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1、环境岩土工程学概论环境岩土工程学概论一一绪论绪论1 1 环境岩土工程学的发展环境岩土工程学的发展2 2 环境岩土工程学的基本概念环境岩土工程学的基本概念3 3 环境岩土工程学的研究内容环境岩土工程学的研究内容4 4 环境岩土工程学的研究现状环境岩土工程学的研究现状1 1 环境岩土工程学的发展环境岩土工程学的发展随着经济的迅速发展、科技的进步，人类活动对环境产随着经济的迅速发展、科技的进步，人类活动对环境产生的负面影响渐渐凸现生的负面影响渐渐凸现 环境污染和生态破坏环境污染和生态破坏当今世界的十大环境问题当今世界的十大环境问题 大气污染严重大气污染严重大气层中大气层中CO2、CH4和氮氧化合物和
2、氮氧化合物等气体，能等气体，能使使太阳短波辐射太阳短波辐射到达地面，到达地面，但地表向外放出的但地表向外放出的长波热长波热辐射线辐射线却被大气吸收，并却被大气吸收，并吸收转化为热量，这样就吸收转化为热量，这样就使地表与低层大气温度增使地表与低层大气温度增高，因其作用类似于栽培高，因其作用类似于栽培农作物的温室，故名温室农作物的温室，故名温室效应。效应。温室效应加剧温室效应加剧 地球臭氧层减少地球臭氧层减少何谓臭氧？何谓臭氧？臭氧层的高度？臭氧层的高度？臭氧层的作用？臭氧层的作用？臭氧层减少的危臭氧层减少的危害？害？ 土地退化和沙漠化土地退化和沙漠化l土地退化土地退化土地由于土地由于人为活动和自
3、然人为活动和自然作用作用而不再能正常地维持而不再能正常地维持其经济功能和原来的自然其经济功能和原来的自然生态功能的现象和过程生态功能的现象和过程l沙漠化沙漠化原由植物覆盖的土地变成原由植物覆盖的土地变成不毛之地的自然灾害现象不毛之地的自然灾害现象植物生长、农业发展、气植物生长、农业发展、气候变化候变化 水资源短缺水资源短缺海水海水 97.41%淡水淡水 2.59%海洋环境污染恶化海洋环境污染恶化近几年海上污染事故增多，大多近几年海上污染事故增多，大多是是溢油污染溢油污染，给渔业生产和海，给渔业生产和海洋生态造成损失和破坏洋生态造成损失和破坏海洋污染的海洋污染的特点特点是，污染源多、是，污染源多
4、、持续性强、扩散范围广、难以持续性强、扩散范围广、难以控制控制 “绿色屏障绿色屏障”锐减锐减每一棵大树一天可以每一棵大树一天可以吸收吸收0.10.1千克的二氧化千克的二氧化碳碳，产生，产生0.750.75千克的千克的氧气氧气人们大量使用一次性人们大量使用一次性木筷，每木筷，每4000040000双一次双一次性木筷需要一棵大树性木筷需要一棵大树的木材的木材 生物种类不断减少生物种类不断减少目前地球上物种的灭绝速率是人类活动之前的目前地球上物种的灭绝速率是人类活动之前的100100到到10001000倍倍按照中等范围的按照中等范围的全球气候变暖情形全球气候变暖情形，到，到20502050年，占地年
5、，占地球陆地表面积球陆地表面积20%20%的区域中，有的区域中，有15%15%37%37%的物种注定消的物种注定消亡亡 垃圾成灾垃圾成灾统计资料显示，目前统计资料显示，目前中国城市生活垃圾中国城市生活垃圾累累积堆存量积堆存量已达亿已达亿吨，吨，占地占地约多万约多万亩，近年来还在以平亩，近年来还在以平均每年均每年. .的速的速度持续增长度持续增长在在填埋、堆肥及焚烧填埋、堆肥及焚烧等三种垃圾处理方式中，中国主要采等三种垃圾处理方式中，中国主要采用用填埋处理填埋处理。据统计，。据统计，20082008年中国城市的垃圾产生量是年中国城市的垃圾产生量是1.551.55亿吨，其中填埋占亿吨，其中填埋占8
6、2.782.7，焚烧占，焚烧占1515 人口增长过快人口增长过快联合国人口基金会今年的联合国人口基金会今年的世界世界人口状况报告人口状况报告统计显示，目前统计显示，目前世界总人口为世界总人口为64.64764.647亿亿，人口增人口增长率为长率为1.2%1.2%。其中发达国家人口。其中发达国家人口为为12.11312.113亿，增长率是亿，增长率是0.3%0.3%；发；发展中国家人口为展中国家人口为52.53552.535亿，增长亿，增长率是率是1.4%1.4%到到20502050年，年，全球总人口将达到全球总人口将达到9191亿亿， 其中发达国家人口将停留其中发达国家人口将停留在在1212亿
7、左右，而发展中国家将达亿左右，而发展中国家将达到到7979亿亿 国内学者的观点国内学者的观点胡中雄胡中雄环境岩土工程学概论环境岩土工程学概论n一门应用一门应用岩土工程的概念岩土工程的概念进行环境保护的跨学科的边缘学科进行环境保护的跨学科的边缘学科第一类称为第一类称为环境工程环境工程，指用岩土工程的方法来抵御由于天灾，指用岩土工程的方法来抵御由于天灾引起的环境问题，引起的环境问题，如洪水、滑坡等如洪水、滑坡等第二类称为第二类称为环境卫生工程环境卫生工程，指用岩土工程的方法来抵御由各，指用岩土工程的方法来抵御由各种化学污染引起的环境问题，种化学污染引起的环境问题，如城市垃圾填埋处理等如城市垃圾填埋
8、处理等第三类是指人类工程活动引起的一些环境问题，第三类是指人类工程活动引起的一些环境问题，如开挖隧道如开挖隧道引起的地面变形等引起的地面变形等2 2 环境岩土工程学的基本概念环境岩土工程学的基本概念龚晓南龚晓南21世纪岩土工程发展展望世纪岩土工程发展展望岩土工程与环境科学密切结合的一门科学，它主要应用岩土工程与环境科学密切结合的一门科学，它主要应用岩土工程的观点、技术和方法岩土工程的观点、技术和方法为治理和保护环境服务为治理和保护环境服务罗国煜罗国煜 论环境岩土工程及其环境地学研究论环境岩土工程及其环境地学研究n环境岩土工程属于环境地质学范畴，环境岩土工程属于环境地质学范畴，由于岩土工程活动由
9、于岩土工程活动产生的环境问题叫环境岩土工程问题产生的环境问题叫环境岩土工程问题，它为环境岩土工它为环境岩土工程的主体程的主体施斌施斌关于环境岩土工程关于环境岩土工程n观点观点用岩土工程的基本原理、方法和手段防止自然和人类活用岩土工程的基本原理、方法和手段防止自然和人类活动引起的岩土环境的恶化，分析和评价环境与各类岩土动引起的岩土环境的恶化，分析和评价环境与各类岩土工程间的相互作用和影响，改善城市和人类环境的运行工程间的相互作用和影响，改善城市和人类环境的运行和生活质量，保持人类社会经济的可持续发展和生活质量，保持人类社会经济的可持续发展强调：环境岩土工程除了需要力学基础外，还需要化学、强调：环
10、境岩土工程除了需要力学基础外，还需要化学、环境科学、地质科学和社会科学等环境科学、地质科学和社会科学等观念观念1 1 地球本质上是一个封闭的循环系统地球本质上是一个封闭的循环系统环境岩土工程学中环境岩土工程学中6 6个基本观念个基本观念组成地球的四个圈层之间关系是，相互制约、相互调整、组成地球的四个圈层之间关系是，相互制约、相互调整、相互作用相互作用观观念念2 2 地地球球是是人人类类合合适适的的栖栖息息地地，但但它它能能提提供供的的资资源源是是有限的有限的 地球上的资源并非很丰富；相反人口不断增长造成资源地球上的资源并非很丰富；相反人口不断增长造成资源的相对缺乏的相对缺乏人的寿命延长，无计划
11、生育等造成人口爆炸人的寿命延长，无计划生育等造成人口爆炸不切实际地盲目增加生产造成资源浪费不切实际地盲目增加生产造成资源浪费（产能过剩）（产能过剩）地球的矿产开采接近极限地球的矿产开采接近极限环境不可逆的破坏造成的风险越来越大环境不可逆的破坏造成的风险越来越大观念观念3 3 物质演变过程是通贯整个地质年代起作用，物质演变过程是通贯整个地质年代起作用，但演变进程但演变进程( (量和频率量和频率) )受自然和人为诱发变化支配受自然和人为诱发变化支配研究今天可推测未来研究今天可推测未来知道过去可以更好了解今天知道过去可以更好了解今天可持续发展可持续发展观念观念4 4 自然在不断地演化，而且经常危害着
12、人类，自然在不断地演化，而且经常危害着人类，但是，这些灾害是可以认识和可能躲避的。这种威但是，这些灾害是可以认识和可能躲避的。这种威胁对生存的灾害，人类必须设法降低到最小的限度胁对生存的灾害，人类必须设法降低到最小的限度观观念念5 5 土土地地和和水水的的资资源源有有计计划划地地合合理理利利用用，无无论论从从经经济济上上的的得得益益还还是是实实际际变变化化造造成成的的损损失失，两两者者之之间间力力求求达达到到平衡平衡充分考虑部分与部分之间的利益关系，要照顾互利充分考虑部分与部分之间的利益关系，要照顾互利要科学地利用资源要科学地利用资源观念观念6 6 人类人口无计划地增长也是个环境问题人类人口无
13、计划地增长也是个环境问题人人类类的的活活动动应应对对环环境境保保护护负负有有责责任任，但但无无计计划划的的增增长长对对环环境境的的影影响响是是十十分分明明显显的的。人人口口大大量量增增长长，人人类类的的居居住住空空间大量膨胀，对自然界的索取也越来越多间大量膨胀，对自然界的索取也越来越多3 3 环境岩土工程学的研究内容环境岩土工程学的研究内容l研究内容可分成二大类：研究内容可分成二大类：第第一一类类称称为为环环境境工工程程，称称为为大大环环境境问问题题( (第第一一环境问题环境问题) )第第二二类类是是指指由由人人类类工工程程活活动动引引起起的的一一些些环环境境问题，称为问题，称为小环境小环境问
14、题问题( (第二环境问题第二环境问题) )环境岩土工程学的研究领域环境岩土工程学的研究领域4环境岩土工程学的研究现状环境岩土工程学的研究现状首首先先，该该学学科科作作为为土土木木工工程程领领域域的的分分支支，其其最最基基本本的的学学科科思思路路主主要要来来源源于于两两个个方方面面：即即环环境境科科学学的的学学科科思思路路与与岩岩土土工工程程学学的的学学科科思思路路。它它首首次次将将这这两两种种学学术术思思路路有有机机渗渗透透结结合合，并并根根据据所所研研究究的的具具体体对对象象或或具具体体问问题题，创创造造出出与与其其相相适适应应的的新新的的学学科科思思路路，这这无无疑疑是是土土木木工工程程领
15、领域域的重大突破，也是环境科学史上一次新的飞跃。的重大突破，也是环境科学史上一次新的飞跃。环境岩土工程学兴起的学科意义环境岩土工程学兴起的学科意义人人类类环环境境中中自自然然环环境境、工工程程环环境境和和社社会会环环境境三三个个构构成成方方面面是是相相互互联联系系、相相互互影影响响、相相互互作作用用的的，其其中中起起主主导导作作用用的的是是人人类类的的工工程程活活动动，由由此此产产生生的的工工程程环环境境问问题题无无疑疑是是环环境境科科学学研研究究中中最最主主要要的的环环境境问问题题之之一一，而而这这也也正正是环境岩土工程学要研究的对象和主要内容。是环境岩土工程学要研究的对象和主要内容。环环境
16、境岩岩土土工工程程学学第第一一次次将将工工程程环环境境问问题题放放在在环环境境问问题题的的首首要要位位置置上上来来研研究究。不不但但拓拓宽宽了了环环境境科科学学和和岩岩土土工工程程学学的的研研究究领领域域和和学学术术思思路路，而而且且也也为为人人类类协协调调其其自自身身与与自自然然之之间间的的关关系系、解解决决环环境境、人人口口、资资源源与与发发展展的的世世界界性性问题提供了问题提供了新的思路、工具和途径新的思路、工具和途径。环境岩土工程学基础理论体系的建立环境岩土工程学基础理论体系的建立现现代代科科学学的的发发展展趋趋势势主主要要有有高高度度分分化化和和高高度度综综合合两两个个方方向，这也是
17、现代科技发展的重要特征之一。向，这也是现代科技发展的重要特征之一。环环境境岩岩土土工工程程学学就就是是一一门门高高度度综综合合性性的的交交叉叉学学科科，其其基基础础理理论论体体系系的的建建立立。要要涉涉及及到到与与之之相相关关学学科科基基础础理理论论的的有有机机结结合合、现现代代科科学学新新理理论论的的渗渗入入及及现现代代高高新新技技术术的的支支持等许多方面。持等许多方面。多学科基础理论的有机结合多学科基础理论的有机结合环环境境岩岩土土工工程程学学作作为为土土木木工工程程学学科科与与环环境境科科学学两两者者相相互互渗透发展形成的门前沿科学，渗透发展形成的门前沿科学，岩岩土土工工程程学学中中土土
18、质质学学、土土力力学学、岩岩石石力力学学、工工程程地地质质等等基本理论，仍然是环境岩土工程学的基础理论；基本理论，仍然是环境岩土工程学的基础理论；要要解解决决工工程程环环境境问问题题，岩岩土土工工程程学学的的基基本本理理论论还还必必须须与与环环境境科科学学中中的的基基本本理理论论，特特别别是是环环境境物物理理化化学学的的基基本本理理论论、环环境境质质量量的的基基本本理理论论与与环环境境趋趋势势变变化化预预测测、控控制制与与管管理理，以以及及有有关关监监测测系系统统的的基基本本理理论论，相相互互溶溶合合起起来来形成新的理论基础。形成新的理论基础。可可以以这这样样说说，相相邻邻相相关关学学科科基基
19、础础理理论论有有机机结结合合是是环环境境岩岩土工程理论基础形成最为基本的前提。土工程理论基础形成最为基本的前提。从从这这一一角角度度来来看看，环环境境岩岩土土工工程程学学的的基基础础理理论论正正处处于于形形成与发展阶段。成与发展阶段。如如评评价价土土水水污污染染物物相相互互作作用用的的粒粒子子能能场场理理论论( (方方晓晓阳阳，l989)l989)，已逐渐进入了成熟及应用阶段。，已逐渐进入了成熟及应用阶段。环境岩土工程学的理论基础环境岩土工程学的理论基础环境岩土工程学的国内外发展环境岩土工程学的国内外发展国外对环境岩土工程的研究主要集中于垃圾土、污染土国外对环境岩土工程的研究主要集中于垃圾土、
20、污染土（固体废弃物固体废弃物）的性质、理论与控制等方面）的性质、理论与控制等方面制定了各种各样的法律法规制定了各种各样的法律法规重视固体废物的重视固体废物的安全填埋技术安全填埋技术投入了许多投入了许多高新技术高新技术（填埋场基础、密封技术、安全技填埋场基础、密封技术、安全技术术）国外发展现状国外发展现状渗滤液的处理技术有难度，达不到理想的处理效果渗滤液的处理技术有难度，达不到理想的处理效果国内发展现状国内发展现状2020世纪世纪8080年代之前年代之前基本处于无序状态基本处于无序状态2020世纪世纪8080年代之末年代之末9090年代初年代初进行相关研究进行相关研究 国家科技攻关项目国家科技攻关项目- -有害废物安全填埋处理、处置技术有害废物安全填埋处理、处置技术研究研究制定法律法规制定法律法规中华人民共和国固体废物污染环境防中华人民共和国固体废物污染环境防治法治法19961996年年4 4月月1 1日施行日施行The end
