工程地質(zhì)

我國(guó)面臨的主要環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題

  現(xiàn)階段我國(guó)面臨的最主要的環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題包括:1)淡水資源危機(jī)問(wèn)題;2)土地資源的流失與荒漠化問(wèn)題;3)地質(zhì)災(zāi)害造成的日趨嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題;4)地球化學(xué)循環(huán)對(duì)人類(lèi)生存環(huán)境的影響問(wèn)題;5)城市發(fā)展中的環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題;6)人類(lèi)工程、經(jīng)濟(jì)活動(dòng)誘發(fā)的環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題等。在引言中我們講到了水與土是人類(lèi)生存的最根本條件。它也是人類(lèi)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的最基本的保障。淡水資源土地資源是一個(gè)國(guó)家發(fā)展所依靠的最根本的資源。它們是不能 有所替代的自然資源,是國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)。[5]  (一)、我國(guó)的淡水資源問(wèn)題  我國(guó)水資源在時(shí)間和空間上的分布是非常不均衡的。
 
  1、從全國(guó)各河川流域的水資源( 包括地表水地下水)總量來(lái)看東北諸河流域、黃淮海地區(qū)、黃河流域、內(nèi)陸流域地區(qū)四大流域水資源總量約為5 857. 4 X 108m3/a。長(zhǎng)江流域、珠江流域、東南諸河流域( 包括臺(tái)灣)、西南諸河流域四大流域水資源總量約為22 457. 5 X 108m3/a。
 
  北方水資源量占全國(guó)的20. 85% ,南方水資源量占全國(guó)的79. 15% 。所以從流域分布上看,北方的水資源與南方水資源的比例為1∶4。同時(shí)北方年降水量最少,年均降水量只有40mm,最高為600mm( 東北局部地區(qū)可達(dá)700 ~ 800mm);而在南方長(zhǎng)江流域及以南地區(qū),年降水量均在1 000mm 以上,及至2 000 多毫米。因此南北方水資源的正常補(bǔ)給量也相差很多。
 
  從耕地面積來(lái)看,長(zhǎng)江流域及其以南地區(qū)耕地占全國(guó)耕地面積的35.4%,而長(zhǎng)江流域以北地區(qū)耕地面積占全國(guó)的64.1% 。顯然北方耕地所需的灌溉水量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)南方地區(qū)。
 
  2、從人口分布來(lái)看  長(zhǎng)江流域以北地區(qū)的人口占全國(guó)的45.3% ,而水資源僅占全國(guó)的20% 左右,所以北方地區(qū)的水資源問(wèn)題是當(dāng)代迫切要解決的問(wèn)題。
 
  由于我國(guó)北方與南方水資源的天然條件差異性較大,加以各地區(qū)對(duì)水資源的開(kāi)發(fā)利用程度的不同,北方與南方存在的水資源問(wèn)題亦有所不同。但總的看來(lái),北方水資源問(wèn)題最嚴(yán)重。
 
  (二)、 土地資源流失與荒漠化問(wèn)題
 
  當(dāng)前世界上對(duì)土地資源的可持續(xù)利用研究,都倍受關(guān)注。國(guó)際地理聯(lián)合會(huì)設(shè)立世界土地利用調(diào)查專(zhuān)門(mén)委員會(huì),并推動(dòng)世界各國(guó)編制比例尺為1:1000 000的土地利用圖。美國(guó)自然科學(xué)基金委員會(huì)把“土地利用地質(zhì)學(xué)”作為重點(diǎn)資助的研究發(fā)展方向。20 世紀(jì)90 年代國(guó)際上把土地利用和地表植被的變化作為土地資源合理利用監(jiān)控和保護(hù),以及作為全球變化研究的目標(biāo),成為各國(guó)研究重點(diǎn)。  我國(guó)到2030 年人口將達(dá)到16 億多。但土地(耕地)資源減少和土地退化以至荒漠化日 益嚴(yán)重。1978 ~1988 年的10 年間耕地?fù)p失了366. 7 X 10 4 km2,平均每年損失550 萬(wàn)畝。土地荒漠化又與水資源的不合理利用有關(guān)。最為嚴(yán)重的水土流失現(xiàn)象,對(duì)耕地及土壤肥力破 壞性很大。我國(guó)不同程度的水土流失面積達(dá)180 > 104  km2。尤其是黃土高原的水土流失, 使這一地區(qū)人民長(zhǎng)期處于貧困,沙漠化土地達(dá)到149 > 104 km2,目前仍在增加。不合理的利用水資源又使土壤鹽漬化。由于酸雨造成的土壤酸化,以及各種化學(xué)污染的發(fā)展,都是當(dāng)前國(guó)土資源利用中面臨的問(wèn)題。
 
  最嚴(yán)重的土地資源流失是土壤侵蝕。從本質(zhì)上講,土壤侵蝕也是一種自然地質(zhì)作用過(guò)程,但由于人為因素,如不合理的開(kāi)發(fā)利用土地資源,加劇了土壤侵蝕強(qiáng)度,成為嚴(yán)重的環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題。我國(guó)國(guó)土上土壤侵蝕最嚴(yán)重的地區(qū)是黃土高原,其他如南方巖溶石山地區(qū)及紅土地區(qū)也都有不同程度的土壤侵蝕。土壤侵蝕是自然的、人為的、以及地質(zhì)的多種因素作用的綜合結(jié)果,以往的土壤侵蝕的研究,更多的是從農(nóng)田、水利角度考慮。這樣忽視了其地質(zhì)過(guò)程的機(jī)理,因此,在治理方案上缺乏全面考慮。
 
  四、人類(lèi)活動(dòng)誘發(fā)的環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題是環(huán)境地質(zhì)研究中的一個(gè)最突出的問(wèn)題生產(chǎn)力的發(fā)展,使人類(lèi)對(duì)自認(rèn)條件的改變,產(chǎn)生了巨大的作用。人類(lèi)的工程活動(dòng)在改 變著地球的面貌,甚至導(dǎo)致地球上出現(xiàn)一些新的地質(zhì)現(xiàn)象。人類(lèi)活動(dòng)對(duì)環(huán)境所起的作用是多種多樣的,對(duì)環(huán)境可以造成不同規(guī)模、不同程度、不同性質(zhì)的影響。這些影響可能是局部的或區(qū)域的,動(dòng)力的或靜力的;發(fā)生的部位可能是淺部的,也可能是深部的;可能是化學(xué)的作用,也可能是生物的或機(jī)械的作用;作用的時(shí)間可能是短期的,也可能是長(zhǎng)期的。
 
  (一)人類(lèi)活動(dòng)改變著地球表面的形態(tài)
 
  地球形成、演化、發(fā)展的歷史.到了現(xiàn)今階段,除其固有的內(nèi)外地質(zhì)作用仍在推動(dòng)著地表形態(tài)的運(yùn)動(dòng)和發(fā)展外,人已成為一種強(qiáng)大的地質(zhì)作用力。人為地質(zhì)作用對(duì)地表形態(tài)影響的規(guī)模與速率,已不亞于天然地質(zhì)作用力 人類(lèi)活動(dòng)對(duì)地表形態(tài)的影響,隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步還在不斷的擴(kuò)大。在現(xiàn)階段,主要表現(xiàn)在以下諸方面:
 
  1、人為剝蝕作用 人類(lèi)在修建鐵路和公路、開(kāi)挖航道、建造廠房、修建水庫(kù)、水渠等等工程活動(dòng)中要挖掘土石,農(nóng)業(yè)平整土地,礦山剝離蓋層、開(kāi)采礦石等,都在很大程度上破壞了地質(zhì)結(jié)構(gòu),改變了地表  形態(tài),所產(chǎn)生的地質(zhì)效應(yīng)同天然外動(dòng)力引起的剝蝕作用是完全一樣的。而且,凡人類(lèi)活動(dòng)區(qū)域內(nèi)的這種人為剝蝕作用的強(qiáng)度與速率,遠(yuǎn)比天然剝蝕作用大得多。
 
  2、 人為搬運(yùn)作用 人為搬運(yùn)作用主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面:① 人類(lèi)因耕作而造成全球土壤 流失量為2.40×1010 t/a,超過(guò)新生成的表土。加上毀林毀草引起的土壤侵蝕,每年從地表搬走數(shù)百億噸土壤;②為了某種需要(如填筑工程地基、工程場(chǎng)地開(kāi)挖、采掘礦石、建筑材料等).由人工通過(guò)運(yùn)輸工具進(jìn)行搬運(yùn)的。有人估計(jì),人類(lèi)通過(guò)自己的活動(dòng)每年搬運(yùn)的物質(zhì)總 量達(dá)1.0×104 km3 ,超過(guò)了全球水流的搬運(yùn)強(qiáng)度。
 
  3 、人為堆積作用 人類(lèi)在地表的堆積作用按需要和性質(zhì)可分為兩類(lèi)。一類(lèi)是圍填工程地基和圍海、圍湖造陸,其厚度和分布面積可達(dá)相當(dāng)大的規(guī)模 例如,捷克斯洛伐克布拉格市中心區(qū),分布一層厚達(dá)6 m的人工堆積土;日本東京港地區(qū)的大片土地是由人工填積而成 的,填海范圍近4 000 hm2  ,擴(kuò)大了陸地面積。另一類(lèi)是固體廢棄物和垃圾堆積。前者指建筑施工和工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的廢棄物(如建筑碎料、舊建筑物拆毀殘?jiān)?、工業(yè)灰渣、礦渣廢石、工程棄土等)堆積;后者主要指固體生活垃圾堆積。  4 、人為內(nèi)動(dòng)力地質(zhì)作用人類(lèi)興建大型水庫(kù)、深井注水等,往往可以促使某些斷層活化或引起地震 水庫(kù)蓄水誘發(fā)地震,在世界各地均有實(shí)例。如中國(guó)、俄羅斯、美國(guó)、澳大利亞.瑞士、法國(guó)、印度、希臘、意大利、日本、巴基斯坦等。  上述的人為剝蝕作用、搬運(yùn)作用、堆積作用以及誘發(fā)的地震作用,使得地表形態(tài)發(fā)生了很大變化,形成了新的人為地貌景觀,從而破壞了地質(zhì)環(huán)境的天然平衡條件,對(duì)人類(lèi)的生命財(cái)產(chǎn)構(gòu)成威脅 隨著人口的增長(zhǎng)、社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,人為地質(zhì)作用力將越來(lái)越強(qiáng),對(duì)地質(zhì)環(huán)境的影響亦將更加強(qiáng)烈。
 
  (二)人類(lèi)破壞了地球表面的植被
 
  植被是陸地的外衣和保護(hù)層,也是陸地上的綠色水庫(kù),起著調(diào)節(jié)氣候的作用。由于商業(yè)、開(kāi)發(fā)耕地、樵薪等原因,人類(lèi)大肆砍伐森林和毀壞草地。過(guò)度的放牧、開(kāi)荒墾殖以及樵薪等活動(dòng),使得草地面積日益縮減。      如果沒(méi)有森林植被,地球上生物產(chǎn)量的91%將消失,大量物種將滅絕;全世界7O%的潑水將白自流八大海,人類(lèi)將出現(xiàn)水危機(jī);陸地上9O%的動(dòng)植物將面臨干旱威脅;生物固氨量將減少90%,生物放氧量將減少67%;許多地方的風(fēng)速將增加6O ~80%億萬(wàn)人將毀于風(fēng)災(zāi);人類(lèi)將得不到燃料用柴、建材和林副產(chǎn)品;許多地區(qū)將發(fā)生洪水災(zāi)害和干旱災(zāi)害;許多地區(qū)的水土流失、土壤沙質(zhì)荒漠化將進(jìn)一步加劇,黃土高原的水土流失和土壤沙質(zhì)荒漠化就是典型的例證??偠灾厍蛏先魶](méi)有森林,人類(lèi)將難以生存。
 
  (三)人類(lèi)活動(dòng)改變了地球表層內(nèi)的地球化學(xué)過(guò)程
 
  人類(lèi)通過(guò)采礦和選冶,使分散的元素集中起來(lái).制成各種金屬和非金屬產(chǎn)品,隨著這些產(chǎn)品的使用以致廢棄,元素又發(fā)生了新的遷移;人類(lèi)開(kāi)采和制造化學(xué)肥料,合成一些新的、過(guò)去未曾存在過(guò)的合成物,通過(guò)施用或使用直至廢棄,也在地殼表層產(chǎn)生元素遷移;礦業(yè)活動(dòng),可以改變某些礦物在地殼內(nèi)的分布狀況,發(fā)生礦物的人為遷移和富集作用。上述人類(lèi)活動(dòng)不同程度地改變了某些地區(qū)地殼表層的地球化學(xué)過(guò)程。
 
  (四)人類(lèi)活動(dòng)改變了水的循環(huán)途徑和物質(zhì)成分
 
  修建水庫(kù)、引水灌溉、工業(yè)和生活用水,特別是抽扳地下水等人為作用,都直接改變水的運(yùn)動(dòng)方式和循環(huán)途徑。 例如,在長(zhǎng)期大規(guī)模強(qiáng)力開(kāi)采地下水的地區(qū),由于開(kāi)采區(qū)含水層中水壓力的降低,導(dǎo)致含水層和隔水層發(fā)生新的壓密作用,引起地面沉降,在巖溶發(fā)育地區(qū)發(fā)生地面塌陷,水動(dòng)力條件的變化還可以改變水與巖石(或土)之問(wèn)的天然化學(xué)均衡條件,引起巖石化學(xué)性質(zhì)與物理性質(zhì)的變化和水化學(xué)性質(zhì)的變化。
 
  值得一提的是,工業(yè)廢水,廢液和生活污水的不臺(tái)理排放,化肥和農(nóng)藥的施用,工業(yè)和生活垃圾的任意堆放,都會(huì)改變海水、湖水,河水和地下水的化學(xué)組分,特別是砷、汞、硫、鎘、苯、酚等進(jìn)人水體,可直接或間接地危害人畜健康。  目前,世界上約有3O億人口居住在近海地帶,人類(lèi)在陸地上活動(dòng)所產(chǎn)生的大多數(shù)液體和固體廢物都排人了海洋。據(jù)統(tǒng)計(jì):現(xiàn)在每年約有6.5×10t垃圾排人海洋,僅流人海洋的石油每年就超過(guò)3.2×10t;近年來(lái),在一些國(guó)家的海域內(nèi)經(jīng)常發(fā)生海洋哺乳動(dòng)物大批死亡事件,造成這些慘劇的主要是多氯聯(lián)苯,而目前工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家每年流人海洋的多氯聯(lián)苯高達(dá)1.1×10t。海洋是地球上生命支持系統(tǒng)的一個(gè)必不可少的組成部分,保護(hù)海洋環(huán)境是一項(xiàng)十分重 要而緊迫的任務(wù)。
 
  (五)人類(lèi)活動(dòng)改變了大氣的物質(zhì)成分
 
  目前,世界上每年有8.2×10t污染性二氧化碳被排人大氣層,有9億以上的人生活在對(duì)健康有害的二氧化硫濃度超標(biāo)的環(huán)境中,有10億左右的人生活在超標(biāo)的懸浮顆粒中。國(guó)際環(huán)保組織公布的資料顯示,全世界污染最嚴(yán)重的15個(gè)城市中,中國(guó)就占了6個(gè) 我國(guó)北方城市的 總懸浮顆粒年平均值超過(guò)800μg/m 3,有些城市冬季超過(guò)l 000μg/m3  ,超過(guò)國(guó)家大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的兩倍多,全國(guó)500多個(gè)城市中達(dá)到大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的不足10%。
 
  造成大氣污染的主要原因是人類(lèi)無(wú)節(jié)制地向大氣中排放廢氣和固體廢棄物,而嚴(yán)重的大氣污染對(duì)人類(lèi)的生產(chǎn)和生活造成了嚴(yán)重的影響。例如:1948年美國(guó)洛杉磯產(chǎn)生光化學(xué)煙霧事件,造成幾萬(wàn)人急性中毒;1952年英國(guó)倫敦發(fā)生硫酸煙霧事件,短短5天時(shí)問(wèn)就造成4 000余人死亡;l970年,日本東京出現(xiàn)硫酸和光化學(xué)混合煙霧事件。
 
  由于在現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展過(guò)程中大量地燃燒石油、煤炭、天然氣等化學(xué)燃料,從18世紀(jì)到現(xiàn)在,大氣中二氧化碳的濃度已增加了27,達(dá)到353 mg/g,且每年以0.5%的速度遞增。大氣中二氧化碳濃度的增高導(dǎo)致了“溫室效應(yīng)”,從上世紀(jì)末到現(xiàn)在,全球大約變暖0.6℃左右, 且地球表面的溫度仍在持續(xù)增高。
 
  (六)人類(lèi)活動(dòng)使地球上的物種日漸減少
 
  地球上生命出現(xiàn)在38億年前,比地球形成晚了約7億年。生命出現(xiàn)以后,在氣候環(huán)境條件制約下,沿著由簡(jiǎn)單到復(fù)雜,由低級(jí)到高級(jí),由水生到陸生的規(guī)律進(jìn)化著。這種進(jìn)化是不可逆的,經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的演化過(guò)程,終于形成了種類(lèi)繁多的生物界。  生物滅絕的原因有自然的和人為的兩種。自然原因包括地球內(nèi)和地球外等諸多外在因素和生物本身的內(nèi)在因素。人為因素主要有以下幾個(gè)方面:① 生物的棲息地遭到破壞.例如,填湖填海造田造陸、森林的砍伐 開(kāi)荒墾殖 工業(yè)和居民占地等等,使水生及森林和草原的居住者失去棲息地;② 公路、鐵路和各種設(shè)施把生物的棲居地分割為零星碎塊,成為被人類(lèi)活動(dòng)“海洋”包圍的 小島”,使生物種群大為縮小,基因交流受到限制,因而降低生存能力;③環(huán)境污染,包括空氣污染、水質(zhì)惡化和酸雨等,使有些植物物種 河湖中的魚(yú)類(lèi)和陸上的動(dòng)物物種消失;④ 掠奪性的狩獵獸鳥(niǎo),滅種性的捕撈魚(yú)蝦,廣泛使用殺蟲(chóng)劑等(因經(jīng)濟(jì)利益驅(qū)使)直接或間接殺害和毒害生物。目前,促使生物加速滅絕的這些因素仍呈增強(qiáng) 趨勢(shì)。
 
  總結(jié)
 
  綜上所述,地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)在人類(lèi)活動(dòng)的影響下已發(fā)生了巨大的變化,其范圍已經(jīng)不是局部問(wèn)題,而常常是區(qū)域的或全球性的問(wèn)題。這反映了人類(lèi)與地質(zhì)環(huán)境的不執(zhí)調(diào),從而導(dǎo)致了人類(lèi)生存和發(fā)展的一系列矛盾乃至危機(jī)。希望我們能通過(guò)對(duì)以上問(wèn)題的認(rèn)識(shí)做出相應(yīng)的措施,從而有效控制人類(lèi)活動(dòng)對(duì)環(huán)境地質(zhì)帶來(lái)的損害。