影响; 环境岩土工程使原有的岩土工程学科内涵进一步扩大, 开拓了许多新的研究领域和课题; 显示出这一学科多学科交叉的特点, 环境岩土工程与岩土工程学的区别在于研究所要达到的目标不同。环境岩土工程研究的主要内容是用岩土工程的基本原理、方法和手段防止自然和人类活动引起的地质环境的恶化, 分析和评价环境与各类岩土工程间的相互作用和影响, 改善城市和人类环境的运行和生活质量, 保持人类社会经济的可持续发展。

1.2环境岩土工程问题的主要研究类型

由于人类工程活动的强大的作用,使岩土体环境发生日益严重的变异,导致岩土体环境恶化,产生一系列环境岩土工程问题。环境岩土工程问题的种类很多,不同学者从不同角度有不同的分类方法:按成因性质分为原生型环境岩土工程问题(自然地质作用引起)和次生型环境岩土工程问题(人类工程活动引起) ;按研究内容分为大环境岩土工程(环境工程)和小环境岩土工程(环境卫生工程和工程活动引起的环境问题);按问题性质和类型分为区域性环境岩土工程、地区性环境岩土工程和区段性环境岩土工程。从岩土体形状和成分变化情况分为物理环境岩土工程问题和化学环境岩土工程问题。

1.3岩土工程问题形成的主要途径

环境岩土工程问题类型多样,影响深远,造成的经济损失巨大。这些环境岩土工程问题的发生与发展不是偶然的,是人类工程活动长期作用的结果。归纳起来,造成岩土体环境变异的途径有如下方面:(1) 地下水开采。(2) 矿产资源的开发。

(3) 能源工业的开发建设。(4) 滥伐、滥垦及过牧造成水土流失和沙漠化。(5) 交通运输业的发展与建设。(6) 战争中狂轰滥炸对岩土体的扰动。(7) 岩土工程施工对岩土体和地下水也有环境污染问题。(8) 固体废物的任意堆积。(9) 生活污水和工业废水的任意排放。(10) 城市和工矿废气排放与沉降。(11) 农业化肥、农药的使用和污水灌溉。(12) 污水灌溉农田,也造成土壤污染。

1.4环境岩土工程的研究范畴

对环境岩土工程的研究范畴, 各个学者有不同的看法, 但总的来看, 有狭义的和广义的研究范畴之分。

狭义的环境岩土工程问题是由人类活动引起的次生环境岩土工程, 其表现方式又可分为环境污染和环境破坏两种类型。环境污染是指人类活动向环境排放了超过环境自净能力或环境质量标准的有毒有害物质和能量所引起的环境问题。

2.环境岩土工程常见问题的类型

2.1水土流失

由于几十年来大规模的基本建设及森林滥砍滥伐和任意挖坡耕地，导致植被破坏。据统计，每年长江流域因水土流失入海泥沙达7亿吨，相当于35万公倾土地被刮去17CM厚的表土，已达到黄河泥沙量的三分之一，尽管几十年来我国水土保持工作也很受重视并取得一定的成效，但水土流失情况仍相当严重，仍应继续加强水土保持工作。

据中国灾协湖北分会分析预测，我国水土流失面积及预测结果如下表1

表1我国水土流失预测结果图

2.2海水入侵

海水入侵的主要原因是沿海地区过量地抽取地下水致使地下水位低于海平面地下水位，因而导致海水向内陆地下灌入，影响沿海城镇工业和民用水源，造成巨大损失。我国山东省莱洲湾地区海水入侵严重，目前正在设法整治，如何有效防止海水入侵，值得人们重视。

2.3地面沉降

大面积抽取地下水致使大面积的地表下陷。生态环境遭受很大的影响。此外，由于石油、天然气和其它固体矿物质的开采而造成的地面沉降和塌陷也应引起重视。

2.4土地砂化

据报到，我国从1958-1978年每年新砂化土地面积增加1560平方千米。新增砂化土地面积主要分布东北、河北、河南、山西、陕西、甘肃、宁夏、新疆和内蒙古诸省区。椐预测，21世纪全国新增砂化土地面积30万平方千米，因此防治砂化已经刻不容缓。

2.5土地盐碱化

土地盐碱化主要原因是由于地下水由下向上涌流，而地表补充水源不足，导致盐分积积集使土地盐碱化，由于河床淤积、河流水面高过地面倒致地表盐碱化增加，此外在干旱地区，雨量稀少，没有得到水源的补充也往往造成土地盐碱化，在我国的华北平原干旱地区土地盐碱化极为普遍，治理和防止土地盐碱化是21世纪的重要课题。

2.6滑坡与山崩

众所周知，滑坡与山崩会给人民的生命财产造成巨大的损失，滑坡的起因除自身的生态问题外，人类的生产活动将会加速其演变速率。据估计，由于大规模的交通运输工程的建设引起岩石土壤的移运数量已与河流的搬运泥沙的能力等量齐观，而有些地区的大面积地下排水势将改变地下水的运移动态与岩土性状致使陆地斜坡更不稳定，我国西南西北地区的暴水引发新生滑坡数以万计，破坏交通设施、农田水利并使河流水系受污染、环境恶化。

2.7城市垃圾

随着人们生活水平的提高和工业的发展，城市垃圾已经成为市政工程的一项极为头痛的问题。

2.8核废料问题

为解决能源短缺而发展核电站已成为众所关切的问题，我国核能建设已经起