人类工程活动与地质环境的相互作用

人类工程活动与地质环境的相互作用

田志强

（环境与规划学院 1126108952）

摘要人类工程活动往往受到地质环境的制约，同时生产力的发展，使人类对自然条

件的改变起到了巨大的作用。人类的工程活动改变着地球面貌，甚至导致地球上出现新的地质现象。它作为活跃的因素，积极地影响着地质环境，促进其次生演化。地质环境的次生演化常会对人类工程活动产生次生制约。因此，人类工程活动与地质环境表现为相互依存、相互作用的关系。通过对这种相互作用的基本概念，制约关系进行讨论，可以对工程环境调控提供重要依据，减少人为地质灾害的发生几率，使人类在健康的环境生活发展。

关键词人类工程活动地质环境人地相互作用

引言

环境问题已成为人类社会生存和发展的重大问题之一，其本质是人类活动与自然环境的关系，即人地关系未能妥善协调，而且失调有日益严重的趋势。这说明人类活动对自然环境的影响力越来越大，对自然环境特性及其演化规律认识不够、对人类活动与自然环境相互作用的后果估计不足，因而不能自觉地、科学地调控人地关系，以期取得可持续的发展人类活动中，工程建设是提供设施、保证人类社会发展和其他各种活动得以实施的基础，不论是资源、能源的开发、工农业生产、交通运输，还是科学技术的发展、国防建设，以及环境整治、灾害防治等，无一不以工程建设为前导人类工程活动，即从事工程建设和矿山开采，已成为人类各类活动中最重要的内容之一。我国已建成8.5万余座水库大坝，12万公里铁路和370多万公里公路，25种主要金属矿产10618座，大小煤矿一万多座，百万人口级大城市达数十座，数量多、规模大、建设速度快举世瞩目。然而现今在许多工程地区已经出现严重的环境问题，影响工程进行和地区的发展，导致生活和生产条件的恶化，甚至发生地质灾害。例如，由于开采矿产，过量抽汲地下水等原因造成的地面沉降、开裂和塌陷，引起地下管道的损坏、地面不平、排水不畅、洼地成涝建筑物开彩出现危屋险墙，严重危害人民的生活和安全又如由于开挖道路、建筑深基坑、水库蓄水等引起的滑坡、塌方，占其总数的70%,滑塌体往往堵塞交通，损坏民用建筑物，威协人民生命财产安全。现今中国数十座大中城市、矿山工业地区、大型基础设施工程地区的环境恶化，急待整治。总之，人类工程活动和地质环境的失调可导致地质环境的恶化，产生对周围人民生活的危害、资源的破坏和地区发展的不良影响。对人类工程活动与地质关系的研究，以期指导调控其相互作用是当今环境问题研究的重要而迫切的任务。

1.地质环境对人类活动的影响

1.1地质环境承载力的特点

环境承载力又称环境承受力或环境忍耐力。它是指在某一时期，某种环境状态下，某一区域环境对人类社会、经济活动的支持能力的限度。地质环境的承载力具有（1）客观性，地质环境的本质属性是其具有承载力的根源。也从根本上决定了地质环境承载力的大小。

（2）可变性，地质环境的结构和功能的改变会导致地质环境承载力的变化

（3）可控性，人类在掌握地质环境演变规律和人类活动一地质环境相互作用机制的基础上，根据生产和生活的实际需要，可以对地质环境进行有目的的开发、利用和改造，寻求地质环境限制因子并降低其限制强度，从而可以使地质环境承载力在量和质两方而朝着人类预定的目标变化，以保障人类社会、经济活动的可持续发展。

1.2工程地质环境承载力对工程活动的制约

工程地质环境要素主要有水、土、工程空间（包括地面和地下空间），因此地质环境承载力按照不同地质要素分解成地下水环境承载力、土壤环境承载力、地面工程承载力和地下空间承载力。环境要素的承载力制约着工程活动的建设。在工程建设中各阶段所要考虑的地质环境制约，主要有5方面:( 1)地圈宏观环境;( 2)地质灾害;( 3)岩土地质环境;( 4)水文地质环境;(5)次生环境。这些环境因素通过其对工程地区的区域稳定性、深部稳定性、地面稳定性、山体稳定性和围岩稳定性直接影响到工程的规划、选址、设计、施工和运行中的工程决荒对于地质灾害、岩土地质、水文地质的作用。在传统的工程地质评价中已经考虑得较多，但对于地圈环境及次生环境则重视不够，往往缺乏足够的估价。结果往往造成更严重的环境地质问题。

宏观地质环境指以岩石圈为主和大气、生物、水圈相互作用形成的区域性地圈地质环境，表现为岩土、水土及地下水等大面积的运移，如泥沙运移、水土流失、荒漠化、土地浸没、河道迁他海水入侵、土地盐渍化、土层冻融等典型的实例为黄河三门峡水库，由于黄土高原来沙量过大，建成后无法解决淤沙问题，进行改建时只好削减发电和蓄洪量，以加大排沙量，才能使工程地质环境对工程的制约的功能达到规划和设计的目标

次生地质环境指受已建工程的影响，而使原生地质环境有明显变化的地质环境在矿区进行工业、民用和道路工程建设时，必须预先估计矿区开采时已造成的、或将要造成的岩土结构破损和岩土运栋尤其是对尚未出现，但在已建或在建工程影响范围内，次生地质环境问题必须予以重视例如:抚顺石油一厂建于抚顺煤矿露天采坑上盘，建厂时，距采坑边界较远，未能预见厂区地质环境的变化，但随着开采面的加深和向侧帮推移，石油一厂地基变形、开裂、厂房及炼油设施遭到损坏;韩城电厂受邻近地下采煤的影响，发生滑动位移及地基变形;南水北调中线工程经过矿山地下采空区，其地面岩层受塌陷变形，其范围必须查明并采取必要的工程措施以确保安全目前正在勘测设计的金沙江向家坝水电站，坝址两岸煤层受当地居民多年开采，山体受到松动，在坝址选择上应尽量避开采空。

2.人类活动对地质环境的影响

2.1人类活动的内容

人类工程活动是指采取工程措施进行能源、资源开发利用，工农业基础设施和人民生活设施的建设等有关活动，包括规划，设计、施工、开采和运行等人类的活动，不论其生活生产和社会等活动都依赖于工程设施，即人类工程活动所提供的产品一一矿山或建筑椒按照工程建设的行业功能来看，可分为水利水电工程、交通运输、矿业工程、化学冶金等工业基地，城镇设施，国防基地工程，灾害防治及环境保护工程等。

2.2人类工程活动地质效应

地质环境作为自然系统处于其自身演化过程地质环境经过岩层建造、构造变形表生演化形成工程前期的地质格忌在无工程建设的条件下，它继续遵从表生演化的规律变化。例如，在地面表现为物质的风化剥蚀、运移和沉积，以及相应的地形变化;在某些剧烈的大气、水的影响下，岸坡受到严重侵蚀，引起滑坡和崩塌，之后又恢复平衡状态

人类工程活动主要是从事工程建设，通过规划、选址、设计提出工程兴建的方案，然后进行施工，建成工程后继续维护和运布T}从工程的功能来看，可分为矿山工程交通工程、