区域环境地质调查的理论与方法概述

区域环境地质调查的理论与方法概述刘广润湖北省国土资源厅•区域环境地质调查，是指通过区域地质环境条件和由自然作用与人类活动引起的环境地质问题的调查研究，评价预测区域开发和国土整治的环境地质条件，论证重要区域性环境地质问题和地质灾害的形成条件与发育规律，拟定地质环境保护对策，为区域经济与社会可持续发展、生态环境建设与保护提供地质依据的一项基础性、公益性工作。随着我国社会主义建设事业的蓬勃发展，区域环境地质调查研究正日益显示其重要作用。在西部大开发中，搞好环境地质调查研究，更具有十分重要的意义。•环境地质学是一个新兴学科，环境地质调查工作也才起步，其理论方法都还处于探索阶段，众说纷纭，很不一致。由国土资源部（国家地质工作主管部门）组织开展的环境地质调查，具有很强的示范、向导作用，应尽可能在较为正确的理论指导下进行，并在实践中不断完善有关的理论方法，以求恰当地完成各项调查任务，并推动学科的健康发展。为抛砖引玉：笔者仅就个人关于环境地质学科的一些基本概念和开展环境地质调查工作的一些基本思路简要阐明如下：一、关于环境地质学科的一些基本概念•1.环境地质学是在世界环境问题日益严重，迫切要求地质工作参与环境保护的形势下产生的地质学与环境科学之间的边缘学科。其任务是研究、保护地质环境，减少天然的，特别是人为诱发的不良地质作用对人类的生存与发展造成的直接或间接（通过影响其他环境系统）危害。•2.地质环境是人类自然环境的一个重要组成部分。影响人类生存与发展的整个自然环境可分为五大系统，即地质环境、水环境、大气环境、生态环境和空间环境。它们与人类有密切联系和相互影响，其彼此之间也有相互影响。环境科学和环境保护应全面研究解决这五大环境系统对人类的影响问题。•3.地质环境系统由与人类有相互影响的地质体（物质）和地质作用（运动）共同构成，它是一个不断变化着的动态系统。地质作用有天然的和人为诱发的两种成因，人为地质作用正在成为引起地质环境变化和恶化的重要因素。人们对地质环境的全面研究，应包括认识它、改造（开发利用）它和保护它。认识和开发利用地质环境的研究已有基础地质、工程地质、水文地质、农业地质等应用地质学科早在进行，新兴的环境地质学则着重在保护地质环境方面发挥自己的作用。•4.地质环境对人类生存与发展造成的不良影响，严重者即为地质灾害。地质灾害是指不良地质作用给人民的生命财产、生活环境和国家建设事业所造成的危害。造成地质灾害的致灾地质作用发生一般都有一定的孕育发展过程，并需具备有利于其发生的内外条件。凡是易于导致地质灾害形成的条件（作用）和已出现的灾害孕育过程，都是环境地质研究的重点对象，即所谓环境地质问题。环境地质问题依其作用性质和影响（危害）对象可概分为环境工程地质问题、环境水文地质问题和生态环境地质问题三类。•环境工程地质问题，系指作用机制表现为工程动力地质作用性质（岩土体的位移和破坏），影响各种工程建设及环境安全的问题，如崩塌、滑坡、泥石流等；环境水文地质问题，指其作用机制表现为水文地质作用性质（地下水运动和水化学作用），影响水资源开发的问题，如水资源枯竭和水质污染等；生态环境地质问题，指其作用机制表现为土、水、气候的共同作用及其性状变化，影响生物（主要是植物）的生存、生长问题，如土地荒漠化、盐碱化等。•环境地质问题常较普遍存在，地质灾害是其中一部分恶性发展的结果。查明环境地质问题，防治地质灾害是环境地质工作的主要内容。在区域环境地质调查中，对地质灾害主要是查明其性状特征、形成条件、成灾危险性及危害性，提出防治对策。至于其防治工作则有待于调查后专门进行。•5.环境地质学的基本理论与方法是基础地质学、工程地质学、水文地质学及地植物学等的有关理论方法。其中工程地质和水文地质是环境地质学的主要支柱。因为如前所述，绝大多数环境地质问题和致灾地质作用都以工程动力地质作用和水文地质作用的性质出现，其防治方法也都要符合该两者的机制规律。农业地质及土壤学和地植物学则是有待在环境地质工作中加强应用的学科。环境地质学的环境科学属性除保护环境的宗旨外，主要表现在环境影响评价上。地质环境研究也和其他环境研究工作一样，结果都要有环境质量和容量的评价。地质环境质量和容量的科学评价是一项全新的事物，急待加强研究。二、开展环境地质调查工作的一些基本思路•1.环境地质调查的基本任务是通过调查研究，查明工作区地质环境与人类活动相互作用所产生的环境地质问题及地质灾害，评价其对人类生存与发展的影响，并提出防治措施。•2.环境地质调查按其性质和目的可分为综合性调查、专用性调查和专题性调查三类。综合性调查是全面调查研究区内所有环境地质问题及地质灾害，为区内各种工程经济开发和环境建设、保护服务；专用性调查着重研究与特定的工程、经济开发或环境建设（保护）有关的环境地质问题及地质灾害，并专为有关的开发、建设服务，如城市环境地质调查、生态环境地质调查等；专题性调查则是针对某个专门环境地质问题进行调查，研究其形成条件及环境影响，如水土流失环境地质调查、地面沉降环境地质调查、水库塌岸环境地质调查等。•3.由国土资源部组织开展的全国性环境地质调查，它是与基础地质、矿产地质并列的新一轮国土资源大调查的主要内容之一。其主体应是综合性调查，其范围应覆盖全国（有计划地逐步完成）。根据需要也可在一定范围开展专用性或专题性环境地质调查。但单纯的专用性调查或专题性调查不能代替综合性环境地质调查（因为其内容受局限）；也不宜以专用性调查名义进行实际上的综合性调查（那会造成学科混乱），对具有某种突出的工程开发或环境建设特点的地区，可以开展以某种专用性调查为主的环境地质调查，兼顾其他问题，最终仍形成综合性环境地质调查成果，如长江中游水患区环境地质调查、三江源头生态保护区环境地质调查等。•4.各种环境地质问题都是在基本环境地质条件的基础上产生的。环境地质调查的内容应分基本环境地质条件调查和环境地质问题及地质灾害调查两个层次。基本环境地质条件包括地形地貌、地层岩性、地质构造、水文气象、水文地质、工程地质、人类工程经济活动及植被生态状况等。调查中要求着重查明与环境地质问题形成有关的内容。•环境地质问题及地质灾害常依不同的自然地质地貌单元类别和不同的工程开发及环境保护类型而有不同的发育特点。大的自然地质地貌单元可分为高寒冻土区、一般山区、岩溶石山区、黄土区、沙漠草原区，平原区、海岸带等类别，对其要求是查明各类地区的常见环境地质问题及地质灾害。它们依次是高寒冻土区的冻土冻融、雪崩等；一般山区的崩塌、滑坡、泥石流及水土流失等；岩溶石山区的水源漏失、地面塌陷、洼地洪涝及石漠化等；黄土区的湿陷变形、水土流失及黄土滑坡等；沙漠草原区的沙丘移动、沙尘暴和水资源短缺等；平原区的地面沉降、地裂缝、河湖塌岸及河道冲淤等；海岸带的海面升降、海岸侵蚀淤积、近岸水下沙丘变迁、海底滑坡及浅层气藏等。•主要工程开发与环境保护类型有城市及交通建设、矿产开发、地下水开发、水利建设（含水患防治）、旅游开发、生态保护及农牧业开发等类型，对其要求是查明有关工程开发活动所易于诱发及环境保护工作需加防范的特有环境地质问题及地质灾害。它们依次是：城市交通建设中的地壳稳定性（地震）、地基稳定性、边坡稳定性、地下洞室稳定性、弃土及垃圾处理、水土污染等；矿产开发中的煤矿自燃,井巷瓦斯、突水、严重塌方,挖掘及疏排水引起的地面、山体及边坡失稳，矿渣及矿、尾水造成的土地破坏与污染等；•地下水开发中超采引起的水资源枯竭、水质恶化，水位下降引起的地面沉降、海水入侵等；水利工程建设中的坝体稳定性，水库渗漏、淤积、浸没、塌岸、诱发地震及对下游地质环境的影响和水患防治中地面沉降、淤积、管涌及堤防工程所起的作用等。旅游开发中的地质景观资源发掘与科学解释和旅游区的地质环境安全与保护等；生态保护与农牧业开发中的水土流失，森林植被破坏、草场退化，土地石漠化、沙漠化、盐碱化、潜育化,湿地干涸等。•在调查工作实践中，每个调查区的基本环境地质条件调查都依据区内的实际条件，按统一要求进行。环境地质问题及地质灾害调查，按调查区所属的地质地貌单元类别及所含的工程建设与环境保护类型相结合的原则，确定须查明的区域性常见的与工程特有的环境地质问题与地质灾害。•5.在调查评价方法上，要实行多学科的密切协作，传统方法与高新技术相结合。要充分发挥传统方法对各种基础环境地质条件和环境地质问题的宏观识别与定性分析的作用；同时，要充分利用RS、GPS、GIS及其他高新技术，以提高调查工作速度、质量及分析评价的深度。三、关于调查评价方法和成果方面的一些问题•1、关于调查方法•调查任务目标(解决什么问题，解决到什么程度)确定之后，选择调查方法就成了决定性因素。•环境地质调查的基本方法种类仍是基础地质、工程地质、水文地质等调查工作常用的方法，如遥感解译、地面调查、地球物理勘探、钻探、槽井探、室内外测试和监测等。只是各种方法都被用来查明环境地质条件，为解决环境地质问题服务。各种方法及其具体类型与操作细节对于特定的环境地质条件及环境地质问题的查明与解决效用不同，所以在调查工作设计中必须周密而正确地选择、部署有效的调查方法（包括其适用类型及合理操作），必须使所安排的调查工作保证能获得解决有关问题所需的定性的特别是定量的信息资料。•2、加强综合研究•环境地质问题多较复杂，其形成、演化常受多方面因素的控制和影响，很少能直现调查就能解决，因此必须注意加强综合研究。环境地质调查项目中的综合研究工作可分为调查工作过程中的就地跟踪研究（解决局部性问题）、与调查相配合的专题研究（解决普通性重大问题）和调查后期的汇总研究（回答总体任务）三个层次。前两者是为后者服务的，但也可有单独的成果。要将研究工作贯穿与调查工作的始终，绝不要全等调查工作结束后汇总研究，解决问题。•3、关于地质环境评价•地质环境评价是体现环境地质调查成果的社会价值为社会服务的主要手段。评价内容常分环境质量评价与环境容量评价两大方面。•地质环境质量评价就是评判地质环境的好坏。任何事物的好坏都是对使用者和用途而言，地质环境质量好坏是对人类生存与发展的适宜性而言。这里又分是针对人类活动的全面需求抑或专门针对某种具体需求而言，从而分成综合性评价和专门性评价。•地质环境容量评价是评价地质环境条件对人类活动的承受能力，也就是其所能容许的人类活动适宜程度。•从理论上说地质环境容量评价也应有针对人类所有活动的综合性评价与针对某些特定活动的专门性评价之分。但因人类活动种类繁多，多种活动对地质环境的影响也不相同，故综合性地质环境容量不易进行，一般只作专门性地质环境容量评价。•4、地质环境质量评价，一般划分出好坏等级，属定性行为；地质环境容量评价，要划定界限，属定性手段，地质环境容量评价需要在地质环境质量评价的基础上进行，同时它又是地质环境质量评价的一个最具实用价值的定量指标，两者常常结合进行。如评价一个城市地区工程地基条件的好坏，属专门性地质环境质量评价范畴；最后提出适不适宜修建多少层以上的高楼，这就属于专门性的地质环境容量评价了。二者相辅相成，才能形成完整有用的评价成果。四、关于调查成果•环境地质调查成果首先要阐明区内的环境地质问题，做出环境地质评价，提出地质环境保护对策。欲充分发挥调查成果的经济和社会效益，还要靠地方领导机关和规划部门的重视以及有关群众的积极贯彻执行。所以调查成果既要有足够的科学论证，同时还须便于使用者（地方领导机关和规划部门）的应用。因此建议在编好详细全面的调查评价报告的基础上，再编一份简要的可操作性强的使用报告，简要报告文字部分要通俗易懂，着重讲调查评价的结论性意见；所附图件也要力求直观反映使用者所最为关心的问题。