環(huán)境地質(zhì)學(xué)總論環(huán)境與地質(zhì)環(huán)境-課件

環(huán)境地質(zhì)學(xué)主講教師：曾斌zengbin_19@126.com總論——環(huán)境地質(zhì)與地質(zhì)環(huán)境EnvironmentalGeology提綱一、環(huán)境的概念二、地質(zhì)環(huán)境的概念三、地質(zhì)環(huán)境的基本特性四、地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)的組成要素及結(jié)構(gòu)2ppt課件一、環(huán)境的概念環(huán)境是指系統(tǒng)以外的事物，也就是說(shuō)環(huán)境總是相對(duì)于某個(gè)中心事物或研究主體而言的。系統(tǒng)環(huán)境環(huán)境

廣義環(huán)境的概念（系統(tǒng)科學(xué)中環(huán)境的概念）什么是環(huán)境？環(huán)境是相對(duì)的，沒(méi)有邊界的。環(huán)境不是研究的主體，但與研究主體不可分?；碌叵滤到y(tǒng)與環(huán)境；斜坡地下水系統(tǒng)與環(huán)境；流域地下水系統(tǒng)與環(huán)境。3ppt課件一、環(huán)境的概念為什么要明確環(huán)境的概念？將復(fù)雜的事物、問(wèn)題簡(jiǎn)化；明確研究某一事物和問(wèn)題的主體；選擇與研究主體相關(guān)的環(huán)境要素。在環(huán)境科學(xué)中，環(huán)境的概念是什么？環(huán)境是影響人類(lèi)生存和發(fā)展的各種天然和經(jīng)過(guò)人工改造的自然因素及社會(huì)因素的總和。主要指人類(lèi)的生存環(huán)境，是人類(lèi)賴(lài)以生存和發(fā)展的物質(zhì)條件。狹義環(huán)境的概念4ppt課件研究對(duì)象：“人類(lèi)—環(huán)境”系統(tǒng)，是一個(gè)以人類(lèi)為中心的生態(tài)系統(tǒng)。環(huán)境科學(xué)的內(nèi)涵：影響人類(lèi)生存發(fā)展的食物或物質(zhì)條件

外延：符合內(nèi)涵規(guī)定屬性和特征的具體事物自然環(huán)境社會(huì)環(huán)境環(huán)境科學(xué)研究什么?狹義的環(huán)境包含什么？某個(gè)人的個(gè)體一個(gè)家庭或國(guó)家的群體一、環(huán)境的概念5ppt課件二、地質(zhì)環(huán)境

地質(zhì)環(huán)境是人類(lèi)環(huán)境中極為重要的組成部分，主要是指與人的生存發(fā)展有著緊密聯(lián)系的地質(zhì)背景、地質(zhì)作用及其發(fā)生空間的總和，又稱(chēng)為地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)。什么是地質(zhì)環(huán)境？從空間概念上，地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)包括全球地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)和局域地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)。強(qiáng)調(diào)研究對(duì)象、組成要素、演化過(guò)程，具有明確的范圍。地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)是人工和自然的復(fù)合系統(tǒng)。地質(zhì)環(huán)境——研究的對(duì)象環(huán)境地質(zhì)——分析研究過(guò)程6ppt課件二、地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)環(huán)境是一種空間概念，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)常加前后綴，如××地區(qū)地質(zhì)環(huán)境調(diào)查，以說(shuō)明研究對(duì)象的地理范圍、觀察對(duì)象的地質(zhì)學(xué)色彩，調(diào)查意指對(duì)這個(gè)特定空間實(shí)體和現(xiàn)象的描述、刻畫(huà)。環(huán)境地質(zhì)一詞常具有思辨的成分，用于學(xué)科的定名，如環(huán)境地質(zhì)學(xué)。它將地質(zhì)環(huán)境作為研究對(duì)象，探討環(huán)境問(wèn)題發(fā)生的地質(zhì)學(xué)本質(zhì)，或指某些環(huán)境問(wèn)題的地質(zhì)學(xué)機(jī)理分析，既包括自然地質(zhì)作用也包括人為地質(zhì)作用的物理、化學(xué)本質(zhì)，如××地區(qū)地面沉降的環(huán)境地質(zhì)研究。“地質(zhì)環(huán)境”與“環(huán)境地質(zhì)”的區(qū)別？地質(zhì)環(huán)境可以理解為研究的對(duì)象，環(huán)境地質(zhì)則是對(duì)這個(gè)對(duì)象的分析研究過(guò)程7ppt課件二、地質(zhì)環(huán)境與巖石圈、大氣圈、水圈、生物圈相重疊的部分。在這里，氣、水、巖（土）、生物相互作用、相互聯(lián)系，是人類(lèi)居住、生活、從事各種社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)，并與氣、水、巖（土）、生發(fā)生聯(lián)系的場(chǎng)所。全球地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)全球地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)界限？1、建立全球地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)的需要2、下界面不完全一致3、本教材認(rèn)為地表以下平均10km處。8ppt課件二、地質(zhì)環(huán)境全球地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)本教材認(rèn)為地表以下平均10km處。1、由地表至地下10km是目前人類(lèi)從事各種活動(dòng)的空間；

2、該深度是目前地質(zhì)理論認(rèn)識(shí)較詳盡，絕大部分探測(cè)手段可以查明的最大范圍，超出此深度人們所知甚少,尚難運(yùn)用于工程實(shí)踐；

3、地表至地下10km是地球四大要素最齊全，相互作用最活躍，對(duì)人類(lèi)影響最突出的空間區(qū)域；

4、該深度大體相當(dāng)于上、下地殼之間的分界面，即康拉德面。它也被視作硅鋁層的邊界面，該面與莫霍面之間的地震帶稱(chēng)為康拉德層，常誘發(fā)淺源地震。據(jù)此可以認(rèn)為，該界面以下是地球內(nèi)動(dòng)力最活躍最集中區(qū)域，是導(dǎo)致全球地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)地震、火山噴發(fā)的主要?jiǎng)恿υ磪^(qū)。換句話說(shuō)，該深度以下即可認(rèn)為是地球深部。9ppt課件二、地質(zhì)環(huán)境局域地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)

空間范圍由于研究對(duì)象因目的和任務(wù)而變，空間范圍也隨之而變，可以由一個(gè)場(chǎng)地到幾萬(wàn)平方公里。（水平和垂向）荒漠化、地面沉降、水土流失、泥石流、滑坡、崩塌等。全球地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)的一部分；空間范圍不固定，如何確定局域地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)？10ppt課件二、地質(zhì)環(huán)境比全球的小，但具體的對(duì)象可能有所不同，可由片刻到幾十上百年。地下水污染、地面沉降；水土流失、荒漠化；泥石流、滑坡等。

時(shí)間范圍11ppt課件二、地質(zhì)環(huán)境

為什么要考慮地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)時(shí)空尺度？——正確分析和解決問(wèn)題的前提！建立地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)的基礎(chǔ)。解決地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題的前提。是分析問(wèn)題方法，如：時(shí)間換空間、空間換時(shí)間等。判斷結(jié)果可靠性的依據(jù)。12ppt課件三、地質(zhì)環(huán)境的基本特征地質(zhì)環(huán)境以系統(tǒng)的方式存在系統(tǒng)：是指由相互聯(lián)系、相互作用的若干要素構(gòu)成的具有統(tǒng)一功能的整體。（整體性、相關(guān)性、層次性、發(fā)展性）什么是系統(tǒng)？

由多個(gè)要素組成；要素間相互作用、相互聯(lián)系；構(gòu)成一個(gè)統(tǒng)一的整體；具有一定的功能；系統(tǒng)也是一種思維方式和處理問(wèn)題的技巧。13ppt課件三、地質(zhì)環(huán)境的基本特征地質(zhì)環(huán)境是開(kāi)放系統(tǒng)

孤立系統(tǒng)封閉系統(tǒng)開(kāi)放系統(tǒng)系統(tǒng)環(huán)境物質(zhì)能量物質(zhì)能量物質(zhì)能量——地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)與環(huán)境間具有密切的關(guān)系這種關(guān)系通過(guò)什么建立的？物質(zhì)和能量的交流。14ppt課件三、地質(zhì)環(huán)境的基本特征地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)是有層次的

隨著空間和時(shí)間的改變，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、特征和功能也發(fā)生變化，從而表現(xiàn)出不同的等級(jí)關(guān)系。系統(tǒng)在不同的層次上表現(xiàn)出不同的行為特征，遵循的規(guī)律和研究方法也不同。地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)是有層次的。要簡(jiǎn)化復(fù)雜系統(tǒng)，以便對(duì)其結(jié)構(gòu)、功能和演化進(jìn)行分解和預(yù)測(cè)。層級(jí)理論：系統(tǒng)不存在絕對(duì)的部分（子系統(tǒng)）和絕對(duì)的整體，通?？梢园床煌臅r(shí)空尺度或功能分解為相對(duì)離散的多個(gè)部分（子系統(tǒng)）或等級(jí)層次15ppt課件三、地質(zhì)環(huán)境的基本特征地質(zhì)環(huán)境是不斷演化的地質(zhì)環(huán)境背景是地質(zhì)環(huán)境的基本組成，地質(zhì)環(huán)境演化的主要依據(jù)；地球演化相對(duì)于地質(zhì)環(huán)境演化歷史長(zhǎng)；局域地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)具有明顯的演化特征。①世界上任何事物都有其發(fā)生、發(fā)展和消亡的過(guò)程。在地質(zhì)學(xué)中，造山運(yùn)動(dòng)、海陸變遷、生物大爆發(fā)和大滅絕事件等，對(duì)于某一地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題亦然。②演化不等于變化。16ppt課件三、地質(zhì)環(huán)境的基本特征地質(zhì)環(huán)境具有自然和社會(huì)的雙重屬性地質(zhì)環(huán)境的自然屬性自然地質(zhì)作用內(nèi)動(dòng)力地質(zhì)作用外動(dòng)力地質(zhì)作用從遠(yuǎn)古至今，自然地質(zhì)作用從不停息，無(wú)論有沒(méi)有人類(lèi)的活動(dòng)，它都會(huì)持續(xù)地進(jìn)行下去，影響著地質(zhì)環(huán)境的結(jié)構(gòu)和功能，使地質(zhì)環(huán)境具有鮮明的自然屬性?！疤?yáng)從東方升起”、“水往低處流”等17ppt課件三、地質(zhì)環(huán)境的基本特征地質(zhì)環(huán)境具有自然和社會(huì)的雙重屬性地質(zhì)環(huán)境的社會(huì)屬性人為地質(zhì)作用：人通過(guò)工程活動(dòng)，對(duì)地面以下地球四大要素自然分布格局的干擾，主要是對(duì)巖、土、地下水天然時(shí)空結(jié)構(gòu)的改造。人類(lèi)干擾方式所遵從的不是自然規(guī)律，更多的是社會(huì)規(guī)律（甚至是少數(shù)人的意志），各種行為產(chǎn)生的根源有著深刻的社會(huì)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)基礎(chǔ)。

古：天人合一；今：人定勝天？

防治地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題，也需要注意其社會(huì)屬性—風(fēng)險(xiǎn)性。18ppt課件四、地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)的組成要素、結(jié)構(gòu)和功能地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)的組成要素地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)：大氣圈、水圈、生物圈、巖石圈相互疊置的地球淺表。空氣、水、生物、巖石、土壤和能量構(gòu)成基本要素。他們并非孤立的，但物質(zhì)存在形式、運(yùn)動(dòng)規(guī)律不同，各有特點(diǎn)。例如：進(jìn)行水巖作用的數(shù)值模擬；地下水污染研究；19ppt課件地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)定義：地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)內(nèi)部物質(zhì)能量的分布格局、組織形式以及組成要素（部分）之間相互作用、相互聯(lián)系的方式與秩序。四、地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)的組成要素、結(jié)構(gòu)和功能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)具四維性質(zhì)，包括空間結(jié)構(gòu)和時(shí)間結(jié)構(gòu)。地質(zhì)環(huán)境調(diào)查的主要內(nèi)容就是查明地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。20ppt課件地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)的空間結(jié)構(gòu)地質(zhì)背景子系統(tǒng)地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)硬結(jié)構(gòu)軟結(jié)構(gòu)人工子系統(tǒng)硬結(jié)構(gòu)軟結(jié)構(gòu)地質(zhì)背景子系統(tǒng)硬結(jié)構(gòu)軟結(jié)構(gòu)硬結(jié)構(gòu)軟結(jié)構(gòu)四、地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)的組成要素、結(jié)構(gòu)和功能在局域地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)中，可能某個(gè)子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不明顯。21ppt課件地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)的時(shí)間結(jié)構(gòu)定義：系統(tǒng)組成要素（部分）的狀態(tài)、相互關(guān)系在時(shí)間流程中的關(guān)聯(lián)方式和變化規(guī)律。四、地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)的組成要素、結(jié)構(gòu)和功能硬結(jié)構(gòu)：地層沉積韻律的變化，巖土體變形的時(shí)間過(guò)程軟結(jié)構(gòu)：各種物理場(chǎng)的動(dòng)態(tài)變化22ppt課件怎樣理解地質(zhì)環(huán)境的時(shí)空結(jié)構(gòu)？①地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)分析的關(guān)鍵就是結(jié)構(gòu)分析。是認(rèn)識(shí)地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)的手段，探索系統(tǒng)演化規(guī)律的線索，解決地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題的基礎(chǔ)。四、地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)的組成要素、結(jié)構(gòu)和功能②結(jié)構(gòu)變化是地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)演化的內(nèi)在根據(jù)，也是系統(tǒng)功能改變的根本原因。③地質(zhì)環(huán)境的地質(zhì)背景和人工子系統(tǒng)之間有著緊密的時(shí)空關(guān)聯(lián)。23ppt課件四、地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)的組成要素、結(jié)構(gòu)和功能地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)的功能定義：地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)與外部環(huán)境相互聯(lián)系和作用過(guò)程的秩序和能力?？梢岳斫鉃橄到y(tǒng)結(jié)構(gòu)整體與環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)能量、信息交換的秩序、功效和能力的描述。（無(wú)好壞之分）系統(tǒng)的功能無(wú)好壞之分，只有在與環(huán)境相互作用的過(guò)程中才能夠體現(xiàn)。如：地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)的自?xún)艄δ埽坏叵滤到y(tǒng)的供水功能；地震、水土流失、泥石流、滑坡等。24ppt課件四、地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)的組成要素、結(jié)構(gòu)和功能地質(zhì)環(huán)境結(jié)構(gòu)和功能相關(guān)的啟示1、結(jié)構(gòu)決定功能功能的發(fā)揮受系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的制約2、異構(gòu)同功，同一功能可以通過(guò)不同的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)去實(shí)現(xiàn)。“同一目標(biāo)可以通過(guò)不同的途徑去實(shí)現(xiàn)”。3、同構(gòu)異功適應(yīng)不同的環(huán)境條件，同一結(jié)構(gòu)能發(fā)揮多種功能。4、結(jié)構(gòu)與功能協(xié)同演化系統(tǒng)功能的發(fā)揮，既是結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的條件，又是結(jié)構(gòu)變化的前提。25ppt課件四、地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)的組成要素、結(jié)構(gòu)和功能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能之間關(guān)系1、地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題分析的一般思路現(xiàn)象機(jī)制原因功能失調(diào)、功能障礙結(jié)構(gòu)分析環(huán)境輸入功能變化因此：結(jié)構(gòu)變化輸入變化結(jié)構(gòu)變化輸入變化功能變化結(jié)構(gòu)變化輸入變化結(jié)構(gòu)決定功能結(jié)構(gòu)與功能協(xié)同演化26ppt課件四、地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)的組成要素、結(jié)構(gòu)和功能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能之間關(guān)系2、地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題治理的兩個(gè)基本原則功能結(jié)構(gòu)輸入因此：結(jié)構(gòu)調(diào)整輸入調(diào)整系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的調(diào)整（人工直接干預(yù)結(jié)構(gòu)）輸入方式的調(diào)整（人類(lèi)自律）27ppt課件四、地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)的組成要素、結(jié)構(gòu)和功能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能之間關(guān)系3、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)調(diào)整方案的優(yōu)化

——異構(gòu)同功切記：不同的結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)同一功能，應(yīng)尋求設(shè)計(jì)一些簡(jiǎn)單、方便、低廉、綠色的結(jié)構(gòu)去代替那些復(fù)雜的、代價(jià)昂貴的且有后遺癥的方案。4、多功能的統(tǒng)籌管理

——同構(gòu)異功

常常只注意一種功能，卻忽略了其他功能的發(fā)揮。28ppt課件礦山地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)四、地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)的組成要素、結(jié)構(gòu)和功能礦山地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)結(jié)構(gòu)？空間：地質(zhì)背景子系統(tǒng)——地形地貌、地層巖性、礦產(chǎn)、礦區(qū)水文、地質(zhì)構(gòu)造等。

人工子系統(tǒng)——采礦設(shè)備、礦區(qū)建筑、采礦方法、工序等。時(shí)間：不同時(shí)間的地質(zhì)背景和人工活動(dòng)。通常采礦結(jié)束后，礦山地質(zhì)環(huán)境仍然不斷演化29ppt課件礦山地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能四、地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)的組成要素、結(jié)構(gòu)和功能礦山地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)功能

采礦、礦物輸出、視覺(jué)環(huán)境變化降雨、礦區(qū)排水當(dāng)功能失調(diào)障礙時(shí)，引發(fā)礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題。如何避免礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題？如何治理？30ppt課件礦山地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能四、地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)的組成要素、結(jié)構(gòu)和功能避免礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題需回答：礦山適宜開(kāi)發(fā)的程度如何？開(kāi)發(fā)后造成的危害程度多大？怎樣合理地開(kāi)發(fā)？怎樣進(jìn)行地質(zhì)環(huán)境保護(hù)？——編制礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)方案，并認(rèn)真執(zhí)行31ppt課件當(dāng)?shù)V山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題發(fā)生時(shí)，分析和治理需要明確：存在哪些地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題？各問(wèn)題形成的機(jī)制和相關(guān)性？哪些環(huán)境輸入對(duì)地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題影響較大？通過(guò)什么途徑進(jìn)行治理？礦山地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能——編制礦山地質(zhì)環(huán)境治理工程設(shè)計(jì)四、地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)的組成要素、結(jié)構(gòu)和功能32ppt課件四、地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)的組成要素、結(jié)構(gòu)和功能礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題地質(zhì)災(zāi)害：不穩(wěn)定邊坡、泥石流；資源損毀：土地資源占用和破壞、地形地貌破壞；環(huán)境污染：水體污染；其他：基礎(chǔ)設(shè)施破壞。不穩(wěn)定斜坡泥