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1運城市行政村名與自然地理環境因素
(1)地形地貌與行政村名.運城市東南部橫亙中條山,呈東西走向,絳縣、垣曲縣、夏縣、平陸縣就處于中條山山麓,地形復雜多樣,山地、溝谷、丘陵、平川交錯起伏.平陸縣更有“平陸不平溝三千”之稱;聞喜縣三面環山,北有紫金山,東有焦山,西有稷王山.所以運城市行政村名中的地形地貌類地名多以“坡”、“溝”、“嶺”、“峪”等命名.(2)水文與行政村名.運城市的很多村名都是根據水文的各種特征來進行命名的.從圖2可見,運城市以水文命名的行政村大多位于垣曲縣、夏縣、新絳縣.黃河流經垣曲縣與夏縣,垣曲境內主要有清水河、板澗河、亳清河、沇西河、西陽河等,東南部為國家重點水利工程小浪底水庫的回水區中段,水域面積占到庫區總面積的60%.夏縣境內主要有白沙河、青龍河、泗交河、清水河、溫峪河等.黃河支流汾河流經新絳縣,自縣境東北南梁村入境,長22.5km,其他河流還有澮河、鼓堆泉形成的三泉河,馬匹峪河分支,共4條河流.這三個縣河流眾多,因此以水文命名的村名較多.表征水文類村名的詞主要以“河”、“池”、“泉”為主.(3)動植物資源與行政村名.一個地區的植被類村名往往能夠反映出當地的植被狀況.運城市的植被類型豐富多樣,森林資源豐富,尤其是中條山地區,它是山西省現存的唯一的原始森林區.運城市行政村名中表征植物的詞主要有:槐、柏、柳、楊、桐、杏、榆、棗、梨等,如棗元村、槐樹下村、柏池村、柳溝村等.這說明在運城市此類植物比較普遍.從圖2可以看出,鹽湖區和聞喜縣以植物命名的行政村比較多.運城市行政村名中與動物相關的詞有:馬、牛、羊.如下馬村、羊村、牛莊村等.除了這種家養的動物外還有以野生動物命名的村名,例如蛇虎澗村、雎村、獅溝村、鹿峪村等,但這類村名比較少.
2運城市行政村名與人文地理環境因素
運城市沿黃河分布孕育了古老的華夏文明,遺留下眾多寶貴的歷史文物古跡,因而人文因素類行政村名在所有行政村名中占有較大比例.將運城市主要的人文要素類行政村名的空間分布以專題地圖的形式輸出(圖3),可以更直觀地看出人文類村名在運城西部、中部盆地地區較多.(1)意愿與行政村名.意愿反映了人類對美好生活的向往.我國深受儒家傳統文化思想的影響.儒家的核心思想是:仁、義、禮、智、信、恕、忠、孝、悌.運城市很多行政村名都對儒家思想有所體現,如仁義村、長樂村、尚義村、張孝村、孝子村、太和莊村、集義村等.另外一些意愿地名則表達了人們對現實和未來的美好期盼,如興盛村、大德村、永利村、安昌村、太豐村、積善村等.意愿類地名主要分布在中西部的臨猗縣、萬榮縣、永濟市稷山縣、鹽湖區等.(2)建筑工程與行政村名建筑種類的不同在一定程度上能反映某個地區不同的自然和人文狀況,所以建筑也是一個地區的代表符號之一.運城市歷史悠久,遺留下眾多的古建筑.由圖3可知,表征建筑工程類地名的詞有:寺、廟、橋、窯、塔、渠、井等;建筑工程類地名在夏縣、鹽湖區、永濟市分布最多.夏縣,現有歷史、藝術、科學價值的古文化和革命遺址共201處,其中主要的有司馬光墓、禹王城遺址、堆云洞等;鹽湖區有全國最大的解州關帝廟、魏豹城、舜帝陵、池神廟、太平興國寺塔等;永濟市古建筑有:普救寺、鸛雀樓、石佛寺等.這三個縣市除了古建筑之外,還有其他工程類地名,如窯頭村、板橋村、青渠屯村、金井村等.(3)軍事與行政村名山西省歷史時期戰爭頻繁,城池、堡寨多是戰爭產物.表征軍事類行政村名的詞有:堡、寨、營、屯、關等.從圖3可以看出,軍事類行政村名分布最多的是臨猗縣和永濟市.明代臨晉縣“值元末喪亂,荒地獨多,屯營視他縣為多,晉府群牧營,蒲州守御千戶所,皆與五營聲勢相應,百里之分六、七營”.現在臨猗縣的陸喜營、豆氏營、邸家營、王家營、裴家營、焦家營、樊橋營、靳家營等都是當時屯軍的駐扎營地[3].
3運城市行政村名與其他地理環境因素
運城市數字顏色類地名共138個,占全部地名的4.18%.數字命名的村名中以“三、五、七”居多,其中尤其以“三”最多.數字在村名中有的表示距離遠近,如十里鋪村、三路里村、東三里村等;有的表示數量,如八將門村、三甲村、五星莊村等.與顏色相關的村名一般都是根據當地土地或植物的顏色來命名的,顏色類和數字類村名單獨形成的很少,一般都和其他地理事物復合形成.經濟交通類地名在運城市較少.該類村名一般含有店、鋪、市等,都與經濟活動有關,如店頭村、鋪頭村、上市村等.運城市以宗教傳說命名的村名有78個,這些地名不僅體現了當地的宗教文化,也體現了當時人們的信仰以及思想.運城市人物史事類行政村名最少,只有61個.一些行政村為了紀念本地歷史上比較有名或者對本地做出突出貢獻的人,以這些人的名字來命名村莊,也有根據這里發生的著名歷史事件來命名村落的.
4結語
目前,我國政府己經將礦山環境保護列入議事日程。礦山環境治理工作也取得了一定成效,但我國的礦山環境恢復治理工作還處于起步階段,大量的治理工作有待于今后逐步開展。從2001年至2007年,全國共實施礦山地質環境治理項目1118個,恢復治理礦山環境面積15.5萬公頃。項目分布在31個省(區、市),總投入資金70億元,其中中央財政投入達37.7億元,由此可以看出政府正在加大力度對礦山環境恢復治理的投入。
1固體廢棄物的治理和利用
20世紀70年代以來,我國對礦山固體廢棄物的利用給予了重視,并取得了顯著成績。據統計,國有重點煤礦利用煤研石3470萬噸,占當年排出量的48.5%,其中用于發電、燃料800萬噸,建材原料590萬噸,筑路材料360萬噸,充填材料990萬噸。盡管取得了一定成績,但我國礦產資源和固體廢棄物的綜合利用水平還比較低,兩者的利用率都只有30%左右。目前,我國礦產資源綜合回收的礦種只占可綜合利用礦種的一半,綜合利用指標為50%,比國外低30個百分點左右,采主棄副、采富棄貧的現象仍較為普遍。
2廢水治理
我國礦山排放的廢水主要有酸性廢水、含懸浮物廢水、含鹽廢水和選礦廢水等。煤炭采選業礦井水的處理和利用能力提高較快。1990年外排達標率為90.56%,利用量為12億噸;洗煤水排放量及煤泥流失量減少,實現洗煤水閉路循環的洗煤廠1990年為100個。有色金屬工業廢水治理從單項治理發展到全面規劃、綜合治理。工業用水復用率逐年提高,1973年僅12%,1987年達到了58%,從廢水中回收有價值金屬己初見成效。
3廢氣治理
據統計,礦業采選行業中采鹽和黑色金屬廢氣處理率最高,高于40個行業的平均水平(406%),煤炭采選業處理率則最低,整個采選行業處理率為17.24%,低于全國40個行業的平均處理率。
4土地復墾
目前,我國政府每年撥專款加速礦山土地復墾工作。2001-2003年國土資源部共安排國家投資土地整理復墾項目731個,組織開展了礦山環境治理恢復工作,完成了河北省鹿泉市、江蘇省盯胎縣等18個典型礦山的生態環境恢復治理示范工程,項目建設總規模47.39萬公頃。江蘇省、浙江省礦山生態環境恢復治理取得實質性進展。
二礦山環境恢復治理存在的問題分析
1固體廢棄物污染
礦山開采過程中產生的固體廢棄物,由于沒有經過規劃而任意堆積,也沒有結合實際進行及時有效的處理和合理利用,不但占壓礦山邊緣土地,毀壞地表植被地貌,而且受不良氣候影響時容易產生安全隱患。
2廢水污染
采礦活動使礦區周圍地表水及地下水系遭到嚴重污染,由于礦井廢水中含有各種有害物質,未經處理超標排放會對地表植被!農作物等造成破壞;礦井排水疏干了地下裂隙水,引起地下水位下降;采空區灌漿導致當地水資源日益匱乏,從而打破了整個區域水均衡系統,造成水資源逐步枯竭及河水斷流等生態環境問題和礦山水資源短缺問題。
3廢氣污染
礦山開采中產生廢氣!粉塵等多種有害氣體,使得長期堅守生產一線的職工成為矽肺患者;另外矸石山自燃,煤層自燃排放的大量有毒有害氣體對礦區人體健康帶來很大威脅;還有冬季采暖排出嚴重超標的煙塵、二氧化碳、二氧化硫等大氣污染更不容忽視。
4地表環境的破壞
由于生產技術水平落后,多數礦山開采之后都沒有進行有效回填礦坑,導致礦區采空區地表沉陷,嚴重破壞了部分建設用地和耕地,造成了我國大量土地荒廢,生態環境惡化。同時也破壞了周邊很多民用建筑和自然地貌景觀,不僅使礦區與周圍居民糾紛不斷,而且極大影響了整個區域環境的完整性。在礦山投產建設和資源開采過程中,由于剝除和大量占用礦體表層土壤,嚴重破壞了礦區地表植被;對不斷產生的固體松散廢棄物(廢石、廢渣等)也隨意堆放,長期經受雨水沖刷和風化影響極易發生流失,從而加速了對周邊土壤的破壞,也使巖體失穩造成塌方和滑坡等地質災害,給人們的生活和財產帶來極大損失。
三治理措施與建議
1對礦山地質環境進行調查與評價
通過對礦山地質環境進行調查與評價,能夠有效了解礦山地區地質環境和自然環境,為礦山地質環境監測、進行礦山生態環境治理工作提供有效的數據資料,也有助于相關部門決策提供科學合理的理論依據。
2對礦山地質環境進行監測
隨著礦山環境破壞日趨嚴重,使得礦山環境污染程度加劇,進而引發多種地質災害#針對這種情況,政府部門必須高度重視,加大對礦山環境和災害源頭的監管和治理力度,避免產生新的安全隱患。礦山企業在開采過程中要嚴格按照相關規范化、制度化、管理化及科學化的行業標準進行開采,合理開發礦產資源,促進礦山資源開采可持續發展。礦山企業要加強礦山地質災害的防治措施,做好各方面預防控制工作,協調各方面的關系,加大先進技術和開采工藝的應用,減少礦山環境污染源,修建污水處理廠,減少廢水排放量,保證礦山環境質量得到有效控制。
3加快礦山環境恢復治理
a)對已經封閉的礦山,政府機構要加大宣傳力度,鼓勵和支持社會企業投資開礦,相關部門要實行招商引資政策,通過租賃承包等方式,吸收社會資金進行礦山環境治理和生態環境改造,也可以向國家申請專項治理資金,對一些閉坑礦山的生態環境進行改造和治理,確保礦山環境質量得到有效控制,進而降低地質災害發生率;b)政府部門和礦山企業要加強礦生態環境治理新技術、新方法的開發利用,根據不同的受污染程度,制定科學合理的治理方案。對多種地質災害發生的特點,采取有針對性的預防治理措施,確保生態環境得到恢復,保證礦山環境地質災害不再發生。要學習國內外先進的治理經驗,結合自身實際情況,積極開展礦山生態環境保護和治理工作。
四結語
關鍵詞:土地利用;生態環境;協調
1土地生態協調建設的原則
1.1以人為本,全面和諧原則
生態建設必須以建設社會主義和諧社會為基本出發點,以人為本,使人與人、人與生物、生物與生物、人與環境、生物與環境、社會經濟發展需要與資源供求等各方面協調一致。
1.2土地生態適宜性原則
生態建設中,應根據土地的自然屬性,充分考慮土地生態系統固有的生態條件對各類土地利用的適宜性。
1.3可持續原則
生態建設須以可持續發展為基礎,立足于土地資源的可持續利用,充分協調生態建設、社會經濟發展和土地利用之間的關系,兼顧生態、社會和經濟效益,力爭使綜合效益最大化。
1.4維護土地生態系統異質性和生物多樣性原則
土地生態系統中。農田生態系、林灌草生態系和城鎮村生態系等子生態系統在時間和空間上總是不均勻分布的,我們稱之為土地生態系統的異質性。維護土地生態系統異質性,有利于維護土地生態系統生物多樣性。生物多樣性的增加促使處于平衡的群落容量增加而導致生態系統的穩定。
1.5因地制宜原則
土地生態系統不同區域內的生態環境要素(如地質、地貌、土壤、水文等)存在一定差異性,土地生態系統在空間上有嚴格的地域分異性,因此,生態建設應立足差異,因地制宜,確定符合當地實際的生態建設方向。
2促進土地利用與生態環境協調的環境友好型土地利用模式
2.1小流域建設中土地利用模式優勢分析
第一,調整土地利用結構。隨著水土保持綜合治理的逐年實施,土地利用率和生產率相應提高,調整土地利用結構,改變過去單一的農業生產形式,形成了科學合理又符合當地實際的土地利用結構。
第二,調整農村產業結構。通過綜合治理和綜合開發,改善農村產業結構,農、林、牧、副各業產值的比例有所協調;形成了合理的農村產業結構,加快當地經濟的發展,提高糧食產量,增加農民收入,改善農民生活環境,提高農民生活水平。
第三,改善生態環境。通過對大于25。的坡耕地退耕還林還草和荒山荒溝整地造林,合理實施治理水土流失工程,增加了治理水土流失面積,提高林草覆蓋率,起到了水土保持涵養水源的作用。同時地表植被的增加,對改善流域小氣候,維持生態平衡起到顯著的作用,充分顯示水土保持綜合治理對改善生態環境增強農業后勁的作用。
第四,建設生態經濟。在生產過程和經濟活動中堅持保護生態環境,實現生態系統良性循環下的經濟發展。合理布局生產力,處理好治理、開發、保護之間的關系,發展生態型的產業化、商品化經濟。生態經濟的發展以生態綜合治理開發為基礎,生態的綜合治理開發以發展生態經濟為目標,既治理水土流失、改善生態環境,又充分合理的利用自然資源,因地制宜的發展種植業、養殖業、加工業幾種經營。
第五,加大科技投入。在進行水土保持綜合治理的同時,提高了科技普及率,增加農產品科技含量,建立科技示范點、示范戶,培訓各類專業技術人員,引進和推廣各類高科技農業實用技術,形成一種養加結合、產供銷配套的路子。
2.2創建文明生態村中土地利用模式優勢分析
“文明生態村”在農業生產上,既能形成大規模生產,又能延長二、三產業鏈;既能創出名牌產品,又能提高市場競爭力;既能實現農業現代化,又能使光熱水土資源發揮更大效益;創建文明生態村既推進農村物質文明、政治文明、精神文明和生態文明協調發展,又調整了農業結構,發展設施農業、特色農業、無公害農業和生態農業;既解決農村道路硬化和“五亂”陋習,又實現農村美化、綠化、凈化和沼氣化的生態環境;既體現了與城市園林型、生態型、現代化的定位銜接;也保證人與自然的和諧,同時又使農業生產得到可持續發展。
2.3庭院生態農業模式
庭院經濟除了有其自身固有的特點,如:靈活多變的生產方式,具有較強的適應性,投資小、風險低、收益可觀,為農村提供新能源,改善農民居住生態環境等特點之外,還有許多其他優勢。高效利用土地資源,以庭院為基礎,進行集約化商品生產,充分利用地下、地上空間發展。高效利用勞動力及時空資源,以庭院為基地建溫室。冬季增加一季生產,充分利用空間時間及家庭勞動力。高效的資源利用產生可觀的經濟、社會及生態效益,養殖因條件適宜,從而周期縮短,飼料利用率提高。沼氣發酵產生優質能源,同時節電、節煤,降低生產成本,氣體效應及沼渣、沼液、禽畜糞便提供的優質肥料,可減少化肥的使用,在改良土壤結構的同時降低農作物生產的成本,提高農作物的產量和質量。堅持科學發展觀,具有較高的科學性,庭院經濟可因地制宜地發揮人的主觀能動性,合理的利用生物資源,組織有效的循環系統,使通過綠色植物的初級生產所獲得的生物能得到多次循環利用,從而提高農業生態經濟效益。
3促進土地利用與生態環境協調的措施
3.1調整土地利用結構,實施生態規劃
貫徹“十分珍惜和合理利用每寸土地”的原則,集約化利用和經營各類用地,著力提高土地資源利用率和產出率,力求土地利用的最佳經濟、社會和生態綜合效益的原則。從實際情況出發,對水土流失較為嚴重的地區,應大力開展以林草植被的保護、恢復和重建工作,采取小流域人工植樹、種草和建設農田防護林網的方法,提高區域地表植被蓋度。建設以小流域為單位的生態環境治理示范區,局部輔以部分工程措施,包括攔河壩、防洪堤等,充分發揮生物技術和工程措施的綜合效益。
3.2嚴格落實耕地保護政策,提高農業生態環境的質量
耕地保護特別是基本農田保護是維護生態安全的一項重要任務。我們國情是耕地數量大,基本農田多,由于人口基數大,導致人均耕地少。但是,近幾年,耕地被占用的數量也是相當之大的,應該引起領導高度重視。為此,首先,要實施耕地動態平衡戰略;進行土地開發、整理、復墾措施,及時的補充耕地;其次,要加大物質投入,科學施肥,防止耕地退化,提高耕地生產力,提高農作物單位產量;再次。要加大資金和技術投入,改善農業生產條件,興修水利,排澇、防早、除漬,改造中低產田,提高土地質量。同時,要控制農田污染,保護農業的生態環境,避免和禁止用污染水資源灌溉農田,盡量少用或不用高毒、高殘留的農藥、殺蟲劑和除草劑,開發利用低毒、低殘留、高效農藥、生物農藥和生物降解劑,推廣病蟲害綜合防治措施,完善農田基本設施;大力推行節水栽培技術,減少肥、藥流失量。提高肥藥利用率。減少農業污染,提高農業土地生態環境質量。
3.3建立生態建設、環境保護與經濟綜合決策的機制
在土地合理利用的決策中,既要保證經濟的高速發展所需的建設用地,尤其是重點項目的建設用地,又要保護耕地和基本農田,從而實現保護生態環境。區域發展中建設項目的評價、生態安全的評價是一個極富挑戰性的研究課題,這除了生態系統本身的復雜性外,還受到人類自身知識缺陷和認識邊界的限制。環境影響評價,是指對區域規劃和建設項目實施后可造成的環境影響進行分析、預測和評估,提出預防或者減輕不良環境影響的對策和措施。進行跟蹤監測的方法與制度。因此,建立生態建設、環境保護與經濟綜合決策機制可以有效的促進土地利用與生態環境協調。
參考文獻
[1]張鳳榮,中國土地資源及其可持續利用[M],北京:中國農業大學出版社。1996。
1.1搬遷治理工程體系主要是在地質災害監測系統發出的信號的基礎上,對所指定的災害隱患區域的危險點進行綜合分析,如果確認其危害性較大且發生的概率也較大,則應采取相應的措施,即搬遷避險或者其他合理的災害預防或消除措施。如果條件具備的前提下,災害治理、災后重建以及地質環境利用等可以進行綜合考慮,以達到災害防治和環境利用的雙重目的。
1.2應急處置體系在充分利用當前先進的科學技術資源的基礎上,從重大地質災害應急處置的導向出發,逐步建立起一個系統、科學、高效的地質災害應急處置體系,使其能夠在災害發生后,可迅速進行響應,并能夠將災害引發的損失降低到最小。
1.3科學技術研究支撐體系科學技術是第一生產力,任何工業的發展和社會的進步都離不開科學技術的進步,地質災害防治同樣離不開科學技術,為了更好的制定出一套完整、高效的災害防治體系,需要從如下幾個方面進行科學技術的研究支持,如監測預警系統的開發,地質災害成因和內在機理的研究,地質災害應急處置的模擬和仿真系統的開發等。
2區域地質環境利用評價體系
區域地質環境利用評價主要是考慮到工程地質工作的公益性、基礎性和服務性等特點,通過開展不同力度的地質勘查和環境情況調查,得到地質環境安全情況和地質災害的可接受情況,最終得到該區域地質環境的可利用情況,使其能夠充分的得到利用,服務于人類社會和經濟的發展,又能夠把地質災害的發生概率和危害性降低到最小。而其中一個很重要的方面就是區域環境評價工作。區域環境評價的結果要有實用性和可行性,不僅僅能夠滿足地質災害的危險性調控的目的,還應滿足地質環境的可持續利用的要求,這就需要工作和研究人員盡可能的脫離傳統穩定性研究的束縛,積極探索出更為合理的地質環境評價方法。
本文為此初步提出的環境利用評價體系主要包括如下幾個方面:(1)區域地質環境的質量評估;(2)區域地質環境功能劃分;(3)雨區地質環境工程容量評估;(4)地質災害防治風險調控評價。上述每個方面都是圍繞區域地質環境可持續利用和開發這一根本目的的要求。但需指出,在實際的情況下,還應充分考慮具體區域地點的特點和服務對象的不同,而對上述評價體系進行完善或微調,以便更加適應當地的實際情況。
3結語
翻閱中國建筑史或其他建筑史書,就會感到不同年代、形態各異的建筑和屋頂形象撲面而來,形態是屋頂間的特定識別標志,變化是屋頂形象差異的外觀表述,隨著空間位置的不斷變化,屋頂的形態自然呈現變化,隨著空間地域擴大,其變化內容和程度隨之擴大,空間特征規律越發明顯。
1.1形態:屋頂形象的歸結與自然環境選擇屋頂是民居存在的靈魂。參照蘆原[6]提示的空間概念,民居利用了空間圍合的限定要素,即頂端的屋頂、四周的墻體和下端的地面,由于地面必須存在,因此空間限定只要屋頂和墻體的一方存在空間就能成立。作為建筑,特別是民居,如不考慮極端氣溫條件,屋頂相對墻體更為實用,它可以遮風避雨、阻隔太陽輻射。中國民居以木構為主,屋頂處于頂端,“人”字型坡頂多,利用屋頂的形態調整,容易使自然形成的碩大屋頂變成視覺焦點,成為民居形象的重點刻畫對象。屋頂以外露形態給視看者,不同的觀看條件給視看者以不同的視覺感受,形態是物理層面的內容,形象通過形態的表現能使視看者得到心理滿足。屋頂形態的構成具有實用和形象裝飾的二層含義,實用功能是滿足屋頂抵抗外來環境影響,保持室內正常居住的最低裝備要求,而裝飾功能可在實用功能滿足的前提下,通過屋頂裝飾手段運用來提升屋頂的審美情趣。雖然中國民居的屋頂有廡殿、歇山、懸山、硬山和攢尖等許多形態,但從抵抗外界自然影響的作用看,屋頂呈現的坡度最關鍵,可將屋頂形態分為坡頂和平頂的二大類。由于傳統民居多單層,這對于站立地面的視看者言,坡度越陡看到坡頂的面就越大,引起的屋頂印象也越深刻,反之亦然(圖3)。平頂高度因處在人眼視平線之上,不能為正常站立的人眼所看見,故不需刻意地去塑造,如果裝飾的話則多會裝飾在平頂周邊的女兒墻之類的地方。屋頂形態主要由自然環境所左右,這里的環境是指對屋頂以各種影響的外部與內部因素,如氣候、地貌、植被、地震和河流等,如民居中常見的馬頭墻,作用是防止火災蔓延,而火的蔓延主要是風的作用,可見自然對屋頂形態形成的影響和作用。
1.2變化:空間地域的屋頂形態差異民居是人類最基本的生活物質,有人煙就會有居住,有居住就有民居,民居屋頂的形態容易吸引人們眼球。從廣闊的空間范圍觀察大量的屋頂形態可知,隨著觀察位置的變動和“步移景異”的視看特性,屋頂形態會給人不斷“變化”的感覺,只要視線移動,不同地域的屋頂就會呈現豐富多彩的形態變化,形態跟隨空間變化,位置是空間民居存在的基本屬性。在國土空間范圍的自然條件基礎上考察傳統民居的坡頂形態,就可得出坡度大致呈南陡北緩、東陡西緩的走勢(圖4),依據三角原理還可畫出坡度基本走勢的東南向至西北向的斜向分布線,當然這種推斷比較主觀和粗略,如要得到細致且有說服力的證實,需要進一步的量化實證。關于建筑的地理特點,胡兆量[7]闡述了緯度、經度和垂直等的一些地帶特性,他通過考察我國東西南北建筑差異的一些現象,指出地理條件下建筑形態形成的基本規律特點。由于中國幅員遼闊,民族眾多,人們根據不同的空間環境條件,因地制宜地形成了許多適應當地自然與文化條件的屋頂形式,使中國屋頂具有獨特的時代特征與民族文化個性,也是中華民族文化心理與審美情趣的體現。屋頂隨地域變化的主要原因是各地氣候、地質、地貌等自然和人文環境的差異,因而有必要從空間上分析居住范圍的環境特性,使外界環境對居住的不利影響減至最低。民居是人工造物,承載于土地,由于土地資源的不可移動、不可復制和不可替代性,使得民居的土地承載是唯一的,不同的空間地域承載著不同的建筑與民居,不同的民居與屋頂形態受不同地理環境所制約。劉致平指出山西、河北、東北和西北等地農村多用平頂房,南方雨水多則多用瓦房的屋頂形成特點[9]。為比較空間不同地域與屋頂形態的差異,這里選取中國地圖空間的不同位置民居,利用GIS技術常用的空間疊加法簡單地考察屋頂形態與對應空間的相互關系,民居形態選取多年前發行的郵票系列的中國民居形象(雖是郵票圖案,但覆蓋的民居類型多,且對民居形象作了一定的抽象概括,可簡單地表示各地的差異)。圖5的中間是中國地圖,四周是民居及屋頂的排列圖,地圖上用九宮格顯示出各省民居的大致位置和民居形象,沿用原有行政省的民居稱呼,以各自經緯向地帶,地圖東南西北中和西南位置的六處民居為代表性民居,簡單地比較屋頂的形態特性。南部的廣西民居屋頂構架輕巧、坡度大而屋面有一定起翹,可防備降雨時使雨水落點盡量拋向遠處;中部是陜北民居,圖片提示了當地特有的窯洞形象,說明雨水少和地處黃土高原,其土質有利建設窯洞的地理景觀特點,圖片還顯示出部分砌筑墻體突出在窯洞前部,上覆雨篷檐口的現象,盡管坡度不大,但能遮擋雨水并使窯洞立面有收頭,增加了建筑感;西部是民居,屋頂平緩,可見雨量少;東部是江蘇民居,屋頂坡度較大而下有小河,說明雨量較大;北部是蒙古包,可認為雨量不多且處在草原地區;西南地區的云南少數民族多,氣溫高雨水多而潮濕,民居多用竹子等自然材料形成竹樓,屋頂坡度相對陡[10]。通過上述比較可知不同氣候、地貌等地理因素對民居屋頂的作用與影響,證實了形態隨空間位置變化和自然選擇的特點。當然這樣的比較只限郵票上的民居屋頂類型和數量,其精確位置和形態均非常粗略。
2屋頂形態差異的空間環境要素
屋頂是室外過渡到室內的建筑體塊,從人類最初搭建到形成現在各地的民居基本形態,經歷了漫長的過程,通過改變屋頂形態與外界環境建立平衡機制,可使屋頂適應不同地域的自然和人文要求,因地制宜、服從適應當地環境的要求是屋頂形成發展的基本要素。
2.1環境:屋頂存在的空間地域條件屋頂形態與當地的自然與人文環境相適應,其形態形成依賴于當地氣溫、降水和空氣質量等的環境條件,最終以可度量的溫度、濕度等指標影響居住質量。另外材料、構筑方法和人工素質等資源條件也影響屋頂的形態形成,屋頂因環境相異而形態不同,圖6是影響中國民居形態形成的地理情況,用空間方法反映了影響屋頂形態形成的氣候問題,圖6a是氣候帶分區,主要分成溫帶、亞熱帶、熱帶和高原氣候的四大區域;圖6b中可知中國降水量是東南多、西北少的空間分布格局,如以降水量指標考量屋頂坡度時,基本與圖5表示的東南陡、西北緩的屋頂坡度走勢相吻合,證明屋頂形態追隨自然的特點。當然這種敘述只在宏觀的地理層面,實際上各地環境條件不一,不可能用一種大的氣候分區概括所有區域的環境類型,還需具體考慮各區域小環境的具體情況。一般的小環境自成系統,大氣候帶由無數個小區域環境所構成,而空間地域的民居與屋頂的形態形成實際是受當地的小氣候環境影響。(1)自然因素評價圖6的氣候帶分區較綜合,不易從空間角度建立不同氣候條件屋頂形態的關聯性,為此表1以氣候帶分區為基礎,抽取幾個對屋頂形態作用較大的環境因素:氣溫、太陽輻射、降水、風力等,以相關度高低主觀評價與屋頂形態的關系。從評價結果可看出不同氣候帶的環境因素對屋頂形態的影響特點,如高原氣候帶主要分布在青藏高原地區,高寒缺氧,北溫帶和南溫帶的大部分地區分布在廣大內陸地區,這些地區降水量少,氣溫低使屋頂坡度可以緩平,尤其地區平頂多,相反屋頂的保溫要求高;而熱帶和亞熱帶部分區內降水和風力為主導,屋頂坡度陡,相比之下太陽輻射和氣溫因素對屋頂坡度的影響小。因為圖6的氣候帶分區空間范圍大,所以同樣的氣候類型,帶內的地域差會使自然環境差別很大,譬如內陸和近海,為此在表1內做了部分區分。(2)人文因素評價屋頂形態除受自然因素影響,還受社會人文因素的影響,屋頂是自然形態,也是文化形態,能夠記錄表現民族、地域的人文場景,具有疊加與延續的文化特性,通過屋頂形態的人文干預,能夠提高屋頂特有的審美情趣。一般是在充分利用自然因素的基礎上,通過隱約寄托的裝飾手法得以實現。裝飾實現與當時當地的人文經濟條件相適應,裝飾是民居“富裕化”,審美欲望膨脹的表現。在遠古,當屋頂能滿足人們遮風避雨的實用功能之際,先人們就開始了他們對屋頂的裝飾活動[8]。裝飾是給別人看的,中國傳統建筑屋頂深受中國傳統文化中的“天人合一”思想影響,其屋頂型式與大自然相互親合,相互融入[11],屋頂起到了寄托愿望的作用,吳慶洲[12]以兩片坡屋面相交而成的屋脊為例,考證了不同歷史時期的各種脊飾,指出它是屋頂裝飾中重要和顯眼、利用巧妙的構件,屋脊是屋面交接的自然形成,而巧妙地變成脊飾是中國傳統民居的智慧和審美的獨到之處,體現了民居與中國文化發展的密切關系。除此之外許多屋頂的裝飾是以實用為前提的,如圖7的溫嶺石塘鎮某漁村用石塊疊壓屋頂現象,起初目的只是為防臺風掀走屋面瓦,利用本地容易獲取的石塊壓住屋面瓦,久而久之這種形態變成了當地屋頂的獨特形象。
2.2響應:環境變化的屋頂技術支撐長期以來屋頂通過自身的形態調節來適應與抵御不同空間地域的環境變化,可分解成圖8的基本模組和裝飾模組的二方面解釋。基本模組是屋頂構成使用的基礎部分,特點是控制形態的基本走勢并塑造屋頂的基本形象,是屋頂成立的最低要求和不同空間地域區別的主要形式標志,依據建筑類型、構筑技術和材料性能等條件而不同,從構成特點還可分成屋頂的結構和表面覆材的二部分,缺一不可。另外,裝飾模組的作用是追求精神寄托、滿足審美功能要求,可細分為二部分:一是使用功能的結合或延伸,且叫做功能裝飾,在滿足基本功能(安全好用)條件下,為追求更強力的視覺效果,進行諸如擴大檐口挑出深度,加大屋面起翹度的更為夸張做法等,以達到屋頂更為碩大輕盈或其他的不同形象要求,如部分四川民居的檐口挑出就非常大;二是純粹的裝飾手法,包括脊飾、檐口等的裝飾,裝飾不會使屋頂垮塌或其他功能受損,不具備使用功能,盡管如此,因受人文意識影響,傳統民居或多或少地會施加裝飾,當然比重上與官式建筑的普遍使用不能相比。
3結語
關鍵詞:環境管理體制;問題;對策。
環境管理體制是指國家有關環境管理機構設置、行政隸屬關系和管理權限劃分等方面的組織體系和制度。它具體規定了中央、地方、部門、企業在環境保護方面的管理范圍、權限職責、利益以及相互關系,核心部分是關于管理機構的設置、各管理機構的職權分配以及各機構之間的相互協調等問題。一些西方學者在對環境管理體制問題進行討論時,往往會把公眾參與的問題考慮進去。他們認為,在環境管理體制的結構關系中,除政府的行為之外,還有社會利益團體和管理行為人,它們都是較為重要的組成部分。環境保護事業在西方一些發達國家,已經具有較高的社會化程度,企業和公眾在環境管理中扮演著非常重要的角色。在這方面,我國與西方國家相比還存在很大的差距。較長時間以來,我們所說的環境管理體制僅指政府內部機構的設置,而公眾的監督和參與則被視為是外部作用機制,一般不納入進來。
一、我國地方環境行政管理體制存在的問題。
我國長期以來采用的是地方政府對轄區內環境質量負責的環境管理體制,這種體制,由地方政府通過計劃、組織、調節和監督,來協調社會中的各種關系。這一體制的優點在于能夠很好地發揮地方的主動性和積極性。經過多年的努力,我國已經形成了“由國務院統一領導、環境保護部門統一監管、各部門分工負責、地方政府分級負責”的管理體制,并逐步形成了“五級管理”、“四級機構”的組織體系。這種管理體制對于推動我國環境保護事業的發展發揮了積極的作用。我國是一個人口大國,自然資源相對較少,環境保護工作起步也比較晚,正處在經濟發展速度過快、管理手段較為薄弱、環境意識還有待于進一步提高的轉軌時期,因此該體制具有一定的合理性和有效性。然而我們也應該看到它還存在著不少的弊端,部門分散、地方分割、條塊分離的現象比較嚴重,管理手段相對滯后,很難適應社會經濟發展的客觀需要,對于環境保護工作的開展具有一定的阻力。
我國政府對于環境管理機構的設置,大體上是一個倒“金字塔”的結構,即中央設置的環境管理機構數量較多、規模較大、人員充足、技術設備好,對環境監管的執法能力比較強;相對中央管理機構來說,各地方設置的環境管理機構,越往下數量越少、規模越小、人員越缺乏、技術設備越差,環境監管的執法能力也越弱。就拿我國的縣級環境保護部門來說,它的技術人員編制較少,但實際工作人員的數量卻嚴重超編,大多數人員沒有環境保護方面的相關專業知識,其中還有一部分是在機構改革中被分流到了環境保護部門,同時又沒有較好的方法對人員進行培訓。同時,環境保護部門的技術設備配置也比較落后,缺乏基本的監測手段,不能有效地對排污總量和違法排污現象進行監測,有些甚至還需要將監測項目送到市一級部門進行分析。由于缺乏必要的管理手段,監管人員在現場進行執法主要依靠自己的感性認識和已有的工作經驗,這樣及時取證就有一定的困難。由于缺乏必要的交通工具與通信工具,一旦發生違法排污現象很難及時到達現場,從而做出快速應急反應[1]。我國地方環境行政管理體制存在的主要問題有以下幾個方面。
(一)以地域管理為主的環境管理體制,導致中央政府和地方政府存在行為差異。
中央政府對于環境保護的態度非常重視,制定了一系列關于環境保護的政策法規,把保護環境上升到了基本國策的戰略高度。從中央政府的角度來看,由地區間的環境質量得到改善所帶來的外溢效應是不存在的,因為任何一個地區的環境質量得到改善都意味著整個國家的環境質量在不斷提高。但從地方政府的角度來看,對于環境保護的態度就比較復雜,因為環境本身具有外溢性和跨區域性等特點,該地區對環境問題加大投入進行治理,可能得到收益的并不是該地區而是鄰近的其他地區,這樣就使得一些地區忽視環境保護而片面地只追求經濟效益。在發展與環境的目標選擇上,地方的目標函數與中央存在差異。中央政府強調全局的經濟、社會發展與環境保護的可持續性,而地方政府的目標則明顯偏重于局部、眼前的經濟發展。在環境保護政策的決策與實施上,地方政府與中央政府存在著“討價還價”和“對抗”的傾向。地方政府在落實環境管理的具體政策時,會與中央政府的要求產生一些矛盾與沖突,而地方政府則會憑借自身所擁有的經濟資源和信息優勢,以“上有政策、下有對策”的方式,盡可能地減少或避免自身利益的損失[2]。所以,在環境管理中地方政府與中央政府存在一定的行為差異。有學者認為,從環境保護的縱向管理上來看,我國是以地域管理為主的管理體制,在這種體制下,各級政府的環境保護行政主管部門只對本級政府負責,在環境保護機構內部上級與下級之間只是一種業務指導關系,上級對下級缺乏應有的制約力,執法過程中容易受到人為因素的干擾[3]。由于區域間經濟發展的不平衡,不同地區對于環境污染問題的嚴重性和保護環境的重要性認識也不相同,因此,在資金投入上也存在著較大差異,有些地區投入了較多的資金用于環境保護,而有些地區則投入較少。這種現象必然造成地區之間環境管理力度上的不均衡,時間一長可能就會導致一些原來重視環境保護的地方政府向不重視環境保護的地方政府看齊,減少資金投入。即使某些地方政府一些有遠見的官員真的下大力氣治理本地區的環境,但由于環境的特殊性,我們也很難全面衡量其治理環境的業績,這就使得地方政府的環境保護流于形式。
(二)地方環境管理機構在設置上不能滿足實際需要。
目前全國有不少環境保護部門,特別是縣級環境保護部門仍掛靠在城市建設系統上,僅屬于城市建設系統的一個部門,這種現象給環境保護的執法工作造成了一定的障礙。城市建設往往引發一定的環境問題,而作為城市建設系統內的機構自然無法對其進行有效的環境監督管理,環境監管難免會流于形式。因為沒有獨立的機構,人員編制、工作經費等問題也都難以保障。有些地區環境保護部門內的自然保護監督管理機構不健全或者根本沒有自然保護監督管理機構,而環境污染防治和自然保護是環境保護工作中不可或缺的兩個部分,具有同等重要的地位。反映在機構的設置上,污染防治和自然保護監督管理機構都應該進行強化,不能側重于任何一方。有些自然保護任務非常繁重的資源或農業大省,到目前為止還沒有自然保護監督管理機構,有的省有自然保護監督管理機構但力量薄弱。在一些縣和農村,環境和自然保護工作仍然很繁重,但機構的設置和人員的編制則遠遠不能適應實際需要,甚至還有些地方出現了沒有人管理這方面的工作的情況。
(三)行政區劃的地方環境管理體制,不利于跨區域環境問題的協調。
環境問題具有較強的外部性和區域性,一個地區的環境污染可能會影響到周邊其他地區,往往會超越行政區劃的邊界,不受行政轄區界限的限制,如酸雨污染、流域水污染、海洋環境污染、生物多樣性等問題,都具有跨行政區域的特點。針對這一現象,設置相應的強有力的流域環境管理機構,同時制定與之相適應的流域環境保護立法就顯得尤為重要。
然而我國在這方面的建設還很不夠。雖然在幾個大的流域建立起了水資源保護委員會,但從隸屬關系、職責、權限的配置和法律地位上來看,該類機構并非強有力的流域環境管理機構。而我國目前實行的是以行政區劃為單位的環境管理體制,地方環境保護局隸屬于地方政府,這就使得一個有機的整體被這種體制分層切塊,個別地區為謀求經濟的發展而不惜損害其他地區的利益以及阻礙環境管理的地方保護主義現象時有發生。同時,由于部門之間的協調不暢,跨區域執法難度比較大[4]。
(四)中央政府監督乏力,難以落實地方政府責任制。
依照《環境保護法》的規定,地方人民政府對本轄區內的環境質量負責。也就是說,環境質量的好壞,地方人民政府是責任主體,但相關法律既沒有明確規定政府部門如何履行其責任,如何保證其履行責任,也沒有明確規定如不履行職責應承擔何種責任[5]。在經濟增長水平仍然是衡量和反映各級政府和領導政績的主要標準的情況下,考核干部實行的是自上而下、以GDP增長為依據的體系。在對地方政府官員進行政績考核時,各種經濟指標的完成情況仍然是重要的內容,尤其是GDP的增長,把本地區的經濟生產總值、財政收入、企業規模、招商引資情況等作為衡量政績的硬性指標,而對于政治和精神文明建設、和諧社會與黨的建設等方面則沒有硬性要求。這種考核體制某種程度上鼓勵了地方發展經濟的熱情,挫傷了地方提供環境保護等公共服務的積極性。“這就促使一些地方將完成經濟指標作為本地區發展的首要任務,把以經濟建設為中心片面地理解為以GDP為中心,把發展才是硬道理片面理解為GDP增長才是硬道理,不顧資源、環境的可承載能力,盲目上項目,搞投資,造成大量低水平重復建設,資源消耗和環境污染現象十分嚴重”[6]。地方政府中的部分領導從個人和本地區的短期經濟利益出發,環境保護意識不強,缺乏緊迫感,甚至把環境保護與經濟發展對立起來,錯誤認為要大力治理污染、保護環境,就會阻礙本地區的經濟發展,影響政績目標的實現,甚至出現干擾環境執法行為,明目張膽地保護污染和破壞環境的行為。在地方政府的默許甚至支持下,一些企業采取暴力手段阻止環境執法,甚至抗法。中央政府對于地方政府是否依法履行對本轄區環境保護質量負責的義務,是否采取有效措施改善環境質量,仍然缺乏有效的機制和手段進行監督和制約。
二、實現地方環境行政管理體制科學發展的思路。
(一)按照政企分開的原則,轉變部門職能。
國家應將環境保護的執法監督作為各項工作的重點,由微觀管理轉為通過宏觀調控進行指導和服務,轉變工作理念,由單純的管理轉為真正的為基層和企業服務。不斷加強環境保護總局在宏觀決策管理方面的職能,積極推進環境保護事業單位的改革,理順中央與地方、環境保護部門與經濟發展部門的關系,初步建立起科學的行政運行規范。同時要結合我國的具體國情,在充分發揮中央與地方主動性、積極性的同時,運用必要集中和適當分散相結合的工作方法,把環境保護方面的法規、政策、標準等的制定權集中到中央,同時又要按照具體問題具體分析的方法,根據各個地區發展存在的差異,環境標準可以結合本地的實際情況,采取不同的政策。而對于跨區域的環境問題,如大氣污染、水污染等問題的處理權限都應該集中到中央,將局部性的環境問題,如噪聲、固體廢棄物處理等問題的處理權限放到地方,環境保護方面的國際合作問題其處理權限應該放到中央,而環境保護合作項目則可以放到地方,環境主管部門在工作中所起到的只是引導或指導的作用。
(二)加強人員和機構方面的建設。
精簡機構主要針對的是非政府部門職能的部分,而政府部門職能的部分不但不能精簡,反而要不斷加強。從整個國家的發展趨勢上來看,在對其他國家機構進行精簡的情況下,對于環境保護方面的國家機構應該不斷加強。因為長期以來,地方政府只注重發展經濟,對于環境問題重視不夠,導致環境污染欠賬較多。在今后的發展過程中,仍然需要投入較多的資金對環境問題進行治理,但環境的改善需要一定的時間,在這段時間里現有的生態環境可能還會進一步不斷惡化,在將來的20年甚至30年里,我國的環境污染問題可能仍然不會有明顯好轉,所以,從整個國家的長遠發展來看,要實現國家的可持續發展,就必須不斷加強環境保護。
(三)健全環境保護跨部門以及中央與地方的協調機制。
環境保護政策離不開部門發展政策和國家的宏觀經濟政策。環境保護已經成為整個社會的責任,而不單單是某個部門的職能。要把環境容量、環境質量狀況和經濟發展對環境的影響、對資源的消耗、對生態系統的影響納入統計指標,使生態環境的承載能力也作為經濟社會發展水平的重要標志。要建立國民經濟綠色發展統計指標體系,不僅要有經濟指標,而且也要有環境指標、人文指標,用這些指標來衡量國家和地區的經濟水平,全面、科學、合理地評價地區、單位和干部的業績。要改變不平衡的管理體制,形成綜合權力機構,就需要順應政府機構改革的潮流,通過計劃、預測,綜合考慮潛在影響因素,協調各部門間綜合處理經濟、環境和社會的問題,加強跨部門的統一規劃與管理。在環境保護政策的落實上,國家利益與地方利益存在一定的矛盾,健全環境保護的中央與地方的協調制度就顯得尤為緊迫。
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論文關鍵詞:環境地質學 專業特色 啟發式教學 案例教學
論文摘 要:隨著環境地質學研究內容、研究方法和技術不斷發展,環境地質學的教學面臨許多新的挑戰。在環境地質學的教學過程中,通過對教學方法和教學理念的不斷探索,逐步形成了具有鮮明特色的教學模式。
環境地質學是研究人類活動和地質環境相互作用的新興學科,是地質學的一個分支,也是環境科學的一個組成部分。環境地質學研究自然和人為引起的地質環境問題,以及人類工程建設和資源開發引起的地質環境問題[1]。環境地質學已經成為地質學、地理學、環境科學等專業的必修課或者選修課。環境地質學是一門綜合性的科學,內容涉及災害地質學、環境工程學、地球化學、地質工程學、城市環境地質學、礦山環境地質學、農業環境地質學、海洋地質學等多個學科。如何為不同專業、不同年級的學生更好地講授環境地質學課程,成為一個新的挑戰。筆者在環境地質學的教學過程中,結合環境地質學的課程特點、學生的知識結構和專業特色,積極探索教學方法改革,不斷總結經驗和心得,逐步形成了具有鮮明特色的教學方法,取得了良好的教學效果。
1 強調人地和諧理念和可持續發展觀
環境地質學課程最重要的目標之一,就是讓學生樹立人地和諧的理念和可持續發展觀。首先要認識到,地球是人類目前可以生存的唯一場所,地質環境容量是有限的,人類活動和地質環境是相互制約的,過度地索取必然會引起地質環境的惡化,甚至出現災難。要達到人地關系的和諧,必須以科學的人地觀為指導,培養全球性、長遠性和差異性的環境意識,珍視和充分利用環境質量與自凈能力,減少環境損失,防止環境污染和生態破壞;培養廣義性、有限性和稀缺性的資源意識,堅持節約利用、綜合利用和持續利用原則,充分發揮資源的多重功能,提高資源利用效率和水平;科學的人口意識、合理的生產意識、適宜的消費意識和正確的文化意識同樣非常重要[2]。另外,危害人類的自然災害始終存在,人類一定要充分認識這些自然災害(如洪水、滑坡、崩塌、泥石流、地震和火山活動),盡量避開或降低它們對人類生命財產造成的威脅。
2 體現專業特色
環境地質學涉及的內容非常廣泛,每個章節都可以單獨作為一門課程來講授。但由于課時的限制,不可能對每個章節都進行非常詳細、深入地講解,必須根據學生的專業特色和學校的特色,有選擇、有側重地講授環境地質學的各個章節。對于礦業類院校的地質工程專業學生,側重講解自然災害、礦產資源開發、能源開發和利用、表生地球化學異常與人體健康、環境地質調查等章節,用地質構造和地質演化的理論講解地震和火山的發生規律和分布特征,用礦床學理論講解礦產資源的成礦規律和礦石特征,用地球化學的理論講解地方病的發病機理和分布規律,將地質學的理論和方法融入到各章節的講解中。自然地理學專業要側重自然資源開發、土地利用、房地產開發等內容;人文地理專業側重城市規劃、旅游管理等章節。
3 結合學生的知識體系
環境地質學是一門拓展學生知識面、培養學生興趣點的課程,適宜安排在第一學年。但是,由于各種條件所限,環境地質學有可能被安排在許多專業課之后的第二學年或者第三學年。由于某些專業課的內容與環境地質學的部分章節或知識點相同,勢必會增加環境地質學的講授難度。因此,教師在講授環境地質學課程之前,必須考慮不同年級學生在知識結構上的差異,有針對性地調整各章節的內容和深度。遇到與前期專業課相同的知識點,教師既可以有針對性地溫習之前學過的重要知識點,補充新的教學內容,也可以在相同知識點上增加深度,激發學生的求知欲望。在為地質工程大三本科生上環境地質學時,環境地質學中的自然災害章節與學生前期學過地球科學概論中的知識點重復,此時,教師需要增加新的知識點,并增加難度。比如講到火山灰,不僅要講火山灰對人類和動植物的危害,對全球氣候的影響等基本知識點,還可以拓展到火山灰在層序地層學中的應用,火山灰具有延展性、瞬時性和等時性的特點,可以構成發育良好的區域等時面,許多含煤地層普遍發育火山灰,可以作為煤層對比的重要依據,能夠有效彌補生物帶法、常規標志層和沉積旋回法在煤層對比中的不足[3]。在講到河流類型的時候,可以與能源地質學中的煤炭沉積環境知識點結合起來,讓學生思考,哪種河流類型能夠形成巨厚型的煤田,還有哪些典型的河流地貌非常適宜煤炭的沉積等。只有緊密結合學生的知識體系,才能將環境地質學課程講得更生動,并且將課程內容的廣度和深度有機結合起來。
4 啟發式教學
環境地質學不僅普及知識、讓學生記住一些基本概念和知識點,更重要的是要培養學生獨立思考、全面思考以及應用所學知識解決問題的能力。隨著世界人口劇增、城市化不斷推進,各種環境地質問題不斷出現,這些環境地質問題的解決方法往往沒有標準答案,需要學生主動思考,積極查找相關資料,對問題不斷探索。比如許多化學合成殺蟲劑(如DDT)在害蟲殺滅、糧食增產和瘧疾預防等方面功不可沒,但同樣導致了嚴重的生態危機,危害人類健康,并毒死了大量鳥類、魚類和益蟲。現代農業到底能否離開化學合成殺蟲劑?化學合成殺蟲劑到底是毒藥還是仙丹?這些問題的答案都需要學生發揮獨立思考的精神去探索。
河流具有強大的侵蝕和搬運作用,能夠導致河流上游不同程度的水土流失,但我們不能就此否定河流的侵蝕和搬運作用。因為河流攜帶的泥沙會在下游形成三角洲和沖積平原,造福人類,入海口堆積的泥沙還能有效抵御海水入侵。因此,要通過教師的講解啟發和培養學生全面思考的能力。 轉貼于
5 案例分析
20世紀初,美國哈佛大學法學院創造了經典的案例教學法,之后在法學、企業管理、醫學等學科的教學中得到廣泛應用。環境地質學中也有很多經典的人地危機和人地和諧的案例,也可以借鑒這種成功的教學方式。從實際案例出發,提出問題、分析問題、解決問題,通過師生的共同努力使學生做到融會貫通,能舉一反三,理論聯系實際,從而增強知識,提高能力和水平。在選擇案例的時候,要盡量選擇一些影響范圍廣、貼近學生生活、絕大多數學生都了解的近期發生的經典案例,這樣更容易激發學生的興趣,提高案例分析的教學效果。例如,通過學生對美國墨西哥灣漏油事件和我國大連漏油事件的分析,更深刻地理解能源開發和運輸中可能導致的生態和環境危機,并且深入思考如何正確面對和處理這種生態危機。在講海洋公約中“海域”的定義時,可以對中日領海糾紛案例進行分析,通過該案例的分析,不僅能夠讓學生更深刻地了解領海基線、專屬經濟區和大陸架等概念的真正含義,還可以讓學生認識到聯合國海洋公約在解決領海糾紛方面的不足,同時提高學生的海洋意識。
6 結合科研動態和學科發展
環境地質學也是一門應用科學,它應用掌握的地質信息來解決實際的問題,減少環境的惡化,增加人類利用和改造自然的有利條件[4]。但是,由于撰寫時間有限,大多數環境地質學教材中的某些知識點存在明顯的滯后和不足,特別是關于各種環境地質問題防治方法的相關內容,而該部分內容又是學生需要重點掌握的內容。因此,非常有必要將與環境地質學相關的最新科研動態、熱點研究問題和學科發展動態引入到課堂教學中。在此過程中,也可以將自己和學院其他教師與教學內容相關的科研工作和科研成果介紹給學生。比如在講到土壤污染內容時,大多數教材都沒有涉及如何治理和修復被污染土壤的內容,這就需要教師在備課的時候查閱相關的書籍和文獻,查找傳統和最新的土壤修復技術,以及各個修復技術的優缺點和這些土壤修復技術的應用情況。這樣,才能讓學生全面了解土壤污染和修復技術,同時激發學生的科研興趣。
7 多媒體教學
環境地質學中的許多內容需要借助圖片、視頻等多媒體才能達到更好的教學目的和教學效果。圖片具有直觀明了的特性,可以根據教學目的進行實時添加,比如在講解露天開采對地表的破壞的時候,很多學生對露天礦了解很少,僅僅用文字講述露天礦的占地面積等破壞程度,不能讓學生體會露天礦的巨大破壞性,如果將世界十大露天礦的圖片展示給學生,學生就能真正理解什么是“地球表面的巨大傷疤”了。
視頻也是環境地質學非常重要的教學手段,視頻能更直觀、全面地展示環境地質學內容,但是比較占用課時,所以課前要對平時收集的教學視頻進行精挑細選。教學視頻要畫質清晰、客觀全面、貼近生活、震撼心靈、引人思考。教學視頻的畫質清晰程度直接影響觀看者的情緒和興趣,高清晰的教學視頻能夠引起學生的觀看欲望,達到更好的教學效果;教學視頻的內容必須客觀全面,否則容易誤導學生,因此必須對視頻內容仔細篩選。介紹環境地質問題的教學視頻,最好有思想碰撞,學生看后能夠震撼心靈,并且引發學生深層次的思考。比如中央電視臺制作的“垃圾圍城困局”視頻就可以作為關于城市垃圾的教學視頻,該視頻介紹北京在城市垃圾處理過程中遇到的現實問題,通過視頻可以了解不同立場人(包括主張和反對垃圾焚燒的學者、垃圾焚燒廠附近的居民和城市管理者)的觀點和思想,該視頻能夠讓學生深切體會到,城市垃圾處理既是一個刻不容緩的問題,又是一個很難解決的技術問題和管理問題,引發學生對城市垃圾問題的深入思考。
參考文獻
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關鍵詞:地球科學,全球變化科學,城市環境,工程地質
中圖分類號:TU984文獻標識碼: A
引言:
地球科學的起源是從人們對地球上各種表象的直覺感悟和描述開始的,那是一種博物性的自然界的認識和逐步的分類。今天的人類社會,無奈地面臨著人口、資源、環境和災害的巨大壓力,社會的可持續發展需要地球科學歷史地承擔起勘探巨型礦區和油氣區,揭示大氣與大洋大幅度升降和全球性生態環境巨變的規律性,深究巨大自然災害的可預測性,進而探求人類應對的策略。
1 全球變化的科學進展
1.1 全球科學的新認識
全球變化科學(Global change science)是20世紀80年代開始的一個新興科學領域。它的科學目標是描述和理解人類賴以生存的地球環境系統的運轉機制以及它的變化規律和人類活動對地球環境系統的影響,從而提高對未來環境變化及對人類社會發展影響的預測和評估能力。
1.2 研究方向的變化
(1)以認識地球系統基本規律的純基礎研究為主,擴展到與人類社會可持續發展密切相關的一系列生存環境實際問題的研究,全球變化的區域相應的研究成為重點研究領域之一。
(2)從研究人類活動對環境變化的影響,擴展到研究人類如何適應全球環境的變化。
(3)在更高層次上進行地球系統的綜合集成研究。
1.3 二十一世紀全球變化科學的發展戰略
(1)在21世紀,人類通過空間遙感監測系統、地面觀測系統和信息系統組成地球環境監測體系,實現對地球環境長期、立體、動態和高分辨的監測,為認識地球環境的整體行為,預測其未來的變化提供信息來源和觀測依據。同時還在醞釀成立全球古氣候觀測系統(GPOS),建立古氣候系統資料。此外,通過飛速發展的計算機和信息技術的支持,可以實施對海量的地球環境信息的傳輸、 儲存和處理。
(2)發展包括大氣、海洋、陸地和生物圈,合理地描寫物理、化學和生物過程及它們之間的相互作用的地球系統數學模型,建立起客觀和定量地研究地球環境變化機理和預測的工具。
2 二十一世紀礦業發展勢態
21世紀的礦業發展模式不應再依靠過量的耗散資源,損害生態環境發展經濟。其發展勢態的主要目標為:供給需求要保持平衡;管理與保護措施要有效;政策與法規要健全;環境與經濟發展要協調。
采取的主要戰略是:開放性的資源供給;節約型的資源消耗;集約與科技推動型的資源開發;協調性的礦產資源發展。
依靠的主要措施是:大力依靠科學技術創新,提高職能和深化認識;按各國家(地區)礦產資源的具體情況,周密地安排礦產資源調查評價、勘察與開發;加強政策的宏觀調控,建立礦產資源調查評價、勘察和開發的區域管理;實行統籌規劃和統一管理,強化開發過程中的監督和有效利用;強調節約資源和生態環境保護;加大礦業技術開發的科研投入,強調礦業開發環境保護;開展全球礦產資源成礦研究,有計劃地開拓和利用國內外兩種礦產資源,兩個市場,有目的地進行國外資源調查,實行資源互補;發揮國家優勢礦產出口,調整礦產品進口戰略;從產業優化改變消費方式,提高單位礦產資源產業效益,保證社會消費和生產體系長期穩定。
3 大地測量學近20年來發展的特點和趨勢
傳統的大地測量學大體可分為3個方面的內容: 第一,確定地球形狀和大小,確定點的位置,測定地表、冰面、海面的起伏;第二,求定地球重力場;第三,測定地球自轉(章動、極移和周日長)。
在過去的20 年中,空間大地測量學有了飛躍的發展,使上述三個方面注入了新的內容,如大地測量已經有能力測定全球的板塊運動、冰原和冰川的流動、洋流和海平面的變化,可以測定大氣和海洋角動量的變化與地球自轉的關系。所有這些以10- 9相對精度測量的空間大地測量成果,使得時間已作為大地測量學中的第四個坐標(第四維),這是大地測量學近 20 年來發展的第一個特點。大地測量學近 20 年來發展的第二個特點是學術領域的擴大以及與其他學科的融合。例如,過去傳統的看法是,大氣折射對所有大地測量中的電磁波都是一種誤差源,是一種自然的制約因素,而當今大地測量卻要利用衛星和地面站之間或衛星和衛星之間的電磁波定位測量技術,對大氣中的電離層和對流層進行連續密集的測量。大地測量采用現代的求逆技術,已經可以實時提供大氣最主要物理性質的三維綜合影像,這對天氣預報和研究,電離層預報和研究都有一定作用。
4 城市環境研究之發展方向
4.1 我國城市環境地質亟待解決的問題
水工環基礎研究不能適應經濟建設和城市化發展的需要;部分地區地下水資源對社會經濟發展程度提出了更高的要求;地質災害頻繁發生;城市水資源與環境地質問題。
4.2 城市環境地質問題研究的發展
近年來,可用于城市環境地質問題研究的高科技手段和計算機系統程序發展較快,主要有:(1)遙感技術、應用于水文地質普查、災害地質、生態環境等地質信息的分析研究;(2)地理信息系統(GIS),應用于城市環境地質資料的數字化處理、地質數據庫的建立,多種綜合地質信息的綜合分析和輔助決策等工作;(3)地理信息系統的三維空間可視化研究,應用于城市地質條件分析,服務于城市環境地質管理和政府決策。
4.3 可視化在城市地質研究中的作用
可視化是一種新的地質信息交流手段; 地質信息的可視化是進一步實現地質信息的GIS 管理分析的重要基礎;地質信息可視化技術可作為科學發現的手段。
4.4 三維可視化研究技術在城市環境地質研究中的應用
三維可視化城市環境地質圖件,其主要研究方向就是對區域地質條件進行脆弱性地質評價,地下水資源脆弱性的全面評價需要詳細的水文地質和現場調查研究,評價的主要內容包括: 地下水脆弱性的三位分區、非飽和帶的補給、土壤性質、厚度、滲透性和稀釋能力,以及含水層解釋能力的評價。
5 工程地質回顧與展望
5.1 50 年來我國工程地質的主要成就
巖體結構控制和工程地質力學理論的確立;典型人類工程活動與地質環境相互作用的研究;三峽工程區域穩定性和邊坡穩定性研究;兩類環境、兩類懸河問題與優勢面理論研究; 地質工程與地質災害治理;非線性工程地質分析體系;時效變形理論和地質過程機制分析和量化評價體系;巖土工程叢書的出版。
5.2 發展方向與前景
環境工程地質或環境巖土工程問題和地質災害研究的核心是預測預報和地質工程治理。新世紀伊始, 我國工程地質在進入新的發展階段后又面臨西部大開發,中部經濟結構調整和東部高科技化的大好發展機遇。
6 討論
中國科學院院士於崇文教授認為自然科學的研究程度由淺入深可以分為以下四個層次: 第一,將觀察所得的經驗事實進行總結;第二,將基本現象進行歸納和演繹,并形成唯象理論( phenomenology ) ;第三,上升到具有普適性( universality )和( comprehensiveness) 包容性的基礎理論和方法論;第四,抽象為數學的形式體系( formalism)和哲學思維。
審視目前國內外的地學研究大多是在第二層次上。許多研究成果在觀察的經驗事實方面較前人工作可能有所補充或更新,然而在基礎理論和方法論上缺乏創新,大體在同一水平上重復,本質上還是徘徊于必然王國之中,因此無論是國際還是國內地學界所面臨的迫切任務都是要努力將地學的研究水平從第二層次提升到第三、四層次,實現從必然王國到自由王國的飛躍。
參考文獻:
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2002年水環所共承擔地調、科研、自然科學基金及社會項目共37項。其中地調項目8項,部、省科研項目22項,國家自然基金6項,社會項目1項。新上項目8項,其中地調項目為3項,其它項目5項。2002年度獲得7項國家、省部級二等以上科技成果獎勵,其中有2項成果獲國土資源部科技成果二等獎,作為參加單位有2項獲國土資源部二等獎;1項獲國土資源部一等獎。《亞洲水文地質圖》榮獲河北省自然科學一等獎,并由河北省推薦報請國家科技進步二等獎。我所參加的“燕山地區花粉與植被關系的研究”項目,獲河北省2002年度自然科學三等獎。根據中國地質文獻檢索機構統計,水環所2001年檢索論文數量在我部系統列第四位,說明我所的科研創新實力有明顯進步。2002年發表學術論文數量有較大增長,共在公開發行的科技期刊上發表科技論文43篇,其中學術會議論文集發表3篇,核心刊物發表了29篇,SCI論文3篇。2002年由水環所負責的首批地質調查項目《華北平原寧晉泊第四紀全新世標準剖面》、《大都市地下空間開拓的地質環境效應預研究》、《北京市垃圾處置的地質--生態環境評價》、《華北平原1:25萬天津幅地下水資源潛力調查試點》等四個項目通過了由中國地質科學院組織的專家驗收評審,綜合評價等級為三個優秀、一個被評為良好。
2002年地調項目取得的主要成果簡介如下:
一、全國地下水資源及其環境評價
“全國地下水資源及其環境評價”項目,在部環境司的領導和監測院、地科院的協調組織下,通過全國32個省(市、區)水文地質環境地質工作者的大力配合和努力,經過2年多的艱苦工作,取得了如下重大進展:
1.本次全國地下水天然補給資源評價面積為914.97萬km2,地下水天然補給資源總量為9234.72億m3/年,其中淡水資源8836.5億m3/年。全國地下淡水可開采資源量評價面積為619.34萬km2,地下淡水可開采資源總量3527.78億m3/年。
2.與第一輪(1984年)全國地下水資源評價成果相比較,地下水資源量變化有如下特征:
(1)全國地下水資源總量較1984年略有增加;
(2)北方地下水資源量減少,南方地下水資源量增加;
(3)平原區地下水資源量減少,山區地下水資源量增加;
(4)新增加評價了深層承壓水和微咸水、半咸水資源。
3.資源量發生變化的原因主要是:
(1)評價精度明顯提高;
(2)評價面積有所增加,特別是可開采資源評價面積明顯增大;
(3)區域降水量發生變化;
(4)人類工程活動使地下水補給量減少,尤其是北方平原區;
(5)對水文地質參數進行了必要修正;
(6)評價方法有所改進;
(7)可開采資源量評價充分考慮了維護生態環境的需要。
4.1999年全國地下水開采量達到1116×108m3/a,全國平均開采程度為29.9%,其中河北省、天津市、北京市全境超采。近20年來,地下水占總供水量的比例一直呈增加趨勢,已從1980年的14%增長到1999年的18.7%。農業用水量呈遞減趨勢,從80年代的88%,逐漸下降到1999年的61.6%,而工業用水量和生活用水量的比例卻明顯上升,80年代工業和生活用水量的比例為12%,1999年工業用水量比例上升到18.6%,生活用水量比例上升到19.8%。
5.根據國家地下水質量標準GB/T14848-93,在全國地下水資源中,95%的地下水質量可用作生活飲用水水源及工農業供水。其中80%的地下水可供直接飲用,大于10%的量為適當處理后可供飲用,5%為不宜飲用但可直接為農業和部分工業利用,另有不足5%的地下水資源因遭受污染等的影響,需經處理才可利用。南方地區地下水質量優良,大多地下水可供直接飲用,其中江西、福建、廣西、廣東、海南、貴州、重慶等省區市,優質地下水分布面積占全省面積90%以上。北方山區及山前平原地區水質較好,中部平原區較差,濱海地區水質最差。全國31個省(區、市)不同程度地存在著與飲用水水質有關的地方病區。尤其在我國北方丘陵山區較普遍地分布著與克山病、大骨節病、氟中毒、甲狀腺腫等地方病有關的高氟水、高砷水、低碘水和高鐵錳水等。據不完全統計全國有5000多萬人仍在飲用不符合(飲用水)標準的地下水。
6.全國已形成區域地下水降落漏斗100多處,面積達15萬平方公里。河北平原深層地下水已形成了跨冀、京、津、魯的環渤海區域地下水降落漏斗。全國有近50個城市由于不合理開采地下水而發生了地面沉降,其中沉降中心累計最大沉降量超過2米的有上海、天津、太原,天津塘沽個別點最大沉降量已達3.1米。在河北平原、西安、大同、江蘇的蘇、錫、常等地區,過量開采地下水已導致了地裂縫。沿海地區的大連、秦皇島、滄州、青島、北海、海南新英灣等城市和地區地下水位的下降,引起海水入侵,導致地下水水質惡化。其中,膠東半島、遼東半島海水入侵嚴重。
7.本次全國地下水資源評價,編制了全國性圖組10幅,包括中國政區圖、中國地勢圖、中國降水量圖、中國干旱指數、蒸發量圖、中國水系圖、中國水文地質圖、中國地下水資源分布圖、中國地下水化學圖、中國重點城市供水中地下水所占比重圖、中國地下水環境圖。
編制了地區性圖組21幅,包括黃河流域、西北地區、黃淮海平原、松嫩松遼平原、三江平原、南方巖溶石山地區、長江三角洲地區的地下水資源分布圖、地下水資源開發利用狀況圖、地下水環境圖。編制了分省性圖組96幅,包括各省的地下水資源分布圖、地下水資源開發利用狀況圖、地下水環境圖。本次全國地下水資源評價,完成了數據庫建設,包括原始數據建庫、計算過程數據建庫、分省圖件建庫、各省評價報告、總報告建庫、技術分檔建庫等。
二、華北地下水可持續開發利用前景
由水環所組織實施,河北、北京、天津、河南、山東等省(市)地調院參加,在項目組全體成員的不懈努力下,取得重大進展。
1、通過對鉆孔資料的研究分析,將華北平原第四紀下界統一到世界較為認可的2.58Ma,確定了華北平原第四紀各時代下界的區域埋藏深度。
2、提出了深層地下水的補給模式。現代地下水分布在山前平原,是局部直接入滲補給。中部平原深層地下水是末次冰期補給。天津一帶濱海平原地下水推測為末次冰期間冰階補給。
3、碳14同位素研究結果表明,華北平原區域地下水存在三個流動系統:
(1)來自太行山前的水流系統;
(2)來自燕山山前的水流系統;
(3)來自魯中山區的水流系統。
區域地下水總體上具有活塞流的特征,三個區域水流系統集中流向中部平原,最終在天津一帶排泄入海。三個水流系統中,以太行山前的水流系統影響強度較大,魯中山區水流影響較小。
4、根據水文地質、同位素資料,繪制了石家莊-衡水-滄州-天津-渤海的地下水同位素剖面。受地下水開采的干擾,山前平原局部水流已經不明顯,衡水形成了一個局部水流系統,上部淺層地下水明顯向下流動。在東部滄州和濱海平原,地下水形成以漏斗為中心的局部水流系統,區域流被截斷,但更深部的區域流尚未受到影響。
5、初步查清了華北平原淺層地下水位和深層地下水位分布現狀和變化情況,以及地下水漏斗的分布。淺層地下水降落漏斗分布于山前沿線中心城市;深層地下水頭整體大幅度下降,致使華北平原大部分深層地下水頭低于海平面,以地下水封閉的“0”m等值線圈定的低于海平面范圍為76732km2。
6、通過綜合研究得出華北平原深層地下水環境約束條件的臨界界限值為水位埋深50米,并將70米作為嚴格控制界限,以防止地面沉降等環境問題的加劇。目前華北平原深層地下水頭埋深大于50米的面積已有32106km2,大于70米的面積7145.34km2。
7、詳細調查了華北平原地下水開采量,2000年華北平原地下水開采量為211.98×108m3,淺層地下水開采量為178.40×108m3,占地下水總開采量的84.2%,多集中在全淡水區。深層地下水開采量為33.58×108m3,占地下水總開采量的15.8%,主要集中在咸水區。
8、華北平原地下水評價結果表明,華北平原地下水天然資源為220.78×108m3/a,其中礦化度小于2g/L的地下水天然資源為175.48×108m3/a。淺層地下水開采資源192.54×108m3/a,其中小于2g/L淺層地下水開采資源171.36×108m3/a;深層地下水可采資源24.23×108m3/a,其中小于2g/L深層地下水可采資源24.19×108m3/a。從華北平原整體來看開采程度為108%,僅超采16.42×108m3/a,整體上基本處于采補均衡,但是開發利用在平面和垂向上分布極不均勻。
三、寧夏地下水(含地熱)資源評價
與生態環境建設示范
“寧夏地下水(含地熱)資源評價與生態環境建設示范”項目,是中國地質科學院與寧夏回族自治區科技合作項目。項目按照科研與生產相結合的方式,形成了由中國地質科學院水文地質環境地質研究所、寧夏地質工程勘察院、中國地質調查局水文地質工程地質技術方法研究所、寧夏地質調查院和寧夏物探勘查院等科研生產人員組成的項目組。
下設五個課題,通過課題組成員的努力,均取得重要成果及認識,現分述如下:
(一)寧南水資源綜合評價與合理開發利用
1.在開展工作過程中,始終以地下水系統理論為指導,無論從控水分析、含水層結構分析、地下水補徑排分析,還是地下水質和量的分析上,均按照地下水系統理論,對其進行整體系統的研究,使目標從一個目標趨向于多目標,利用模型功能向多功能方向發展,在考慮不確定因素的基礎上,通過智能型水資源支持系統,用模型系統取代整體模型,解決地下水系統劃分中的實際問題。在調查評價地下水資源形成演化工作過程中,將地下水質量、數量作為一個整體進行綜合研究,把地表水和地下水、不同含水介質中的地下水之間的相互轉化關系進行分析,利用水循環理論,不僅分析地下水補徑排特點,還對其已經發生的變化及可能發生的變化進行調查研究,突出了動態調查評價的新思路。
2.通過對不同含水介質巖相古地理、時空分布的分析和研究,尤其是地下水資源形成演化的探討,對白堊紀沉積盆地、第三系地層和第四系地層對地下水數量、質量的控制作用進行了深入研究,分析了高氟水、苦咸水成因進行了深入探討,尤其分析了對現代生態環境的影響作用,從而將巖相古地理-地層時空分布-地下水循環演化-地表生態環境等作為一個相互聯系的整體進行了調查評價,取得許多新認識。
3.在對寧南地區弧型構造形成演化機理進行分析基礎上,結合巖相古地理分析,首次對旋卷構造、拉分盆地、環狀構造等不同構造類型對含水層的時空分布、地表水系的分布及地下水資源形成演化作用進行了系統分析,提出了構造控制不同含水介質地下水作用規律。
4.通過大量的綜合地質-水文地質調查及物探、鉆探調查評價工作,對整個寧南地區控制地下水時空分布的邊界條件進行了調查,明確了控制地下水時空分布的邊界位置和性質,查明了不同時空條件下地下水補徑排變化規律及相互獨立相互聯系相互依存的內在因素,從而第一次對整個寧南地區地下水系統進行了劃分。尤其是在南北古脊梁地區各種邊界性質及位置進行了深入勘查,對該地區地下水資源時空分布及其形成演化規律進行了系統性研究,劃分了該區地下水系統,對該區特殊的地下水水質類型形成原因進行了初步研究,對該區地下水資源進行了系統評價,對該區三大泉域成因進行了分析從而形成了具有突破性的認識和成果。
5.通過地下水分布規律和地下水資源形成演化的調查評價,對寧南地區找水方向給出了明確的結論性認識,認為以清水河沉陷構造為界,東部地區以尋找基巖裂隙水和深部巖溶水為主,西部則應以第四系孔隙和淺層地下水為主。
6.寧夏同心縣下馬關地區是歷史上嚴重缺水地區,我們通過大量的地面綜合調查和物探等工作,認為下馬關白家灘-了馬山地段是一富水地段,可以布置一個探采結合孔,課題組成員在老專家的指導幫助下,通過精心工作,2001年探采結合孔施工完畢,經抽水實驗和水資源評價結果是地下水出水量可以達到3000-5000方/天。經驗收認為:勘查區是一個嚴重干旱缺水山區,在該地區找到豐富的地下水,這是對該區水文地質認識的重大突破。
(二)寧夏河套灌區灌溉方式優化配置實驗示范研究
1.通過示范區野外調查、監測和水土樣品的采集分析,查明了淺層地下水位動態變化特征、包氣帶水鹽運移過程與種植結構及引黃水量的相關關系。在示范區,近10年來人口、耕地與引黃灌溉水量同步增長,增幅在30%以上。地下1.2m以淺土壤樣品可溶鹽(離子)含量分析表明,土壤水鹽運移聚集變化主要受引黃灌溉、降雨和蒸發的影響,季節性變化明顯,年際變幅不大。引黃灌溉水量的增加導致排泄不暢部位地下水位抬升,蒸發加強,局部土壤鹽漬化呈加重態勢。結合課題的問卷調查顯示,村民最關心的是降低水位有利于耕種,對渠井聯合灌溉方案表示支持。
2.在深入分析淺層地下水補徑排條件基礎上,建立了研究區的水文地質模型和數學模型,對模型和參數進行了識別與勘察模擬。在此基礎上,對優化灌溉配置管理模型和約束條件進行了研究、對示范區渠井灌溉優化配置模式進行了多方案的研制與開發,用響應系數矩陣把地下水流模型與多目標規劃模型有機地耦合求解,以2000年的水位和農田布局及不同灌溉用水條件,得出向后30年、控制地下水位埋深在不同深度的計算結果。如果控制淺層地下水位埋深不大于2m,在現狀條件下,示范區引黃水量可減少1/5,每年可開采利用淺層地下水70萬m3,引黃河水255×104m3/a。考慮目前黃河流域水資源緊缺狀況,如果進行節水灌溉,節省1/3灌溉用水,需水量減少到217×104m3/a,控制潛水水位埋深在2m以內,可開采利用潛水48×104m3/a,引黃河水169×104m3/a。
3.對銀川平原淺層地下水開發利用潛力進行了初步分析。銀川平原淺層地下水主要補給源是引黃渠系及田間灌溉入滲,補給豐富,據計算每年天然補給資源量約21億m3,可開采資源量約16億m3。利用示范區的研究成果,對銀川平原渠井優化灌溉模式應用前景進行了分析,在現狀條件下得出了概算結果。目前淺層地下水的開發利用程度很低,從人口、資源、環境與社會經濟可持續發展的長遠利益出發,應加強開發利用淺層地下水,推行渠井結合的農業灌溉方式與節水灌溉的措施等。
(三)寧南典型地區生態環境調查與生態建設模式
1.將寧夏南部山區的彭陽縣(古城鄉、王洼鄉、羅洼鄉)、西吉縣(城郊鄉、馬建鄉)、涇源縣(東峽鄉、白面鎮)劃分為陰濕土石質山區、半陰濕土石質黃土梁峁區、干旱、半干旱黃土梁峁區三個不同的氣候地貌類型,并完成生態環境地質調查1087.17km2,查明了工作區地質生態環境背景,及相關基礎圖件編制。
2.分析了現有生態模式及產業特征,總結了現有模式的優劣,為今后產業結構調整,規劃提供了科學依據。
3.在彭陽縣王洼鄉高建堡小流域實施了GPS監測土壤侵蝕動態監測,監測面積15.1km2;建立典型地段監測控制網,進行水土流失動態監測,分析總結了不同地形、地貌條件下水土流失規律,以及不同工程措施、生物措施水土保持條件下水土流失治理效果。
4.對已實施的退耕還林工程效果進行跟蹤調查分析,研究提出了存在的問題、改進方向:退耕還林應根據地質、氣候特征采取不同措施,山區以水土保持涵養林為主,黃土梁峁區生態林與經濟林并重;增加草地比例,發展隔坡梯田;發展優良果樹品種,走規模化、產業化道路;對山前覆蓋層薄的地區應優先退耕,以免造成土壤層徹底破壞;根據當地惡劣的生態條件,適當增加退耕還林扶持年限。
(四)寧夏特色作物農業地質背景調查與利用研究
1、查明了枸杞、葡萄的果實中化學成分中酸性和堿性二類組分,前者是以總糖為代表的碳水化合物、粗脂肪等。后者是以甜菜堿為代表的含氮化合物,主要包括粗蛋白、氨基酸、粗纖維等。在此基礎上提出了用酸堿二類組分的含量及其協調關系,同時參考農業部門的質量標準作為評判內在品質的依據。優質枸杞子的定義是:在一定糖含量的基礎上,總堿應與之協調平衡。其化學本質為在一定酸性組分(總糖)含量水平上,酸堿二類組分適度平衡。
2、通過糖(酸)堿圖的分析對比,找到了品質優良的枸杞的原因,從而得出如下結論:糖(酸)堿比位于0.3-0.6之間時為最優。
3、初步探討了礦質營養元素在剖面中的運移特征,找到了影響枸杞、葡萄品質的特征元素組合,為改善它們的品質提供了新的思路。
4、元素在不同的土壤類型中具有不同的含量,不同的土壤類型具有不同的自然肥力。根據土壤肥力的高低劃分了優越型、中等型、較低型和極低型。枸杞一般都在土壤肥力優越型的土壤中品質最好。
5、總結出了枸杞、葡萄的生產酸堿平衡的規律。
6、首次建立了特色作物生長的農業生態地質模式,并對不同的農業生態地質模式提出了特色作物的可栽培性。
(五)寧夏地熱遠景調查及銀川平原地熱資源評價
1、通過野外調查,在南部山區初步發現了2個地熱遠景區:涇源縣黃花鄉樓房溝,泉水溫度為23℃,為斷裂帶出露的上升泉,有臭雞蛋味;固原縣雙井子鄉雙井子村,南水泉群的水溫26℃。若按當地年平均氣溫加10℃計算,此兩處均屬明顯異常區。
2、通過地質、構造、地球物理特征及地熱井和溫泉的穩定同位素、年齡同位素和水化學特征分析,闡明了地熱水的來源和成因,進行了熱儲層溫度估算和潛力分析,并進一步確證了前期野外調查初定的2個地熱異常區,提出在同心縣新莊的太陽山泉和青銅峽市廟山湖清涼寺的廟山湖泉所在地區存在地熱異常的可能性。
3、預測了三個地熱遠景區,并根據研究程度采用不同方法分別評價了地熱資源量:
(1)銀川平原地熱資源最有利的區(Ⅰ)
采用熱儲法估算得知:在銀川平原熱儲面積2514.86km2范圍,3000m深度內>40℃熱儲層蘊藏的熱能儲存量980.31×1014kcal,地熱水儲存量為4193.93×108m3,地熱資源潛力巨大,為寧夏地熱資源遠景最有利區。
(2)衛寧平原地熱資源遠景有利區(Ⅱ)
1988年,寧夏地礦局礦調所在衛寧北山黃石坡溝金礦勘查中,先后在ZK9102、ZK9301和ZK8901三個鉆孔中發現了地下熱水,孔深分別為310.74m、298.54m和243.70m,水位埋深分別為127m、147m和205m,地下熱水儲存于泥盆系東西向構造的破碎帶中,出水溫度32-41℃,單井出水量360-768m3/d,礦化度>5g/L,水化學類型為SO4·Cl-Na·Ca水。該地熱顯示的發現,預示著衛寧平原及衛寧北山地區將成為寧夏地熱資源有利區。
(3)六盤-龍首斷裂帶地熱資源遠景較有利區(Ⅲ)
在斷裂帶及附近出露多處溫泉,水溫>20℃的溫泉有樓房溝泉、雙井子泉、太陽山泉、鴿子山泉,4處溫泉的天然放熱量為1721.82×104kcal/a,預示著該地帶將成為寧夏地熱資源遠景較有利區。
四、黃河中下游主要環境地質問題調查評價
由我水環所負責組織實施,陜西、山西、河南、山東等四省地調院參加。
1、完成并查明了河龍段9.7萬km2(1/25萬)巖土侵蝕的環境地質背景、巖土侵蝕的種類、分布規律、典型地段的巖土侵蝕的發育機理,認為區域構造格局、新構造運動、地層巖性及其組合、地形地貌等是河龍段巖土侵蝕的主要環境地質背景,控制著巖土侵蝕的強度、類型、速率和發育程度。探索了利用遙感技術(RS)及地理信息系統(GIS)定量評價巖土侵蝕的方法。為河龍段的巖土侵蝕或水土流失治理積累了資料和提供了科學依據。
2、重點解剖了劈砂巖地層性質、地層的巖性組合、劈砂巖的裂隙等對巖土侵蝕的影響。認為劈砂巖地層的強烈的巖土侵蝕現象主要是由其內在的因素如巖石的力學性質、水理性質、礦物組成、化學成分、礦物結構特征等所決定;地層巖性組合加重了劈砂巖的巖土侵蝕;劈砂巖的垂直裂隙不都是由于構造運動所引起,還存在由于巖土侵蝕所造成的次生構造裂隙。
3、首次利用GPS精確測量技術和GIS的分析功能相結合,對黃河中游劈砂巖分布地區的溝邊坡重力侵蝕量、淤積壩的泥沙淤積模數進行了定量評價探討,并摸索出了利用精確測量的GPS技術在野外調查中的有效應用方法。
4、完成并查明了下游近8萬km2(1/25萬)區域環境地質條件、河道帶環境地質特征,評價了懸河穩定性,對危險地段進行了預警,從地學角度提出了防洪減災的8種對策。
5、基本查明了斷流區地下水開采資源量為148億m3/a,地下水開采資源潛力總量為50億m3/a;地下水漏斗區調蓄庫容73億m3、可調蓄水資源6億m3/a;與80年代比較,黃河對地下水的補給量減少了5億m3/a,約減少48%,淺層地下水開采資源量減少了4.76億m3/a,約減少3.3%。
6、對中游的巖土侵蝕、下游懸河穩定性和水資源短缺的問題之間的內在聯系,及黃河水沙的變化趨勢進行了研究。初步認為中游地質環境控制著巖土侵蝕的發生和發展,下游的懸河穩定性受到中游巖土侵蝕及下游地質環境的制約,人類活動對巖土侵蝕及入黃水沙產生了較大影響,黃河水沙自上世紀50年代以來呈逐年代減少趨勢。
五、鄂爾多斯白堊系自流水盆地地下水賦存規律研究
1.配合“鄂爾多斯白堊系自流水盆地地下水勘查”項目的進行,先后沿東勝梁兩側、鄂托克旗~跨毛烏素沙漠~烏審旗的剖面、青銅峽~鹽池~靖邊沿白于山的東西剖面、涇源~平涼~慶陽剖面和沿南北方向布設的橫跨庫布齊沙漠、毛烏素沙漠、白于山和黃土地區的剖面等進行了調查,2000-2002年采集氫氧同位素(D、18O)樣品126組,同位素分析數據同位素T樣品126組,碳-13、碳-14同位素樣品67組,地下水化學分析樣品126組,按實施項目要求,完成了地下水同位素研究報告初稿;
2.通過對該區以往研究資料系統收集、2000-2002年野外調查及所采樣品的綜合分析,對鄂爾多斯白堊系自流水盆地地下水形成過程的認識上取得重要進展。該區地下水同位素年代分層和分區明顯,淺層地下水年齡多小于5000年,從地下水樣普遍含有一定量的氚來看,水的更新過程比想象的要快。深層地下水是在過去兩萬多年的時間里形成的。地下水的水質變化主要受地區巖相古地理條件和兩萬多年來氣候干旱化過程所控制,人類活動是這一地區水環境條件惡化和復雜化的重要因素。
3.鄂爾多斯白堊系自流水盆地地下水的同位素調查表明盆地不同層和不同區地下水及其與地表水的同位素組成差異明顯,環境同位素技術是進行盆地地下水研究可依賴的重要手段(方法可行)。不同層地下水同位素組成和地下水年齡的分布特征可作為水文地質分區及地下水分層的基本依據或主要證據。地下水14C和T的分布及其關系證實白堊系地下水在某種程度和一定深度內是可更新的,可以作為重要水源予以開發利用。地下水年齡的測定和地下水氫氧同位素的分析結果表明,該區的氣候變化和環境演化,特別是晚更新世以來的干旱化過程是影響地下水質量及其分布變化的最重要影響因素。白堊系自流水盆地循環深度小于100米淺層水,主要是近幾十年來大氣降水補給形成的,北部由東勝-四十里梁-鹽池分水嶺向東西兩側徑流排泄;隴東黃土高原區地下水主要接受區域大氣降水和來自六盤山一帶的側向補給;深層承壓水的年齡(大于300米埋深)多大于1萬年,最大可達2萬多年,為全新世以前補給形成的水,水的氧-18貧化特征明顯,地下水的含鹽量普遍較低,與當時的氣候較寒冷氣候密切相關。
六、我國地下水資源可持續利用戰略研究
1、完成了“我國地下水資源可持續利用戰略研究”報告
總體報告從三個方面論述了我國地下水資源現狀、問題和前景。第一部分:在闡明全國地下水資源狀況的前提下,論述了我國地下水資源的現狀、特征與特性;第二部分:分析了我國地下水資源開發利用情況,研究國民經濟發展對地下水資源的需求形勢。用可持續利用的觀點,闡述了地下水資源在國民經濟建設中的戰略地位。綜述建國五十年來,在地下水勘察、研究方面取得的巨大成就的前提下,闡述由于不合理開發利用地下水而引發的影響地下水資源可持續利用的問題;第三部分:提出了我國帶有普遍性的和典型地區的地下水可持續利用戰略。
2、開展了華北和西北重點地區的綜合調查與研究工作
充分分析了近20年、尤其是近年來西北找水特別計劃、國土資源大調查中地下水資源調查成果和新一輪全國地下水資源評價資料,重點對西北、華北地區地下水環境進行了調查,研究了這些地區由于地下水開采引起的環境地質問題;對我國地下水資源數量、分布及其開發利用情況及地下水開發利用戰略進行了分析,認為:
(1)地下水是我國尤其是我國北方地區的主要水源,是支持經濟可持續發展的支柱,具有不可替代的作用。1998年全國地下水在總供水量的比重,華北最大,其中河北75.1%,北京、山西在60%以上,河南52.7%,山東、遼寧、陜西等省都超過40%。北方地區70%的生活用水、60%的工業用水和45%的農業灌溉用水均依靠地下水。
(2)供需矛盾日益加劇。目前全國600多座城市中有一半左右的城市不同程度的缺水,年缺水60多億方,每年因缺水影響工業產值2300億元;農業灌溉年缺水300億方,受害面積3億畝,影響糧食產量250億公斤;現在全國有7300萬人需解決飲水問題。
(3)工業生活用水利用率低。1997年全國萬元產值用水量136方,是發達國家的5―10倍;工業用水重復利用率比發達國家低35―45%;城鎮居民用水浪費損失率超過20%。