一 环境岩土工程学绪论

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

2、合物和氮氧化合物等气体，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

3、土地由于人为活动和自人为活动和自然作用然作用而不再能正常地而不再能正常地维持其经济功能和原来维持其经济功能和原来的自然生态功能的现象的自然生态功能的现象和过程和过程l 沙漠化沙漠化 原由植物覆盖的土地变原由植物覆盖的土地变成不毛之地的自然灾害成不毛之地的自然灾害现象现象 植物生长、农业发展、植物生长、农业发展、气候变化气候变化 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，大近几年海上污染事故增多，大多是多是溢油污染溢油污染，给渔业生产和，给渔业生产和海洋生态造成损失和破坏海洋生态造成损失和破坏 海洋污染的海洋污染的特点

4、特点是，污染源多、是，污染源多、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

5、情形，到，到20502050年，占地年，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1.55

6、1.55亿吨，其中填埋占亿吨，其中填埋占82.782.7，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

7、人口将停留其中发达国家人口将停留在在1212亿左右，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

8、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

9、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

10、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念观念2 2 地球是人类合适的栖息地，但它能提供的资源地球是人类合适的栖息地，但它能提供的资源是有限的是有限的 地球上的资源并非很丰富；相反人口不断增长造成资地球上的资

11、源并非很丰富；相反人口不断增长造成资源的相对缺乏源的相对缺乏人的寿命延长，无计划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

12、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念观念5 5 土地和水的资源有计划地合理利用，无论从经土地和水的资源有计划地合理利用，无论从经济上的得益还是实际变化造成的损失，两者之间力求济上的得益还是实际变化造成的损失，两者之间力求达到平衡达到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

13、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计划地增长也是个环境问题 人类的活动应对环境保护负有责任，但无计划的增长人类的活动应对环境保护负有责任，但无计划的增长对环境的影响是十分明显的。人口大量增长，人类的居住对环境的影响是十分明显的。人口大量增长，人类的居住空间大量膨胀，对自然界的索取也越来越多空间大量膨胀，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： 第一类称为环境工程，称为第一类称为环境工程，称为大环境大环境问题问题( (第一第一环境问题环境问题) ) 第二类是

14、指由人类工程活动引起的一些环境第二类是指由人类工程活动引起的一些环境问题，称为问题，称为小环境小环境问题问题( (第二环境问题第二环境问题) )环境岩土工程学内容及分类 内成的 地震灾害 火山灾害 大环境问题 外成的 洪水灾害 水土流失 沙漠化 盐碱化 区域性滑坡 环境卫生工程 有毒有害废弃物污染 生活、生产活动引起的 采矿造成采空区坍塌 尾矿淋滤污染 过量抽汲地下水引起地面沉降 环境岩土工程学研究的内容 小环境问题 工程活动引起的 在密集建筑群中打桩造成挤土、振动、噪声对居住环境的影响 地下工程引起的地层移动 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

15、土工程学的研究现状 首先，该学科作为土木工程领域的分支，其最基本的学首先，该学科作为土木工程领域的分支，其最基本的学科思路主要来源于两个方面：即科思路主要来源于两个方面：即环境科学的学科思路环境科学的学科思路与与岩土工程学的学科思路岩土工程学的学科思路。它首次将这两种学术思路有机。它首次将这两种学术思路有机渗透结合，并根据所研究的具体对象或具体问题，创造渗透结合，并根据所研究的具体对象或具体问题，创造出与其相适应的新的学科思路，这无疑是土木工程领域出与其相适应的新的学科思路，这无疑是土木工程领域的重大突破，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

16、起的学科意义环境岩土工程学兴起的学科意义 人类环境中人类环境中自然环境自然环境、工程环境工程环境和和社会环境社会环境三个构成方三个构成方面是相互联系、相互影响、相互作用的，其中起主导作面是相互联系、相互影响、相互作用的，其中起主导作用的是用的是人类的工程活动人类的工程活动，由此产生的工程环境问题无，由此产生的工程环境问题无疑是环境科学研究中最主要的环境问题之一，而这也正疑是环境科学研究中最主要的环境问题之一，而这也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。 环境岩土工程学第一次将环境岩土工程学第一次将工程环境问题工程环境问题放在环境问题的放在环境问题的首

17、要位置上来研究。不但拓宽了环境科学和岩土工程学首要位置上来研究。不但拓宽了环境科学和岩土工程学的研究领域和学术思路，而且也为人类协调其自身与自的研究领域和学术思路，而且也为人类协调其自身与自然之间的关系、解决环境、人口、资源与发展的世界性然之间的关系、解决环境、人口、资源与发展的世界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 现代科学的发展趋势主要有现代科学的发展趋势主要有高度分化高度分化和和高度综合高度综合两个方两个方向，这也是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。 环境岩土工

18、程学就是一门高度综合性的交叉学科，其基环境岩土工程学就是一门高度综合性的交叉学科，其基础理论体系的建立。要础理论体系的建立。要涉及到与之相关学科基础理论涉及到与之相关学科基础理论的的有机结合、现代科学新理论的渗入及现代高新技术的支有机结合、现代科学新理论的渗入及现代高新技术的支持等许多方面。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 环境岩土工程学作为土木工程学科与环境科学两者相互环境岩土工程学作为土木工程学科与环境科学两者相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， 岩土工程学中土质学、土力学、岩石力学、工程地质等岩土工程学中土质学、土力学、岩石力学、工程地

19、质等基本理论，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； 要解决工程环境问题，岩土工程学的基本理论还必须与要解决工程环境问题，岩土工程学的基本理论还必须与环境科学中的基本理论，特别是环境物理化学的基本理环境科学中的基本理论，特别是环境物理化学的基本理论、环境质量的基本理论与环境趋势变化预测、控制与论、环境质量的基本理论与环境趋势变化预测、控制与管理，以及有关监测系统的基本理论，相互溶合起管理，以及有关监测系统的基本理论，相互溶合起来形成新的理论基础。来形成新的理论基础。 可以这样说，相邻相关学科基础理论有机结合是环境岩可以这样说，相邻相关学科基础理论有机结合是环境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。 从这一角度来看，环境岩土工程学的基础理论正处于形从这一角度来看，环境岩土工程学的基础理论正处于形成与发展阶段。成与发展阶段。