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簡介：地下水科學(xué)概論,長安大學(xué)王文科,緒論,地下水概念THECONCEPTOFGROUNDWATER水文地質(zhì)學(xué)HYDROGEOLOGY地下水和地質(zhì)過程GROUNDWATERANDGEOLOGYPROCESS地下水在人類生活、生產(chǎn)中的作用THEFUNCTIONOFGROUNDWATERINHUMAN’SLIFEANDPRODUCTIONACTIVITY學(xué)習(xí)方法STUDYINGMETHODFORTHISDISCIPLINE,緒論,,地下水概念THECONCEPTOFGROUNDWATER11,概念,定義1廣義上講地下水是指賦存于地表以下土壤與巖石空隙中的水。狹義上講地下水是指賦存于地表以下土壤與巖石空隙中的重力水。,,顯然狹義的定義把側(cè)重點(diǎn)放在淺層、飽和的地下水流上,,,地下水概念THECONCEPTOFGROUNDWATER11,概念,緒論,緒論,地下水概念THECONCEPTOFGROUNDWATER11,概念,但要充分認(rèn)識(shí)到對于地下水的研究必須建立在對于地下水體系有更廣泛理解的基礎(chǔ)之上才行。不僅要圍繞近地表的非飽和土壤水分體系進(jìn)行深入研究它在水文循環(huán)中扮演重要角色而且還要圍繞相當(dāng)深的飽和體系進(jìn)行深入研究它在很多地質(zhì)過程中有著重要影響現(xiàn)代地下水研究的一個(gè)特點(diǎn)。,緒論,地下水概念THECONCEPTOFGROUNDWATER11,概念,定義2地下水是參于自然界水循環(huán)過程中處于地下隱伏徑流階段的循環(huán)水。,緒論,地下水概念THECONCEPTOFGROUNDWATER11概念,幾點(diǎn)認(rèn)識(shí),地下水是儲(chǔ)存和運(yùn)動(dòng)于巖石和土壤空隙中的水，那么地下水必然要受到地質(zhì)條件的控制。地質(zhì)條件包括巖石性質(zhì)、空隙類型與連通性、地質(zhì)地貌特征、地質(zhì)歷史等等。,,地下水是參于自然界水循環(huán)過程中處于地下隱伏徑流階段的循環(huán)水,那么地下水與地表水、大氣降水之間存在著密切的聯(lián)系，也就是說影響大氣降水與蒸發(fā)、地表水的氣象因素、水文因素也在直接和間接地影響地下水。,地下水概念THECONCEPTOFGROUNDWATER11概念,緒論,地下水的運(yùn)動(dòng)受空隙的影響，如空隙的大小、連通性等，地下水是空隙介質(zhì)流,以滲流形式運(yùn)動(dòng),控制滲流的因素除水本身的物理化學(xué)性質(zhì)外，還決定于空隙介質(zhì)的性質(zhì)。區(qū)別于大氣水、地表水的運(yùn)動(dòng)。,地下水概念THECONCEPTOFGROUNDWATER11概念,緒論,對地下水的研究需要跨學(xué)科,緒論,地下水概念12人類開發(fā)地下水的歷史THEHISTORYOFGROUNDWATERDEVELOPMENTANDUTILIZATION,自人類開始定居和從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)后，便揭開了利用地下水的歷史。根據(jù)中國的考古發(fā)掘和史書的記載，早在原始社會(huì)的母系氏族公社時(shí)期就開始了泉水的利用和淺井的挖掘。如淮南子脩務(wù)訓(xùn)上記載說神農(nóng)“教民播種五故”和“嘗百草之滋味”外，亦教民鑒別“水泉之甘苦”?？脊虐l(fā)現(xiàn)我國最古老的水井浙江余姚河母渡水井，根據(jù)對支護(hù)木頭的碳14年代測定，其修建時(shí)間在公元前3710±125年，但井深很?。▋H135M。,緒論,地下水概念12人類開發(fā)地下水的歷史THEHISTORYOFGROUNDWATERDEVELOPMENTANDUTILIZATION,在中國進(jìn)入父系氏族公社時(shí)期（公元前25502140年）以后，隨著定居定的出現(xiàn)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的進(jìn)步，水井已相當(dāng)普遍水井的深度不斷增加，水井結(jié)構(gòu)更加完善。沈樹榮（1979年）根據(jù)考古資料對這一時(shí)期中國水井挖掘的歷史作了如下總結(jié)以河北邯鄲潤溝和河南洛陽矬李古井為代表的龍山文化時(shí)期（公元前28002300年），井型為土井深度已達(dá)67M；商代的水井是一種長方形的水井（河北城臺(tái)西發(fā)現(xiàn)的商代水井），井深已接近10M，井中有木制的井盤；西周（公元前1066771年）早期已有石砌水井（江蘇省東海縣焦家莊西周早期遺址）和陶質(zhì)井圈的瓦井。,緒論,地下水概念12人類開發(fā)地下水的歷史THEHISTORYOFGROUNDWATERDEVELOPMENTANDUTILIZATION,此外，在水井的提水工具上，這一時(shí)期也有了較大的進(jìn)步。據(jù)元朝王禎的農(nóng)事上說“湯旱，伊尹教民田頭鑿井以灌田，今之桔槔是也?！眲⑾芍芨鶕?jù)這一記載并結(jié)合早商遺跡中有長方形的水井推斷，這種灌溉機(jī)械也可能創(chuàng)造與商代初期的成湯時(shí)期（公元前17651760年）。從春秋時(shí)代的后期到中國的一個(gè)封建王朝秦國建立這一時(shí)期，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的較迅速發(fā)展，地下水的開發(fā)利用也有了明顯的進(jìn)步。例如據(jù)我國西漢年間史記河渠書記載，我國新疆吐魯番一代的坎兒井至少出現(xiàn)在公元前200300年之前；早在公元前200年的秦朝蜀郡守李冰就發(fā)明了制鹽法（即利用地下水煮鹽）。漢朝初年（紀(jì)元初年）四川自貢一帶開采地下水鹵水煮鹽之產(chǎn)業(yè)已十分興旺。已能在巖石中開鑿數(shù)十到數(shù)百米以上的自流井。,緒論,地下水概念12人類開發(fā)地下水的歷史THEHISTORYOFGROUNDWATERDEVELOPMENTANDUTILIZATION,在這一時(shí)期，歐洲、中東及埃及等人類文化起源較早的地區(qū)，地下水開發(fā)經(jīng)歷著和中國相似的歷程。有關(guān)水井和井結(jié)構(gòu)的記載，已在公元前2000年前的基督教圣經(jīng)和公用水井，古羅馬在公元前312年以前即普遍利用泉水和水井（深度5M）。古波斯時(shí)期（公元前550330年）已在德黑蘭附近修建大規(guī)模的坎兒井為城市供水和附近地區(qū)農(nóng)田灌溉之用。德黑蘭附近最大坎兒井的深度已達(dá)150M，長26M。,隨著人類社會(huì)的發(fā)展和工業(yè)的出現(xiàn)，水井的開鑿深度越來越大,歐洲的第一口井深是公元1126年LILLIRS村附近一個(gè)修道院內(nèi)挖成（但這一時(shí)期的水井深度很少超過300M）。這些水井按其所在地名被成為ARTESIAN（即自流井）。,緒論,地下水概念12人類開發(fā)地下水的歷史THEHISTORYOFGROUNDWATERDEVELOPMENTANDUTILIZATION,世界鑿井歷史上的第一口超深井是我國1853年開鑿的自貢燊海井，其深度達(dá)到100142M。而在歐洲直到19世紀(jì)末出現(xiàn)現(xiàn)代機(jī)械化的鉆井技術(shù)后，其水井深度才超過1000M。,18世紀(jì)末和19世紀(jì)初歐洲國家進(jìn)入工業(yè)化革命之后，隨著鉆井機(jī)械技術(shù)的進(jìn)步，工業(yè)、農(nóng)業(yè)、城市迅速發(fā)展，供水量急劇地?cái)U(kuò)大，促使人們開始大規(guī)模的利用地下水源,中國的第一口城市供水機(jī)井，是在二十世紀(jì)初期于上海開鑿的，直到新中國成立之后，大規(guī)模的地下水開發(fā)工作，才算真正開始,緒論,地下水概念12人類開發(fā)地下水的歷史THEHISTORYOFGROUNDWATERDEVELOPMENTANDUTILIZATION,人類對地下水的利用，除了用于生活飲用和農(nóng)業(yè)灌溉之外，在很早以前就已經(jīng)開始了將地下水用于治病和制鹽,俄羅斯地球化學(xué)的奠基人維爾納德斯基在其關(guān)于天然水利用歷史的著作中曾提到在公元前2010世紀(jì)古希臘科學(xué)中，對于天然水的起源及其性質(zhì)已有相當(dāng)清楚的概念，在公元前1世紀(jì)，著名的希臘醫(yī)生阿爾赫格涅斯即把礦水分為堿性的、鐵質(zhì)的、鹽性的及硫質(zhì)的幾大類。在羅馬帝國時(shí)代（公元前27年公元476年），利用溫泉已極為興盛，在當(dāng)時(shí)的論文中可以找到礦水分類的雛形。,緒論,地下水概念12人類開發(fā)地下水的歷史THEHISTORYOFGROUNDWATERDEVELOPMENTANDUTILIZATION,在中國辨別泉水的水質(zhì)以及利用具有特殊成分的礦泉水治病，傳說開始于神農(nóng)時(shí)代?；茨献用憚?wù)訓(xùn)中記載說，神農(nóng)“嘗百草之滋味，水泉之甘苦，令民知所必就”。中國有文字記載的和保存至今的溫泉療養(yǎng)遺址，是陜西省臨潼驪山的華清池。秦代“已砌石為湯”（即用石頭加固泉口）。唐代（公元8世紀(jì)），已建有規(guī)模很大的進(jìn)水和排水完善的室內(nèi)溫泉浴池。,緒論,地下水概念12人類開發(fā)地下水的歷史THEHISTORYOFGROUNDWATERDEVELOPMENTANDUTILIZATION,人類除了將地下水資源作為生活、生產(chǎn)的供水水源外，也有和地下水有害作用進(jìn)行斗爭的久遠(yuǎn)歷史,我國考古工作者曾在湖北銅綠山找到兩處春秋戰(zhàn)國時(shí)期的古礦井，在其中發(fā)現(xiàn)了戽水用的木撮瓢、引水用的木水槽和提水用的木桶等排水設(shè)備，據(jù)在Ⅱ號(hào)礦體中出土的銅斧木柄碳14年代測定資料，其時(shí)代在公元前535±75年。,緒論,地下水概念12人類開發(fā)地下水的歷史THEHISTORYOFGROUNDWATERDEVELOPMENTANDUTILIZATION,土地鹽堿化是地下水埋藏過錢引起的一大危害，在我國農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中和土地鹽堿災(zāi)害斗爭也有久遠(yuǎn)的歷史。尚書中的禹貢篇和史記夏本記都有山東青州地區(qū)鹽漬土廣泛分布的記述，史記夏本記中說“海濱廣泄，訣田斥鹵”（即把鹽堿地改造成農(nóng)田）。由此可見，在公元前2～7世紀(jì)，我國即開始了和地下水誘發(fā)的土壤鹽堿化的斗爭。,

簡介：地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)張樹泉北京科技大學(xué)一、地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀什么是地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)GEOSTATISTICS包含經(jīng)典統(tǒng)計(jì)學(xué)與空間統(tǒng)計(jì)學(xué)，按其基本原理可定義為地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)是以區(qū)域化變量理論為基礎(chǔ)，以變異函數(shù)為主要工具，研究那些在空間分布上既有隨機(jī)性，又有結(jié)構(gòu)性的自然現(xiàn)象的科學(xué)。地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)誕生過程上世紀(jì)40年代后期，當(dāng)南非統(tǒng)計(jì)學(xué)家HS西奇爾（SICHEL）判明南非各金礦的樣品品位呈對數(shù)正態(tài)分布以后，才真正確立了地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)的開端。1951年，南非的礦山工程DG克立格DANIELKRIGE）在HS西奇爾研究的基礎(chǔ)上提出一個(gè)論點(diǎn)“可以預(yù)計(jì)，一個(gè)礦山總體中的金品位的相對變化要大于該礦山某一部分中的金品位的相對變化”。換句話說，以較近距離采集的樣品很可能比以較遠(yuǎn)距離采集的樣品具有更近似的品位。這一論點(diǎn)是描述在多維空間內(nèi)定義的數(shù)值特征的空間統(tǒng)計(jì)學(xué)據(jù)以建立的基礎(chǔ)。到上世紀(jì)60年代，才認(rèn)識(shí)到需要把樣品值之間的相似性作為樣品間距離的函數(shù)來加以模擬，并且得出了半變異函數(shù)。法國概率統(tǒng)計(jì)學(xué)家馬特?。∕ATHERON）創(chuàng)立了一個(gè)理論框架，為克立格作出的經(jīng)驗(yàn)論點(diǎn)提供了精確而簡明的數(shù)學(xué)闡釋。馬特隆創(chuàng)造了一個(gè)新名詞“克立格法”（KRIGING），藉以表彰克立格在礦床的地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)評價(jià)工作中所起到的先驅(qū)作用。即1962年，馬特隆在克立格和西奇爾研究的基礎(chǔ)上，將他們的成果理論化、系統(tǒng)化，并首先提出了區(qū)域化變量（REGIONALIZEDVARIABLE）的概念，為了更好地研究具有隨機(jī)性及結(jié)構(gòu)性的自然現(xiàn)象，提出了地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)（GEOSTATISTICS）一詞，發(fā)表了應(yīng)用地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)，該著作的出版標(biāo)志著地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)作為一門新興邊緣學(xué)科而誕生。地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)開始進(jìn)入了學(xué)術(shù)界。在法國楓丹白露成立了地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)中心（CENTREDEGEOSTATISTIQUES），培養(yǎng)了一大批學(xué)員，不僅為地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)的研究而且為它的傳播起到了巨大的作用。地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)的發(fā)展自70年代，地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)的發(fā)展突飛猛進(jìn)。在此期間，從理論突破的頻度、論文發(fā)表的篇數(shù)、以及世界各地對地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)所表現(xiàn)的極大關(guān)心程度，都說明地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)達(dá)到了前所未有的發(fā)展階段。目前條件模擬技術(shù)廣泛應(yīng)用于石油、采礦、水文、和環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域中。研制出一批高水平的地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法計(jì)算程序軟件。在地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)的理論及方法基礎(chǔ)上開發(fā)了許多成熟的應(yīng)用軟件。如美國開發(fā)的礦床建模軟件包（DEPOSITMODELINGSYSTEM），功能上可覆蓋礦山地質(zhì)設(shè)計(jì)的全過程；而MICL（英國礦業(yè)計(jì)算機(jī)有限公司）開發(fā)的DATMINE軟件包，則集地、測、采于一體；法國巴黎高等礦院地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)研究中心研制出兩種大型軟件系統(tǒng)ISATIS系統(tǒng)及HERESIM系統(tǒng)；澳大利亞的MICROMINE軟件SURPAC軟件，加拿大的GEOSTAT軟件，CAMET軟件和GLS軟件系統(tǒng)等。地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)是在1977年由美國福祿爾采礦金屬有限公司（FLOURMININGMETAINCPATION）HMPARKER博士隨美中貿(mào)易全國委員會(huì)礦業(yè)代表團(tuán)來華訪問，傳入我國，繼而得到進(jìn)一步的發(fā)展。1989年11月召開的全國第一屆地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)學(xué)術(shù)討論會(huì)，地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)在我國的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新的階段，理論研究更加深入，涉及的方法原理更加廣泛。地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)已經(jīng)被廣泛地承認(rèn)是礦床評價(jià)的必要部分，在我國已經(jīng)認(rèn)可用地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)對礦床進(jìn)行評價(jià)的地質(zhì)報(bào)告。1、區(qū)域化變量理論區(qū)域化變量G馬特隆定義區(qū)域化變量是一種在空間上具有數(shù)值的實(shí)函數(shù)，它在空間的每一個(gè)點(diǎn)取一個(gè)確定的數(shù)值，即當(dāng)由一個(gè)點(diǎn)移到下一個(gè)點(diǎn)時(shí)，函數(shù)值是變化的。從地質(zhì)及礦業(yè)角度來看，區(qū)域化變量具有如下性質(zhì)（1）空間局限性即它被限制在一個(gè)特定的空間（如一個(gè)礦體內(nèi)）；該空間稱為區(qū)域化的幾何域；區(qū)域化變量是按幾何支撐定義的。（2）連續(xù)性不同的區(qū)域化變量具有不同的連續(xù)性，這種連續(xù)性是通過相鄰樣品之間的變異函數(shù)來描述的。（3）異向性當(dāng)區(qū)域化變量在各個(gè)方向上具有相同的性質(zhì)時(shí)稱各向同性，否則稱各向異性。（4）相關(guān)性一定范圍內(nèi)、一定程度上的空間相關(guān)性，當(dāng)超出這一范圍后相關(guān)性減弱以至消失。（5）對于任一區(qū)域化變量而言，特殊的變異性可以疊加在一般規(guī)律之上。相關(guān)關(guān)系散點(diǎn)圖SCATTERDIAGRAM相關(guān)系數(shù)計(jì)算公式樣本相關(guān)系數(shù)的計(jì)算公式相關(guān)系數(shù)取值及其意義R變異函數(shù)VARIOGRAM協(xié)方差函數(shù)COVARIANCE平穩(wěn)假設(shè)STATIONARYASSUMPTION內(nèi)蘊(yùn)假設(shè)INTRINSICASSUMPTION估計(jì)方差ESTIMATIONVARIANCE1估計(jì)方差ESTIMATIONVARIANCE2估計(jì)方差ESTIMATIONVARIANCE3離差方差DISPERSIONVARIANCE2、變異函數(shù)及結(jié)構(gòu)分析為表征一個(gè)礦床金屬品位等特征量的變化，經(jīng)典統(tǒng)計(jì)學(xué)通常采用均值、方差等一類參數(shù)，這些統(tǒng)計(jì)量只能概括該礦床中金屬品位等特征量的全貌，卻無法反映局部范圍和特定方向上地質(zhì)特征的變化。地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)引入變異函數(shù)這一工具，它能夠反映區(qū)域化變量的空間變化特征相關(guān)性和隨機(jī)性，特別是透過隨機(jī)性反映區(qū)域化變量的結(jié)構(gòu)性，故變異函數(shù)又稱結(jié)構(gòu)函數(shù)。變異函數(shù)及變異曲線變異函數(shù)及變異曲線ZX和ZXH的相關(guān)與變異函數(shù)的關(guān)系變異函數(shù)與協(xié)方差之間的關(guān)系存在趨勢的變異函數(shù)具有空穴效應(yīng)的變異函數(shù)幾何異向性和帶狀異向性比較變異函數(shù)在原點(diǎn)處的性狀變異函數(shù)的理論模型C0塊金常數(shù)A變程C0C基臺(tái)變異函數(shù)的理論模型三種有基臺(tái)值標(biāo)準(zhǔn)模型比較具有空穴效應(yīng)的變異函數(shù)無基臺(tái)值標(biāo)準(zhǔn)模型變異函數(shù)結(jié)構(gòu)分析幾何異向性結(jié)構(gòu)的套合帶狀異向性結(jié)構(gòu)的套合比例效應(yīng)相對變異函數(shù)改正變異函數(shù)的套合普通克立格法DINARYKRIGING普通克立格方程組正態(tài)分布的誤差圖示泛克立格法UNIVERSALKRIGING泛克立格法方程組舉例指示克立格法INDICATKRIGING指示克立格法INDICATKRIGING協(xié)同克里格法（COKRIGING）協(xié)同克里格法（COKRIGING）協(xié)同克里格法（COKRIGING）協(xié)同克里格法（COKRIGING）礦業(yè)軟件SURPAC的應(yīng)用基本統(tǒng)計(jì)分析空間變異性分析選用不同的方法估值應(yīng)用SURPAC估算儲(chǔ)量的步驟應(yīng)用SURPAC估算儲(chǔ)量的步驟條件模擬計(jì)算正態(tài)分位數(shù)計(jì)算條件模擬產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生一個(gè)介于0和1之間的一個(gè)隨機(jī)數(shù)從CDF（累計(jì)分布曲線）中讀取一個(gè)模擬值

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簡介：點(diǎn)擊查看更多基于地質(zhì)學(xué)專業(yè)信息平臺(tái)和數(shù)據(jù)構(gòu)建巖溶地下水調(diào)查與地質(zhì)環(huán)境整治數(shù)據(jù)庫的技術(shù)和方法精彩內(nèi)容。

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簡介：地質(zhì)學(xué)概論教師孫舒東第一章地球概況一、地球的形狀和大小兩極半經(jīng)為6356755KM赤道半經(jīng)為6378140KM平均半經(jīng)為6371004KM扁率為1298253表面積510064472KM2體積10832108KM3赤道一帶稍微凸出，南北半球也不對稱，加上表面凹凸不平，地球是一個(gè)不規(guī)則的旋轉(zhuǎn)橢球體基本上仍是一個(gè)圓球人造衛(wèi)星拍攝的地球照片地球在宇宙中的位置二、地球的外部圈層結(jié)構(gòu)1、大氣圈是指因地球的引力而聚集在地表周圍的氣體圈層。由地表往上可分為五個(gè)次級(jí)圈層對流層、平流層、中間層、暖層、擴(kuò)散層（散逸層）。對流層平均厚度12KM，含大量水蒸氣和塵埃。表現(xiàn)為強(qiáng)烈的對流。風(fēng)、霜、雨、雪、雹、霧等氣象現(xiàn)象均發(fā)生于此層。平流層從對流層頂?shù)降乇硪陨?5KM的范圍。大氣呈水平運(yùn)動(dòng)。幾乎不含水蒸氣、塵埃，無天氣現(xiàn)象。中間層從平流層頂?shù)降乇硪陨?5KM的范圍。大氣呈對流運(yùn)動(dòng)。存在電離層，可反射無線電波。暖層從中間層頂?shù)降乇硪陨?00KM的范圍。內(nèi)部存在多層的電離層，也稱電離層，強(qiáng)烈反射無線電波。擴(kuò)散層從暖層頂?shù)酵鈱涌臻g。物質(zhì)多以原子、離子狀態(tài)存在。是地球物質(zhì)向宇宙空間擴(kuò)散的部位。大氣圈的物質(zhì)組成0051128U5大氣圈氬氣氮?dú)庋鯕舛趸?、水圈是指地球表層由水體構(gòu)成的連續(xù)圈層。其物態(tài)有固、液、氣三種狀態(tài)。水體的形式有河、湖、海、冰川（蓋）水蒸氣、地下水等，并形成一個(gè)包裹著地球的完整圈層。地表上直接被液態(tài)水體覆蓋的區(qū)域占地表面積的34。在太陽能、重力的作用下，使得水圈中的水體周而復(fù)始的運(yùn)動(dòng)，形成水循環(huán)。水循環(huán)的方式有海洋與大陸間的循環(huán)；地表與地下間的循環(huán)；生物體與周圍空間的循環(huán)；水圈與大氣圈間的循環(huán)。水圈海水9741淡水259生物圈是指地球表層由生物及其活動(dòng)地帶所構(gòu)成的連續(xù)圈層。生物從高等到低等，從動(dòng)物到植物，乃至細(xì)菌和微生物等生活于地球表面一定范圍的陸地、水體、土壤及空氣中，構(gòu)成了一個(gè)基本連續(xù)的圈層。目前已知的生物有近兩百萬個(gè)種。生物的演化發(fā)展受控于自然環(huán)境的演化，通過地質(zhì)歷史時(shí)期生物化石的研究就可以知道地質(zhì)演化的歷史。三、地球的主要物理性質(zhì)一）、地球的密度二）、地球的壓力三）、地球的重力四）、地球的磁場五）、地球的溫度六）、地球的彈塑性一）、地球的密度地球的平均密度5516GCM3地表巖石平均密27GCM3地心的密度13GCM3二）、地球的壓力地球內(nèi)部壓力是隨深度加大而逐漸增高的。深度每增加１KM，壓力增加275MPA（1MPA＝1兆帕斯卡＝１０６NM２）。深部隨著巖石密度的加大，靜巖壓力增加得更快些。靜巖壓力在莫霍面附近約1200MPA，古登堡面附近約135200MPA，地心處可達(dá)361700MPA，相當(dāng)于360萬個(gè)大氣壓力。地表地心三）、地球的重力RDFPR地球的重力地球自轉(zhuǎn)引起的離心力和地球引力的合力。PFDFGMMDRΩR2G為萬有引力常數(shù)，Ω為角速度因?yàn)殡x心力相對很小，即使在赤道也只有萬有引力的1289，所以重力基本上就等于萬有引力，方向也基本上指向地心。為了便于比較，通常用單位質(zhì)量所受的引力來表示重力（重力加速度G）GGMR2單位用伽GAL1GAL1CMS2重力在地表的變化重力隨緯度的增加而增加，隨海拔高度的增加而減小。若將地球視為均質(zhì)體，以海平面為基準(zhǔn)可計(jì)算出不同緯度的標(biāo)準(zhǔn)重力值。G987032153103SIN2Ф59106SIN22ФG為重力（伽），Ф為緯度重力在地球內(nèi)部的變化影響重力大小的不是整個(gè)地球的總質(zhì)量，而主要是所在深度以下的質(zhì)量。由于地殼與地幔的密度都比較小，從地表到地下2900KM的核幔界面，重力大體上是隨深度增加而略有增加，但有波動(dòng)。在核幔界面上，重力值達(dá)到極大約1069伽，再往深處去各個(gè)方向上的引力趨向平衡重力值逐漸減少，直至變小為零。重力的變化實(shí)際測得的重力值與理論重力值之間的差值，稱重力異常。當(dāng)實(shí)測重力值理論重力值稱正異常當(dāng)實(shí)測重力值理論重力值稱負(fù)異常在埋藏有密度較小物質(zhì)（如石油、煤、鹽等非金屬礦產(chǎn)）的地區(qū)，常顯示負(fù)異常；而埋藏有密度大物質(zhì)（如鐵、銅、鉛、鋅等金屬礦產(chǎn)）的地區(qū)，就顯示正異常。所以人們就可以通過重力測量，來圈定重力異常的區(qū)域，尋找那些引起重力異常的非金屬和金屬礦產(chǎn)。這就是地質(zhì)勘查中常用的重力探勘方法重力異常四）、地球的磁場它有兩個(gè)磁極，其磁北極位于地理北極附近，磁南極位于地理南極附近，但不重合，地磁軸與地球自轉(zhuǎn)軸的夾角現(xiàn)在約為115度，1980年實(shí)測的磁北極位于北緯782度、西經(jīng)1029度（加拿大北部），磁南極位于南緯655度，東經(jīng)1394度（南極洲）。地磁場地球周圍存在的磁場地磁軸地理軸地磁三要素磁場強(qiáng)度、磁偏角、磁傾角磁場強(qiáng)度為某地點(diǎn)單位面積上磁力大小的絕對值。它是一個(gè)具有方向（磁力線方向）和大小的矢量，一般在磁兩極附近磁感應(yīng)強(qiáng)度大（約為60T（微特拉斯））；在磁赤道附近最?。s為30T）。磁偏角磁力線在水平面上的投影與地理正北方向之間形成的夾角。即，磁子午線與地理子午線之間的夾角。磁偏角的大小各處都不相同。在北半球，如果磁力線方向偏向正北方向以東稱為東偏，偏向正北方向以西稱為西偏。我國東部地區(qū)磁偏較為西偏，甘肅酒泉以西地區(qū)為東偏。磁傾角指磁針北端與水平面的交角。通常以磁針北端向下為正值，向上為負(fù)值。地球表面磁傾角為零度的各點(diǎn)的連線稱為地磁赤道；地磁軸地理軸由地磁赤道到地磁北極，磁傾角由0逐漸變?yōu)?0；由地磁赤道到地磁南極，磁傾角由0變成90。磁傾角的變化五）、地球的溫度地溫人們可以火山和溫泉意識(shí)到地下深處是熱的，地球的溫度總體上是從地表向地內(nèi)逐漸增高的。在地表附近，由于太陽幅射熱的影響，溫度有晝夜變化、季節(jié)變化和多年周期的變化這一表層可叫外熱層（或變溫層）。外熱層的深度一般在十幾米在其下界面附近，地溫常年保持不變，等于或略高于當(dāng)?shù)啬昶骄鶜鉁兀撎幏Q為常溫層。常溫層以下，受到地球內(nèi)部熱量的影響，溫度逐漸升高。一般把在常溫層以下，每向下加深100Ｍ所升高的溫度稱為地?zé)嵩鰷芈驶虻販靥荻?。這是由于地球內(nèi)部熱量通過向上熱傳導(dǎo)而造成的。世界上不同地區(qū)，地溫梯度都不相同，地球表層的平均地溫梯度為３℃。海底的地溫梯度一般為４－８℃，大陸為０９－５℃大陸的地溫梯度一般來說是顯著低于海底的六）、地球的彈塑性彈塑性地球具有彈性，表現(xiàn)在地球內(nèi)部能傳播地震波，因?yàn)榈卣鸩ㄊ菑椥圆ā５乇淼墓腆w巖石在日、月引力的作用下也有交替的漲落現(xiàn)象，其幅度為78CM這種現(xiàn)象稱為固體潮。也說明固體地球具有彈性。地球也具有塑性，地球的自轉(zhuǎn)能引起地球赤道半徑加大而成為橢球。在應(yīng)力的作用下引起巖石發(fā)生彎曲而不破裂等，這些都說明地球具有塑性。四、地球的內(nèi)部圈層地震波在地球內(nèi)部傳播時(shí)，有兩個(gè)明顯的波速突界面，這兩個(gè)地球內(nèi)部界面分別稱為莫霍面和古登堡面根據(jù)莫霍面和古登堡面，可將地球內(nèi)部分為三個(gè)Ⅰ級(jí)圈層地殼、地幔、地核根據(jù)次級(jí)界面，還可將進(jìn)一步分為六個(gè)Ⅱ級(jí)圈層。大洋地殼大陸地殼地殼是莫霍面以上的地球表層。其厚度變化在570KM之間。其中大陸地區(qū)厚度較大，平均約為33KM；大洋地區(qū)厚度較小，平均約7KM；總體的平均厚度約16KM。地殼物質(zhì)的密度一般為2629GCM3。大陸地殼（上地殼）主要為富硅鋁的硅酸鹽礦物所組成，常稱為硅鋁層；大洋地殼（下地殼）主要為富硅鎂的硅酸鹽礦物所組成，常稱為硅鎂層，因其比重較大，主要分布洋底地殼或大陸地殼的下部。地幔莫霍面與古登堡面之間的一個(gè)巨厚圈層。其厚度約2850KM。平均密度為45GCM3。根據(jù)次級(jí)界面可分為上地幔和下地幔。上地幔從莫霍面至地下1000KM，平均密度為35GCM3，成分主要為含鐵鎂質(zhì)較多的超基性巖。在上地幔的上部100350KM存在一個(gè)由柔性物質(zhì)組成的圈層稱為軟流圈（地震波的低速帶）。此軟流圈之上的固態(tài)巖石圈層稱為巖石圈。下地幔地下1000KM至古登堡面之間，平均密度增大為51GCM3，成分仍為含鐵鎂質(zhì)的超基性巖，但鐵質(zhì)的含量增加。地核古登堡面以下地心的一個(gè)球體。半徑為3480KM。地核的密度達(dá)998～125GCM3。其成分以鐵鎳物質(zhì)為主根據(jù)其狀態(tài)可分為外核和內(nèi)核。外核物態(tài)為液態(tài)，其成分除鐵鎳外，可能還有碳、硅和硫；內(nèi)核物態(tài)為固態(tài)，其成分為鐵鎳物質(zhì)。莫霍面古登堡面

簡介：第二十章人類社會(huì)與地質(zhì)環(huán)境普通地質(zhì)學(xué)南京大學(xué)地球科學(xué)系舒良樹環(huán)境、人口及能源是當(dāng)代世界面臨的三大難題人類的生存環(huán)境本質(zhì)上是地質(zhì)環(huán)境，其包括大氣圈、水圈、生物圈和巖石圈四個(gè)相互聯(lián)系和制約的統(tǒng)一整體。人類地質(zhì)環(huán)境環(huán)境地質(zhì)學(xué)南極上空的臭氧層空洞是人類生存環(huán)境惡化的標(biāo)志溫室GREENHOUSE效應(yīng)導(dǎo)致了全球氣溫和海平面的升高頻繁的地震和火山活動(dòng)洪災(zāi)與干旱已經(jīng)對人類的生存環(huán)境構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。臭氧層空洞特征1面積大，2太空紫外線長驅(qū)直入，是構(gòu)成生命威脅的巨大污染源。3出現(xiàn)在每年春季，持續(xù)時(shí)間約2周，4規(guī)模和形狀可變化，一般為一個(gè)不規(guī)整的園洞，但02年出現(xiàn)雙洞。5成因機(jī)理尚未搞清楚、溫室GREENHOUSE效應(yīng)1已經(jīng)使近年全球氣溫上升了12度，2和劇增的人類城市化及其工廠煙囪的熱體排放、車輛尾氣排放、人口劇增、人類用氣用電等有關(guān)3也是人類生存環(huán)境惡化的一個(gè)主要的人為因素。中國一號(hào)冰川的后退數(shù)字以及全球海平面變化規(guī)律表明，顯著的全球溫室效應(yīng)是從77年或78年開始的，一直持續(xù)到今天。全球大氣中S04成分監(jiān)測表明，北緯區(qū)人口多，大氣污染POLLUTION嚴(yán)重且持續(xù)上升；南緯區(qū)人口少，大氣污染不明顯，平滑穩(wěn)定必須高度重視環(huán)境惡化問題，善待地球就是善待人類自己。第一節(jié)環(huán)境地質(zhì)學(xué)的一般概念一、環(huán)境與地質(zhì)環(huán)境環(huán)境ENVIRONMENT是指人類賴以生存的周圍事物大氣、水、土地、巖石、礦產(chǎn)、森林、山脈、動(dòng)物和植物等的總稱。地質(zhì)環(huán)境GEOLOGICALENVIRONMENT是指大氣圈、水圈、生物圈和科學(xué)技術(shù)研究可及的巖石圈之總稱。又稱為自然環(huán)境。二、環(huán)境地質(zhì)學(xué)的研究內(nèi)容環(huán)境地質(zhì)學(xué)是研究人類經(jīng)濟(jì)活動(dòng)與地質(zhì)環(huán)境之間相互作用、相互影響的學(xué)科。環(huán)境地質(zhì)學(xué)研究的主要內(nèi)容1）主要由自然地質(zhì)作用引起的原生地質(zhì)環(huán)境IGINALGEOLOGICALENVIRONMENT或第一地質(zhì)環(huán)境。2）主要由人類活動(dòng)造成的次生地質(zhì)環(huán)境SECONDARYGEOLOGICALENVIRONMENT或第二地質(zhì)環(huán)境問題環(huán)境地質(zhì)學(xué)的分支學(xué)科和研究方向1城市地質(zhì)學(xué)URBANGEOLOGY，2災(zāi)害地質(zhì)學(xué)HAZARDOUSGEOLOGY，3資源地質(zhì)學(xué)，4廢物處置地質(zhì)學(xué)，5醫(yī)學(xué)地質(zhì)學(xué)MEDICALGEOLOGYGEOMEDICINE，6旅游地質(zhì)學(xué)，7軍事地質(zhì)學(xué)MILITARYGEOLOGY，8環(huán)境法規(guī)ENVIRONMENTALLAW第二節(jié)城市興衰與地質(zhì)環(huán)境一、城市興衰的地質(zhì)因素城市的興衰與地質(zhì)環(huán)境有著密切的關(guān)系1）地質(zhì)環(huán)境變化較小，穩(wěn)定興盛的城市2）隨地質(zhì)環(huán)境演變而變遷的城市3）隨地質(zhì)環(huán)境變化多次興衰并重建的城市4）因地質(zhì)環(huán)境巨變而衰亡的城市5）因發(fā)現(xiàn)豐富的地質(zhì)資源而誕生的現(xiàn)代化城市選擇新城址要考慮到新城址的區(qū)域地質(zhì)穩(wěn)定性、資源供給以及地形地貌二、城市規(guī)劃的地質(zhì)因素城市用地選擇是城市規(guī)劃地重要工作內(nèi)容，地質(zhì)環(huán)境又是決定城市用地選擇的主要因素1）巖、土體類型2）水文地質(zhì)條件3）地形及地貌條件4）城市地質(zhì)作用三、城市建設(shè)的地質(zhì)因素1）地基選擇，2）城市地下空間的開發(fā)利用，3）城市地質(zhì)災(zāi)害防治，4）城市廢物處置，5）城市供水，6）建筑材料供給第三節(jié)人體健康與地質(zhì)環(huán)境一、人體的元素組成構(gòu)造人體生命的元素可分三類1生命機(jī)體不可缺少的宏量元素氧、碳、氫、鉀、鈉、鈣、鎂、硫、磷和氯，占人體重量9995％2生命機(jī)體所必需，稍有過?；虿蛔銓⒂袚p健康的元素主要是微量元素001鉬、鐵、鋅、銅、錳、鈷、碘、釩、鉻、氟、硅、硒、溴、鋁、鍺、鎵、錫等。3）生命機(jī)體不需要，但易被人體吸收的有害元素鎘、汞、鉛、鈦、鈾、釷等二、微量元素的生理功能1）某些微量元素可以協(xié)組給人體輸送宏量元素。2）微量元素是構(gòu)成人體多種酶的組分或激活劑，一旦失去或缺乏，酶就喪失活力。3）某學(xué)微量元素是構(gòu)成人體激素和維生素的重要成分和活性組分，一旦缺少，這些激素和維生素就難以合成。4）影響核酸代謝三、地方病的環(huán)境地質(zhì)致因地方病又稱水土病，其分布具有鮮明的區(qū)域性，與一定的地質(zhì)環(huán)境有關(guān)?？松讲〖按蠊枪?jié)病以心肌壞死和骨骼關(guān)節(jié)病變?yōu)橹饕Y狀。跟土壤和主糧中貧SC貧MO有關(guān)。甲狀腺腫粗脖子病人體缺碘或過量攝取碘所造成。氟病過量吸收氟元素引起的一種全身慢性中毒癥。心血管病其發(fā)病受環(huán)境水文地球化學(xué)因素制約，此外還與氣候、經(jīng)緯度、社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素、血型以及工業(yè)污染等諸多因素有關(guān)。癌癥環(huán)境地質(zhì)致因，1）巖石類型玄武巖、安山巖及富腐殖質(zhì)巖土分布區(qū)內(nèi)居民的食管癌發(fā)病率高，石灰?guī)r分布區(qū)肝癌高。2）地貌由山區(qū)向平原，食管癌發(fā)病率逐漸降低。3）環(huán)境水文地質(zhì)特征飲用富含腐殖質(zhì)及有機(jī)質(zhì)的溝、塘水可致癌。四、地質(zhì)藥物包括古生物藥物、礦物藥物和巖石藥物三類古生物藥物由化石構(gòu)成，如哺乳動(dòng)物的骨骼化石。礦物藥物由天然礦物構(gòu)成，如朱砂辰砂、雄黃雄黃、自然銅黃鐵礦、赭石赤鐵礦、磁石磁鐵礦、白石英石英、紫石英螢石、大青鹽石鹽等巖石藥物由巖石構(gòu)成，如鐘乳石鈣華、花蕊石含蛇紋石大理巖、海浮石多孔狀噴出巖等第四節(jié)廢物處置的地質(zhì)環(huán)境廢物工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)或生活中的廢棄物，俗稱垃圾廢物按物理狀態(tài)可分為固體、液體、氣體；按來源分城市廢物、礦石選冶廢物、工業(yè)廢物、農(nóng)業(yè)廢物、疏浚廢物等；按危險(xiǎn)性分危險(xiǎn)性廢物和非危險(xiǎn)性廢物；按有無放射性分放射性廢物和非放射性廢物。廢物處置場址的合理選擇是安全處置的首要因素，如何選擇就是環(huán)境地質(zhì)學(xué)的研究課題。一、城市廢物處置的地質(zhì)環(huán)境城市固體廢物處置方法地表填埋法處置選址應(yīng)注意的場地水文地質(zhì)條件1）地下水潛水面應(yīng)較深，至少低于場地基底1015M；2）前曾潛水流動(dòng)方向不至于污染附近供水水源；3）盡量使填埋場原理當(dāng)?shù)氐叵滤畬游唬?）地形較高，排水條件較好；5）在場地附近不存在灰?guī)r溶洞；6）場地基底不存在斷裂、滑坡、泥石流、崩塌等潛在危險(xiǎn)；7）宜選擇粘土、致密頁巖作廢物掩埋介質(zhì)；8）場地決定巖石中裂隙不發(fā)育；9）場地地下水流速小于30CMA。城市生活污水處置污灌、斜地漫流或快速入滲，對于危害較大的工業(yè)廢液，則先凈化處理再濃縮殘漿固化后作為固體廢物處置。二、放射性廢物處置的地質(zhì)環(huán)境核廢物的分類按放射性比活度核毒性大小，低放廢物、中放廢物、高放廢物；按物理狀態(tài)，固體、液體、氣載廢物。處置方法將氣載及液體廢物轉(zhuǎn)為固體廢物，再加以陸地淺埋或深埋處置。核廢陸地處置場的選址原則1）地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定，2）處置介質(zhì)的透水性差，3）場地的地下水不豐富，4）處置場遠(yuǎn)離供水水源、地表水體核地下含水層，5）遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)和人口聚居地。高放核廢海洋處置海域的要求海底地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定、海底粘土沉積厚度較大、海水較深（4000M），此外還要注意人類活動(dòng)、洋流方向、流速、海浪、風(fēng)力、風(fēng)向等因素。第五節(jié)人為地質(zhì)作用由人類地質(zhì)活動(dòng)造成的環(huán)境惡化一、地面沉降局部地表的緩慢降低，主要是過量抽取地下水以及地下礦藏采空后，地下靜壓力失去平衡而造成上覆巖層下層。二、咸水入侵因地下水位下降或咸水侵入地下淡水層，使地下淡水咸化，稱為咸水入侵SALTWATERINTRUSION，包括地下淡水層與咸水層串層和海水入侵。三、地下水污染地下水水質(zhì)因認(rèn)為因素而惡化稱為地下水污染GROUNDWATERPOLLUTION。四、海平面上升海平面上升的人為因素1）溫室效應(yīng)使全球氣溫升高，2）過量開采地下水及地下礦產(chǎn)造成沿海城市地面下降，3）人類經(jīng)濟(jì)活動(dòng)造成大量陸地巖土碎屑隨水流進(jìn)入海域，4）海水因溫度升高而體積膨脹。五、土地沙漠化過度農(nóng)墾、過度放牧及過度樵柴，破壞生態(tài)平衡，導(dǎo)致和加劇土地的沙漠化DESERTIFICATION。六、土壤鹽堿化鹽和堿在土壤表層迅速積累的過程稱為土壤鹽堿化。七、水土流失土壤被風(fēng)、流水侵蝕和沖刷而去，稱為水土流失后果農(nóng)田肥力下降、河湖淤積、洪水泛濫以及生態(tài)環(huán)境惡化?？煞譃樽匀恢乱蚝驼J(rèn)為致因八、誘發(fā)地震由人類活動(dòng)誘發(fā)的地震稱為誘發(fā)地震，如水庫蓄水、采礦、廢液深井處置和核爆炸等。九、礦產(chǎn)資源枯竭礦產(chǎn)資源是有限的、不可再生的，隨著人口的快速增長，礦產(chǎn)資源面臨枯竭的危險(xiǎn)。十、塊體運(yùn)動(dòng)泥石流災(zāi)害，山體滑坡等。本章重點(diǎn)1臭氧層空洞特征2溫室效應(yīng)特征3環(huán)境地質(zhì)學(xué)研究的主要內(nèi)容4城市的興衰與地質(zhì)環(huán)境的關(guān)系5城市規(guī)劃的四項(xiàng)地質(zhì)因素6城市建設(shè)的六項(xiàng)地質(zhì)因素7廢物的物理、來源、、危險(xiǎn)性、有無放射性分類8身體健康與地質(zhì)環(huán)境的關(guān)系9人為地質(zhì)作用的10大表現(xiàn)

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