地下水地质环境问题

地质环境是指与地质作用相关的自然环境，包括影响人类生存和发展的各种岩体、土体、地下水、矿藏等地质体及活动的总和。县级以上地方国土资源行政主管部门负责本行政区域内的地质环境管理与监督工作，各级人民政府有关部门应当按照各自的职责，做好地质环境保护工作。地质环境管理的内容包括组织实施矿山地质环境保护，监督管理古生物化石、地质遗迹、矿业遗迹等重要保护区或保护地，依法管理水文地质、工程地质、环境地质勘查和评价，监测、监督以防止地下水过量开采和污染，承担城市地质、农业地质、旅游地质的勘查、评价工作；指导地质灾害应急处置，组织、协调、指导和监督地质灾害防治工作，制订并组织实施国家突发地质灾害应急预案。地质环境保护工作主要包括以下4个方面：地质灾害防治；矿山地质环境保护；地质遗迹保护；地下水、矿泉水和地热资源保护。地质灾害防治。编制并组织实施地质灾害防治规划；编制本行政区域的年度地质灾害防灾预案，划定地质灾害危险区并对其监督管理；管理建设项目用地地质灾害危险性评估工作；组织编写有关标准、规范；组织开展地质灾害监测、预报；负责承担地质灾害防治工程勘查、设计、施工、监理、评估单位的资质管理；进行地质灾害责任鉴定及纠纷调处。矿山地质环境保护。按照“谁破坏，谁治理；谁投资，谁受益”的原则，提取矿山环境治理恢复保证金。保证金的管理和使用按照“企业所有，政府监管，专款专用”的原则，由企业在地方财政部门指定的银行开设保证金账户，按规定使用资金。制订矿山生态环境保护和综合治理方案，开展矿山环境保护和生态恢复治理工作。地质遗迹保护。贯彻执行国家有关地质遗迹保护的方针、政策和法律法规；制定管理制度，管理在保护区内从事的各项活动；对保护的内容进行监测、维护，防止地质遗迹被破坏和污染。对具有国际、国内和区域性典型意义的地质遗迹，可建成国家级、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。地下水、矿泉水和地热资源保护。地下水具有水资源和矿产资源的双重属性，矿泉水属水汽矿产，地热资源是宝贵的能源矿产。国土资源行政主管部门具有依法监测、监督以防止地下水过量开采与污染，避免地面沉降等地质灾害的发生，保护地质环境的职责。

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。

环境，是指与中心事物有关的客观事物的总和。环境科学研究的环境，是与人类有关的客观事物的总和。地质环境是自然环境的一个部分，是指水圈、大气圈、生物圈相互作用的岩石圈表层。是人类生存发展的基本空间，人类的生存环境究其本质就是地质环境(图18-1)。图18-1 人与环境关系图(杨志峰等，2004)20世纪50年代以来，随着全球人口的急剧增长和社会经济的发展，人类社会出现了一系列环境地质问题，特别是地质灾害与环境污染，已给人类的生存和发展造成了巨大的危害和威胁。人类与地质环境关系问题成为21世纪亟待解决的重要问题之一。20世纪60～70年代，环境问题已经引起各国特别是西方发达国家的严重关注，环境地质学应运而生。它是从地质学中分支出来的一门新兴学科，也是环境科学的重要组成部分。它是应用地质科学、环境科学以及其他相关学科的理论与方法，研究地质环境的基本特性、功能和演变规律及其与人类活动之间相互作用、相互影响的学科。其研究对象是人类与地质环境组成的复杂系统。地质环境与环境地质，是两个完全不同的概念，两者不能互相通用，混淆不清。两者的区别在于，环境地质是研究人类与地质环境相互作用、相互影响的学科，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，既岩石圈表层或其中某一区域，而环境地质没有空间概念。环境地质学的任务是在分析地质环境组成要素的特征和变化规律的基础上，研究人类活动与地质环境的相互关系(人地关系)，揭示环境地质问题的发生、发展和演化趋势，全面评价地质环境质量，提出地质环境合理开发、利用和保护的对策与方法，为实现人类社会、经济的可持续发展提供科学依据。环境地质学研究的内容主要是人类活动与地质环境的相互关系，包括：①由自然因素引起的环境地质问题(原生地质环境)，如火山喷发、地震、山崩、泥石流等地质灾害，以及因地壳表面化学元素分布不均引起的地方病。②由人类活动引起的环境地质问题(次生地质环境)，如城市化引起的环境地质问题，大型工程和资源开发引起的环境地质问题，以及各类污染引起的环境地质问题等。③资源的合理开发利用与环境保护。由于环境地质问题的复杂多样，加上各个自然学科都主动积极地向环境地质靠拢、渗透，因此环境地质学的研究内容十分广泛，所涉及的学科繁多，导致其下面的分支学科不断增加，划分方法也较多。根据学科的特点和环境地质问题的不同，环境地质学大体包括以下分支学科及研究内容：城市地质学 研究内容包括：城市地区的区域地质、水文与工程地质、环境地质的综合调查研究；评价地质环境的适宜程度，预测可能产生的环境地质问题与社会经济环境效益，进行市政布局和环境地质区划；开展城市地区各种地质灾害的分布、成因、影响和预测预防的研究；做好城市地区水资源的调查、评价、合理开采和保护的研究；城市地区地质环境与人类健康关系及其保护与改善的研究等。灾害地质学 研究内容包括：地质灾害发生与发展规律，从技术上提高预报的准确性，最大限度地减轻地质灾害对人类生命财产的危害和对社会经济的破坏。矿山环境地质学 研究内容包括：人类与矿产资源之间的供需矛盾及其解决的途径与对策；矿产资源的合理开发利用技术与方法；矿产资源开发利用过程中所产生的环境地质问题的预测及其防治等。废物处置地质学 研究内容包括：综合运用地质学理论和方法，选择废弃物处置场址，合理处置城市垃圾、工业废物和放射性废物等。医学地质学 研究内容包括：研究区域地球化学特征和地方病的形成机理及其防治办法；微量元素的污染途径及其生物学效应；较差地质环境的改善途径与方法。旅游地质学 研究内容包括：各种旅游地质的形成机制和分布规律，对旅游区与旅游景点进行评价与规划，进而开发、利用并保护地质旅游资源。农业地质学 研究内容包括：大农业生长的地质背景，农业土壤地质以及促进农业发展的农用矿物岩石的应用。

在科技文献中，地质环境问题一词被广泛使用，但很少见到有关的定义。甚至使用者也常将其与地质灾害的概念相混淆，有的干脆认为地质环境问题就是地质灾害。这种现象十分普遍，在地质灾害防治工作条例制定过程中也曾出现过。应该指出，地质环境问题与地质灾害是两个既有联系，又不完全相同的概念，无论就字面上的理解，还是从实际应用的角度来看，两者的内涵和外延都有明显的区别。地质环境问题的科学表述是:由地质作用引发的，不利于人的生存、发展的现象和过程，通称地质环境问题。首先，定义中所讲的地质作用既指自然地质作用、人为地质作用，也包括自然与人工耦合的地质作用，既涉及内动力地质作用，也涉及外动力地质作用和两者综合的作用;其次，定义中指出了地质现象与地质作用的因果关系，即地质现象及其持续的时间过程都是由地质作用引起的;第三，定义中明确了地质环境问题是指那些对人不利的具地质学性质的事物，受害的对象可以指全球的人类、局域的人群或者个体的人，所谓“不利”包括了危害的不同程度，例如，不适宜或轻微的财产损失和威胁人身安全的严重后果。由此可见，该定义的内涵较小，规定的不细致，不具体，其外延必定较宽，涉及的具体的事物种类繁多。

地质环境与地质灾害是直接与人类社会生存与发展相关的地学问题，始终是地学研究的主要方向之一。人类生活在地质环境之中，而地质环境是受自然因素和人类活动的作用和影响不断变化的。由于近代人口急速增加，人类自身的发展对自然的开发、改造、破坏活动空前增强，致使人类的生存发展面临地质环境恶化的严重威胁，地质灾害亦因人类的活动而不断加剧。因此，研究地质环境在自然因素和人类活动的作用影响下发生的变化及其规律，地质灾害发生的原因、预测、防治地质灾害的发生，成为地学界重要的研究方向，当代科学的一个前沿领域。环境和环境保护，是当今国际社会共同关心的大事，继1972年6月在瑞典斯德哥尔摩发表《联合国人类环境会议宣言》之后，1992年6月在巴西通过了《里约环境与发展宣言》和《21世纪议程》等重要文件。我国于1993年编制并公布了《中国21世纪议程》，把环境保护作为一项基本国策，成为国民经济与社会发展规划的重要组成部分。地质环境是广义环境中的基础部分，地质环境问题是环境问题中的重大问题。我国由于地质环境条件及人为因素引发而发生的地质灾害，在世界上是属于最为严重的国家之一。由于我国地处环太平洋和欧亚地震带交汇地带，因此是构造地震多发区；有记载的地震达8137次，破坏性地震1004次，20世纪发生7级以上地震达80次，造成巨大的人员伤亡及经济损失。崩塌、滑坡、泥石流灾害在山区频繁发生，据初步统计，我国发生变形量大于100×104m3，死亡人数大于10人和直接经济损失大于100亿元的特大型崩塌51处、滑坡140处、泥石流149处；较大型的崩塌2984处、滑坡2212处、泥石流2277处；中小型的则更多，有迹可辨的达41万多处。地面沉降、地面塌陷、地裂缝、海水入侵、地下水污染、水土流失、土地盐渍化及土地沙化地质灾害十分普遍，一方面与水文循环有关触发了地质灾害，另一方面由于不当的兴修水利、地下水过分开发、地下矿山无序开采、工业废水任意排放、过度采伐森林等人为造成的地质灾害。另外，人类的固体废弃物对地质环境亦造成了很大的污染，例如我国每年工业固体废弃物约有6×108t，城市生活垃圾约有1×108t。可见，地质环境恶化威胁人类的生存与发展。地质灾害摧毁着人类的文明。开展对地质环境的研究，提高对各种地质灾害的孕育、发生、发展、演化及时空分布规律的认识，科学地进行预测、预报，提出防、冶的对策，保护地质环境是地学界义不容辞的重要任务。

“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，已感到环境问题的迫切性，开始把滑坡、泥石流、地面沉降、城市地质等问题的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）。环境地质还可这样理解：对人类的生存、发展环境形成影响的地质、地质问题及其相关变化信息的集合。

地质环境是自然环境的重要组成部分，是人类社会经济发展过程中所依托的由岩、土及包含于其中的水、油、气等自然要素组成的地壳表层地质系统。在各种内、外动力地质作用下，我们人类所处的地质环境不断发生着变化，并与社会经济之间形成了互为影响的动态平衡。人们通常说一个地区地质环境脆弱，往往有两层含义：第一层含义是指地质环境先天条件恶劣，如地势险峻、地质灾害频发、水资源贫乏等，不适宜经济社会生存与发展；第二层含义是指地质环境对外界因素影响反应敏感、稳定性差，易于发生不利于经济社会发展的变化，甚至对经济社会产生毁灭性的破坏。所以，脆弱性应是地质环境本身所具有的属性，而这一属性是相对于经济社会而言的。地质环境对经济社会所产生的制约作用和不良影响根源在于其所具有的脆弱性。按照Füssel的脆弱性分类，地质环境脆弱性属于内在的、自然的环境脆弱性。基于上述理解，我们将地质环境脆弱性定义为地质环境本身所固有的、先天的不利于经济社会发展的和外界干扰下易于对经济社会产生负面影响的程度。首先，脆弱性是地质环境的固有属性，具有客观性；其次，地质环境对外界干扰或胁迫具有敏感性，易于产生滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害或荒漠化、水土流失、土地质量降低等地质环境问题；最后，地质环境脆弱性在一定程度上可以理解为地质环境安全性的另一面，地质环境脆弱程度越高，经济社会为保障地质环境安全所需要付出的成本就越大。地质环境脆弱性的外在表现，可归纳为：①环境容量小，生态承载力低，当人类活动强度超过其承载力时容易引起环境恶化、生态退化；②抵御外界干扰能力差，在外界干扰时极易发生物理、化学或生物过程平衡失衡，引发环境突变；③敏感性高，稳定性差，对外界干扰表现出较大的敏感性；④自我恢复能力差，在外界干扰打破其平衡后，往往难易恢复其原先所具有的功能。

地质环境改造主要指的是改造地质工程中的地应力和地下水条件。地下水条件改造主要指地面防渗和地下水疏干，这是地质工程中防治地质灾害的老问题，但近年来又有了发展，如为了提高岩体强度，大力降低地质体中含水量，而出现了负压抽水技术。这一技术在边坡加固和竖井施工中，愈来愈多地发挥作用。这方面的技术比较成熟，而经验也比较多，故在这里不再详谈了。下面主要谈谈地应力改造技术问题。地应力改造的基本原理可以用图10-6说明。图中斜线是代表岩体强度，图中大莫尔圆是地质工程开挖后形成的应力状态σ1 及σ3。我们知道当莫尔圆位于地质体强度曲线下面时，则地质工程处于稳定状态，当莫尔圆超出地质体强度曲线时，地质工程就处于不稳定状态。为了保持地质工程稳定性，就是将地应力加以改造，使莫尔圆变小，使之位于地质体强度曲线下面，变不稳定地质体为稳定的地质体，提高地质工程稳定性。解决的办法有提高σ3 和降低σ1。图10-6中a为提高σ3 后得到的莫尔圆，它位于地质体强度曲线下面，在改造后的应力条件下，地质工程显然是处于稳定状态；图10-6中b为降低σ1 后形成新的应力状态的莫尔圆，它也位于地质体强度曲线下面，经过地应力改造后，地质工程也处于稳定状态，达到了地应力改造的目的。图10-6 地应力改造原理地应力改造也有强化和弱化两种。为了强化地质体而进行的地应力改造有三套方法。图10-7 提高作用于地质体上围限应力的技术措施第一套即增加σ3，应力转移及维持初始应力状态。提高σ3 是改善地质体强度、提高地质工程稳定性的常用方法之一。为了提高σ3，通常采用的技术有支护和锚固两种（图10-7）。从理论上来讲支护是可以提高σ3，但是很难做到支护结构与地质体构成紧密接触，故在实际工作中支护往往发挥不了提高σ3的作用。这里经常存在着假象，这种假象使地质工程中常常存在地质灾害的隐患，故这种方法提高σ3 不如用锚固的办法来得更可靠。为了改进这一缺点，可以采取对衬砌与地质体接触面间灌浆的办法进行补救。用锚固技术提高σ3 一种是砂浆锚杆，另一种是用预应力锚索。预埋锚杆是提高σ3的很好办法，近年来愈来愈受到重视。从概念上讲，预应力锚索是提高σ3的最好办法，它可以根据设计施加所需要的围限应力σ3，可以实现人工控制。第二套办法为应力转移法。这个方法在地下工程建筑中可以发挥极大的作用。在高地应力地区地下工程破坏的主要方式为洞壁岩体切向应力过大引起洞壁破坏，我们可以采用减弱洞壁围岩刚度或增加洞壁围岩内部刚度的办法使洞壁处切应力向洞壁围岩内部转移，减少洞壁围岩表部的切向应力，也就是减少洞壁围岩表层内应力差，提高洞壁围岩稳定性。这两套技术愈来愈受到重视，现在已经形成了切缝和钻孔两种减弱洞壁围岩刚度的办法（图10-8），通过切缝或钻孔可以使洞壁围岩表部切向应力大大降低，而洞壁围岩表部降低的应力转移到围岩内部，围岩内部应力大大提高了。图10-9为切缝后应力变化的计算结果，计算结果表明，原型时洞壁切向应力集中系数为2.36～2.5，切缝后应力集中系数降低为0.25～0.35，效果十分明显。切缝技术仅适用于完整结构岩体，对碎裂结构岩体来说可能引起洞壁岩体连锁破坏，而钻孔技术则是对完整结构岩体和碎裂结构岩体都适用。钻孔改造应力技术的技术参数设计是一个很复杂的问题。图10-8 洞壁切缝或钻孔使洞壁围岩内切向应力向围岩内部转移示意图（a）洞壁切缝；（b）洞壁钻孔图10-9 切缝后洞壁切向应力变化图10-10 用硬包囊转移洞壁应力模型关于提高围岩内部变形刚度使围岩内应力向里转移的办法，现在仅仅是从原理上提出了一个技术方案，就是向地质体内部注射浆液在地质体内部形成硬包囊，提高地质体内部的刚度，使应力向内转移（图10-10）。这在目前来说还没有实践经验，在技术上、经济上可行性如何还有待于探讨。第三套办法实际上是维持初始应力状态的办法。如图10-11所示，这个办法实际上是在未开挖之前在开挖线里面预埋上锚杆，当预埋锚杆外面的地质体被开挖时，预埋锚杆限制地质体卸荷回弹，这就等于预埋锚杆对地质体施加一个围限应力σ3，实际上这是维持初始应力状态的一种办法。因为锚杆存在着弹性变形，所以预埋锚杆不能100%地维持初始应力状态，经过预埋锚杆处理后的地质体内部的应力状态要比初始状态略低一些。这个方法在地质体改造中有很多用处，它可以用于限制高地应力地区坝基清基岩体开裂（图10-12）、提高边坡陡度（图10-13）、限制地下洞室收敛变形等。图10-11 预埋锚杆维持初始地应力原理a—开挖前预埋锚杆；b—开挖后预埋锚杆作用原理图10-12 用预应力锚杆限止高地应力地区坝基清基引起岩体开裂图10-13 用预埋锚杆减少边坡开挖a—原开挖方案；b—用预埋锚杆处理边坡方案上面谈了地质体改造的一般原理和技术，在具体地质工程中究竟采用什么方法和技术，应根据具体情况而定。有时采取对岩体材料、岩体结构改造为宜，有时采取对环境应力条件改造为宜，究竟采用哪一种办法，将取决于技术可能性和经济合理性。下面以地下工程为例再作些进一步的说明。地下工程的破坏有的受岩体材料控制，有的是受岩体结构控制，有的是受环境应力控制。随此，防治地下工程破坏的技术措施有时采用岩体材料改造，有时采用岩体结构改造，有时采用环境应力改造技术。当地下洞室组成岩体为块裂结构岩体和板裂结构岩体时，为了保证地下洞室稳定性，首先应采取岩体结构改造技术对岩体结构进行改造。对块裂结构岩体和板裂结构岩体的岩体结构的改造技术前面已经说过了，在此不再重复。如果岩体属于完整结构和碎裂结构岩体时，首先应考虑采用地应力改造技术，局部地方可以考虑进行岩体结构改造。可用于地下洞室地质改造技术方案，一般来说，有如下一些。（1）支护：支护作用是提高σ3，它系借助于限制洞壁围岩开挖回弹变形形成σ3，对洞壁围岩施加σ3。（2）喷射混凝土：它的作用是愈合洞壁表层围岩岩体裂缝，增加洞壁围岩表层抗拉强度，它属于一种柔性结构，允许洞壁围岩产生一定量变形。（3）锚固支撑环：它是由短锚杆构成的加固环，锚杆本身可以对洞壁围岩施加σ3，而锚固体形成的支撑环对其里面的地质体又施加有附加的σ3，这种技术对完整结构岩体和碎裂结构岩体都比较适用。（4）预应力锚索：这种技术一方面具有对围岩施加人工可控制的σ3的作用，特别是对分割岩体的结构面施加σ3 最为有效，也对分离块体具有牵引作用，它常用于块裂结构岩体的加固处理。（5）预埋锚杆维持初始应力技术：它可用于掌子面前方超前加固，因为施工比较麻烦，故不常用，而在边坡工程中采用维持初始地应力状态，提高边坡角时会用到。（6）卸载环：这是近年来兴起的改变地下洞室稳定性的一项技术。可用切缝法和钻孔法降低洞壁围岩刚度，使洞壁处最大切向力向岩体内部转移，减少洞壁围岩表层主应力表差，即减小（σ1-σ3），提高洞壁稳定性。这些技术究竟选用哪一种，在设计时应进行技术经济论证。高地应力地区地质工程问题除地下工程外，还有许多问题，如坝基问题、边坡问题等。高地应力地区坝基承载力一般问题不大，而在坝基开挖清基的时候常常遇到一个麻烦。如1978年河南省正在施工的金刚台坝址，坝基由花岗岩组成，清基时清掉一层就又开裂一层，自动剥皮。这是高地应力作用的结果，当时没有更好的解决办法，只是建议他们不要再挖了，立即回浇混凝土，把它压住，然后在坝基内进行固结灌浆处理。以现在的技术处理的话，看来采用预埋锚杆的办法来防止它的开裂是比较好的。又如二滩电站坝基的地应力很高，将来坝基开挖过程中很可能也出现金刚台现象。我们建议用预埋锚杆办法解决。如图10-12所示，在坝基开挖前，在开挖深度线以下预埋上砂浆锚杆，在开挖后岩体产生回弹，使锚杆内产生拉应力，这样就可以防止剥裂发生。锚杆设计要求必须保证锚杆的抗拉能力大于岩体的回弹力，这就要求合理地给出锚杆的直径、间距、长度。我们国家许多地区都是高地应力地区，西南地区高山峡谷中修建电站肯定要出现这个问题。剥裂的深度与坝基尺寸有关。坝基越宽剥裂的深度越大，预埋锚杆的深度必须超过剥裂带的厚度。在高地应力地区开挖边坡时也会遇到一些特殊问题，如金川露天矿曾产生巨大的倾倒变形，主要是开挖卸荷使板裂岩体内部产生松弛变形引起的。过去只把倾倒变形的原因归结于岩体结构，这是对的，但这不是全部。产生倾倒变形还有一个原因，这就是开挖卸荷，卸掉水平向支撑的地应力，板裂岩体很容易产生向外错动变形，反倾向边坡就表现为倾倒变形。可以利用预埋锚杆进行防治。预埋锚杆的办法实际上是维持开挖前的地应力状态的一种办法，利用这种办法我们可以防止由于开挖引起地应力的变化而导致岩体破坏，保持岩体稳定。利用这个原理我们曾对漫湾电站溢洪道边坡提出过这种建议，该边坡原设计选定为40°边坡角，边坡开挖高度达120m，我们到现场看了以后，建议用预埋锚杆的办法处理，将边坡角放陡到80°，因为有一组倾向边坡外的节理的倾角为80°，这样边坡高度就变为如图10-13所示的30m左右了。这样，作第一大大地减少了挖方量；第二减少了对环境的破坏；第三也减少了后期的维护工作，事实证明这是很经济的一个办法。地质改造是正在兴起的一项技术，地质工程建筑愈来愈离不开这项技术，我们可以借助这项技术，实现在复杂的地质条件下的地质工程建筑，这是十分值得倡导和推广的一项技术。

1)一切致灾地质作用都受地质环境因素综合作用的控制。地质环境条件分析是地质灾害危险性评估的基础。A.分析地质环境因素的特征与变化规律。a.岩石物性:岩石类型、组分、结构、工程地质特征。b.地质构造:构造形态、分布、特征、组合形式和地壳稳定性。c.地形地貌:地貌形态、分布及地形特征。d.地下水特征:类型、含水岩组分布、补径排条件、动态变化规律和水质水量。e.地表水活动:径流规律、河床沟谷形态、纵坡、径流流速与流量等。f.地表植被:种类、覆盖率、退化状况等。g.气象:气温变化特征、降水时空分布规律与特征、蒸发与风暴等。h.人类工程———经济活动形式和规模。B.分析各地质环境因素对评估区主要致灾地质作用形成、发育所起的作用和性质，从而划分出主导地质环境因素、从属地质环境因素和激发因素，为预测评估提供依据。C.分析各地质环境因素各自和相互作用的特点及主导因素的作用，以各种致灾地质作用分布实际资料为依据，划出各种致灾地质作用的易发区段，为确定重点区段提供依据。2)综合地质环境条件各因素的复杂程度，对评估区地质环境条件的复杂程度做出总体的分区段划分。3)各种致灾地质作用受控于所有地质环境因素不等量的作用。主导地质环境因素是致灾地质作用形成的关键，从属地质环境因素总是以主导地质环境因素的作用为前提或是通过主导地质环境因素发挥作用，激发因素在致灾地质作用孕育成熟的条件下，因其作用而导致灾害发生。因此，在预测评估过程中，应首先分析某些地质环境因素可能发生的变化及进而出现的不稳定状态，评估地质灾害发展趋势。

青岛市地处山东半岛西南端，东南濒临黄海，西、北与潍坊市、烟台市接壤，西南与日照市相邻，位于东经119°26"24″～120°57"36″，北纬35°34"12″～37°09"00″。辖七区(市南、市北、四方、李沧、崂山、城阳、黄岛)、5个县级市(即墨、胶州、莱西、平度、胶南)。全市陆域总面积10654km2，海岸线全长730km。在漫长的地质历史时期，经过多种形式的地壳运动和地质营力的作用，形成了山地、丘陵、平原、河流、湖泊、海洋等不同的地貌形态，不同岩性地层经风化、剥蚀、搬运作用在不同的沉积环境下沉积，形成了不同的土壤，造就了该区特有的地质环境背景。一、地形地貌青岛市地形总的特征是南北两翼隆起，东高西低，中部低陷。区内主要有三大山系:分别是东南的崂山山脉，主峰海拔1132.7m，山势陡峻，向西南绵延至青岛市区，北至即墨市东北部，为山东省第三高峰;北部的大泽山山脉，主峰海拔736.7m;西南部的大、小珠山、铁镢山等组成的胶南山群，主峰海拔724.9m。山系之间为胶莱盆地，地势低平，海拔一般小于50m，第四系松散堆积物主要存在于各大小河谷之中。区内山丘面积4950km2，占陆地总面积的46.46%;平原洼地5620km2，占52.75%;其他84km2，占0.79%。区内地貌按其成因类型及形态特征可划分为剥蚀构造地形、构造剥蚀地形、剥蚀堆积地形和堆积地形四类(图12-1)。二、气象水文1.气象青岛市属华北暖温带季风性大陆气候，由于受海洋环境的影响和调节，具有较明显的海洋性气候特点，空气湿润，气候温和，雨量较多，四季分明，具有春迟、夏凉、秋爽、冬长的特征。据青岛市百年来气象观测资料统计，青岛市多年平均降水量为677.95mm(1898～2002年)，1996～2002年平均降水量为647.8mm，降水特点是年内各季分配不均，汛期(6～9月)占70%～76%，多集中于几次暴雨，枯水期(3～5月)占13.5%，平水期仅占5.02%;年际间降水量变化悬殊，枯水年系列持续时间较长，最大值比最小值多近1000mm，比值一般在3～4倍;在地域上，从沿海至内陆呈递减趋势，在山区具垂向分带性，自高向低递减。2002年属50年一遇的特枯年，年降水量仅为463.8mm。图12-1 青岛市地貌类型图青岛市多年平均蒸发量为1410mm，月平均最高值出现在5月份，为175mm，内陆蒸发量大于近海地区。2.水文青岛市共有大小河流224条，流域面积大于100km2的有33条，按流域可分为大沽河、北胶莱河及沿海诸河三大水系。大沽河源于招远市阜山，在莱西市道子泊村北500m处入境，流经莱西、平度、即墨、胶州各市和城阳区，于胶州市营房镇码头村南入胶州湾，干流全长179.9km，流域面积6131.3km2，青岛市境内流域面积4850.7km2，占总面积的79.11%，主要支流有小沽河、洙河、五沽河、流浩河及南胶莱河等。北胶莱河源于平度市宅科乡姚家村分水岭北麓，沿平度市与高密市、昌邑市边界自东南流向西北，于新河镇大苗家出境入莱州湾，全长100km，流域面积3978.6km2，青岛市境内流域面积1914.0km2，境内主要支流有泽河、龙王河、现河和白沙河等。沿海诸河独流入海的较大河流有白沙河、城阳河(即墨境内称墨水河)、洋河、王戈庄河(风河)、白马-吉利河、周疃河(莲阴河)等。青岛市现有大型水库3座，中型水库21座，其中较大水库有:产芝水库、尹府水库、棘洪滩水库、崂山水库等。三、区域地质概况1.地层岩性青岛市出露的地层除第四系松散地层以外，主要为中生代白垩系和古元古代变质岩系，第三系为隐伏地层。现简述如下:(1)古元古界(Pt)主要出露荆山群(Pt1J)及粉子山群(Pt1F)。荆山群主要分布于胶北隆起莱西南墅镇、平度明村镇及云山镇和胶南王台镇等地。属角闪麻粒岩-角闪岩相变质，主要岩性为大理岩、黑云变粒岩、长石石英岩、浅粒岩、斜长角闪岩、透辉岩、石墨变粒岩、片麻岩等。粉子山群主要分布于平度灰埠，属高绿片岩相—低角闪岩相变质，岩性主要为黑云变粒岩，斜长角闪岩、浅粒岩、长石石英岩、透闪大理岩等。(2)中生界白垩系(K)自老至新分为莱阳群(KL)、青山群(KQ)和王氏群(KW)，广泛分布于本区中部台陷区。莱阳群主要分布于胶州、胶南、即墨等地，为一套陆相粗碎屑—细碎屑的洪积相—河流相—河湖相沉积，由砾岩、砂岩、粉砂岩、长石砂岩及含砾中粒岩屑砂岩等组成。青山群主要分布于胶州、河套、红岛、楼子疃—丰城一带及莱西、灵山卫镇等地，为一套陆相火山爆发相、溢流相的中基性—中性—酸性火山岩系，下部岩性为流纹质含角砾熔结凝灰岩、岩屑玻屑凝灰岩;中部岩性为安山岩、玄武安山岩夹安山质火山角砾岩、角砾集块岩等;上部为玄武粗安岩夹砂砾岩。王氏群主要分布于胶州市至上马镇以北直至古岘、莱西广大地区，为一套陆相紫红色碎屑岩间夹玄武岩沉积，下部岩性为钙泥质粉砂岩夹钙质细粒长石砂岩、细粒长石砂岩，上部为杏仁状玄武岩、拉斑玄武岩及伊丁石化安山玄武岩。(3)新生界古近系五图组主要隐伏于平度南大洼，由砾岩、砂岩、页岩和泥质岩等组成。第四系广泛分布于现代河流两侧、山前、入海处及准平原地区，为更新—全新统冲积、洪积、冲洪积、残坡积、海积、海陆交互堆积及人工堆积等松散堆积层。其中冲积和冲洪积层最具供水意义，主要分布于较大河流的中下游和山前地带，厚度一般10～20m，最厚可达25～30m;多具双层结构，上部为黏质砂土及砂质粘土，下部为不同粒径的砂及砂砾石层，其中有泥质夹层，边缘地带有坡积层楔入，结构较为复杂。河流愈小，砂层愈薄，分选性差，相变大;上游为花岗岩分布区，砂层颗粒较粗;在河口附近及近海洼地，冲积层中常有海相沉积夹层，岩性为淤泥、淤泥质粘土、淤泥质砂等，厚度一般小于5m。青岛市的侵入岩主要发育有新元古代晋宁期、震旦期和中生代燕山晚期，可归并为7个单元，主要分布在崂山、大泽山及大、小珠山等地。2.地质构造青岛市地处华北板块南边缘胶南-文威造山带日照隆断东北部的鲁东隆起、胶莱坳断2个Ⅲ级构造单元。区内主要构造形迹为褶皱构造、韧性剪切带及脆性断裂构造，其主体方位为北东东向，次为北东向和东西向。区内脆性断裂构造具控水作用，其方向错综复杂，除部分继承古老断裂构造外，多形成于燕山晚期，为北西—南东向水平挤压应力及垂向上隆所导致的水平压力共同作用的结果，具多期活动的特点，可归纳为四组共轭断裂构造体系:①近EW(75°～85°)与近SN(5°～10°);②NEE(55°～65°)与NNW(330°～340°);③NNE(20°～25°)与NWW(290°～300°);④NE(30°～45°)与NW(300°～320°)。其中北东东、北北东及北东向力学性质多属压扭性，与之对应的共轭断裂多呈张性。四、区域水文地质概况1.含水岩组的划分与地下水赋存条件根据水文地质特征的不同，青岛市地下水可划分为松散岩类孔隙水、碎屑岩类孔隙裂隙水、喷出岩类孔洞裂隙水、碳酸盐岩类岩溶裂隙水及块状、层状岩类裂隙水等几个含水岩组，其中以松散岩类孔隙水含水岩组为主，供水能力较强。松散岩类孔隙水含水岩组:主要分布于大沽河、白沙河—城阳河、白马-吉利河、王戈庄河、洋河、周疃河、张村-李村河等大小河流中下游河谷平原和大泽山西南侧山前平原，含水岩组主要由第四系冲积、冲洪积层不同粒径的砂及砂砾石组成，厚度一般5～15m，透水性强，水量丰富，单井出水量可达1000m3/d以上，水位埋深一般2～4m，水力性质基本属于孔隙潜水，局部地段在高水位时具弱承压性，其中大沽河、白沙河—城阳河为青岛市重要供水水源地，其余各流域为当地主要供水水源地。碳酸盐岩类岩溶裂隙水含水岩组:主要分布于平度、莱西，胶南王台也有少量分布，含水岩组为粉子山群中的大理岩，一般呈夹层或透镜体产于其他变质岩中，质地不纯，多为蛇纹石化大理岩、白云石化大理岩、透辉石大理岩等。裂隙比较发育，深度一般限于100m以内，含较丰富的岩溶裂隙水，特别在构造及地貌条件有利地段，富水性尤强，单井出水量一般大于500m3/d，最大超过1000m3/d，水质良好。但因分布面积过小，供水局限性较大。喷出岩类孔洞裂隙水含水岩组:主要分布于即墨、胶州、莱西、城阳境内，含水岩组为青山群和王氏群中的玄武岩类，孔洞和裂隙比较发育，深度一般为30～50m，富水性较强，单井出水量为500～1000m3/d，且水质良好，常含有益于人体的微量元素(如Sr、H2SiO3、Zn等)，可形成小的水源地为局部地区供水。碎屑岩类孔隙裂隙水含水岩组:主要分布于胶州、即墨、莱西等地，含水岩组为白垩系莱阳群、王氏群砂岩、砂页岩及凝灰质砂页岩，由于其孔隙和裂隙均不发育，透水性、富水性均很弱，单井出水量一般小于50m3/d，供水意义不大。块状、层状岩类裂隙水含水岩组:主要分布于崂山、大泽山及胶南大片地区，含水岩组为花岗岩、花岗闪长岩、片麻岩、变粒岩、片岩等。风化带深度一般不超过30m，富水性弱，单井出水量小于30m3/d，局部构造裂隙密集带比较富水，单井出水量可大于100m3/d，最大可达500m3/d，但分布极不均匀，仅能为局部供水。2.地下水补给、径流、排泄条件青岛市地下水主要为第四系松散岩类浅层孔隙水，局部为少量脉状构造基岩裂隙水，大气降水为其主要补给来源，地下水的运动方向与地形坡降、地表水系基本一致。大气降水、地表水、地下水三者联系密切，转化关系明显。从区域水文地质分区来看，本区属鲁东低山丘陵水文地质大区(Ⅲ)，综合考虑区内地质、构造、地貌、地下水特征等因素，可分为3个水文地质亚区，即胶北低山丘陵水文地质亚区、胶莱盆地水文地质亚区、崂山—胶南中低山丘陵水文地质亚区(图12-2)。(1)胶北低山丘陵水文地质亚区(Ⅲ1)主要分布于青岛北部的平度、莱西境内，属胶北隆起的西段，地貌形态为低山丘陵，由北向南地势渐低。主要由燕山期花岗岩类和古老变质岩系组成，山间河谷中有第四系堆积，按岩性及地下水类型可进一步划分为:①大泽山花岗岩类裂隙水小区;②平度—莱西变质岩岩溶裂隙水小区;③莱西变质岩裂隙水小区;④山间河谷第四系孔隙水小区。(2)胶莱盆地水文地质亚区(Ⅲ2)主要分布于平度、莱西、胶州、即墨的大部地区，地质构造单元属胶莱坳断，地貌形态为河谷平原、山前平原和剥蚀平原，地层主要为第四系冲积、冲洪积层和白垩系碎屑岩类及火山岩类，由于地势低平，有利于地下水积聚，且储水条件较好，为青岛市地下水最丰富的地区。该区除接受大气降水的直接入渗补给外，还接受来自相邻其他水文地质亚区的地表水和地下水的补给，特别是其中河谷平原、山前平原第四系孔隙水和玄武岩类孔洞裂隙水，含水层较厚，储水空间较大，表层渗透性能较强，补给条件十分有利，成为本区地下水最富集的地段。该区地下水排泄方式主要为径流、人工开采和蒸发，其中人工开采为地下水的主要排泄方式。径流排泄一是通过北胶莱河向北排向莱州湾;二是汇集于大沽河向南排向胶州湾，但因地势平缓，水力坡度小，径流速度缓慢，排泄不畅。由于大量开采地下水，水位埋深加大，蒸发排泄量逐渐减少。(3)胶南—崂山中低山丘陵水文地质亚区(Ⅲ3)主要分布于胶南和崂山，为胶南隆起的东北段，地貌形态为中低山和丘陵，地势较高，坡度较陡，分别向北西胶莱盆地和东南沿海倾斜，岩性以燕山期花岗岩类为主，此外在若干河流的中下游第四系比较发育，形成大小不等的河谷平原。胶北和胶南低山丘陵水文地质亚区的基岩裂隙水，大气降水几乎是其唯一的补给来源，但因山高坡陡和裂隙不甚发育，降水的大部分转变为地表径流汇集到海洋和胶莱盆地水文地质亚区，少量降水渗入到地下转化为地下水，又以下降泉或地下径流的形式很快向附近沟谷排泄，山间河谷沟溪成为汇集和排泄地下水的主要通道。由于裂隙发育深度浅，水力坡度大，地下水交替循环强烈。此区内较小的河谷平原区，如王戈庄河中下游河谷平原区具有与胶莱盆地水文地质亚区相似的补、径、排特征，只有在地下水开发程度很低的地段，如白马-吉利河中下游河谷平原区，潜水蒸发才不可忽视。3.地下水水化学特征青岛市地下水在成因上以陆相溶滤水为主，近海洼地及河口地带为海相、海陆交互相沉积水。自然状态下其水化学特征如下:本区外围三面环海，降水、地表水、地下水、海水在转化过程中，受海水蒸发影响，地下水中Cl－含量较高;区内地表水、地下水分布大体一致，均从山丘经平原独流入海，在径流过程中，地层介质矿物成分比较稳定，可溶性较差，特定的环境使地下水化学特征具明显分带性:从山丘→平原→海岸洼地，水化学类型由水质较优的HCO3-Ca型→HCO3·Cl-Ca或Ca·Mg、Ca·Na型→Cl·HCO3-Na或Na·Ca型，矿化度由<0.5g/L→0.5～1.0g/L→>1g/L;区内受地球化学环境影响，局部有原生劣质水，如钙质结核分布地带高氟区，海岸带及近海洼地、水封存地带咸水区等。图12-2 青岛市水文地质分区图五、环境地质分区特征根据青岛市地形地貌、气象水文、地质、水文地质、植被土壤等诸因素对区域地质环境特征的作用，可将青岛市划分为4个地质环境区(图12-3)。1.中低山—丘陵地质环境区本区主要分布于崂山、大小珠山、铁镢山、大泽山及其余脉丘陵地带，其地貌成因类型属剥蚀构造—构造剥蚀地貌，长期接受剥蚀切割作用，地面标高一般大于50m，切割深度不等，基底岩石主要由花岗岩类组成，次为砂页岩、火山岩等，地表岩石裸露，沟谷地带谷底堆积物较发育，但厚度不大。崂山岩体为燕山晚期崂山花岗岩组成，切割深度大于500m;小珠山、大泽山一带除花岗岩外，还有片岩、片麻岩、大理岩等，切割深度200～400m。中低山地带花岗岩类岩石坚硬，山体陡峭，岩体裂隙不甚发育。由于地面坡度大，沟谷切割深，山高坡陡，大气降水较大(除大泽山地区外均大于700mm)，强风化带不发育，风化深度一般小于3m，降水绝大部分由地表呈洪流迅速排向下游，极少部分渗入地下，以泉或地下径流排出，岩体富水性差。中低山地带植被较发育，主要为密林区和一般林区，人文活动稀少，人为污染物少，岩石风化作用及地下水的溶解作用均较弱，加之地下水交替强烈，虽然地下水富水性较差，但含盐量低、水质好，在构造裂隙密集带，多分布有矿泉水。丘陵地带主要为上述山体的余脉，地表多为岩石裸露，岩性为花岗岩、片麻岩、火山岩、砂页岩等，山体陡峭—浑圆，岩体裂隙较发育，少部分有植被覆盖，主要为一般林区和稀疏林区，大气降水一般大于600mm，沟谷地段有薄层残积层，大气降水大部分呈洪流排向下游，部分通过裂隙或薄层覆盖层(碎石土、砂土)渗入地下，渗入过程中过滤及净化能力差。丘陵地带由于风化作用和人为活动等，水交替作用均比中低山区有利于水盐化学作用，致使地下水中含盐量高于低山区。在市区及城镇附近，由于工业、生活污染源较多，污染对地下水水质起着控制作用，水中化学组分常出现异常，多项组分超标，矿化度可达1.0～1.5g/L，局部地段大于1.5g/L。2.剥蚀准平原地质环境区广泛分布于胶莱盆地中的胶州、即墨、莱西境内，地貌成因类型为剥蚀准平原，地形呈较平缓的垄岗、坡地，相对高程小于20m，标高一般小于50m，岩性以中生代白垩系碎屑岩及火山岩为主，地势较低洼处表层堆积有薄层残坡积物，厚度一般小于5m，岗地部分多基岩裸露，其余大部分为薄层残坡积的碎石层、砂土、粉土类的耕植土层覆盖，植被较发育，多以耕作地为主，土壤质地较差，表层过滤、净化防护作用较差，大气降水及污染物易渗入地下。该区岩石裂隙发育，多为浅层风化裂隙及火山岩孔洞，由于粘土化使部分裂隙弥合充填，裂隙空间容量小，孔洞联结性差，导致其富水性差，地下水埋藏较浅。由于地形起伏小，地表径流较缓慢，水交替条件及动力条件略差，水盐作用时间长，加之地表污染，地下水中含盐量较高，矿化度一般0.5～1.0g/L。3.冲、洪积平原地质环境区分布于山前地带及各河流中下游河谷地带，主要在大沽河中下游平原、白沙河—城阳河中下游河间地块、北胶莱河冲积平原、胶南王戈庄河、白马-吉利河河谷平原等。地貌类型为山前冲洪积平原和河谷冲积平原，地形较平坦，微有起伏。堆积物主要为河流冲积、冲洪积形成的松散粉质粘土、粉土、中粗砂及砂砾石层，一般为双层结构，上部为粉质粘土、粉土，下部为中粗砂、砂砾石层。下部为主要含水层位，厚度一般为5～15m，局部达25m，富水性较强，水位埋深一般为2～4m，最大达10m，包气带岩性以粉土、粉质粘土为主。图12-3 青岛市地质环境分区图该区大气降水除平度北胶莱河区为500mm左右外，其余大部分地段为600mm左右，地表径流较缓慢。区内植被较发育，以耕作地为主，土壤质地良好，表层土过滤、净化能力较强。第四系孔隙水主要由大气降水渗入补给，另有山前基岩裂隙水补给及河水渗入，地下水主要通过蒸发、开采和向下游径流排泄。但该区是主要生产生活活动区，生活污染、工业污染及农业污染已超出“点状污染”的范围，构成了贯通的污染层(区)。该区地下水运动及交替缓慢，水与松散岩层充分接触，相互间化学作用较强烈，加之污染物的参与及人为开采的影响，地下水中化学组分及浓度从上游山前地带到下游滨海地带变化较明显，存在明显的水化学分带现象。地下水的矿化度由山前的0.5g/L到滨海的1.5g/L，在海水入侵严重地段可达3g/L以上。4.滨海平原地质环境区主要分布于滨海大河河口附近的条带状狭窄地段，地形平坦，地貌类型为滨海平原，堆积物多为粉细砂、粉土及海相淤泥构成，富水性差。地层是在海陆交互作用下形成的，地下水是海水与大陆淡水抗衡中形成的，水位埋藏浅。该区大气降水一般大于700mm，多为散状面流直接入海，少部分渗入补给地下水，土壤多为盐碱化或沼泽化，植被发育差，且多以耐盐荒草为主。河口地带常常是污染物集中排放及汇集地带，污染严重，其他地带多为盐场，受海潮及下伏海相地层影响，本区地下水水质极差，化学成分极为复杂，水化学类型以Cl-Na型为主，矿化度一般大于3～5g/L，盐场附近则大于10g/L。

由于地理地质条件差异明显，经济发展程度不一，各个重要经济区所存在的主要地质环境问题也不一样。表7–8列出了各个重要经济区存在的主要地质环境问题。归纳起来，重要经济区地质环境问题有如下特点：表7-8 重要经济区主要地质环境问题续表续表（1）北方重要经济区水资源缺乏，地下水开发引发的地质环境问题突出。山东半岛、河北沿海、中原经济区、天津滨海新区、关中—天水经济区等重要经济区尤为突出。地下水长期超采导致地下水位持续下降，形成了大面积地下水漏斗，引起部分区域产生地面沉降、地裂缝等问题，造成了严重的经济损失。（2）东部沿海经济区经济发达，水土污染问题突出。珠江三角洲、长江三角洲、沈阳经济区等重要经济区尤为突出。工业污水、生活污水和工业固体废弃物大量排放，导致土壤、地表水和浅层地下水污染，造成淡水资源水质恶化，影响了城镇供水安全和农田用水安全。部分沿海区域发生海水入侵，地下水咸化趋势明显。（3）中南和西部重要经济区地质环境脆弱，地质灾害问题突出。成渝经济区、关中—天水经济区尤为突出。这些地区地形起伏大、地势落差显著，地质环境脆弱，地质灾害易发多发。在人类工程经济活动的影响下，地质灾害频繁发生，严重影响了重要经济区居民生命财产安全和经济可持续发展。（4）矿产资源集中区矿山地质环境问题突出。沈阳经济区、皖江城市带、鄱阳湖生态经济区、成渝经济区等重要经济区尤为突出。这些地区矿产资源丰富，矿产开发活动活跃，在占用土地、破坏景观资源的同时，改变了当地水资源系统，诱发了地面塌陷、水土污染等问题。（5）重要经济区工程建设活跃，地质环境安全问题突出。重要经济区集纳了密集的人口，各种基础设施建设集中，对地质环境安全要求高。地质构造、活动断裂、软土分布、地面沉降等对基础设施建设和运营有很多不利影响，需要提高地质环境调查工作程度，为地质环境问题提供解决方案。

邢永强　张璋　张洪波　杨皓宇（河南省国土资源科学研究院，郑州 450016）《河南地球科学通报》，文章编号：978-7-80246-005-8-325-4摘要 首先介绍了地质环境、环境地质与生态环境的概念及内涵，分析了它们之间易引起混淆的异同点，其次对地质灾害与地质环境的关系进行了评价与说明，最后指出必须树立持续利用地质环境的科学观，以及当前地质环境保护应采取主要措施。关键词 地质环境 环境地质 生态环境 地质灾害 保护措施人类赖以生存的载体包括生物圈、水圈、大气圈和岩石圈。在生产力相对低下的社会，由于生物、大气和水容易受到人类工程活动的影响而改变，而岩石圈的影响则相对小一些，因此，在传统的学科分类中，将生物圈环境、水圈环境和大气圈环境归类到生态环境范畴。每当人们提及环境时，联想到的主要是空气污染、水污染和森林植被破坏等，而对岩石圈环境的关注则远之不及。近50年来，随着生产力的提高和人口的激增，人类对环境的干预愈来愈强烈，开始超过自然环境本身的演化过程，如目前人类每年约消耗500×108t矿产资源，已超过大洋中脊每年新生成的300×108t岩石圈物质（黄润秋等，2001），并影响到岩石圈系统。由此，在生态环境的基础上，提出了地质环境概念。1 地质环境、环境地质与生态环境的内涵地质环境是指影响人类生存、发展的地壳表层的岩石、土壤、地下水等地质体及其活动的总体，包括地球表层岩石圈和风化层两部分地质体的组成、结构和各类地质作用与现象。地质环境是具有一定空间范围（从地表或岩石圈表层到人类生产活动所能达到的地壳深部）的客观实体，包含物质组成、地质结构和动力作用三个基本要素。它是与地质作用密切相关的自然环境，它与自然环境一样具有自然属性与社会属性。地质环境的自然属性主要是指其整合性与资源性（林道辉等，2002）。整合性是指地质环境的空间与要素密切组合成一个有机整体。地质环境存在于一定的空间之中，离开了空间也就谈不上地质环境；地质环境包含许多自然因素与条件，如地层、岩石、矿物、构造、地形、地貌、地下水、地球化学元素、地球物理参数、各种地质灾害体等；只有空间与要素的有机结合才能称为地质环境，仅有空间或仅有要素都不能成为地质环境。资源性是指地质环境的主要因素既是地质环境的主要组成要素，又具有资源功能，具有双重属性，可称为某种特定的地质环境。按地质环境的上述自然属性，可将其分成两种类型：一种是常规地质环境，是指在一定空间中，一些常规的基本要素有机结合所形成的地质环境，它们往往反映某个地域人们赖以生存与发展的基本地质环境。另一种即资源性地质环境，是指几个具有双重属性的要素在一定空间中有机地结合而成的一种特殊地质环境。地质环境的社会属性是指地质环境是人类社会的一个重要组成部分，会影响整个社会。人类的生产与生活活动也参与了对地质环境的改造作用，这种改造作用的方式和强度在某时某地甚至会远远超过地质作用，从而引发地质灾害。地质环境是人类生存与发展的条件，这就决定了它与作为人类生存与发展物质基础的自然资源不一样，它不可能用来经营而获取利润，只能作为社会的组成部分而存在。地质环境质量主要由自然地质条件的稳定性、原生地球化学背景、抗人类活动干扰的能力以及受污染或受破坏的程度等因素决定（鞠美庭等，2004）。环境地质学通常是指研究地质环境的基本特征、形成机理和演化规律，以及人类工程技术经济活动与地质环境相互作用、相互影响和相互制约的科学（王孟本，2003）。综观地质环境的自然属性与社会属性，可相应的将环境地质学分为常规性环境地质学与资源性环境地质学。前者主要是研究常规地质环境形成的机理及其与人类生产生活相互影响、相互作用的学科。后者主要是研究特殊地质环境形成的机理及其与人类生产生活相互影响、相互作用的学科。按不同的地质环境又可将其分为若干个环境地质子学科，各个子学科还可进一步划分为更次一级的子学科，在这些学科指导下进行的地质工作即环境地质工作，包括地质环境的调查、研究、监测、预报等。生态环境是指影响人类生存和发展的各种天然的和经过人工改造的自然因素的总体，它由自然环境、工程环境和社会经济环境组成（王孟本，2003）。生态环境研究的空间范围是从地表（岩石圈表面）到人类生产活动所能达到的空间顶部。生态环境质量主要由气候、气象、水文、生物、土壤、地貌和光热等自然条件以及政治、经济、文化等社会条件决定。其中，以林业为主的生态体系是生态建设的重要内容，工农业及城镇生活污染治理是环境保护的关键环节，而水资源子系统则是各子系统之间联系的纽带。2 地质环境与生态环境的关系从地质环境与生态环境的内涵分析，它们是环境体系中的两个方面，两者之间既存在相对的独立性，也存在着相对的统一性（王如松，2005）。地质环境与生态环境的相对独立性主要表现在如下四个方面：首先，尽管两者属环境体系的两个领域，但在研究对象上存在明显的区别。地质环境主要研究以岩石圈和地下水圈为主体的地质体及其与自然地质作用和人文地质作用相关联的各种环境问题，而生态环境主要研究以大气圈、生物圈和地表水圈为主体的各种环境问题；其次，尽管地质环境与生态环境都是具有一定空间范围的客观实体，但前者主要指地表以下，而后者主要指地表以上；再次，地质环境是在漫长的地质历史过程中逐渐形成的，是地球内、外动力长期联合作用的结果，在没有外界干扰的情况下是相对稳定的。而生态环境尽管也受自然地理气候条件制约，但与人类社会活动的关系更加明显。另外，一旦地质环境遭受破坏，将具有难以恢复的特点。相比之下，解决生态环境问题的方法要直观一些。如地下水的污染主要靠自身的净化作用进行解决，需要漫长的过程；而地表水的污染可以通过添加化学药剂或者通过排泄与补给的办法予以解决，需要的时间要短得多。地质环境与生态环境的相对统一性主要表现在如下三个方面：首先，两者同属于环境范畴，研究目的都涉及影响人类生存和发展的环境问题；其次，在研究内容上两者具有一定的交叉性，如地表的土壤环境是它们共同研究的对象；再次，地质环境与生态环境存在着密切相关的动态平衡关系，如水文环境的地表水与地下水总是互相流通、互相转化，一旦其中的一个因素遭受污染，必将引起另一因素变化。生态环境和地质环境是环境体系中的两个方面。生态环境是地质环境的“屏障”，对地质环境起着巨大的保护作用。当生态环境的森林植被遭受破坏或大气降水与气候条件发生变化时，将导致水土流失、地质灾害、土壤退化等一系列地质环境问题。地质环境是生态环境的“载体”，对生态环境起着一定的控制作用。成土基岩是除自然地理气候条件外控制森林植被种属与空间分布的最重要因素，地质体特征与水文环境、地质背景与社会经济状况之间均存在着一定的相依联系。生态环境与地质环境相互作用、相互影响、相互制约，便形成了相对统一的、集人—地—生活活动所产生的一切环境要素于一体的整体（黄润秋等，2001）。生态地质环境是这一整体的完整表达，它不仅包括生态环境和地质环境的全部要素，还包括两者相互作用所产生的新的环境要素。生态地质环境是人类生存和发展的基本场所。人类依赖生态地质环境而生存和发展，同时人类活动又不断地改变着生态地质环境质量。生态环境的恶化将导致地质环境的脆弱，地质环境的好坏关系着生态环境的有效治理。改善生态环境可以通过生态建设与环境保护予以实现，而地质环境是在数百万年乃至数亿年漫长的地质历史过程中逐渐形成的，具有难以恢复性特征。人类在建设生态环境的同时，必须有效地保护地质环境。3 地质灾害与地质环境地质环境是人类社会发生发展过程中所依托的地球表层岩、土、水共生的地质系统。地质灾害是地质环境的组成部分，是随着人类社会的生存与发展而出现和变化的。地质灾害具备自然属性、社会（灾害）属性和资源属性等基本属性，它既是一种自然动力现象，又是人类参与造就的产物，还是人类作为生产、生活的资源乃至生存之地（如古滑坡泥石流堆积地和大江大河的洪泛区）。地质灾害起源于地质环境变化，这种变化的动力来自于地外天体、地球内动力、地球表层外动力和人类社会工程经济活动等多种因素的“共振”或耦合作用。在我国社会经济建设高速发展阶段，人类活动与地质环境的相互作用将同步增强，必然导致地质环境变化的动力耦合作用增强，只有主动应对才是避免地质灾害趋势增强的正确选择。4 树立持续利用地质环境的科学观随着社会经济的快速发展，我国开始实施新的发展战略，通过实施全方位的国家创新工程，建设社会主义新农村，逐步构建资源节约型和环境友好型的和谐社会。要达此目的，必然涉及广大农村基础工程和公共设施的大规模建设和固体矿山、油气水能源及交通工程等对地质环境的广泛利用，也就必然广泛地影响地质环境的自然演变进程，使地质环境变化的范围、方式和强度呈现出新的态势，产生具有深远影响的环境地质问题和地质灾害。为避免和减轻负面的风险，就必须创新观念，从人类与地质环境和谐共存的愿望出发，变单纯地保护地质环境和被动地防治地质灾害为持续利用地质环境和主动进行地质灾害防治风险管理。树立持续利用地质环境的科学观，就是把人与地质环境和谐共存放在第一位，把规范人类自身的行为融入顺应与改造自然过程之中，从而避免出现地质环境的不可持续利用现象，减轻地质灾害（张芹，2001）。奉行“以人为本，持续开发利用地质环境”的理念，就必须倡导建立政府、科技界、工程企业界与公众社会“四位一体”的减灾战略“伙伴”关系，形成多方协调的联动机制。在这个体系架构中，科技界起着重要的桥梁作用，有责任尽快建立区域地质环境可持续利用的科学技术体系，即区域地质环境质量评价—功能区划—工程容量评价—地质灾害防治风险评估与管理等逐次递进的工作支撑，并逐步实现法规化和社会契约化。在国家层面，要组织调查、监测和研究地球表层系统过程的环境和灾害效应、人类活动对地球表层系统的影响机制，甚至包括地质灾害防治的社会学与伦理学。通过建立国家重大地质灾害风险防控与公共安全应急信息平台，实现更加主动地为人居环境减灾服务，更加主动地为国家重大工程规划、建设与运营安全服务，更加主动地为提高社会减灾意识服务。因此，立足于增强公共服务意识、提升公共服务能力、拓展公共服务领域和端正公共服务态度的基本原则，国家公益性地质队伍的中心任务就是围绕实现地质环境的可持续利用去开拓新思路、落实新任务、总结新认识、提炼新理论、开发新技术（新方法、新程序）、推出新产品和提供新服务，为和谐社会的建设与发展不断作出新贡献（刘传正，2007）。5 地质环境保护措施国务院关于加强地质工作的决定国发［2006］4号第八条：强化地质灾害和地质环境调查监测，是减少地质灾害损失，促进人与自然和谐的基础工作。实施地质环境保障工程，全面提高地质灾害防治和地质环境保护水平。《国土资源“十一五”规划纲要》七个主要预期指标和七项主要任务中明确要求矿山环境恢复治理率达到35%以上，提高地质灾害预警预报和防治能力。加强地质环境保护，当前应主要采取以下措施：（1）强化矿产资源规划与开采管理。目前，全国已建立了国家、省、市、县四级矿产资源总体规划体系，其中包括了矿产开发与环境保护规划。加强规划的实施，可以科学有序地进行矿产资源的开采，全部关停禁采区内的采矿企业，控量开采限采区内的矿产资源。一些矿山环境问题严重地区必须启动矿山生态环境整治、土地复垦、矿区生态环境重建（恢复）工程，为生态矿山建设奠定坚实的基础。（2）利用先进技术方法，加快矿山生态地质环境调查评价、研究工作。采用环境地质学、环境地球化学、“3S”等先进理论和方法技术，选择不同矿区、不同地质环境的示范调查研究，编制出相应的矿山地质环境调查评价技术要求或规范，示范指导矿山环境调查评价工作。（3）建立矿山地质环境空间数据库，逐步实现矿山环境的动态监测与预测。充分利用“3S”技术，开展矿山地质环境调查评价工作，建立矿山地质环境“动态”空间数据库，结合各地区的规划总体目标和不同地段的规划功能，编制矿山地质环境的整治规划，从而实现矿山地质环境的动态监控和管理，实现资源开发与环境保护的协调发展。（4）加强矿山生态地质环境恢复治理。矿山生态环境的恢复治理越来越引起世界各国的关注与重视。矿山生态环境遭到破坏后，首要任务就是及时有效地恢复治理，以避免矿区生态环境的进一步恶化。由于我国矿山生态环境问题很多属于历史“积淀”，并非“一朝一夕”所致，其生态环境恢复治理（生态矿业）的实施，需要有大量资金的支持，可实行“矿山生态恢复治理”补贴政策，变“谁破坏，谁治理”，为“谁破坏，谁负经济责任”。以执法的角度将矿山生态环境恢复治理与市场挂钩，使专项资金取之有道，用之有效，复垦受奖，不复垦受罚。参考文献鞠美庭，池勇志，李洪远.2004.环境学基础.北京：化学工业出版社.李天杰，宁大同，薛纪渝等.2004.环境地学原理.北京：化学工业出版社.林道辉，沈学优，刘亚儿.2002.环境与经济协调发展理论研究进展.环境污染与防治，24（2）：120～123.王孟本.2003.“生态环境”概念的起源与内涵.生态学报，23（9）：1910～1914.王如松.2005.生态环境内涵的回顾与思考.科技术语研究，7（2）：28～31.邢永强，冯进城，窦明.2007.区域生态环境承载能力理论与实践.北京：地质出版社.邢永强，郭新华.2006.土地荒漠化的现状及对策.河南国土资源，46（6）：26.张芹.2001.区域环境影响评价与可持续发展.青岛建筑工程学院学报，22（3）：43～46.Discussion on Relationship and Protection between Geological Environment and Environmental Geology，Ecological EnvironmentXing Yong-qiang　Zhang Zhang　Zhang Hong-bo　Yang Hao-yu（Scientific Academy of Land and Resources of Henan，Zhengzhou 450016）Abstract：The article introduces some conceptions and connotations on geological environment，environmental geology and ecological environment，analyzes their similarities and differences，and then gives some evaluation and explanation on the relationship between geological dis asters and geological environment，finally advance a scientific theory that geological environment should be used continuously，and at the same time offers key measures to protect geological environment today.Key words：geological environment；environmental geology；ecological environment；geological disasters；protection measures

二者侧向不同，环境地质侧重环境，其概念主要表述因地质特征所引发的环境问题，同时也注重利用地质原理解决环境问题。简单来说，滑坡，泥石流，地面沉降等地质变化所引发的环境问题，都是该方向的研究内容。地质环境侧重地质，一般用于描述区域的整体地质特征，主要阐述区域背景状况。

人类社会经济活动对地质环境的影响如超过了地质环境所能支持的极限，即人类社会行为对地质环境的作用力超过了承载力，将导致种种地质环境问题。因此，可用地质环境承载力作为衡量人类社会经济与地质环境协调程度的标尺，地质环境承载力决定着一个区域经济社会发展的速度和规模。如果在一定社会福利和经济技术水平条件下，区域人口和经济规模超出其地质环境所能承载的范围，将会导致地质环境的恶化和资源的匮竭，严重时会引起经济社会的不可持续发展。3.6.1 地质环境承载力地质环境承载力是地质环境对人类活动的一种承受能力，即在某一时期、某种状态或条件下，某地区的地质环境所能承受的人类活动作用的阈值。“能承受”是指不影响环境系统正常功能的发挥;所承载的是人类社会活动(主要指人类经济发展行为)在规模、强度或速度上的阈值，其大小可用人类活动的方向、速度、规模等量来表现。地质环境承载力是地质环境科学的一个重要概念，它反映了地质环境与人类的相互作用关系，在地质科学和环境科学的许多分支学科中得到了广泛应用。(1)概念由来关于地质环境承载力概念的由来有两种说法。一种说法认为，承载力是从工程地质领域转借过来的概念，其本意是指地基的强度对建筑物负重的能力。生态学最早将此概念转引到该学科领域内，即“某一特定环境条件下，某种个体存在数量的最高极限”。它体现了人类社会对自然界认识的不断深化，在不同的发展阶段和不同的资源条件下，产生了不同的承载力概念和相应的承载力理论。地质环境承载力强调的是地质环境系统的承载功能，突出的是对人类活动的承载能力，其内容包括地质子系统、环境子系统和社会子系统。另一种说法认为，承载力的起源可以追溯到马尔萨斯时代。马尔萨斯是第一个看到环境限制因子对人类社会物质增长过程有重要影响的科学家，他的资源有限并影响人口增长的理论不仅反映了当时的社会存在，而且对后来的科学研究产生了广泛的影响。达尔文在其进化论观点中采用了人口几何增长和资源有限约束的观点。将马尔萨斯的理论用逻辑斯缔方程的形式表示出来，用容纳能力指标反映环境约束对人口增长的限制作用，这可以说是现今研究承载力的起源。容纳能力定义为:对某一具体的研究区域，在不削弱其未来支持给定种群的条件下，当前的资源和环境状况所能支持的最大种群数量。地质环境承载力是指地质环境对人类社会系统良性发展的一种支持能力，强调的是地质环境系统对其中生物和人文系统活动的支撑能力，突出的是其量化测度，显示和说明地质环境系统的综合功能(生物、人文与环境的复合)。(2)主要特征地质环境承载力作为判断人类社会经济活动与地质环境是否协调的依据，具有以下主要特征:1)客观性和主观性:客观性体现在一定时期、一定状态下的地质环境承载力是客观存在的，是可以衡量和评价的，它是该区域地质环境结构和功能的一种表征;主观性体现在人们用怎样的判断标准和量化方法去衡量它，也就是人们对地质环境承载力的评价分析具有主观性。2)区域性和时间性:地质环境承载力的区域性和时间性是指不同时期、不同区域的环境承载力是不同的，相应的评价指标的选取和量化评价方法也有所不同。3)动态性和可调控性:地质环境承载力的动态性和可调控性是指其大小随着时间、空间和生产力水平的变化而变化，人类可以通过改变经济增长方式、提高技术水平等手段来提高区域地质环境承载力，使其向有利于人类的方向发展。可以看出，地质环境承载力既不是一个纯粹描述地质环境特征的量，又不是一个描述人类社会的量;它侧重体现和反映地质环境系统的社会属性，即外在的社会禀赋和性质。地质环境系统的结构和功能是其承载力的根源。(3)量化研究地质环境承载力的研究，需要在“社会－经济－地质环境”复合系统中，在可持续发展原则的指导下进行。具体的量化方法包括:①量化社会、经济、地质环境各个子系统的发展质量，包括建立各部分评估指标体系和确定量化方法;②提出“社会－经济－地质环境”复合系统可持续发展的综合测度函数，量化区域可持续发展的质量;③建立地质环境承载力量化分析模型，通过模型调整人口数量和经济规模，在保持一定地质环境质量的前提下，使得“社会－经济－地质环境”复合系统具有较高的发展质量。此时，对应的人口数量和经济规模，便是区域地质环境承载能力。(4)评价方法根据国内外学者的相关研究，地质环境承载力评价方法有矢量模分析法、模糊评价法、主成分分析法、状态空间法、承载率评价法、多极关联分析法、系统动力学法等多种方法，各方法均有利弊。由于地质环境承载力本身的复杂性、模糊性以及影响因素的多样性，对于地质环境承载力的客观分析与科学评价还有待进一步研究。目前，关于地质环境承载力的研究尚未形成公认的理论体系，缺乏能够同时描述地质环境承载力客观性、区域性及动态性的科学、系统的指标体系和综合评价模型。另外，以地质环境承载力为依据，合理调整城市建设和生产力布局，科学地制定社会经济发展目标，协调人类发展与地质环境关系的实际应用略显不足。在未来，地质环境承载力研究理论体系将更加完善，将有更多各领域的学者，如社会学领域、经济学领域的学者，投入到地质环境承载力的研究中。多学科交叉的研究优势，必将促进地质环境承载力的理论体系更加完善，指标体系和量化方法的研究将不断深入;同时，在已有研究方法的基础上，现代的计算机技术、人工智能技术、遥感RS技术和地理信息系统GIS技术等将进一步应用于地质环境承载力的研究，使地质环境承载力在定量化研究的基础上向数字化、空间可视化方向发展。将来，地质环境承载力的研究将向可操作性、实用性发展，研究成果将同可持续发展规划紧密结合，直接用于指导人类社会经济活动。3.6.2 评价工作程序与方法选择地质环境是人类生存的最重要基础之一，地质环境承载力是城市规划工作的重要依据，是经济发展和区域竞争力的重要因素。简单来说，地质环境承载力是切入点，城市规划是落脚点。然而，人类活动将引起地质环境的物质组成、结构与状态、动力作用诸要素的变化，因而开展地质环境承载力的评价极其复杂。根据中国地质大学等相关专家的研究成果和工作经验，结合环胶州湾地区实际情况，制定了环胶州湾地区地质环境承载力评价的工作程序(图3.5)。图3.5 城市地质环境承载力评价工作程序将评价范围定为环胶州湾地区，区内相关地质资料和前人研究成果已经进行了充分分析，野外调查工作也取得了一些重要成果，但由于该区域尚没有完整、细致的城市规划，因此采用该区域的“概念规划”作为参考，进行环胶州湾地质环境承载力评价和可持续发展对策的研究。地质环境承载力是城市地质环境系统结构特性的一种抽象表示，它可以表征系统的功能会因人类对地质环境的改变而变化，具有可变性。人类调控地质环境承载力的主要因素包括科技发展水平、经济活动模式、人类自身活动和系统之外的因素等，因此，结合已有数据资料和区域发展实际，选择多极关联分析法和专家打分法进行评价。3.6.3 地质环境承载力评价对环胶州湾地区地质环境承载力进行评价，是一个半定量的评价过程。一般来说，地质环境承载力指标与地质资源、经济开发活动、环境质量状况之间的数量关系是非常复杂的，因此很难确定。另外，所选取的指标不仅与人类的经济活动有关，而且还受到许多偶然因素的影响。这些都给地质环境承载力的研究带来了一定困难。(1)评价方法按照“概念规划”分为黄岛片区(Ⅰ)、洋河—少海(Ⅱ)、高新技术产业区(Ⅲ)、临空经济区(Ⅳ)、四方—城阳环湾经济区(Ⅴ)、老港区—团岛(Ⅵ)以及水源地区域(Ⅶ)共7部分区域进行评价;地质环境指标分为地质环境条件类、地质资源类和社会经济技术类指标，分别进行选取;组织专家对各评价因子的重要性进行评判，利用富勒三角形法初步获得评价因子权重值;将各要素进行加权计算，即得到地质环境承载力值。加权计算公式如下:环胶州湾地区城市建设地质环境调查评价式中:n为评价因子个数。求解过程为:①根据评价现状及可能的发展规划，得到因子关联指标值，在［0，1］内取值;②获得评价因子权重值，根据加权计算公式，求得评价区域总分值。根据地质环境的发展演化和地质环境承载力之间的动态变化关系，将地质环境承载力进行评价结果值预设。设定0.7为地质环境承载力阈值，可持续发展应是在略低于地质环境承载力阈值的状态。(2)评价因子针对环胶州湾开发的实际状况，选取分属地质基础条件、环境质量、人类活动的地形地貌、地质灾害、地质遗迹、海(咸)水入侵、软土不良地质、断裂构造活动性、海岸线变化、近海海洋生态、水资源、土地资源、水环境容量、土壤环境容量、固废污染、经济发展水平、开发规划、开发强度、开发保护措施等17项因子进行评价。确定评价因子的权重采用傅勒三角形法，如图3.6所示。(3)评价因子说明评价因子中，“环境容量”因子包括目前污染状况和按照规划发展的环境影响状况;“经济发展水平”、“开发规划”、“开发强度”等人类活动因子，不仅考虑到目前的状况和水平，还考虑到未来的发展规划和趋势。(4)评价结果图3.6 确定评价因子权重的傅勒三角形根据评价计算公式，得出区域地质环境承载力评价结果，见表3.1和图3.7。表3.1 环胶州湾地区地质环境承载力评价结果由表3.1可以看出，除老港区—团岛区域外，黄岛片区(Ⅰ)、洋河—少海(Ⅱ)、高新技术产业区(Ⅲ)、临空经济区(Ⅳ)、四方—城阳环湾经济区(Ⅴ)、水源地区域(Ⅶ)等区域评价结果都在0.75左右。图3.7 环胶州湾地区地质环境承载力评价与初始设定的地质环境承载力阈值0.7相比，环胶州湾地区地质环境处于良性发展状态;但地质环境承载力也有限，在开发建设过程中必须注重地质环境的保护，否则很容易造成地质环境破坏和承载力下降。还可以发现，胶州湾东岸由于地质基础条件和经济发展水平都优于西岸，因此，东岸，尤其是开发较早、建设较完善的老港区一带，地质环境承载力优于西岸区域。3.6.4 提高地质环境承载力的对策青岛市制订了“环湾规划、拥湾发展”的战略，对环胶州湾地区的综合开发和城市建设工作即将全面展开，因此提高环胶州湾地区地质环境承载力迫在眉睫。结合一些理论、方法及上海、广州等其他城市的成功经验，探索如下提高地质环境承载力的对策，期望能对青岛市的可持续发展有所贡献。(1)经济对策不断提高区域经济发展水平。一个地区的地质环境承载力与其经济发展水平是成正比的，经济水平高，在地质环境方面的投资就大。地质环境基础条件不断改善，对相关建设的要求就会越来越高，使地质环境遭受破坏的程度相应减小。(2)生产对策通过技术革新，不断提高各产业的生产效率。加强产业准入制度，提高产业准入门槛，大力引进高科技产业，重点建设海洋生态产业和海洋科技产业。引导形成合理的产业比例，并注重增加二、三产业的种类和效益。(3)资源方面优化配置，合理利用现有资源，尤其是水资源和土地资源，要做到规划、审批、使用和保护的统一。在利用资源的过程中，要做到保护性开发并节约使用，不因开发利用造成资源破坏、资源流失甚至资源枯竭等恶性后果，达到区域资源的可持续利用和经济的可持续发展的目的。(4)开发保护地质环境承载力水平与城市开发建设有很大关系。在开发过程中如果做到合理规划、有序开发，并因地制宜地制定地质保护措施，将不会对地质环境造成大的破坏，甚至有可能改善区域地质环境质量;反之，不注重地质环境保护的盲目开发建设，将造成地质环境的破坏，使地质环境承载力下降。(5)环保方面加强污染监控和治理力度，改善地质环境质量。开发建设过程中，严控大气和噪音污染，严防建筑垃圾乱倾乱倒。海岸建设时，防止海洋污染和海洋生态破坏。大力监管区内排污企业和其他排污行为，保护好水资源和土壤资源，控制水质污染和土壤污染。(6)思想方面不断提高公众的环境保护意识，使人人都认识到地质环境的重要性，做到行为活动等自觉地保护地质环境。随着人们总体认识水平的不断提高，区域地质环境承载力也将得到不断提高。

按照自然环境结构的一致性，保护和改善生态环境对策的一致性以及保持行政区划完整性的原则。运用最短距离法系统聚类的数学方法，选取指标时，既充分考虑到大区生态环境的相似性和差异性，又顾及亚区间的差异性和亚区内的一致性，并遵循充分反映地质环境问题和可操作性原则。按地质环境条件的差异，全省可划分为鲁东丘陵地质环境区、鲁中南山地丘陵地质环境区和鲁西北平原地质环境区3个大区。一、评价目的与原则本次评价是进行地质环境质量综合评价，评价工作区地质环境条件对人类生存与发展的适宜性。从理论上说，全面评价影响人类生存与发展的地质环境条件好坏，应包括有利条件和不利条件，有利的是地质资源，包括矿产资源、水资源、土地资源、旅游资源等，不利的则是各种地质环境问题与地质灾害。当前环境地质学科研究的重点是地质环境问题与地质灾害，即着重研究与地质环境恶化有关的问题，研究这些问题的产生、发展和防治。所以本次地质环境质量评价主要是从地质环境问题与地质灾害对人类生存与发展的不利影响方面，即从区域地质环境的劣势方面，按照“无问题(灾害)即优良”的原则进行评价。二、评价方法的确定地质环境质量评价是涉及多层次、多种因素的评价问题，分级界线具有一定的模糊性，故采用模糊数学方法评价较为合理，其中模糊综合评判法已广泛应用于环境评价领域。一般来说，地质环境质量取决于地质环境背景条件、区域地质环境问题与地质灾害、人类工程活动这3个方面，这是反映地质环境质量的第一层次因子，是地质环境质量评价的一级指标。地形地貌、海水入侵、地下水超量开采等是反映地质环境质量的第二层次因子，是地质环境质量评价的二级指标。由于评价指标存在等级划分，不同层次因子的作用和地位不同，所以本次评价采用二级模糊综合评判法。二级模糊综合评判法是把评价指标分成2个等级，首先对二级指标进行综合评判(二级评价)，然后在二级评价的基础上再对一级指标进行综合评判(一级评价)(图4-3)。图4-3 区域地质环境质量评价程序图二级模糊综合评判法能正确评价各指标之间的相互联系、相互制约、整体协调和动态发展的特点。三、评价指标及运算(一)评价指标体系构成正确选择评价因子是真实地揭示地质环境质量优劣的前提和基础，评价因子体系是由若干个因子组成的层次分明的有机整体，地质环境质量评价一般应满足:一级评价3个因子，二级评价10个因子(图4-4)。图4-4 地质环境质量评价因子层次结构图通过对评价因子进行筛选和优化，选取主要的影响和制约因子，剔除相互关联度较大的因子、对评价结果贡献较小的因子和在指标确定中不容易受控的因子，经过充分筛选、优化后确定相应因子，并进行指标分级。由于全省地质环境特征差别较大，地质环境问题与地质灾害千差万别，所以不同的地质环境区应建立相应的评价指标体系，而且不同的地质环境亚区中指标的选取也应有所区别，应根据各亚区地质环境特征具体确定。(二)地质环境质量评价指标分级体系1.评价指标构成和量化分级标准不同地质环境区地质环境质量评价指标构成和量化方法见表4-12，其中不同的地质环境亚区在区域地质环境问题与地质灾害二级评价因子的选择上应有所不同，根据主导因素原则，不同的地质环境亚区应选取相应的主导因子指标组合。2.评价指标量化分级体系首先根据山东省地质环境特征，将全省地质环境质量分为5级，即优等(Ⅰ)、良好(Ⅱ)、中等(Ⅲ)、较差(Ⅳ)、差(Ⅴ)。地质环境质量分级主要考虑了地质环境背景条件、区域地质环境问题与地质灾害和人类工程活动3个方面，建议的评价标志为:地质环境质量优等区———地质环境背景条件良好，弱开发地区，地质环境问题与地质灾害稀少，人类工程活动微弱。地质环境质量良好区———地质环境背景条件较好，地质环境问题与地质灾害局部分布，且强度较弱，地质环境破坏程度低。地质环境质量中等区———地质环境背景条件中等，中等开发地区，地质环境问题与地质灾害有不同程度的分布，但发育强度较弱，地质环境破坏程度中等。地质环境质量较差区———地质环境背景条件较差，地质环境问题与地质灾害发育程度中等，局部地段地质环境强烈破坏。地质环境质量差区———地质环境背景条件差，强烈开发地区，地质环境问题与地质灾害遍地分布，地质环境强烈破坏。地质环境质量评价指标量化分级是在地质环境质量分级基础上，通过对山东省地质环境影响因素、表4-12 评价指标量化方法及量化分级表注:★表示该指标为必选，☆表示该指标为可选。①1亩=6.66m2。因子数据统计分析，确定因子最优和最差2个极限值，按照各评价因子对地质环境影响程度，以阈限或递减规律取值来实现量化分级。(1)地形坡度分级地形坡度制约着重力和流水侵蚀作用的强度，控制水土流失、崩滑流出现的概率，为地质环境质量负效应指标，随着地形坡度的增加，水土流失强度和崩滑流出现的概率会增加。在1∶25万数字化地理底图的基础上，采用MapGIS自动生成的地形坡度图，在对工作区地形坡度进行统计分析的基础上，确定的5级地形坡角分级值依次为5°，8°，15°，25°，35°。地形坡度指评价单元内各点坡度的平均值，是概化的地形坡角的正切函数，所以地形坡度指标的分级值依次为0.09，0.14，0.27，0.47，0.70。(2)区域地壳稳定性分级区域地壳稳定性可以反映地球内力作用下的地壳形变、断裂位移、地震活动形成的地质灾害对人类和工程建筑安全的影响程度。该指标的分级采用区域地壳稳定性分区图中的稳定性分级，评价单元评价指标值按照区域地壳稳定性程度的不同选取1，2，3，4，5不同的指标值，为地质环境质量负效应指标，稳定性越差，取值越大。(3)非植被覆盖率分级植被覆盖率在一定条件下可反映水土流失强度和崩滑流出现的概率，为地质环境质量正效应指标，随着植被覆盖率的增大，水土流失强度和崩滑流出现的概率减小。为便于进行统一的模糊运算，采用植被未覆盖率(1－植被覆盖率)作为评价指标值，该指标值可通过收集资料确定，也可通过遥感影像图(ETM741)确定。在对工作区植被覆盖率进行统计分析的基础上，确定指标分级值依次为0.40，0.50，0.60，0.80，0.95。(4)地下水补给模数分级地下水补给模数反映地下水资源量的大小，为地质环境质量正效应指标，补给模数越大，地下水资源越丰富，地质环境条件越好。按照地下水资源补给模数图确定评价指标，分级值1，2，3，4，5依次对应于补给模数>50，30～50，10～30，5～10，1～5，<1(万m3/a·km2)，补给模数越小，分级值越大。(5)崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝密度分级指单位面积内灾害点发育个数，为地质环境质量负效应指标。统计计算在环境地质现状图上进行，首先确定最大密度值，然后按照一定级差确定密度分级值依次为0，1，3，5，7个/100km2。(6)海岸侵蚀速率分级指评价单元内平均海岸侵蚀速率，为地质环境质量负效应指标。统计计算在环境地质现状图上进行，在全面分析工作区海岸侵蚀速率的基础上，确定侵蚀速率分级值依次为0，0.5，1.0，1.5，2.0m/a。(7)浅层地下水质量分级该指标反映浅层地下水质量好坏，为地质环境质量负效应指标，统计计算在浅层地下水质量评价图上进行，分级值1，2，3，4，5依次对应于地下水质量级别Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ，Ⅴ。(8)海(咸)水入侵面积分级指评价单元内海(咸)水入侵面积，为地质环境质量负效应指标，统计计算在环境地质现状图上进行，在统计区内评价单元海(咸)水入侵面积的基础上，确定海水入侵面积分级值依次为0，2，5，10，20km2/100km2。(9)土地盐渍化程度分级指评价单元内土地盐渍化程度，为地质环境质量负效应指标，统计计算在土地盐渍化分区图上进行，分级值1，2，3，4，5依次对应于盐渍化程度级别Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ，Ⅴ。(10)累积沉降量分级指评价单元内最大累积地面沉降量，为地质环境质量负效应指标，统计计算在地面沉降现状图上进行，在系统分析地面沉降区沉降对地质环境危害程度和统计分析全区地面沉降现状的基础上，确定沉降量分级值依次为200，600，1000，1600，2000mm。(11)地下水位埋深分级指评价单元内深层地下水最大水位埋深值，用于缺少地面沉降观测资料的地区从侧面反映沉降量的大小，为地质环境质量负效应指标，统计计算在深层地下水埋深图上进行。在综合分析研究全区地面沉降与深层地下水位下降关系以及地面沉降现状资料的基础上，确定水位埋深分级值依次为30，40，50，70，100m。(12)土地沙漠化程度分级指评价单元内土地沙漠化程度，为地质环境质量负效应指标，统计计算在环境地质现状图上进行，分级值1，2，3，4，5依次对应于沙漠化程度级别Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ，Ⅴ。(13)人口密度分级指评价单元内平均人口密度值，人口密度大小可反映人类活动对地质环境的破坏程度，人口密度越大，人类对环境的影响越大，为地质环境质量负效应指标，统计计算在人口密度分布图上进行。在统计分析全区各评价单元人口密度情况的基础上，确定最高密度值，然后按照一定级差确定分级值依次为200，300，500，800，1000人/100km2。(14)单位面积国民生产总值分级指评价单元内国民生产总值，在一定程度上可反映人类技术经济活动的强弱，为地质环境质量负效应指标，该指标值越大，人类活动对地质环境的影响越强，统计计算在国民经济分区图上进行。在统计分析全区各评价单元单位面积国民生产总值的基础上，确定最高值，然后按照一定级差确定分级值依次为10，30，50，80，100亿元/100km2。(15)重大工程建设数量分级指评价单元内重大工程建设数量，重大工程是指诸如重要的水利工程如调水工程、交通工程、大型工厂、大型矿山、地下水水源地等。由于重大工程建设一般均对周围环境造成较大影响，对地质环境质量造成负面影响，为地质环境质量负效应指标。确定重大工程建设数量分级值依次为0，1，2，3，4。3.指标权值体系地质环境质量评价是涉及多因素、多因子的综合性问题。由于各因素、因子对地质环境质量贡献大小不同，对各因素、因子具有权衡轻重作用程度的数值称权值。因此求权值的过程就是对不同因子间“重要性”程度分析过程。权重的确定有多种方法，本次评价拟采用层次分析法确定各评价因子的权重。层次分析是美国著名的运筹学专家匹兹堡大学教授T.L.Saaty于20世纪70年代提出的层次排序法(AHP法)，原理简单，有较严格的数学依据，广泛应用于复杂系统的分析与决策。本次评价中用层次分析法确定一级评价因子和二级评价因子中地质环境背景条件因子和人类工程活动因子权值，工作程序见图4-5。(1)选定专家组通过组织经验丰富的专家，集中专家的群体智慧，对各评价因子的相对重要性进行评估打分。打分的标度如表4-13，得到了如表4-14、表4-15、表4-16专家打分表。图4-5 层次分析法工作程序图表4-13 判断矩阵标度及其含义表表4-14 一级评价因子专家打分表注:权重计算为w(1)=0.30;w(2)=0.40;w(3)=0.30;CR=0。表4-15 地质环境背景二级评价因子专家打分表注:权重计算为w(1)=0.125;w(2)=0.25;w(3)=0.125;w(4)=0.50;CR=0。表4-16 人类工程活动二级评价因子专家打分表注:权重计算为w(1)=0.40;w(2)=0.30;w(3)=0.30;CR=0。(2)构造判断矩阵设U={u1，u2，…，um}为评价因素集，A=(a1，a2，…，am)T为目标权重，uij表示ui对uj的相对重要性数值(标度值)。根据打分表，综合构造判断矩阵:山东省地质环境问题研究式中:m为评价因子数。不同地质环境亚区二级评价因子选取对该亚区地质环境质量有较大影响的3个地质环境问题作为评价因子，经专家打分法确定各因子权重见表4-17。表4-17 二级评价因子地质环境问题因子权重取值表(3)计算重要性排序根据判断矩阵，利用线性代数的知识，精确地求出T的最大特征值所对应的特征向量。所求特征向量即为各评价因素的重要性排序，归一化后，也就是权数分配。一般情况下，阶数较高，可用下面介绍的近似解法———方根法求算。1)计算判断矩阵每一行元素的乘积Wi，即山东省地质环境问题研究2)计算Wi的m次方根:山东省地质环境问题研究3)对向量 作归一化或正规化处理，即山东省地质环境问题研究则A=(a1，a2，…，am)T即为所求目标权重。(4)计算判断矩阵的最大特征根λmax山东省地质环境问题研究式中:(TA)i表示向量TA的第i个元素。山东省地质环境问题研究(5)检验由于客观事物的复杂性或对事物认识的片面性，通过所构造的判断矩阵求出的特征向量(权值)是否合理，需要对判断矩阵进行一致性和随机性检验，检验公式为山东省地质环境问题研究式中:CR为判断矩阵的随机一致性比率;CI为判断矩阵一致性指标。CI由下式计算:山东省地质环境问题研究式中:λmax为最大特征根;m为判断矩阵阶数;RI为判断矩阵的平均随机一致性指标。RI由大量试验给出，对于低阶判断矩阵，RI取值列于表4-18;对于高于12阶的判断矩阵，需要进一步查资料或采用近似方法，即山东省地质环境问题研究当CR<0.1时，即认为判断矩阵具有满意的一致性，说明权数分配是合理的;否则，就需要调整判断矩阵，直到取得满意的一致性为止。表4-18 层次分析法的平均随机一致性指标值由于山东省地质环境特征差别较大，不同的地质环境区各评价因子对地质环境质量的影响程度不一，所以不同地质环境区应确定不同的评价因子权重。(三)模糊数学模型的构建1.给出评价因素集根据对全省地质环境质量影响因素的系统分析，给出评价因素集:山东省地质环境问题研究式中:u1，u2，...，um代表评价指标;m为评价指标数。2.给出地质环境质量等级集山东省地质环境问题研究式中:v1，v2，v3，v4，v5代表不同的地质环境质量等级。分别为:优等(Ⅰ)、良好(Ⅱ)、中等(Ⅲ)、较差(Ⅳ)、差(Ⅴ)。3.评价因子隶属度的确定隶属度是反映评价指标隶属于各种地质环境状态的程度，隶属度一般由隶属函数确定，隶属函数是用来定量描述评价因子对地质环境质量级别隶属程度大小的函数形式。由于影响地质环境质量因素的相互作用、影响及地质环境本身的复杂性和模糊性特点，目前在环境质量评价研究中，一般对离散型因素按照专家经验给出隶属度，对于连续性变化的定量指标采用线性隶属函数、正态分布函数等，本次评价采用线性隶属函数。针对山东省地质环境质量影响因素特征，构造半梯形分布隶属函数如下:山东省地质环境问题研究山东省地质环境问题研究式中:x1，x2，x3，x4，x5为评价因子指标分级界限值;x为评价单元实际统计值。4.建立因素评价矩阵利用隶属函数对诸因素进行评价，其结果为评价集 的模糊子集，对于第i个因子，其评价集为山东省地质环境问题研究式中:i代表评价指标序号。因 和 之间存在模糊关系 ，故单因素评价矩阵为山东省地质环境问题研究5.建立评价因素权重 山东省地质环境问题研究式中:a1，a2，...，am代表m个评价因子的权重，各指标权值应满足下列关系:山东省地质环境问题研究(四)模糊矩阵复合运算模糊矩阵复合运算的方法很多，常用的有以下3种:1)“主因素突出型”，即M(∧，∨)模型;2)“半主因素突出型”即M(·，∨)模型;3)“加权平均型”，即M(·，+)模型。根据不同级别地质环境评价因子对地质环境质量影响程度和特点不同，应采用不同的复合运算方法。二级评价采用M(·，∨)模型，一级评价采用M(·，+)模型，最终形成模糊质量指数(Fuzzy Quality Index)。二级评价通过建立单因素评价矩阵 及权值分配矩阵 ，经模糊运算可得评价结果分别为山东省地质环境问题研究以上三组评价结果可组合成一级评价矩阵为山东省地质环境问题研究一级评价因子权重向量为A=(a1，a2，a3)采用“加权平均型”，即M(·，+)运算方法，可求得评价结果E:E=A×B=(e1，e2，e3，e4，e5)最后采用下式求得模糊质量指数(FQI)，该指数全面应用等级模糊向量E的信息，且在数值上具有连续性:山东省地质环境问题研究式中:j为等级数;k为参数，k=2，3，4，...。这样模糊质量指数实际上反映了评价单元地质环境质量的好坏，FQI值越大，地质环境质量越差。本次评价采用微机编程进行模糊运算，根据FQI值对评价区地质环境质量进行分区，分区标准为:地质环境质量优等区 FQI=1;地质环境质量良好区 1<FQI≤2;地质环境质量中等区 2<FQI≤3;地质环境质量较差区 3<FQI≤4;地质环境质量差区 4<FQI≤5。

(一)早更新世地质环境1.构造环境及其变迁本区早更新世构造环境由上新世构造环境演变而来。区内的地貌及第四纪地质研究结果可以看出，早更新世构造轮廓继承了新近纪早期构造轮廓。嫩江断裂、伊－舒断裂的东支断裂和西支断裂、四平－长春－德惠断裂、营口断裂、长胜－养畜牧河－法库断裂等再度发生继承性的差异升降运动，东部和西部山岳丘陵以及大黑山地垒继续断块上升，伊舒断陷平原和松辽断坳平原继续下降。本区当今的构造轮廓进一步显现。2.气候环境及其变迁第四纪气候的研究常常是通过对第四纪生物(特别是植被)、地貌和堆积物的研究来完成的。其中由于植被对气候的变化极为敏感，因此，通过植被(主要是通过孢粉的研究)来研究气候及其变迁更为常用。以往对本区生物、地貌和堆积物的调查与研究表明，第四纪地质期间本区气候发生了多次冷暖干湿的波动，植被第四纪堆积和地貌也随之发生了相应的变化，大致可以划分如下几个气候阶段。(1)地貌和堆积物揭示的早更新世气候环境对本区早更新世堆积物和地貌的研究可以看出，在早更新世早期阶段，松辽断坳已基本形成。低凹的松辽平原所接受的来自大兴安岭、小兴安岭和和长白山的碎屑堆积物形成松辽古大湖环境，为湖泊兴盛期(初本君，1998)，气候环境偏凉;早更新世晚期阶段主要为冰川和冰水堆积阶段，在松辽断坳盆地周边地区形成广大的冰水堆积平原。这些冰水堆积和广大的冰水堆积平原，由于其后受新构造运动和外动力作用的影响，大部分被后来的堆积物埋藏于地表以下，已不见冰水堆积平原的原始形态，但在一些地区仍然可以看到这些冰水堆积物和冰水堆积平原的局部存在。例如，在西部所见到的白城地区冰水堆积剖面和冰水堆积台地以及东部区怀德－府龙泉－王府一带的冰水堆积剖面和冰水堆积台地等等，都是早更新世冰水堆积物和冰水堆积地貌的一部分。除此，在长春的腰分水岭、吉林岔路何、伊通的大南镇一带以及松辽平原区钻孔所揭示的第四纪地质剖面中都能见到早更新世冰水堆积物和冰水堆积平原的存在。可见，早更新世晚期冰水堆积物和冰水堆积平原分布之广泛。从上述的堆积物和地貌研究不难看出，早更新世期间本区经历了由温暖湿润气候环境向冰川和冰缘气候环境的转化过程。(2)生物揭示的早更新世气候早更新世气候由第三纪末期气候演变而来。中科院长春地理所夏玉梅等研究了吉林省中西部的早更新世植被和气候。据黑龙江省大庆7901孔、吉林省乾安令字井孔、扶余仲士屯孔、大安舍力孔、白城平台地质剖面、农安王府地质剖面、长春分水岭地质剖面中的孢子和花粉分析表明，第三纪末上新世早期吉林省西部植被与中新世比较，铁杉、罗汉松和山核桃等喜热树种含量明显减少，阔叶树中桦、赤杨、栎、榆、榛、胡桃及林下草本植物含量逐渐增加，从而显示出当时气候由温暖湿润向偏凉变干方向变化。上新世末期，我国北方地区开始被大陆性气候控制，冬季干凉，夏季多雨。与上新世早期相比，气候变得更温凉。喜凉耐干的针阔叶混交林生长，出现草原型植被。早更新世早期，本区在灰白色粘土层中前人发现部分介形虫化石，以土星介为主，计四种属(初本君，1998)。另外，本次遥感调查在伊通大南镇胜利屯采砂坑的早更新世地质剖面中，采集微体生物样品，经天津地质矿产所王强分析鉴定，发现在该剖面的灰白色粘土中含有纯净玻璃介和疏忽玻璃介。玻璃介作为广温种在全球皆有报道，在现代温暖环境亦可出现。但由于个别种出现在冷水中，例如，疏忽玻璃介就是典型冷水种之一，因此，在进行整体评价时，依然将其作为偏冷属。含有上述玻璃介的样品有机质含量较高，可粗略认为样品形成于中营养向富营养过渡的湖泊中。上述玻璃介的发现，不但填补了区内早更新世地层中微体生物的空白，还对揭示早更新世早期堆积形成于气候偏凉的湖泊环境提供了微体生物学证据。早更新世后期，本区为由少量阔叶树参加的疏林草原。标志气候由冷干向温和半湿润方向发展。由上述植被的演变可以看出，本区早更新世气候由偏凉向干冷过渡。这与早更新世堆积物和地貌揭示的早更新世气候特点是完全一致的。同时，微体生物所揭示的本区早更新世堆积物中的形成环境与其中的孢粉所揭示的沉积环境是完全一致的。3.地貌环境本区第四纪初，现代构造地貌的基本格局已经形成。早更新世早期阶段松辽断坳平原和伊－舒断陷盆地为冰水河流和冰水湖环境，长白山和大兴安岭为剥蚀区，来自上述山区的碎屑物质源源不断的堆积于松辽断陷和伊－舒断陷盆地的冰水河湖中，受盆地古地形起伏的影响，盆地中堆积物的厚度并非均匀一致，湖盆中的高地则局部缺失早更新世堆积物，早更新世末，受本区新构造运动的影响，新断裂发生差异性升降运动，松辽盆地解体，东部高平原区伏龙泉和白城平台地区等抬升，浮出水面，形成当今的伏龙泉隆起河白城平台及当代高平原的基底地貌。松辽盆地湖泊的湖面自此开始萎缩。当今的白城平台河伏龙泉隆起自此再未接受风沙和风成黄土之外的任何堆积。4.环境物质组成早更新世期间，区内受新构造运动的影响，三山(东部山地、西部山地和大黑山－法库丘陵)两盆(松辽断坳盆地、伊－舒断陷盆地)的构造格局进一步形成，山岳丘陵基岩区不断遭受来自各种外动力的剥蚀，剥蚀的物质源源不断地堆积于伊－舒断陷盆地和松辽断坳盆地中，受早更新世冰川冰缘气候影响，形成冰川和冰水堆积物，这些堆积物以砂砾石夹灰白色粘土为特征，遍布于上述两个盆地中。(二)中更新世地质环境1.构造环境及其变迁本区经历了早更新世构造变动后，中更新世本区构造环境除继承早更新世构造变动的某些特点外，三山继续上升，尤其法库断隆的继续抬升，使东北断坳平原以其为界分解为北部的松辽断坳盆地、伊－舒断陷盆地和南部的下辽河断坳盆，三大盆地继续下降。在上述三个断坳与断陷盆地内部，新构造运动也较为活跃。松辽断坳盆地内的双山－前郭北东向断裂发生南东盘上升，北西盘下降的差异性升降运动，怀德－伏龙泉－前郭隆起形成。白城平台前缘断裂发生南东盘下降，北西盘上升的差异性升降运动，白城白土山平台形成。平原内的上述新断裂运动使得早更新世阶段的松辽盆地被肢解，盆地内地形起伏加大，盆地面积首度被缩小。松辽盆地东部高平原形成;下辽河断坳盆地内的抚顺－营口北北东向断裂及西侧山前断裂、北部的北漂－沙河断裂继承活动，控制北、西、东侧周边断块山岳丘陵的抬升，断坳盆地整体下降。为中更新世地层堆积与形成提供了构造环境。2.气候环境及其变迁中更新世气候冷暖干湿多次波动为特点。(1)地貌和堆积物揭示的中更新世气候环境中更新世堆积物和地貌的研究认为，松辽平原东部垄岗状高平原区的中更新世堆积是以含铁锰结核和少量砾石的亚粘土为主的堆积，并形成广大的山麓和山前堆积平原。根据上述亚粘土分布的空间位置、岩相结构及所含生物认为该套亚粘土的成因为冲湖积(也有人认为是冲洪湖积)，由它形成的平原为冲湖积平原(即松辽高平原)，为区内黑土形成提供了重要母质条件。厚度较大而且大面积分布的冲湖亚粘土的形成表明本区中更新世处于半干旱和半湿润的气候环境。但也应该指出的是，对本区中更新世亚粘土多个剖面的研究可以看出，亚粘土剖面自下而上无论从颜色、层理、单层厚度及所含孢粉化石等都出现多个旋回，这些差异表明该套亚粘土并非形成于气候一成不变的环境当中，而是形成于气候干湿冷暖的多次波动过程中。根据本次遥感调查成果表明，此时期下辽河平原，堆积形成海陆交互相的粘土质粉砂、砂层、淤泥，水平层理发育属于温和较湿或轻湿的气候环境。(2)植被揭示的中更新世气候根据乾安、长春、四平、大庆和哈尔滨等地中更新世地层剖面中的主要孢粉成分，结合扶余、龙江中更新世地层剖面中的孢粉组合，松嫩平原中更新世时期至少经历过四次大的气候波动。第一阶段，中更新世初期麻黄出现，藜科植物迅速扩大，平原区再现草原型和桦林草原型植被景观，显示出大陆性低温干旱气候。第二阶段，平原区阔叶树增加，水生植物和盘星藻、转板藻增加，说明此区有一定范围水域环境，湖沼发育，陆地分布阔叶疏林草甸草原和桦林草原，显示温和半湿润气候。第三阶段，平原区云杉花粉增加，禾草类和蒿亦有增加，说明当时周围山区有云杉分布，显示当时是一种冷湿气候。第四阶段，发生在中更新世末，平原区阔叶树、水生植物和藻类孢粉增多，显示气候再次变暖。此时期，下辽河中断坳中更新世地层剖面中的孢粉组合反映早期为以桦属、云杉属为主的森林草原植被，反映古气候寒冷阴湿;晚期为疏林草原景观，古气候温和湿润。由上不难看出，无论是从中更新世堆积物和地貌还是从中更新世植被都揭示出松辽平原中更新世气候冷暖干湿多次波动的特点。3.地貌环境及其变迁本区进入中更新世早期，松辽湖盆地区周边和伊－舒断陷盆地地区继续接受来自小兴安岭、老爷岭、张广才岭和大黑山－法库断隆的冰(碛)水碎屑堆积，湖泊中心接受砂质物质堆积。中更新世中期，当今的高平原区接受来自上述山区和风积的冲湖相亚粘土堆积，并形成冲湖积平原。处于湖泊环境的西部低平原区形成湖相堆积，并埋藏于深部。中更新世末，新构造运动再次使当今的松辽高平原区上升，形成当今的冲湖积高平原地貌，为区内黑土形成提供了重要的地形地貌条件。此时期，下辽河断坳盆地接受东西两侧和北部断块山岳丘陵区的亚粘土、亚砂土、细砂等碎屑物质堆积，并在靠海部分，接受第一次海侵。由于断坳盆地的下降，该地层埋深为179.4～98.2m。4.环境物质组成本区中更新世物质组成较早更新世有了较大的变化。这些变化主要体现在区内两个主要的盆地中。在中更新世这一地质时期，作为上升区的三山仍处于风化剥蚀阶段，除山岳和丘陵由于受到剥蚀其高度相对有所降低外，基岩区物质变化不明显。在区内的三大盆地中则不同，中更新世阶段，松辽、依－舒两盆地内部接受来自剥蚀区的亚粘土堆积物和风积亚粘土的堆积，为区内黑土形成提供了母质条件。下辽河辽断坳盆地，形成以中更新世亚粘土、亚砂土、细砂为主的海陆交互相沉积。(三)晚更新世地质环境1.构造环境及其变迁本区晚更新世阶段，其构造环境较中更新世又有了新的变化。晚更新世地质构造继承了中更新世地质构造轮廓，继承性新构造运动明显，山岳丘陵区再度上升，平原区继续下降。松辽平原区北部的讷河东西向断裂差异性作用，北部抬升，高平原形成。双山－前郭北东向断裂及白城平台前缘嫩江北东向断裂也再度发生差异性升降运动，怀德－伏龙泉－前郭隆起及白城平台进一步抬升，当今区内构造轮廓进一步显现。除此，晚更新世作为松嫩断坳盆地内的突出的构造事件是松辽分水岭的隆起(长岭断隆)。遥感图像解译和地面调查可以看出，松辽断坳盆地中部有近东西向的隆起。这一隆起不仅是松花江水系和辽河水系的分水岭，而且也是松嫩平原和东西辽河平原的分界线，历来受到地质学家们的注意。本次遥感调查认为，松辽分水岭是区内弧形断隆系作用结果的显示。根据弧形断隆系所切割的第四纪堆积，其主要形成时期应为晚更新世末(距今18000a)。该弧形断隆系的形成改变了本区的构造环境和物质环境。可以看出，本区晚更新世阶段构造环境较中更新世有了较大的不同。2.气候环境(1)晚更新世早期地貌、堆沉积物揭示的气候环境晚更新世早期(140～70ka)堆积物和地貌的研究认为，松辽平原东部波状高平原由亚粘土和亚砂土组成。根据上述亚粘土分布的空间位置、岩相结构特点和沉积过程中粘土颗粒呈均匀悬浮搬运形式(初本君，1988)，该套亚粘土的成因为冲湖积，由它形成的平原称为冲湖积平原(波状高平原)，是区内黑土形成的重要母质源区。下辽河平原由冲湖积黄土状亚砂土、粉细砂夹薄层亚砂土含砾的中粗砂透镜体等物质组成。其疏林－草原植被反映古气候偏干冷。(2)晚更新世中期堆积物、地貌和生物揭示的末次冰期气候松辽断坳盆地晚更新世中期的堆积物主要有风积、冰水堆积和冲湖积堆积等。风积物既有风积砂土堆积，也有风成黄土堆积。风积砂土组成风积平原，现呈构造岩片形式见于长岭弧形沙垄之间。风成黄土形成风积平原，主要见于本调查区的西部。遭受后来流水等外动力剥蚀切割，黄土平原已不连续，完整性差。风成黄土(70～30ka)和风积砂土形成于干凉或干冷的气候环境中，本区风积物和风积地貌可以揭示本区干冷的气候环境。冰水堆积物主要见于本调查区西部洮儿河下游。其岩性为砂砾石层夹砂层或砂层透镜体，组成著名的洮儿河冰水冲积扇。很显然，本区冰水堆积物和冰水冲积扇的形成也揭示出本区晚更新世中期的干冷冰期气候。冲湖积堆积物主要见于本调查区东部乾安－林甸地区。其岩性为亚砂土，形成低平原地貌。对晚更新世中期堆积物中的孢粉已作过许多研究。中科院长春地理研究所夏玉梅和王曼华等对本区许多晚更新世堆积剖面进行过孢粉分析，积累了十分丰富的资料。根据晚更新世中期本区植被的总特点可以看出，本区晚更新世中期的气候是我国大陆第四纪以来最干冷的气候时期。这是因为青藏高原的隆起对来自西南的水汽和印度洋的暖湿气团起到愈来愈明显的屏障作用，使我国内陆地区降水明显减少，出现干旱。工作区西部受内陆气候影响，植物组成中的木本成分更为简单，松、云杉、桦等为主要树种，草本植物中蒿、藜含量增加，在蕨类植物中出现一定数量的耐寒冷的阴地蕨，代表了吉林工作区西部大陆性干冷气候环境的形成。晚更新世是吉林工作区西部沙漠的形成和扩大的主要时期。也是耐干冷的草原发育的主要时期。近年，邓金宪等对本区西部双辽勃勃吐火山顶部的风沙堆积剖面进行过详细研究。该风砂堆积剖面形成于距今(7.69±0.6)×104a。风砂中孢粉含量极为贫乏，种属单调，代表干冷气候的蒿属、麻黄属等草本花粉含量较高，木本花粉仅有松、榆和榛属，且含量极低。古地磁研究表明，各风砂层中的磁化率和磁化强度为低值。上述诸现象可以看成是对末次冰期的响应。此外，对本区多个晚更新世中期的第四纪地质剖面研究发现，本区晚更新世中期的堆积中大都含有我国北方晚更新世中期标准动物群———披毛犀－猛犸象动物群。该动物群生活在距今40ka左右的地质时期，被认为是冰期气候的指示动物群或冰期气候的产物。披毛犀－猛犸象动物群的存在同样表明，本区晚更新世晚期气候寒冷。由上不难看出，本区的堆积物、地貌、植被和动物群共同表明了晚更新世中期本区处于由干冷的冰期气候环境中。(3)晚更新世晚期地貌、堆沉积物和生物揭示的气候环境晚更新世晚期(30～18ka)，受横亘于松辽平原中部的长岭断隆影响，由湖积砂组成湖积台地和弧形断隆束构成长岭分水岭。湖积台地为全新世风积与风蚀作用提供母质。本次在通辽剖面采集的孢粉样品，分析结果表明，植物组合以针叶裸子植物松为主，阔叶被子植物桦及胡桃、栎和榆为辅组成的针阔叶混交林或针叶林，反映古气候温暖湿润。而下辽河平原的沈阳道义屯剖面，揭示的物质为湖积亚砂土，采集14C测年距今为(16765±160)a～(12530±135)a。孢粉资料反映的针叶林或针阔叶混交林的植物组合特征，代表古气候温和较湿。3.地貌环境及其变迁本区进入晚更新世以后，地貌环境发生了深刻的变化。晚更新世中期发生的强烈地壳运动，松辽平原东部高平原开始抬升，晚更新世早期形成的冲湖积粘土堆积物质露出水面，二级湖成阶地形成，为区内黑土形成提供了有利的地貌条件。上升的高平原继续上升，剥蚀加剧，下降的西部低平原区不断下降，湖泊进一步萎缩，接受堆积。晚更新世中期，在干旱气候不断加剧的情况下，在松辽平原的中西部地区形成风积黄土、砂土平原，东部湖泊萎缩，接受砂土的堆积。晚更新世末，松辽弧形断隆形成，受其断隆控制，不但将原本相连通的晚更新世晚期古湖泊分解，形成西部地区断块与断坳相间的湖积台地和残留湖盆地貌组合;在松辽弧形逆冲断垄低洼部位和东部地区形成残留湖盆。并具备了当今所显现的松辽分水岭的基本形态。它的隆起除分割了松辽盆地湖泊外，也引起了松辽盆地内水系的若干变化，为当今松辽盆地水系的形成奠定了基础。4.环境物质组成晚更新世本区环境物质组成变化很大，主要体现在堆积区的环境物质组成出现了明显的变化。突出表现是早期形成湖泊环境堆积了砂土物质;中期本区松辽断坳平原西部的奈曼旗、通辽、双辽、长岭、白城、镇赉、洮南、松原、乾安、瞻榆、通榆一带有大面积的风积黄土和风砂堆积。东部齐齐哈尔、大庆一带发育湖积砂土、淤泥物质堆积;晚更新世晚期为的湖积砂堆积，为区内沙化(漠)形成提供了充足的物质条件。(四)全新世(冰后期)地质环境1.构造环境及其变迁本区全新世地质构造轮廓和构造运动由更新世演变而来。就地质构造环境而言，全新世地质构造环境与更新世晚期构造环境没有多大差异，所不同的是自有人类记录以来，特别是随着地质、地震观测仪器和大地测量仪器的研制和发展，定性、定量、定点和连续的观测和监测地质环境的变化已成为可能。例如，地震观测仪器详细记录了区内四平－长春－德惠断裂(四平断裂段)的新活动引起的地震。大地测量仪器记录了大兴安岭、老爷岭和张广才岭现阶段的隆升和下降等等。揭示出了本区全新世构造环境的变化。2.气候环境及其变迁全新世又称冰后期，开始于距今约1.1万年。全新世气候及其变化是对当今人类生存环境影响最大和最直接的因素之一。不管是全球，还是我国疆域内(包括吉林工作区)，全新世气候及其演变的研究都较详细。经典的欧洲全新世气候分期是由斯堪的纳维亚人布列特(Blytte)和赛南德(Sernander)在20世纪末21世纪初创立的。他们把全新世气候划分为五个气候期(表4－1)。我国陈承惠等(1976)、孔昭震(1982)和王开发(1981)曾分别对辽南、北京和沪杭地区进行过全新世气候划分。上述研究对本区全新世气候划分具有重要的参考意义。全新世又分为早、中、晚三大阶段。早全新世(1.1～7500a)，从东西辽河平原奈曼旗东南剖面遥感调查结果分析，下部含炭淤泥层，距今年代为(11590±130)a。而孢粉组合属于含一定量阔叶被子植物之针叶林或阔叶混交林，气候温和较湿或轻湿。中全新世(7500～2500a)，早期气候温暖湿润，是气候最适宜时期，大庆－大安、长岭三县堡、前郭波拉屯和东西辽河平原、下辽河平原有多层泥炭形成。根据该期泥炭的堆积速率(最大0.4mm/a)、有机质含量(最大60%以上)、含砂量很少等特点，可以看出该区当时处于泥炭沼泽发育最佳条件时期，推测年平均气温3℃～5℃，干燥度<1，年降水量500～700mm，风砂固定，泥炭沼泽极为发育，沼泽中植物以芦苇为主，伴生有木贼、苔草、镰刀藓、睡莲等，其他植被松和禾本科占有相当的比例，是区内黑土形成时期。晚全新世晚期(2500a～1100a)，本区是以含有风砂和淤泥夹层的泥炭为代表。其植被特点，松较前趋于减少，蒿藜明显增加，同时出现麻黄属花粉，说明吉林工作区西部该期由疏林草原过渡到半干旱草原，泥炭植物残体以苔草为主，伴生有芦苇、睡莲、镰刀藓、木贼、鸢尾等。由于气候变为干旱，风砂吹扬，大量粉砂落入泥炭沼泽，致使泥炭中含有大量风成砂。另外，在双辽地区多座古近纪火山喷发所形成的火山盾(丘)的顶部有厚约5m的风成砂堆积，在这些风成砂的表面发育一层厚30～40cm的黑灰色粉砂层。其形成年代为(5405±80)a(邓金宪，1998～2000)。在岗丘顶部发育有黑灰色有机质堆积的现象，在四平十家堡团山子侵入岩体所形成的岗丘的顶部也有所见，这些高高耸立于平原之上的火成岩岗丘顶部的黑土层，显然非沼泽成因。该层黑土的形成表明，黑土形成时期气候温暖湿润，植被发育。显现出当时的气候是最宜于植被发育的有利时期。它的14C年龄测试结果表明该黑土层形成于中全新世大西洋期(气候最适宜期)。该现象说明，前中全新世形成的碎屑堆积物质，均可作为含粘土成分控制物质3.地貌环境及其变迁本区全新世地貌环境由晚更新世地貌环境演变而来，基本格局继承了晚更新世晚期地貌轮廓，并受长岭断隆和法库断块山岳丘陵的控制，形成以淤泥地平原为主体松嫩、东西辽河和下辽河三个低平原。河谷地貌为辅地貌环境。区内河流如嫩江、第二松花江、拉林河、洮儿河、霍林河、东辽河、西辽河、辽河等河流的平原区河段、下游河段摆荡不定，河谷加宽，形成宽阔的高河漫滩和低河漫滩地貌及冲积平原地貌，河床摆动过程中遗弃的古河床形成当今所见到的牛轭湖河沼泽地貌等。本区湖泊特别是风砂地区的湖泊产生淤积，湖盆变浅，水深变小，湖滨形成沼泽。受耕作、樵柴和过牧等原因的影响，全新世局部地段沙漠活化，沙丘移动，有的叠加于晚更新世形成的沙丘和沙垅之上，形成复合沙丘和沙垅。中全新世气候最适宜期，松辽盆地高平原区(冲洪积平原区)形成大面积厚层典型黑土。随着黑土区人口的不断迁入和大面积耕作，伴随着流水的冲刷和土被的流失，黑土地区新的冲沟不断增加，老的冲沟再度加深、加宽、加长。黑土分布的高平原被切割得支离破碎，这已成为当今黑土区的重要环境地貌问题之一。4.环境物质组成虽然全新世与晚更新世比较，本区地质构造的基本格局没有多大的改变，显示出地表物质组成的相对一致性。但随着全新世内、外动力的作用及相互作用，随着人类对这块土地的开发和利用，全新世环境物质组成也在发生不断的和深刻的变化。首先，本区中全新世形成了黑土。虽然在工作区的山岳区、丘陵区和平原区，平原的东部区和西部区，南部区和北部区，上升区和下降区，黑土的厚度有很大差异，但黑土的形成却标志着本区进入了一个新的第四纪地质环境之中。这是因为黑土不但大大改变了这里的环境物质组成，更重要的是，由于它的形成，大大改变了自形成之后这里的生态环境，特别是对本区当代人类生存环境的影响，更是巨大的和深远的。除此之外，在三个低平原区，形成丰富的含炭淤泥物质层是农业耕作的有利土壤，但受后期风沙运动、地下水位和干旱、半干旱气候的影响，在东西辽河低平原表层，即含炭淤泥物质层之上被现代风沙所覆盖;而在松嫩低平原表层发生强烈的沙化和盐渍化作用，直接影响农业耕作的发展。区内其他因素也改变着这里的环境物质组成。流水等各种外动力对山岳、丘陵及高平原不断进行剥蚀，剥蚀的碎屑物质源源不断地堆积于下游河谷中，形成新的堆积。人类对山岳和丘陵区矿产的开发和对平原区的开垦，以及对牧区的放牧等造成水土流失，也不断改变着这里的环境物质组成等等。由此看来，上述原因所造成的本区全新世环境物质组成的改变是显著的。

为了全面分析地质环境、生态环境变迁，先看看以下地球各圈层的基本参数(表4-1)。表4-1 地球各圈层的基本参数注:地球总质量5.9742×1024kg，地球总体积1.083×1021m3。从以上参数可知，地球的物质质量、蓄能、热能主要集结在固体地球之中，而水圈、大气圈和生物圈只是内热外温大球体表面附着的一层薄膜。从质量、能量分布来看，作为生态环境(水圈、大气圈)的下垫面，固体地球的主导地位就很明显了。宛如温床上一席薄被，主从关系不就很清楚了吗?我们能体察到的风霜旱涝、沧海桑田、生物兴衰、环境变迁都离不开固体地球这个母体，依附于地球的深源热动力场。大自然的综合运动，可以概括为长周期的低能态、中短周期的中能态和瞬时急剧灾变的高能态。就其本质而言，强烈的灾变事件是地球运动、发展的主要形式，而中长期的中、低能态作用则是主灾变事件的后期协调平衡，这一结论无论从地质历史遗迹和现态动向中都表现得十分清楚，灾变与缓变的时效和性质差异很大，前者是主动的，决定性的。后者则是随动性的和微调性的。特别是近年来人类观测能力的提高，这种本底与环境、内因与外果、灾变与演化的主从关系愈来愈清楚了。同时发现地球各圈层之间，各类事件之间存在一种内在紧密的相关性，称为辐向深源强热动力地质、环境、生态、灾变链(陈荫祥，1985)。地球不同时期发生的环境、生态、灾害事件，均源于若干散点状，有时是串球状的热动力中心顶端，这些热动力主要由地球深部的放射性高热反应中心产生，这些带强爆性的热点大体上分布在下地壳到地幔，甚至核幔边界地带，岩浆剧烈热融，成为地表环境灾变的热根，称为岩浆房、岩浆灶。这里强大的高热能驱动岩浆、气液急剧上涌，成为强爆灾变性热能-物质交换的通道和环境灾害链的根源。一个岩浆强热动力的演化可长达几万年、几百万年、几千万年到1亿年之久，在其发展、演化过程中呈现独立热动力-物质交换体系，从弱到强，由强转弱，以至消亡，迭替兴衰，构成强旋涡式热力流、热熔物质的分异输送链。自创通道向地球表浅部喷射、涌注，强大的热动力-物质流(固塑态、固-液-气混融态、气液混合态)，在强热涌冲击过程中，形成矿床，导致地球表浅部的环境变迁和灾害事件。巨大的热物质转化能造成岩浆侵入、火山、潜火山、地震、海啸、海水的急剧加温、湍流和热力固-液-气喷射、地壳的局部急剧超高温、强爆炸事件，形成台风旋涡源、暴雨雷电、干旱洪涝、百慕大型海空罹难等环境突变和气候、生态变迁。复杂的排热、排液、排气过程还会导致地球化学、大气组分的变异。同时发生的地内电磁、粒子、放射性喷射，还会形成很多物理环境变化、大气电离化、UFO和USO事件。地球上分布着无数规模大小不一、形式结构不同的地内强热圆形上涌结构，地质早期的岩浆热活动中心多已消亡，失去供热效应，目前能察觉有强热地质效应的中心，多属燕山期-喜马拉雅期的热点，其中少数现在仍有热涌动力的中心，对现在的地质环境、生态环境起驱动作用，即活的地球热动力喷口，这些埋藏在地球深部的热动力“烟囱”时强时弱地向地壳、海洋和大气层喷射热动力-物质流，引发一系列环境事件。近年来在东太平洋南部海膨520km2之内发现26个热涌通道，推动着本地段每年隆升15cm以上，不时喷出包括高热流、热水汽、H2S、CO2、氯气类、烃类气和大量金属元素的巨量物质。裂谷系中发现很多高温富含金属的海底气热泉涌、热咸水烟囱、海底烃类水化物资源、金属矿泥沉积。这样的海底热物质喷发现象，在太平洋东西火山带、红海都有大量报道。大陆内部也有很多地区物质能量外喷的事件，包括火山、隐火山、气火山、气液-金属喷射、地震、地内强爆炸、陆龙卷风、陆内飓风、地热-温泉有害物质流淌、有害固体粉尘扬播、地球化学生物中毒等。例如1908年举世闻名的通古斯大爆炸事件，估计中央地带温度达105℃以上，总热能为1023J，喷出的可燃天然气数亿立方米，还有大量的放射性粒子，铂铱微粒自上地幔喷到地表，造成大范围长期的核冬天气候异常。尽管对其成因揣测纷纭，但确属地球上一次大自然热动力演示和地球生态环境大变异。自有人类历史以来，地球内部向外喷射，溢散大量物质和能量，据估计总共向地表、水圈、大气圈喷射的热能总量为5.6×1020J/a，排放的固、液、气类物质总量为9.5×109t/a，相当于全球2000年总能耗量加核能储备的总合，远远超过历史上社会能耗和形成物质产品的总量。这些数据足以说明大自然界的环境物质能量和影响，大大超过了人类社会的环境效应。再从地质历史上追溯，这种事实就更明显了。在8亿年前，地球上并没有多少水体，原始的海洋尚未出现，大气也很稀薄。在8亿～6亿年的两亿年期间固体地球向地表喷射了大量的水气，才形成早期的海洋，出现大量生物。目前地内每年要向地表释放30～50km3的水分和其他气体，以弥补水分和气体向地球外层空间的散失量，如果补给小于弥散量，地球的水圈、大气圈几亿年前早就消失了，也就不会有今日水足气饱、生态宜人的地球环境。古生代以来，伴随剧烈的全球地质构造运动，地内外物质能量交换，形成了全球的生物大兴旺、大爆发，也带来多次的全球性生物大绝灭灾殃，如2.47亿年前(晚二叠世)、1.63亿年前(中侏罗世)、1.44亿年前(晚侏罗世)、1.25亿年前(早白垩世)、9100万年前(晚白垩世)、6500万年前(白垩纪末的古生物、恐龙绝灭事件)、3800万年前(始新世)、1100万年前(上新世)。每隔2600万年就有一次全球性环境剧烈变动，其间当然还有局部地段性和较低能的环境变异。人类社会存在的250万年期间尽管没有全球性的环境巨变，但也经历过无数次局部性古人类群落夭亡的惨剧。玛雅文化、红山文化、河姆渡文化、大河湾文化、三星堆文化等的消亡都说明，人类文化也随地球环境的变迁一起同步兴衰迭起。回顾这些历史，进一步表明探索地球地质环境对今日生态环境研究的重要性。从根本意义上讲，生物界、人类的演化史，就是一部地球内热动力的灾变史，历尽兴衰、坎坷离奇。所以对地球地质环境问题绝不可掉以轻心。

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，其内部有空气、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。

保护好生态地质环境，是人类可持续发展的需求，也是构建三江平原优化生态地质环境的一项重要内容，是我们这一代义不容辞的神圣职责。因此要针对生态地质环境保护中存在问题，有的放矢地解决实际问题，全面提高资源、环境、经济、社会效益，切实将三江平原生态地质环境保护工作做好。为此，提出以下具体深入的措施和对策。一、加强地质环境保护的宣传教育工作，人人树立忧患意识要充分发挥宣传媒体的作用和科普活动等多种形式，加大地质环境保护的宣传力度，在三江平原范围内广泛宣传保护生态地质环境的重要性，深入传播生态地质环境保护意义及科研价值，在全社会树立保护地质环境的忧患意识，把加强环保意识纳入思想道德文化建设的范畴，提高人民群众环保的自觉性，使人民群众都关心参与和监督生态地质环境的保护工作，这是搞好生态地质环境保护的力量源泉和根本保障。三江平原要拥有直接为生态地质环境保护服务的咨询、设计、施工、研究、开发机构、企业、团体，为发展环保来宣传教育。各学校要开设这方面学科、专业和一些课程。学校要向社会输送环保产业专业人才来满足生态地质环境保护事业对人才的需求。要成立环保人才培训中心，加强青少年的环保教育，掌握一定的环保知识，多出版发行有关环保知识方面的宣传品，还应成立这方面的专门机构，作为向公众进行生态地质环境保护宣传和教育的中心。建议加强以三江平原优美自然风光和生态地质环境保护为内容的录像、电影、电视片的摄制，通过这些手段，使广大群众受到更为形象的直观教育，了解三江平原，热爱三江平原。20世纪是一个对生态地质环境疯狂破坏的时代，那么21世纪则应当是一个深刻反思的时代。应当承认，21世纪也为人们反思“发展”提供某种机遇。问题在于，历史是否给人类留下足够的时间和余地，使三江平原在生态地质环境未完全破坏之前还有机会寻找有效的拯救之道？古人曰：“生于忧患，死于安乐”。在充满忧患的21世纪之初，我们必须停下匆匆开发的破坏脚步，去反思刚刚逝去的历史给出的一系列难题。令人焦虑的是，历史不允许我们回避和推迟这种反思了，因为任何回避和反思都可能使我们再次丧失拯救三江平原的机会和希望。这绝非危言耸听，一个表面看上去极其优美的生态地质环境，其退化和消失往往是迅速的，这已经为以往地球变迁和人类历史反复证明的。所以真正的悲剧往往在于自然界有忧患人们却无忧患意识，有危机却无危机感。所以从现在起，我们人人都要树立忧患意识。二、要协调人与生态地质环境之关系人类的活动规模日益巨大，对自然界的各种冲击也日益广泛和深远。自然界对人类的反击相应也越来越深重和频繁。由此造成的地质灾害和由于人类活动的复杂化而带来的生态地质环境问题也日益复杂。这些都是由于人和自然界不协调造成的。而这种不协调又是由于人类的各种活动之间的不协调造成的。所以三江平原的任何客观决策必须考虑人与自然的协调发展和平等相处，绝不能只考虑大自然对人类的“恩赐”或“无偿占用”，而不考虑人对大自然应尽的义务。由此可见，我们要研究人类的各种活动及其同自然界物质运动怎样协调，才能维持人类的生存环境，才能争取最大的客观效益和长久的物质利益。当代社会的发展，文明的进步，不是取决于单个因素的作用，而是取决于所有社会因素和生态地质环境因素的综合作用。探索各种生态地质环境因素和社会因素的内在联系和运动规律，特别是提高人对各种因素的调控能力，使社会因素与生态地质环境因素相互协调，这是实现整个社会顺利发展的关键，也是提高经济效益、生态效益和社会效益的关键。这样一来，衡量和评判现代人类的一切活动、规划和发展目标是否适度、适宜、适地、适时、适中，是否有利于维护人类的生态地质环境，并争取最大的客观效益和长久的物质利益，关键是看一切活动、规划和发展目标是否保持与生态地质环境整体协调发展。三、正确处理生态地质环境保护与经济发展的关系经济发展是社会进步的主要表现形式之一，是关系到当前人民生活的头等大事，发展是硬道理。地质环境是人类赖以生存的物质基础，生态地质环境保护不仅关系到当代人，同时也关系到子孙后代的利益，是重要的公益性事业。它是建立在当代人对资源、环境的破坏，使人类生存空间变小，生存质量降低，生存的物质基础动摇的基础上而产生和发展起来的。人类历史的发展自始至终都是对生态地质环境资源的利用过程。从经济学角度来说，生产力系统的运行与经济发展过程就是人类在一定的自然地质环境中所从事的物质资料的生产过程，即人类与地质环境之间进行物质交换、能量信息的交流与转换，使其变成财富，并保持相互之间的动态平衡的过程。可以说近几个世纪，经济的发展是以资源破坏和环境恶化为代价的。因此，形成了经济发展与资源保护的矛盾。实际上，发展与保护并不是对立的，而是矛盾统一体的两个侧面，保护包括保持、保存、维护和持续利用，并不是单纯的保持不动，它是持续发展的一部分。同时，发展反过来又为保护奠定了坚实的物质基础，两者是相互联系相互促进的。保护是为了发展，发展又促进保护，是持续发展思想的具体体现。生态地质环境保护的实质，是在持续利用原则的前提下，充分地保护好每一个地质遗产，随着科学技术的发展，方法论的进步，而全面、深入地发掘其潜在的、不为人知的和所有的使用价值，为人类发展服务。因此，在生态地质环境保护过程中，应体现保护与发展、局部与全局、眼前利益和长远利益相结合的原则，促进生态地质环境的持续利用，而不是只保护不利用，更不能掠夺式地开发利用地质环境，而不加以保护和恢复，应该遵循持续发展的思想，以此来规范自己的行为准则。所以人类必须考虑到发展与资源、生态与环境、人口与发展、自然与环境的平衡。不能只考虑经济发展而不考虑资源、环境、生态、人口的变化；还必须考虑经济效益和生态、社会、环境效益的最佳结合。要制定经济发展战略，应遵循生态地质环境效益最佳原则、生态平衡原则、资源永续利用或循环利用原则，并建立完善起生态经济系统的科学理论，把社会再生产视为一个完整的生态、经济、社会、环境的大系统。研究制约生产发展的各种社会因素，还要研究各种自然生态因素。所以我们要充分认识生态地质环境系统持续发展的稳定基础，只有在保护地质环境、维持生态平衡的基础上，才能为社会创造更大的经济效益。把保护地质环境、合理利用资源与经济建设同步规划，同步发展，以协调地质环境保护，人类生存与经济发展利益的统一。总之，说一千道一万，良好的地质环境能促进人类文明，社会的进步，经济的快速发展；恶劣的地质环境给人带来危害，造成经济损失，遏制了经济发展。所以人类的丰富多彩的经济生活和尽可能完美的生态地质环境应协调统一。四、做好为规划服务的生态地质环境的工作新中国成立以来，三江平原兴建了大量工程，其中不乏大型和特大型工程。由于众所周知的原因，区内有许多工程具有长周期、反复勘察的情况，也有的工程是盲目建设，不经规划勘察，甚至先施工后勘察，以至产生新的生态地质环境问题或后患无穷。三江平原基本上仍是一个农业大区，随着国民经济的发展，有大量工程待建，存在着许多生态地质环境问题有待研究和解决。工程建设的发展与需求也迫切需做大量的工程、环境地质调查工作，以便为工程、环境的规划、设计、运营提供生态地质环境依据。这项工作是近几年发展起来的地质工作，目前还处在探索阶段。事实证明，有关专家的科研、考察、论证等既能为环境保护提供理论基础和行动榜样，也能为环境保护的实施出谋划策，又能提供尽可能多的生态地质环境信息，去和建设规划结合。从规划角度来讲，存在如何把这些地质资料用到规划中去。这项试点工作已在少数城镇取得一定效果。三江平原的国土开发是国家重点项目之一。对区内主要城市、矿区、通商口岸的水工环论证，是根据国家计委和原地矿部的部署而进行的。其目的是论证区域规划目标实施的适宜性，为地质资源的开发、环境保护提供防治对策和建议，为国家的重点工业区和矿区、边境口岸建设提供近期和远期的宏观依据。这是一次得益于当前、服务于长远的重要工作。可以先从区内经济结构和生产力布局，经济开发现状、规模和方向入手，进而研究水资源开发与管理、生态地质环境质量与容量、环境地球化学、环境评价方法、生态地质环境管理模型和信息系统运用、环境预测多项工作。五、实行在市场经济体制下生态地质环境管理目前在市场经济活动中，具有自主经营和自负盈亏的企业考虑的是自身的利益和效益，很少考虑环境污染和生态平衡破坏造成经济负效应。他们把自身产生的环境污染与破坏有意无意转嫁给社会与国家。而市场机制不能自行消减环境污染和破坏，所以市场经济呼唤环境管理的强化，势在必行。要规定政策，明确在生产开发过程中谁污染谁治理、谁开发谁保护。对排放污染物的企业或单位收取环境补偿费用，要依据法律、法规、政策、行政、经济等手段，对企业和社会中各种损害环境、破坏资源的行为实行严格的监督管理。另外三江平原当地政府引导和调控力度不够，市场发育不成熟，区内条块分割，地方保护，行政卡阻现象多，对生态地质环境造成了更多破坏。市场机制管理分散，系统运行效率低下。生态地质环境是人类环境的组成部分，生态地质环境管理是环境管理的分支，在市场经济体制下同样需要加强政府职能作用，这是共性。生态地质环境管理也有自身的特性。这种特性不能沿用过去传统的老办法，而必须要有新思路、新方法、新机制。必须适应建立市场经济体制的要求和新的对外开放环境，充分考虑国际、国内、三江平原地区市场需求的新变化，运用市场机制，按经济规律办事，变资源导向型开发为市场导向型加以生态地质环境管理为控制，充分挖掘三江平原自身潜在优势与开发优势，选择合理的发展模式，实现三江平原跨越式发展与赶超战略。这样才能从宏观到微观的整个决策链中保证三江平原开发中生态地质环境的和谐。六、加强三江平原水文地质调查三江平原水文地质调查现状是，其工作程度较高，区域性1∶50万、1∶20万水文地质调查基本覆盖了全区，但工作精度存在地区上的不均衡，一些地区水文地质调查只达到1∶50万精度。1∶5万比例尺或更高精度的综合性、城市、工业、矿山供水勘察、农田灌溉供水调查、勘察，只是在城区、近郊区、重要农业县和贫水干旱地区开展。地下水资源区域性、流域性计算与评价，是在上述调查、勘察成果的基础上，于20世纪80年代前后相继进行的。其重要的水文地质参数、开发利用现状、补给边界，由于当时的历史条件，其评价结果和现实地下水形成条件即补给、径流、排泄、开采现状均有很大的差别。20世纪90年代后区域性水文地质调查，局部地区水文地质勘察本很少进行，仅是城镇、工矿供水水文地质勘察有零星开展。现有调查、评价、研究工作，已远远满足不了现阶段社会经济发展对供水水文地质调查、勘察与评价的需要。随着近20年国民经济和社会的快速发展，城市、工业特别是农业用水的大幅度增长，水资源的短缺已成为经济和社会发展的制约因素。近几年诸多大中城市夏季生活用水严重紧张，限时、限量供水，以提高水费加以制约，由于干旱缺水许多地区农田大幅度减产，造成经济损失巨大。就地下水而言，由于大面积稻田、旱田水浇地增加，加大了地下水的开发强度，造成区域性地下水位下降，地下水动力场发生急剧改变，部分地区水质发生重大变化。地域性地下水资源过量开采，造成了如佳木斯、建三江等城市地下水下降漏斗，不合理开采地下水，破坏了沼泽湿地生态环境。萝北等地干旱的加重，人畜饮用水极为困难，严重干旱加速了荒漠化的进程。通过水文地质调查、勘察、评价、重点解决三江平原地下水资源开发潜力，为农业灌溉用水提供依据。要解决严重缺水区的供水方向、前景问题，解决深浅层地下水资源潜力问题，同时对水资源的联合调度问题，含水层系统划分，大厚度含水层地下水资源开采问题都需提到日程。要查清资源底数、补给、储存资源、可扩大的可开采资源、潜力的前景。在查明水文地质条件、评价地下水资源、扩大开发潜力研究过程中，对与之相伴的环境水文地质问题，如地下水过量开采降落漏斗的恢复即人工回灌问题、地下水调节水库示范工程问题、地下水不合理开发引发的土地沙化、荒漠化、沼泽湿地退化、地下水污染治理等问题都应一并考虑，就这点看，今后的调查与评价应该是综合性的，以适应社会经济发展的全面需求。七、加强环境地质调查全球经济包括我国经济发展，都与资源、环境、人口问题密切相关。也正是这种快速发展使资源、环境、人口问题愈来愈突出。就地学中的地质环境学科而言，也由于资源与环境问题被各国地学工作者倍加重视，地学与环境学的衔接，使地质环境领域涉及范围不断扩大。因此，环境地质调查工作就更为社会经济发展所需要。三江平原环境地质调查工作起步较晚，工作程度薄弱。环境地质调查，除对环境地质条件进行调查外，重要的要评价各类环境条件对国民经济发展所具有的正面和负面效应。必须切实执行环境影响评价（EIA）制度，这必须针对黑龙江省及三江平原一些县（市）、农场对开发中有关法规、政策、计划、区域规划的发展战略进行战略环境评价（SEA）。这些调查有城市环境地质、农业环境地质、矿山环境地质。就自然单元而言，有山地、平原、台地、阶地、漫滩、古河道地区环境地质、沿江、河岸环境地质等。总体来看还是生态环境地质。这些不同类型、不同单元的环境地质条件，有其自然状态下的优势和劣势，也有由于人类活动造成的优势和劣势。环境地质基本条件的查清和优劣势的利用与改造，对经济和社会发展是必要的，也是急需的。这些条件和问题由于调查和研究不够，只能是概念上、宏观上有大体的了解和认识，对其发生、发展演化规律尚知之甚少，对其国民经济的直接影响和潜在危害尚处于肤浅的认识。为此进行环境地质调查仍是今后“十五”和中长期水工环工作重点，区域性、流域性、行政区划的、地域性的以及专题性调查工作势在必行。只有对这些条件和问题进行查清并利用和改造、减少制约因素、利用优势条件，才能适应社会经济稳定和持续发展。八、加强地质灾害调查三江平原是我国重要的矿产资源基地，有些矿山具有多年开发历史。但就矿山开采出现的诸多问题乃至灾害以及其他人类工程治理和自然因素引起的地质灾害调查工作却甚少。地质灾害调查、评估、防护、治理缺少近中长期的规划，这滞后于经济发展的需要，不适宜地反映突出。三江平原地质灾害较突出，双鸭山、鹤岗煤矿采空区沉陷、塌陷、地面变形、露天开采造成的滑坡、瓦斯爆炸、冒顶、地压、煤层自燃、矿井涌水；其他尚有大量采砂金、采石取土造成的灾害。除前面所述的灾害外，其他尚有矿震、岩煤、尾矿渣、土地破坏等各类环境地质问题。矿山地质灾害和带来的环境问题除规模大、危害严重外，尚有一些老矿山已经闭坑和即将闭坑。闭坑后的矿山环境和矿山灾害都更加突出，给社会带来不安全因素，对矿山城市经济发展造成制约和损失。山区由于森林植被被破坏，为泥石流地质灾害的发生发展创造了诱发条件，在强烈降雨的诱发条件下泥石流频繁发生，具有群发、多发性，造成严重的危害。随着城市建设、交通水利基础设施建设的发展，其诱发的地质灾害如山区城市、交通干线边坡稳定性、滑坡、崩塌灾害日显突出。农业地质灾害有黑土层变薄、有机质减少、水土流失、土地沙化、盐碱化、旱涝、冻融。区域地质灾害有地貌破坏、洪水、界河坍塌、水库渗露、生态破坏、地震、活动断裂等。其他地质灾害有“三废”抛掷无度；臭气熏天，污水横流，废渣堆积如山。因此开展地质灾害调查评价，将是保证经济社会发展当务之急。调查评价目的在于防御、避让、防患于未然。进而采取对策和进行治理，同时要建立地质灾害预警工程，以使灾害造成的经济损失达到最低限度，使三江平原生态地质环境保持良好的态势。九、建立三江平原生态地质环境监测网站区域地质环境监测现状，目前仅限于地下水水位、水质监测。20世纪80年代初区内组建了地下水动态观测总站，后改名为环境地质总站，但就其工作范围还是仅限于对地下水的观测，并仅限于佳木斯城区一带和一些农场。区内基本没有建立不同区域水文地质单元、主要行政区的监测网，虽然在地下水开发强烈、环境地质问题突出的地区，在网点的布设上有所加强，但其网度距要求相差甚远，监测手段基本上处于原始状态。无精密仪器和自动连续观测资料，还远不能满足经济建设、水资源评价及开发利用需求。随着地质项目的市场化，国家计划投入减少，初具规模但很薄弱的地下水监测网由于经费不足受到了冲击和削弱，相当数量的网点已不复存在，监测质量难以保证，监测周期加大，监测资料残缺。地下水资源调查、评价和指导地下水科学合理开发利用的资料日渐减少，远不能适宜水文地质调查评价、地下水合理利用规划、地质环境保护的需要。地质环境调查评价需要的其他类型监测工作，特别是地质灾害监测网，基本属空白，有的也只有个别城市、矿山、企业由于自身需要而设立的监测点。建立健全地质环境监测网，主要是地下水监测、地质研究条件演变监测，获取系统的信息资料，这是为满足和保证地质环境调查，地下水资源评价，指导地下水科学合理开发，保护地质环境，提供充分的信息。建立地质灾害监测网络，也是实施地质灾害预警的必要条件。据此，应对地下水监测网络加以恢复、补充、完善，对地质灾害监测网建立要纳入规划、计划加以实施。这些网络的建立应该考虑到不同地貌单元、不同水文单元、不同含水层层位；要考虑地下水形成的补给、径流、排泄条件，如地下水分散开采区、地下水过量开采区等地下水不同程度开采区、地质灾害不同程度区即易发区、较易发区去建立。要建立三江平原生态地质环境监测总站，各市县农场建立生态地质环境监测分站，对有特殊问题的地点可设专门问题监测站（如矿泉水、地质灾害点等）。总站负责组织开展三江平原生态地质环境监测工作，汇总三江平原生态地质环境监测资料、信息，负责建立三江平原生态地质环境电脑数据库及信息处理中心。各分站负责辖区内各市县农场的生态地质环境监测工作。各专业部门也要建立相关专业监测网。国土资源部门需进行三江平原生态统网、联网，形成统一的生态地质环境监测网络，并投入运行，开展预报预测工作。区域地质环境监测网的建立和获得的信息，它的服务方向将是社会性的，可满足社会、国民经济各领域、各部门的需要。地质灾害防治是一个多部门、多学科的综合性工作，涉及地质、气象、城建、环保、水利、地震、交通等专业系统信息的叠加，覆盖面广。在现今电子、卫星通讯技术飞速发展的带动下，将遥感技术、微电子技术、同位素技术、计算机技术、信息技术等推广应用于地质灾害综合防治项目，具有很好的实用性。建立地质灾害数据传输网络和防治指挥系统，捕捉灾情警告信息，加强部门间信息交流，提高预测预报成果的水平和质量，逐步形成社会防灾能力，实现减轻地质灾害的目的。

（一）新构造运动活跃---活跃的新构造运动是我国地质环境问题发生频率高、种类齐全的重要原因之一。（二）特殊的地形和......

从人地关系来看，地质环境与社会经济相互作用过程大致包括4个关键环节:状态层、压力层、问题层和风险评估层。相应地，地质环境调查的基本内容应包括以下4个主要方面(图6-2):(1)地质环境状态调查。在全面了解区域地质条件的基础上，通过对各种地质环境要素的调查与监测，查明地质环境系统的外界影响因素、系统结构功能、空间分异规律，研究地质环境中所发生的物理过程、化学过程和生物过程，从而掌握地质环境所处的状态，评价地质环境质量，判断地质环境现状对社会经济发展的有利方面和不利方面。(2)物质流分析。地质环境与社会经济的相互作用主要表现为各种输入和输出物质流，物质流越大，人类活动对地质环境的作用就越强烈。通过地质环境与社会经济的物质流核算与分析，定量评价社会经济活动对地质环境的影响程度。(3)地质环境问题调查。对自然驱动因素和人为驱动因素的共同作用下发生的各种地质环境问题进行调查，结合地质环境要素监测，了解地质环境问题的发生机理和时空分布规律，预测地质环境问题的发展趋势，实现早期预警和灾害预报。(4)地质环境管理措施。通过地质环境问题和地质灾害风险评估，提出地质环境利用、保护和管理的技术、行政和政策措施，引导和规范地质环境开发利用的经济活动，以地质环境的可持续利用保障经济社会的可持续发展。图6-2 地质环境调查基本内容框架示意图现阶段，国家层次的地质环境调查肩负着为国民经济可持续发展服务的使命，是国家经济建设和社会发展的资源基础、环境基础和工程基础，以主动和紧密服务国家需求，满足国土资源规划、管理、保护与合理利用为首要任务。地质环境调查的基本任务包括:(1)开展主要平原和盆地水文地质调查。从资源和环境的角度考虑地下水的问题，建立地下水监测网络，系统查明地下水的数量、质量和时空变化规律，评价地下水可持续利用的资源潜力及其空间分布，为地下水资源管理、保护与利用提供决策意见或建议。(2)开展重点地区地质灾害调查。查明我国地质灾害易发区的范围，对重要地区缓变性地质灾害和突发性地质灾害进行风险评估和区划，建立全国地质灾害监测预报预警系统，提高地质灾害监测预报和应急反应能力，提出地质灾害防治方案、意见或建议。(3)开展区域环境地质调查。查明我国主要环境地质问题分布现状、发生和发展趋势，提出地质环境宏观调控和保护对策建议，为经济社会发展对地质环境的合理利用提供依据。

上海市存在的主要地质环境问题有遍布全市的地面沉降、土壤与浅层地下水污染、粘土与石材矿山遗留的矿山环境问题、海岸带局域海水入侵等。其中，地面沉降灾害发生时间最早、持续时间最长、影响范围最广、危害最严重。上海市沉降沉降最早可追溯至1921年，至2007年地面平均沉降1.975m，最大沉降量3.035m，最大沉降速率超过110mm/a(1957～1961年)。不同时期地面沉降的发展过程也不均衡，表7-1列出了1921～2001年上海市中心城区不同时期的平均累计沉降量和年均沉降速率。根据1995年测绘成果，上海地面高程(吴淞高程系统)小于4.0m的沉降洼地，总面积已达1069Km2;而地面高程小于3.5m的洼地，面积约161Km2，几乎全部在中心城区;高程在3.0～2.5m之间的面积约26Km2。目前上海中心城区地面的自然标高一般只有2.5～4.5m，而原自然地面高程约在4.5～5.0m之间［7］。上海地面沉降的形成与发展，给社会经济可持续发展带来多方面的负面影响。地面沉降造成的地面高程损失，使城市面临更大的防汛压力，沿江河的防汛设施不得不屡次加高、加固，其经济投入巨大。地面沉降改变了上海自然的泄洪条件，加大了遭受洪涝灾害的频率。据统计，1981～1994年的13年中，全市暴雨发生292次，其中22次发生在中心城区，均导致了地面积水灾害，平均每年1.7次。地面沉降还对已建成的地铁、桥梁、输配气工程等重大工程的正常运营带来不利影响，增加了运营维护费用。据张维然等估算，1921～2000年上海市地面沉降所造成的经济损失高达2943.1亿元，平均年损失36.8亿元［8］。表7-1 上海市中心城区地面沉降发展过程表资料来源:据张阿根［7］。自20世纪50年代开始，人们开始对上海市地面沉降进行系统研究。1962年，《上海地面沉降问题研究报告》提出引起上海地面沉降的主要原因是大量开采地下水的初步结论。80年代，开展了人防工程开挖、高层建筑动静荷载、潮汐作用等对土层变形的影响研究。1990年开始发现大规模城市建设活动使水准点沉降量显著地大于分层标变形量，基坑开挖、井点降水、建筑物荷载的增加都使浅部软土层呈持续的压缩流变状态，加剧了地面沉降的扩展。陈正松等以上海中心城区为实验区，利用层次分析法对导致地面沉降的原因进行了综合分析，结果发现:引发上海市地面沉降的因素中，地下水开采占64.1%，地面工程负荷占16.7%，市政工程占4.2%，降雨蒸发量占5.6%，海平面上升占1.6%，土体自然固结占1.3%，新构造运动占1.5%［9］。因此，地下水开采与地面工程负荷是导致上海市地面沉降的主要因素。图7-2 上海市地下水开采量变化柱状图物质流理论认为，由地质环境输入到社会经济的物质流数量是产生地质环境问题的主要原因，这与上述研究结果是一致的。就上海市而言，从地质环境到社会经济的直接物质输入主要包括地下水和建筑材料，建筑材料以各种建筑物的形式转化为上海的物质财富。由图7-2可以知道，1921年上海市地下水开采量仅为0.003亿m3，1949年增加到0.88亿m3，1957～1961年，最大的年度地下水开采量超过2亿m3，随着地下水开采量的增加地面沉降速率不断加大;1965年以后进行压缩开采，到70年代末地下水开采量相对稳定在0.58亿～1.16亿m3，之后又有所增加，到90年代增至1.38亿m3，地面沉降速率随着地下水开采量的减少而降低，之后又随着地下水开采量的增加而再度加大;90年代末至今在政府限制开采的控制下，地下水开采量逐年下降，到2006年降至0.6亿m3，地面沉降速率得到控制。可采用8层以上建筑物增长情况表示建筑材料进入上海市数量的变化。从表7-2可知，1990年上海市8层以上建筑物仅为748幢，建筑面积为914万m2，到2006年迅速增长到11989幢，建筑面积达14821万m2，年均增长50%左右。陈正松等的研究表明，地面沉降速率与建设规模总体相一致［9］。张阿根由此得出，随着城市化进程的加速，地质环境所具有的资源属性在被充分利用与挖掘之后，地质环境的灾害属性便逐渐显现出来［7］。表7-2 上海市8层以上建筑物数量增长情况

高兴和（中国国土资源经济研究院，河北三河，101149）摘要　本文从定义地质环境、地质环境质量、地质环境容量出发，定义了地质环境破坏和污染。认为地质环境质量变化具有方向性、动力性和三维可测性。给出了地质环境容量的余量方程和自净能力——占用强度不等式。指出开发资源不等于地质环境破坏和污染。关键词　地质环境　质量给地质环境破坏和污染下一个科学的定义，对于矿产资源开发决策，对于理论研究，对于地质环境保护都很重要。为了给地质环境破坏和污染下定义，有必要先讨论地质环境、地质环境质量和地质环境容量。1　地质环境环境一词的字面意义总是指相对于中心事物的周围事物，这些周围事物对中心事物有某种影响，随着中心事物的时空变化，所指周围事物也就不再完全相同。中心事物与周围事物是矛盾的对立统一体。我们所称地质环境的中心事物是人类，是人类的生存和进步。环境是一个外延很宽的概念，地质二字把外延缩小到了岩石圈。我们每个人都生活在岩石圈上，没有岩石圈支撑无法想象人类怎样生存。不仅仅是影响，岩石圈为人类提供必需的生存条件。兰州市东有贺兰山、西有祁连山，人们生产生活中排放出的废气和粉尘不易被风吹走而净化，两座山影响了兰州人的生存质量。为了交通方便，降低工程成本而开凿的铁路和公路的山体隧道是经过人类改造了的地质体。山体开凿前后对人类有不同方向的影响。由此可以看到，地质环境概念应包含三个要素，一是作为中心的人类，二是人类周围的地质体，三是地质体对人类的作用。地质环境是指包括经过人工改造的部分在内的影响人类生存和发展的岩石圈客体。岩石圈是地球的四个圈层之一，上至与流体接触的表面，下至人类工程所及的岩石底层。这样定义地质环境与《中华人民共和国环境保护法》给环境所下定义一致。在地质环境概念中，“环境”是主词，“地质”是对环境的限制，与环境地质不是同一概念。2　地质环境质量正如一种物品，在比较当中人们评说其在某些方面性质优劣，从而评价质量优劣。对于人类的不同需求，在不同区域，地质环境也有其优劣之别，存在质量差异。地质环境质量是指在特定区域内，部分岩石圈客体对特定人群生存与发展或人类特定需要的适宜程度。对于空气净化而言，兰州的地质环境质量不如海口好。对于人群的生存安全而言，易发生泥石流山区的地质环境质量不如平原地区好。地球每时每刻都在与太空进行能量交换，地球自身也在不停地进行能量传递和物质运动。因此，地质环境每时每刻都在连续地变化之中。但是地质环境的这种变化对于人类生存与发展来说是从量变到质变的过程，在质变之前缓慢变化对人类生存与发展的影响几乎没有表现，或几乎不被人察觉，当达到了质变时，人们才会察觉到它的变化对人类的生存与发展有了新的影响。我们把地质环境从一个时点到另一个使人认识到对人类生存与发展有新影响的时点的变化称为地质环境质量变化。人们对地质环境影响人类生存与发展差异的认识，可以是自身感受，也可以是科学的理论推测。预测到将有地质环境质量变化，还不是现实的地质环境质量变化。相对于经济活动而言，地质环境从量变积累到质变的过程，有的时间很长，如地面的升降，有的时间较短，如大雨诱发的泥石流。人类要利用地质环境，要开发各种资源，就必然要与岩石圈客体进行物质能量交换。有资料载，目前我国每年因经济建设搬动岩土总量达380亿t，其中农业生产226亿t、牧业16亿t、林业12亿t、矿业48亿t，人均约30t。每一单位重量的岩土搬动都使所在区域的地质环境发生变化。我们还不能精确统计那些次岩土搬动已经引起了地质环境质量变化，但我们可以看到人类活动诱发的地质动力现象，有些已经成为地质灾害。导致地质环境质量变化的原因，不仅仅是自然力的作用，还有人类活动产生的人为地质营力。人为地质营力使地质环境质量发生变化也是从量变到质变的变化过程，也有时间间隔长短的差异。如现在沙尘暴的频频造访是几十年不适当的土地开垦的结果，是长期以来毁林的结果，地质环境从量变到质变经历了较长时间。而采石造成的崩塌，地质环境从量变到质变经历的时间却很短。人为地质营力对地质环境质量变化有直接的，也有间接的。人类在生产和生活中燃烧化石燃料，使气候变暖、气温升高。升高的气温影响大气环流、影响降雨分布、影响冰川的物理状态，从而影响海平面的变化。而大气环流、雨水分布、海平面升降都表现为纯粹的自然现象。我们应该充分认识人类活动对自然界物质能量的变换作用，校正人类自己的行为，从而有利于自己的生存发展。地质环境质量变化经常是包括人类活动在内的多因素综合作用的结果。按地质环境质量变化的动力来源可以把地质环境质量变化分为自然地质环境质量变化和人为地质环境质量变化。按岩石圈客体变化的性质可以把地质环境质量变化分为化学地质环境质量变化和物理地质环境质量变化。岩石圈客体的各个部位由不同的化学物质组成。不同物质组成成分的岩体对人类生存与发展具有不同影响，即便是同种物质组成的岩体，其结构、状态不同对人类生存发展的影响也不同。按空间位置，把地质环境质量变化分为表层地质环境质量变化和深部地质环境质量变化。表层地质环境质量变化易于被人们感受到，易于被发现，比深部地质环境质量变化更敏感。深部地质环境质量变化大多要通过专门仪器，经过科学推断才能对化学组成、物质结构、状态做出定量的科学认识。深部地质环境难于接近，一旦发生不利于人类生存发展的质量变化不易逆转。按地质环境的物质构成，把地质环境质量变化分为地下水地质环境质量变化、土壤地质环境质量变化和岩石地质环境质量变化。就人类活动而言，地下水地质环境质量变化主要与人类的生产和生活排放的废弃物有关，岩石地质环境质量变化主要与人类工程活动有关，土壤地质环境质量变化几乎与人类活动的各个方面都有关系。采掘矿物原料，作为被剥离的围岩破碎后又移位，岩体结构发生了变化。矿物原料作为地质环境介质被取出后，不仅原有岩体结构被改变，而且周围岩体的应力状态也发生了变化。因此，地质环境质量变化不单纯表现在化学物质组成上，还表现在岩体结构和岩体应力状态上。这是人为地质营力作用下发生的地质环境质量变化不同于其他环境质量变化的特殊之处。我们把化学物质组成，岩体结构和岩体应力状态称为地质环境质量的三要素。地质环境质量变化具有有利于人类生存与发展或有害于人类生存与发展的双向性。人类的活动也能使地质环境质量向着有利于人类生存与发展的方向变化。这时我们必须投入资源。归结起来，可以说地质环境质量变化具有方向性（即有利于人类生存发展[正向]与有害于人类生存发展[负向]的双向性）、动力性（即自然力和人为地质营力作用）和三维可测性（即化学物质组成、岩体结构和岩体应力状态的可测性）。3　地质环境容量一般来说，地质环境允许人类为谋求生存发展而对其发生作用。但这种允许是有限度的，当超过某一阈值时，人类的活动就会受到地质环境制约，甚至有灾害降临。我们把一定时点上，一定区域内，一定科技水平下，一定地质环境目标下，具有一定地质环境质量的地质环境所能承受人类作用的最大能力或阈值称为地质环境容量。地质环境容量的定义与环境容量的定义的差异，是由地质环境质量三要素的特殊性引起的。只考虑地质环境对污染物的容纳量，就丢掉了岩体结构和应力状态的作用。地质环境质量是决定地质环境容量大小的最根本因素。由于地质环境质量的三要素在不同区域上的差异，地质环境容量具有区域特征。根据地质环境容量的区域特征可以在不同区域选择人类自己更为适宜的活动方式。地质环境容量与科技水平（包括管理科学技术在内）密切相关。实现同样的生存与发展的目的，在不同的科技水平下，人类对地质环境的作用可以有不同的方式方法，从而改变岩体结构，岩体应力状态，甚至改变岩体的化学物质组成，扩大地质环境容量。地质环境能承受人类作用的阈值的确定首先取决于人类对地质环境的认识，而人类对地质环境的认识与生产力发展水平、与科技水平相关。在认识的基础上，根据具体条件提出地质环境容量的具体要求。这就是说，地质环境容量的具体数值已不仅仅是客观的存在，而且是客观存在在人们头脑中的反映，并加上了人类的意志和愿望。生产力在发展，科技水平在提高，人类对生活质量的要求也在提高。因而对地质环境容量的具体目标要求也就在不同的时间和不同的区域有所差异。4　地质环境破坏和污染地质环境质量变化有正方向和负方向之别。地质环境破坏和污染首先是地质环境质量变化指向了不利于人类生存与发展的负方向。其次，引起地质环境质量变化的动力有自然力，也有地质营力，地质环境破坏和污染不包括自然力的作用及其作用结果，而是人为地质环境质量的负向变化。人们使用地质环境破坏和污染一词时，在不同场合、不同语言环境中有两种不同含义。一是指人类行为的结果，即某一时点上的有碍人类生存与发展的地质环境质量。二是指人类某时正在进行着使地质环境质量向着负方向变化的行为。人类谋求生存与发展的活动使地质环境质量变化向负方向变化，或是连续的积累负向变化，或是一个个时段的负向变化。把所有地质环境质量负向变化都称之为地质环境破坏和污染就限制了很多人类求得生存与发展必须进行的活动，反倒不利于生存与发展。尤其在中国，没有发展就一切都没有了。对于地质环境质量负方向变化，地质环境容量给出了一个允许范围，只要在地质环境容量的阈值之内就不应冠以破坏和污染的称谓。至此，我们给地质环境破坏和污染下一个定义：人类活动对地质环境的作用超出地质环境容量所允许的阈值时使地质环境质量发生的负向变化。在不同场合、不同语言环境下，这个定义可以有两种含义，即人为地质环境质量负向变化的结果和正在超出地质环境容量允许阈值使地质环境质量发生着负向变化。在地质环境容量所允许的阈值以内人类行为使地质环境质量发生的负向变化，我们称之为地质环境占用。不把地质环境占用定义为地质环境破坏和污染并不等于说地质环境占用就可任意进行了，不等于说问题不重要了。和其他环境问题不同，对地质环境而言，物理地质环境质量变化比化学地质环境质量变化的量更大，发生的作用也更强烈。为此，我们把地质环境破坏和污染分为以物理地质环境质量变化为主要特征的地质环境破坏和以化学地质环境质量变化为主要特征的地质环境污染。5　地质环境的自净能力与地质环境占用强度不等式大自然有这样一种能力，通过自身能量交换和物质运动，迁移和转化进入地质环境的有害废弃物，修复岩体被破坏了的应力状态和结构，经过一段时间又能适合于人类活动，大自然的这种能力称为地质环境的自净能力。地质环境的自净能力可以用单位时间内的自净量（P）来描述。这是一个净化地质环境占用的速率指标，其中，自净量有各种计量单位，不但对不同地质环境质量要素不同，而且同一地质环境质量要素在不同情况下也会有所不同。由于人类活动的规模和强度大小不同，地质环境占用的快慢也就不同，地质环境容量达到饱和的时间长短相应地也有差异，也可用单位时间内地质环境占用量来描述地质环境占用的速率，我们称之为地质环境的占用强度（I）。地质环境占用使地质环境质量发生负方向变化，而地质环境自净能力使地质环境质量发生正方向变化。设初始地质环境容量为Q，经过一段时间（t），其变化量为△Q，余下可继续占用的地质环境容量为R，则：R=Q＋ΔQ+Pt-It我们把此式称为地质环境容量的余量方程。地质环境容量的变化量是科技水平、生产力发展水平和人们对地质环境的认识与要求决定的。确定了地质环境容量后，相对于经济过程而言，可以认为是相对稳定的不变量，即在相对短的一段时间内认为△Q为零。这时上式变为：R=Q－（I-P）t（I＜P时，I-P取O）若P＜I，则必有某一个时点t1，使得R=0。这时环境容量被占用完。此后如果地质环境占用强度继续大于地质环境的自净能力，那么地质环境破坏和污染就必然存在。可见地质环境破坏和污染是地质环境占用强度大于地质环境的自净能力的累积结果。长远而言，为了不出现地质环境破坏和污染，至少要使P=I。我们要实现社会经济可持续发展的目标，应把环境容量留给后人一部分，因此，到达t1点后地质环境占用强度必须小于或等于地质环境的自净能力，即：P≥I。称这个不等式为自净能力——占用强度不等式。这个不等式以及地质环境破坏和污染定义都是从地质环境影响评价角度给出的。但是，从资源配置优化角度考虑，会略有出入，本文不再讨论。

地质环境是一个系统，而且是一个具有大量物质、能量和信息流入、流出的开放式系统，具有整体性与区域性、变动性与稳定性、资源性与价值性的特征。人类对地质环境的利用、改造的深度和广度，在时间上随着人类社会的发展而发展，在空间上则随着人类活动领域的扩张而扩张。8.1.1 地质环境和地质环境问题地质环境是与人类社会发展有着特殊、紧密联系的，积极地与大气、水、生物圈相互作用着的岩石圈的接近地表的部分。地质环境是一个开放的、独立的环境系统，它具有物质组成、地质结构和动力作用3种基本要素。地质环境问题是指由自然因素和人类活动作用影响而发生的，使人类赖以生存的地质环境的质量发生不良变化或遭到破坏，直接或间接地威胁人类的生产、生活或造成人类生命财产严重损失的事件。按主要诱发因素的不同，地质环境问题可分为原生地质环境问题与次生地质环境问题。原生地质环境问题，即由自然因素引起的与人类活动无关的地质环境问题。次生地质环境问题也称为人为地质环境问题，是由于人类的社会生产活动引起的地质环境中物质组成、性质、状态和地质结构的变化以及与其有关的地质作用和现象。地质灾害是地质环境问题中最为突出的问题，它是指由自然因素和人类活动作用影响而发生的，可以对人类生命财产及生存环境造成破坏和损失的地质过程与现象。环胶州湾地区地质环境的影响因素主要有垃圾处置场的影响、城市建设对地下水和地貌景观的影响、产生的地质灾害及其他因素的影响等。8.1.2 地质环境影响评价地质环境影响评价是环境影响评价的重要组成部分，广义上说是对地质环境的形成条件、结构、状态、功能的现状进行分析，在自然条件和人类活动影响作用下对可能发生的变化趋势进行预测，对其与社会经济发展活动的协调性进行定性或定量的评估。地质环境影响评价工作是了解地质环境变化趋势、制定地质环境保护规划和进行宏观决策的一种方法和手段。8.1.3 地质环境影响评价程序对于区域城市建设的地质环境评价，在经过资料收集、野外调查、取样分析之后，都必须采用定性、定量或定性与定量相结合的方法对所获资料进行总结与归纳，而这个总结和归纳的过程即是评价的过程。随着计算机技术的发展，其中的部分过程可以通过计算机进行快速处理。地质环境评价的一般方法程序见图8.1。图8.1 地质环境影响评价程序区域地质环境影响评价指标的构建、权重的确定和数学模型的选取都是相当重要的步骤，贯穿于地质环境影响评价的全过程之中。进行评价时根据具体问题进行具体分析，找出影响地质环境的主要因素，舍去次要因素。

一、地形、地貌1. 地形研究区内群山连绵，丘陵起伏，地形总趋势是中部高、南北低，北部地势较陡，南部地势较平缓。由大泽山、罗山、艾山、牙山、腊山、昆嵛山等低山构成区内中部山地地形的主体，其海拔均在 500m 以上，组成全市地形的脊背。最高峰为昆嵛山的泰礴顶，海拔922. 8m，为众山之首，四周为呈放射状低山丘陵，海拔 500 ～ 200m，向沿海延伸为山前平原和滨海平原，海拔均在 50m 以下。其中北部沿海地势最低，地面平坦，微向海面倾斜，海拔高度 1 ～10m，共同组成一个典型的滨海低山丘陵地形。2. 地貌烟台市地貌包括鲁西北堆积平原区和鲁东剥蚀构造低山丘陵区。根据地貌成因类型和地貌特点分为构造侵蚀地貌、构造剥蚀地貌、剥蚀堆积地貌、堆积地貌、海成地貌等 5 种类型。二、地层市区地层属于华北地层大区晋冀鲁豫地层区鲁东地层分区。时代最老的地层为中太古代唐家庄岩群和新太古代胶东岩群，因受多期岩浆活动和构造运动的影响，大多呈包体状零星分布，为一套经受了麻粒岩相 － 低角闪岩相变质的海相火山岩 － 碎屑岩沉积岩。元古宙地层呈大片分布，主要为元古宇荆山群、粉子山群、芝罘群和新元古界蓬莱群，为一套经角闪岩相 － 绿片岩相变质的海相沉积岩。区内缺失古生代地层。中生代地层有莱阳群、青山群和王氏群，为一套陆相沉积碎屑岩和火山岩。新生界五图群、临朐群分布于新生代龙口盆地第四系之下，为隐伏地层。新生界第四系则分布于山间谷地和沿海平原。区内地层总面积 6668. 66km2，占全区面积的 48. 52% 。三、岩浆岩区内岩浆岩发育，分布广泛，岩石类型复杂，酸性—基性均有出露，尤其以中酸性岩类为主。侵入岩非常发育，尤其是花岗岩类岩石广泛分布，呈岩基、岩株和岩脉产出。总的出露面积为 6562. 77km2，占全区面积的 47. 75% 。火山岩也比较发育，集中出露于胶莱盆地东北缘内侧，火山活动始于早白垩世早期，结束于第四纪早中更新世，以早白垩世中期最强烈，发育有基性—酸性各类型火山岩。按时代可分为 4 期。四、地质构造研究区内地处鲁东隆起区次一级胶北隆起，其更次一级则有胶北凸起、龙口凹陷、臧格庄凹陷。隆起区由胶东群和粉子山群变质岩系构成。基底复式褶皱较发育，以栖霞复背斜规模最大，对胶东地区的构造具有骨架定型作用。盖层褶皱不发育，多为简单的单斜岩层，仅有局部地区如莱阳盆地中有开阔平缓的向斜构造。该区经历了复杂而漫长的地质作用，形成前寒武系和中生界两大构造层次，褶皱、韧性剪切带和断裂三大构造样式的构造格局。前寒武纪结晶基底以中深部层次韧性变形为主，形成韧性剪切带及褶皱构造，变形机制则与扬子板块向华北板块碰撞俯冲有关。古生代地壳抬升，遭受剥蚀。中生代则以表部脆性断裂为主，形成大规模的断裂和断陷盆地，控制着岩浆活动和矿产形成。变形机制则与太平洋板块向欧亚板块俯冲地壳的升降运动有关。1. 褶皱构造区内褶皱构造较发育，主要分布在太古宙、元古宙及中生代地层中，其中太古宙褶皱规模极小，多为露头尺度内褶皱，形成机制与韧性剪切作用有关。元古宙褶皱分布较广泛，规模较大，属区域性褶皱。中生代褶皱极少见，主要分布在莱阳群中，规模小，与区域性断裂的牵引作用有关。2. 韧性剪切带韧性剪切带可根据局限于某种变质变形岩石原岩的时代、韧性剪切带的切割关系、面理置换及同位素地质年龄等划分期次，可根据糜棱岩矿物成分、重结晶速率、新生矿物组合及新生面理的特征划分构造相，可根据韧性剪切带的产状进行分类，共分出 7 期韧性物造:1) 第一期韧性剪切构造;2) 第二期韧性剪切构造;3) 第三期韧性剪切构造;4) 第四期韧性变形作用;5) 第五期韧性剪切构造;6) 第六期韧性剪切构造;7) 第七期韧性剪切构造。3. 断裂区内脆性断裂构造极发育，分布广泛，它们有的控制着岩浆的侵位和盆地的沉积，有的控制着金、银矿床，有的控制着非金属矿床、温泉和地震活动。与人民生活息息相关。根据断裂控制岩浆活动的先后顺序及相互切割错动关系，将区内断裂由早到晚划分为近东西向断裂、北东向断裂、北北东向断裂和北西向断裂 4 组。区内断裂构造赋存着重要的矿产资源，特别是北东向、北北东向断裂赋存着著名的三山岛、焦家、玲珑、金牛山等特大型金矿床，是烟台市矿产资源的重要组成部分，具有巨大的潜在经济价值。五、水文地质条件1. 含水岩组根据含水层岩性及地下水类型将烟台地区地层划分为四大类型含水岩组:1) 松散岩类孔隙水含水岩组;2) 碎屑岩类孔隙裂隙水含水岩组;3) 变质岩类裂隙水含水岩组;4) 岩浆岩类裂隙水含水岩组。2. 地下水补给、径流、排泄条件区内地下水补给、径流及排泄条件严格受地形地貌及岩性构造因素控制，具有典型的山地丘陵及滨海平原区的特点。

世界上任何事物都有其发生、发展和消亡的过程。地质学中的造山运动、海陆变迁、生物大爆发和大灭绝事件的记录都雄辩地证明了地球不断演化的客观事实。人类出现之前，地质背景是纯自然的。在漫长的演化进程中地质体与其外界环境中的大气、水、生物的相互作用从来没有间断过，正是这种相互作用最终孕育了地球上的高级智能生物———人，并造就了适宜人类生存发展所必需的人类环境。地质环境的两个方面包括地质背景和人，都是地球演化的产物。即使人类出现之后，地球的演化仍在继续，并与人类的发展紧密联系在一起，共同书写着地球的今天与未来。地质背景是人类环境中最基本的组成部分之一，也是研究地质环境演化的主要依据。在讨论全球地质环境系统演化的科学问题时，涉及的地质背景是全球规模的，所论及的演化也有其特定的时间尺度，即能够显示全球地质背景整体结构发生变化的那个时间跨度。地质学研究表明，全球地质背景的结构性变化都是发生在数万年或更长的地质年代尺度上，而那些时间跨度较小的地质作用和地质过程一般只影响局部区域，不足以造成全球地质背景整体结构性的改变，或者说它们仅仅是全球地质背景在某一特定演化阶段的某一片段。因此，在研究具体的地质环境问题时，很少涉及全球规模，且大多将全球宏观的地质背景视为稳定的，而不再去追溯其漫长的演化历史。地质环境是人类出现以后才有的，与地球演化历史相比较，地质环境的形成史要短得多。对人类有意义的是那些在人类出现时已形成的地质背景以及人类出现后发生的地质作用和地质过程。这些地质作用和地质过程往往具有中小时间尺度的特征，尽管它们的规模与强度不足以使全球地质背景发生结构性变化，但对于局域地质环境系统而言意义重大，有可能促使其整体结构性的改变而导致失稳。用人类发展历史的时间尺度来观察，局域地质环境系统具有明显的演化特征。其一，在局域上自然地质作用、地质过程十分活跃，始终不间断，只要存在地形势差就会发生岩土物质的侵蚀、搬运与堆积;就会有水流从源向汇的运动以及化学组分的分散、迁移、聚集。这些物质在地球浅表层再分配的同时，又会反过来重塑原先的地形，改变物质的运动条件，从而在物质分配与运动条件之间形成反馈过程。当这一过程发展到一定程度，局域地质环境系统呈现出整体结构性变化时，这个系统就进入了失稳阶段。其二，由于人为活动规模不断扩大，许多地区人为搬运或启动的物质量已远大于自然地质作用，也许原本需要数万年的地质过程方能形成的地质背景，如今只需数年或更短的时间。在自然地质作用和人为地质作用相耦合的情况下，局域地质环境系统的结构性变化必然呈加速的态势。两者的耦合还会冲击原先物能输移的动力学关系，出现新的协同作用和相干效应，并有可能逐级放大到该局域之外的更高层级上或影响环境的其他方面。

“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。

（一）极度脆弱和重度脆弱区区域地质环境极度脆弱和重度脆弱区主要分布在我国地势第二级阶梯与第三级阶梯的过渡地带、青藏高原东西向呈弧形展布的高大山脉和南北向密集分布的横断山脉以及新疆的天山山脉和阿尔泰山脉，包括天山、阿尔泰山、昆仑山、阿尔金山、祁连山、塔拉昆仑山、喜马拉雅山、横断山脉，以及陕甘宁活动构造区、青藏高原东北隅活动构造区、川西活动构造区、川滇菱形块体活动构造区和滇西南活动构造区等南北活动构造带。这些地区普遍位于高海拔山地和高原地区，高山和深切河谷极为发育，山高谷深，地形起伏度大，地形切割破碎，是滑坡、崩塌等突发性地质灾害的高易发区，地质灾害多发频发。同时，这些地区地质构造复杂，构造活动和地震活动活跃，是我国地震烈度Ⅷ度及以上的主要分布区，西北地区有六盘山带、天水–兰州带、河西走廊带、塔里木南缘带、南天山带、北天山带等地震带，西南地区有武都–马边带，康定–甘孜带，安宁河谷带，滇东带，滇西带，腾冲–澜沧带，西藏察隅带，西藏中部带等地震带。近年来发生的四川汶川地震、青海玉树地震、四川鲁甸地震等造成了巨大的人员伤亡和财产损失，地震次生地质灾害对灾区灾后重建与经济发展构成了严重威胁。（二）中度脆弱区区域地质环境中度脆弱区主要分布在我国地势第三级阶梯和第二级阶梯的西部地区，广泛遍布于贺兰山—六盘山—邛崃山—乌蒙山一线以西的山地和高原地区，尤以藏北高原、塔里木盆地边缘及周边、哈顺戈壁—北山地区、阿拉善高原分布最为集中，内蒙古阴山、山西太行山和山东南部低山地区也有分布。这些地区多位于较高海拔的高原和山地地区，地形复杂、地表起伏较大，植被覆盖度低，易于引发滑坡、崩塌等突发性地质灾害；地质构造复杂，构造活动和地震活动也很活跃，地震烈度Ⅶ度区成片分布。西北地区降水稀少，地表湿润度低，土地荒漠化严重。西藏和西南地区地势险峻，活动断裂密集，内动力地质作用活跃，冰川型泥石流、冻融泥石流发育。在贺兰山—六盘山—邛崃山—乌蒙山一线以西的广大地区，拥有全国80%左右的重点生态功能区，是我国生态服务的主阵地，是决定国家生态安全的战略区。在空间分布上，地质环境中度脆弱区和重点生态功能区具有很大的重叠性。例如，藏西北羌塘高原荒漠生态功能区、川滇森林及生物多样性生态功能区等多属于地质环境中度脆弱区。由于这些重点生态功能区的地质环境比较脆弱，资源开发、工程建设等人类活动易于破坏原有的自然环境而导致其生态功能受损，在这些地区需要高度重视地质环境保护，最大限度地减少人类活动对地质环境的干扰。（三）轻度脆弱区区域地质环境轻度脆弱区主要分布在青藏高原中度脆弱—极度脆弱区以外的地区、西北内陆干旱盆地区、黄土高原地区、内蒙古中部和西北部、鄂尔多斯盆地、山西与河北的山地丘陵区以及云南、贵州、四川、湖北、陕西等省的山地丘陵区，在辽东丘陵、山东中南部丘陵、福建和广东沿海等地区有零星分布。西部干旱内陆盆地包括柴达木盆地、塔里木盆地、准噶尔盆地、伊犁河谷、吐哈盆地等地区降水稀少，多戈壁沙漠，土地荒漠化严重，植被难以生长；这些大型盆地地质结构本身相对稳定，但是自然地理条件恶劣，在气候、人类活动等外界因素的干扰下，易于发生突发性地质灾害。特别是黄土高原地区、西南山地丘陵区在降雨和人类活动共同影响下，崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害多发频发。西北大型内陆盆地干旱少雨，蒸发强烈，地表水和地下水水源主要来自高山冰川与冰雪融水，地下水是盆地内涵养生态的重要水源。近几十年以来，由于人类活动不合理开发利用地下水，导致了鄂尔多斯盆地、河西走廊、塔里木盆地、准噶尔盆地等地区出现了区域地下水位大幅度下降、湖泊萎缩或干涸、生态环境退化等地质环境问题。（四）轻微度脆弱区区域地质环境轻微度脆弱区主要分布于我国地势第二级阶梯地区，特别是贺兰山—六盘山—邛崃山—乌蒙山一线与大兴安岭—太行山—巫山—雪峰山一线之间尤为集中，南方山地丘陵区、山东半岛、辽东半岛、长白山、新疆绿洲地区、西藏与青海交界地区等区域也有轻微度脆弱区分布。这些地区海拔多在500～2000m之间，地貌以低山、丘陵为主，地形起伏度远小于西部地区，但是在暴雨和高强度人类活动下也易于发生崩塌、滑坡、泥石流等突发性地质灾害。总体上构造活动和地震活动不活跃，但是有大型活动断裂穿过的地区，例如华北构造区的NNE向夏垫断裂、唐山断裂、向郯城一庐江断裂等穿过的地区存在发生强震的可能。（五）微度脆弱区区域地质环境微度脆弱区集中分布于大兴安岭—太行山—巫山—雪峰山一线以东地区以西地区除四川盆地有成片分布外其他地区仅有零星分布。这些地区一般为海拔低于500m的平原地区或丘陵地区，地表起伏小，地势平坦，不易发生崩塌、滑坡、泥石流等突发性地质灾害，但在岩溶地貌发育的南方地区如珠江三角洲、湘中地区存在发生岩溶塌陷的可能。东北平原、华北平原、长江中下游平原、四川盆地等平原盆地区是我国大型地下水含水层的主要分布区，地下水长期过量开采和不合理开发会导致地面沉降、地裂缝等缓变性地质灾害的发生。例如，长江三角洲地区和华北平原是我国因开采地下水而发生地面沉降的主要地区，沿海地区还引发了海水入侵问题。微度脆弱区地壳稳定性好，活动断裂不发育，非常有利于国土空间开发和工程建设。目前所存在的地质环境问题主要是由于人类活动的不合理或超过了其承载力而引起的。我国的优化开发区域、重点开发区域和农产品主产区主要集中分布于微度脆弱区。

地质环境主要指的是地球表层下面的坚硬壳层即岩石圈的状况。地质环境是地球演化的产物。岩石在太阳能作用下的风化过程，使固结的物质解放出来，参加到地理环境中去，参加到地质循环以至星际物质大循环中去。地质环境为我们提供了大量的生产资料，丰富的矿产资源。目前，人类每年从地壳中开采大量的矿石，从中提取大量的金属和非金属原料，还从煤、石油、天然气、地下水、地热以及放射性物质中获取大量能源。随着科学技术水平的不断提高，人类对地质环境的影响也更大了，一些大型工程直接改变了地质环境的面貌，同时也是一些自然灾害（如山体滑坡、山崩、泥石流、地震、洪涝灾害等）的引发因素，这是值得引起高度重视的。

主要是指地球的岩石圈及其表层风化层两部分地质体的组成、结构和各类地质作用与现象。 地质环境是具有一定空间概念的客观实体，它包含物质组成、地质结构和动力作用3种基本要素。

地质环境主要指的是自地表面下的坚硬壳层，即岩石圈。地质环境是地球演化的产物。岩石在太阳能作用下的风化过程，使固结的物质解放出来，参加到地理环境中去，参加到地质循环以至星际物质大循环中去。

地理环境包括气候、地形、地质、水文、土壤、生物等。地质环境主要指的是自地表面下的坚硬壳层，即岩石圈。地质环境是地球演化的产物。岩石在太阳能作用下的风化过程，使固结的物质解放出来，参加到地理环境中去，参加到地质循环以至星际物质大循环中去。

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。

地质环境主要是指固体地球表层地质体的组成、结构和各类地质作用与现象给人类所提供的环境。地质环境是具有一定空间的客观实体，其上限是地表或岩石圈的表层。而对地质环境下限位置的确定，目前大致有两种意见：一种是从人类活动对环境影响的角度衡量，把下限定为人类的科学技术水平和生产活动的能力所能达到的地壳深部；另一种则是从环境对人类和其他生物的影响来衡量，其下限达到与区域地壳稳定程度有关的地壳深部甚至地幔。（一）地质环境的容量地质环境的容量指某个特定地质空间可能承受人类社会经济发展的最大潜能。人类所有生产和生活的消费物资，都是直接或间接地取自地质环境。人类在生产和生活过程中产生的一切废弃物，又都直接或间接地排放到地质环境之中。所以，地质环境的容量，可以用特定地质空间可能提供人类利用的地质资源量和对人类排放的有害废物的容纳能力来评价。地质资源是地质环境系统内可供人类利用的一切物质。在现阶段，至少有下列几个方面：①矿物资源；②能源资源；③建筑材料资源；④土地资源；⑤地质景观资源；⑥地质空间资源等。这些地质资源，绝大多数是不可更新资源（相对人类生存时间来说）。所以，滥采、滥用地质资源，必将带来严重后果。地质环境对人类排放的有害废弃物的容纳能力，取决于地下水、土壤和岩石对污染物的净化能力。水体、土壤、岩石对污染物质具有自净功能，通过这种自净功能，地质环境对外来的污染物质进行内部消化，起到自动调节的作用。（二）地质环境的质量地质环境的质量，在一定程度上，是由地球物理因素和地球化学因素决定的，对人类的生活和社会经济发展都会有很大的影响。地质环境质量的好坏，可以由以下几个方面的条件评定。（1）自然地质条件的稳定性自然地质条件是决定地质环境质量的主要因素，其中最重要的有：地质构造的稳定性、地形稳定性、岩石性质、地质灾害情况等。（2）原生地球化学背景地球上人类都处在一定的地球化学场的作用下。一定数量的钙、镁、钾、钠、碳、氮、氧、磷等元素及某些微量元素，是人体和其他生物体发育所必需的。环境中某些元素含量过高、过低，或存在对人体有害的其他元素，均会影响人体健康。所以，环境的地球化学背景值是地质环境质量的一个重要标志。（3）抗人类活动干扰的能力地质环境脆弱的地区，抗人类活动干扰的能力很差，工程经济活动稍有不慎，就可能使环境状况恶化。例如，处于半干旱、半湿润气候带的华北平原，农田水利活动不当，很容易使土壤盐渍化加剧。（4）受污染或受破坏的程度现在，地球上几乎不存在未受人类活动影响的区域。天然的地质环境越来越少，人为因素对环境的影响越来越大，必须考虑人为因素对地质环境质量的干扰。其中，最主要的是废弃物对环境的污染，经济活动对环境的破坏。地质环境的整体质量取决于各组成要素的质量。但在评价地质环境质量的优劣时，除考虑各要素的平均状况外，还应找出质量最差的要素，并做出评价。因为，人类活动常常首先使质量最差的因素受到影响，从而引起环境的变异。（三）地质环境的反馈作用地质环境的反馈作用，即地质环境受人类活动干扰后，对这种干扰所作出的某种响应。地质环境较容易受到人类活动的影响。当人类活动的规模和强度超过了地质环境的承受极限后，必然导致地质环境发生变化，对人类活动做出反应。其实质就是在人类作用力的影响下，地质环境对物质和能量的输入与输出的动态平衡关系进行调整：当人类作用力不大时，通过地质环境内部的调节能力，对外界的冲击进行补偿和缓冲，就可以完成这种调整过程，维持地质环境系统的稳定性，表现为不易觉察的、“隐蔽的”形式；当人类作用力增大，超过地质环境内部的调节能力时，地质环境只有通过剧烈的变动，才能建立起新的平衡关系，反馈就以“显露的”的形式表现出来。

一、自然地理概况（一）地形地貌工程沿线自北西向南东依次穿越淮北平原区、江淮丘陵平原区及沿江丘陵区三大地貌单元。总的地势为两侧低中间高，以平原为主（占60.34%）。（1）淮北平原区：属黄淮海平原南缘部分，地形标高20～40m，地势由北西向南东微倾。由巨厚第四系松散堆积物组成，为典型的堆积—剥蚀地貌。管线穿越长度182.9km。（2）江淮丘陵平原区：工程沿线表现为丘陵、平原相间分布的特征，地形呈波状起伏，标高20～300m不等。丘陵区为剥蚀侵蚀地貌，主要由下古生界和震旦系基岩组成。平原区则为堆积—剥蚀地貌类型，地表主要由上更新统土层展布。管线穿越长度88.9km。（3）沿江丘陵区：大部分为丘陵岗地，定远县东部、滁州市和来安县一带，丘陵标高100～350m。局部平原地形标高7～50m。东南部与宁镇低山丘陵相接，地面大部分为中、上更新统土层展布。管线穿越长度76km。（二）气候气象工程沿线处于我国南北气候过渡带，大体以淮河为界，以北属暖湿带半湿润季风气候区，以南属亚热湿润季风气候区。气候温和，四季分明，雨量适中，光照充足。全区气温南高北低，多年平均气温14～16℃，1月气温最低，平均为-1～4.0℃；7月气温最高，平均为27.5～28.4℃。多年平均降水量为800～1500mm，且降水量由北向南渐增，5～9月为汛期，降水量占全年的50%以上。多年平均蒸发量为1000～2000mm，自北向南递减。（三）河川水文评估区地表水系主要为淮河流域，仅在东南部为长江流域。较大地表河流有淮河及其支流西淝河、池河。淮河是安徽段境内最大的河流，干流长度自洪河口至洪山头为432km，河床宽360m左右，吴家渡断面多年平均流量为852m3/s，最大洪峰流量为2280m3/s。西淝河是淮河中游的支流，发源于河南省东部平原区，管线在其上游跨越。池河是淮河中游尾闾的一条主要支流，流域面积5021km2。流量年际变化大，平水期流量仅400m3/s，而在枯水期几乎断流。二、地质环境条件安徽段评估区分属华北准地台和扬子准地台两大一级构造单元，基本以郯庐断裂为界，地质环境条件较复杂。（一）地层岩性评估区地层区划以郯—庐断裂为界，前第四系分别隶属华北地层区淮河地层分区和扬子地层区下扬子地层分区；第四系隶属华北地层区淮河地层小区。工程沿线大部分地区为第四系分布，仅在怀远县唐集和淮河以南的丘陵地区出露有前第四系（图12-1）。图12-1　西气东输管道工程安徽段环境地质图1.第四系全新统、上更新统粉土、粉质粘土类；2.第四系上更新统弱膨胀性粘性土类；3.石炭系、二叠系、白垩系碎屑岩岩组；4.塞武系、奥陶系碳酸盐岩岩组；5.燕山期侵入岩岩组；6.侏罗系火山喷发岩岩组；7.推测主要断裂；8.地面沉降中心及累计沉降量（mm）;9.输气管线1.前第四系沿线沉积岩、岩浆岩、变质岩均有出露，其中沉积岩出露面积占90%以上，地层特征见表12-1，变质岩占8%，岩浆岩占2%。主要分布于怀远县、凤阳县、定远县永康及滁州市一带。燕山期岩浆岩分布于定远县藕塘一带。表12-1　工程沿线前第四系简表2.第四系区内第四系由于受新构造运动的影响，淮河北、南差异显著。淮河以北，地壳总体呈长期缓慢下降，第四系极为发育，自上而下为粘性土和砂性土组成的多层韵律结构。厚度从东南往西北逐渐增大，成因类型以冲积为主；湖积次之。上更新统和全新统广泛展布，下伏下、中更新统。淮河以南，伴随节奏式上升和断块差异运动，沉积物较薄（5～40m），且变化大。上更新统分布广泛，全新统主要分布于现代河流两侧。（二）岩土工程性质根据岩土成因类型、岩性结构、工程力学性质等因素，工程沿线岩土体可分为岩体和土体两大类。岩体进一步划分为4个亚类、5个岩组，土体划分为4个亚类。各岩组性质、分布等特征见表12-2。表12-2　岩体类型划分及特征简表管道工程沿线地表浅部分布的土体，按其工程性质不同划分为中低压缩性粘性土、高压缩性粘性土，砂性土和特殊土4个亚类。其工程性质特征见表12-3。表12-3　土体类型划分及工程性质特征一览表（三）地质构造评估区构造分属华北准地台豫皖坳陷的蚌埠凸起、阜阳—淮南凹陷和江淮台隆，扬子准地台的淮阳台隆及下扬子台坳（基本以郯—庐断裂为界），地质构造较复杂，其东、西两段分别以东西向构造和北东向构造占主导。构造形迹主要表现为褶皱和断裂，其中燕山早期及以前运动以褶皱构造为主，以复背斜和复向斜型式为特征，较大者自北西往南东依次有淮南复向斜、南将军复背斜和张八岭复向斜等。各次级褶皱产状较平缓，轴面直立，有的被断裂破坏。褶皱形成之后以断裂活动为主，同时形成一些宽缓断（坳）陷盆地。区内断裂构造发育，有NNE、NE、S—N、E—W和NW向五组构成，一般规模不大。断（坳）陷盆地有阜阳坳陷，立仓坳陷、来安断陷等，其差异性沉降深度数百米至数千米不等。以NNE向为主。（四）水文地质条件评估区可分为三个水文地质区：淮北平原水文地质区、江淮丘陵平原水文地质区及沿江丘陵水文地质区。地下水类型以孔隙水为主。（1）淮北平原水文地质区：广泛分布第四系及新近系的松散岩类，西北部一般厚100～300m（阜阳一带可达500m），东北部及沿淮厚30～100m。松散岩类孔隙水从上至下可划分为3个含水层组。① 浅层孔隙含水层组（0～50m）：含水层岩性以粉细砂为主，分布不均。地下水位埋深较浅，在古河道一带单井涌水量800～1200m3/d；古河道边缘或古河间带单井涌水量多小于800m3/d。该层水是目前平原区农灌与农村居民生活用水的主要水源。② 中深层孔隙含水层组（50～150m）：含水层岩性由细砂、中粗砂构成。淮河以北至颖上、蒙城以南地区含水层厚度20～80m，亳州东南至涡阳一带厚度一般2～18m，为承压含水层组。阜阳市、亳州市、界首市及有关县城，因工业、城市供水集中开采该层地下水，已形成地下水降落漏斗，最大水位埋深达60m以上，单井涌水量一般900～1500m3/d，大者可达3000m3/d。中深层地下水主要接受浅层地下水的向下越流补给和侧向补给，人工开采是其主要排泄方式。③ 深层孔隙含水层组（＞150m）：含水层岩性主要为洪冲积细砂、中粗砂及含泥钙质半胶结砂砾石层（Q1或N2），厚度一般地区15～80m，古河道区达80～160m。沿淮南、阜南、颖上、阜阳一带含水层以多层、巨厚、粗粒为特征，砂层厚38～169m，水头高出地表0.19～4.27m，其单井涌水量300～2000m3/d。深层地下水的补、径、排条件差，开采条件下可获得含水层本身的侧向补给及弹性释放。（2）江淮丘陵平原水文地质区：本区自淮河以南至滁州市境（郯—庐断裂带），是孔隙地下水最贫乏地区之一。基岩裂隙水富水性也较差，单井涌水量一般小于50m3/d，池河、淠河等河谷地带及凤阳山等碳酸盐岩浅埋区相对富水，单井涌水量可达100～1000m3/d，地下水位埋深一般为5～15m。（3）沿江丘陵水文地质区：工程沿线孔隙地下水除沿滁河分布的全新统砂及砂砾石层富水性较好外，大部分地段地下水极为贫乏；滁州等地含有较丰富的裂隙溶洞水，一般单井涌水量500～1000m3/d，大气降水是地下水的主要补给来源。（五）断裂活动性与地震评估区及周围地区深大断裂展布方向主要有北北东、北东、北西和近东西向4组，不但控制了区内地层的组合和地貌形态的差异，更由于其活动性，致使地震活动较频繁。破坏性地震大都分布在霍山、六安和淮河中下游地区，自1400年以来，大致20～30年左右发生一次中强震，最大震级为6.25级。震中大多发生在北东、北西向的断裂带交汇部位，区内的阜阳深断裂和郯—庐深断裂带均是省内重要的控震断裂。根据最新的地震区划，评估区50年超越概率10%水平的地震烈度为Ⅵ度、Ⅶ度分布区，其中Ⅶ度区分布于四庙—陈营段和袁家庙—藕塘镇段，地震动加速度峰值为100gal；其他地段地震烈度Ⅵ度，地震动加速度峰值50gal。（六）固体矿产资源评估区及附近分布的埋藏型固体矿产主要有淮南煤矿和定远县的盐矿、石膏矿；露采型矿产有水泥灰岩、粘土、砂石料等。（1）淮南煤田：淮南煤田总体走向为近东西向，含煤地层为石炭、二叠系，一般含煤40层，可采煤层厚23～36m，已探明煤层最大垂深为420～1030m，探明区27个，目前开采深度大多在-450m以下，最深达-800～-1000m。该煤田分为淮河以南的淮南矿区和淮河以北的潘谢矿区，淮南矿区年产煤583×104t，规划到2010年可年产煤593×104t；潘谢矿区是淮南矿区的接替区，目前年产煤767×104t，规划到2010年生产量达980×104t；新集矿区年开采量达652×104t，规划到2010年开采量为1580×104t。（2）定远县东兴盐矿：位于定远县东兴镇，为湖泊蒸发沉积型盐矿，主要矿物为岩盐，矿层位于古近系定远组中。矿层顶板埋深200～500m，矿层呈一大透镜状，矿区总面积14.4km2，分为东段、西段两个矿区，1990年4月正式投产。东段矿区开采深度在500m左右，年产盐40×104t。（3）定远县石膏矿：位于定远县城西南3km，面积约有2km2，矿层亦位于古近系定远组中。矿区及其外围储量2.14亿吨，矿体埋深100m以下。该矿自1981年开采至今仍在生产，每年采矿矿层亦位于古近系定远组中。面积达4.4×104m2。矿区距管线最近处仅1.5km。三、人类工程活动对地质环境的影响评估区及周围地区人类工程-经济活动对自然地质环境影响较大的主要有采矿、抽汲地下水等。（1）采矿对自然地质环境的影响：工程沿线毗邻的淮南市及滁州市定远县等地，采矿工程活动强烈，开采的矿种有煤、石膏、盐矿等。淮南市采煤已产生采空塌陷面积达57.44km2，塌陷、塌洞43个；定远县石膏矿区已产生采空塌陷面积达10余亩。另外，沿线石灰岩分布地区均有人工采石场，易造成边坡失稳等灾害。（2）抽汲地下水对自然地质环境的影响：淮北平原区基本上以开采地下水作为供水水源，在城镇集中开采地段已出现地下水超采现象，并引发地面沉降（如阜阳市等地）。此外是矿坑疏干排水（淮南煤矿为岩溶充水矿床）易引发地面塌陷灾害。四、地质环境条件复杂程度评价按照区域地质环境背景、地质灾害发育特点、人类工程活动的强度等，工程沿线地质环境条件复杂程度划分见表12-4。其中复杂类型长51km，占本省总长的14.66%。表12-4　安徽省地质环境条件复杂程度划分表续表

本次工作根据工作区实际资料的具体情况及我们对地质环境质量含义的认识，采用层次分析法进行评价。一、评价原则与方法（一）评价原则地质环境质量，取决于自然地质构造背景和人类活动的破坏程度，其中包括自然地质条件的稳定性，原生地球化学背景及受人类活动干扰与破坏的程度等因素。这些因素综合作用的结果，集中反映在所出现或潜在的环境地质问题上，一个地区产生的环境地质问题多，强度大，表明该地区地质环境的质量差，反之如果一个地区，没有出现什么环境地质问题，或者虽有少数问题，但其强度很弱，说明地质环境质量较好。因此，我们在进行三江平原地质环境质量评价时，主要考虑以下基本原则：1）从已发生和可能发生的环境地质问题及其强度，作为评价地质环境质量的基础。2）地质环境系统内各组成子系统的质量的综合，体现地质环境系统的总体质量。3）各子系统内的环境地质问题对子系统的环境质量的贡献大小是不相同的，但各个子系统的质量对地质环境系统综合质量的贡献，处于相同的地位。（二）评价方法在地质环境质量的评价中，核心工作是确定各种环境地质问题在环境质量中的贡献大小和掌握各种环境地质问题在三江平原的分布与发育强度，计算出不同地区的环境质量指数，作为评价的量化指标。结合三江平原的地质环境研究程度和现实数据状况，我们采用层次分析法（the analytic hierarchyprocces简称AHP），作为评价的基本方法。1）分析系统中各因素之间的关系，建立系统的递阶层次结构，递阶层次结构的一般形式，如图7-1所示。2）对同一层次各元素对上层次各准则的相对重要性进行两两比较，构造两两比较判断矩阵。首先假设对地质环境质量有影响的因子共有n个，构成集合C＝｛c1，c2，c3，…，cn｝，然后根据建立的层次结构模型，分别构造两两比较判断矩阵A＝（aij）n×n，该矩阵应满足条件aij>0，aij＝1/aji（i≠j），aii＝1，i，j＝1，2，…，n，判断矩阵中每个因子（aij）的大小根据Saaty提出的1～9及其倒数作为衡量尺度的标度方法给出，标度如表7-1所示。图7-1 递阶结构模型示意图表7-1 判断矩阵中各因子标度含义3）层次单排序及其一致性检验。先解出判断矩阵A的最大特征值λmax，再利用AW＝λmaxW，解出所对应的特征向量W，W经标准化后，即为同一层次中相应因子对于上一层次的某个因子相对重要性权值。然后利用如下公式进行一致性检验：CR＝CI/RI，CI＝（λmax-n）/（n-1），RI的取值见表7-2。表7-2 RI的取值一览表当CR<0.01时，判断矩阵具有满意的一致性，否则需对矩阵进行重新调整。4）层次总排序及其一致性检验。利用同一层次中所有层次单排序的结果，计算针对上一层次而言本层次所有元素的重要性权值，此即为层次总排序，计算需从上到下逐层顺序进行，对于最高层下面的第二层，其层次单排序即为总排序。评价中所需其他数据，通过利用和编制反映各类专门性问题的图件，以10km×10km的精度把三江平原划分为517个单元，从图上对每个单元进行采样，根据计算得出结果，分别编制相应评价图。二、各子系统的质量评价（一）岩石环境质量评价1.层次结构模型与数学模型（1）层次结构模型岩石环境系统中存在的主要环境地质问题是地震危害，崩塌（包括塌岸）、滑坡、泥石流灾害和地面变形（包括采矿塌陷），以这三种环境问题作为评价元素，建立层次结构模型，见图7-2。图7-2 岩石环境子系统质量评价层次结构模型（2）数学模型环境质量评价，以质量指数作为定量化指标，为此，建立岩石环境子系统质量指数数学模型：三江平原地下水资源潜力与生态环境地质调查评价式中：A为岩石环境子系统质量指数；aj为岩石环境中第j种环境地质问题的权重；Nj为岩石环境中第j种环境地质问题的强度指数。2.权重计算岩石环境子系统中不同环境地质问题的权重，根据图7-2层次结构模型，按照本章第一节所述的评价方法求出D层对B层的合成权重、D层对C层的合成权重和D层对A层的合成权重。（1）D层对B层的合成权重在岩石环境子系统中，地震、崩滑流和地面变形3种主要环境地质问题，其危害所涉及范围分别为3 655.13km2、226.56km2和20.33km2。因此，地震、崩滑流和地面变形3种环境地质问题，在岩石环境子系统中的面积权重分别依次是0.93、0.06和0.01。（2）D层对C层的合成权重根据《中国地质灾害40年灾情及基本规律研究》报告提供的有关数据计算，地震、崩滑流、地面变形3种环境问题，对人员伤亡、建筑物损坏、交通运输与工农业生产影响相对程度的权重，C1、C2、C3、C4分别为0.13、0.39、0.23、0.25 。根据专家咨询反馈的信息，通过计算，得到D层对C1、C2、C3、C4的权重，分别为表7-3～表7-6所示。综合C1、C2、C3、C4的权重和D层分别对C1、C2、C3、C4的权重，最后确定了D层的合成权重，见表7-7。表7-3 C1-DCR＝0.03表7-4 C2-DCR＝0.05表7-5 C3-DCR＝0.09表7-6 C4-DCR＝0.03表7-7 D层对C层的合成权重（3）D层对A层的合成权重综合D层对B层和D层对C层的权重，得到D层对A层的合成权重，见表7-8。表7-8 D层对A层的合成权重3.强度指数根据上列3种环境地质问题，在不同地区的发育特征，按相对程度，将其划分为4个等级，每一个等级赋予一个相应的强度量值指数，以表示环境地质问题发育强度的相对差异。将地震、崩滑流和地面变形的发育强度，分为强烈、较强烈、中等和极微弱4级，并分别赋予10、5、2、0等4个量化值，作为强度指数，划分原则见表7-9。表7-9 强度指数的划分原则4.岩石质量状况按质量指数大小，将岩石环境质量划分为5级，划分标准如表7-10。表7-10 环境质量划分标准Ⅰ级属环境质量好的地区，Ⅱ级属环境质量较好的地区，Ⅲ级属环境质量中等的地区，Ⅳ～Ⅴ级属环境质量较差的地区。通过计算，得出三江平原岩石环境质量状况，见图7-3。（二）土环境质量评价1.层次结构模型与数学模型（1）层次结构模型土环境子系统中存在的环境地质问题，主要是水土流失、土地沙化和土壤盐渍化，以这3种环境问题作为评价元素，建立子系统评价结构模型，如图7-4。（2）数学模型与岩石环境子系统一样，数学模型为 式中：B为土环境子系统质量指数；βj为土环境子系统中第j种环境问题的权重；Mj为土环境子系统中第j种环境问题的强度指数。2.权重计算土环境子系统中不同环境问题的权重，根据图7-4层次结构模型和前述评价方法，分别求出D层对B层、C层和A层各层的合成权重。（1）D层对B层的合成权重三江平原水土流失、沙化、土壤盐渍化的面积分别为3 212.80km2、557.73km2和165.69km2。由此可知3种环境问题的面积权重分别是0.82、0.14和0.04。（2）D层对C层的合成权重土环境的问题，对社会经济有重大影响，受危害最大的，首推农牧业生产，其次是对水利工程的影响，对道路危害局限于有限的路段。因而，C1、C2、C3的权重，分别确定为0.80、0.15和0.05。按前述方法，得D层对C1、C2、C3的权重分别见表7-11～表7-13。表7-11 C1-DCR＝0.03表7-12 C2-DCR＝0.04表7-13 C3-DCR＝0.04图7-3 三江平原岩石环境质量状况图图7-4 土环境子系统质量评价层次结构模型综合C1、C2、C3的权重和D层分别对C1、C2、C3的权重，得D层对C层的合成权重，见表7-14。表7-14 D层对C层的合成权重（3）D层对A层的合成权重综合D层对B层和D层对C层的权重，得D层对A层的合成权重，见表7-15。表7-15 D层对A层的合成权重3.强度指数土环境问题在不同地区具有不同的发育强度和特征，为了加以区分，按其相对程度，划分为4级，并赋予相应的量值，以表示发育强度的差异，具体分级见表7-16 。表7-16 土环境问题发育强度分级4.土环境质量状况按质量指数大小，将土环境质量划分为5个等级，划分标准如表7-10。通过计算，得出三江平原土环境质量状况，见图7-5。（三）水环境质量评价1.层次结构模型与数学模型（1）层次结构模型水环境中的主要问题是水资源分布不均，水体污染，地下水资源过度开采形成水位下降漏斗等。以这些问题作为评价元素，建立层次结构模型，如图7-6。（2）数学模型以质量指数作为定量评价的量化指标，建立水环境评价数学模型：三江平原地下水资源潜力与生态环境地质调查评价式中：D为水环境质量指数；γj为水环境中第j种环境问题的权重；Oj为水环境中第j种环境问题的强度指数。2.权重计算（1）D层对B层的权重根据地表水和地下水相关资料统计，三江平原水资源短缺的地区面积为5 576.73km2，地下水下降漏斗面积约1 774.75km2，水质不好或水体污染的面积有14 388.34km2。从上述水环境问题所危及范围大小考虑，D1、D2、D3对B层的权重分别确定为0.26、0.08和0.66。（2）D层对C层的合成权重依据中国统计年鉴提供的全国城市生活，工业与农业用水量的大小及工农业产值的比例，确定C1、C2、C3、C4的权重为0.02、0.36、0.59、0.03。用前述方法，通过计算获得D层各元素分别对C1、C2、C3、C4的权重。如表7-17～表7-20所示。综合C1、C2、C3、C4的权重和D层分别对C1、C2、C3、C4的权重，得到D层对C层的合成权重，如表7-21。表7-17 C1-DCR＝0.04表7-18 C2-DCR＝0.03表7-19 C3-DCR＝0.05表7-20 C4-DCR＝0.09图7-5 三江平原土环境质量状况图图7-6 水环境质量评价层次结构模型表7-21 D层对C层的合成权重（3）D层对A层的合成权重综合D层对B层和D层对C层的权重，得D层对A层的合成权重。见表7-22。表7-22 D层对A层的合成3.强度指数为了区分各种环境地质问题在不同地区的发育强度和特征的差异，划分为4个等级，每一个等级赋予一个相应的量化值，作为强度指数，具体分级原则见表7-23 。表7-23 强度指数的划分4.水环境质量状况按质量指数大小，将水环境质量划分为5个等级，划分标准如表7-10，经过计算，得出三江平原水环境质量状况，见图7-7。三、地质环境质量综合评价（一）评价模型上面我们分别评价了地质环境3个子系统质量状况。根据我们对三江平原地质环境质量评价提出的基本原则，各个子系统质量的综合，体现地质环境系统的总质量。因此，地质环境系统质量评价的层次结构模型和数学模型，可以分别用图7-8和下列数学式表示。DH＝aA＋bB＋dD式中：DH为地质环境系统质量指数；A、B、D为岩石环境、土环境和水环境3个子系统的质量指数；a、b、d为岩石环境、土环境和水环境3个子系统的权重。我们把3个子系统质量在地质环境总质量中的贡献，视为处于相同的地位，即各为1/3。因此，各子系统中各元素的权重应用于地质环境的质量评价时，都减小为1/3。强度指数保持不变。这样，用上述参数，通过对517个单元进行逐一计算，得到每个单元的地质环境质量指数。（二）三江平原地质环境质量现状按质量指数大小，将地质环境质量划分为5个等级，划分标准如表7-10。三江平原地质环境质量状况见图7-9。不同质量水平地区占有的面积见表7-24所示。表7-24 不同质量水平地区的占有面积从表7-24中可知，地质环境质量好和较好的地区占99.9％，质量中等地区占0.1％。由此可见，三江平原地质环境总体质量现状是好的，这对社会、经济的发展是十分有利的条件。图7-7 三江平原水环境质量状况图图7-8 地质环境质量综合评价层次结构图7-9 三江平原地质环境质量状况图按照各类环境地质问题在三江平原的发育总强度与权重，得到它的总影响程度大小的排序，如表7-25所示。表7-25 环境问题影响排序表

历史即将进入21世纪，人类不仅面临着发展经济的挑战，而且也面临着环境恶化的考验。地质环境是人类最基本的生存环境，也受到了严重的威胁。保护环境、拯救地球，是当今世界重大的课题。包围着人，并与人有相互作用的一切外界事物统称为人的环境。环境科学是研究人与环境这个大系统的学问，内容十分广泛，与许多学科交叉。地球科学是研究人与地球这个大系统的学问，内容也很丰富，与不少学科渗透。地质环境学或称环境地质学就是环境科学与地球科学相互渗透和交叉的产物。环境地质学是研究人与地质环境系统的发生、发展、调控、利用和改造的科学。其任务在于揭示人类与地质环境之间的辩证关系，掌握地质环境的变化规律，调控人类与地质环境之间的物质和能量的交换，以达到利用和改造地质环境的目的，促进人类的安全、健康和愉快的发展。所谓地质灾害，凡由于地质环境的变化而危害到人类生命财产和生存条件的地质事件，均称之为地质灾害。地质环境的变化是产生地质灾害的前提，因此，地质灾害的防治应是环境地质学的主要任务。地质灾害的种类很多，但它们都是在一定的地质环境下演化的，因此，通过地质环境演化的调查、监测、预报，对可能发生的地质灾害进行评估，并采取相应的防治措施，许多地质灾害是可以预防和治理的。如地震灾害，它是由地球内部营力造成的，是自然的变化，目前对它的认识和把握还是有限的，尽管如此，只要进行地震地质的研究，作出地震烈度的区划，再以具体建筑位于具体地区的具体情况，作出抗震设防，就是这种难于对待的灾害，也是可以减轻损失和防御的。至于因人为的作用而引起的地质灾害，更应通过人类自身的觉醒，在防治工作中，充分运用现代的科学技术成果，按照基本建设程序，通过区划和规划、勘测和设计、施工和维护等一系列工作，这些地质灾害是可以对待和避免的。但遗憾的是，由于人类思维方式、生产方式和生活方式的局限性，只求局部的、暂时的发展，急功近利，致使地质灾害随着经济的增长而频繁地出现，这不仅给人类的生命财产造成重大的损失，在一定程度上抵消了经济发展的成果，而且更重要的是破坏了人类赖以生存的地质环境。因此，地质灾害问题的解决，必须调节人类的认识和行为，使之向着有利于人类与地质环境相和谐的方向发展，走持续发展的道路，而要做到这一点，只有各级政府、专业人员和广大群众的共同努力，才能实现。（本文撰写于1997年3月31日）

据野外调查，人类工程—经济活动对地质环境的影响较大，主要有采矿、抽汲地下水、人工采石（砂、土）等，已对地质环境产生了一些负面影响，其环境地质问题主要有采矿地面塌陷、地面沉降、崩塌等。（一）采矿活动对地质环境的影响主要在张茅、观音堂、渑池、义马、新安、平顶山、叶县等地的煤矿开采，由于开采年限久远，在很多地方形成了很大的采空区，引起地面塌陷、地面裂缝等地质灾害，对地质环境已经造成较严重的影响；信阳上天梯的珍珠岩、沸石、磁石、膨润土等矿石的露天开采，大量开挖山体形成了很多的高而陡的边坡和采坑，引发了危岩体的崩塌、滑坡等地质灾害，而残留的采矿边坡，又留下了崩塌、滑坡等地质灾害的隐患。表7-4 评估区地下水浅水位区水位一览表（二）抽汲地下水对地质环境的影响在管道沿线的三门峡、洛阳、郑州、许昌、驻马店等大中城市、大量抽汲地下水供生活和工农业用水，导致地下水水位下降，很多地方形成降落漏斗，从而引起地面沉降地质灾害。如距离管线较近的集中开采地下水的供水水源地的郑州和许昌等地，均已形成地下水降落漏斗，特别是许昌市，已经引发了地面沉降地质灾害。（三）人工采石（砂、土）对地质环境的影响管道沿线经过的低山丘陵区内采石场众多，尤其是近10年来的大量开采，除极少数山头被夷平外，大都形成高而陡的人工边坡，陡壁上或多或少存在分离石块，部分边坡发生了危岩崩塌和岩体滑坡。残留的石灰岩采石场边坡，既破坏了自然景观，又留下崩塌、滑坡的隐患；在平原地区的河道大量挖砂和取土形成水土流失破坏自然环境，还造成了河岸的塌岸和土质崩塌等地质灾害。虽然在区域上人类工程活动比较频繁，局部表现强烈对地质环境造成了一定的影响，大部分管线段人类工程活动一般。

丘陵地区的主要地质环境问题包括：1、水土流失问题。由于丘陵地区地势较为陡峭，土壤常被暴雨冲刷，导致水土流失。缺乏植被覆盖和保护，会影响水源、农业生产和生态环境。2、地质灾害问题。由于丘陵地区地形复杂，地质构造活跃，经常发生山体滑坡、泥石流、地震等地质灾害，给人民群众生命财产带来巨大的损失。3、水资源问题。丘陵地区水资源往往供需矛盾突出，旱涝灾害时常发生。此外，由于煤矿、采石、建筑等活动的影响，地下水位下降和水质受到污染等问题也比较严重。4、矿产资源开发问题。丘陵地区资源多样，但由于相关企业不规范的开发方式，会对生态环境、地质环境和人民群众的生命财产安全造成一些危害。5、城市化问题。随着城市化进程加快，丘陵地区的城市化建设也日益突出。但规划不合理，违建问题突出，对地质环境和生态环境都存在一定的影响。

气候,环境,地质,工程特点是地质环境。地质环境是指人类生存和发展所依托的地球表层岩石圈系统，主要由岩土体和地下水等基本要素构成。地质环境是自然环境的重要组成部分，是经济社会发展的资源基础、环境基础和工程基础。通常认为自然环境由大气环境、水环境、生态环境与地质环境组成。其中，地质环境与上层的大气环境、水环境、生态环境之间存在着广泛的物质、能量交换，共同构成了人类生存与发展的环境系统。地质环境是人类生存发展的基本场所，其内各种地质体的物理、化学特征成为人类适宜性的自然因素与条件。人类与其他生物依赖地质环境而生存与发展，同时人类与其他生物的活动又不断改变着地质环境的化学成分与结构特征。地质环境包括岩土、土壤与地下水三个主要的环境要素。岩土是地质作用的产物，是人类生活生产的场所，是人类发展所进行的各种工程建设的基础，是最重要的环境要素；土壤是地质作用与人类活动共同作用的产物，它与人类生存发展密切相关，维持人类生存的食品都由土壤培植，维持生态环境的植被也都与之有关；地下水的形成与地质作用关系密切，它赋存于地壳中，有些与地表水相互补给，而有些，常常赋存在地质构造中，它与地表水一样成为人类生存发展的必要条件，也是维持生态环境的必要条件。

也称地壳，是地球表面的固体部分。最大厚度为65公里以上,最小厚度为5～8公里,平均厚度30公里左右。人们能直接观察和接触到的只是地壳外层很浅的一部分。最深的矿井仅深入地下3公里左右,最深的钻井也不过 8公里。可是有的地表物质可能来自地下几十公里乃至几百公里。现在地表的火成岩，就是地球内部的物质通过火山活动和造山运动形成的。地壳表面为基岩或浮土。基岩是露在地表或位于浮土之下的坚硬岩石，浮土是包括土壤和岩石碎屑组成的松散覆盖层。浮土的厚度一般只有几十米，有的地方达几公里。浮土有的是由基岩风化就地生成，有的是异地风化产物经搬运沉积而成的。浮土在生物的、化学的和物理的作用下，经过一系列的变化，形成能使植物扎根生长的土壤。岩石分为火成岩、沉积岩和变质岩三大类。火成岩是由岩浆或熔融状的成岩物质经过冷却和结晶生成的。火成岩类岩石包括超基性岩、基性岩、中性岩、酸性岩。基性岩中的玄武岩、酸性岩中的花岗岩是地壳表面分布最广的岩石。沉积岩是由地表上的岩石、矿物和生物残体经过风化、剥蚀、搬运、沉积，最后经过成岩作用而形成的。砂岩、砾岩、页岩、碳酸岩等是常见的沉积岩类岩石。变质岩是由原先存在的岩石经热力、压力和化学性质活泼的溶液的作用，在固体状态下发生变质而形成的。变质岩常见的有片岩、片麻岩、板岩、大理岩等。通过对各种岩石的化学成分的分析，在岩石圈外层16公里厚的岩带中，据估计氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁等 8种元素占这个岩带重量的98%以上。岩石圈内物质的分布是不均匀的，因而不同的地球化学环境产生不同的生态系统。在不同地区不同的岩石中蕴藏着不同的矿产。现代板块学说将地壳结构分为六大板块，即太平洋板块、欧亚板块、印度洋板块、非洲板块、美洲板块和南极洲板块。地球内部的应力作用使板块发生运动，从而使地质环境发生一系列变化。如板块的相互挤压造成巨大的山脉，两个板块的同时下沉造成海底深渊。地质构造运动引起岩层的断裂、褶皱、隆起和凹陷，而形成高山和峡谷。构造运动和侵蚀作用的结果形成了地貌的基本格局。构造运动还造成火山喷发和地震等自然灾害。 以岩石(以及浮土)为基础，包括水、大气在内的地质环境是一个有机系统，各个组成部分之间存在着能量流动和物质交换的密切联系。这种联系表现在：①大气和水成因于岩石圈：现代大气是经过原始大气、还原大气和氧化大气三个演化阶段形成的。地球形成初期的原始大气已逃逸殆尽。后来地球由于内部放射性元素的衰变和所谓的引力致热而处于熔融状态，因而从地球内部逸出气体。由于地球引力，这些逸出的气体渐渐积蓄在地球周围形成以二氧化碳、一氧化碳、甲烷和氨为主要成分的还原大气。在地球的熔化－冷却的演化过程中，地球内部的水分以蒸汽的形式逸出，冷凝成水，逐渐形成水圈。太阳辐射使水缓慢地分解，绿色植物出现后进行光合作用,渐渐产生了氧气,原来的还原大气逐步演化成现代的以氮、氧为主的氧化大气。②水和大气对岩石圈的作用：水和大气直接参与地球表面外形细部的塑造和地表物质再分配的地质作用，对地球环境的演化有重大的影响。岩石的风化和剥蚀，风化产物的搬运和沉积，都同水流和风力有密切关系。不同类型的岩石处在水、气、热差异很大的环境中，形成了不同的地貌格局和不同的地球化学环境，从而又出现了不同的生态系统。今天人们看到的山地和丘陵是经过风化、剥蚀的地貌；河谷和平原是经过水流切割、沉积物的堆积而形成的地貌;沙漠是干旱和风蚀的结果;花岗岩广泛分布的地区则是低山、丘陵的地貌。碳酸盐广泛分布的地区形成奇峰怪石的岩溶地貌。坚硬耐风化的石英岩、砂岩分布的地区常常出现崇山峻岭。在湿润的热带和亚热带，风化淋蚀作用强烈，岩石被风化后，可溶性盐类大量流失，往往形成缺钙而富铁铝的红壤，在半干旱半湿润的温带则形成富钙缺铁的黄土。

唐山市环境地质问题的日益突出，严重地制约着国民经济的发展和人民生产、生活水平的提高，成为制约地区经济发展的一个不可忽视的重要因素。因此，开展环境地质问题和地质灾害防治的研究，提出合理可行的防治措施，对保护地质环境、保障国民经济健康发展和人民的身心健康具有十分重要的意义。唐山地区的环境地质问题和地质灾害较多，不同的地质问题或地质灾害有不同的形成条件和防治对策。总的思路应是“防治并举，治用结合：突出重点，综合治理”的十六字方针，同时还应坚持社会效益、经济效益和环境效益并重的原则。1.开源节流应对工业废水进一步处理后重复利用，做到工业废水、污水达标排放，既可以节约用水，又可以保护地质环境。改变以往传统的农业灌溉模式，摒弃大水漫灌，采用地下管道走水、喷灌、井灌等新技术、新方法灌溉，推广节水型农业、绿色农业。对居民生活用水，要采取一定的措施，增强人们的节水意识。2.保护地下水源，防治地下水污染地下水水质的好坏，直接关系到该地区国民经济的发展和当地人们的身心健康。工业的飞速发展，“三废”的排放量日益增多，特别是废水的排放直接对浅层地下水构成威胁；农药、化肥的施用更加重了地下水的污染程度。因此，我们必须做到：（1）改进生产工艺，减少“三废”的排放量。应通过技术改造，实行“三废”的资源化、无害化，最终实现达标排放。（2）合理进行工业布局，确保地下水水质的卫生防护。（3）科学合理地施用化肥、农药，严禁用污水灌溉。（4）从点源出发，以点带面，对现有污染源进行综合治理，必要时可采取一定的行政措施。3.合理开采地下水，防止漏斗进一步扩大由于地下水的无限度开采，导致多处地方出现地下水水位下降漏斗，尤其是在人口密集的城镇地区，如唐山市区、唐海县城区等。漏斗的出现导致了一系列严重的环境地质问题，如含水层的疏干、岩溶塌陷、地面沉降等。因此，我们必须采取措施进行综合治理。（1）对城区要做到：合理开采、重复利用、节约用水、开辟新的水源。（2）联合调度地表水与地下水，适当缓解地下水的用水量。（3）严格控制机井的数量，实行节水灌溉，禁止大水漫灌。4.防止岩溶塌陷的再次发生岩溶塌陷是唐山市的主要地质灾害问题之一。致塌因素中水占主导地位。资料显示：倘若在中心区岩溶水日采量12万～14万m3中，减少5万～6万m3，岩溶水位将可大幅度回升，侵蚀作用随之减弱，对防止塌陷起有利的作用；但是如果水量不减反增，将会导致相反的结果。所以，为预防岩溶塌陷的再次发生，我们应减少易发生岩溶塌陷区的用水量，利用其他渠道引水、采水。5.注意矿山环境地质问题煤矿的开采可直接导致大量的环境地质问题和地质灾害，表现明显且危害较大的是采空塌陷。“采煤不休，塌陷不止”。本研究区煤矿较多，如开滦煤矿是我国的重要产煤基地之一。在不能停止采矿的条件下，我们对环境要有预规划。如采空塌陷等积水区，可考虑规划为水上公园景区或复地造田；对煤矸石等可做建筑材料或进行回填等。如何有效地综合治理、变害为利是一个新的课题。6.建议（1）充分发挥和行使各级政府的行政职能，制订环境宏观整治规划，加强宏观调控和重要经济区带的环境整治，加强环境影响评价论证，采取点面结合的方式加强各种地质灾害的监测，有计划有步骤地逐步实现人工调控。（2）加强地震、地矿、环保、水利等部门的横向联合与部门协作，形成上下结合、内外结合的网络，进行共同治理与管理。（3）充分应用现代新技术、新理论、新方法，加强地质环境和地质灾害特别是岩溶塌陷的科学研究和防治工作。（4）坚持经济与生态同步发展、“利用、保护、改造”三统一原则，加强水资源的合理开发利用，既要考虑城市工业用水，又要考虑农业及林业用水；既要考虑引用地表水源，又要合理开发利用地下水资源。（5）加强宣传教育，提高全民族、全社会的节水和环保意识，限制不合理的水资源利用，杜绝水资源浪费。

在环胶州湾开发过程中，应树立开发建设与地质环境相协调的可持续发展的观念，对可能产生的各种地质环境问题寻求解决对策，预先规划并采取措施。9.3.1 基坑开挖的环境土工问题防治建议城市改造和建设中，基坑开挖破坏了土体的原始平衡状态，引起一系列环境效应，处理不当将导致严重后果。鉴于基坑施工过程中每个开挖步骤的开挖空间几何尺寸、围护墙无支撑暴露面积和时间等施工参数与基坑变形具有明显的相关性，所以应根据基坑工程设计所选定的主要施工参数，按基坑规模、几何尺寸、支撑形式、开挖深度和地基加固条件，提出详细、可操作的开挖和支撑的施工程序及施工参数，并且加强现场监测，以保证基坑安全施工。在井点降水方面，为减少井点降水对周围建(构)筑、管线造成的影响和危害，通常采取一些措施，诸如采用密封形的挡土墙或其他的密封措施、根据工程实际情况适当地调整井点管的埋置深度以及采用井点降水与回灌相结合的技术等。9.3.2 地下空间开发建议地下空间开发过程中，地质环境成为被改造的对象，不但在开发过程中受到影响和破坏，而且建成后的地下构筑物更成为地质环境的一个组成部分，并将对地质环境产生长期的影响。因此，地下空间开发应做到科学规划、合理开发，选择合理的施工方法。(1)科学规划、合理开发地下空间资源是有限的，必须按照功能进行科学规划和合理利用，为城市可持续发展提供支撑。地下空间开发利用不当会产生诸多的环境地质问题甚至地质灾害，其治理难度和成本远远超过地表的环境地质问题;而且，地下工程多为隐形工程，地下空间一经建成后，对其再度改造与改建的难度是相当大的，具有相当强的不可逆性。因而，对地下空间资源的开发利用必须科学规划、合理利用。地下空间开发利用时，要实行建设项目地质灾害危险性评估和地质环境影响评价，全面评价地下空间开发与地质环境的相互影响;对可能出现的地质灾害要采取有效的工程措施加以防范，地质灾害防治工程要与工程建设同时设计、同时验收，有关部门要加强监督管理，切实保护地质环境。(2)合理的施工方法施工方法关系到地下工程建设的成败，也关系到对周围环境的影响。应在地下空间开发利用的规划、设计与施工中加强地质条件的研究，根据工程性质、规模、岩土层条件、水文地质与工程地质条件以及地表建筑状况等要素进行综合分析，选用合理的施工方法，确保地下工程对地质环境的影响最小化。在工程建设过程中，尽量不改变地下水流场，建设地下水廊道，减少因改变流场而造成的问题乃至灾害。9.3.3 海水入侵防治建议目前，环胶州湾地区海水入侵问题较严重。为防止海水入侵进一步扩展，避免新的入侵发生，使已经发生入侵的地区逐步得到治理，提出以下建议:1)合理开采地下水:超量开采地下水是造成海水入侵的主要和直接的原因，因此合理开采地下水是防止海水入侵的重要措施。需据补给资源量决定开采量，可在一定期限内调用部分储存资源量，但应在短期设法尽快得到补偿。要避免长期超采，控制降落漏斗扩展，划定近海地带开采边界，严禁在入侵前缘与漏斗边缘之间的过渡带超量、超深取水。2)修筑地下截渗墙:为充分开发利用地下水资源，又不致引起海水入侵，可在咸、淡水交界附近修筑地下截渗墙，这样可以最大限度地动用地下水储存资源，待丰水期时予以补偿;但应注意径流、排泄关系的改变，防止出现新的“死水区”。3)地下水人工回灌:地下水人工回灌就是人工增加地下水补给量的方法。可利用本流域地表水(汛期河水、水库水)、客水等在开采区回灌地下补给地下水，减少汛期地表径流泄入大海造成的水资源浪费，增加地下水补给量，平复漏斗;或者选择适宜地带开挖渗渠，引河水或二级处理污水回灌地下，在咸、淡水界面附近形成淡水帷幕，阻挡海水内侵。4)加强河道管理，防止海水倒灌:在海水顺河上溯严重的河口，选择适当位置建拦水闸，既可阻挡海水，又可拦蓄淡水，增加地下淡水的补给量。另应禁止河床挖沙，以免降低河床，导致海水上溯距离加大，防止覆盖层破坏而加大海水入渗速度。5)合理开发利用海岸滩涂:对海岸带资源开发，应统筹兼顾、因地制宜、科学开发、综合治理。如近海农田有水利条件的可选种水田，引表水以淡压咸，其下游开发耐盐经济作物如芦苇等，或引进适宜混合水生长条件的养殖业，这样既防止了海水入侵又因势利导转害为益。9.3.4 水资源保护建议要从根本上解决水资源质量保护问题，必须做好水功能区划，建立水资源保护区。按不同的水质要求设立生活饮用水源区、工业用水区、渔业用水区、农田灌溉用水区、景观娱乐用水区等，实行分类保护和管理。对重要供水水库和地下水源地，设立饮用水源保护区，实行三级保护，在保护区内严格控制一切有害于水源水质的活动，如禁止修建排放大量污水的企业、严禁采沙及限制农药、化肥施用量等。合理开发利用水资源，树立地表水、地下水全面开发、合理调度、先地表水后地下水的指导思想，使各类水资源在工农业及生活供水中充分发挥各自的效能。9.3.5 地下水水质污染防治建议地下水循环速度慢，一旦污染很难恢复。地下水水质污染是在人为活动影响下，地下水的物理、化学、生物特性发生不利于人类生活或生产的变化，其结果是造成原本紧缺的地下水资源无法利用或因处理被污染的地下水而造成用水成本提高和资源浪费。针对地下水水质污染，提出以下防治建议:1)对重点工业污染源进行重点治理，对直接或间接向饮用水源地排放污水的工业企业加大治理力度;2)开展污水综合利用，提高污水再利用率，不但可减轻对地下水的污染，还有效地增加了水资源量;3)积极推广有机肥和生物防治病虫害技术，饮用水源区内严格限制农药、化肥施用量，减少对地下水的污染;4)合理开采利用地下水储存量，增大地下水天然补给量，以防地下水位持续下降而形成地下水降落漏斗，防止海(咸)水入侵，避免水质进一步恶化;5)严禁在河道滥采沙，保护含水层屏蔽作用的完整性;6)加强环保宣传教育，提高人们保护水环境的思想意识。9.3.6 其他地质灾害防治建议(1)崩塌灾害防治建议在易崩塌区进行群测、群防、群专结合的日常监测工作，特别是在雨季要加强监测频率;对群众要加强防灾教育，使其掌握一定的减灾自救方法。对易崩岩体、斜坡、路基边坡进行稳固、支护等处理，对风化破碎严重的危害山坡进行剥落、削缓处理并人工绿化。(2)地面沉降预防建议过量汲取地下水、地下空间开采等易引起地面沉降问题。地面沉降危害较大，如地区不均匀沉降引起楼房倾斜、开裂甚至倒塌，破坏地下管道系统，使铁路轨道和沥青路面弯曲，造成海水倒灌等。目前，环胶州湾地区尚无明显的此类灾害，因此仅提出相关的预防建议:①制定政策法规，采取一系列的地下水限采和回灌措施，使地下水水位处于稳定状态，保持一定水平或稳步上升，从而使地面沉降的主导因素消失;②在地下空间建设工程中，要考虑并预测地面沉降的可能性和幅度，分析其对工程的影响，特别是某些不利影响可能造成的危害程度，采取对应的技术措施，以避免灾害的发生。(3)城市垃圾污染防治建议目前，我国城市垃圾的处理方法有填埋、堆肥、焚化、热解和固化等;而环胶州湾城市垃圾属混合垃圾，目前的处理方式为卫生填埋(地面堆存和挖坑填埋)。应学习借鉴先进国家的填埋场设计经验和设计标准，研究新型卫生填埋场设计的方法与标准，最大限度地避免垃圾二次污染。9.3.7 旅游资源开发与保护建议旅游资源开发最严重的问题在于超负荷接待和游客的不文明行为。乱涂乱画、乱扔垃圾、践踏花草、采折树木等使景色大失、环境恶化，影响景观生态和环境质量。因此，提出如下几条建议:1)旅游资源的开发应是在良好的自然环境条件的基础上开展，应以保持生态平衡和不破坏自然环境为前提。2)旅游资源开发前必须对旅游的环境影响作出充分的论证，如果论证认为旅游开发与环境保护两者确实存在矛盾，则应舍旅游而求保护，或者把旅游开发的程度限制在较小规模。3)旅游开发建设添加的人工建筑，应使之适应旅游活动开展的需要，不应急功近利、粗制滥造。

一、垃圾填埋的地质环境风险评价发展简况地质环境风险评价属于环境风险评价的组成部分。环境风险评价兴起于20世纪70年代几个工业发达国家，尤以美国在这方面的研究独领风骚。在20多年中，就环境风险评价技术发展而言，大体上经历了三个时期：20世纪70年代至80年代初，风险评价处于萌芽阶段，风险评价内涵不甚明确，仅仅采取毒性鉴定的方法；20世纪80年代中，美国国家科学院（NAS）提出风险评价由四个部分组成，称为风险评价“四步法”即危害鉴别，剂量一效应关系评价，暴露评价和风险表征，由此，风险评价的基本框架已经形成。从1989年起，风险评价的科学体系基本形成，并处于不断发展和完善的阶段。目前国外环境风险评价主要包括人体健康风险评价和环境风险评价两方面。相对来说，人体健康风险评价的方法基本定型，环境风险评价正处在总结、完善阶段。国外对垃圾填埋处置的地质环境风险评价已零星可见，但国内对城市垃圾填埋处置地质环境风险评价方法的研究成果，至今还没有见到。二、地质环境危险与风险（一）地质环境风险一般表达地质环境风险一般可表述为：地质环境风险是由不幸的地质环境事件发生的可能性P及其发生后将要造成的损害所组成的概念。不幸的地质环境事件发生的可能性称为“风险概率”P（x），也称风险度，这个事件发生后所造成的损失或危害称为“风险后果”D（x），风险则可表征为：R（x）＝P（x）·D（x）式中，x为一个具体的事件或事故。一般地，一个实际环境事故是由若干独立事件组合起来的，则这个环境事故的风险R（x）为：城市垃圾地质环境影响调查评价方法或城市垃圾地质环境影响调查评价方法由此，地质环境风险评价的任务就是：求出其R（x）（即P（x），D（x））。按照上面两式，分别计算出风险事故发生的概率P（x）、及其可能造成的危害或损失D（x），再计算风险R（x），这是比较经典的基础方法。这是地质环境风险评价的基本思路。（二）地质环境危险性地质环境危险性是指地质环境被污染或破坏的可能性，如果能定量表示，即是指上述地质环境风险表达式中的风险概率P（x）。地质环境风险包含了危险性评价。地质环境的危险性评价国内外研究很多，如地质灾害危险性评价，地下水污染的危险性评价等。比较而言，地质环境风险评价工作开展晚，成果也不多。三、垃圾处置场地质环境风险评价垃圾处置场地质环境风险评价一般指垃圾场污染地质环境的事故发生的概率与其造成的损失之积。这里的地质环境一般指土壤、地下水。鉴于垃圾淋滤液在土壤中的运移缓慢，影响范围一般不大，造成的损失一般也不大，因此，这里进行的“垃圾处置场地质环境风险评价”重点是污染地下水的风险评价。四、地质环境风险评价内容与步骤进行地质环境风险评价内容和关键步骤如下：（1）危害识别：判断要出什么事故：对于广义的地质环境风险识别来讲，一个垃圾填埋场可能出的事故为填埋气体逃逸进入地层、土壤和地下水，污染空气、地表水、地下水，传播疾病；垃圾淋滤液渗漏进入地层、土壤和地下水，污染土壤、地下水、地表水等。危害识别就是要对这些事故进行逐项分析。（2）危险评估：分析和计算出事故的可能性有多大：即是对上述可能发生的事故进行可能发生的概率进行分析、计算或评估。（3）后果评估：评价如事故一旦发生将产生什么后果，即对上述可能发生的事故将造成的后果（环境污染、传播疾病等可能导致的经济损失、健康损失等）进行定性分析和定量评估。（4）风险检验和分析：指出与风险相关的事有哪些。（5）风险评判：判断风险的可接受程度，根据各事故概率、其危害后果、人们或其他受体的承受能力进行综合判断，评估人们或其他受体对风险的接受程度。（6）风险降减：提出回避或降低风险的对策或措施。五、常用的环境风险评价方法风险因素因区域开发性质和类型、区域环保目标和标准、环保敏感目标的不同而异，所以各风险因素的评价和综合评价的方法有所不同。总的来说，目前区域环境风险评价的方法还是定性和半定量的，难以完全定量化。综合起来，可归纳为以下几种：（一）概率设计方案的优化该方法适用于几个备选方案的比较。把几个方案可能的后果的相对权值一一列出，根据具体要求和实际情况挑选其中一方案付诸实施，并对此方案作失败机率时的可能损失分析。（二）商值法商值法也称比率法，是生态风险评价最常用最普通的方法。它要求首先为保护受体设立参照浓度指标，然后与估测的环境浓度相比较。修正的商值法用有害指数Hi表示风险量。Hi≤1时，环境受害概率低；1<Hi<10时，环境可能受影响；Hi≥10时，环境受害概率较大，须做现场评价。（三）外推法外推法是健康风险评价中最常用的方法，它根据流行病学或动物毒理学研究资料，外推到环境水平的毒物暴露时生物体（或人体）所受的风险性。（四）逻辑分析法将层次分析方法AHP（Analytic Hierarchy Process）和故障树及事故树等逻辑分析方法用于区域环境风险评价中，分析事故源项，求取各风险因素的风险“相对大小”，即衡量对区域综合风险的“贡献”。（五）统计分析法收集历史上的有关数据，利用统计分析的方法求取类似事故发生的概率，即“依旧推新”，如事故时天气条件的计算、疾病发生率的估计等多用此方法。（六）公式评价法通过对事故的模拟分析，推导或实验得出经验公式，利用公式计算出风险的可能大小，通过进一步实验和观测，对公式逐步修正。如有毒气体的泄漏，利用在类似条件下的大气扩散模式；污染物在水中的泄漏，利用水体迁移扩散模式；人体健康风险也可采用暴露危害计算公式。（七）模糊数学法区域环境风险涉及复杂的因果关系，往往用精确的方法难以解决，风险在大与小之间没有明显的界限，模糊数学恰恰能够表达这种差异的中间过渡性，较为客观地刻划出风险的大小，其研究和应用逐步深入。（八）图形叠加法单因素环境风险评价结果有时采用图形表示，特别是风险危害后果在用其他方法难以计算时采用图形表达，如有毒危险性气体的泄漏扩散一般绘制浓度等值线图。在风险综合评价时，将各个环境风险因素的分布图进行合理叠加，得到整个研究区域中不同功能区的风险相对大小。（九）事件树分析（ETA）事件树分析是从初因事件出发，按照事故发展的时序，分成阶段，对后继事件一步一步地进行分析，每一步都从成功和失败（可能与不可能）两种或多种可能的状态进行考虑（分支），最后直到用水平树状图表示其可能后果的一种分析方法，它可以定性、定量反映整个事故的动态变化过程及其各种状态的发生概率。针对所选择的不同故障事件作为初因事件，简单的污染源源强分析，可取其事故排放顶事件为事件树的初因事件。ETA可分析得出相应不同的事件链。事故排放故障树分析所确定的能导致向环境排放污染物的各种事件，由于其故障原因和所导致的污染物排放形态各异，使得事故排放的强度有所差别，因此，都应作为源强事件树分析的初因事故。应用ETA，我们可以分析出事故源强及其后继事件与最终结果的概率分布谱。也可用ETA分析污染源事故排放后通过环境介质造成受体安全风险的过程。（十）故障树评价方法前面已经介绍，这里不再重复。值得说明的是，区域内研究的环境风险因素很多，每一种风险都有各自的特点，所以评价时应针对具体的风险问题选择合适的方法。（十一）主观概率与客观概率法进行风险分析必须获得关于状态变量的概率分布信息。获得概率的信息一般有两种途径：一是根据大量的试验进行统计计算；二是根据概率的古典定义，将事件集分解成基本事件，用分析的方法进行计算。由于上述两种估计是以客观存在的数据为基础。故称为概率的客观估计、按这种方法得到的概率、称为客观概率。在实际工作中，有时不能获得充分的信息计算客观概率，但在风险决策分析时，又必须对概率进行估计。此时，只好由决策者或分析人员对事件发生的概率作出主观估计。这种既没有大量的历史数据作依据，又未通过试验或精确计算，主要靠个人主观判断获得的概率称为主观概率。一般情况下，主观概率的定义可以描述为：根据对某事件是否发生及该事件发生可能性大小的个人主观判断。用一个0～1之间的数来描述事件发生的可能性，此数即为主观概率。主观概率的概率分布与客观概率分布一样，有离散型和连续型两种。对于连续型分布，常见的是正态分布相均匀分布。获取主观概率估计值除了依据分析者的主观判断外，可借助概率转盘法。概率转盘是一种具有黑、白两个扇形的圆盘。圆盘中心有一根可旋转的指针，该指针可任意旋转，可位于转盘内任意扇区内。不同颜色扇区面积大小可根据需要任意调节，如图10-1所示。图10-1 概率转盘示意图从上述评价内容和方法来看，垃圾处置场地质环境风险危害识别、风险检验与分析、风险评判、风险降减等相对于危害评估、后果评估来讲都要难。换句话说，处置场环境风险评价的关键在风险的危害、后果的分析与评估上，在相关计算和评估参数的准确求取上。下面主要通过叙述三个例子，来说明垃圾处置场地下水污染风险的评价。垃圾处置场污染地下水的风险评价，实际上可以分解为“填埋场垃圾淋滤液渗漏风险”和“淋滤液渗漏后可能穿过地层进入地下水的风险”两个大的方面来评价。下面第二节与第三节以两个实例分别讨论这两方面的内容。第四节则以石家庄滹沱河两侧建设垃圾处置场的地下水污染风险评价为例，综合说明垃圾处置场污染地下水风险评价。

2.1.1 自然地理条件我国地域广阔，山地纵横，自然地理复杂多样。大陆地势西高东低，从西部青藏高原，中部的山地、丘陵和盆地，再到东部的平原及低山丘陵。高原、山地和丘陵约占我国陆地总面积的 79%，盆地和平原约占 21%。我国河流众多，流域面积在 1000km2以上的河流就有 1500 多条。黑龙江、辽河、海河、黄河、淮河、长江和珠江等水系顺地势向东或向东南流入太平洋; 澜沧江、怒江和雅鲁藏布江等向南出国境后流入北部湾和印度洋。我国西部和北部多发育内流河，主要源于高山冰川、冰雪融水，流向下游洼地积水成湖或消失于荒漠中。塔里木河是最大的内流河。我国湖泊众多，长江中下游平原和青藏高原是我国湖泊最多的区域。长江中下游平原是淡水湖分布最集中的地区，主要有洪泽湖、洞庭湖、鄱阳湖和太湖等。青藏高原主要分布着咸水湖，青海湖是我国最大的咸水湖。湖泊对当地的生态环境和社会经济发展具有重要影响。我国是人口大国，耕地面积仅占世界的 7%，为陆地国土面积的 14%，且 20% 的耕地存在不同程度的盐渍化，35%的国土受到土壤侵蚀或荒漠化的影响。长江以南地区耕地仅占全国的35.2%，人口占全国的53.5%，水资源占全国总量的80.4%，属人多地少水资源相对丰富的地区; 长江以北耕地约占全国的 59.2%，水资源仅占全国总量的 14.7%，人口占44.4% ，属水资源短缺的地区。以全国性分水岭或雪线为界，考虑长时间周期、大空间尺度，初步考虑全国地理环境可划分为 7 个大区( 图 2.1) :Ⅰ.东北山地平原区;Ⅱ.华北平原区;Ⅲ.中南山地丘陵区;Ⅳ.西南中高山区;Ⅴ.黄土高原区;Ⅵ.北方干旱沙漠区;Ⅶ.青藏高原区。图 2.1 中国地形地势分区示意图我国幅员辽阔，气候类型复杂多样，约 70%的国土面积受东南风及西南季风的影响，是一个明显受季风影响的国家。东南地区多雨潮湿，西北地区少雨干旱( 图 2.2) 。我国季风区的冬夏季风都很盛行。四川及滇东一带是我国季风区中季风指数最小的区域，因为那里是东亚季风区与印度季风区的转换区域。其东部的东亚季风区，冬季风强于夏季风，季风雨属于极锋雨性质; 其西部的印度季风区，夏季风强于冬季风，降水主要在夏季风控制区内。由于季风气候的强烈影响，大气降水的时空分布极不均衡。全国平均年降水量 650mm左右，自东南沿海向西北内陆逐渐减少。东南沿海多年平均降水量可达 1500mm 以上，西北地区却低于 50mm。在时间上年降水量的 70% ～80%集中在每年的 6 ～9 月份，按正常年降水量，可划为 5 个降水量带。1) 年降水量大于 1600mm 带，主要分布在我国东南部。包括台、闽、粤、琼的大部分，浙、赣、湘、桂的一部分，以及西藏东南部喜马拉雅山东南坡等地。其中，台湾省大部分地区降水量超过 2000mm，有“雨港”之称的基隆 2910mm，台湾省山地达 3000 ～4000mm，台北东南不远的火烧寮( 海拔 420m) 在 1906 ～ 1944 年间平均年降水量 6557.8mm，最多的一年( 1912年) 达 8409mm，是我国降水量最多的地方。藏东南雅鲁藏布江下游河谷的巴昔卡，1931 ～1960 年平均年降水量 4095mm，是大陆上多雨之地。2) 年降水量 800 ～ 1600mm 带，主要分布在淮河、汉水之南，包括长江中下游和广西、贵州、云南、四川大部分地区。图 2.2 中国多年平均降雨量区划图( 台湾省专题资料暂缺)3) 年降水量 400 ～ 800mm 带，一般指淮河、汉水以北的秦岭山地、黄土高原、华北平原、东北平原以及边缘山地丘陵，并包括青藏高原东南边缘地区。4) 年降水量 200 ～ 400mm 带，主要分布在内蒙古高原和青藏高原东部草原带，以及西北内陆地区的天山、阿尔泰山迎风坡低山带。5) 年降水量 200mm 以下地区，主要分布在西北沙漠或盆地中部。其中，塔里木盆地、柴达木盆地年降水量在 50mm 以下，塔克拉玛干沙漠东南边缘的且末年降水量 18.3mm，若羌 15.6mm。吐鲁番盆地西缘的托克逊，年降水量 5.9mm，是我国年降水量最少的地方。2.1.2 区域地质环境中国地处环太平洋构造带和喜马拉雅构造带汇聚部位，太平洋板块的俯冲和印度板块向北对亚洲板块的挤压碰撞是中国大陆最主要的地球动力源。印度板块与亚洲板块的碰撞边界上产生了世界上最高的喜马拉雅山脉，形成了世界屋脊———青藏高原。两种岩石圈活动构造带的汇聚作用造就了中国的大地构造格架和地势的基本轮廓，也决定了中国大陆的自然地质环境条件和地质灾害的多样性和频发性。中国的大地构造单元基本是古生代以来的构造运动所奠定，一级构造单元划分为天山兴安地槽褶皱系、昆仑秦岭地槽褶皱系、塔里木地台、中朝准地台、扬子准地台、华南地槽褶皱系、滇藏地槽褶皱系、喜马拉雅地槽褶皱系、台湾地槽褶皱系和南海地台等。中生代以来的构造形迹是在这些构造单元基础上发展演化的，可以说这些构造单元也控制了中国的地貌、地层和岩性分布。我国的冲积平原、黄土梁峁、沙漠戈壁、岩溶石山、青藏高原和峡谷地貌形态是有其深刻的地质构造背景的。在地层方面，我国的太古宇(Ar)变质杂岩主要分布在华北地区，如太行山、泰山、嵩山、燕山、阴山和辽东等地;元古宇(Pt)轻变质岩系主要分布在华北、长江流域、塔里木盆地边缘和天山、昆仑山、祁连山等地;古生界(Pz)以海相沉积为主，主要分布在华北、扬子沉积区、华南、天山内蒙古、昆仑秦岭、西藏滇西、喜马拉雅山脉和台湾岛等地;中生界(Mz)发生沉积分异，三叠纪时南方为海相，北方为陆相，到侏罗纪时整体转为陆相为主，白垩纪—第三纪(古、新近纪)时基本为陆相沉积，东部地区多分布火山堆积。我国的中酸性侵入岩主要分布在闽、粤沿海和东北北部;基性、超基性侵入岩主要分布在华北和长江流域，多以小规模与前寒武纪地层相伴出露。中国大陆东西向构造与北北东向构造的交叉，使中国的山脉和盆地形成近东西向和近南北向的分区特点，地质灾害的区域空间分布同样具有东西分区、南北分带的特点。在东西方向上，以贺兰山—六盘山—龙门山—哀牢山和大兴安岭—太行山—武陵山—雪峰山两条线为界，西区高原山地海拔高，切割深度大，地壳变动强烈，地质构造复杂，气候干燥，风化强烈，岩石破碎，主要发育地震、冻融、泥石流和沙漠化等地质灾害;中区为高原、平原过渡地带，地形陡峻，切割剧烈，地层复杂，风化严重，活动断裂发育，主要发育地震、崩塌、泥石流、滑坡、水土流失、土地沙化、地面变形、黄土湿陷和矿井灾害等地质灾害;东区为平原及海岸和大陆架，地形起伏不大，气候潮湿且降雨量丰富，主要发育地震、地面变形、崩塌、泥石流、滑坡、河湖灾害、海岸侵蚀、盐碱(渍)化和冷浸田等地质灾害。在南北方向上，天山—阴山、昆仑—秦岭和南岭等巨大山系横贯中国大陆，这些山系分布区域崩塌、滑坡、泥石流和水土流失灾害严重。它们的相间地带(大河流域)，土地沙化、盐碱化、黄土湿陷及水土流失、地面变形和岩溶塌陷等地质灾害频发。从自然属性而论，新构造运动活跃的地区，也是地质灾害严重区。中国地质灾害的区域变化具有比较明显的地带性，主要集中在构造活动剧烈地区，如南北向构造地震带，既是地势剧烈变化地带，也是崩塌、滑坡、泥石流集中发育区，其次是西南和中南地区的山地地带。从社会属性或灾害属性层面分析，山地丘陵区地质灾害严重危害居民的生存安全;平原或盆地地区地面沉降和地裂缝造成严重社会影响和重大损失，尤其是经济社会发达或较发达地区，如长江三角洲平原区、华北平原和环渤海地区，山间断陷盆地城市如太原、大同和西安等。东部和南部地区，人口稠密，城镇及大型工矿企业、骨干工程密布，人类活动频繁剧烈，加剧了地质灾害的发生与发展，小规模崩塌、滑坡或泥石流也会造成重大灾害。调查表明，在人类活动的影响下，人口密集、工业发达地区的地质灾害正由自然动力型向人为动力型发展，由点状向带状、树枝状、片状发展。

原因：1、我国幅员辽阔，自然地理、地质构造及气候条件复杂。地质灾害的发育分布及其危害程度与地质环境背景条件、气象水文及植被条件、人类经济工程活动及其强度等有极为密切的关系。其中，新构造运动是内因，不良气候条件是主要的诱发因素。2、不合理的人类经济工程活动使得地质灾害的发育程度日趋加剧。我国人口众多，随着国民经济与科技进步的发展，特别是人类各项经济活动中一些重大工程的建设，使得人类对地球的影响比以往任何时候都要深刻和剧烈，尤其对地球浅表层附近环境的影响十分显著。扩展资料：我国当前主要的环境地质问题及危害：1、水资源短缺危机淡水资源危机已成为我国当前最为严重的环境地质问题，而造成这一问题的因素一方面是水资源的缺乏，另一方面是水质的污染。我国淡水资源短缺的原因主要是：时空分布的不均匀性、水资源的浪费和水资源污染的加剧。2、土地荒漠化我国是世界上土地荒漠化最严重的国家之一，我国的土地荒漠化，主要是大风造成的。资料表明，我国因风蚀造成的荒漠化面积达到了160.7万平方公里。其次，人们的经济活动也造成了大面积的土地沙漠化。包括草原过度放牧、过度垦荒、乱砍乱伐等，还有不合理地利用水资源。3、地面沉降近年来城市密集高层建筑群的建设，正在持续导致地面沉降现象的发生。据资料显示，我国最开始发现地面沉降是在上海市，从最开始发现沉降到1965年，全市地区平均下降1.76米，最大沉降量达2.63米，导致这一局面的主要原因就是人们对地下水过量的开采。地面沉降所导致的危害不容小觑，它能使建筑物和生产设施损坏，造成海水倒灌，阻碍资源的开发利用，使土壤盐渍化和地下水盐碱化等。

地质环境是在漫长的地质年代中逐渐发展、演化而成的，各种物理、化学和生物化学过程塑造了今天的地质环境。总体上，这些过程统称为地质循环，包括构造循环、水文循环、岩石循环(图1-4)、生物地球化学循环等。图1-4 岩石循环示意图王思敬将地质环境的形成与演化历史分为四个阶段［21］:①地质建造阶段，由于各种不同的地质作用造成物质的堆积和分异，形成不同岩组结构和岩石组合的地体;②构造演化阶段，大部分地体在地壳运动的作用下，产生不同规模的运移及变形，导致一部分地表成因的地体因沉降而接受巨厚沉积，而有一部分深部成因的岩体被运移到地壳表层，构造演化导致了地体物质成分、结构、边界的变化;③表生演化阶段，在地表过程作用下，地表及临近地表的地体缓慢发生变化，形成了人类工程经济活的地质和地理背景;④灵生演化阶段，人类工程经济活动成为一种重要的地质营力，通过改变大气、生物、水的动态和地质环境的边界条件，促使地质环境发生变化，并在一定程度上决定了地质环境的特性。近期的表生作用和灵生作用是地质环境现代演化中最积极、最活跃的因素。从地质环境的形成、演化过程和机制分析，归根结底是内、外动力地质作用叠加的结果。灵生演化阶段以来，地质环境变化驱动因素可划分为两类:自然驱动因素和人为驱动因素(图1-5)。自然驱动因素包括内动力地质作用和外动力地质作用。人为驱动因素包括农业活动、地质资源开发、工程建设和城市化。图1-5 地质环境变化主要驱动因素图

地质环境问题涉及众多的地质现象和地质过程，它们一方面存在形态学、动力学上的差异，另一方面某些现象和过程又往往具有地质学上的同源性和成因上的因果关系。因此，从地质属性的角度对地质环境问题进行分类是目前大多采用的办法，常见的分类方案大致有以下几种:(一)按地质作用的类型分类按地质作用的类型和地质现象出现的时间先后，可以将地质环境问题划分为原生地质环境问题和次生地质环境问题。1.原生地质环境问题原生地质环境问题是指由自然地质作用直接引起的，不利于人的地质现象和地质过程，如火山喷发、地震、滑坡、荒漠化、水土流失等。除此之外，在地质历史发展中形成的一些地质产物或不良的背景条件，如影响工程基础稳定性的淤泥质软土触变、冻土冻融、黄土湿陷、膨胀土胀缩以及导致地方病发生的水土化学组分异常等都属于原生地质环境问题。2.次生地质环境问题次生地质环境问题包括两类:一是人类活动导致或诱发的;二是由其他地质或非地质作用派生的不利于人的地质现象和过程。前者有地下水污染、次生盐渍化、坑道突水、岩爆及人为工程活动为诱因的滑坡、崩塌、地震等;后者指的是灾害链，如地震、洪水暴发引起的崩塌、滑坡等。(二)按地质作用的驱动力来源分类从地质作用、过程的驱动力来源上考虑，地质环境问题可以分为由内动力地质作用引起的地质环境问题和外动力地质作用引起的地质环境问题。前者主要包括火山喷发、地震;后者包括了除前者以外的其他所有有害的地质现象和过程。需要指出的是，在许多情况下，外动力地质作用的发生有其内动力作用的背景，如地震诱发山体的崩塌、滑坡等，所以，地壳稳定性差的地区，外动力地质作用也会十分活跃，地质环境问题发生的频率较高。(三)按地质过程的动力学形式分类从地质过程的动力学形式来考察，地质环境问题可以分为突发的和渐进发生的两类。前者与地质环境系统以突变的形式失稳有关，如地震、崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、坑道突水、瓦斯突出与爆炸、岩爆等;后者是地质环境系统渐变的外在表现形式，如水土流失、荒漠化、盐渍化、地面沉降、海水入侵等。除上述分类外，也有人从地质环境系统组分相互作用的角度出发，将地质环境问题归纳为水盐失调、岩土体变形、生态退化三个方面。

运用地球科学规律，研究地球作用过程、地球资源以及地球物质及其对人类和生物生态环境的影响等。包括：①保护人类的健康和自然生态系统的完整，以免受人类活动所产生的或天然产生的化学物质所引起的地球化学或生物化学反应的危害；②合理利用国土资源，保护人类生存的安全和福祉，免受各种自然灾害（如洪水、飓风、地震和泥石流等）的侵扰。

地质环境是指自地表面下的坚硬壳层，即岩石圈。地质环境是地球演化的产物。岩石在太阳能作用下的风化过程，使固结的物质解放出来，参加到地理环境中去，参加到地质循环以至星际物质大循环中去。地质灾害是指在自然或者人为因素的作用下形成的，对人类生命财产、环境造成破坏和损失的地质作用（现象）。如崩塌、滑坡、泥石流、地裂缝、水土流失、土地沙漠化及沼泽化、土壤盐碱化，以及地震、火山、地热害等。二者没什么特别的关系吧，就是不好的地质环境易发生地质灾害。