灾害地质学7 地质环境调查与灾害危险性评价.doc

第7章 地质环境调查与灾害危险性评 7.1地质环境调查 一、环境地质调查的内容 环境地质调查的目的是通过对区域地质环境条件和由自然地质作用及人类活动引起的环境地质问题的调查研究，评价预测地质条件演化过程及人类活动过程造成的地质环境变化，论证重大区域性环境地质问题和有关地质灾害的地质环境背景，拟定相应的地质环境保护对策，为区域经济与社会可持续发展、生态环境建设与地质环境保护提供科学依据。 环境地质调查的具体任务是查明区域地质环境条件，调查主要环境地质问题和地质灾害的类型与特征、成因机制、分布规律及其危害程度，分析地质环境系统演变的规律特征，评价预测其对人类生存环境的影响以及人类活动过程对地质环境的影响，预测地质环境的发展趋势；编制环境地质图系，开展环境地质区划；研究重大环境地质问题和有关灾害的地质环境背景，在论证地质环境综合整治的基础上，提出相应的保护对策。 环境地质调查的对象和目的千差万别，涉及的内容十分广泛，其基本内容应包括以下几个方面 （1）区域地质环境条件对区域性地质环境的调查，主要包括气象、水文、地形地貌、地层岩性、地质构造及水文地质条件等。 （2）区域地壳稳定性对区域性大陆地壳或岩石圈的活动性，特别是活动断裂的运动特征与地震活动特征的调查等。 （3）岩土体的物质组成与结构特征对岩土体的粒度成分与矿物成分、成因类型，岩体结构类型，工程地质岩组类型等方面的调查。 （4）资源开发与利用对水资源（地下水和地表水）、土地资源、矿产资源等资源在开发利用过程中所引发的环境地质问题的调查。 （5）地表水、地下水特征对地表水的径流特征与水质状况，地下水补给、径流、排泄特征，地下水水文地球化学特征，含水层的物理力学性质等方面的调查。 （6）物理地质现象（地质灾害）对内、外动力地质作用下发生的各种地质灾害的稳定状态、发育规律、危害方式、危害程度和发展趋势的调查。 （7）环境地质问题对环境地质问题的类型、特征、分布、危害程度及其发展趋势的调查；对重要环境地质问题专项调查与示范研究。 （8）人类工程活动对人类工程活动的类型、强度、范围、历史、已造成的危害和未来趋势以及地质环境对人类工程活动的敏感性与反馈作用的调查。 （9）环境污染源对环境中污染源的类型、特征及分布，污染物种类与危害性，污染物质的迁移、转化途径的调查。 （10）地质环境综合整治措施针对现有环境地质问题采取的综合防治措施及其治理效果等。 二、环境地质调查方法 从学科关系考虑，环境地质学是地质学与环境科学之间的交叉科学。它的产生、发展是与现代科学技术的发展、社会生产力的提高以及人类对地质环境的改造是密切相关的。研究环境地质学的最终目的是为了在深入认识原有地质环境的基础上，进一步了解人类活度对其的造成的影响，以有效解决在国民经济和社会发展过程中所出现的环境问题，为人类提供适于生存与可持续发展的良好环境。因此，其调查方法应注意以下几个方面 首先，要以地质环境的调查为基础。从环境地质学的研究内容（即地质作用引起的环境地质问题与人为作用引起环境地质问题）来看，各种环境地质问题的发生都是在地质环境的基础上进行的。因此，环境地质调查必须进行实地地质地质调查，掌握最基本的地质背景条件。 其次，要以系统理论为指导。从总体上对地质环境的各个方面（大气、水、生物、岩石圈、各种资源以及物质的能量转换过程等）和各种问题（污染、洪水、干旱、地震、塌陷等）进行综合调查，调查时应着重于各种环境地质问题的相互联系以及人类和环境地质的相互关系。此外，环境地质问题的调查还要区分不同层次，如森林退化是一个在大范围内长期起作用的影响全局的问题，而岩溶塌陷、地震、火山爆发等虽然也有一定的影响范围，但比起前者其影响范围相对要小，因而在调查时范围是明显不同的。 最后，环境地质学是一个涉及面广泛的综合性学科，除了吸取地质学与环境科学的调查方法与手段外，还要吸收其它学科领域研究的新技术与新手段，如遥感解译、地理信息技术、全球定位技术、海洋探测研究、南极考察研究以及地球物理进展、电子技术等。 基于上述描述，环境地质调查的方法主要包括遥感解译、地面调查、物探、钻探、原位及室内实验分析、长期动态观测等。 1．遥感解译 利用研究区的航空或卫星遥感影像资料，通过对比分析，提取不同时期的环境地质信息与演变趋势。 遥感解译具有时效性好、宏观性强、信息量丰富等特点。但也存在一定缺点，即人们对遥感技术比较陌生，使得遥感技术在环境地质调查中难以发挥应有的作用；环境地质遥感调查工作需要多时相的实时或准实时的遥感信息源，而这种信息源价格昂贵；当前常用的遥感信息源空间分辨率较小，难以满足环境地质的详细调查工作，这使得遥感技术仅在宏观调查中应用广泛，而在微观上应用较少。虽然具有以上缺点，该调查方法已经逐渐成为环境地质学调查的主要方法之一，应用广泛。如目前对青藏高原、青藏交通线等方面的环境地质调查研究都采用了该方法。 2．地面调查 充分利用已有基础地质资料，补充必要的野外调查。重点调查研究区地质环境条件及其演化规律、主要环境地质问题、人类工程活动的类型及其环境地质效应等，同时验证遥感影像资料的解译成果，该方法是对遥感解译的较好补充。 3．地球物理勘探 根据研究区特点和有待查明的环境地质问题，有的放矢地采用先进适用的技术方法开展物探方法调查工作，注意做好物探成果的综合解译与查证。地球物理勘探方法包括航空物探、地面物探和测井（硐探）等；从物理原理上讲，有电法、地震法、重力法和磁法等。目前正在发展的3S成像在环境地质调查中已发挥重要作用。 4．钻探 主要用于区域性控制和专门问题的查证，以及地质环境监测点的布设。 5．原位及室内实验分析 为分析研究地质环境演变规律，在地面调查阶段，采集水体、土壤和岩石等样品，利用古地磁、热释光、同位素年龄、孢粉、微体古生物、原子吸收光谱法、离子色谱法、超声波和流变仪等测试技术开展原位实验分析及实验室测试分析，获得环境地质评价所必须的数据资料。 6．动态监测 根据工作区地质环境条件和需要解决的问题，确定监测项目、监测网点布置原则、布设位置、监测内容与要求、监测工作量等。如用于观测地震、活动断裂、地下水、危岩体或滑坡的长期动态观测可为环境地质问题的发生发展提供重要数据，监测手段有地面位移（三角控制测量、微震台网和短基线测量等）、深部位移（多层移动测量计、测斜仪和磁标志法等）、热红外跟踪摄影与现场声发射（AE）自动记录仪和GPS 等。为确保监测周期，控制性的监测点应在工作初期布设并运行。 7．地球化学勘探 地球化学勘探在查明活动断裂分布与活动性以及地裂缝、地下岩溶发育程度等方面具有重要作用，通过探测汞、钍、铀和氡等放射性或挥发性元素的含量，分析评价不同区域的环境地质条件。 8．环境地质信息系统建设 以建立环境地质空间数据库系统和评价、预警与综合整治计算机辅助决策系统为目标，实现环境地质评价数据标准化和监测数据采集的自动化，评价、预测和综合防治研究的模型化、可视化与人工智能化。 7.2 地质环境条件评价 一、地质环境条件评价的目的与意义 随着人类对资源需求的剧增，人类活动对地质环境的影响越来越大，而地质环境对人类活动的干扰则表现出两种不同的反应趋势良性反应正环境效应和恶性反应负环境效应。人类活动的方式以及地质环境的反馈作用共同构成了环境地质学的重要理论与实践基础。 （一）关于地质环境的质量 地质环境的质量，在一定程度上由地球物理因素和地球化学因素决定，其好坏对人类的生活和社会经济的发展都会有很大的影响。地质环境质量的好坏，可以由以下几个方面的条件来确定 1．自然地质条件的稳定性 自然地质条件是决定地质环境质量的主要因素，其中最重要的地质条件有地质构造的稳定性、地形稳定性、地基稳定性、岩层性质以及地质灾害发育情况。 2．原生地球化学背景 人类生存于地球化学场的作用下，钙、镁、钾、钠、碳、氮、氧、磷等元素及某些微量元素是人体和其他生物体发育所必需的。环境中某些元素含量过高、过低或存在对人体有害的其他元素，均会给人的健康带来危害，所以环境的地球化学背景值是地质环境质量的一个重要标志。 3．地质资源的丰富程度 矿物资源、能源资源、土地资源、地下水资源、建筑材料资源和地质空间资源等是人类赖以生存和发展的重要物质基础，人们的生活水平与地质资源的丰富程度及其可用价值的大小密切相关。矿产资源、能源资源和地下水资源等资源的储量和开采价值也是社会财富的一种衡量指标。没有可供人类利用的各种地质资源，现代人类文明是不可能出现的。 4．抵抗人类活动干扰的能力 环境一方面为人类活动提供空间及物质能量，另一方面容纳并消化其废弃物。人类活动超出环境系统维持其动态平衡的抗干扰能力时，就产生种种环境问题。抗干扰能力差的地区，地质环境质量差，人类经济活动稍有不慎，就可以使地质环境状况更加恶化。例如，中国西北地区，气候干旱、植被稀少，人类活动的轻微干扰即会出现荒漠化等环境恶化的现象；处于半干旱气候条件下的华北平原，如农田水利活动不当，很容易加剧土壤盐碱化，地质环境质量较差。 5．受污染或受破坏的程度 人类对自然界的干扰日益扩大，地球上几乎已不存在未受人类活动影响的区域。天然的地质环境越来越少，人为因素对环境的影响越来越大，评定地质环境质量的好坏，必须考虑人为因素的干扰程度。废弃物导致的环境污染、大型工程活动对生态环境的破坏均不同程度地改变了地质环境质量。 地质环境的整体质量取决于各组成要素的质量。但在评价地质环境质量的优劣时，除考虑各要素的平均状况外，还应找出质量最差的要素，并做出评价。因为，人类活动常常使环境质量最差的因素首先受到影响，从而引起地质环境的变异。 （二）地质环境评价概念及其意义 地质环境评价是指对一切可能引起环境质量变异的人类社会行为包括政策、法令、规划、经济建设在内的一切活动产生的环境影响，从保护环境和建设环境的角度进行定性和定量的评定。 若从广义上讲是对环境系统的结构、状态、质量、功能的现状进行分析，对可能发生的变化进行预测，对其与社会、经济发展活动的协调性进行定性或定量的评定等。 从词义上说，地质环境质量评价就是研究地质环境的优劣程度。它是认识和研究地质环境的一种科学方法。在对地质环境的开发和利用中，要确定地质环境质量状况对人类生存和发展的适宜性，就必须进行环境质量评价。 地质环境评价具有系统性、客观性和价值性。一个完整的地质环境评价过程包括对客体环境变化规律的认识，对主体人类社会各种活动结果的分析，对客体地质环境与主体人类社会之间需求关系和满足程度的评定，对主体、客体以及主体与客体之间关系演化趋势的预测等，是一个复杂的系统评价过程。 客体地质环境条件与主体需求是客观存在的，主体与客体之间的需求关系及满足程度也是一种客观存在。建立在环境质量客观性和环境价值客观性基础之上的地质环境评价同样具有客观性特征。地质环境条件评价要遵循客观规律。 地质环境评价是人类主体对地质环境系统状况的价值进行的判断和评定，不具有价值或不具有潜在价值的地质环境客体一般是没有评价意义的。 地质环境评价的对象是地质环境价值。 地质环境评价的目的是认识地质环境条件，确定地质环境质量状况对人类生存和发展的适宜性，指导建设规划、土地利用规划等。 地质环境评价的内涵与外延问题是继环境质量内涵与外延问题之后环境评价学中又一个基础研究课题。地质环境评价问题的研究对建立环境评价学体系具有理论意义。 环境评价学的研究领域广泛，涵盖了传统意义上的“环境质量评价”和现已广泛应用的“环境影响评价”的研究内容。地质环境条件评价是判断和评判地质环境条件的一种科学方法，对完善环境科学方法论具有重要意义。 地质环境评价是认识和研究地质环境的一种科学方法。通过地质环境条件评价，确定地质环境质量状况对人类生存和发展的适宜性，指导人类社会从环境保护和环境建设角度开发和利用资源。 环境评价是环境管理工作的一个重要组成部分，是做好环境管理工作的基础。地质环境条件评价是建设规划、土地利用规划等管理工作的基础。 二、地质环境条件评价方法、原则与程序 从词义上说，地质环境质量评价就是研究地质环境的优劣程度，它是认识和研究地质环境的一种科学方法。在对地质环境的开发和利用中，要确定地质环境质量状况对人类生存和发展的适宜性，就必须进行环境质量评价。 （一）地质环境质量评价概述 地质环境质量评价的范畴主要包括区域地质环境、城市地质环境、地质灾害、地质地貌类自然保护区和有明显地质地貌特色的风景名胜区、与地下水有关的地质环境以及矿山地质环境。 1．区域地质环境质量评价 区域地质环境质量评价是为国土规划和国土整治服务的。国土规划要解决的问题，从根本上说是处理好人类活动与资源、环境的关系，使之能够相互协调发展。 无论是区域规划或是专题规划，国土规划都具有区域性特性。国土是指一定地域范围内自然资源和地质环境的综合体，所以，区域地质环境研究和评价，是进行国土规划和整治的重要基础。中国地域辽阔，自然地质环境条件各异，加强对自然的和人为的地质作用和现象的监测、评价，对保护与合理利用地质环境，搞好国土整治都具有实际意义。 对区域地质环境的监测、评价，不仅要评价其现有状态的区域规律，而且要研究地质环境条件在人类活动影响下可能发生的变化，预测地质灾害发生、发展的区域规律，以便合理地规划地质环境的开发利用和减轻地质灾害的危害。区域地质环境评价的重点是地质环境条件的区域规律、地质灾害、区域地壳稳定性和人类活动对地质环境的影响等四个方面。涉及的内容主要有各种工程建筑活动、开发矿产活动、农业生产活动、综合活动和地质灾害五个方面。区域地质环境评价可分为三个层次①在区域地质环境调查、评价的基础上，制定区域地质环境开发、利用、保护和治理规划纲要，从宏观上解决区域地质环境开发利用的方向，存在的主要问题，治理和保护的重点及应采取的措施；②针对区域的重大工程和经济活动布局，预测人类活动对地质环境可能造成的影响，从而对工程项目的适宜性及其影响后果做出评价；③对区域内在建和已建的工程建筑活动、开发矿产活动，农业生产活动、地质灾害和综合活动等进行监测和评价，从时间、空间和强度三个方面，不断地进行变化趋势的预测、预报，为减轻和防治地质灾害提供依据。 2．城市地质环境质量评价 这是地质环境质量评价的重点之一。因为城市是人类工程建筑活动和工业生产活动最集中的地区，对地质环境的影响最为突出。城市地质环境质量评价的重点是①城市区地壳稳定性评价，包括地震活动性、断层活动性及由地震诱发的各种不良地质作用的强度；②地基稳定性，地基岩性、埋深、物理力学性质及地下水因素；③供水条件和水资源保护问题，水资源评价、合理开发、管理和保护；④城市废弃物处置的地质条件评价和监测；③建筑材料的调查和评价；⑥城市地质灾害包括自然形成的和人类活动影响形成的的评价、监测和预测。 城市地质环境质量评价必须贯穿于城市规划、建设和城市正常运行的全过程。但是，在城市建设的不同阶段，其监测、评价的内容和方式，应有所不同。 城市总体规划阶段主要围绕上述六个重点内容对城乡地区各类建筑物和交通干线的规划布局和土地的合理利用做出评价。城市详细规划阶段则从地基条件和地质环境角度做出进一步评价，分析拟建工程的适宜性，并对地质环境可能发生的变化做出评价、预测。城市设计、开发阶段的评价主要是为各类拟建工程和场地选定提供有关地质环境质量优劣的依据，提出可采取的地质环境治理措施。城市运行阶段的环境质量评价任务是监测和评价城市开发过程及运行阶段可能出现的地质环境问题和灾害，及时进行预测、预报，采取有效的减灾和防治性措施。 3．地质灾害的监测、评价 地质灾害包括自然地质灾害和人为地质灾害两大类。地质灾害种类繁多，对人类的危害广泛而严重。地质灾害监测与评价的重点是①对各类地质灾害的地质环境背景进行评价；②研究各类灾害性地质作用发生和发展的规律、强度、形成机制及作用速率；③从工程建设和地质环境的相互作用出发，评价和预测各类工程建设可能产生的灾害性地质作用及危害程度；④对区域性和严重危害人类生产、生活的地质灾害开展长期监测，进行时间、空间、强度的预测、预报；⑤开展地质灾害的防治研究和指导防治工作。 4．地质地貌类自然保护区和风景名胜区的评价 建设自然保护区是保护自然资源和地质环境的重要手段，也是科学研究和教学、实习的良好基地。自然保护区总面积占国土总面积之比值的大小，已成为衡量一个国家科学文化水平的重要标志。为使有经济、科研、旅游或其他特殊价值的地质资源和地质景观不遭受毁坏，有必要加强地质地貌类自然保护区的规划与评价。这类评价的主要内容是在区域及城市地质环境调查、评价的基础上，做出地质地貌类自然保护区和风景名胜区的规划，对拟建的保护区和风景名胜区进行环境质量评价，并建立监测、保护标志，拟订保护性方案和措施。 5．与地下水资源有关的环境质量评价 对地下水进行环境质量评价，包括开发前期和开发过程中的评价。评价的主要内容有水源地地质环境质量评价；对水资源可能引起的地质环境问题进行预测；加强地下水动态和污染的监测评价，在开发过程中制定区域开采和人工回灌计划，进行宏观调控，防止地下水的过量开采和造成新的地质灾害。 6．矿山地质环境质量评价 随着生产开发利用规模的加大，矿山环境的污染和破坏日趋严重。矿山排放的废气、废水、废渣及尾矿对环境造成严重的污染和破坏，如水土流失、泥石流、地面塌陷等。矿山开发还存在着边坡失稳，地温地压增大，土地合理利用，水环境条件变化和土地恢复等问题。因此，需要加强矿山地质环境的监测与评价。 在矿山开发前，要对开发区及其临近区域进行环境地质评价，确定合理的开发方式和方案，并预测开发过程中地质环境可能发生的变化，为矿山合理布局提供规划依据。在矿山开发过程中，要加强地质环境的监测与评价，掌握环境变化的动态，提出对策，减少地质灾害。矿山开发后，仍要对地质环境变化进行监测和评价。同时，围绕矿山土地复垦，进行环境评价。 三、地质环境质量评价指标体系 地质环境评价与地质环境区划是环境地质学科研究领域重要研究内容之一。但是，由于评价区域的规模、地质背景、社会环境和评价区的工程属性的差别，地质环境的评价指标也各不相同。如上述区域地质环境、城市地质环境、地质灾害、地质地貌类自然保护区和有明显地质地貌特色的风景名胜区、与地下水有关的地质环境以及矿山地质环境质量评价的内容则是完全不同的评价内容的范畴，因此具有不同的评价指标体系。但从地质环境的总体特征来看，任何一个评价区均涉及到自然的和社会经济的环境因素。因此，任何一种地质环境质量评价指标体系是有若干个单项评价因子及其权重值构成的有机整体，而且是多层次多因子的复杂指标体系。这些因子之间相互作用、相互制约的关系直接或间接地反映了地质环境质量的优劣程度。 建立能够综合体现地质环境质量状况及人类居住适宜性的指标体系是开展环境地质评价的基础。要选取众多指标中最敏感、最便于度量和内涵最丰富的主导性指标，使指标体系能够准确地描述地质环境质量现状和未来的变化趋势。 确立地质环境质量评价指标体系应遵循科学性、系统性、可比性、针对性、时空多层次性和可操作性的原则。 徐友宁等研究了我国西北地区矿山环境地质问题，提出了西北地区矿山地质环境质量评价体系。该体系将矿山环境质量评价分为两个层次要素层和指标层。其中要素层分为资源毁损、地质灾害和环境污染3个要素，每个要素又包括若干个指标，一个指标又可用一个或若干个因子表征（图7-1）。各要素的权值是指在评定矿山地质环境质量等级时，各要素在总的评价中的重要程度。各指标的权值则表征其在评定相应要素等级时的重要程度。 矿山地质环境质量 资源毁损X01 地质灾害X02 环境污染X03 矿产资源破坏与浪费X1 土地压占与破坏X2 水资源破坏X3 崩塌、滑坡、泥石流X4 地面塌陷、地裂缝X5 水土流失X6 土地沙化X7 土壤污染X10 尾矿库溃坝X8 水污染X9 图7-1 矿山地质环境质量评价指标体系（据徐友宁等，2006） 四、地下水环境质量现状评价 地下水环境质量评价主要是指对那些以地下水作为供水水源的城市和工矿企业区所进行的环境质量评价。这项工作必须建立在已有的地质、水文地质和环境水文地质调查的基础上，必要时还要进行环境水文地质的监测和试验。 地下水环境质量现状评价要求在全面掌握地下水污染现状、成因、范围和程度的基础上，系统地对主要环境水文地质问题做出定量评价和描述。 地下水环境质量评价，必须以地下水资源和地质环境的质量变化为重点，结合研究区的环境水文地质条件类型进行评价。 地下水环境质量评价的一般程序如图7-2所示。 （一）评价因子的选择与评价标准 1．评价因子的选择 自然界中影响地下水质量的有害物质很多。在不同城市和地区，污染源的差异很大，污染物的种类也各不相同。因此，影响地下水质量因子的选择，要根据研究区的具体情况而定。一般来说，可选用对地下水质量有决定作用的因子，如氧平衡参数、无机污染参数、有机污染物参数、生物污染指数、毒理参数以及水的物理性质参数等。由于地表污染源、地层地质结构、地貌特征、植被特点、人类开发工程、水文地质条件及地下水开发现状等因素对地下水赋存、运移和质量的好坏有直接影响，也常把它们作为环境质量评价因子的选择对象。 2．评价标准 资料搜集 集集 地下水状况及开发利用现状调查 地下水污染源调查 编制环境水文地质评价设计书 地下水污染状况调查 基础环境地质调查 环境数据处理 环境水文地质监测 环境水文地质勘探 基础环境地质调查 编制环境水文地质（或地下水环境）评价报告 编制环境水文地质图 图7-2地下水环境质量评价工作程序框图（引自潘懋、李铁锋，2005） 评价标准是地下水评价的前提，在中国许多地下水污染现状评价中，无论是数理统计法或是单项指标制图法，都涉及到污染标准问题，而且各家认识不尽一致。 目前在国内比较流行的有两种标准一是以国家饮用水标准作为评价标准，二是以地区的污染起始值或背景值作为评价标准；通常把前者称为环境质量评价，即地下水质量是否符合各种目的的用水标淮；后者称为地下水污染评价，即研究地下水的污染程度。应当指出，地下水污染是一个从量变到质变的过程。以背景值为标准，有利于研究这一过程，而且能显示研究区某些特殊的环境特征。 如果取得地下水污染背景值比较困难，有时也采用对照值作为评价标准。对照值可以是历史水质数据，或者是研究区内无明显污染水点的地下水水质数据，即基线值；或者是研究区外，与研究区地质和水文地质条件相似地区的某些水点的水质数据。 （二）评价方法 地下水环境质量现状评价的方法很多，概括起来有数理统计法、环境水文地质制图法、综合指数法和模糊数学法等。在实际工作中可根据具体目的和研究程度来选择方法。 1．数理统计法 这种方法是以监测点的检出值与背景值或生活饮用水标准做比较，算出监测样品或监测井的超标率及其分布规律，最后进行污染程度评价。它适用于环境水文地质条件简单、污染物质比较单一的地区，往往在环境质量评价的初期使用，该方法常常同环境水文地质制图法联合使用。 2．环境水文地质制图法 环境水文地质制图法是以图件作为环境水文地质评价的主要表达形式，图件大体可分为三类 （1）环境水文地质条件图系包括地质环境分区图，主要反映表层地质环境，特别是第四系表层特性、厚度分区、地貌界限和微地貌形态；地下水资源赋存条件图，反映含水层的埋藏情况及天然防护条件；人工环境条件图，反映污染源的分布和自然环境中迁移扩散的位置以及人类工程活动对地质环境的影响。 （2）单要素地下水污染现状图采用等值线或指示符号进行污染程度分级，以污染指数表示各种有害物质的污染程度。 （3）环境水文地质评价图系包括地下水污染类型图，以污染源和地下水污染成因类型为依据，进行污染类型的划分；地下水水质综合评价图，以多项污染物质、多项指标等因素作为水质好坏的分级依据，综合反映水质的好坏。 3．综合指数法 综合指数法即环境指数评价法。它是为了评价某一水井或某一地段地下水中各种污染因子综合作用的结果，以便互相对比。当地下水环境质量评价以地下水的背景值或污染起始值为标准，其计算结果称为污染指数；若以饮用水标准为准则进行评价，其计算结果称为水质指数。 4．模糊数学法 采用模糊数学模型，须先进行单项指标的评价，然后分别对各单项指标给予适当的权重，最后应用模糊矩阵复合运算的方法得出综合评价的结果。这一方法在地下水环境质量评价中已得到广泛的应用。 五、城市地质环境质量现状评价 城市地质环境质量主要是指地质环境或背景对城市发展和建设的适宜程度。 城市地质环境质量现状评价是研究城市地质环境质量构成及其时空变化规律的方法，其目的是为城市规划或工程建设布局提供决策依据。 （一）城市地质环境质量的构成 对城市而言，地质环境包括岩土体、地质构造、水资源、地形地貌、内外动力地质作用等要素。因此，城市地质环境质量的构成主要有区域地壳稳定性、水资源状况、工程建设条件、外动力作用状况、人类工程经济活动状况等方面。 1．区域地壳稳定性 区域地壳稳定性主要反映了城市建设的总体地质构造环境的优劣，它往往决定着城市的发展规模和城市类型。与工程地质有关的环境质量评价的核心问题就是稳定性的研究。影响区域地壳稳定性的因素很多，最主要的有三个，即断裂活动性、历史地震及地震烈度。 2．水资源状况 水资源不仅反映了地表水、地下水的水量，而且反映水质状况，它在很大程度上限制着城市的人口增长和工业化进程。水资源的影响因素主要包括地下水、地表水的天然储量和水质状况的两个方面，如地下水水量、地表水径流量、地下水矿化度、人为排放的污水对环境的影响程度等。 3．工程建设条件 工程建设条件直接影响城市工程建设的质量和市政设施的布局，它反映了地质环境对工程建设的适应性和敏感性，即地质环境是否会因为工程设施的修建而恶化，是否会加重或诱发不良的地质作用和地质灾害。工程建设条件还表现为天然建筑材料的数量和质量，其影响因素主要是地基稳定性、动力作用、地形地貌、地下水水位和水质、土体振动液化势等。 4．外动力作用状况 外动力作用状况主要影响到城市市政设施的稳定性和运营状态。决定外动力作用状况的因素主要是流水、地形坡度、地貌单元等。 5．人类活动状况 人类活动状况可能造成城市生态环境恶化，是对环境不合理利用的结果，它同样影响到城市的发展。如不合理开采地下水引起地面沉降而危及建筑物的安全等。 （二）城市地质环境质量评价方法与程序 城市是在自然地质环境的本底上建立起来的人工环境。地质环境为城市提供了物质基础，城市建设在很大程度上改造了地质环境。城市地质环境质量评价包括定性评价和定量评价两种方法。 定性的评价方法有经验法、外推法、演绎法等。在城市环境质量评价中，它们常用于城市环境问题的分析、人类活动对地质环境影响分析、城市地质环境质量恶化的原因分析以及综合防治对策分析等。20世纪80年代以来，在城市地质环境质量评价中，人们开始利用地质环境质量指数法、模糊数学法、灰色系统及系统工程等方法进行定量和半定量评价。近年来，费用效益分析方法也在城市地质环境质量评价中得到应用。 土地开发费用 建筑物价值 室内资产价值 地质环境资源价值 等等 土地利用与开发基本费用 土地开发风险费用 资源损失费用 等等 建立地质环境单元损益比评价 地质环境场地单元 进行场地单元评价，编制地质环境质量损益评价图 结果分析，提出地质环境合理开发与保护的对策和建议 依据评价原理，城市地质环境质量评价主要按下述程序进行图7-3 土地利用与资源价值 图7-3 城市地质环境质量经济评价原理框图 1．依据城市总体规划确定城市主要用地类型； 2．调查获取土地利用的特征及所需的评价参数； 3．依据城市地质环境主题要素，建立场地岩土模型，计算土地开发的基本费用；建立风险费用模型，计算土地开发的风险费用； 4．建立地质环境质量损益评价模型，对地质环境场地单元进行评价； 5．根据评价结果，编制城市地质环境质量评价图，并进行敏感度分析，确定土地利用的最佳选择方案。 六、区域地质环境质量综合评价 区域地质环境质量综合评价实质上是评价人类与地质环境之间的相互适应性问题。在某种程度上，可以认为它是研究地质环境、地质资源与人类活动之间的对立统一问题，是某一地区地质环境人类活动容量的总体评价。所以，一个地区地质环境质量的优劣，不仅与地质环境、资源条件和环境地质问题的发育程度有关，而且与人类开发活动的饱和程度有关。 基于自然单元分级体系的区域环境质量综合评价将人类环境视为由许多不同的环境因子构成的自然单元，每一单元具有相对的均一性，高级单元的性状用低级单元的综合指标来表征。因此，评价环境因素和整体环境的质量时，可根据问题的性质，选择评价因子，并将其转化为可比的指标，然后按评价指标的相对重要性加权综合，用环境因素质量的综合指标来衡量整体环境的质量。 区域地质环境质量现状评价指标体系应包括地质体对工程建筑的适宜程度、地质资源的丰富程度与开发效益、水资源的丰富程度与开发利用的可能性、地质灾害与环境地质问题的发育程度以及地质环境的人类活动容量等图7-4。 区域地质环境质量现状评价 地质资源的丰富程度 水资源丰富程度与开发效益 地质灾害发育程度 地质环境人类活动容量 地质对工程建筑适宜性 地层岩性 土地资源 地下水资源 矿产资源 旅游资源 区域稳定性 地形地貌 斜坡稳定性 水文地质 地表水资源 发育 不发育 现代人类开发活动饱和程度 图7-4 区域地质环境质量现状评价体系 7.3 地质灾害危险性评价 地质灾害危险性是地质灾害自然属性的体现，评价的核心要素是地质灾害的活动强度。从定性分析看，地质灾害的活动强度越高，危险性越大，灾害的损失越严重。 地质灾害危险性分为历史灾害危险性和潜在灾害危险性。前者指已经发生的地质灾害的活动强度，评价要素为灾害的类型、规模、活动周期以及研究区内灾害的分布密度；后者指具有灾害形成条件但尚未发生的地质灾害的潜在危害性，评价要素包括地质条件、地形地貌条件、气象水文条件、植被条件和人为活动条件等（张梁等，1998。 对于历史地质灾害可以通过调查统计获取相关的资料和信息，对于潜在地质灾害则需要在调查研究的基础上通过一系列分析计算才能获取有关的资料。点评估主要是潜在灾害体或已经出现的灾害现象进行分析评价，确定未来的灾害发生几率、可能的规模和危害范围、活动强度及破坏程度等。面评估是对一个地区某类或几类地质灾害的活动程度进行分析评价，确定研究区未来灾害的类型、活动频率强度规模及其破坏能力并进行危险住分区。区域评估是对大范围内多种地质灾害活动强度的综合分析评价通过危险比区划确定区域比地质灾害的活动水平和危害程度。 （一）突发性地质灾害发生概率的确定 地质灾害发生概率是崩塌、滑坡、岩溶塌陷、地震等突发性地质灾害危险胜分析的重要指标。突发性地质灾害属于随机隆事件，同时又具有重复性和周期性特点。在不同条件下它们发生的几率和成灾程度不同。确定突发性地质灾害发生概率的方法很多，常用的有经验法、动力分析法与条件分析法、历史灾害频数统计法等（罗元华等，1998。 对于活动频繁且有较长时间观测记录或充分研究资料的地质灾害可通过进一步分析不同时间尺度的灾害周期性变化规律，根据经验确定不同规模灾害事件的发生概率。 动力分析与条件分析方法是通过潜在灾害体的力学机制和形成条件分析利用数学模型确定灾害发生概率的方法。 历史灾害频数统计法是通过对地质灾害在历史上的活动次数进行统计，总结出不同规模灾害活动随时间的分布频数曲线，根据曲线类型确定灾害活动规模与灾害发生频率的关系从而得出灾害发生的概率。 （二）渐进性地质灾害发展速率的确定 地质灾害发展速率是地裂缝、地面沉降、海水入侵等渐进性地质灾害危险性分析的基础指针。渐进性地质灾害的评价对象是已经发生灾害的地区，评价内容土要是地质灾害的未来活动强度和成灾水平评价方法主要有约束外推法和模拟模型法两种（罗元华等，1998。 约束外推法是指通过分析系统内大量随机现象的变化规律，确定系统发展的约束条件，并依此推测系统未来发展趋势的方法。约束外推预测的具体方法主要有德尔菲法、单纯外推法、趋势外推法、移动平均法、指数平滑活动、时间序列法等。常用的为单纯外推、趋势外推和时间序列分析法、在建立灾害活动规模与时间关系的基础上，依照已有的自然趋势外延预测未来不同时期灾害活动规模，并计算灾害发展速率约束外推方法简便，对于那些有长期灾害活动记录且灾害活动条件比较单一的评价自标最为适用。 模型模拟法是根据“同态性原理”确定评估对象的同态预测模型，建立数学模型，分析未来状态与现实状态之间评价日标的数量关系从而得出未来情况的目标值。 随着计算机技术的广泛应用，在灾情评估中还可以采用数值模拟技术来预测灾害活动的发展速率和不同条件下灾害的活动规模。 （三）地质灾害危害范围的确定 地质灾害危害范围的大小主要取决于灾害类型、活动规模和活动方式。如地震灾害可波及几千平方公里的范围，而崩塌的危害范围一般为几百～几于平方米。地质灾害的危害范围可根据致灾的动力因素来分析确定如地震的危害范围可由地震震级、震源深度及震中距等因素确定。对于崩塌、滑坡和泥石流而言它们的成灾范围一般包括灾害体发育区、灾害体活动区以及由其引发的次生灾害危害区三部分组成。准确圈定地质灾害危害范围，对不同地区、不同类型地质灾害的规模、活动方式及其破坏能力进行评价是评估和预测灾害损失的重要依据。 我国西藏波密易贡地区2000年4月9日发生罕见山体大滑坡后，中国水科院逼感技术应用中利用我国“资源”号卫星在上述地区的l月26日、4月13日和5月9日的遥感数字图像，结合同家测绘局制作的1250 000电子地图，在滑坡的发生范围为生成了三维立体图像，了解到了滑坡体和受淹地区的全貌，成功地对滑坡灾害做出了定性评估。为了预测滑坡体一旦溃决对下游造成的灾害，做好减灾救灾的防范措施，水科院遥感技术应用中心在数字高程模型（Digital Elevation Model, DEM）的基础上，计算出滑坡体下游至通麦桥的河道坡度，获得了直观全面而准确的资料，为有关部门迅速地做出决策提供了可靠的科学依据。 （四）区域地质灾害危险性区划 区域地质灾害危险性区划的目的是把地质条件复杂、危险性程度参差不齐的大面积评价区，划分成若干个地质灾害活动条件和危险程度相近的单元，作为确定评价参数实现区域评价的基础，它所反映的是不同地区地质灾害危险比的相对差异。 区域地质灾害危险性区划的基本步骤是首光将评价区划分成若干单元，通过分析各个单元地质灾害活动的基本要素、成因机制；然后建方数学模型，利用数学模型对评价区域进行定量化计算，确定不同单元的危险性指数；最后根据危险性指数的分布特点和自然地理与社会经济条件进行分区。 地质灾害危险性指数的计算方法有灰色聚类法、模糊综合评判法、信息熵评判法等。 思考题 1. 地质环境条件评价中的地质灾害的评价应包括哪些方面与地质灾害危险性评价中所涉及的内容是不是一样，为什么 2. 潜在灾害危险性评价要素之一的“地质条件”与地质环境条件评价中的“地质环境条件”是不是同一个概念为什么 3.地质灾害危险性区域的划分要做哪些工作具体的流程是怎样的。 本章讨论的主题及要求 主题 给定某一特定区域，如何进行其矿山地质环境灾害危险性评价 要求（1）课前查阅相关资料，理清关于主题的知识内容体系； （2）请2位同学大体上介绍自己的认识，时间为10分钟； （3）围绕主题，由指导老师组织，结合同学认识开展讨论。