Question

　环境地质学与地质灾害学研究现状及发展趋势

Answer 1

从学科内容来说环境地质学应研究地质环境的自然地理地质特征及其演化历史和发展趋势，研究地质环境评价和预测，编制环境地质图系，研究地质环境（包括地质灾害）的勘查、监测和防治技术方法，以及合理利用和保护地质环境的对策和措施等。

1）地质环境评价和预测

定性地进行地质环境评价，如综合区域地质地理条件，地壳稳定性，岩土特性，地球化学背景，可能发生的地质灾害，作出分级区划评价较为易行。但是从整体上对地质环境进行系统分析，定量评价地质环境和预测在国内外仍属薄弱环节。现国际地质界开始重视这方面的研究。国际地科联CoGeoenvironment委员会于1994年建立了环境地质指标体系共27种。其内容涉及新构造活动、侵蚀与沉积、风化作用、斜坡稳定性、地下水、土壤质量、地球化学与地球物理参数、自然景观及其它动态要素，这是国际环境地学研究的一项重要进展，为开展区域性长期观测和建立预测模型奠定了基础。同时，委员会还计划开展“地表过程与土地持续利用”关系的研究。

国际上区域环境地质评价的方法有A.Cendrero等提出的自然单元分级体系为基础，基本上是自然地质地理分区，加上半定量化的指标，该方法在西班牙被广泛应用；有经济评估与风险评估方法，以地质灾害和地质问题作为评价主体，用货币值形式表征地质环境质量的优劣及人类活动对其产生的影响。这在美国有较广泛的应用。如加利福尼亚州城市地质总体规划，旧金山湾地区土地潜力定量评价，美国九大自然灾害的风险评价。中国学者采用系统论观点，提出地质环境是一个内部由岩石、土、水三个子环境系统构成，外部处于大气圈、水圈、生物圈、地球内部圈层及人类社会经济系统作用下的开放、动态和人－自然复合系统，以环境地质问题的强度指数，外部系统的影响程度指数和地质环境的质量指数作为量化指标建立了地质环境系统及其评价预测体系，并作出了21世纪初期中国地质环境态势的预测和评价。

2）环境地质制图

环境地质图（系）是环境地质研究成果的图式化，是直观反映地质环境的重要表达形式。为了便于经济建设规划决策部门使用，不仅要求内容科学化，充分反映区域地质环境特征，分析研究不同地区地质环境与人类活动的相互关系，在自然和人为作用下存在的主要环境地质问题及地质灾害，并进行综合评价，而且要求形式简明易读。国内外编制了不同比例尺的综合性或专门性图件，既有全国性的，如俄、美、加、澳、英等国均将其列入国家级中、大比例尺地质图的构成部分，也有一个城市或一个地区的编图。从编图方法看，在传统的地质学编图方法基础上，借助GIS及最新卫星成果，根据不同指标参数用多元统计方法编制数据库，对地质灾害进行预测，意大利、巴西、美国均取得较好的效果。俄罗斯已将1:200万地质生态图（即环境地质图）列为国家新一代地质图系进行填编，并对1:5万地质制图的要求也从以前的两种（地质图、矿产预测图）增加到与1:20万相同的四种，包括了地质生态图在内。现已编制完成14张1:500万生态地质图，反映了全俄生态地质环境现状及人类活动的影响。

中国水勘院1992年编制出版了中国环境地质图系11幅。它们以地质灾害图件为主，其中8幅为滑坡崩塌类型及分布，泥石流灾害，岩溶塌陷，地下水诱发危害，土地盐渍化沼泽化，沙漠及土地沙漠化，土壤侵蚀，特殊类土及危害。另外3幅则为地质自然保护区、旅游地质资源和环境地质分区图。该图系综合评价了不同地区的环境地质条件，反映了主要地质灾害类型形成和分布发育规律，提出合理保护地质环境、开发地质资源的对策建议。

3）环境地球化学

这是环境地学的重要分支学科。其主要研究内容包括微量元素与健康、地方病的关系，煤和有机物等的地球化学对环境的影响，全球环境变化以及分析技术等。通过地球化学填图可获得元素丰度的背景值，为防治地方病提供科学依据。如中国已查明低硒（低钼）的地球化学环境带，它呈NE-SW向，与克山病分布区域基本一致，从而采取相应防治措施，取得显著成效。众多的地学研究者开展了地质环境中氡、锶、氟、汞等元素与流行病、地方病、癌症发病率的关系研究。氡含量与肺癌死亡率的关系在云南个旧地区得到了验证。矿区的氡含量超出一般地区的23倍，死亡人数达千人以上。大部分氡来自花岗岩中铀的衰变。中国通过编制元素环境化学图、浅层地下水地球化学图、地方性氟分布图、胃癌死亡率分布图和大量资料的分析，有力地说明了地质环境和流行病学的关系。近年来，研究利用自然地球化学作用去除有关化学元素，调整环境条件；还有新兴的植物治理法，利用植物（萃取技术、根际过滤技术、重物固化技术）来清洁土壤中的重金属。因此，环境地球化学的成果在当前环境治理的理论与实践中起着极为重要的作用。

4）地质灾害学

由于地质灾害分布广泛，类型众多，其突发性、复杂性及发生规律尚未充分掌握，往往造成严重灾情，引起社会的关注和众多学科，特别是地质科学的参与和研究，因而逐渐形成并提出了地质灾害学的概念，研究内容包括地质灾害的类型划分，成灾条件，致灾作用，地质灾害的监测、预测和预报，地质灾害的防治原则和对策、决策以及风险分析。其中对地质灾害的决策可分为长期、中期、短期的，临灾的和反馈性的。灾害预报的基本方法建立在类比分析、因果分析及统计分析基础之上。

近10年来国内外开展了重点地区的地质灾害测年研究工作。他们应用同位素测年技术：¹⁴C法，铀系法，热发光（TC）法，电子自旋共振（ESR）法测定10～3Ma的年轻地质体、活动断裂、古地震、地质体滑动或运动的年龄以及地质灾害复活（发）周期等取得成效。

如何加强地质灾害预测和防治的理论研究，实现灾害地质现象的实时控制和管理决策过程科学化与人工智能化，是一项新的研究内容。中国专家1989年就研制了“地质灾害分类专家系统”。在此基础上又研制了“地质灾害预测防治智能决策系统”。应用这个决策系统可进行地质灾害时空演化预测，危险性区划，灾害经济评估以及减灾防灾对策的选择等工作。在应用于京、津、唐地区岩溶塌陷、地面沉降、海水入侵地质灾害时，证实了模拟的合理性和实用性。

在全国性地质灾害趋势预测方面中国作了重要的探索。1996年编制了1:600万地质灾害趋势预测图。该图运用地理信息系统的风险评价方法对地质灾害（主要是滑坡、泥石流、岩溶塌陷、地裂缝）进行现状评价；在此基础上，结合降雨条件，区域地震活动，区域地壳稳定程度，区域岩组条件和人类工程活动等因素，运用模糊综合评判模型进行综合评判，划分出地震灾害高、中、低风险区，这对国土整治和减灾防灾有重要意义。

对于地质灾害的评估也是地质灾害学的重要研究内容之一。“八五”期间中国研究建立了灾情评估计算机系统。该系统根据地质灾害勘查与管理需要，将灾情评估分成3种类型：以独立灾害体为对象的点评估，以小面积行政自然区为对象的面评估和以大面积行政自然区为对象的区域性评估。根据灾情构成，将地质灾害评估内容和步骤分为4个方面：危险性评价，易损性评价，破坏损失评价，防治工程评价。应用该系统针对崩塌、滑坡、泥石流、岩溶塌陷、地面沉降、地裂缝、海水入侵、膨胀土胀缩等8种地质灾害进行了研究，为决策部门确定灾害防治对策和管理提供了依据和方法。国际上自1990年开始制定了“国际减轻自然灾害10年”（IDNDR）计划，其中对于灾害定量化的研究是减灾科学中重要的问题。

地质灾害经济评价方面的进展：在开展地质灾害的勘查、监测和防治时，都涉及到经济活动或经济现象，需要作出合理的经济评价。但国内外目前尚缺乏可供借鉴的系统理论、方法和经验。目前在灾害经济评价中采用了价值评价法，还有效益评价法、机会成本法等，为制定和选择防治灾害最优决策方案提供可靠的经济依据。“八五”期间中国学者提出了地质灾害经济评价系统。它包括灾害风险评估（单项和综合地质灾害风险预测及评估，以及危险区预测和评估）和灾害经济评价（防灾方案技术经济评价，含防灾效益评价以及灾害损失经济评价）两部分，其中一系列技术方法的应用具有实用意义。

5）地质环境与地质灾害的勘查、监测和防治

对在人类工程经济活动影响下的地质环境和灾害进行勘查，并对其变化动态进行长期有效的监测，是研究保护地质环境和防治地质灾害的重要依据。不少国家开展对主要地质灾害勘查、监测和防治方法技术的研究，取得重要进展。中国已在各省、市建立了地质环境监测站网，在勘查技术新方法方面有遥感、高分辨率地震、高密度电法、土壤测氡等，并研制了²¹⁸Po测氡仪和微机音频大地电场仪等两种新型勘查仪器。这种新的勘查技术方法和仪器对调查地面岩溶塌陷、地裂缝、活动断裂、隐伏溶洞、潜在的地质灾害有明显效果。

实践证明，遥感技术和GIS应用于地质环境和地质灾害的监测、管理有广阔前途。加拿大用最新发射的Radarsat最新数据研究环境地质问题。美国学者用雷达研究地壳形变、火山监测、新构造运动取得好的效果，中国学者用大量影像资料展示出煤层自燃火区地质灾害的情况。在第30届国际地质大会上，美、日学者报告了红外遥感技术，德国介绍了用高空间分辨率星载传感器在地质中应用的成果，荷兰将遥感用于灾害预防、防灾准备及减轻灾害3个方面的成果，这些都代表了当前国际上的研究水平。在地质灾害监测新仪器方面中国最近研制了地声监测器，滑坡诱发因素监测仪器，遥控边坡稳定性监测仪器和滑坡自动报警仪器4种类型，为采用多参数、多因素监测灾害发生提供了手段。地声监测对崩塌、滑坡孕育初期十分有效；滑坡诱发因素主要监测滑坡体内土壤含水率，孔隙水压力及土体温度；遥控全自动边坡稳定性系统可同时监测72个点上的滑坡地表位移或孔内位移；滑坡自动监测报警系统则监测滑坡位移参数，有16个通道，位移超过门限值时即发出声、光报警信号，其中一些仪器达到国际先进水平。

地质灾害治理新工艺新设备方面，研制成功MD-50型锚杆钻机，具有多用性，有钻进复杂岩层和处理事故的能力，可用来治理滑坡。此外还有扩底承压式预应力锚索，这是加固崩塌、滑坡体的重要治理工具。