环境地质学作业

1.在系统科学中如何定义“宏观”、“微观“的时空尺度？

对于特定的系统科学而言：

宏观：系统的整体发生了改变（时空尺度较大）

微观：系统内部的某一局部地区发生局部或微小的变化

只有宏观的变化才视之为系统的演化，宏观与微观并不是绝对尺度，随研究对象而变，大时空尺度的微观变化对于小时空尺度的系统而言可能就是演化。所谓宏观是针对系统的全体或者说是指系统的最高层级而言的，微观则是针对最低层级而言的。

2.试举例说明地质环境系统演化中渐变与突变的关系。

渐变：其状态的时间序列时连续的，没有间断点，整个时间序列往往具有明显的上升或下降的趋势。渐变的过程中，系统的结构，功能呈现缓慢的变化，伴随着这些变化，出现对人不利的地质环境问题。

突变：突变前后的整个时期序列在某一处中断，或者说出现断点。突变强调的是变化的瞬间性、骤然性，指的是在可以忽略的时间间隔内完成系统性质（结构、功能等）的变化突然改变。突变往往引发突发性地质环境问题即地质灾害。

渐变与突变的关系：

①渐变与突变可以在同一系统中同时发生

②渐变与突变的相互影响

渐变的过程可能是突变过程的诱因，突变过程反过来又促进渐变过程的发展。

③突变现象具有渐变的阶段

大量的研究表明，突变的发生都有一定的前兆，即存在渐变发展的酝酿阶段，突变之前有一个加速渐变的过程。

例如抽水与地面沉降的关系，抽水是渐变过程，而地面沉降则是突变的结果。降雨与滑坡的关系，降雨是一个渐变过程，而滑坡则是突变的结果。

3.为什么相关分析、回归分析方法不适用于系统失稳阶段的状态预

测？

失稳阶段均方差不断增加，大于均值。该阶段系统原有的稳定性遭到破坏，宏观状态具有异常涨落的特点，属于非平稳的随机过程。

相关分析是研究现象之间是否存在某种依存关系，并对具体有依存关系的现象探讨其相关方向以及相关程度，是研究随机变量之间的相关关系的一种统计方法。

回归分析是确定两种或两种以上变数间相互依赖的定量关系的一种统计分析方法。

地质环境系统处于稳定阶段时，其宏观的状态具有正常涨落的特点，此时，

系统的结构、功能都是稳定、有序的。系统原有的稳定性遭到破坏，宏观状态具有异常涨落特点，属于非平稳的随机过程。地质环境系统失稳时，系统未来的走向则如系统科学所指出的，“当系统状态处于临界点时，随机干扰会成为系统状态如何变化的决定因素。”换句话说，在对系统未来变化的信息掌握不充分的情况下，地质环境系统失稳得具体道路和失稳得形式往往是事前难以预测的。在研究地质环境系统失稳阶段的问题上，具体时期、地点和规模的精确预测都面临很大的困难。目前唯一可行的办法就是提高野外长期检测的精细度，包括监测点的密度和时间间隔，以便从中获取地质背景条件动态变化特征和规律的信息。这些信息是自然和人为对地质体施加作用的综合相应在时空上的表现，掌握地越及时，就越能提高对后一时刻系统状态的判断精度，信息滞后越明显，预测效果就越差。

班级：地质1204班姓名：王少华学号：010*******

试分析我国黄河流域水土流失现状、危害、主要原因及其可能的防治对策。

1.水土流失现状

黄河流域黄土高原区水土流失面积45万平方公里，年向下游输沙量约达12.8万吨。其主要产沙区在六盘山以东地区，东部侵蚀度北强南弱，西部北弱南强；黄土高原存在几个高强度侵蚀中心，水蚀风蚀形成侵蚀强烈地区。水土流失的主要危害是泥沙淤积河床，加剧洪涝灾害；冲沙入海影响水资源有效利用；土地退化，制约了经济社会发展；生态环境恶化，加剧贫困；削弱生态系统的调节功能，对生态和饮水安全构成威胁。要通过加强宏观研究部署、提升科技水平、综合利用正在流失的水土，恢复生态系统自动调节功能和建立水土流失补偿机制等措施解决此问题。

黄土高原地区东起太行山，西迄日月山—乌鞘岭—贺兰山一线，南达秦岭，北至阴山，面积达64万平方公里。黄河流经以陇中、宁北、陕北、山西为中心的黄土高原地区核心典型地带，形成了黄河黄土高原区。由于该区气候干旱，暴雨集中，植被稀疏，土壤抗蚀性差，加之长期以来乱垦滥伐和污染等人为的破坏，导致黄土高原成为我国乃至全世界水土流失最严重、面积最大的地区。黄土高原地区的土流失面积达45万平方公里，占总面积的70.9％，每年向下游输沙量约达12.8亿吨，占黄河向下游输沙量的80％。

黄河中游的主要产沙区在六盘山以东的地区。六盘山是侵蚀强度的一条自然分界线，六盘山以西地区侵蚀强度小于以东地区，其侵蚀量最大也不超过每年每平方公里1万吨；该山以东大部分地区侵蚀量都超过每年每平方公里1万吨。六盘山以东地区侵蚀强度北强南弱，六盘山以西地区北弱南强。东部大约以陕西省宜川、延安、志丹及甘肃省华池一线为界，分为南北两部分，北部侵蚀量大部分地区每年每平方公里大于1万吨，最大可达每年每平方公里3.8万吨，此线以南地区每年每平方公里都小于0.7万吨。六盘山以西以华家岭、定西一线分成南北两部分，侵蚀量的分布特点与东部相反，即南部大于北部，如散渡河流域的侵蚀量是每年每平方公里0.9821万吨，而祖厉河是每年每平方公里0.584万吨。黄土高原存在几个高强度的侵蚀中心。黄甫川中下游、窟野河中下游、泾河上游、北洛河上游、渭河上游支流散渡河、洮河中下游等地区的侵蚀量都高于周围地区。水蚀风蚀形成侵蚀最强烈地区。黄土高原水蚀地区北部和风蚀地区长城沿线以南区域是水蚀风蚀交错的特殊地区，处于脆弱生态环境地带，水蚀、风蚀发展强烈，全年水蚀风蚀交错进行，且互相促进。

2．主要危害

由于地形、降雨、土壤（地面物质组成）、植被等自然因素，人类对土地不

合理的利用、破坏了地面植被和稳定等人为因素，造成严重的水土流失。

2.1泥沙淤积河床，加剧洪涝灾害。每年平均年输入黄河的16亿吨泥沙中，约有4亿吨沉积在下游河床，致使河床每年抬高8-10厘米，历史上发生多次黄河决堤洪涝灾害。目前，黄河河床平均高出地面4-6米，其中河南开封市黄河河床则高出市区13米，形成著名的“地上悬河”，直接威胁着下游两岸人民生命安全。

2.2 冲沙入海，影响水资源的有效利用。该区水资源相对匮乏，水资源总量仅占全国的1/8。年降雨量只有200—700毫米，而蒸发量则高达300—1800毫米。同时，为了减轻泥沙淤积造成的库容损失，每年需200—300亿立方米的水用于冲沙入海，降低河床，使有限的水资源更趋紧张。

2.3 土地退化，制约了经济社会发展。严重的水土流失，减少了耕地，导致土壤肥力下降，粮食产量低而不稳。据测算，黄土高原地区坡耕地每生产1公斤粮食，流失的土壤一般达到40至60公斤。为了生存人们不得不开荒种地，陷入“越穷越垦，越垦越穷”的恶性循环，严重制约了社会经济的发展。在国家“八七”扶贫计划的592个贫困县、8000万人贫困人口中，该地区就占有126个贫困县、2300万贫困人口。经过多年的扶贫，目前仍有1000万人口尚未脱贫。

2.4 生态环境恶化，加剧贫困。水土流失破坏了原有植被，恶化了生态环境，加剧了土地和小气候的干旱程度以及其它自然灾害的发生。据甘肃省18个县连续44年的资料，旱年或大旱年17年，占38.6%，其他灾害年份19年，占4

3.2%。专家综合判定，我国现有严重水土流失县646个，76%的贫困县和74%的贫困人口生活在水土流失区。

2.5 削弱生态系统的调节功能，对生态安全和饮水安全构成严重威胁。严重的水土流失，造成大范围的地表裸露，形成沙漠，一遇大风，沙尘四起，形成沙尘暴。历史上，由于地表植被破坏，形成沙漠，造成陕西北部的榆林城三次被迫搬迁。黄河壶口区上游不远的地方，几十年前还是一个很大很繁荣的码头；现在，河道因为水量太少，泥沙太多，早已经不能行船，码头往日的繁荣只残留在上辈人的记忆之中。再加上近几年两岸的降水太少，附近的村民甚至颗粒无收，生活越来越困难，没有办法，周围的村民只有搬走，去找有水的地方开荒地，图生存。3．水土流失的成因

外界作用：天然条件下，影响坡面岩土系统的外部输入主要是降雨，它是坡面侵蚀发生发展的动力来源，决定了外界作用对表层岩土系统的侵蚀力大小，因此又常被称为动力因子。近一两百年来，随着人为地质作用的加强，人类活动也已成为影响坡面侵蚀的重要外界输入。与降雨不同，人类活动通常情况下并不能为坡面侵蚀直接提供动力，它主要是通过改变坡面岩土系统的结构，影响其抗蚀能力，从而加剧或减弱坡面侵蚀的强度。内部结构：影响坡面岩土系统抗蚀力