地质学的定义范文

导语：如何才能写好一篇地质学的定义，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

【关键词】 地心坐标系 地球椭球 地理空间 制图区域 制图物体 地图符号

地理系统研究人类赖以生存与生活和影响所及的整个自然环境与社会经济环境[1]。人类为了生存和发展的需要，必须以各种技术手段，采集和获取地理空间的相关信息。现代测绘学，是信息科学的一个分支，是获得物体的空间位置和属性信息[2]。地图作为空间信息的一种载体，它通过人们创设的地图符号集合，能把制图区域内复杂的空间存在压缩为二维的简单关系，从而使广域空间内的自然现象和社会经济现象的空间分布、地理特征和相互关系跃然纸上。二维地图是人类认识上的飞跃，是人类原始思维向抽象化发展的结果[3]。地图总涉及到地理空间、制图区域和制图物体等基本概念。在现行的大中专教材及有关地图学文献中，尚未见这些基本概念的数学定义，因而不能从理论的高度对其概括和阐释。本文是笔者对地理空间、制图区域、制图物体数学定义的研究及其关联的地图符号的数学分析。

1 地理空间事物的椭球面定位

1.1 地心坐标系

以地球质心为大地坐标原点的坐标系，即地心坐标系。这种坐标系统是阐明地球上各种地理和物理现象，特别是空间物体运动的本始参考系。但长期以来，由于人类不能精确确定地心的位置，因而较少使用。目前利用空间技术等手段，已可在cm量级上确定它的位置，因此采用地心坐标系在当今既有必要性也有了可能性。现在利用空间技术得到的定位和影像等成果，客观上都是以地心坐标系为参照系[4]。使用地心坐标系，在国际上已成为一种明显的趋势。

地球空间事物的定位，涉及地球的形状和一定的坐标系。全球范围内，可用地心大地坐标系和地心笛卡尔坐标系表示点的空间位置。

1.1.1 地球椭球

大地水准面包围的地球形体比较接近真实的地球形状，但仍是一个有100m起伏幅度的复杂曲面，不能用简单的数学方程表示，更难以在此面上进行简单而又精密的坐标和几何计算[5]。为此，测绘科学中常以一个接近地球整体形状的旋转椭球代替真实的地球形体，这个旋转椭球称为参考椭球。在现代大地测量中，规定参考椭球是等位椭球或水准椭球，即参考椭球与正常椭球一致。一个等位旋转椭球由四个常数定义，这四个常数常是赤道半径a，地心引力常数gm，动力形状因子j2，旋转速度ω。考虑到便于利用gps与国际兼容，我国建议采用参考椭球：a=6378137m；f=1∶298.257222101；gm=3986004.418×；ω=7292115×。根据这四个常数，可以得出一系列导出常数[6]。根据地球的扁率f，可以求出椭球短半径b，从而可用数学方程表示一个已知长半径a和短半径b的椭球。

1.1.2 地心大地坐标系dl

地心大地坐标系是使地球质心作椭球中心，以过所求点c的椭球面法线与赤道面的夹角φ为纬度，以过c点的子午面与初始子午面的二面角λ为经度，以c点沿法线到椭球面的距离为大地高h，用c点的三个分量φ、λ、h表示其空间位置。地心大地坐标也即三维地理坐标系，记作dl。对于任何地球空间点c，总存在c=（φ、λ、h）∈dl|φ[0°～±90°]， λ∈[0°～±180°]，h∈[-h～+h]。已知地球椭球的长半径a和短半径b，可定义椭球面。

定义1　 地球椭球面 对c∈（φ、λ、h）∈dl，存在c1=（0°，λ，o）， c2 =（0°，-λ，o），c3 =（90°，λ，o），c4=（-90°，λ，o）∧d1（c1，c2）/2=a∧d2（c3，c4）/2=b，若点集满足：

s={c|c=（φ、λ、h）∈dl，φ∈[0°～±90°]，λ∈[0°～±180°]，h=0} （1）

则称s为以a为长半径，b为短半径的椭球面。若a，b分别为地球参考椭球的长、短半径，则称s为地球椭球面。

1.1.3 地心笛卡尔坐标系dk

以地心o为坐标原点，选择一个以赤道平面上一组相互垂直的直线为x、y轴，而以地轴为z轴，这样的坐标系称地心笛卡尔坐标系，记作dk。若以地球参考椭球的长半径a和短半径b作常数，则地球椭球面也可定义。

定义2　 地球椭球面 存在地球椭球的长半径a和短半径b，若点集满足：

s=｛c|c=（x，y，z）∈dk∧ =1｝

（2）

则称s为以a为长半径，b为短半径的地球椭球面，其中2b即地轴兼旋转轴[7]。

1.2 地理空间

地理科学研究的对象是地球的表层，具体地讲，上至同温层底部，下到岩石圈的上部，指陆地住下5～6公里，海洋往下4公里。设地球表层的上限为h1，下限为h2，从而得h的定义域（适用于“地球表层”概念）为h∈[-h2，h1]。根据h的取值，以h=0的椭球面为界面，可定义地球内空间和外空间。

定义3　 地球内空间 满足条件

intk=｛p|p=（φ，λ，h）∈dl∧-h2≤h＜o｝

（3）

的点集，称为地球内空间。

地球内空间即指岩石圈顶部至地球椭球面之间部分。由椭球面与真实地球表面之间的差异，因此存在虽在地表之上却因其处于椭球面内侧而属于地球内空间的点集。

定义4 　地球外空间 满足条件

extk=｛p|p=（φ，λ，h）∈dl∧o＜h≤h1｝

（4）

的点集，称为地球外空间。

地球外空间即是地球椭球面到同温层底部的空间。由于椭球面与自然面之间的差异，同样存在虽在地表之下却因处于椭球面外侧而属地球外空间的点集。

定义5 　地理空间 地球内空间entk、地球椭球面s和地球外空间entk的并集，称为地理空间，即

k=entk∪s∪extk|entk，s，extk∈dl

（5）

由于地理空间的上下限h1和-h2的选择与地球表层概念相适应，因此，地理空间的定义也就是地球表层的数学表述。

2 制图区域和制图物体

2.1 同胚

定义6 　同胚 设x和y是两个随意的拓扑空间，并设f：xy。如果f是连续的双一一函数，并且它的反函数f -1也是连续的，那么，f就叫做空间x到空间y上的同胚或拓扑映射或拓扑变换；此时空间x与空间y叫做同胚的，记作x≈y。

如果f是空间x到空间y上的一个同胚，ax，并且b=f（a），则称点集a与点集b是同胚的，记作a≈b；此时又称点集b是点集a在同胚f之下的同胚象或拓扑象。如果f是空间x到空间y上的一个同胚，g是空间y到空间z上的一个同胚，则复合函数gf是x到z上的一个同胚。空间的同胚关系≈是一个等价关系[5]。地貌等高线图形，也就是其上覆地貌的同胚象[6]。

2.2 覆盖空间

定义7　 覆盖空间 设e和b是连通且局部道路连通的拓扑空间，f∶eb是连续满射，如果对于每个c∈b，存在c的道路连通开域u，使得f把f -1（u）的每个通路连通分支同胚地映射成u，则称（e，f）是b的覆盖空间，这种u称为容许邻域，b称为底空间，f称为覆盖投影[10，11]。

2.3 制图区域和制图物体

2.3.1 椭球面上点c与过c点的椭球面法线hc的双一一函数关系

设c为椭球面s上的任意点，c∈s，过c点能且仅能作一条法线hc指向地理空间k。由于大地高h以椭球面为起算面，故地球外空间extk=｛hc|0＜hc≤h1｝，地球内空间intk=｛hc|-h2≤hc＜0｝。显然，地球空间的椭球面法线hc与椭球面上的投影点c是双一一函数。现把覆盖空间定义应用于地球外空间extk与地球椭球面s：令覆盖定义中的e=extk，b=s，f是连续满射，c∈s，|f -1（c）=hc∈extk，这里s是底空间，（f， extk）是s的覆盖空间，f为覆盖投影，c是hc在f下的同胚象或拓扑象。同理可说明地球内空间与地球椭球面的关系。

2.3.2 制图区域和制图物体的椭球面定位

定义8 　制图区域 设a为s的子集，as，如果a是s中一个连通的开集，那末，a就叫做s中的一个区域。点c∈a，c的邻域u的原象f -1（u） ∈f -1（a）被作为制图对象时，则称f -1（u）为制图物体。f -1（a）在椭球面上的投影a称为制图区域。c的邻域u在球面上的外在特征有三种：

1） 当u=c为单一点时，称c为f -1（u）的点状定位；

2） 当u=lc，lc表现为线状连通集时，称lc为f -1（u）的线状定位；

篇2

【中图分类号】r285．1

【文献标识码】b

【文章编号】1007—9297(20__)01—0007—02

莪术油葡萄糖注射液(zedoary turmeric oil and

glucose injection，zng)是以莪术油为主药，加葡萄糖

配制而成的一种新型中药抗病毒制剂，以病毒颗粒溶

解方式抗病毒，对呼吸道合胞病毒有直接抑制作用，

对a1和a3型流感病毒有直接杀灭作用，同时对金黄

色葡萄球菌、溶血性链球菌、大肠杆荫等也有抑制作

用，目前在临床应用较广泛。然而．莪术油注射液有多

种不良反应，可引起过敏性休克和死亡，造成医疗纠

纷。目前有关莪术油注射液过敏致死法医学鉴定的报

道尚不多见。本文复习有关文献资料，结合2例莪术

油注射液过敏致死法医尸体解剖发现，对莪术油过敏

原因、配伍禁总、检测方法、法医学鉴定原则进行了分

析。

案例

【案例1】死者，男，3岁。某年12月12日以腹泻、

呕吐在一乡村医疗站就诊，诊断为病毒性腹泻，即予

以治疗。输入：(1)生理盐水100 ml加入菌必治0．9 g；

(2)莪术油200 ml加入病毒唑100 mg两支；(3)5％葡

萄糖200 ml加入维生素c 0．5 g、维生素b6 50 mg。输

液过程中患儿即出现面部潮红，面部出现荨麻疹，输

完液后患儿精神状态较差，昏昏沉沉，当晚患儿出现

发烧症状。次日凌晨患儿出现口唇青紫、呼吸困难、脉

搏微弱等症状，送往医院途中死亡。

尸检主要发现：喉头水肿(轻度)，肺泡隔及肺问

质毛细血管扩张，充盈红细胞，肺泡隔显著增厚，双肺

问质部分区域可见淋巴、单核细胞灶状浸润；大部分

肺泡腔充满均质、淡染的水肿液。心肌纤维排列规则，

部分心肌呈波浪状改变。肾小球结构正常，肾小管管

腔空虚，肾内未见出血及坏死改变。脑宽，脑沟变

浅：软脑膜及其脑实质内血管扩张；脑组织结构疏松，

神经元及脑内小血管周围间隙增大。提取死者心血、

肝脏、肾脏，进行系统的毒物、药物分析，结果未检}}i

常见毒物中毒，从死者的血液、肝脏和肾脏中均检出

莪术油成分。

【案例2】死者，男，9岁。某年4月7口因发烧、咳

嗽、气喘等症状，由其母带至某卫生院就诊，诊断为肺

炎，建议住院治疗。其母以无人看护、家庭经济困难拒

绝住院。医生开 莪术油葡萄糖注射液250 ml，内加

先锋霉素v、病毒唑，静脉滴注治疗。离开卫生院时开

出相同药物，并加歼克咳敏、麻杏止咳片、等口服。次

日凌晨3时20分．患儿冉次人院，医生检查呼吸停

止、脉搏消失，经抢救无效死亡。

尸体解剖主要发现：喉头水肿(轻度)，肺泡隔毛

细血管充血，肺问质水肿，有灶状单核细胞及淋巴细

胞浸润；肺泡腔内有蛋白液体及吞噬细胞渗 ，支气

管上皮细胞脱落，部分支气管腔内有炎性渗 。心、

肝、肾等其他脏器主要表现为淤血、水肿改变。从死者

的血液、肝脏和肾脏中均检 莪术油成份；毒物分析

排除常见毒物中毒。

讨论

莪术油系由中草药姜科植物莪术干燥地下根茎

中提取的一种挥发油，是由20多种成分组成的混合

物，主要成分为莪术醇、莪术酮等；莪术油葡萄糖注射

液已被中国药典1995年版二部收载。按中医理论莪

术具有行气破瘀、消积止痛之功效，现代药理学研究表

明莪术具有很强的抗病毒作用，临床适应证包括病毒

引起的感冒、上呼吸道感染、小儿病毒性肺炎、病毒性

肠炎及病毒性心肌炎等，疗效好，应用广泛。但在医疗

实践中由于应用不当、个体差异等原因，莪术油产生

多种不良反应，严重者导致过敏性休克死亡。

本文两个案例，根据案情和病历资料，死者生前

均用过莪术油注射液，均表现出过敏症状，主要表现

为：面部潮红，口唇青紫，呼吸困难，荨麻疹等。，1体解

剖主要发现：喉头轻度水肿，肺脏有问质性炎症，腑、

心、肝、肾等脏器淤血、水肿，其他组织脏器无致步e性

病理改变，全身未见明 外伤；毒物和药物分析从死

者的血液、肝脏和肾脏巾均捡 莪术油，体内未捡iij

【作者简介】李涛(1973一)，男，汉族，陕西省西安市，硕士。讲师；从事法医病理学教学、研究和检案工作。．rel：+86—29—82655117；e—mail：litao—hy@163

corn

· 8 ·

常见毒物，对保留的心血进行ige检测，结果均为阴

性，分析认为与死后分解代谢有关(解剖距死亡时间

均超过48小时)。根据尸体解剖结果排除机械性损

伤、窒息、中毒等原因致死，患者肺脏的问质性炎症较

轻，为灶状，不足以致死。因此，根据排除法，确定其死

因是在患间质性肺炎的基础上，因注射莪术油导致过

敏性休克而死亡。

莪术油产生过敏等不良反应的机制在于两个方

面：首先莪术油葡萄糖注射液为乳浊液型fo／w 型1注

射液。挥发油组分经乳化剂作用，形成小于l ixm的均

匀乳液。过冷、过热、添加反类型乳化剂和电解质等多

可能引起“破乳”，脂肪颗粒发生凝聚，使乳液中形成大

于1ixm的脂肪颗粒，从而引发不良反应。因此莪术油

葡萄糖注射液宜单独静滴，忌加入其他药物进行配伍

应用，以减少“破乳”的发生。本文案例1就是死者生前

曾用莪术油注射液、头孢曲松钠注射液、病毒唑注射

液等药物混合在一起进行静脉滴注，引发过敏，导致

死亡。其次，莪术油为中药制剂，像清开灵、鱼腥草注

射液、鸦胆子油注射液等中药制剂一样，目前由于受

提取工艺的限制，中药注射剂中往往含有蛋白、淀粉、

鞣质、色素、黏液、树脂、挥发油等致敏成分．不易完全

去除。这些成分一旦人血，刺激机体产生抗体或致敏

淋巴细胞，发生过敏反应。『1．2

莪术油等中药注射剂引起的不良反应呈现出多

样性，常累及多器官多系统，临床表现以发热最为常

见，表现为发抖、寒战、高热。这种发热为药物热反应，

有人认为它属于ⅲ型变态反应，其潜伏期限不易确

定．一般在lo天以内，短者仅1天，长者可达25天。

其次为皮肤及其附件反应，主要表现为全身充血性红

斑疹、荨麻疹、瘙痒、面部潮红、局部皮疹或弥漫性出

血，注射部位红肿等，严重的不良反应有过敏性休克、

喉头水肿、呼吸困难等，甚至死亡。莪术油静注时，病人

也会出现头晕、视物模糊、失明等，主要是因为莪术油

为乳浊液型注射液，短时间内输入较多的莪术油乳液

颗粒，可阻塞毛细血管，导致失明

据报道莪术油与多种药物(包括头孢曲松钠)配

伍禁忌；[41将禁忌配伍使用的药物配伍使用，可明显影

响药物的药理作用，延误治疗．加速死亡。

法律与医学杂志20__年第13卷(第1期)

鉴于莪术油注射液可引起严重的不良反应． 药品

监督管理部门建议临床医师应严格掌握适应证，用药

过程中避免给药速度过快，加强临床用药监护。对此

药过敏者禁用，过敏体质者慎用。禁忌与头孢曲松、头

孢拉定、头孢哌酮、庆大霉素、速尿配伍使用。并建议

生产厂家加强对此产品的上市后监测，并进一步开展

完善t艺和质量标准的研究。

在法医病理工作中，遇到与莪术油过敏相关的医

疗纠纷、非法行医、猝死案件．应该尽早进行全面尸体

解剖，发现青紫、喉头水肿等过敏征象，检查血清中

ige水平，排除损伤、疾病等死因，并进行系统毒物、药

物分析，结合案情分析用药方案、配伍情况及输液速

度等做出正确地判断。此类案件非常重要的一点是要

证实生前曾经使用莪术油，对生物检材(如血液、尿、

肝肾等组织中)是否含有莪术油进行检测。

莪术油中莪术醇是有效成分之一。可作为莪术油

真伪鉴别的依据。有关文献报道，采用薄层层析。以

hsg为色谱板，以苯：甲醇：乙酸f7．9：1．4：0．7)为展开剂，

用莪术醇对照进行鉴别，碘蒸气作显色剂，斑点分离较

好、清晰。目前已从莪术油中对莪术醇的含量测定方

法有：(1)香草醛硫酸溶液显色后比色法。中国药典19

95年版二部中，莪术油葡萄糖注射液中莪术油的含量

测定采用此法。以莪术醇标准溶液为对照品，用紫外可

见分光光度法于(520±2)nm对样品和对照品测定吸

光度，用空白实验消除误差，即可求出莪术醇的含量。

(2)气相色谱法。郑少珠等[51对莪术油原料药中莪术醇

采用气相色谱法，以联苯为内标。内标与样品的分离度

大于2，平均回收率为99．2％，简便易行。

参考文献

【l】马建丽，周亮，王世岭．中药及其制剂致过敏性休克131例分析[j】．

药物不良反应杂志，20__，2(3)：166

[2] 高建，张平．中药不良反应研究进展[j]．中医药研究，20__，16(5)：

6l

[3】孙定人，王士凡，壬艳红，等．药物不良反应[m】第2版，京：人民卫生

出版社．1996．31

[4】吴宏卫，张静，陈才铭，等．莪术油葡萄糖注射液与5种药物配伍稳定

性考察[j】．药学实践杂志，20__，20(1)：21

[5】郑少珠，朱维华，等．气相色谱法测定莪术醇的含量[j]．广东药学院

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关键词：工程地质 岩土工程

1.工程地质学科的争议

教科书对工程地质学的三种定义：①工程地质学是研究与工程有关的地质问题的科学；②工程地质学是研究人类工程活动与地质环境相互作用的科学；③工程地质学是研究人类工程建设活动与自然地质环境相互作用和相互影响的一门地质科学。

从以上三种定义的实质中均不难看出，工程地质学强调的工程和地质的关系，研究的是人类工程活动与自然地质环境的相互作用。但是，近年来工程地质学科却正在经历着前所未有的挑战，工程地质学被异名为岩土工程学，工程地质勘察被称之为岩土工程勘察。工程界有此呼声，学术界有此呼应，一些大专院校也纷纷效仿，甚至工程地质这个专业在高校也被取消了。一时间，似乎工程地质已经成了守旧传统，岩土工程才是先进时髦的，才是可以适应市场经济并与国际接轨的。这是近年来分歧最大的争议。

这些年来工程地质勘察的不景气以及市场竞争的不规范化，工程地质勘察队伍增加了岩土工程的业务是完全必要的，但将岩土工程作为工程地质的救世主，则值得商榷了。

根据笔者的理解，岩土工程是一项工程应用技术，是针对地质体的工程缺陷实施的工程措施而进行的一系列设计和施工过程的总称。岩土工程的任务是“处理”地质体的工程缺陷，使之满足工程建筑物对地基的工程要求，因此又有“岩土工程处理技术”的别名，说明岩土工程的确是一项实实在在的工程技术。确立工程地质学是一门独立的学科，尽管也仅仅是本世纪初的事，并不象数学、物理学、天文学等等著名学科那样历史悠久，然而，之所以将工程地质定义在“学科”这样的高度上，是因为她具备学科的一些基本特性和基本理论，这就是地质学的基本特性和基本理论，换句话说，工程地质学的基本理论就是地质学(当然更包括数学、力学、化学等等)，因此，又将工程地质学界定为地质学的一个分支学科或应用学科，这是符合实际的。工程地质学的最新定义也是较为全面的：研究人类工程活动与地质环境相互作用的科学。显然，工程地质与岩土工程尽管有相似之处，但也有天地之别。如果将岩土工程界定为工程地质学科的一个分支，好象还说得过去；而反过来用岩土工程来代替工程地质，则实在有些牵强附会。

1997年6月20-27日，国际工程地质学会在希腊召开了一次学术讨论会，会上决定将本学会名称改为：国际工程地质学与环境学会。我国组团15人参加，王思敬任团长。随后国内也有人提出工程地质学会改名，以便与国际接轨，但一直未获通过。在近几年的中国地质学会工程地质专委会会议上，学科和学会更名问题的交锋一直也没有停止过。我国工程地质界的前辈专家学者们多数也不同意更名，认为如此严肃的基础性应用性学科，没有必要放弃自己的传统风格，我国的工程建设任务十分繁重，工程地质学科的研究和发展前景仍然是艰巨和光明的。

2.工程地质工作的任务

在工程建设中，工程地质工作的任务十分繁重，也异常艰巨，主要任务是：①选址，选择在地质条件上相对最优的工程建筑地区或场地；②评价，阐明工程建筑区或场地的工程地质条件，进行定性和定量的工程地质评价，准确界定工程地质问题；③预测工程建筑物兴建和运用过程中地质条件的可能变化，为研究改善和防治工程地质缺陷的措施提供依据；④调查工程建筑物所需的天然建筑材料等。

3.工程地质专业的尴尬

工程地质专业是工程建设的基础性专业，没有这个专业，一切工程建设均将成为空中楼阁，这是常识性问题，我们在这里反复强调好象有些多于。然而，现实确让这一基础性专业处于一个十分尴尬的境地，主要表现在：

①工程地质专业本身的特殊性、复杂性和实践性；

②专业不景气，社会地位和经济地位与工程地质专业不相适应，工作环境、工作条件的局限，择业行为中的浮躁动机，专业本身的局限性； 转贴于

③规程规范存在的问题；

④工程地质勘察技术的局限性；

⑤相关专业对工程地质专业的轻视；

⑥长官意志，某些决策者对工程地质专业的无知或轻视；

⑦世人对工程地质专业的不了解与不理解。

4. 在工程建设中的地质教训

由于地质问题而严重影响工程建设的实例太多，教训太深刻，顺手拈来几个实例：

①云南漫湾水电站左坝肩顺层滑坡和建材问题；

②贵州天生桥二级水电站厂址、隧洞等问题；

③贵州东风水电站右坝肩和帷幕线上的岩溶问题；

④乌江彭水水利枢纽前期工作重复问题；

⑤雅砻江锦屏二级水电站岩溶地下水问题；

⑥软弱夹层的遗漏对工程建设的重大影响，葛州坝、西津溢洪道等。

5. 工程地质在工程建设中的决定性作用

任何地质条件下都可以建工程，对吗？这个问题也是这些年来工程界的一个热门话题，笔者认为答案是否定的。

①陕西东庄水库灰岩坝址渗漏严重不能建坝；

②小浪底滑坡性质界定对设计的影响；

③天生桥二级水电站移民区是否滑坡对移民安置的影响；

④堤防工程中的堤基垂直防渗引起的环境地质问题，有时可能是决定性的；

⑤地质边界条件和地质参数对工程设计的影响。

6.相关学科在工程地质中的应用

①系统工程在工程地质中的应用；

②计算机技术在工程地质中的应用；

③遥感、物探、GPS等；

④水工设计施工与工程地质的关系。

清晰的工程概念是地质师所必需的。潘家铮院士对地质师的要求：应该有系统地学习水工建筑物的基本设计理论，计算方法，以及地基缺陷的影响，各种处理的措施，各种成功和失败的经验；最好补一些数学、力学、水力学、岩土力学、岩石试验、有限元分析和计算机应用等方面的基础课。五十年代初，由于我国水利水电工程地质专业人才奇缺，一批设计师改行从事工程地质专业的学习和工作，后来大都成为工程地质专业的优秀专家。实践证明，地质师的工程概念清晰，地质工作会得心应手；反之则可能事倍功半。

7.工程地质要面对现实着眼未来

汪恕诚部长最近讲话强调：不能老修改设计，因为搞招投标尤其是国际合同，修改设计就意味着被索赔。修改一个设计，似乎节省了某一个工程量，而索赔量比这个还大，大量修改设计怎么得了？汪部长的这段讲话似乎在批评设计，实则是水利水电工程地质的一个千载难逢的新的契机。

如何理解汪部长的这段话？我们认为首先要搞清楚为什么修改设计，水利工程因为地质问题而修改设计的可以举出若干例子来。

修改设计往往赖地质，我们当然可以理直气壮地说：前期地质工作投入不够，工程地质条件不清楚，地质基础资料不准确，工程地质分析出力不够或分析工作的深度不到家，工程地质问题的界定不明确或界定有错误，学术技术问题得不到广泛的讨论和争论，工程地质问题的真理有时往往掌握在少数人手里。

很明显，要想不修改设计，地质工作必须做到家，基本的地质工作量必须保证。作为地质师，既要尊重事实，坚持真理，实事求是，还要努力学习，开拓进取，勇于创新，更要勤于实践，不迷信权威，不违心唯上。工程地质专业的形象靠地质师们去树立，去维护；工程地质专业在工程建设中的地位也只有靠地质师们自己去争取

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关键词：环境地质学；专业特色；启发式教学；案例教学

Exploration in characteristic teaching pattern of environmental geology

Sun Hongfu

China university of mining and technology, Beijing, 100083, China

Abstract: The teaching of environmental geology faces a lot of changes with the developing of its content, methods and technology. The characteristic teaching pattern of environmental geology had gradually formed through exploring teaching methods and idea.

Key words: environmental geology; characteristic teaching; heuristic teaching; case teaching

环境地质学是研究人类活动和地质环境相互作用的新兴学科，是地质学的一个分支，也是环境科学的一个组成部分。环境地质学研究自然和人为引起的地质环境问题，以及人类工程建设和资源开发引起的地质环境问题[1]。环境地质学已经成为地质学、地理学、环境科学等专业的必修课或者选修课。环境地质学是一门综合性的科学，内容涉及灾害地质学、环境工程学、地球化学、地质工程学、城市环境地质学、矿山环境地质学、农业环境地质学、海洋地质学等多个学科。如何为不同专业、不同年级的学生更好地讲授环境地质学课程，成为一个新的挑战。笔者在环境地质学的教学过程中，结合环境地质学的课程特点、学生的知识结构和专业特色，积极探索教学方法改革，不断总结经验和心得，逐步形成了具有鲜明特色的教学方法，取得了良好的教学效果。

1 强调人地和谐理念和可持续发展观

环境地质学课程最重要的目标之一，就是让学生树立人地和谐的理念和可持续发展观。首先要认识到，地球是人类目前可以生存的唯一场所，地质环境容量是有限的，人类活动和地质环境是相互制约的，过度地索取必然会引起地质环境的恶化，甚至出现灾难。要达到人地关系的和谐，必须以科学的人地观为指导，培养全球性、长远性和差异性的环境意识，珍视和充分利用环境质量与自净能力，减少环境损失，防止环境污染和生态破坏；培养广义性、有限性和稀缺性的资源意识，坚持节约利用、综合利用和持续利用原则，充分发挥资源的多重功能，提高资源利用效率和水平；科学的人口意识、合理的生产意识、适宜的消费意识和正确的文化意识同样非常重要[2]。另外，危害人类的自然灾害始终存在，人类一定要充分认识这些自然灾害(如洪水、滑坡、崩塌、泥石流、地震和火山活动)，尽量避开或降低它们对人类生命财产造成的威胁。

2 体现专业特色

环境地质学涉及的内容非常广泛，每个章节都可以单独作为一门课程来讲授。但由于课时的限制，不可能对每个章节都进行非常详细、深入地讲解，必须根据学生的专业特色和学校的特色，有选择、有侧重地讲授环境地质学的各个章节。对于矿业类院校的地质工程专业学生，侧重讲解自然灾害、矿产资源开发、能源开发和利用、表生地球化学异常与人体健康、环境地质调查等章节，用地质构造和地质演化的理论讲解地震和火山的发生规律和分布特征，用矿床学理论讲解矿产资源的成矿规律和矿石特征，用地球化学的理论讲解地方病的发病机理和分布规律，将地质学的理论和方法融入到各章节的讲解中。自然地理学专业要侧重自然资源开发、土地利用、房地产开发等内容；人文地理专业侧重城市规划、旅游管理等章节。

3 结合学生的知识体系

环境地质学是一门拓展学生知识面、培养学生兴趣点的课程，适宜安排在第一学年。但是，由于各种条件所限，环境地质学有可能被安排在许多专业课之后的第二学年或者第三学年。由于某些专业课的内容与环境地质学的部分章节或知识点相同，势必会增加环境地质学的讲授难度。因此，教师在讲授环境地质学课程之前，必须考虑不同年级学生在知识结构上的差异，有针对性地调整各章节的内容和深度。遇到与前期专业课相同的知识点，教师既可以有针对性地温习之前学过的重要知识点，补充新的教学内容，也可以在相同知识点上增加深度，激发学生的求知欲望。在为地质工程大三本科生上环境地质学时，环境地质学中的自然灾害章节与学生前期学过地球科学概论中的知识点重复，此时，教师需要增加新的知识点，并增加难度。比如讲到火山灰，不仅要讲火山灰对人类和动植物的危害，对全球气候的影响等基本知识点，还可以拓展到火山灰在层序地层学中的应用，火山灰具有延展性、瞬时性和等时性的特点，可以构成发育良好的区域等时面，许多含煤地层普遍发育火山灰，可以作为煤层对比的重要依据，能够有效弥补生物带法、常规标志层和沉积旋回法在煤层对比中的不足[3]。在讲到河流类型的时候，可以与能源地质学中的煤炭沉积环境知识点结合起来，让学生思考，哪种河流类型能够形成巨厚型的煤田，还有哪些典型的河流地貌非常适宜煤炭的沉积等。只有紧密结合学生的知识体系，才能将环境地质学课程讲得更生动，并且将课程内容的广度和深度有机结合起来。

4 启发式教学

环境地质学不仅普及知识、让学生记住一些基本概念和知识点，更重要的是要培养学生独立思考、全面思考以及应用所学知识解决问题的能力。随着世界人口剧增、城市化不断推进，各种环境地质问题不断出现，这些环境地质问题的解决方法往往没有标准答案，需要学生主动思考，积极查找相关资料，对问题不断探索。比如许多化学合成杀虫剂(如DDT)在害虫杀灭、粮食增产和疟疾预防等方面功不可没，但同样导致了严重的生态危机，危害人类健康，并毒死了大量鸟类、鱼类和益虫。现代农业到底能否离开化学合成杀虫剂？化学合成杀虫剂到底是毒药还是仙丹？这些问题的答案都需要学生发挥独立思考的精神去探索。

河流具有强大的侵蚀和搬运作用，能够导致河流上游不同程度的水土流失，但我们不能就此否定河流的侵蚀和搬运作用。因为河流携带的泥沙会在下游形成三角洲和冲积平原，造福人类，入海口堆积的泥沙还能有效抵御海水入侵。因此，要通过教师的讲解启发和培养学生全面思考的能力。

5 案例分析

20世纪初，美国哈佛大学法学院创造了经典的案例教学法，之后在法学、企业管理、医学等学科的教学中得到广泛应用。环境地质学中也有很多经典的人地危机和人地和谐的案例，也可以借鉴这种成功的教学方式。从实际案例出发，提出问题、分析问题、解决问题，通过师生的共同努力使学生做到融会贯通，能举一反三，理论联系实际，从而增强知识，提高能力和水平。在选择案例的时候，要尽量选择一些影响范围广、贴近学生生活、绝大多数学生都了解的近期发生的经典案例，这样更容易激发学生的兴趣，提高案例分析的教学效果。例如，通过学生对美国墨西哥湾漏油事件和我国大连漏油事件的分析，更深刻地理解能源开发和运输中可能导致的生态和环境危机，并且深入思考如何正确面对和处理这种生态危机。在讲海洋公约中“海域”的定义时，可以对中日领海纠纷案例进行分析，通过该案例的分析，不仅能够让学生更深刻地了解领海基线、专属经济区和大陆架等概念的真正含义，还可以让学生认识到联合国海洋公约在解决领海纠纷方面的不足，同时提高学生的海洋意识。

6 结合科研动态和学科发展

环境地质学也是一门应用科学，它应用掌握的地质信息来解决实际的问题，减少环境的恶化，增加人类利用和改造自然的有利条件[4]。但是，由于撰写时间有限，大多数环境地质学教材中的某些知识点存在明显的滞后和不足，特别是关于各种环境地质问题防治方法的相关内容，而该部分内容又是学生需要重点掌握的内容。因此，非常有必要将与环境地质学相关的最新科研动态、热点研究问题和学科发展动态引入到课堂教学中。在此过程中，也可以将自己和学院其他教师与教学内容相关的科研工作和科研成果介绍给学生。比如在讲到土壤污染内容时，大多数教材都没有涉及如何治理和修复被污染土壤的内容，这就需要教师在备课的时候查阅相关的书

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籍和文献，查找传统和最新的土壤修复技术，以及各个修复技术的优缺点和这些土壤修复技术的应用情况。这样，才能让学生全面了解土壤污染和修复技术，同时激发学生的科研兴趣。

7 多媒体教学

环境地质学中的许多内容需要借助图片、视频等多媒体才能达到更好的教学目的和教学效果。图片具有直观明了的特性，可以根据教学目的进行实时添加，比如在讲解露天开采对地表的破坏的时候，很多学生对露天矿了解很少，仅仅用文字讲述露天矿的占地面积等破坏程度，不能让学生体会露天矿的巨大破坏性，如果将世界十大露天矿的图片展示给学生，学生就能真正理解什么是“地球表面的巨大伤疤”了。

视频也是环境地质学非常重要的教学手段，视频能更直观、全面地展示环境地质学内容，但是比较占用课时，所以课前要对平时收集的教学视频进行精挑细选。教学视频要画质清晰、客观全面、贴近生活、震撼心灵、引人思考。教学视频的画质清晰程度直接影响观看者的情绪和兴趣，高清晰的教学视频能够引起学生的观看欲望，达到更好的教学效果；教学视频的内容必须客观全面，否则容易误导学生，因此必须对视频内容仔细筛选。介绍环境地质问题的教学视频，最好有思想碰撞，学生看后能够震撼心灵，并且引发学生深层次的思考。比如中央电视台制作的“垃圾围城困局”视频就可以作为关于城市垃圾的教学视频，该视频介绍北京在城市垃圾处理过程中遇到的现实问题，通过视频可以了解不同立场人(包括主张和反对垃圾焚烧的学者、垃圾焚烧厂附近的居民和城市管理者)的观点和思想，该视频能够让学生深切体会到，城市垃圾处理既是一个刻不容缓的问题，又是一个很难解决的技术问题和管理问题，引发学生对城市垃圾问题的深入思考。

参考文献

[1] 朱大奎,王颖,陈方.环境地质学[M].北京:高等教育出版社,2001.

[2] 潘懋,李铁峰.环境地质学[M].北京:高等教育出版社,2006.

篇5

【关键词】：环境；岩土工程；问题

中图分类号： TU-023 文献标识码： A 文章编号：

引言

随着工业的迅速发展,环境问题已引起人们的极大关切,如何保护好人类赖以生存和发展的土地、海洋与空间,已成为广大自然科学工作者、社会科学工作者的研究课题和使命。高速发展的经济建设改善了人们的生活条件,但也在一定程度上干扰了生存环境,对生态平衡起了负面效应,岩土环境问题亦由此而产生。从70年代开始,世界上一些工业化国家相继建造核电站,为了保证安全,这些国家的政府有关部门均要求在核电站付诸施工之前必须进行环境影响评估。由于岩土工程师在核电站选址方面往往是首席专家,因而也很自然地成为环境影响评估的总协调专家,在环境岩土工程研究方面扮演着主要角色。环境岩土工程学是一门新兴的综合叉学科,它涉及岩土力学与岩土工程、环境工程、土壤学、卫生工程、地质学、水文地球物理、水文地质、地球化学、工程地质、采矿工程以及农业工程学等。

环境岩土工程的定义

环境岩土工程作为一个新兴的研究领域，在近年来得到了快速的发展，其内涵也在不断地丰富之中，目前对于环境岩土工程的理解不一，所给出的定义也是不一致的，还未有统一的定义，其研究的内容与范围也存在着许多的差异，当前，一般对环境岩土工程的定义有两种观点：

一种是以环境岩土工程学的创始人方晓阳为代表，认为其实一门交叉的学科，研究土、岩石的物理性质及其与生物圈、大气圈、岩石圈、水圈和微生物圈之间的相互作用，这种观点是把环境岩土工程作为一门土壤科学、环境科学与工程和岩土工程的交叉学科，在层次上高于环境工程与岩土工程，是岩土工程发展的新阶段，是环境科学与工程和环境科学的汇合点。

另一种观点是把环境岩土工程作为岩土工程学科中的一个分支学科，还是属于岩土工程的范畴，其目的是为了应用岩土工程的原理与方法来解决环境问题；在进行环境岩土工程的研究时，传统的岩土工程学理论与方法作为环境岩土工程的开端与整个工程的框架是必不可少的。

二、环境岩土工程的工作内容

虽然他们对环境岩土工程的定义认识是有所不同的，但其本质是一致的，即环境岩土工程是一门多学科交叉的学问，它是以岩土工程的活动为中心,来探索岩土工程与环境两者之间的关系,以能够达到岩土工程活动与环境之间的相互协调发展。其具体的包括两个方面的内容,一是用岩土工程的观点理论来解决一些由人类的活动而引起的次生环境岩土工程问题和自然界中已经发生或即将发生的原生环境岩土工程的问题；二是在进行岩土工程的活动时,要使环境保护与岩土工程两者有机地结合起来，并考虑岩土工程活动对环境的影响。其研究的内容包括:（1）针对岩土工程活动所造成的诸如地面沉降等环境岩土工程的问题进行评价与治理;（2）管涌、滑坡、地震等灾害对岩土工程活动的影响与分析,这一点与传统的环境工程地质学与工程地质学研究的内容是比较相近的;（3）名胜古迹的保护、垃圾的填埋处理、核废料的处置等新的内容。环境岩土工程使我们站在一个更高的层次去考查和分析岩土工程,对其的研究有着重要的意义,使我们周围环境更适宜于人类的生存和发展，更加符合自然规律,。

环境岩土工程专业分工与特点

由于环境问题涉及的面比较广泛,问题本身往往又比较复杂,环境岩土工程学与相邻各专业在工作内容上不可避免地要出现交叉甚至重合。这些相邻专业有环境工程地质学、环境工程学、水文地质学土壤学、水力学、地震学、、工程地质学、工程地震学等等。但是,不同学科之间的关系应该是:(1)学科发展上应该是相互的渗透,而不是以邻为壑；(2)在方法论上要发挥所长,相互的补充;(3)在工作环节上要相互衔接,或者是平行的探索;(4)相互交叉的课题应该是各有各的侧重。学科及其分工也是不断发展的，正像机、电科的发展越来越趋向于“机电一体化”一样,在环境岩土学科的专业分科以及各分科专业的分工上也不可能是一成不变的。

即便是相对成熟的学科,有时在分工上也是相互的渗透,并且不同专业的学者,看法也未必一致。在地震、污染治理和废料处置等问题即是如此。目前正确的做法应该是发挥所长,加强交流,相互补充,在发展中形成各自的专业重点。作为环境岩土工程,工作的重点应该是:(1)应该强调尽量做到量化地解决问题；(2)与更加广泛的问题相比较时,侧重于与土木工程有关的问题,包括工程受环境的影响和工程对环境的影响;(3）与更加宏观的问题相比较时,侧重于与工程有关的区域性问题,特别是工程场地问题;(4)能够发挥岩土工程理论与方法的问题;(5)与岩土特性有关的问题。

4几个环境岩土工程方面的重要问题

1.特殊土问题

膨胀土的显著特征是吸水膨胀和失水收缩。一般工程技术人员容易忽视其对工程建设造成的破坏，主要是因为在天然含水率的情况下处于比较坚硬的状态,如果其含水量保持不变,则不会有体积变化。所以在工程施工中,建造在含水量保持不变的黏土上的构造物不会遭受由膨胀而引起的破坏。

黄土是一种以粉粒为主,多孔隙,弱胶结的黄色沉积物。黄土湿陷性一般造成的建筑物的地基变形,迅速而又比较强烈,而且往往规模比较大。为了防止与减轻湿陷性黄土引发的环境岩土工程问题,在建筑中要加强对湿陷性黄土的地基勘察工作;对其地基必须进行加固处理;常见的湿陷性黄土地基处理的方法有:强夯法、垫层法、、挤密法、预浸水法等。要积极地开展湿陷性黄土的湿陷变形、边坡的稳定和黄土岩溶的研究，严格规范各种工程的建设活动。

2.垃圾填埋问题

目前处理城市垃圾的方法主要有高温堆肥、焚烧、卫生填埋。国内外运用最广的垃圾处理方式即是卫生填埋。卫生填埋是选择和采用合理的填埋结构,最大程度地减少和消除对环境特别是地下水体的污染，是一种比较有效的处理垃圾方式。垃圾填埋厂的设计关键之处在于淋滤液收集系统、衬垫系统、封顶之处和气体收集系统。淋滤液收集系统是用来收集填埋场中产生的淋滤液并将其排放至废水处理站或集水池集中来进行处理。衬垫系统是位于填埋厂底圈和四周的一层屏障,用来隔离固体废弃物和淋滤液以防止对填埋厂四周的土及水等造成污染。封顶系统是为减少封闭后对填埋厂的渗入。气体收集系统用来收集废弃物中的有机成分分解时产生的气体。

3.过度的开采引起地面沉降的问题

导致地基沉降最主要的因素是过度地抽取地下水,还有过度采取地热，石油、天然气等也会导致地基的沉降，它会使含水层的水平面下降,孔隙水的压力也随之减小,而上覆地层的压力不变,故孔隙水压力的减少值等于土颗粒骨架的附加的有效应力。当地下水位升降变化时会出现以下两种的情况:（1)当地下水位只在基础底面以下的压缩层范围内变化时,可能会引起地基基础的附加沉降。如果地下水突然下降或土质不均匀也可能会造成建筑物发生变形破坏；（2)水平面的升降变化只在地基基础底面以下的某一定的范围内发生变化时,地下水位的下降仅稍增加基础的自重，此时对地基基础的影响不大。

结语

环境岩土工程作为一个新兴的研究领域，在自身的发展中正经历着一个重要的阶段，自然环境的恶化、地震、洪涝灾害的频频发生，这都对环境岩土工程提出了严峻的挑战。这都要求我们要不断改变与创新环境岩土工程的方法与手段来解决这些问题。

参考文献：

[1]何朋朋,姚磊华.环境岩土工程研究综述[J].岩土工程界,2007(8).

篇6

1.1水文地质学科涵义与研究对象

地下水即是赋存于地面以下岩石空隙中的水。地下水的功能主要包括：资源、生态环境因子、灾害因子、地质营力与信息载体。地下水及赋存地下水的介质还具有一些另外的功能。水文地质学在国民经济发展中的作用是与地下水及其赋存介质的功能相联系的。

1.2水文地质学的定义

地下水这一名词有广义与狭义之分。广义的地下水是指赋存于地面以下岩土空隙中的水；包气带及饱水带中所有含于岩石空隙中的水均属之。狭义的地下水仅指赋存于饱水带岩土空隙中的水。

水文地质学（hydrogeology）是研究地下水的数量和质量随空间和时间变化的规律，以及合理利用地下水或防治其危害的学科。它研究在与岩石圈、水圈、大气圈、生物圈以及人类活动相互作用下地下水水量和水质的时空变化规律以及如何运用这些规律兴利除害。

1.3水文地质学研究的范畴及任务

水文地质学是研究地下水的科学，主要研究地下水的分布、运动和形成规律，地下水的物理性质和化学成分，地下水资源评价、开发及其合理利用，地下水对工程建设和矿山开采的不利影响及其防治等。在不同环境中，地下水的埋藏、分布、运动和组成成分均不相同。查明上述各方面状况，可为科学地利用或防治地下水提供根据。水文地质学对地下水的研究，着重自然历史和地质环境的影响，同主要用水文循环和水量平衡原理研究地下水的地下水水文学关系密切，只是研究的侧重点稍有不同。

1.4水文地质学及分支

随着科学的发展和生产建设的需要，水文地质学又分为区域水文地质学、地下水动力学、水文地球化学、供水水文地质学、矿床水文地质学、土壤改良水文地质学等分支学科。近年来，水文地质学与地热、地震、环境地质等方面的研究相互渗透，又形成了若干新领域，如环境水文地质学、地下水资源管理、同位素水文地质学等。随着生产力和科学技术的高速发展，人类对生态环境的影响到了举足轻重的地步，与环境生态有关的水文地质问题迅速增长。

水文地质学是从寻找和利用地下水源开始发展的，围绕实际应用，逐渐开展了理论研究，目前已形成了一系列分支。

1.4.1地下水动力学

地下水动力学是研究地下水的运动规律，探讨地下水量、水质和温度传输的计算方法，进行水文地质定量模拟。这是水文地质学的重要基础。

1.4.2水文地球化学

水文地球化学是水文地质学的另一个重要基础。研究各种元素在地下水中的迁移和富集规律，利用这些规律探讨地下水的形成和起源、地下水污染形成的机制和污染物在地下水中的迁移和变化、地下水与矿产形成和分布的关系，寻找金属矿床、放射性矿床、石油和天然气，研究矿水的形成和分布等。

1.4.3供水水文地质学

供水水文地质学是为了确定供水水源而寻找地下水，通过勘察，查明含水层的分布规律、埋藏条件，进行水质与水量评价。合理开发利用并保护地下水资源，按含水系统进行科学管理。

1.4.4矿床水文地质学

矿床水文地质学是研究采矿时地下水涌入矿坑的条件，预测矿坑涌水量以及其它与采矿有关的水文地质问题。

1.4.5农业水文地质学

农业水文地质学的内容主要包括两方面，一是为农田提供灌溉水源进行水文地质研究；二是为沼泽地和盐碱地的土壤改良，防治次生土壤盐碱化等问题进行水文地质论证。

1.4.6水文地热学

地热是一种新的能源，如何利用由地下热水或热蒸汽携至地表的地热能，用来取暖、温室栽培或地热发电等，以及地下热水的形成、分布规律，以及勘察与开发方法等，是水文地热学的研究内容。

1.4.7区域水文地质学

区域水文地质学是研究地下水区域性分布和形成规律，以指导进一步水文地质勘察研究，为各种目的的经济区划提供水文地质依据。

1.4.8古水文地质学

古水文地质学是研究地质历史时期地下水的形成、埋藏分布、循环和化学成分的变化等。据此，可以分析古代地下水的起源与形成机制，阐明与地下水有关的各种矿产的形成、保存与破坏条件。

地下水的形成和分布与地质环境有密切联系。水文地质学以地质学为基础，同时又与岩石学、构造地质学、地史学、地貌学、第四纪地质学、地球化学等学科关系密切。工程地质学是与水文地质学是同时相应发展起来的，因此两者有不少内容相互交叉。

地下水积极参与水文循环，一个地区水循环的强度与频率，往往决定着地下水的补给状况。因此，水文地质学与水文学、气象学、气候学有密切关系，水文学的许多方法也可应用于水文地质学。地下水运动的研究，是以水力学、流体力学理论为基础的，并应用各种数学方法和计算技术。

2 水文地质学演化历史与发展现状

2.1水文地质学发展简史

人们早在远古时代就已打井取水。中国已知最古老的水井是距今约5700年的浙江余姚河姆渡古文化遗址水井。古波斯时期在德黑兰附近修建了坎儿井，最长达26公里，最深达150米。约公元前250年，在中国四川，为采地下卤水开凿了深达百米以上的自流井。中国汉代凿龙首渠，是一种井、渠结合的取水建筑物。在利用井泉的过程中，人们也探索了地下水的来源。法国帕利西、中国徐光启和法国马略特，先后指出了井泉水来源于大气降水或河水入渗。马略特还提出了含水层与隔水层的概念。

1855年，法国水力工程师达西，进行了水通过砂的渗透试验，得出线性渗透定律，即著名的达西定律，奠定了水文地质学的基础。1863年，法国裘布依以达西定律为基础，提出计算潜水流的假设和地下水流向井的稳定流公式。1885年。英国的张伯伦确定了自流井出现的地质条件。奥地利福希海默在1885年制出了流网图并开始应用映射法。

19世纪末20世纪初，对地下水起源又提出了一些新的学说。奥地利修斯于1902年提出了初生说。美国莱恩、戈登和俄国安德鲁索夫在1908年分别提出在自然界中存在与沉积岩同时生成的沉积水。1912年，德国凯尔哈克提出地下水和泉的分类，总结了地下水的埋藏特征和排泄条件。美国迈因策尔于1928年提出了承压含水层的压缩性和弹性。他们为水文地质学的形成作出了重要贡献。

泰斯于1935年利用地下水非稳定流与热传导的相似性，得出了地下水流向水井的非稳定流公式即泰斯公式，把地下水定量计算推进到了一个新阶段。20世纪中叶，苏联奥弗琴尼科夫和美国的怀特在水文地球化学方面作出了许多贡献。到第二次世界大战结束时，在地下水的赋存、运动、补给、排泄、起源以至化学成分变化、水量评价等方面，均有了较为系统的理论和研究方法。水文地质学已经发展成为一门成熟的学科。

20世纪中叶以来，合理开发、科学管理与保护地下水资源的迫切性和有关的环境问题，越来越引起人们的重视。同时，人们对某些地下水运动过程有了新的认识。1946年起，雅可布和汉图什等论述了孔隙承压含水层的越流现象。英国博尔顿和美国的纽曼分别导出了潜水完整井非稳定流方程。

由于预测地下水运动过程的需要，促进了水文地质模拟技术的发展，20世纪30年代开展了实验室物理模拟，40年代末发展起来的电网络模拟，到50—60年代在解决水文地质问题中得到应用。

由于电子计算机技术的发展，70～80年代，地下水数学模拟成为处理复杂水文地质问题的主要手段。同时，同位素方法在确定地下水平均贮留时间，追踪地下水流动等研究中得到应用。遥感技术及数学地质方法也被引进，用以解决水文地质问题。对于地下水中污染物的运移和开采地下水引起的环境变化，引起广泛的重视。20世纪60年代以来，加拿大的托特提出了地下水流动系统理论，为水文地质学的发展开拓了新的发展前景。

2.2国外水文地质学发展现状

水文地质学是一门年轻的学科，它是基于地下水在地质单元内运移时所发生的物理和化学变化而发展起来的，水文地质学是研究地下水的数量和质量随空间和时间变化的规律，以及合理利用地下水或防治其危害的学科。水文地质学诞生于19世纪中期，在20世纪初，依据法国水文地质学理论原则（A.Hazen，C.Slichter，F.King，O.Mainzer等），美国水文地质科学家发展了实用水文地质学的应用。与此同时，德国和奥地利的水文地质学家（F.Forchheimer，A.Thiem，O.Smreker，J.Kozeny等）详细解释了水文地质，尤其是关于地下水流域和水力工程方面调查的方法。俄国人对水文地质学发展有着重大的贡献（W.Dokutchaev，A.F.Lebedev等）。水文地质学成为地质科学中一门比较完整、系统的独立学科，是在20世纪30—40年代。水文地质学已被公认为是地球科学的一个分支，是跨越于地质科学和水文学之问的一门独立科学。水文地质学在二战以后有了深入的发展，特别是在地下水动力学、水文地质编图、水文地质采矿、模型和同位素方法、水文地球化学和地下水监控这些领域。人类活动对包括地下水在内的自然环境的改造异常强烈，产生了一系列生态环境问题，当代水文地质学进入了生态环境水文地质学的新阶段。

在过去的几十年中，国际水文地质学发生了翻天覆地的变化，从专业期刊的发展中就可以看出。1963年，《地下水》（Ground Water）和《水文学杂志》（Journal of Hydrology）创刊；1965年，开始出版《水资源研究》。此后，陆续创刊的欧美主流学术期刊有：1976年，《水资源进展》（Advances in Water Resources）和《污染水文学杂志》（Joumalof Contaminant Hydrology）；1986年，《水文过程》（Hydrologic Processes）；1993年，《水文地质学杂志》；1995年，《水文工程学杂志》（Joumalof Hydrologic Engineering）。期刊的数目大幅增加的同时，每种期刊上论文的数量和内容也显著增加。

国际水文地质大会是公认的比较权威的世界级水文地质会议，至今已经召开了39届（2011年在泰国举行）。其中2006年10月9日在我国北京举行的第34届国际水文地质大会是继1988年在广西桂林举办的第21届国际水文地质大会之后，再次在中国举办。此次大会又恰逢国际水文地质学家协会成立50周年庆典，是国际水文地质发展史上的重要里程碑。此次会议以“地下水的现状与未来”为主题，围绕全球地下水问题与需求、中国地下水的现状与未来等开展交流与研讨，展示全球、亚洲和中国水文地质成果及新一轮国土资源大调查的水文地质工作进展。

在国际上，美国水文地质调查研究经历了100多年的发展，在该领域长期居于国际领先地位，影响和引导了国际水文地质学的发展方向。从20世纪80年代开始，美国地质调查局启动了多个项目，开始对有害物质水文过程和地质隔离技术进行深入研究。其水文地质资料有90%向普通大众公布，实现了水文地质调查成果全国共享；在法国，各种公共管理部门、盆地基金机构和地质调查部门，通过各种媒介向公众宣传有关水资源的重要情况，回答提出的特殊技术问题。目的是让大家了解各种生产活动给自然资源带来的严重影响，提高对地下水和当前共同利益的认识，解释那些按公众意愿制定的政策和收费规定。在总体研究结果基础上对地下水变化情况进行监测和计算，以有利于管理机构的决策。日本的东京湾将地下温度场应用于研究地下水循环，而这是我国学者地下水循环研究中一直忽视的一个主要因素。在欧洲，生态水文学的研究已经形成一个网络，各国之间的联系及对比研究较多。冰岛是世界上地热资源开发利用率较高的国家之一，地热发电站装机容量总计200 MWe，排名世界第8位，87%的家庭使用地热取暖。由于经济发展所处的阶段不同，国外目前研究矿山水文地质工作的比较少。

总之，目前水文地质在各个不同的领域都有发展，例如地下水文学、土壤力学、经济地质、石油采钻工程、构造地质学、地球化学、地球物理学、海洋地质学和生态学。这个领域由于以上所有领域研究人员的杰出贡献而丰富起来。目前，水文地质处于转折时期，由发现并最大程度的开发利用新资源转变为合理地管理它们，这对于人类和其它生物来说是至关重要的。

2.3国内水文地质学发展现状

我国人民早在4000年前的龙山文化时期就已经凿井开发利用地下水了，但直到建国前，从事水文地质工作的人员极少，几乎没有设备，只零星地进行一些地下水调查工作。直到建国后，水文地质事业才得到了较大发展。

我国水文地质事业的发展经历了坎坷曲折的道路。20世纪50年代，是我国水文地质事业创建、发展的重要年代，而后的“”，曾使正处在兴旺发达的水文地质工程地质事业受到挫折。60年代前期，经过重新调整，水文地质工程地质战线再次出现大好形势。可1966年开始的10年动乱再次使水文地质工作受到了损害，到70年代前期，水文地质工程地质工作逐步有了好转，并组建了基建工程兵水文地质部队，加强了水文地质普查工作。直到1978年12月党的以后，水文地质工程地质事业才走向了健康发展的道路，进入了振兴开拓的新时期。

解放前，在水文地质方面，地质人员最先介入的是城市供水水文地质勘查。上海、北京、天津等大城市由于需要开凿深井取用地下水。地质学家谢家荣，曾在《地理杂志》第二卷第一期上发表过《钟山地质与南京井水供给的关系》一文，这是我国早期的重要水文地质文献之一。同时。西安、兰州等城市也相继完成了部分水文地质调查报告。济南、福建等地完成了泉水水文地质调查等工作。

解放后，中华人民共和国的成立，为水文地质工程地质事业开辟了广阔的前景。1956年3月，地质部召开了第一届全国水文地质工程地质协作会议。50年代的中后期，地质部已在各地区建立了23个水文地质工程地质队，职工已达11000人，包括地质、钻探、化验等各个兵种，并开始应用物探手段。在此期间基本完成了我国主要平原地区1：20万水文地质普查近100×104km2；编制了一些全国性水文地质图件；进行了30多个城市和工业基地的供水水文地质勘探；建立了40多个地下长期观测站；在近1000个矿区开展了水文地质工作，并在北京、山东、河北、福建等省市进行了矿泉水勘察。20世纪60年代前期，由于自然灾害和“”所造成的后果，使我国国民经济陷入严重困难境地，整个地质工作的发展，也同样受到严重影响。地质部门专业队伍经过调整，重新组建了个直属大队，分别承担北京市城市建设、上海地面沉降、长江三峡、湖北丹江口、黄河治理、西南铁路及岩溶研究等方面的任务。但1966年编制出版了黄淮海平原和松辽平原的水文地质图系，是我国第一批正式出版的跨省图系，在编图技术和编图方法等方面，都有所创新。20世纪70年代，我国水文地质在地热、农业水文地质等方面都取得了较大进展。70年代后期，在一些重要城市开展了环境水文地质工作。各省广泛开展区域地下水资源的评价，比较普遍地应用了电子计算机，并推广数值法建立数学模型。工程地质向定量评价方向发展，逐步采用先进的测试技术，在岩、土体特性，区域稳定性的岩体力学研究等方面，初步形成了自己的理论体系和技术系统。物探、遥感及同位素技术在水文地质工程地质工作中得到了初步应用，取得了较好的效果。同期举办了若干次全国性的水文地质工作会议，且国际交流日益增多。

1978年，党的胜利召开，从此我国的水文地质事业发展迈入了一个崭新的时期。至1996年，我国以1/20万为主的区域水文地质普查工作全面完成。据不完全统计，从1978年以来，中国地质学会、中国建筑学会、中国水利学会、中国地理学会等部门，先后组织召开了“地下水资源概念和评价方法”、“全国地下水资源评价学术会议”、“西北干旱地区地下水资源学术讨论会”、“全国水文专业会议”等会议。重点讨论了地下水资源的概念、分类、评价方法、开发利用及其它水文地质问题，并出版了相应的学术会议论文集。基岩山区裂隙水与岩溶水的开发利用，也日益受到重视。在全国性的岩溶水和裂隙水学术会议上，着重讨论了岩溶地区岩溶发育规律，岩溶水和裂隙水的运移机制及其评价方法。在环境地质方面，召开了全国性的环境水文地质经验交流会、水文地球化学学术讨论会、地质灾害研究与防治学术讨论会等。探讨了我国不同地区地下水污染现状、评价方法，地质灾害的成因、特征及防治措施，出版了相应的学术会议论文集。此外，还召开了地下水人工补给、地面沉降学术研讨会。所有这些不仅反映了我国水文地质研究的新方向，同时也可看出水文地质研究已进入一个新的发展阶段。

2.4福建省水文地质学发展现状

福建省的水文地质基础调查资料虽然较全面，但局限于当时的技术方法和条件，调查深度及广度有限，而且随着国民经济与社会发展及人类经济工程活动的不断加强，水文地质条件已发生了较大的变化，新的情况未能及时查清。

环境地质调查资料相当欠缺。环境地质调查评价工作，滞后于国民经济建设和社会发展的需要。如在生态环境保护、城市规划、土地综合利用、土壤改良、地质环境的合理开发利用、地质灾害防治等方面，有的已开展工作、但还很不全面，有的则刚刚起步。

水文地质环境地质调查的技术与思路，基本上仍依托传统思路和技术为主，在跨学科聚集、综合和开发研究，在应用高新技术于调查上，同先进省区相比，存在一些差距。如以往水文地质工作重点放在地下水资源较丰富的地区，以找到多少地下水资源储量为荣，而忽视了贫水地区水文地质调查工作的重要性。

水文地质环境地质调查成果的信息化、网络化、社会化程度低，不能满足政府和社会性公益成果的实用性、时效性需求，改变成果表达形式，改革服务方式并提供社会化服务已是一个重要问题。

3 福建省水文地质学为国民经济发展服务的内容及主要成果

3.1背景材料

3.1.1上世纪60年代及以前完成的全省性水文地质方面的工作主要成果

（1）提交1/20万区域性地质—水文地质综合测量中间报告及普查报告和农田供水水文地质勘察中间报告；

（2）各地市城镇供水、水文地质地质勘查报告（上世纪60年代及以前具体项目的工作）：1960年1月，福建省地质局水文地质工程地质队童永福、程登科《福建省永安宁洋旧城幅综合水文地质测量普查报告书》等10余份城市水文地质测量普查报告。

3.1.2上世纪70年代

（1）1970年～1979年提交《福建省沿海地区1/20万水文地质工程地质调查报告》等；

（2）提交完成了1/20万福州、福安、三沙、浮鹰岛、福清幅、泉州幅、南日岛、厦门、漳州、东山等区域水文地质普查报告；

（3）各地市城镇供水、水文地质地质勘查报告（上世纪70年代具体项目的工作）：1974年1月，福建省地质局水文工程地质队《漳州幅、东山幅1/20万区域地质报告：地貌、第四系地质、水文地质部分》等10余份城市1/20万区域地质报告（包括水文地质调查部分）。

3.1.3上世纪80年代

（1）1980年一1989年，完成1/50万福建省水文地质图、福建省1/50万农业水文地质区划图说明书岛屿水文地质调查项目；

（2）分别完成了福建省多幅1/20万和1/5万区域水文地质工程地质调查报告；

（3）各地市城镇供水、水文地质地质勘查报告：1980年10月，福建省水文工程地质队童永福《福建省水文地质图1/50万》；1980年8月，江西省地质局水文地质大队万益民、邓健如、赵维良等《广昌幅G-50-9 1/20万区域水文地质普查报告》；福建省水文地质工程地质队完成《连城盆地水文地质勘探报告》；福建省第一水文队完成《漳州盆地水文地质勘探报告》；1985年9月，福建省第二水文工程地质队福州综合地质组李文曲、黄宏沣、赵钦铭等完成《福建省福州市福州盆地水文地质勘探报告》等20余份1/20万区域水文地质普查报告，尚有单点供水简报672份。

3.1.4上世纪90年代

（1）1990年一1999年，提交了闽东、闽南沿海缺水地区供水水文地质调查报告；

（2）提交1/2.5万同安县新店埔园—刘五店规划区水文地质工程地质调查报告；

（3）各地市城镇供水、水文地质地质勘查报告：1990年8月，福建省厦门水文地质工程地质公司林恢亮、陈强、郑英才等《福建省同安县新店埔园—刘五店规划区水文地质工程地质调查报告1/2.5万》等近30份水文地质调查报告，尚有单点供水简报495份。

3.1.5 2000年以来地市城镇供水、水文地质地质勘查

三明地区：2000年3月，闽西地质矿产开发公司林昌威、林昭丽、吴开化等《福建省大田县区域水文地质调查报告》；

龙岩地区：2000年8月，福建省水文地质工程地质勘察研究院李文祥、郑艺贞、白振炎《福建省长汀县区域水文地质调查报告》等各地区均有展开；

厦门地质工程勘察院进行厦门地下热水调查。

3.2已进行和正在进行为社会服务方面的专门水文地质工作

福建省主要对地热、矿泉水等资源进行了专项保护和为社会服务工作，并专门发文。如：闽地发[1999]85号《关于委托地（市）、县地矿主管部门对部分地热、矿泉水采矿权进行审批、发证的通知》等。

3.2.1福建省矿泉水水源保护

至2004年统计，福建省经省或原地矿部全国储委评审鉴定和储量审批的饮用天然矿泉水水源地勘探报告235处，批准允许开采资源量（B级或C级）28990m3/d。矿泉水类型主要为偏硅酸型233处，其中偏硅酸锶复合型45处，碳酸偏硅酸型4处，到目前为止尚未发现锂、硒、溴、碘、锌等类型矿泉水。矿泉水点勘探报告211项，其中，单矿泉水点专项的勘探报告209项。

至2008年，我省现同时具有采矿许可证和注册登记证的矿泉水水源有40处，包括福州市6处、莆田市1处、泉州市7处、厦门市7处、漳州市7处、龙岩市3处、三明市4处、南平市2处、宁德市3处；仅有注册登记证的矿泉水水源7处；仅有采矿许可证的矿泉水水源6处。尚有10余处有开采未申报或正在申报等工作。

3.2.2福建省地热水资源保护

地热是一种宝贵的能源矿产，开发利用地热资源首先是从开发温泉起始的，根据志书记载，福建温泉利用已有1000多年历史，进入20世纪70年代以后，福建省开始进入有计划的勘查开发。在此之前仅对温泉点进行零星记载和研究。1971年，福建省水文地质工程地质队开展了南靖汤坑的地热勘探工作。1982年，童永福等编制1：50万福建省地热区划图时，统计各类温泉点190余处（其中包括部分20℃的）。至2000年为止，福建省已查明的地下热水分布共196处。

由于趋利原因，近些年地热工作调查和水源地的勘查有了长足的开展，但进行系统研究的极少。

已在多个领域运用地热资源，如城镇地下热水集中供热、水产养殖与研究、农业利用与研究、温泉医疗保健、地震观测等。

3.3福建省矿区水文地质调查工作

矿区水文地质工作始于上世纪50年代，主要是为矿山开采设计提供水文工程地质依据。如：1960年4月，福建省地质局第一地质大队郭树春完成《福建邵武枫林硫铁矿区水文地质初步普查报告》；1959年3月。1962年3月，福建省地质局第五地质大队五〇七分队提交了《福建省龙岩马坑铁矿地质勘探中间报告》；1971年1月～1976年3月，福建省地质一团三中队提交了《福建省龙岩马坑铁矿详细勘探报告》；1979年12月，冶金工业部冶金地质会战指挥部第五地质勘探桂世芳完成《福建省德化县阳山铁矿西矿段矿床水文地质勘探报告》等，矿山多数已经或正在进行水文地质调查工作。

3.4福建省地下水水源地工作

全省已探明C级地下水可开采资源量1万m3/d以上的水源地有：龙岩盆地岩溶水水源地、连城城郊盆地岩溶水水源地、永安市大湖—虾蛤水源地、长汀盆地岩溶水水源地、东山岛松散岩类孔隙水水源地、平潭岛松散岩类孔隙水水源地。

4 水文地质学发展趋势及预测

对于地下水的区域研究，可以扩展到整个流域或完整水文地质单元来研究。进一步研究典型生态环境区域的地下水动力学特征，如荒漠、岩溶和黄土高原区域地下水运动规律，特别是浅层地下水变化的地表生态效应及深层地下水赋存规律，可为地下水合理利用提供新的途径。并且在已积累大量实际资料基础上，做好对资料的二次开发，编制相应成果，以供生产部门应用。在我国，由于地域面积较大，生态水文学研究也必需实行区际间的配合与协作，同时也必须与国际研究相同步，谋求更大范围内的合作。我国应加强地下水的监测，掌握地下水的动态，在已有监测站网监测的基础上，逐步完善地下水监测技术、方法和新的监测网站的建设，提高全国地下水动态变化监测水平和预测能力。

地下水资源评价方面，在地表水、地下水综合考虑的原则下，按照地下水系统进行评价。

地下水动力学与计算技术方面，要加强基本理论的研究，研究建立在各种复杂条件下的水文地质模型及其相对应的数学模型，研究建立水文地质数据库及相应的储存系统，运用计算机技术进行地下水评价、预测、预报等。

对裂隙介质、岩溶介质中地下水系统数值模拟的关键技术尚未解决，地下水水质模拟的可靠性问题有待深入分析，地下水系统不同模拟方法的结合应用具有更大的价值。

对环境水文地质问题的研究、人工补给的理论和方法的研究、遥感技术、同位素技术的应用、裂隙水和岩溶水的研究以及目前所存在的城市供水不足、地面沉降、海水入浸、水质污染等各种复杂的水文地质问题都是水文地质工作者当前或将来所面临的重要研究课题。

我国矿山研究得较多，油田的水文地质问题仅是泛泛而谈，未深入讨论，还涉及一些关于隧道、高速公路等的工程地质问题；且国内对工程中的水文地质问题和水岩相互作用造成的地质灾害问题研究较少。今后要加强矿山环境问题的研究工作，水文地质专业学者要与采矿人员合作。进行多学科多方法研究；水资源与矿产资源要综合开发利用，例如把水资源作为伴生的矿产资源，建立煤水双资源矿井。在涵养、保护地下水资源方面，需要加强与生态建设相协调的应用基础研究，挖掘潜力，节约用水、探索深层承压地下水如何科学利用，有关地下水形成、运动等基础性问题的科学研究也应成为重要的战略措施。

人类活动对地下水资源的影响亦需要进一步深入探索。土壤水研究理论及检测技术尚需发展，尤其在溶质运移方面的研究欠缺很多。地热的研究基本上都属于区域现状的评价，目前基本无实际创新性成果，如地热弃水回灌技术、沉积盆地地热资源勘探技术、地热资源综合利用技术、热储工程等的研究。其它特殊类型水，如矿泉水、凝结水、微咸水、咸水、卤水等亦需进一步研究。

纵观水文地质学的发展，初期实质上是找水水文地质学，到本世纪70年代，资源成为水文地质学的主要课题，现在与环境生态有关的水文地质问题迅速增多。从某种意义上讲，环境水文地质已成为水文地质学研究的核心课题。

5 福建省水文地质学科发展中存在的问题及研究对策

5.1福建省水文地质学科发展中存在的一些问题

历史的原因，福建省在上世纪90年代后，水文地质学科的发展基本开始处于停滞状态，一方面，供水多依赖于地表水，仅局部地区是地下水为主（如福建龙岩地区），另一方面，国家投入减少，使得水文地质学科的发展研究也没有大的进展。2010年后，国家已经开始重视水文地质学科的发展。

工程引发的地下水问题。如：（1）矿山开采过程因为地下水造成矿山涌水、突水；（2）隧道掘进过程造成问题。龙厦铁路象山隧道；（3）地下水超采引起的地面沉降等。

岩溶塌陷：三明、龙岩等覆盖型岩溶区。

采空塌陷：主要发生于矿山地下开采范围大、持续历史长的区域。

地面沉降：东部沿海港湾河口平原区（福州温泉开采区）。

突发性、季节性特大雨造成地质灾害，地表水和地下水互相沟通、连成一体，水源地成为一项迫切要去解决的问题。

这些问题的出现都会造成人民生命、财产的重大损失，国家也开始进行水文地质学科与相关学科结合的发展。

5.2水文地质学的发展趋势

由主要研究天然状态下的地下水，转向更重视研究人类活动影响下的地下水；由局限于饱水带的含水层，扩展到包气带及“隔水层”；由只研究地壳表层地下水，扩展到地球深层的水。

预计今后的水文地质研究，在下列方面将有突破：裂隙水与岩溶水运动机制和计算方法；地下水中污染物和温度运移机制和计算方法；粘性土的渗透机制；包气带水盐运移机制；水文地球化学和同位素水文地质学，地下水数学模型；地球深层水文地质。

5.3福建省水文地质学科发展趋势

近年来，水文地质学科迎来了发展契机。2011年6月1日，中华人民共和国国家环境保护标准《环境影响评价技术导则地下水环境》（HJ610-2011）在全国范围内实施。导则的实施对地下水工作者是一个新的开端，特别是对于一级项目的地下水评价工作有了更高的要求，也使得社会发展环境中开始重视地下水的工作，地下水成为社会发展中环境的一个不可或缺的重要因素。福建省在这个大环境下也从2011年开始进行了多流域、地区项目的地下水评价工作。

随着人民生活水平的提高，社会开始关注和参与地热开发租研究工作。一方面，民间投资者的热情，使得原有地热资源开发利用不断提升；另一方面，当前我国正在努力实现节能减排的工作目标，发展低碳经济。福建省在地热利用、开发已有逾百年的历史，开发利用地热特别是浅层地热资源不仅对于缓解我省能源紧张的形势，对实现节能减排的工作目标将起到积极的推进作用，依靠科技进步，提高地热资源勘查开发利用水平；加强地热资源特别是浅层地热资源的规划工作，同时也能提供福建独特的旅游资源和民生资源。

5.4福建省水文地质学科发展的对策建设

地下水是水资源的组成部分，是生态与环境的重要要素，是我国经济社会发展的重要水源之一。在我省大部特别是沿海平原和海岛地区，地下水在生活饮水、农田灌溉、工业生产、城市发展和维系良好生态与环境方面发挥了重要作用。近年来，一些地区由于过量开采地下水，导致地下水水位持续下降，地下含水层被疏干，引发了地面沉降、海水入侵、土地沙化；一些地区由于废污水过量排放和面源污染的不断加剧，造成地下水水质恶化，地下水资源开发利用中存在的诸多问题已严重危及水资源的可持续利用，对经济社会可持续发展和生态安全构成威胁，加强对地下水资源的管理和保护刻不容缓。

水资源属国家所有，加强水资源的合理分配、管理和保护事关国家经济安全与公共安全。根据地下水的资源与环境属性，经济社会发展以及生态与环境保护对地下水的要求，统筹考虑水资源的合理配置和公共资源的使用和保护准则，合理划分地下水功能区，协调地下水不同使用功能之间的关系，是政府加强公共管理和社会服务的重要体现，是履行《水法》赋予水行政主管部门依法管理地下水资源职责的客观要求。

地下水赋存于地质介质中，具有运动缓慢、补给周期长、循环更新慢、自我修复能力差、地下水系统遭到破坏后难以治理和修复等特点，必须采取严格的措施加以有效保护。以水文地质单元为基础、结合区域地下水主导功能划分地下水功能区，制订开发利用和保护目标及标准，为地下水合理开发、保护、治理与管理提供科学依据，以保障供水安全、生态与环境安全和地下水资源的可持续利用。

针对福建省的上述特点和福建省现状：最好按区域性（1：50万、1：20万、1：5万）、城镇供水（如龙岩市、永安市……）、农业供水（如连城）、工矿供水（洪宽工业区、永安造纸厂……）、专题性研究（如福建省地下水污染调查……）、地下水治理（如航站楼工程降水、铁矿采空区降水）、地方病、地下热水等。将有地下水可作为供水水源地区，以及沿海半岛、岛屿缺水地区，进行多手段、全方位地下水找水的工作；同时应对地下水水源地进行划分，利于不同层级的保护；将地下水作为福建省水源地的应急水源和储备资源。

1999年，福建省地表水资源总量1215.39×108m3，多年平均值为1201×108m3。全省水资源总量1216.11×108m3，约占全国水资源总量的4.2%；人均水资源3665m3，高于全国平均水平，但其空间分配不均。缺水地区主要为沿海岛屿、半岛岬角区及红土台地区。沿海四地市人口和工业产值占全省总量的70%，而水资源只占全省水资源的36%。特别是近年开发港湾岛屿为开发区、投资区，水资源供需矛盾突出。缺水者主要为农灌用水和重点投资开发区用水。这就需要福建省应对沿海半岛、岛屿缺水地区进行多手段、全方位地下水找水的工作。

福建省地貌最大特点是平原分散，分水岭分割面积小，地下水的汇水面积普遍较小。地貌形态受构造控制，分水岭及主干河谷常以北东、北西及北北东方向为主，海岸线总体方向和主要干河呈交叉状分布。这就要求按流域进行系统性水文地质、环境污染等综合调查与研究。同时城市周边1/5万区域水文地质调查较欠缺，应尽快完善该部分的工作。

加强地热资源勘查评价，同时勘查新的地热水源区、评价不同地区地热资源开发利用的适宜性、科学统一管理全省地下热水资源、研究开发新的地热资源形式等，提供一个成熟的技术流程、坚实的科学基础和可靠的工作示范。

5.5今后工作建议

（1）开展县市范围内的主要地下水供水地域调查，以应对极端气象条件下的工程取水目标。

（2）开展地下水分散供水的水文地质条件研究，解决广大分散居住生活工作人员的地下水水源地。

篇7

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我国旅游地质资源的特点与分布

随着社会、经济、政策的发展，旅游成为了社会经济第三产业，在国际社会已经成为衡量国家经济发展中的一个重要指标。在通过对旅游和地质关系的简单了解，分析了我国旅游地质资源的特点及分布，作出此学习报告。

一、旅游地质资源的概念与分类

在一系列的主观因素和客观因素主导下，如社会、经济、交通、政治等，旅游业迅速成长，各行各业也逐渐融入其中。而地质科学作为研究大地、矿物等诸多绮丽景观的学科，向我们展现了诸多自然之美，让人们不断认识到地质科学的瑰美与绮丽，旅游地质也进入人们的视线。旅游地质学是地质科学中一个正在发展的新的分支学科，也是介于旅游科学和地质科学之间。而且对旅游资源的开发、建设和保护，都与地质科学密切相关，这些工作为旅游地质学的创立奠定了条件和基础，也是旅游地质学的出现促进着旅游业的不断发展。

1、旅游地质资源的概念及一般特征

旅游地质资源，通俗地讲，就是与地质有关的旅游资源，也就是旅游资源中那些在地质历史时期中形成的山水名胜、自然风光等自然遗迹，或人类文化遗址。从学科定义上讲，旅游地质资源，是适用于旅游业中的地学方面的资源的物质基础形式；在地球几亿年漫长的演化过程中，由于地壳构造变动、岩浆活动、古地理环境演变、古生物进化等因素而保存在岩层中的化石、岩体、构造形迹、矿床、地貌景观等景象，并具有观赏、科学研究与普及教育价值，对游人产生了某些吸引力，这些景象就叫做地质旅游资源。

同时，由于这些旅游地质资源的形成的困难和时间的漫长，所以这些资源都是具备空间定位性、永续性、不可再生性，并且更具有鲜明的科学性：

空间定位性：如丹霞地质景观只出现在红色砂砾岩分布区，岩溶地质景观只出现在碳酸盐岩等可溶岩分布区，等等；

永续性：地质作用的速度除了一些突发性的变化，如火山、地震、滑坡等能使地质体瞬时发生变化外，一般都较为缓慢。相对于人的历史来说，地质遗迹的存在具有永续性；

不可再生性：地质作用的速度一般都较为缓慢，当破坏了这些地质遗迹时，它将是不可或难于再生的；

鲜明的科学性：旅游地质资源可以帮人们研究地质遗迹的形成、演化和发展的规律等。

2、旅游地质资源在旅游业发展中的地位与作用

旅游业，作为伴随着社会的进步而诞生的一大产业，在人们的生活中逐渐占据了不可或缺的一部分。而地质旅游作为旅游业的新兴的黑马，也露出了它的峥嵘。在世界现有的旅游资源中，不外乎自然景观或人文景观，几乎绝大部分都与与旅游地质资源有关联，可以说，旅游地质资源是旅游形成的基础，也是旅游业发展的促进因素之一，进一步形成了地质旅游这一行业，比如许多的地质公园等。

当然，旅游地质资源在旅游业的作用还有很多。首先，旅游地质资源的发展，让人们的眼光不在只集中与景物、景色，让人们看到了更多的东西，满足了人们的求知欲望；旅游地质研究旅游资源的地学成因，揭示了旅游资源在观赏、科学及历史等方面的功能与价值，因此，它极大地丰富了旅游的含义，为其注入新鲜活力；比如，你欣赏的黄山、华山的雄伟壮丽，成就于它的花岗岩地貌，等等。其次，旅游地质作为一门科学，有它的实际价值和意义，在它的发展中不断发现新的地质、旅游资源，并且通过科学的手段对其进行保护和开发，充分发挥资源的社会、科学价值，当然也可以进行很多科学研究，例如研究古代的地质地貌等；比如，国际教科文在我国建立的诸多地质公园，不仅保护了那些资源，创造了许多社会价值，还吸引许多学者专家进行科学研究。

2、旅游地质资源的分类

在诸多的旅游资源的发展中，就产生了许多的分类方法，如：

根据旅游地质资源的旅游价值：

（1）地质科学普及与考察类；

（2）山水风光观赏类；

（3）增长文化历史知识类；

（4）疗养类；

（5）开展体育运动与探险活动类等。

根据旅游地质资源的地质特点：

（1）自然地质遗迹；

（2）人类活动遗迹；

（3）地质灾害等。

根据地质学分类方法：

（1）岩石矿物与旅游资源，如：花岗岩，玄武岩，中、酸性喷出岩，红砂岩，石灰岩，变质岩与旅游资源；

（2）地质构造与旅游资源，如：岩石的产地与岩层变、节理、断层与景点形成；

（3）新构造运动与旅游资源，如：地壳强烈上升、地壳一般上升、地壳下沉运动与景点形成；

（4）外力地质作用成景，如：河、湖、海、风化、风、泉、土；

（5）人类活动与旅游地质资源，如：古人类遗址，古文化艺术遗存，探险旅游。

在本学期的课程中，根据资源的形态特征及其自然属性分类：

（1）山岳地貌旅游资源；

（2）岩溶洞穴旅游资源；

（3）河流、湖泊、泉水、瀑布旅游资源；

（4）海岸海岛、冰川旅游资源；

（5）风沙地貌和黄土地貌旅游资源；

（6）重要地质剖面；

（7）构造及地质灾害遗迹；

（8）典型矿产地及古采冶遗址；

（9）重要古代水利工程石窟；

（10）岩画、摩崖题刻、观赏石十大类型。

二、中国旅游地质资源的特点与分布

1、中国地质旅游资源的特征：

在第一部分已经介绍了旅游地质资源的一般特点，而在我国，这些特点愈发的明显，当然，除此之外，还有以下几个突出特性。

（1）多样性和丰富性：多样性是指旅游资源的类型多样，丰富性是指同一类型的旅游资源，其空间分布广泛，当然也有区域分异明显的特点，如：我国数百座大山，在大江南北、长城内外都有分布；海岛海滨等旅游资源，在东部及东南部沿海也是随处可见；在气温高、降水充沛，温度湿热的南方地区，发育有各类型的岩溶地貌、溶洞和地下河；而在气温较低、降水较少的华北区域，地表岩溶很少发育，地下岩溶发育。

（2）奇特性，广泛、多样，千奇百态，对世界旅游者都具有吸引力：我国有许多以世界奇绝著称的旅游资源，其中许多被公认为世界独有或第一。如长城、周口店北京猿人遗址、泰山、黄山、武陵源、九寨沟，庐山、峨眉山等17处被列为世界文化和自然遗产，另有长白山、卧龙、梵净山、神农架、武夷山、西双版纳等12个自然保护区是联合国教科文组织国际生物圈保护内容。另外，我国名山中几乎都有佛教和道教的寺庙，诸多名山经常是帝王将相、名人墨客、高僧道士出没之地，因此，我国的自然地质旅游资源的奇特性还表现在它与人文旅游资源紧密结合，将生活与艺术感巧妙的结合在了一起，将中国的独特的人文知识融于旅游之中，对世界旅游者都有巨大吸引力。

2、中国地质旅游资源的分布概况

中国旅游地质资源的分布，基本上受控于区域地质地貌条件，而地质地貌条件的好坏决定着旅游资源的开发程度。

（1）丹霞地质景观：丹霞地貌为红色砂砾岩在内外营力作用下发育而成的方山、奇峰、赤壁、岩洞等特殊地貌。中国的丹霞地貌分布广泛，主要分布在东南沿海、浙江、江西、云南、贵州、四川、广西、湖南、陇、冀北等地。目前已发现丹霞地貌600多处。较著名的有广东仁化丹霞山、福建武夷山，龙虎山，甘肃麦积山、崆峒山，贵州梵净山，四川灌县青城山等。在世界已发现1200多处丹霞地貌中，丹霞山是发育最典型、类型最齐全、造型最丰富、景色最优美的丹霞地貌集中分布区。

（2）花岗岩地貌景观：花岗岩是地面上最常见的酸入岩，花岗岩地貌节理发育,经抬升作用可形成高大挺拔的山体,其主峰突出,山岩陡峭险峻,气势宏伟,岩石裸露,沿节理、断裂有强烈的风化剥蚀和流水切割,多奇峰、深壑、怪石,球状风化作用突出,可形成“石蛋”(最典型的为“风动石”)。我国的花岗岩分布十分广泛，约占全国基岩出露面积的1/4～1/3，以闽南沿海和东北北部分布最广。花岗岩山地集中分布在云贵高原和燕山山脉，以中低山和丘陵为主。如东北的大、小兴安岭，山东泰山、崂山，陕西华山，安徽的黄山，浙江普陀山，湖南衡山，另外在华北地区也有分布。花岗岩地貌景观以安徽黄山最为著名，断裂和裂隙纵横交错，长期受水侵蚀，形成瑰丽的花岗岩洞穴与孔道，使之重岭峡谷，关口处处。前山岩体节理稀疏，岩石多球状风化，山体浑厚壮观；后山岩体节理密集，多是垂直状风化，山体峻峭，形成了“前山雄伟，后山秀丽”的地貌特征。黄山号称有“三十六大峰，三十六小峰”，主峰莲花峰与光明顶、天都峰一起，雄居在景区中心，周围还有77座千米以上的山峰，群峰叠翠，组合成一幅有节奏旋律的、波澜壮阔的立体画面。

（3）变质岩地质景观：我国变质岩地质景观较多，具体分布地域不胜枚举，在全国范围内普遍存在，著名的有泰山、嵩山、五台山、武当山、梵净山、苍山洱海等，其中以泰山最为称奇。泰山以山体高大雄伟著称，尤其是由古老的杂岩组成的南坡，主体是由古老的花岗闪长岩体变质而成。另一代表是位于河南省西北部有“地史教科书”之称的嵩山，一是具有35亿年以来的太古宇、元古宇、古生界、中生界和新生界地层，即“五世同堂”，另一是25亿年的嵩阳运动、18.5亿年的中岳运动和5.7亿年的少林运动三个前寒武纪构造运动形成的不整合面，使嵩山闻名于世。

（4）砂岩峰林地质景观：发育于湘西北的张家界、索溪峪、天子山等自然保护区中，还有武陵源国家级风景名胜区。该类型景观为国内外罕见，是我国独特的旅游地质资源。砂岩峰林地貌主要由方山、台地、峰墙、峰丛、峰林、石门、天生桥及峡谷、嶂谷等构成。湖南省武陵源砂岩峰林地质公园尤其值得一提，其峰林集中分布区86km2，是在特定的地质构造部位、特定的新构造运动和外力作用条件下形成的一种举世罕见的独特地貌。

（5）喀斯特地貌：中国的该地貌分布广、面积大。主要分布在碳酸盐岩出露地区，面积约130万平方千米 ，其中以广西、贵州和云南东部所占的面积最大，是世界上最大的喀斯特区之一，西藏和北方一些地区也有分布。其代表为云南石林，漓江山水、珠穆朗玛峰北麓等。

（6）火山和熔岩地质景观：主要分布在东北北部山区、内蒙古高原、华北山地、长江下游、闽浙沿海、海南岛、台湾及滇西等地，长白山天池——火山口湖、著名的五大连池、镜泊湖等，都是火山活动形成的典型熔岩地质景观。

（7）与水有关的地质景观：我国地广景多，湖海河流俯拾皆是，其具体分布地域遍及天南海北。我国著名的水系为长江、黄河、黑龙江、珠江等；闻名世界的湖泊有青海湖、纳木错湖、鄱阳湖，洞庭湖，太湖，西湖等，各有各的特色，各有各的不同；瀑布更是千姿百态，如我国最美的四川九寨沟瀑布群、世界第一黄色瀑布壶口瀑布、亚洲最大的跨国瀑布德天瀑布、中国最大火山瀑布镜泊湖瀑布等；除此之外，海岛海岸、湿地泉水等奇观异景比比皆是，在这里不一一叙述其分布地域。

（8）雅丹地貌：雅丹地貌系因强大的风力侵蚀和搬运作用而形成的地貌,常呈现风蚀垄脊、土墩、风蚀沟槽、洼地等形态。此种地貌出现于多大风、干涸的古湖盆或湖积平原。中国新疆的罗布泊、乌尔禾与将军崖为此种地貌的典型。

参考文献：百度百科网站；

历年学生报告论文；

《中国旅游资源概况》

万剑敏

陈少玲，

2007-01；

《中国旅游资源学》

中国旅游出版社

；

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[关键字]地球物理学 地球物理勘探 综合应用

[中图分类号] P3 [文献码] C [文章编号] 1000-405X（2013）-4-151-1

地球是一个庞大而复杂的系统。这一系统在几十亿年不断发展演变的过程中记录下了大量的信息。而地球物理就是应用物理学的理论将这些蕴含于地球内部的宝贵信息发掘出来，以供人类使用的一门学科。

地球物理学通过研究目的的不同可分为理论地球物理学和应用地球物理学，前者目的在于研究地球内部结构及其发展演化，后者则是利用理论地球物理学发展过程中总结的方法来勘探有用矿床和石油，或应用于工程地质勘探、工程检测，环境探测和监测及环境保护等方面。

由于笔者所学专业偏重应用，故下文主要介绍勘探地球物理的有关信息。

地球物理学，顾名思义与物理学息息相关，正是基于物理学领域中取得系统规律性认识的力学、磁学、电学、波动学、热学和原子物理学等分支学科，相应的产生了重力、地磁、地电、地震、地热和放射性等分支学科及勘探方法。下面一一给出介绍。

重力勘探的物理基础是万有引力定律。它根据观测的地球重力的变化研究地球的构造，勘探与开发矿产资源，进行灾害的预测与防治，以及解决一些力所能及的地质问题。这种方法的基本原理简单地说就是通过重力仪测量出地表各处的重力异常（即实际重力值与正常重力值之差），然后根据地下不同密度的介质及不同的密度分界面在地表产生的万有引力（其竖直方向的分量即为重力分量部分）不同这一关键，推断地下构造的几何形态，岩石性质等。

磁法勘探则是基于磁学理论。它通过观测和分析由岩矿石或其他探测对象磁性差异所引起的磁异常，进而研究地质构造和矿产资源等探测对象分布规律的一种方法。所谓磁异常，即实际观测到的磁场值与正常磁场值（认为地磁场是一个处于地球中心，轴向南北的磁偶极子导致的均匀磁化球场）之差。实际工作中，利用磁力仪可观测出磁异常。在应用方面，它已成功应用于直接寻找磁铁矿及其共生矿床；广泛应用于固体矿产、石油天然气构造的普查和不同比例尺的地质填图及深部，区域，全球构造的研究；与其他勘探方法配合应用于煤田火烧区探测、地热远景预测、考古、探雷与探潜、核电及为大型水电建设提供基础稳定性评价资料；探索性地应用于水文工程地质学问题中的圈定裂隙与滑坡监测、油气藏标志的磁异常、磁性检测和金属矿成因的剩磁应用等。

由电学理论发展而来的勘探方法称为电法勘探。由于实际工作的自然条件多种多样，故这一类勘探方法变种、分支方法也较多。它的原理比较复杂，简单的说就是通过地表电极供电，在地下建立电场，这时由于地下构造及不同物性岩层的存在，电场分布将呈现出一定的规律，我们在地表通过对不同位置电场值的测量，便可推断出地下构造及岩性，从而达到勘探目的。电法勘探通常用以勘查石油与天然气和煤田地质构造，寻找金属与非金属矿产，进行水文工程地质、城市环境与建筑基础及地下管线铺设情况的勘察等。

地震勘探是基于波动学理论的勘探方法。它依据地震波在地球内部的传播规律来推断地下介质的结构和岩性，从而达到勘探目的。简单地说，地震勘探就是通过某种方式激发地震波，激发的方式有天然地震、火山爆发等自然现象，也可以是人工爆炸、冲击、可控震源或其他人工震动源。当地震波产生后经地球内部介质传播到地表，由我们事先布置好的检波器接收记录。而地震波在不同物性的介质中传播规律有所不同，所以根据所记录到的信号，便能推断出地下构造的几何形态及岩性。地震勘探在石油勘探开发中具有举足轻重的地位，几乎所有石油公司都依赖地震解释来布设钻井。此外，地震勘探还能确定其他沉积矿床储集带（如煤、盐岩）的位置；在寻找地下水资源、地热资源、工程勘测、研究地壳和上地幔深部结构，测定大型建筑物、水坝、高速公路和海港结构的基岩深度，确定建筑物地下是否存在潜在的危险，是否在隧道或矿床钻探中会遇到岩石中的充填水等方面，地震勘探都发挥了重要作用。

建立在原子物理及核物理基础上的勘探方法被称为放射性勘察。它的物质基础是地壳中存在的天然放射性元素，其衰变放出α、β、γ射线，穿过物质时，将产生游离、荧光等物理现象，我们根据放射性射线的物理性质利用专门仪器（如辐射仪、射气仪等）测量放射性元素的射线强度来寻找放射性矿床，及解决有关地质问题。多年来，放射性勘察在寻找地下裂隙水、油气田、多金属矿产及探查滑坡、地裂缝、塌陷、地震预报等多领域作出了贡献。

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关键词：蛇绿岩；板块构造理论；镁铁质-超镁铁质

1 蛇绿岩概念的发展

法国矿物学家Brongniart于1813年最先提出“蛇绿岩”一词。直到1927年Stienmann[1]结合其研究工作指出：蛇绿岩是一组由（蛇纹石化）橄榄岩和少量辉长岩、玄武岩构成的岩石组合。而Hess[2]则将Steinmann对蛇绿岩的研究工作归纳为由蛇纹岩、基性火山岩以及燧石岩组成的“三位一体”。三位一体的观点不同于Stienmann提出的定义但却得到了很快的发展和传播。

而随着板块构造理论的兴起，蛇绿岩在重建大陆中的重要性得到人们的重视。于是在1972年在美国召开彭罗斯会议讨论蛇绿岩的各种问题。Pengrose Conferences（Anonymous，1972）[3]定义蛇绿岩是一种特殊的镁铁至超镁铁的岩石组合，它不能作为一个岩石的名称或填图单元。而完整的蛇绿岩岩石组合从下往上应为超镁铁岩（不同程度的蛇纹石化的地幔橄榄岩）、辉长岩（常包含堆晶橄榄岩与辉石岩且变形比超镁铁岩较少）、镁铁质席状岩墙（辉长辉绿岩墙）、镁铁质火山岩（大部分为枕状玄武岩）。本次会议提出的蛇绿岩定义在蛇绿岩研究历史上具有重要意义，是蛇绿岩研究过程中取得突破性进展。

Pengrose Conferences提出的概念固然对蛇绿岩的发展起到了促进作用，但是有研究发现并不是所有蛇绿岩都产大洋中脊，这无疑对蛇绿岩的定义再次提出了挑战，直到Dilek[4]经多年研究总结出了更精确更准确的蛇绿岩定义：非原地的上地幔和大洋地壳的岩石碎片，在板块汇聚作用下使原生火成岩片发生了构造置换。这样的岩片从底至顶应包括具备岩石成因和时代联系的橄榄岩、超镁铁质至长英质地壳侵入岩和火山岩的一个岩套（席状岩墙可有可无）；其中一些单元可以在不完整的蛇绿岩中缺失。

2 蛇绿岩分类的进展

在过去的蛇绿岩研究过程中，地质学者依照自己对蛇绿岩的认识和研究提出了不同的分类方法。如Coleman[5]的特提斯型和科迪勒拉型蛇绿岩，张旗等[6]的科迪勒拉型、东地中海型和西地中海型三种类型蛇绿岩等等分类。

Dilek等[4]提出了一个以生成环境为依据的全新分类方案，分为与俯冲作用相关和与俯冲作用无关的类型。与俯冲作用无关的蛇绿岩包括蛇绿岩包括陆缘型（CM）、洋中脊型（MOR）和地幔柱型（P）。与俯冲作用相关的蛇绿岩包括俯冲带上盘型（SSZ）和火山-弧型（VA）。SSZ型包含形成在俯冲开始的弧前弧后盆地环境的蛇绿岩。

其具体分类如下：

（1）陆缘型蛇绿岩（CM）：指的是在洋盆演化的早期阶段形成的蛇绿岩，此类蛇绿岩是贫岩浆的洋陆过渡带碎片。

（2）洋中脊型蛇绿岩（MOR）：在地幔柱近处或地幔柱远处的洋中脊、海沟近处的洋中脊或海沟远处的弧后扩张脊上形成。

（3）地幔柱型蛇绿岩（P）：形成于靠近地幔柱的洋中脊或作为海底高原的一部分。

（4）俯冲带上盘型蛇绿岩（SSZ）：表示大洋岩石圈形成的上俯冲带的延伸板块。SSZ型蛇绿岩的特定形成环境包括弧前、弧后和初始弧环境。

（5）火山-弧型蛇绿岩（VA）：在硅镁质弧背景上形成。火山-弧型蛇绿岩包含闪长岩，英云闪长岩和花岗闪长岩侵入体的中地壳和具有丰富的安山岩流纹质熔岩及火山碎屑岩的上地壳。

3 蛇绿岩的研究意义

首先，蛇绿岩通常被视作保存在造山带中的古洋壳或与其相关的构造单元的残片，这常常标志着俯冲碰撞带、板块边界的位置，并能说明洋脊下包括地慢在内的作用过程，对全球大地构造的研究有着极其重要的意义。其中，蛇绿岩是确定古板块边界一个重要的依据，它不仅促进了板块构造学说的发展，也是板块构造学说的一个不可缺失的部分。又有蛇绿岩的岩性单元能够和现代大洋岩石圈的各个圈层依次对应，因此蛇绿岩的研究对复杂的古大洋地幔动力学与大地构造学的研究也具有不可替代的地位。

蛇绿岩在岩石学中是一种特殊类型的岩石，对于洋陆岩石圈的构造演化、地幔深部的活动过程有重要的研究价值。同时蛇绿岩作为古大洋岩石圈的残片，对于恢复洋陆运动和构造演化过程也具有十分重要的学术意义。蛇绿岩的研究对于认识大陆裂解、板块构造等问题研究有极其重要的含义。

蛇绿岩与大洋岩石圈的演化具有十分密切的关联，所以研究蛇绿岩的物质组成成分、结构、构造和动力学、岩石学成因有助于人们进一步对大洋岩石圈结构、变化及动力学的认识。文章也是在研究查阅前人研究的基础上的讨论，由于本人知识积累不够或认识不够深刻的等原因，文章中可能存在一些问题，欢迎前辈以及读者批评指正。

参考文献

[1]Steinmann G. Der ophiolitischen Zonen in der Mediterranean Kettengebirgen[M].14th International Geological Congress in Madrid，1927，2：638-667.

[2]Hess H H. Mid-ocean ridges and tectonics of the sea floor[C]//Whittard W F， Bradshaw R. Submarine geology and geophysics.Proceedings of the 17thSymposium of the Colston Research Society，London， Butterworths， 1965：317-334.

[3]Anonymous. Penrose Field Conference on Ophiolites[J].Geotimes， 1972，17：24-25.

[4]Dilek，Y.& H，Furnes. Ophiolites and Their Origins[J].Elements， 2014，10（2）：93-100.

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关键词：机床；高速切削；稳定切削

关键词：模糊逻辑；隶属度；矿产潜力图；中甸地区

中图分类号： P61 文献标识码：A

1、模糊逻辑法在矿产潜力预测中的必要性

云南中甸岛弧是我国西南三江中段义敦岛弧南端，因印支晚期甘孜-理塘板块向西俯冲成型。岛弧区内地质结构适于矿产资源富集，是我国重要铜矿成矿地带。最新研究显示，中甸岛弧区是我国重要的斑岩铜矿藏区。因此，在此区域进行勘查，寻找和定位、预测矿藏潜力意义十分重大。

模糊逻辑理论由美国控制论专家、数学家扎德于上世纪70年代中期首先明确其概念与含义，随后模糊理论逐渐成熟，该方法被应用到许多学科领域。随着GIS技术的逐渐成熟，近年来，模糊逻辑理论结合遥感，地质，地球物理，地球化学等地学领域，已经成为地质学的新方法。

除裂谷、峭壁等跳跃性地质结构外的山水田园等地形地貌常常具有连续性，因而，指定区域内的地理信息数据反映到数据上常常具有连续性。然而，目前所采用的地理信息定量分析模型都使用二值法。这种方法常将地质数据进行简单概括，并按照一定的规则要求重新加以分类，地质数据在归类过程中，要么归类为0，要么归类为1，并用这些数据构成二值分布图。这种概括和重分类的方法，使地图因为数值的明确性而变得直观，易懂，数据操作也变得相应简单。然而，在这个过程中，许多有价值的信息也会因非此即彼的分类方法删除而丢失；并且，重分类过程中，分类的依据是以往的经验数据或信息，而随着GIS技术的采用，许多信息都可以被获取，但这些信息多数都成了有待深入挖掘的有效信息。

2、模糊逻辑法原理

布尔逻辑规定其取值在普通集合范围内，并确定在其条件范围内的命题取值不是逻辑真值(1)就是逻辑假值(0)，只有这两种取值结果。而模糊逻辑模拟的命题的真实性和可靠度，只是在一定范围内的命题真实性，该方法中命题的取值从属于逻辑真值(1)和逻辑假值(0)范围内。同时，数值的大小表示命题接近真实的程度，即隶属度。模糊逻辑可看做是运用无穷连续值的模糊集合，去研究模糊性对象的科学，因此，应用模糊逻辑更能良好地拟合地质数据的连续性。

预判云南中甸地区铜矿矿产潜力，其模糊预测模型的前提假设为：① 地质研究者在云南中甸地区已经做过详细的地质工作，并存在用于构建模型的足够的相关基础数据；② 数据具有必要可靠性；③ 位于该区域的已知矿脉成因和特征已经成为确定信息和经验前提，或者可以根据类似地质条件或成矿因素来推断。

这些已知的输入前提条件是模糊逻辑模型成立所必须的基本假设。在此基础上，我们才能够构建用于矿产潜力预测的实用模型。

例如，我们利用已知的确定的云南中甸地区矿藏勘探地质数据、遥感数据、地理数据等信息，即可以作为已知输入变量的信息，构建证据图层，其中某一因素，如航磁解译数据为X证据图层，它从属于证据图层所有已知输入变量Xi，(i=1，2，3，…，n)集合，这个图层有m个级别，定义为Xij ( j=1，2，3，…，m)，从而证据图层X的n个模糊集Ai (i=1，2，3，…，n)可定义如下：

A=(Xij，μA)Xij∈Xi （1）

这里，隶属度函数μA模糊分界为0.5，证据图层的隶属度在0与0.5之间，表明当Xij对成矿不利；反之，Xij对成矿有利；而当μA正好等于0.5时，Xij对成矿有利与否，需要另行判定。

在此基础上，我们可以应用齐默尔曼描述的模糊集算子对所有模糊集Ai进行综合，生成一个综合的模糊集F：

在此式中，∑表示模糊集操作，它包含了判断区域成矿潜力所需的有利条件。

3、应用模糊逻辑法对已知变量模糊化

模糊逻辑建模受知识驱动，即模型依赖于建模者的主观认知和知识经验。在充分掌握中甸地区地质基础数据的基础上，应用GIS技术将基础数据转化为多层证据图层，我们应用下面的隶属度函数对证据图层变量进行模糊化处理，其过程依据下式：

在这个式子中， a为函数的斜率，b为函数曲线明显拐点；Xij是第i个证据图层的第j个级别，可以用xij=wi・wj计算，其中wi是第i个证据图层的权重值，wj是证据图层内第j个级别的权重值。

这里，我们可以设定，依据专家和学者的知识与经验主观评估有利度，可以将证据图层定义为1-10个级别，有利权重值从10到1递减，且权重值分配应遵循等距原则。然后，可以根据证据图层级别数字的大小，即其对成矿影响重要性，我们赋值方法给证据图层赋予相应权重值。

接下来，我们需要进行模糊综合。而在进行模糊综合过程中一般需要就模糊与、模糊或、模糊代数和、模糊代数积和伽马五个算子进行综合计算。在此基础上的综合操作，需要将模糊化的集合综合到以下集合之中：

F：[0，1]n[0，1] （4）

基于以上原理和步骤，通过综合已知输入条件，我们就能够依据各算子与0.5比较，从而推测相关矿藏信息的真实性和相关性。再利用GIS技术和计算机技术，将成矿潜力在地理图上模拟出来。

4、中甸地区铜矿潜力预测方法分析

在研究区地质背景清楚，中甸地区识别标志和证据图齐备的条件下，我们首先进行中甸地区已知地质数据变量模糊化。

模糊综合过程中，不同的操作算子反应不同的标准，而模糊算子的选择是主观的，主要是根据综合后预测效果来决定。通过预测结果，可以对比已知矿点的分布模式与预测矿点分布模式相近与否，对预测效果进行初步验证。

但是，我们知道，对模型检验最好的方法是用新发现的矿床来检验预测效果。然而，这种方法需要资金和时间。因此，研究者给出了一些可以实施的模型验证方法。如对比其他预测方法的预测结果。

应用模糊逻辑法预测云南中甸地区铜矿潜力，这种方法是切实可行的，它为我们提供了一个强大而灵活的理论依据；在中甸地区应用模糊逻辑模型，能够圈出的潜力区面积，并对照已知矿床检验方法的有效性。在此区域应用模糊逻辑模型结合GIS技术、遥感信息与计算机技术能够预判该区域潜在矿藏区，然而，我们必须对模型加以检验，才能使之具有更好的应用性。

参考文献

[1]Porwal A．Knowledge-Driven and Data-Driven Fuzzy Models for Predictive Mineral Potential Mapping[J].Natural Resources Research，2003，12：1-25．

[2]杨岳清，侯增谦，等.中甸弧碰撞造山作用和岩浆成矿系统[J].地球学报，2002，23(1)：17-24.

[3]李随民，姚书振，等.基于模糊逻辑法的冀西北地区铅锌银多金属矿定位预测[J].中国地质，2008，35(4)：763-769．