4第四讲1111地质环境问题与地质灾害

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1、1环境与灾害地质学第四讲地质环境问题与地质灾害陈丽霞中国地质大学（武汉）地空学院地球信息科学与技术系23一、地质环境问题及其地质属性的分类一、地质环境问题及其地质属性的分类u地质环境问题的定义地质环境问题的定义 ：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。1.1.地质作用地质作用自然地质作用、人为地质作用，自然与人工耦合自然地质作用、人为地质作用，自然与人工耦合的地质作用；动力地质作用，外动力地质作用，和两者综合的的地质作用；动力地质作用，外动力地质作用，和两者综合的作用作用形成条件形成条件2.2.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地质现象与地质

2、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过程都是由地质作用引起的因果关系因果关系3.3.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的人影响对象影响对象4（1 1）按地质作用类型分类）按地质作用类型分类原生原生地质环境问题：由自然地质作用直接引起的，不地质环境问题：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利于人的地质现象和地质过程 （如火山喷发（如火山喷发/地震地震/滑坡滑坡/荒漠化

3、荒漠化/水土流失等，水土流失等，自然地质作用占主导地位自然地质作用占主导地位）次生次生地质环境问题：一是人类活动导致或诱发的（如地质环境问题：一是人类活动导致或诱发的（如地下水污染、坑道突水等）；二是由其它地质或非地质作地下水污染、坑道突水等）；二是由其它地质或非地质作用派生的不利于人的地质现象和过程（即灾害链，如地震用派生的不利于人的地质现象和过程（即灾害链，如地震/洪水诱发的崩塌、滑坡、泥石流等）洪水诱发的崩塌、滑坡、泥石流等）一、地质环境问题分类一、地质环境问题分类5（2 2）按地质作用的驱动力来源分类）按地质作用的驱动力来源分类内动力地质作用：火山喷发内动力地质作用：火山喷发/地震地震

4、外动力地质作用外动力地质作用（3 3）按地质过程的动力学形式分类）按地质过程的动力学形式分类突发性地质环境问题：地震突发性地质环境问题：地震/崩塌崩塌/滑坡滑坡/泥石流泥石流/地面地面塌陷等。塌陷等。渐进性地质环境问题：水土流失渐进性地质环境问题：水土流失/荒漠化荒漠化/盐渍化盐渍化/地地面沉降面沉降/海水入侵等海水入侵等一、地质环境问题分类一、地质环境问题分类6二、地质灾害的概念二、地质灾害的概念u 灾害的内涵 1984年联合国减灾组织（年联合国减灾组织（UNDRO）“一次在时间和空间一次在时间和空间上较为集中的事故，事故发生期间当地的人类群体及其财产上较为集中的事故，事故发生期间当地的人类

5、群体及其财产遭到严重的威胁并造成巨大损失，以致家庭结构和社会结构遭到严重的威胁并造成巨大损失，以致家庭结构和社会结构也受到不可忽视的影响也受到不可忽视的影响。”1、灾害就其本意是指后果，而不是现象本身。、灾害就其本意是指后果，而不是现象本身。2、灾害是指其后果超出人的可接受或可忍受限度。、灾害是指其后果超出人的可接受或可忍受限度。3、灾害具有突发性和能量集中的特点。、灾害具有突发性和能量集中的特点。7二、地质灾害的概念二、地质灾害的概念u地质灾害的概念 地质灾害防治条例“包括自然因素或者人为活动引发的包括自然因素或者人为活动引发的危害人民生命和财产安全的山体崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝

6、、危害人民生命和财产安全的山体崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等与地质作用有关的灾害。地面沉降等与地质作用有关的灾害。”地球科学大辞典“以地质动力活动或地质环境异常变化为以地质动力活动或地质环境异常变化为主要成因的自然灾害。在地球内动力、外动力或人为地质动力作用下，地主要成因的自然灾害。在地球内动力、外动力或人为地质动力作用下，地球发生异常能量释放、物质运动、岩土体变形位移以及环境异常变化等，球发生异常能量释放、物质运动、岩土体变形位移以及环境异常变化等，危害人类生命财产、生活与经济活动或破坏人类赖以生存与发展的资源、危害人类生命财产、生活与经济活动或破坏人类赖以生存与发展的资源

7、、环境的现象或过程。地质灾害种类繁多、对其范围还没形成统一的认识。环境的现象或过程。地质灾害种类繁多、对其范围还没形成统一的认识。”8u 地质灾害的概念 可对人的生命财产构成严重危害后果的突发性的地质现象及地质过程。与灾害的定义具有相同的内涵：与灾害的定义具有相同的内涵：强调结果；强调结果；强调发生的过程；强调发生的过程；强调自身的属性。强调自身的属性。二、地质灾害的概念二、地质灾害的概念9二、区分地质灾害与地质环境问题二、区分地质灾害与地质环境问题 地质环境问题内涵小、地质灾害内涵多，前者包含后者。地质环境问题内涵小、地质灾害内涵多，前者包含后者。（地质环境（地质环境问题包含了地质灾害和非地

8、质灾害即渐进性的地质环境问题）问题包含了地质灾害和非地质灾害即渐进性的地质环境问题）渐变性地质环境问题和突发性地质灾害研究的理论体系不同；渐变性地质环境问题和突发性地质灾害研究的理论体系不同；渐变性地质环境问题和突发性地质灾害社会管理及风险防范措施不同。渐变性地质环境问题和突发性地质灾害社会管理及风险防范措施不同。地质灾害：是地质环境系统突变所造成的，又称突发性的地质环境问题。渐进性的地质环境问题：地质环境系统以渐进方式失稳而伴生的地质现象和地质过程，其后果往往是累进性的，较轻微的财产或经济损失。地质环境问题10三、地质环境问题的环境地质学分类三、地质环境问题的环境地质学分类沙土液化港口淤塞、

9、水库淤积、膨胀土涨缩、软土触变黄土湿陷、冻土冻融、岩土工程地质环境问题矿井热害煤层自燃矿山地质环境问题专属的地质环境问题海岸侵蚀、海面倒灌湖萎缩、地方病、海水入侵、沼泽化、河浸田、地面沉降、盐渍化、水土流失、冷沙漠化、石漠化）、地下水污染、荒漠化（一般性地质环境问题渐进性的地质环境问题堤坝管涌水库塌岸岩土工程地质灾害岩爆瓦斯突出与爆炸矿坑突水、突泥矿山地质灾害专属的地质灾害陷滑坡、泥石流、地面塌、崩塌、火山、地震（含海啸）一般地质灾害（地质灾害）突发性的地质环境问题地质环境问题11四、地质灾害与渐进性地质环境问题的联系四、地质灾害与渐进性地质环境问题的联系 u 在同一地区地质灾害和渐进性地质环

10、境问题可以同时发生 除地震之外，一般来说，地质灾害包括崩塌、滑坡、除地震之外，一般来说，地质灾害包括崩塌、滑坡、泥石流及专属的地质灾害，它们大多呈个体的形态发育，泥石流及专属的地质灾害，它们大多呈个体的形态发育，往往不具面状的特点，所以，常用往往不具面状的特点，所以，常用“灾害点灾害点”来表述。来表述。如果研究对象超出如果研究对象超出“点点”的规模，是一个面积较大的的规模，是一个面积较大的地质环境系统，当它失稳时，就有可能因结构的异质性和地质环境系统，当它失稳时，就有可能因结构的异质性和局部输入的差异，导致某些地段发生地质灾害，其它地段局部输入的差异，导致某些地段发生地质灾害，其它地段可能只发

11、育渐进性地质环境问题。（如水库蓄水后引发的可能只发育渐进性地质环境问题。（如水库蓄水后引发的灾害问题）灾害问题）12四、地质灾害与渐进性地质环境问题的联系四、地质灾害与渐进性地质环境问题的联系 u 地质灾害与渐进性地质环境问题可相互影响（1 1）地质灾害加剧渐进性地质环境问题）地质灾害加剧渐进性地质环境问题地震地震水土流失；地面塌陷水土流失；地面塌陷地下水污染地下水污染（2 2）渐进性地质环境问题的持续发展可为地质灾害的发）渐进性地质环境问题的持续发展可为地质灾害的发育创造条件育创造条件水土流失水土流失面状侵蚀面状侵蚀沟蚀沟蚀崩塌崩塌/滑坡滑坡13四、地质灾害与渐进性地质环境问题的联系四、地质

12、灾害与渐进性地质环境问题的联系 u 地质灾害发生前都有一个短暂的渐进性变化过程 1 1、地质环境问题产生的原因是错综复杂的，在因果关系上存、地质环境问题产生的原因是错综复杂的，在因果关系上存在着在着“多因单果多因单果”、“单因多果单因多果”的现象。的现象。地质环境问题的调地质环境问题的调查不能脱离地质背景和成因分析查不能脱离地质背景和成因分析 2.2.许多地质环境问题的出现都与人为活动有着紧密联系许多地质环境问题的出现都与人为活动有着紧密联系人为活动信息的不充分往往是地质环境评价面临的难题人为活动信息的不充分往往是地质环境评价面临的难题3.3.地质环境系统演化规律的科学探索任重而道远地质环境系

13、统演化规律的科学探索任重而道远加强对前加强对前兆信息的收集兆信息的收集+加强灾害监测工作加强灾害监测工作 地质灾害发生前总会有一些以渐进性变化为特征的异常现象，即所谓“前兆”。（地震/滑坡 前 地面沉降/地下水异常）u 启示14u中国的地质环境问题类型 中国是地质环境问题最为严重的国家之一，尤其是突发中国是地质环境问题最为严重的国家之一，尤其是突发性地质环境问题（地质灾害）种类多、分布广、危害大，严性地质环境问题（地质灾害）种类多、分布广、危害大，严重制约着灾害多发地区的国民经济发展，威胁着人民生命财重制约着灾害多发地区的国民经济发展，威胁着人民生命财产安全。产安全。按致灾地质作用的性质和发生

14、处所进行划分，我国较为按致灾地质作用的性质和发生处所进行划分，我国较为常见地质环境问题共有常见地质环境问题共有1212类、类、4848种（国土资源部地质环境司种（国土资源部地质环境司等，等，19981998）。）。五、我国的地质环境问题五、我国的地质环境问题151617181920u中国地质环境问题的严重性 全国每年由于崩、滑、流等突发全国每年由于崩、滑、流等突发性地质灾害造成的死亡人员达上千人。性地质灾害造成的死亡人员达上千人。五、中国的地质环境问题五、中国的地质环境问题2122u 中国地质环境问题的成因分析与气候因素有关与气候因素有关集中的暴雨、集中的暴雨、洪水以及霜冻、干洪水以及霜冻、干

15、旱等各种不良气候旱等各种不良气候条件更为各种突发条件更为各种突发性地质灾害的形成性地质灾害的形成制造了条件。制造了条件。五、中国的地质环境问题五、中国的地质环境问题23u 中国地质环境问题的成因分析 与人类活动有关：与人类活动有关：人口过多，资源不足。人口过多，资源不足。经济的不断发展，对自然的索取也不断加重，地质环境的干扰也愈来经济的不断发展，对自然的索取也不断加重，地质环境的干扰也愈来愈强烈。愈强烈。在东、中部地区，大量抽取地下水和大规模开采固、气、液矿产资源，在东、中部地区，大量抽取地下水和大规模开采固、气、液矿产资源，导致地下水过量消耗和岩土构造应力状态的变化，加剧了地面沉降，塌陷、导

16、致地下水过量消耗和岩土构造应力状态的变化，加剧了地面沉降，塌陷、地裂缝、土地盐渍化、沼泽化、崩、滑、流和矿山灾害的发育和危害。地裂缝、土地盐渍化、沼泽化、崩、滑、流和矿山灾害的发育和危害。在西部地区原来地质环境就较为脆弱，由于人口增加，均加重了环境在西部地区原来地质环境就较为脆弱，由于人口增加，均加重了环境的负担能力，过度开发耕地，加速了水土流失，大量兴建工程引发崩塌、的负担能力，过度开发耕地，加速了水土流失，大量兴建工程引发崩塌、滑坡、泥石流的频繁发生。滑坡、泥石流的频繁发生。五、中国的地质环境问题五、中国的地质环境问题25l从西向东，大体以贺兰山六盘山龙门从西向东，大体以贺兰山六盘山龙门西

17、区为高原山地，西区为高原山地，海拔高，切割深度大，海拔高，切割深度大，地壳变动强烈，构造、地层复杂，气候干地壳变动强烈，构造、地层复杂，气候干燥，风化强烈，岩石破碎，因而主要发育燥，风化强烈，岩石破碎，因而主要发育有地震、冻融、泥石流、沙漠化等地质环有地震、冻融、泥石流、沙漠化等地质环境问题。境问题。l中区为高原、平原过渡地带，中区为高原、平原过渡地带，地形陡峻，切割剧烈地形陡峻，切割剧烈(相对切割深度为相对切割深度为巨大巨大)，地层复杂，风化严重，活动断裂发育，因而主要发育地震、，地层复杂，风化严重，活动断裂发育，因而主要发育地震、崩塌、泥石流、滑坡、水土流失、土地沙化、地面变形、黄土湿陷、

18、崩塌、泥石流、滑坡、水土流失、土地沙化、地面变形、黄土湿陷、矿井灾害等地质环境问题。矿井灾害等地质环境问题。l东区为平原及海岸和大陆架，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、滑、流、河湖、海岸地质环境问题、盐碱要发育地震、地面变形、崩、滑、流、河湖、海岸地质环境问题、盐碱(渍渍)化、冷浸田等地质环境问题。化、冷浸田等地质环境问题。26u 中国地质环境问题的成因分析与地质环境背景有关与地质环境背景有关l中国地处环太平洋构造带和喜玛拉雅构造带聚汇部位，在印度板块与亚洲板块中国地处环太平洋构造带和喜玛拉雅构造带

19、聚汇部位，在印度板块与亚洲板块的碰撞边界上产生了喜玛拉雅山脉，并使青藏高原受压隆起的碰撞边界上产生了喜玛拉雅山脉，并使青藏高原受压隆起;东部因太平洋板块东部因太平洋板块俯冲造成了华北、东北地壳向东拉张，形成华北和松辽沉降大平原。俯冲造成了华北、东北地壳向东拉张，形成华北和松辽沉降大平原。五、中国的地质环境问题五、中国的地质环境问题 这两种活动构造带汇这两种活动构造带汇聚和西升东降的地势聚和西升东降的地势反差，形成了中国大反差，形成了中国大地构造和地形的基本地构造和地形的基本轮廓，是地质环境问轮廓，是地质环境问题突出和繁多的根本题突出和繁多的根本原因。原因。27六、六、地质环境问题的防治途径 地

20、质环境问题的防治通常是指地质环境问题的防治通常是指预防和治理两个方面预防和治理两个方面。预防预防是指为避免或减轻生命财产损失，事发前采取措施的人是指为避免或减轻生命财产损失，事发前采取措施的人为活动，包括避让和运用工程手段加以阻止；为活动，包括避让和运用工程手段加以阻止；治理治理是为减轻是为减轻损失并避免危害再次发生，事后采取措施的人为活动。损失并避免危害再次发生，事后采取措施的人为活动。鉴于不同地质环境问题产生的地质背景和人为活动背鉴于不同地质环境问题产生的地质背景和人为活动背景不同，防治的技术方法也不可能完全一样，只能根据不同景不同，防治的技术方法也不可能完全一样，只能根据不同的条件，不同

21、的要求区别对待，没有一成不变的固定模式可的条件，不同的要求区别对待，没有一成不变的固定模式可以遵循。因此，从某种意义上说，科学合理的防治方案的制以遵循。因此，从某种意义上说，科学合理的防治方案的制定是一个定是一个将成因机理，地质环境条件和技术方法三个方面有将成因机理，地质环境条件和技术方法三个方面有机组合的创造性思维过程。机组合的创造性思维过程。28七、七、地质环境问题的防治途径 外部环境影响因素种类、个数的改变、作用强度的变化、作用外部环境影响因素种类、个数的改变、作用强度的变化、作用强度速率的变化及影响因素排序的变化都有可能导致地质环境系统失强度速率的变化及影响因素排序的变化都有可能导致地

22、质环境系统失稳。构成这些变化的具体形式是多种多样的，稳。构成这些变化的具体形式是多种多样的，有些是可控的，有些在有些是可控的，有些在目前难以实现人为控制。目前难以实现人为控制。其中有些自然的作用如大气降水的强度目前其中有些自然的作用如大气降水的强度目前人们还难以控制，但人们通过某些工程措施却可以改变一些尺度较小人们还难以控制，但人们通过某些工程措施却可以改变一些尺度较小的地质体接受降水输入的方式，从而达到改变输入的目的，至于那些的地质体接受降水输入的方式，从而达到改变输入的目的，至于那些人为活动构成的输入完全可以纳入人为控制体系之中，通过改变作用人为活动构成的输入完全可以纳入人为控制体系之中，

23、通过改变作用方式和强度，使之不让地质环境系统失稳的条件。方式和强度，使之不让地质环境系统失稳的条件。u 地质灾害防治的两个基本途径地质灾害防治的两个基本途径 （一）对地质环境系统的外部输入加以控制（一）对地质环境系统的外部输入加以控制 29七、七、地质环境问题的防治途径 对于大多数地质灾害和渐进式地质环境问题，人们都有能力对对于大多数地质灾害和渐进式地质环境问题，人们都有能力对地质体施加地质体施加“干扰干扰”，使某些方面和某些地点的响应发生改变使某些方面和某些地点的响应发生改变，达到，达到防止或减轻危害的目的。这里所讲的防止或减轻危害的目的。这里所讲的“干扰干扰”主要是指主要是指运用工程手段运用工程手段改变地质环境系统的局部结构改变地质环境系统的局部结构，包括改变局部的硬结构和诸如地下水，包括改变局部的硬结构和诸如地下水渗流场、应力场等软结构。渗流场、应力场等软结构。u 地质灾害防治的两个基本途径地质灾害防治的两个基本途径 （二）人为改造地质环境系统的局部结构（二）人为改造地质环境系统的局部结构