中國環(huán)境地質(zhì)學的進展與展望

中國環(huán)境地質(zhì)學的進展與展望一、環(huán)境地質(zhì)學的內(nèi)涵與由來地質(zhì)科學是研究地球的科學，歷來與人類社會生存發(fā)展聯(lián)系在一起。傳統(tǒng)的地質(zhì)科學研究地球的形成、演化，進而在為滿足不斷發(fā)展的社會對礦產(chǎn)資源、能源的需求的同時，自身也得到了發(fā)展。隨著人口劇增、資源的開發(fā)、科學技術的進步，人類面臨資源、發(fā)展與環(huán)境的壓力是前所未有的。順應時代變化的需要，地質(zhì)科學衍生出許多前緣學科，環(huán)境地質(zhì)學是其中之一。當今，地質(zhì)科學在社會中的使命，不僅要繼續(xù)深入研究礦產(chǎn)資源、能源及其中類資源形成、分布、富集規(guī)律，滿足人類社會發(fā)展對礦產(chǎn)資源的不斷增長的需求，而且更要面向資源、環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展的挑戰(zhàn)。所謂可持續(xù)發(fā)展是指既要滿足當代人的需要，又要不損害工人滿足其需求能力的發(fā)展。地質(zhì)科學研究告訴人們，一定的太科資源是在特定的地質(zhì)條件下形成的，資源總量是有限的，而且大部分是不可再生的。地質(zhì)環(huán)境的容量也是有限的，即指一個特定地質(zhì)空間可能承受人類社會―經(jīng)濟－工程發(fā)能力也是有限的（毛同夏，1991）。不是可以任意對太科資源過度開發(fā)與消耗，不是可以無限制地排放廢棄物在人類生存環(huán)境之中。周宏春指出，可持續(xù)發(fā)展的含義還指發(fā)展要有后勁，立足當前，著眼未來，著眼于長遠，發(fā)展要能夠繼續(xù)下去，一直延續(xù)下去，同時要為以后的發(fā)展創(chuàng)造條件和機會，不能“竭澤而漁”。自然科學從水、土等生命支持系統(tǒng)的角度，提出人類可持續(xù)發(fā)展“應以地球顧載能力為限度”。這就需要研究自然規(guī)律，遵循自然規(guī)律，順其自然，人類才能真正駕馭自然，人類的主動笥與積極性才能得到充分的發(fā)揮。因此地質(zhì)科學可以用來為人類生存的地質(zhì)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，為÷生態(tài)環(huán)境的平衡發(fā)揮愈來愈重要的作用。講到“環(huán)境”是指人類賴以生存的周圍世界，它是作用于人類這一客體的所有外界因素的總和。那么什么是地質(zhì)環(huán)境呢？大體上是指地殼表層在自然條件下，依其自然規(guī)律保持著動態(tài)平衡的系統(tǒng)，即通常所指地殼表層與大氣圈、水圈、生物圈，在長期地質(zhì)歷史中進行著能量遷移和物質(zhì)交換，并在長期演化過程中逐步建立相對平衡的開放系統(tǒng)（李烈榮等，1991；胡海濤等，1986）。張宗祜先生1991年指出“環(huán)境是自然實體與人類實體相互聯(lián)系的系統(tǒng)”，認為“地質(zhì)環(huán)境是有空間概念的”、“上限是巖石圈的表面――與大氣、地表水體、生物界相互作用”，“下限是目前階段人類能夠涉及巖石圈的深度，大約為5km，最深的鉆探深度可達12km”

。發(fā)自地球的內(nèi)部動力地質(zhì)作用引起地質(zhì)環(huán)境的變化，有些是急劇的，如地震、海嘯、火山噴發(fā)，這些變化對人類的生存環(huán)境和生態(tài)一道勻生瞬時的災難性的惡果，對于這些變化人類目前還不能有效地制止，甚至還沒有把握預測它的出現(xiàn)。然而，大多數(shù)地質(zhì)環(huán)境變化是緩慢的，似乎不為人們所覺察，例如長江、黃河這樣世界規(guī)模的大江大河，從它的形成、發(fā)展至今已經(jīng)經(jīng)歷了一個漫長的地質(zhì)過程，經(jīng)歷了地球動力系統(tǒng)的不斷變化，即侵蝕、搬運、沉積的地質(zhì)過程，實際上也是自然界進行著不斷平衡的過程，這類變化是在人們不知不覺之中進行的，這就是人們常說的地質(zhì)環(huán)境變化。自然界自從有了人類以來，人類為了生存、為了發(fā)展，適應自然、利用自然、開發(fā)自然，同時也給自然帶來許多預想不到的變化，甚至危及人類自己。例如世界著名的阿斯旺水庫（漢布林，1980；薩比爾，1990），現(xiàn)有裝機容量為210萬kW，1970年完工后，為埃及灌溉一萬英畝旱地，提供100億kW電力

，使國家收入增加了一倍，為國家實現(xiàn)工業(yè)化提供了能源條件。但是水壩興修后急劇改變了尼羅河水流系統(tǒng)的平衡，使三角洲岸線受到地中海海流的直接侵蝕，三角洲的某些部位每年后退幾米。尼羅河的沉積物還是天然肥料來源，沒有這些養(yǎng)分的補充，數(shù)百萬畝農(nóng)田缺乏足夠的肥料。同時，大壩建成后改變了尼羅河的鹽分循環(huán)過程，使中上游土壤鹽分增高了，使成百萬畝土地荒蕪。不僅如此，大壩建成后，向下游放水速度過快，猛烈侵蝕河床兩岸，這種沖刷作用破壞了3處攔河大壩500余座橋梁。表明一旦人類工程技術經(jīng)濟活動破壞了天然平衡，試圖建立新的平衡同打破天然平衡的代價很有可能一樣多，甚至有過之而無不及。例如為了保證寶成鐵路的正常運營，據(jù)1981年統(tǒng)計，僅一年的支出的路基維修費用就是當年建成寶成線費用的50％，實際上至今新的平衡尚未建立。上述實例說明，人類工程技術經(jīng)濟活動已經(jīng)成為巨大的地質(zhì)營力，并且愈來愈廣泛和深刻地參與著地質(zhì)環(huán)境的變化。有人估計就其變化速度而言，人類工程技術經(jīng)濟活動有可能破壞以地質(zhì)年代計程的地質(zhì)作用，或者使相距很遠的不同地質(zhì)環(huán)境增大彼此依賴關系。由此環(huán)境地質(zhì)學就應運而生，并且已成為地質(zhì)科學中一門新興的應用學科就不難理解了。淘環(huán)碌境氧地騰質(zhì)隆學水是蓄本曾世鑰紀某6抱0斬年朵人殺期繼在葵國賀外繳書丑刊貼上滅出脖現(xiàn)姿的情，塑關頂于紅它張的部涵楚義遭和閃研雁究烏范唉疇吸，蹦各咸國鞭學彈者伏持慢有歷不愈同隊的拋理蠟解蘿。貿(mào)最敏初使使軟用添這槽個捧名叔詞衛(wèi)的蚊是虜H悼c賞k習e煮t哀t述（乳1撈9令6墓2許）促，膜他茄認喝為毒“禍環(huán)舊境津地肯質(zhì)聽學左是嚼研拍究怪和爬使私用賤地暢質(zhì)蟲學砌達畫到怎協(xié)昏調(diào)垃和壘完致善梅狀討態(tài)姑的泳一臨個瓣新職方溫法厭”慘

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嫁。國內(nèi)學者從70年代以后對環(huán)境地質(zhì)開始有所討論，胡海濤等（1986）認為環(huán)境地質(zhì)學主要是研究地質(zhì)作用，地球物質(zhì)與人類活動之間的相互關系和影響，也可以說主要是研究人類工程－經(jīng)濟活動與地質(zhì)環(huán)境之間的相互作用和影響，從而達到合理利用和保護地質(zhì)環(huán)境之目的。張宗祜（1991）認為環(huán)境地質(zhì)應當是研究人類技術活動與地質(zhì)環(huán)境相互作用影響的學科。陳夢熊（1998）認為環(huán)境地質(zhì)學是一門綜合性很強應用地質(zhì)學范疇的一門分支學科，以研究人－地關系為主，介于地質(zhì)科學與環(huán)境科學之間的一門邊緣學科或綜合性學科。王瑞久等（1998受）勻認方為謠，覺環(huán)囑境灶地茂質(zhì)量學候的宏研垂究春對千象暖分盼為豬兩鄙個粥方抵面征：刮地咽球曠自六身鳴變她化扛對愚人饑類覺的對影慮響鏡，萬包臥括龜火翠山展、誤地址震勸、矮海卸嘯扛等查方吼面完和霜地腿球陳受利人鏈類氏活透動脅引忽起抱的逼影擾響敘，侮二飾者球可訊以潑概猴括據(jù)為靈一幕句敗話少，樸研澇究使人翻類蛋與睬地振質(zhì)寒環(huán)捆境晚之俱間役相蔥互煙作首用屆的請兩阻個婦領高域贊。蛙其陰研根究憶目站的呢是著保譯護魯人嚷類峰的伍健只康群和直安盼全庫，菠保破護靠人綠類么的睜環(huán)另境按質(zhì)拖量省，主以圾及貿(mào)促訴進面土聞地母及少其擦資屬源猶的繭合面理炮利啊用格。波毛眼同甜夏饑（吉1脆9祝9壯1晌）讀認伏為叢環(huán)溫境羊地細質(zhì)披學瓜是饞環(huán)孝境滾科泳學注領縱域睛的米一支個箱重習要藥部評分私。絲指勤出粥環(huán)傻境度地期質(zhì)憐學診是抽應五用蜻地野質(zhì)斯學享的張理以論趟與榆方臉法液，偏研烤究歪地組質(zhì)即環(huán)志境卸的餅基襯本聰特埋性冬、勁功挎能院和府演廉變過規(guī)初律憶，割研說究碎人嶺類窗活略動洗與詠地聾質(zhì)拴環(huán)撇境夏之姥間蚊的桶相劇互告作粗用女、策相糞互針制屬約池的周，琴解怪決紗人逮類士開律發(fā)蒜利南用棄自斬然視環(huán)抽境笛遇雜到抹和見可押能提引住發(fā)奪的稼地槐質(zhì)假問惜題納，凈探凈索螺在懼發(fā)松展忙社摩會池經(jīng)目濟門的五活起動描中背，晚合兇理險利房用勢與擠保糕護消地軌質(zhì)萬環(huán)耕境會的赴途稀徑偵。臨綜葬上挎所置述珍各覽家壇對塞環(huán)千境爽地屑質(zhì)賴學局涵乖義縱有拆如晃下鐘幾撫點平共勉同練的資認華識脆：（1）環(huán)境地質(zhì)學是地質(zhì)科學中一門新興的應用學科，是環(huán)境科學的重要組成部分；（2）環(huán)境地質(zhì)學是應用地理論與方法，研究地質(zhì)環(huán)境的基本特征、功能和自身演變規(guī)律的學科；（3）環(huán)境地質(zhì)學側重研究人類工程技術經(jīng)濟活動與地質(zhì)環(huán)境相互作用、相互影響、相互帛約的關系；（4）環(huán)境地質(zhì)學著力為人類合理開發(fā)利用地質(zhì)礦產(chǎn)資源和保護人類生存的地質(zhì)環(huán)境，在可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中做出貢獻。可見環(huán)境地質(zhì)學已經(jīng)成國際地質(zhì)學界認同為地質(zhì)科學中一支應用學科，并且已經(jīng)成為環(huán)境和環(huán)境保護方面一項不可忽視的研究領域。二、環(huán)境地質(zhì)學科的進展回顧50年代以來，我國的水文地質(zhì)工程地質(zhì)幾乎全盤從蘇聯(lián)引進。隨著第一個、第二個五年計劃的實施，水文地質(zhì)工程地質(zhì)工作者力圖認識和鑒定地下水或巖土工程的自然屬性及其地質(zhì)背景，或是論證地下水補給、逕流、排泄條件，求取含水層參數(shù)，提供符合國家標準的一定涌水量和水4質(zhì)的新建水源地，或是為長江或三門峽水電站進行勘探，論證工程建設基礎的穩(wěn)定性，或是為新建鐵路選線或是為長江大橋橋址選線方案比較進行著艱苦卓絕的野外勘探和試驗（實驗）工作，鑒定巖土工程的自然屬性，包括力學強度評價和場區(qū)工程的穩(wěn)定性，提供了一批符合國家建設要求的工程場址（廠址）。當時為了保證礦山建設環(huán)境安全，國家亦明確規(guī)定露天開采場的礦山必須對邊坡的安息角加以確定、地下抗道開采要求對礦層頂部底板抗壓、抗剪強工的測試，以及對預留礦柱的要求，并做出相應的評價。為了保護地下水質(zhì)要求在地下水集中開采區(qū)建立相應的衛(wèi)生防護帶，這些都是早期對礦產(chǎn)資源開發(fā)的環(huán)境保護要求，對推動當時國家蓬勃發(fā)展的經(jīng)濟建設有著重大作用。進入60年代及至70年代，隨著國民經(jīng)濟發(fā)展，一方面社會經(jīng)濟有了長足進步，另一方面由于對自然資源的過度開發(fā)與消耗和污染物質(zhì)的隨意排放，開始出現(xiàn)了資源的短缺、環(huán)境污染和生態(tài)環(huán)境相繼出現(xiàn)了意想不到或估計不足的環(huán)境地質(zhì)問題，諸如過量抽汲地下水導致地面沉降以及隨后天津、寧波、蘇州、無錫、常州等地區(qū)，甚至一些內(nèi)地相繼出現(xiàn)了地面沉降。從60年代及至70年代，華北平我次持續(xù)干旱，平原區(qū)出現(xiàn)了“機井熱”，大量開采地下水，幾乎與此同時華北平原海河流域，建成了控制山區(qū)面積86％、總庫容達265億m3的地表水庫《地礦部地質(zhì)專報（6）》（1992），以致改變了平原區(qū)天然逕流，當然也截斷了地下水天然補給，導致水資源循環(huán)系統(tǒng)發(fā)生了根本性變化，一方面形成了嚴重的水資源供需矛盾，導致大面積地下水降落漏斗的擴張，出現(xiàn)了深層地下水的枯萎狀態(tài)和淺層地下水疏干、地表逕流鹵的功能受到了抑制，另一方面由于抽汲地下水灌溉，部分回歸水入滲，產(chǎn)生了新的鹽份返復式積聚，致使地下水資源進一步匱乏。由于周邊水循環(huán)的環(huán)境變化，天津沿海地區(qū)地表水體的覆蓋率由50年代的27.8％，減少到80年代的7.7％，這或許是人們不易察覺又十分重要的水循環(huán)負效應。隨著大規(guī)模煤田、多屬礦山的開發(fā)，著名的廣東仁化凡口鉛鋅礦、湖南斗笠山煤礦等礦山，由于礦山疏干排水，降低地下水位，破壞了巖溶化含水層的巖體力學平衡狀態(tài)，或者由于增大了水力坡度，使洞穴、溶隙及上覆土層被潛蝕沖刷，導致巖溶塌陷，危害礦井、城鎮(zhèn)及農(nóng)田。鐵路沿線，特別山區(qū)鐵路幾乎年年受夏季暴雨襲擊，導致山區(qū)鐵路路基遭受崩塌、滑坡、泥石流的災害侵襲而停止運營多有報導。70年代后期，人們開始重視環(huán)境地質(zhì)研究，人們自覺不自覺地把水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)聯(lián)系起來，即人們通常稱之為水、工、環(huán)。在一定意義上說來，水、工、環(huán)地質(zhì)工作要求人們不僅重視人類工程技術經(jīng)濟活動與自然地質(zhì)作用的復合系統(tǒng)引起的環(huán)境變化，并且盡可能減少或減緩環(huán)境的惡化對人類造成的損失。近幾十年來環(huán)境地質(zhì)學科的發(fā)展，實際上與國民經(jīng)濟建設和社會發(fā)展聯(lián)系在一起的，特別是改革開放以來，東部沿海城市獲得了很大發(fā)展，當然面臨環(huán)境地質(zhì)矛盾亦是突出的、尖銳的，下面列舉若干方面研究成果作為學科的進展。1．沿海經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)及城市環(huán)境地質(zhì)研究取得進展從世界范圍來說城市人口增長是不可逆的，1900年前世界上沒有500萬人口的城市，1950年有6個人口為500萬的城市。據(jù)聯(lián)合國預測到2000年這樣的城市將有60個，其中增長最快的是發(fā)展中國家，世界上將有60億人口中的一半生活在城市，而且大部分居住在沿海。城市歷來是人類活動對地殼表層影響最大的地區(qū)，我國沿海經(jīng)濟區(qū)人口密集，工業(yè)及經(jīng)濟發(fā)達，享有舟楫之利，歷來是我國對外開放的門戶，同時又是支援內(nèi)地建設的基地。從60年代起地質(zhì)部門首先為滿足經(jīng)濟及國防建設，對第及島嶼開展了供水水文地質(zhì)條件及工程建設適宜性的調(diào)查。70年代有關部門對海岸帶進行了多學科、多層次的綜合調(diào)查。隨著改革開放的興起，地礦部門專門先后多次開展了沿海城市環(huán)境地質(zhì)環(huán)境，1986－1990年即“七五”期間選擇了秦皇島、南通、寧波、閩南三角開放區(qū)以及湛江等地的環(huán)境地質(zhì)研究，1991－1996年即“八五”又開展了上海浦東及廈門專屬性環(huán)境地質(zhì)研究。與此同時，由地礦部地質(zhì)環(huán)境司主持沿海主要城市水資源及地質(zhì)環(huán)境評價。上述多項研究成果，對沿海城市地震帶分布、地震危險性、區(qū)域地殼穩(wěn)定性規(guī)律，對沿海地下水資源開發(fā)與誘發(fā)地面沉降、地面塌陷以及水環(huán)境污染引發(fā)城市水資源短缺，對未來海平面升降，江岸、海岸穩(wěn)定，港口回淤等重大環(huán)境地質(zhì)問題進行了論證。還編制了一套適用沿海城市的環(huán)境地質(zhì)樣板圖系（寧波），為沿海城市改革開放奠定了比較好的基礎。垃圾至今仍然是困擾城市發(fā)展的一大難題，據(jù)1999年2月科學時報報導，全國垃圾的歷年固體廢棄物堆存量已達60多億t，侵占土地面積多達5億m2，截至1996年底我國城市數(shù)目已達666座，其中有200多座城市陷入垃圾包圍之中，北京地區(qū)50m2以上的垃圾堆已達4000多處；上海已達2000多處，長期以來采用露天堆放、自然填溝和填坑消納城市垃圾，對土壤、地下水、大氣已造成現(xiàn)實影響和潛在危害。上海浦東等地開展了垃圾地質(zhì)填埋，對地下水污染影響做了有益的研究?，F(xiàn)代化城市愈來愈向“高”、“大”、“深”方面發(fā)展，所謂有高是高層建筑林立，大指建筑物規(guī)模愈建愈大，所謂深是指建筑物向地下發(fā)展，甚至過江隧道、越海隧道都在擬議或建設之中。因此迫切需要研究質(zhì)條件以及建設將引發(fā)或已經(jīng)產(chǎn)生的那些負面效應，為指導城市建設規(guī)劃提供科學依據(jù)，為滿足改革開放城市健康發(fā)展提供地質(zhì)科學建議。2．水資源開發(fā)引起的環(huán)境的地質(zhì)問題受到了重視我國水資源總量居世界第六位，人均占有量卻只有2300m3，約為世界人均的1/4、美國的1/6、前蘇聯(lián)的1/8。人均水資源已排在世界的121位，是世界上13個貧困水國家之一。我國是一個季風氣候的國家，同時水資源時空分布極為不平衡給水環(huán)境帶來先天性矛盾。降水70％～80％集中在夏季6～9月，長江及其以南地區(qū)水資源占全國總量的80.4％，人口占全國53.3％，耕地卻只占35.2％，屬于人多地少水資源相對豐富的地區(qū)，而長江以北水資源僅占全國總量的14.7％，耕地占59.2％，人口占44.4％，屬于人多地多水資源短缺地區(qū)（陳志凱，1989）。黃淮海流域耕和農(nóng)業(yè)產(chǎn)量，幾乎占全國40％，人口占34.8％，而水資源僅及全國7.7％，人均水資源只有500m3，相當于以色列水平，畝均水資源少于400m3，這里既是我國主要農(nóng)業(yè)產(chǎn)糧區(qū)，又是我國水資源短缺地區(qū)。但是這個地區(qū)地下水資源為754.12億m3，占黃淮海平原水資源總量1549.37億m3的48.7％，婦揮地下水在時空分布上的優(yōu)勢，對改善這個地區(qū)水環(huán)境有著重意義。以海河流域為例，截至目前，無論地表水還是地下水，開發(fā)利用程度均居高不下，幾乎到了枯竭狀態(tài)。多年來河北省地太及水文地質(zhì)工程地質(zhì)研究所，原北京地質(zhì)學院和現(xiàn)中國地質(zhì)大學（武漢）等單位均為此做了大量工作。研究表明充分發(fā)揮當?shù)販\層地下水上調(diào)節(jié)的功能，合理開發(fā)利用當?shù)販\層地下水，以豐補歉，對于旱澇堿咸等多種自然災害治理，防止環(huán)境退化，都是現(xiàn)實意義的，特別在開采咸水區(qū)淺部薄層淡水，汛期前降低了地下水位，騰出庫容，有利于接受雨水補給，達到防澇治堿的目的。地下水資源在國民經(jīng)濟建設和人民生活方面起著重要的作用是眾所周知的，特別在長江以北的城市地下水資源開發(fā)占有重要地位，據(jù)統(tǒng)計（王兆馨，1992），全國有310個城市以開采利用地下水作為供水水源，約占全國城市供水的71％。其中有54個城市以地下水為主要供水水源，北方城市就占46個，約占70％，南方8個城市以地下水作為主要供水水源，占20％左右。因此地下水在人民生活中作用是不容忽視的。環(huán)境地質(zhì)工作不僅在于提供足夠水量又符合飲用或工業(yè)用的水質(zhì)，而且要弄清開發(fā)后將產(chǎn)生哪些負面問題，并提出預防辦法。由于水資源開發(fā)不當而造成生態(tài)環(huán)境惡化，在西北干旱地區(qū)最為突出，已嚴重影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和居民生活。以甘肅河西走廊為例（陳夢熊，1996），由于盲目興修水利工程，導致綠洲地區(qū)泉流量從50年代32億m3減少到90年代到90年代14億m3。其中石羊河流域由年泉排泄量8億m3減少到現(xiàn)今完全消失，以致原有灌系統(tǒng)，幾乎全面破壞。下游民勤地區(qū)，由于上游截流，補給來源減少，地下水位劇烈下降，造成大片植被死亡，草場退化水摶惡化，沙漠面積不斷擴大。我國本來水資源并不充裕但水環(huán)境污染又十分嚴重，據(jù)調(diào)查全國10億km干支流的河道已污染達4.6億km，占46.4％。地下水污染，特別在城市中地下水都不同程度受到污染，其中淺層地下水中“三氮”和硬度指標呈上升趨勢，致使綜合超標狀況逐漸加重。為了保護地下水水源，地下水污染研究始于70年代，大體要求弄清地下水污染源，污染途徑和污染程度，從而提出防治地下水污染措施，在一定意義地對地下水污染研究還處在被動狀態(tài)。80年代以來國外開展了地下水污染源位處理的方法多種多樣，國內(nèi)許多單位開展了類似研究。諸如清華大學、南京大學等，對山東淄博大武水源地巖溶地下水受到石油類有機污染，借助長期強力抽水，抽水總量達26000m3/天，基本上能截獲地下水污染。由中國水勘院與美國環(huán)境保護署在中國北方飲用水應用膜技術合作方面取得了較大進展，該項目采用膜技術對石油化工污染地下水、含高氟地下水和地下水受微生物污染的處理等方面顯示了廣闊的應用前景。中國地質(zhì)大學（北京）沈照理、鐘佐塬（1998），汪民（1991）等論證了污水土地處理系統(tǒng)是一個利用地質(zhì)環(huán)境凈化功能的工程系統(tǒng)，并且介紹了國際上已相當大程度開展的城市污水快速滲濾方法。這種方法伴有某種預處理措施，然后，選擇滲透性較好的多孔介質(zhì)，借助包氣帶凈化污水的作用原理，去除污染物。這種快速滲濾方法具有價格低廉，運行可靠，效果明顯和操作簡單、管理方便等優(yōu)點，當然這種方法去污能力及去污機制還有待進一步研究。但是人們已經(jīng)看到了一旦地下水特別是淺層地下水遭受污染，為減輕污染程度或借助于強力抽水或借助巖（土）孔隙介質(zhì)去除污染、改善地下水環(huán)境，仍然是一個可喜的方向。環(huán)境地質(zhì)共和要求在弄清污染程度基礎上，選擇最優(yōu)場地、確定最優(yōu)方法，使地下水污染減輕到最低限度。3．地質(zhì)災害防治工程取得了很大進展高國地域遼闊、山地縱橫、氣候多變，地質(zhì)條件迥異，東西橫跨經(jīng)度62°，南北緯度相差50°，高原、丘陵、山地約占大陸面積的79％，而盆地、平原僅占21％左右。中國歷來是一個地區(qū)質(zhì)災害頻繁發(fā)生的國家，西北、華北、東北部分地區(qū)，干旱少雨，溫差懸殊，風蝕劇烈，水土流失、土地沙化、沙漠化、土地凍融及土地鹽漬化等地質(zhì)災害多發(fā)。西部、西南部丘陵山區(qū)及部分東南丘陵地區(qū)，崩塌、滑坡、泥石流災害頻繁發(fā)生。東部平原，地面變形、土地退化、特殊類土及海洋動力災害等亦常危及國民經(jīng)濟健康發(fā)展。近幾十年來國家重大工程經(jīng)濟建設諸如已建成的寶成、成昆鐵路的沿線，黃河上游劉家峽、龍羊峽等重大水電工程以及正在施工的長江三峽水庫開展了以地質(zhì)災害為主的環(huán)境地質(zhì)調(diào)查，并取得了不少重要成果。長江三峽庫區(qū)，從50年代以來，至少進行過三次庫區(qū)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查。對80年代先后發(fā)和的雞扒子及新灘滑坡都做了勘查研究工作，其中新灘滑坡由于事先發(fā)生預報，大部分居民得以平安撤離。“七五”以來地礦部門參與和開展了“庫區(qū)遷建城市的環(huán)境地質(zhì)研究”、“三峽庫岸穩(wěn)定性研究”、庫區(qū)移民環(huán)境地質(zhì)研究等攻關任務，并且出版了“長江工程庫區(qū)大型滑坡崩塌圖集”及多項研究成果，圖集是在全面調(diào)查三峽工程庫區(qū)400多個滑坡、崩塌基礎上，選擇了40個大型滑坡、崩塌進行了全面、系統(tǒng)、深入的勘查和多學科研究，為庫區(qū)經(jīng)濟開發(fā)、國土整治、移民、城市建設、地質(zhì)災害防治等提供重要依據(jù)。為配合三峽工程的興建，“地質(zhì)工作三峽奉獻四十年”一書的出版，指出地礦部對三峽工程壩址選定、庫區(qū)地質(zhì)災害防治做出了應有的貢獻。1993年以來地礦部門在國家支持下為保證三峽大壩興建，保護長江航道正常運營，開展了鏈子崖－黃臘石危巖體專項防治工程，設計指導思想是盡可能保持危巖體整體不擾動的天然分布狀態(tài)下進行。經(jīng)過六年努力防治工程施工取得了勘查、設計、施工、監(jiān)測一體化的重大突破。在地質(zhì)災害防治工程中首次使用了3DS（三維動畫）和多媒體技術，嘗試地質(zhì)工程的可視化，設計開發(fā)了WINDOWS環(huán)境的地質(zhì)災害設計支持系統(tǒng)（殷躍平等），提高了設計水平，建立了適合復雜巖層條件的預應力錨固施工方法，建立了立體的實時監(jiān)控系統(tǒng)。研究表明兩處災害體經(jīng)受了1998年庫區(qū)暴雨、多雨及持續(xù)高水位的考驗，變形破壞的發(fā)展趨勢已得到了有效控制，確保了三峽航道暢通及三峽工程順利進行，為地質(zhì)災害防治工程提供了范例。1992年在國家計委和地礦部地質(zhì)環(huán)境管理司組織下，以?。▍^(qū)、市）為單元，全面對地質(zhì)災害現(xiàn)狀做了調(diào)查。由中國水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘查院段永侯等（1993）編制了《中國地質(zhì)災害》一書，重點論述了崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降、地裂縫、地面塌陷等地質(zhì)災害的類型，災害發(fā)生的基本特點，發(fā)展趨勢，以及防治災害的任務與對策。隨后還出版了包括臺灣省在內(nèi)的分省地質(zhì)災害圖集，對推動我國地質(zhì)災害監(jiān)測、研究都有著重大理論與史料意義和實踐指導作用。我國地域遼闊，地質(zhì)條件各種各樣，地質(zhì)環(huán)境脆弱，經(jīng)濟建設快速發(fā)展又加上許多工程建設在山區(qū)、丘陵的陡峭邊坡，必然加快邊坡失穩(wěn)，加之人們的防災意識還比較薄弱，地質(zhì)災害發(fā)生頻率將會愈來愈大，因此，防治地質(zhì)災害任務仍然是任重而道遠。4．土壤侵蝕和沙漠化的防治是一項多學科多部門長期工作，取得了長足的進步土壤侵蝕又稱之為水土流失，中國是世界上土壤侵蝕最嚴重的國家之一。50年代我國土壤侵蝕面積大于150萬（km2），近年40年來，全國新增水土流失面積已超過32.37萬（km2），增長率為21.6％，年土壤侵蝕量為50億t，占世界總量17％（段永侯，1993）。我國土壤侵蝕最嚴重的黃河中游黃土高原區(qū)1960－1980年黃河平均輸沙量為14.86億t，壩庫控沙量為4.873億t。實際年平均產(chǎn)沙量為19.733億t，較1919－1949年輸沙量16.80億t，增加2.93億t。從60年代末期，地礦部在陜西成立了專業(yè)隊伍，專門研究水土流失規(guī)律、防災減災。研究表明造成土壤侵蝕有自然作用，特別是每年雨季、暴雨成災，在起伏破碎的坡面上形成強大的沖刷力，加速土壤侵蝕。人為加劇土壤侵蝕，主要是土地利用不合理，經(jīng)營方式落后，集中在陡坡墾殖，不合理的耕作方式，順坡耕作，廣種薄收，撂荒輪墾，使土壤性狀惡化，加劇土壤侵蝕。中國科學院1995年組織湘、鄂、贛、粵、桂五省水流土流失調(diào)查，五省水土流失面積24.8萬（km）2，占五省土面積的21.4％，據(jù)統(tǒng)計，1993年水土流失面積比1950年增加2.37倍，1993年水土流失面積比1980年增加了18.4％，相當于每年損失312畝[1畝＝（10000/15）m2]耕作層，損失N、P、K養(yǎng)分1796萬t。研究表明，南方地區(qū)土壤侵蝕加劇是由于森林植被破壞。張宗祜（1996）在“黃土高原區(qū)域環(huán)境地質(zhì)問題及治理”一書中正確指出，黃土高原地區(qū)自然條件差，環(huán)境脆弱，侵蝕危害嚴重，要改變貧窮落后面貌，首先要改善環(huán)境，對各類危害進行治理。指出治理是基礎，沒有治理就不能充分發(fā)掘自然資源的生產(chǎn)潛力，就談不上合理開發(fā)利用，只要遵照自然規(guī)律和經(jīng)濟規(guī)律，重視保護環(huán)境，注意適宜建設規(guī)模就能做到合理開發(fā)利用資源，積累資金，支持環(huán)境改善，以開發(fā)促治理。由于風力侵蝕，我國沙漠化和潛在沙漠化土地面積占33.4萬（km）2，從50年代起沙漠化土地從原來13.7萬（km）2增加到17.6萬（km）2，平均每年擴大1560萬（km）2。50年代末期，有關部門及地質(zhì)部門專門在寧夏、甘肅、新疆等地開展治沙研究。在國家統(tǒng)一指揮下，幾十年來已經(jīng)取得了明顯效果，如三北防護林建設，對減緩風沙南侵起了重要作用。但是由于人多地少，人口對土地資源的壓力日益增大，沙進入退――沙漠推進和土地沙漠化擴大和沙區(qū)自然環(huán)境惡化的趨勢并沒有從根本上扭轉(zhuǎn)。當然防治土壤侵蝕即水土流失、防治沙化、沙漠化是涉及多行業(yè)、多學科、多部門的系統(tǒng)工程，要一代一代的發(fā)展下去、一代一代的保護下去，國家應當從經(jīng)濟上、從法規(guī)上、從技術上支持受土壤侵蝕及沙化、沙漠化地區(qū)的人民逐漸擺脫貧困，盡可能與自然協(xié)調(diào)發(fā)展。5．南方巖溶石山發(fā)與地質(zhì)環(huán)境保護取得了進展我國碳酸鹽巖出露面積達340萬（km）2，其中裸露面積達90萬（km）2。長江以南，特別是廣西、貴州、云南、四川、湖南諸省碳酸鹽巖連片分布，這里地勢巍峨崢嶸、錯落有致、風光絢麗色千姿萬態(tài)，地下暗河、溶洞深邃莫測，源遠流長。雖然年降雨量多在1000mm以上，但地表水滲漏嚴重，大部分轉(zhuǎn)入地下，雨季地表才有季節(jié)性河流和小溪，通常地表水、地下水分布不均，耐

下水文網(wǎng)又比較發(fā)育。碳酸鹽巖石山區(qū)土層分布零星，而且厚度比較大。只有在峰叢洼地或山間地覆蓋型巖溶盆地的第四紀松散層厚度由數(shù)十米至一二百米，地表有較多的常年性河流分布，河流兩岸也常接納一些地下河的匯入。南方石山碳酸鹽巖分布區(qū)地質(zhì)環(huán)境比較脆弱，通常表現(xiàn)在土地貧瘠、植被稀疏、土壤保水性能差，加上氣溫高，地面蒸發(fā)強烈，常常雨后不久就出現(xiàn)旱象。由于石山區(qū)降雨入滲系數(shù)在0.3~0.4，有的高達0.5~0.6，降水大部分轉(zhuǎn)化為地下徑流，另一部分降水沿著石山的坡面匯集到洼地，而地下通道又排泄不暢，滯水而產(chǎn)生內(nèi)澇；還由地下水位上升，淹沒洼地，甚至地下水大量涌出地表，導致南方石山碳酸鹽巖分布區(qū)旱澇災害環(huán)生。巖溶塌陷是碳酸鹽巖分布區(qū)的種自然地質(zhì)現(xiàn)象。不過，由于人類工程活動誘發(fā)，加劇了巖溶塌陷的災害層出不窮（康彥仁等，1990），特別是由于礦山排水，或礦井突水或城鎮(zhèn)集中開采地下水，或地下管道滲漏，地表污水入滲，以及水庫水壩滲漏，或鐵路沿線機車震動等引起的塌陷對人民生命財產(chǎn)造成了一定的損失。應當說巖溶地質(zhì)研究所建所30余年以來，在合理開發(fā)利用石山地區(qū)有限的地表水、地下水資源研究方面，為當?shù)亟?jīng)濟振興、礦山開發(fā)、農(nóng)業(yè)發(fā)展、旅游資源的興起、興利避害等方面，為巖溶地質(zhì)環(huán)境保護與改善，減少各種災害造成的損失諸多方面，多有研究，多有建樹。此外，巖溶景觀宜人，山光水色，已經(jīng)為我國旅游資源的開發(fā)帶來很多經(jīng)濟效益與社會效益。雖然在碳酸鹽巖巖溶的理論研究已經(jīng)取得了若干進展，但距離石山地區(qū)扶貧開發(fā)，振興經(jīng)濟，尚相距甚遠。6．若干有關環(huán)境演化趨勢性基礎研究進展“中國北方晚更新世以來地質(zhì)環(huán)境演化及其未來生存環(huán)境變化趨勢預測”重點研究晚更新世以來，特別是全新世及最近2000～3000年以來的環(huán)境、氣候演變。研究構造運動、氣候以及人類活動下，陸地下系統(tǒng)和土地系統(tǒng)，發(fā)生、發(fā)展和變化趨勢，得塑和編制了青藏高原－黃土高原－華北平原至渤海沿岸大斷面的古氣候、古環(huán)境，提出了北主年來古氣候變化模式，預測今后50年地下水資源及土地資源為主的生存環(huán)境。上述成果對深入認識我國北主地區(qū)地質(zhì)環(huán)境特點，掌握環(huán)境演化規(guī)律，提高我國對地質(zhì)環(huán)境演化和未來生存環(huán)境變化趨勢研究有著重要指導意義。“人類活動影響下華北平原地下水環(huán)境的演化與發(fā)展”，是一項研究華北平原第四系地下水系統(tǒng)在自然和人為影響下，地下水循環(huán)系統(tǒng)演化與發(fā)展的綜合性課題，課題預測了50年京津唐地區(qū)及河北省八個城市的地下水演化趨勢。應用遙感－地理信息系統(tǒng)對華北平原自70年代以來土地鹽堿化和城鎮(zhèn)變遷進行了動態(tài)監(jiān)測，分析了與氣候變化、人類活動之間的關系?！皫r溶作用與碳循環(huán)研究”，采集了桂林盤龍洞一個長達1.22km的石筍，重建中國南方3.6×104a以來第一個古氣候變化的連續(xù)巖溶剖面，不僅揭示了末次冰期以來氣候變化的全過程，而且揭示了幾個氣候演變事件，這項成果受到國際地學界的重視。分配合“國際減災10年”及迎接第30屆國際地質(zhì)大會（1996）編制了中國環(huán)境地質(zhì)圖系，該圖系為18個圖幅（已出版了11幅），分地質(zhì)基礎圖組、地質(zhì)資源圖組、地質(zhì)災害組和環(huán)境地質(zhì)評價與合理開發(fā)利用和保護圖組。重點反映了滑坡、崩塌、泥石流、土壤侵蝕、巖溶塌陷、地面沉降、海水入侵、土地沙漠化、鹽漬化、沼漬化、特殊類土等主要地質(zhì)災害類型，形成、分布、發(fā)育規(guī)律，有的圖幅還對災害損失評估和發(fā)展趨勢做了預測，具有較高的科學性、實用性，對國土規(guī)劃、合理開發(fā)利用礦產(chǎn)資源、地質(zhì)環(huán)境的保護具有重有的，受到國內(nèi)外國行的好評。三、對環(huán)境學科發(fā)展的展望值此世紀更新，憧憬未來，前程遠大，人類面臨人口、資源、環(huán)境的壓力也是前所未有的，而我國人口、資源與環(huán)境形勢更是嚴峻的。我國政府歷來十分重視環(huán)境，環(huán)境保護被列為基本國策。繼1994年我國在世界上第一個編制了《中國21世紀議程》。1999年1月由國務院常務會議通過了《全國生態(tài)環(huán)境建設規(guī)劃》，并要求各級政府納入國家社會發(fā)展規(guī)劃。1999年3月中央主持召開了人口、資源、環(huán)境工作座談會。江主席指出：“必須保持經(jīng)濟增長的冊時，控制人口增長、保護自然資源，保持良好的生態(tài)環(huán)境”，指出“我國對國土資源的保護與管理必須而又嚴?？偟脑瓌t是保護中開發(fā)，在開發(fā)中保護”，這些都是根據(jù)我國國情和長遠發(fā)展戰(zhàn)略目標而確定的基本國策。地質(zhì)科學和它派生出來的環(huán)境地質(zhì)學，在迎接21世紀國民經(jīng)濟與社會可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中必有所作為。一方面為我們這樣一個大國，解決16億人口吃飯問題，為實現(xiàn)黨的十五大關于21世紀中葉經(jīng)濟上達到中等發(fā)達國家的水平做出應有的貢獻；另一方面要為了“我們共同的未來”、“為拯救一個共同的地球”，堅持不懈地努力和探索，積極發(fā)展高新技術，為實現(xiàn)我國下一個世紀可持續(xù)發(fā)展的同時，也不斷地發(fā)展與完善環(huán)境地質(zhì)學。為此，建議開展如下若干方面的研究：1．水資源短缺與供需矛盾及其出路的研究我國是一個農(nóng)業(yè)大國，同時又是水資源短缺的國家，農(nóng)業(yè)用水量約為4000億m3，約占全國用水量的80％，是用水大戶，但同時又是用水浪費的大戶。國家早已規(guī)定必須堅持節(jié)流開發(fā)保護并舉，把節(jié)流放在首位的原則，據(jù)陳夢熊（1998）估計在今后10～20年內(nèi)應逐步把農(nóng)業(yè)用水由80％調(diào)整到60～70％，即節(jié)約1000億m3是不難達到的。工業(yè)用水將上升20～30％，生活用水應上升到5％左右，三者之間保持75：20：5的關系是比較合理的。我國一方面水資源短缺，另一方面污染嚴重，而污水處理能力還很低，特別是城市應加大污水處理回用能力，作為城市重要替代水源。借助地質(zhì)介質(zhì)去除污物已有相當研究，但從工業(yè)規(guī)模污水回用上尚需加大研究強度。雖然水資源短缺局面短期內(nèi)不會有根本轉(zhuǎn)烴，但為緩解水資源供需矛盾，特別充分而又合理地開發(fā)利用地下水資源亦是一個重要出路。正如大家所知，地下水可以發(fā)揮在時空分布上的優(yōu)勢，地下水資源可開采量為2900億m3，目前已開采900億m3，還有一定開發(fā)潛力，但慶防止開發(fā)的過度集中，避免產(chǎn)生不良有影響。同時重視開展人工調(diào)蓄，增大人工補給對解決北方供水不足，無疑是一個重要方面。2．三峽庫區(qū)及長江下游地質(zhì)環(huán)境變遷與可持續(xù)發(fā)展研究（陳夢熊，1998）三峽水力水電樞紐是我國一項重大跨世紀工程，將對我國現(xiàn)代化，特別是長江流域的社會經(jīng)濟發(fā)展發(fā)生重大的影響。三峽建成后壩頂185m，正常蓄水位175m，庫水位將上升100余米，將使庫區(qū)100多萬移民生活方式發(fā)生很大變化。由于庫區(qū)大部分為丘陵山地，土地資源、礦產(chǎn)資源不足，地質(zhì)環(huán)境容量又有限，移民后地質(zhì)災害將更加嚴重，生態(tài)環(huán)境勢必進一步惡化，重視水庫建成后庫區(qū)環(huán)境地質(zhì)變化預測、地質(zhì)災害防治，將是今后幾十年我國最重要的環(huán)境地質(zhì)研究課題之一。

同樣水庫蓄水后，長江下游水位大幅度下降，改變了長江天然水動力條件，其搬運、沉積用了新的變化，長江沿岸的穩(wěn)定性及長江三角洲遭受海水入侵，都將發(fā)生較大改變。研究這些變化及發(fā)展趨勢，將是今后面臨的另一個重大環(huán)境地質(zhì)課題。3．黃河下游地上“懸河”對人類生存環(huán)境影響的研究黃河斷流已引起全社會關注。從1972年到1997年的25年中，有19年發(fā)生斷流，特別是進入90年代以后愈來愈嚴重，1995年斷流122天，1996年斷流136天，1996年斷流136天，1997年達226天，據(jù)統(tǒng)計全流域受旱累計7000余萬畝，減產(chǎn)糧食近50億kg。水資源短缺，嚴重影響黃河下游國民經(jīng)濟健康發(fā)展。下游黃河另一個重大問題是地上懸河，所謂地上懸河是指河床高程明顯高于兩岸地面，即河床不斷抬高，大約每年抬高0.1m，河道泄洪能力大大降低，河堤逐年加高，導致惡性循環(huán)。一旦發(fā)生洪水，將對鄭州以下城鎮(zhèn)產(chǎn)生毀滅性的災害。因此，研究黃河下游洪澇災害防治，以及黃河中下游、特別是三角洲城市水資源短缺矛盾的對策，是保持黃河中下游國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重大研究課題。4．跨流域調(diào)水的重大環(huán)境地質(zhì)問題研究跨流域調(diào)水是改變我國水資源時空分布不均的一項重大措施。南水北調(diào)工程已幾經(jīng)多年研究，其中西線、中線、東線的南水北調(diào)規(guī)劃方案各有利弊?？缌饔蛘{(diào)水不僅穿越不同的氣候帶或不同的地質(zhì)構造單元，而且需要解決諸如高壩、大庫、長隧洞、高揚程提水站及沿線渠道等各種復雜的工程地質(zhì)問題，同時由于調(diào)水導致區(qū)域性地下水和環(huán)境地質(zhì)條件的變化，應結合社會、經(jīng)濟、生態(tài)等因素進行綜合研究，同樣是環(huán)境地質(zhì)一項重大課題。5．城市化引起的環(huán)境地質(zhì)與核廢物地質(zhì)處置世界人口向城市集中的城市化問題已受到聯(lián)合國的關注。50年前全球不到三分之一的人在城市生活，據(jù)聯(lián)合國預測，到本世紀末至少有一半人居住在城市，到2050年全球三分之二的人完全依附城市。越是窮國化趨勢越快，而城市中的居住條件則愈來愈差。目前我國人口城市化率為28.7％，2010年為40％，城市人口集中將帶來各種各樣的社會問題，同時帶來城市地質(zhì)環(huán)境變化也是需要認真研究的。目前城市工業(yè)及生活用水比例在10％左右，預計2050年城市用水將增加一倍?，F(xiàn)今有一半城市缺水，特別是華北、東北、西北各省會城市及沿海城市。因此，城市水資源合理開發(fā)利用將是城市發(fā)展需要研究的一個重要的問題。隨著城市化、工業(yè)化的發(fā)展，高架橋、高陡邊坡、深埋長隧洞、城市地下空間的開挖、越江越海隧道建設等重大工程的基礎穩(wěn)定性、地殼穩(wěn)定性以及不良地質(zhì)體的處理與利用都需開展研究。城市建設中大量使用鋼材、水泥和砂石料

，其中砂石料開發(fā)引發(fā)的環(huán)境問題應當引起重視；長江中下河道挖砂影響了堤岸安全、古河道中挖砂形成砂石坑，導致廢棄坑不合理利用，甚至垃圾填埋，污染了地下水。同時丘陵山地的城市石料場的開采，遭致邊坡失穩(wěn)和城市景觀的破壞均應在化進程中引起規(guī)劃者的重視和研究。城市垃圾同樣困擾著城市發(fā)展，根據(jù)我國國情重視垃圾填埋場的選擇，既有利于實現(xiàn)垃圾資源化，又可減少垃圾對環(huán)境的污染。放射性廢物地質(zhì)處置已為國際上作為優(yōu)選的處置方法，放射性廢物處置工程必須具備防水和滯留放射性核素的作用，我國對中低放廢物和高放廢物地質(zhì)處置場地可行性研究，尚有初始階段，應引起有關方面重視。為了滿足城市發(fā)展，建設地下水封油庫是一項既有利于環(huán)境保護和戰(zhàn)略安全的儲油新工藝，只要認真做好基礎地質(zhì)工作，既節(jié)省“三材”，又油品消耗少，投資少，深埋地下，為現(xiàn)代化戰(zhàn)略發(fā)展的一項重要措施，山東黃島已取得了成功經(jīng)驗，福建漳州地下洞庫亦在可行性研究之中，應當引起有關