环境地质学全册配套最完整精品课件1.ppt

1、环境地质学环境地质学 柴 波 中国地质大学（武汉）环境学院中国地质大学（武汉）环境学院 2021-8-19环境地质学2 课程教材 n徐恒力 等，环境地质学，北京：地质出版社， 2009。 其他教材：其他教材： nEnvironmental Geology，Carla W.Montgomery nD.R.科茨,著.李鄂荣 等,译.环境地质学M. 地质出版社,1991. n徐增亮.环境地质学M. 青岛海洋大学出版社,1992. n闵茂中,倪培,崔卫东,等.环境地质学M. 南京大学出版社,1994. n朱大奎,王颖.环境地质学M.高等教育出版社,2000. n潘懋,李铁锋.环境地质学M.高等教育出版

2、社,2003. n陈余道,蒋亚萍.环境地质学M.冶金工业出版社,2004. n戴塔根.环境地质学M.中南大学出版社,2007. 2021-8-19环境地质学3 教学目的和任务 n地质科学和环境科学的交叉学科，通过本课程学习，使学 生能了解和认识自然或人为地质作用的发生发展规律及特 点，培养其对改造、利用和保护地质环境的思维能力与防 灾意识。 n介绍环境地质学基础理论，围绕地质环境问题与地质灾害 的隶属关系、地质环境问题的分类体系和防治途径，以及 我国地质环境问题多发的原因等做较详细的分析。 2021-8-19环境地质学4 课程结构 n绪论（2学时） 介绍环境地质学形成的社会背景和科学背景，环境

3、地质学的研究主介绍环境地质学形成的社会背景和科学背景，环境地质学的研究主 题。题。 n总论（12学时） 介绍环境地质学基础理论，从地球系统科学的角度解释了地质环境介绍环境地质学基础理论，从地球系统科学的角度解释了地质环境 系统的概念、组成要素及结构特征；并从一般系统演化的规律出发，系统的概念、组成要素及结构特征；并从一般系统演化的规律出发， 讨论地质环境系统演化的内在机理、演化的阶段及其与地质环境问题讨论地质环境系统演化的内在机理、演化的阶段及其与地质环境问题 的内在联系。的内在联系。 n分论（18学时） 结合实际工作的需要，介绍常见地质环境问题的概念、类型划分、结合实际工作的需要，介绍常见地

4、质环境问题的概念、类型划分、 在我国分布的地域、成因和发生机理以及防范治理的技术措施等。在我国分布的地域、成因和发生机理以及防范治理的技术措施等。 2021-8-19环境地质学5 教学方法及考核方式 n教学方法 以课堂讲授为主，结合课堂讨论和思考题。以课堂讲授为主，结合课堂讨论和思考题。 n考核方式 考试考试80%与平时成绩与平时成绩20%相结合。相结合。 第一讲第一讲 绪绪 论论 n独特的地质、构造独特的地质、构造- -地地 貌单元貌单元高原隆升与高原隆升与 环境变化环境变化 n宽阔的大陆架与典型宽阔的大陆架与典型 的边缘海的边缘海海陆相互海陆相互 作用作用 n流经多地貌单元的河流经多地貌单

5、元的河 流流-陆海物质、能量陆海物质、能量 与生物地球化学循环与生物地球化学循环 n多元气侯与亚洲季多元气侯与亚洲季 风风海、陆、气相互海、陆、气相互 作用作用 中 国 地 貌 格 局 我国的区域自然条件我国的区域自然条件 n生物多样性与生态系统生物多样性与生态系统 多样性多样性生命过程与环生命过程与环 境境 n高强度的人类活动与历高强度的人类活动与历 史悠久的记录史悠久的记录自然变自然变 化与人为因素化与人为因素 n应对地质环境问题的能应对地质环境问题的能 力严重不足力严重不足发展中发展中 中 国 地 貌 格 局 我国的区域自然条件我国的区域自然条件 玉树地震 汶川地震 2021-8-19环

6、境地质学10 面对地震，我们能做些什么？ 我们能避免地震的发生吗？ 我们能准确预测地震吗？ 我们能减少地震损失吗？ 2021-8-19环境地质学11 2021-8-19环境地质学12 2021-8-19环境地质学13 2021-8-19环境地质学14 极端气候使地质灾害频发，我们应该些什么？ 全球气候变化的趋势，为什么会出现极端气候？ 短期内会发生何种极端气候？ 极端气候会引起哪些地质灾害？危害程度如何？ 如何降低极端气候和地质灾害所引起的损失？ 矿产资源开发的主要地质环境问题 1. 1. 地质灾害地质灾害 崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地 面沉降、地裂缝等；面

7、沉降、地裂缝等； 2. 2. 资源损毁资源损毁 土地植被资源的占用与破坏、水资源土地植被资源的占用与破坏、水资源 的浪费与破坏的浪费与破坏 、生物多样性的扰、生物多样性的扰 动和破坏动和破坏 、矿产资源的浪费与破、矿产资源的浪费与破 坏其他资源的破坏坏其他资源的破坏； 3. 3. 环境污染环境污染 水污染、土壤污染和固体废物污染。水污染、土壤污染和固体废物污染。 从地质环境的角度，需要解决的问题：从地质环境的角度，需要解决的问题： 矿产资源适宜开发程度如何？开发后造成的危害程度多大？怎样合理开 发？怎样进行地质环境保护？ 这些工作谁来做， 怎么做？ 环境地质学环境地质学 中国地质大学环境学院

8、School of Environmental Studies-CUG 环境地质学19 一、环境地质学产生的历史背景 二、环境地质学的研究主题 三、环境地质学的学科定位 提 纲 中国地质大学环境学院 School of Environmental Studies-CUG 环境地质学20 一、环境地质学产生的历史背景 环境地质学的出现，有其特定的社会原因 及学科发展的时代要求。 社会进步 经济发展 人口增长 资源消耗 环境破坏 地质学 环境科学 环境地质学 中国地质大学环境学院 School of Environmental Studies-CUG 环境地质学21 人口增长 大型城市建设 大型工

9、程建设 大量开采矿产资源 大量开采地下水 排放各种废物 产生各种环境问题 0 10亿 20亿 30亿 67亿 百万年 一百年 1830 1930 现今 人口增长的基本需求有哪些？人口增长的基本需求有哪些？ 衣、食、住、行衣、食、住、行 人类对环境的改造作用越来越大人类对环境的改造作用越来越大 一、环境地质学产生的历史背景 中国地质大学环境学院 School of Environmental Studies-CUG 环境地质学23 l 各个学科都从自身专业出发，将自己的研究深各个学科都从自身专业出发，将自己的研究深 入到环境领域。入到环境领域。 化工工程 给水排水工程 工业除尘 农田整治 水文地

10、质工程地质 化学污染控制工程 水处理或水污染治理 大气污染控制 农田保护与土地修复 环境地质、地质灾害与环境 保护、地下水污染与防治 一、环境地质学产生的历史背景 中国地质大学环境学院 School of Environmental Studies-CUG 环境地质学24 l 而传统的地质科学也在 逐渐延伸着自己的研究 领域。 一、环境地质学产生的历史背景 中国地质大学环境学院 School of Environmental Studies-CUG 环境地质学25 ANTHROPOCENE （人类世）（人类世） 人类世人类世（Anthropocene） （P. J. Crutzen, E. S

11、toermer, 2001, 全球变化简讯）全球变化简讯） 认识到现今地球处于一次新的、由单一物种（人认识到现今地球处于一次新的、由单一物种（人 类）活动引起的大灭绝事件的中间位置。类）活动引起的大灭绝事件的中间位置。 一、环境地质学产生的历史背景 中国地质大学环境学院 School of Environmental Studies-CUG 环境地质学26 l 世界地质工作发展整体上也正由以资源勘查为重点的时世界地质工作发展整体上也正由以资源勘查为重点的时 代进入到更加强调社会化与环境的时代；地质工作部署代进入到更加强调社会化与环境的时代；地质工作部署 的重点正逐渐由山脉和盆地转移到人类活动密

12、集的城市的重点正逐渐由山脉和盆地转移到人类活动密集的城市 地区和重大工程建设区。地区和重大工程建设区。 l 许多国家，尤其是美国、加拿大、英国和澳大利亚等发许多国家，尤其是美国、加拿大、英国和澳大利亚等发 达国家已转移到灾害减轻、废物处置、环境保护、土地达国家已转移到灾害减轻、废物处置、环境保护、土地 利用、水资源与城市发展、公众健康等环境领域上来。利用、水资源与城市发展、公众健康等环境领域上来。 l 因此，环境地质工作，尤其是全球地质环境、城市地质 环境和矿山地质环境已成为当前地质研究工作的重要内 容，肩负着推动地质科学发展的重任。 一、环境地质学产生的历史背景 中国地质大学环境学院 Sch

13、ool of Environmental Studies-CUG 环境地质学27 l 在我国学术界，陈梦熊、王思敬、张宗祜、袁道先、刘广在我国学术界，陈梦熊、王思敬、张宗祜、袁道先、刘广 润、蒋承菘、哈承佑、段永侯、毛同夏、徐恒力等。润、蒋承菘、哈承佑、段永侯、毛同夏、徐恒力等。 城市地质资源的城市地质资源的 开发利用（找水、开发利用（找水、 建筑选址）建筑选址） 地质环境问题的调查与地质环境问题的调查与 评价（地质灾害勘察、评价（地质灾害勘察、 设计与治理）设计与治理） 环境地质与其它环境地质与其它 学科领域在更深学科领域在更深 层次的交叉层次的交叉 水工环地质工作的发展演变过程 一、环境地

14、质学产生的历史背景 中国地质大学环境学院 School of Environmental Studies-CUG 环境地质学28 l 人人地关系地关系 u地质背景、地质作用及其过程对人类的意义和影响；地质背景、地质作用及其过程对人类的意义和影响； u人类活动引起的地质环境变化及其对人类的影响；人类活动引起的地质环境变化及其对人类的影响； u人与地质环境的协调发展。人与地质环境的协调发展。 人人地地 和谐？和谐？ 意义、影响意义、影响 机理机理 工程措施工程措施 人类自律人类自律 二、环境地质学的研究主题 中国地质大学环境学院 School of Environmental Studies-CU

15、G 环境地质学29 从地质环从地质环 境质、量境质、量 方面，指方面，指 导城市规导城市规 划建设！划建设！ 二、环境地质学的研究主题 l 城市环境地质城市环境地质 的研究主题的研究主题 中国地质大学环境学院 School of Environmental Studies-CUG 环境地质学30 地质科学地质科学 系统科学系统科学 环境科学环境科学 环境地质学环境地质学 l 多学科交叉多学科交叉 三、环境地质学的学科定位 中国地质大学环境学院 School of Environmental Studies-CUG 环境地质学31 三、环境地质学的学科定位 环境地质学理论体系环境地质学理论体系

16、基础理论 专业理论 运用系统科学的观点运用系统科学的观点 和分析方法，研究地和分析方法，研究地 质环境系统质环境系统 分散在各传统学科的分散在各传统学科的 理论知识和技术方法理论知识和技术方法 矿物学、岩石学、第四纪地 质学、构造地质学、地球化 学、同位素地质学、地球物 理学、地震学、地史学、古 生物学、地层学、地貌学、 海洋地质学、工程地质学、 水文地质学 环境化学、环境物理学、环 境生物学、环境工程学、环 境医学、环境管理学、环境 经济学、环境法学 系统论、信息论、控制论 计算机技术、遥感技术等 地质科学 环境科学 现代科学技术与理论 环境地质学 全球环境地质学、区域环境地质 学、城市环境

17、地质学、山地环境 地质学、海洋环境地质学 环境水文地质学、环境工程地质 学、环境地球化学、环境地貌学、 环境矿产资源学 崩塌滑坡学、地震灾害学、水土 污染与防治、水土流失及其治理、 地面形变灾害学 基础性环境地质学 专门环境地质学 综合性环境地质学 农业环境地质学、矿山环境地质 学、水利环境地质学、交通工程 环境地质学、旅游环境地质学 部门环境地质学 环境地质技术方法 环境地质勘察、地质环境监测、 地质灾害预警预报、地质环境评 价、3S技术、同位素技术 环境地质经济学、环境地质管理 学、环境地质法规学 社会环境地质学 中国地质大学环境学院 School of Environmental Stu

18、dies-CUG 环境地质学33 环境地质学是研究地质环境问题产生的客观背景（自环境地质学是研究地质环境问题产生的客观背景（自 然与社会）、地质学机理、时空分布规律，并从地质环境然与社会）、地质学机理、时空分布规律，并从地质环境 系统与社会经济系统和谐发展的理念出发，探索地质环境系统与社会经济系统和谐发展的理念出发，探索地质环境 问题防范、治理对策，以服务于资源合理开发利用及人居问题防范、治理对策，以服务于资源合理开发利用及人居 环境改善的一门综合性学科。环境改善的一门综合性学科。 环境地质的研究内容包括两种时空的问题：环境地质的研究内容包括两种时空的问题： 大区域和全球范围，大时间尺度的地质

19、环境问题；大区域和全球范围，大时间尺度的地质环境问题； 局域的中、小时空尺度的地质环境问题。局域的中、小时空尺度的地质环境问题。 我国的环境地质研究主要倾向于中小尺度的研究。我国的环境地质研究主要倾向于中小尺度的研究。 三、环境地质学的学科定位 中国地质大学环境学院 School of Environmental Studies-CUG 环境地质学34 近几年我国主要开展的环境地质工作：近几年我国主要开展的环境地质工作： l 城市（经济区）环境地质城市（经济区）环境地质 l 农业环境地质农业环境地质 l 矿山环境地质矿山环境地质 l 海岸带环境地质海岸带环境地质 l 生态环境地质生态环境地质

20、l 重大工程环境地质重大工程环境地质 l 崩滑流地质灾害崩滑流地质灾害 l 。 三、环境地质学的学科定位 中国地质大学环境学院 School of Environmental Studies-CUG 环境地质学35 十二五我国环境地质工作重点：十二五我国环境地质工作重点： l 重点国土开发区地质环境调查和评价重点国土开发区地质环境调查和评价 l 地质灾害详查与预警地质灾害详查与预警 l 矿山地质环境、矿产资源调查矿山地质环境、矿产资源调查 l 重点水文地质单元调查评价与监测预警重点水文地质单元调查评价与监测预警 l 全球气候变化调查监测与评价全球气候变化调查监测与评价 l 。 三、环境地质学的

21、学科定位 中国地质大学环境学院 School of Environmental Studies-CUG 环境地质学36 1、环境地质学产生的社会、科学背景是什么？ 2、人地关系包括那些内容？ 3、为什么把系统科学作为环境地质学的基础理论？ 4、环境地质学重点研究哪些科学问题？ 思考题思考题 错谬之处，敬请批评指正！ 中国地质大学环境学院 School of Environmental Studies-CUG 第二讲第二讲 地地 震震 中国地质大学环境学院 School of Environmental Studies-CUG 据联合国统计资料，20世纪全世界因地震死亡人数达世纪全世界因地震死亡

22、人数达260万，万， 占各种自然灾害死亡人数的占各种自然灾害死亡人数的58，地震每年造成的灾害达几十亿 美元，为防震抗震投入的消耗也达几十亿美元，足见这种地质灾 害对人类的巨大威胁。 而最令我们印象深刻的2008年年“5.12”汶川特大地震，震级为汶川特大地震，震级为 8.0级，截至级，截至2008年年9月月25日日12时，已确认造成时，已确认造成69227人遇难，人遇难， 374643人受伤，人受伤，17923人失踪。人失踪。地震诱发大量的山体滑坡、崩塌、 泥石流、堰塞湖等次生地质灾害的发生。据评估，汶川地震共造汶川地震共造 成经济损失成经济损失8451亿元人民币亿元人民币（国家汶川地震专家

23、委员会，史培军， 2008年9月）。因此，对地震及其诱发次生灾害的研究将是未来 环境地质领域的一个重要方向。 中国地质大学环境学院 School of Environmental Studies-CUG 地震名称地震名称发生时间发生时间震中位置震中位置震级震级伤亡人数伤亡人数 意大利墨西拿大地震意大利墨西拿大地震19081908年年1212月月1818日日5 5时时2525分分西西里岛墨西拿市西西里岛墨西拿市7.57.5级级7.57.5万人万人 日本关东大地震日本关东大地震19231923年年9 9月月1 1日上午日上午1111时时5858分分日本横滨、东京一带日本横滨、东京一带8.28.2级

24、级1313万余人万余人 土耳其大地震土耳其大地震19391939年年1212月月2727日凌晨日凌晨2 2时到时到5 5时时东部城市埃尔津詹东部城市埃尔津詹8 8级级5 5万人万人 智利大地震智利大地震19601960年年5 5月月2121日下午日下午3 3时时智利智利8.58.5级级1 1万人死亡或失踪万人死亡或失踪 秘鲁大地震秘鲁大地震19701970年年5 5月月3131日日 秘鲁最大的渔港钦博秘鲁最大的渔港钦博 特市特市 7.67.6级级6 6万多人死亡万多人死亡 中国唐山大地震中国唐山大地震19761976年年7 7月月2828日日3 3时时4242分分5454点点2 2秒秒河北省唐

25、山市河北省唐山市7.87.8级级24.224.2万人万人 墨西哥大地震墨西哥大地震19851985年年9 9月月1919日上午日上午7 7点点1919分分西部太平洋沿岸西部太平洋沿岸4 4个州个州7.87.8级级3.53.5万人万人 伊朗大地震伊朗大地震19901990年年6 6月月2121日凌晨日凌晨西北部西北部7.37.3级级5 5万人万人 日本神户大地震日本神户大地震19951995年年1 1月月1717日晨日晨5 5时时4646分分日本神户市日本神户市7.27.2级级54005400多人多人 印度洋地震海啸印度洋地震海啸20042004年年1212月月2626日早日早8 8点点印尼苏门

26、答腊岛北部印尼苏门答腊岛北部8.98.9级级3030万人万人 苏门达腊地震苏门达腊地震20052005年年3 3月月2828日夜日夜 印尼苏门答腊岛附近印尼苏门答腊岛附近 海域海域 8.78.7级级至少至少13001300人死亡人死亡 印尼地震海啸印尼地震海啸当地时间当地时间20062006年年7 7月月1717日日3 3时时2424分分 印尼爪哇岛南部印度印尼爪哇岛南部印度 洋海域洋海域 7.27.2级级至少至少668668人死亡人死亡 秘鲁大地震秘鲁大地震当地时间当地时间20072007年年5 5月月1515日日1818时时4040分分秘鲁南部秘鲁南部8.08.0级级510510人人 中国

27、汶川地震中国汶川地震20082008年年5 5月月1212日日1414时时2828分分四川汶川县四川汶川县8.08.0级级 6922669226人、失踪人、失踪 1792317923人人 印尼苏门答腊地震印尼苏门答腊地震20092009年年9 9月月3030日当地下午日当地下午印尼苏门答腊岛海域印尼苏门答腊岛海域7.97.9级级 11151115人死亡、近人死亡、近 210210人失踪人失踪 海地地震海地地震当地时间当地时间20102010年年1 1月月1212日日1616时时5353分分海地海地7.37.3级级约约3030万人丧生万人丧生 智利地震智利地震当地时间当地时间20102010年年

28、2 2月月2727日日3 3时时3434分分智利智利8.88.8级级507507人人 中国青海玉树地震中国青海玉树地震20102010年年4 4月月1414日日7 7时时4949分分青海玉树青海玉树7.17.1级级 至至4 4月月2020日死亡日死亡 20642064人人 中国地质大学环境学院 School of Environmental Studies-CUG 地震活动与活断层密切相 关，“Y”字形断裂 中国地质大学环境学院 School of Environmental Studies-CUG 汶川地震地质灾害类型包括地震灾害、地震触发地质灾害及地震引发地质灾汶川地震地质灾害类型包括地震

29、灾害、地震触发地质灾害及地震引发地质灾 害隐患，形成地震地质灾害链。害隐患，形成地震地质灾害链。 遭受地震破坏的北川县城遭受地震破坏的北川县城 中国地质大学环境学院 School of Environmental Studies-CUG 中国地质大学环境学院 School of Environmental Studies-CUG 遭地震摧毁的汶川县映秀镇遭地震摧毁的汶川县映秀镇 中国地质大学环境学院 School of Environmental Studies-CUG 地震触发的大型滑地震触发的大型滑 坡摧毁了北川中学坡摧毁了北川中学 中国地质大学环境学院 School of Environ

30、mental Studies-CUG 滑坡堰塞湖淹没了滑坡堰塞湖淹没了1座小学和几个自然村座小学和几个自然村 中国地质大学环境学院 School of Environmental Studies-CUG 1、地震相关概念、地震相关概念 u地震（地震（earthquake） 地震地震是指地壳某个部分的是指地壳某个部分的岩层应力突然释放岩层应力突然释放而引起的一定而引起的一定 范围内范围内地面振动地面振动的现象。的现象。 地震是一种经常发生的自然现象，是地壳运动的一种形式。地震是一种经常发生的自然现象，是地壳运动的一种形式。 地震特别是大的地震会造成大量人员伤亡、建筑物破坏和巨大地震特别是大的地震

31、会造成大量人员伤亡、建筑物破坏和巨大 的经济损失，从而成为对人威胁最大的地质灾害。的经济损失，从而成为对人威胁最大的地质灾害。 中国地质大学环境学院 School of Environmental Studies-CUG 1、地震相关概念、地震相关概念 u 地震波（地震波（Seismic wave ） 地震时震源释放的应变能以弹性波的形式向四面八方传播，这地震时震源释放的应变能以弹性波的形式向四面八方传播，这 种弹性波就是地震波。种弹性波就是地震波。 地震波是使建筑物在地震中破坏的原动力、也是研究地震地震波是使建筑物在地震中破坏的原动力、也是研究地震 的最主要的信息和研究地球深部构造的有力工具

32、。的最主要的信息和研究地球深部构造的有力工具。 中国地质大学环境学院 School of Environmental Studies-CUG 1、地震相关概念、地震相关概念 u 地震波（地震波（Seismic wave ） 地震波主要有两种：一种地震波主要有两种：一种 是沿地表传播的面波，另一种是沿地表传播的面波，另一种 是在地球内部传播的体波。体是在地球内部传播的体波。体 波主要通过地球本体传递，又波主要通过地球本体传递，又 分为纵波（分为纵波（P波）和横波（波）和横波（S 波）波） 。 体体 波波 面面 波波 勒夫波勒夫波(L) 纵波纵波(P) 横波横波(S) 瑞利波瑞利波(R) 地震波地

33、震波 通过地球本体传播的波通过地球本体传播的波 沿地表传播的波，是体波沿地表传播的波，是体波 在地层界面上多次反射、在地层界面上多次反射、 折射而形成的次生波折射而形成的次生波 中国地质大学环境学院 School of Environmental Studies-CUG 瑞利波（瑞利波（R R）：）：质点在质点在XZXZ面上椭圆滚动前进面上椭圆滚动前进 勒夫波勒夫波（L L）：质点在）：质点在XYXY面上曲线前进面上曲线前进 纵波（纵波（P）：）：压缩波压缩波；质点震动方向与波的运动方向一致；有较大传播；质点震动方向与波的运动方向一致；有较大传播 速度（速度（5-6km/s），首先到达地表；可

34、在固体、液体内传播），首先到达地表；可在固体、液体内传播 横波（横波（S）：剪切波：剪切波；质点震动方向与波的运动方向垂直；传播速度慢；质点震动方向与波的运动方向垂直；传播速度慢 于纵波（于纵波（3-4km/s）；仅可在固体中传播）；仅可在固体中传播 瑞利波瑞利波勒夫波勒夫波 1、地震相关概念、地震相关概念 中国地质大学环境学院 School of Environmental Studies-CUG P波和波和S波到达地表的时间、两种波速度比率、振幅等可以用地震记录仪波到达地表的时间、两种波速度比率、振幅等可以用地震记录仪 测定记录，从而提供地震的严重程度、震中及震源深度等信息。测定记录，从而

35、提供地震的严重程度、震中及震源深度等信息。 中国地质大学环境学院 School of Environmental Studies-CUG 震源震源：指地球内部发生地震时震动的：指地球内部发生地震时震动的 发源地。发源地。 震源深度震源深度：将震源视为一点，此点到：将震源视为一点，此点到 地面的垂直距离，称为震源深度。地面的垂直距离，称为震源深度。 震中震中：震源在地面上的投影点（实际：震源在地面上的投影点（实际 上亦是一区域），称为震中区。上亦是一区域），称为震中区。 震中距震中距：从震中到地面上任何一点，：从震中到地面上任何一点， 沿地球表面所量得的距离。沿地球表面所量得的距离。 极震区极震

36、区：地面上受破坏最严重的地区，：地面上受破坏最严重的地区， 称为宏观震中。称为宏观震中。 1、地震相关概念、地震相关概念 u 地震的要素地震的要素 中国地质大学环境学院 School of Environmental Studies-CUG 1、地震相关概念、地震相关概念 u 地震震级地震震级 震级是衡量发震能量大小的相对量度，震级越高，释放的震级是衡量发震能量大小的相对量度，震级越高，释放的 能量越大。能量越大。 一次地震只有一个震级。一次地震只有一个震级。震级通常用字母震级通常用字母M表示，它与地震表示，它与地震 所释放的能量有关。释放能量大小可根据地震波记录图的最高所释放的能量有关。释放

37、能量大小可根据地震波记录图的最高 振幅来确定，按李希特一古登堡的最初定义，震级（振幅来确定，按李希特一古登堡的最初定义，震级（M）是距震）是距震 中中100km的标推地震仪的标推地震仪(周期周期0.8s，阻尼比，阻尼比0.8，放大倍率，放大倍率2800 倍倍)所记录的以微米表示的最大振幅所记录的以微米表示的最大振幅A的对数值的对数值. Mlg A 震级每相差震级每相差1.0级，能量相差大约级，能量相差大约32倍；每相差倍；每相差2.0级，能量级，能量 相差约相差约1000倍。目前世界上最大地震震级为倍。目前世界上最大地震震级为8.9级。级。 中国地质大学环境学院 School of Envir

38、onmental Studies-CUG 1、地震相关概念、地震相关概念 u 地震烈度地震烈度 地震在地面产生的实际影响，即地震活动造成的地面和建筑地震在地面产生的实际影响，即地震活动造成的地面和建筑 物的破坏程度。物的破坏程度。 地震烈度受地震释放的能量大小、震源深度、震中距、震域地震烈度受地震释放的能量大小、震源深度、震中距、震域 介质条件的影响。介质条件的影响。 震源深度和震中距越小，地震烈度越大。震源深度和震中距越小，地震烈度越大。 在震源深度和震中距相同的条件下，坚硬基岩场地较松软土在震源深度和震中距相同的条件下，坚硬基岩场地较松软土 场地烈度小。场地烈度小。 一次地震只有一个震级，

39、但可划分出若干个烈度不同的地区。一次地震只有一个震级，但可划分出若干个烈度不同的地区。 中国地质大学环境学院 School of Environmental Studies-CUG 烈度人的感觉 一般房屋 其它现象 考物理指标 大多数房屋 震害程度 平均震害 指数 加速度/ （CM/S2） （水平向） 速度/ （CM/S2） （水平向） I无感 II室内个别静止中的人感觉 III室内少数静止中的人感觉 门、窗轻微作悬挂物微动 IV 室内多数人感觉，少数人梦 中惊醒 门窗作响悬挂物明显摆动，器皿作响 V 室内普遍感觉，室外多数人 感觉，多数人梦中惊醒 门窗、屋顶、屋架颤 动作响，灰土掉落， 抹灰

40、出现微细裂缝 不稳定器翻倒 31 （2244） 3 （24） VI惊慌失措，仓惶逃出 损坏个别砖瓦掉 落、墙体微细裂缝 00.10 河岸和松软土上出现裂缝，饱和砂层出 现喷砂冒水，地面上有的砖烟囱轻度裂 缝、掉头 63 （4589） 6 （59） VII 大数多人仓惶逃出 轻度破坏局部破 坏、开裂，但不防碍 使用 0.110.30 饱和砂层常见喷砂冒水，松软土上地裂 缝较多，大多数砖烟囱中等破坏 125 (90177) 13 (1018) VIII摇晃颠簸，行走困难 中等破坏结构受 损，需要修理 0.310.50 干硬土上变有裂缝，大多数砖囱严重破 坏 250 (178353) 25 (193

41、5) IX 坐立不稳，行动的人可能摔 跤 严重破坏墙体龟 裂，局部倒塌，修复 困难 0.510.70 地方出现裂缝、基岩上可能出现裂缝、 滑坡、坍方常见，砖烟囱出现倒塌 500 (354707) 25 (1935) X 骑自行车的人会摔倒，处不 稳状态的人会摔出几尺远， 有抛起感 倒塌大部倒塌， 不堪修复 0.710.90 山崩和地震断裂出现，基岩上的拱桥破 坏，大多数烟囱从根部破坏 1000 (7081414) 100 (72141) XI毁灭0.911.00 地震断裂延续很长，山崩常见，基岩上 的拱桥 XII地面剧烈变化，山河改观 中国地震烈度表中国地震烈度表(1980) 中国地质大学环境

42、学院 School of Environmental Studies-CUG 中国地震烈度表（中国地震烈度表（19801980）使用说用使用说用 （1）烈度）烈度VI度，判定地震烈度以房屋震害为主，人的感觉仅供参考；度，判定地震烈度以房屋震害为主，人的感觉仅供参考；X度应结度应结 合建筑物或构筑物的破坏程度，并根据地表现象来确定；合建筑物或构筑物的破坏程度，并根据地表现象来确定；XI、XII度的评定，需要专门度的评定，需要专门 研究。研究。 （2）“一般房屋一般房屋”在在中国地震烈度表（中国地震烈度表（1980）中指土构架和土、石砖墙构造中指土构架和土、石砖墙构造 的旧式房屋和单层或多层未经抗

43、震设计的新式砖房。由于我国城市目前一般都已设防的旧式房屋和单层或多层未经抗震设计的新式砖房。由于我国城市目前一般都已设防 ，有的乡村也开始设防，烈度表中的，有的乡村也开始设防，烈度表中的“一般房屋一般房屋”一般已不普遍，调查中应区别设防一般已不普遍，调查中应区别设防 与不设防的房屋破坏程度对烈度的反映，给出合理的烈度值。对于质量特别差或特别与不设防的房屋破坏程度对烈度的反映，给出合理的烈度值。对于质量特别差或特别 好的房屋，可根据具体情况，对表列各烈度的震害程度和震害指数予以提高或降低。好的房屋，可根据具体情况，对表列各烈度的震害程度和震害指数予以提高或降低。 （3）“人的感觉人的感觉”指平房

44、内或楼房低层内人的感觉。指平房内或楼房低层内人的感觉。 （4）表中震害指数是对上述）表中震害指数是对上述“一般房屋一般房屋”而言。而言。“完好完好”为为0，“毁灭毁灭”为为1，中，中 间按表列震害程度分级。平均震害指数是对所有房屋的震害指数的总平均值而言，可间按表列震害程度分级。平均震害指数是对所有房屋的震害指数的总平均值而言，可 以用普查或抽查的方法确定之。以用普查或抽查的方法确定之。 （5）使用本表时可根据地区具体情况，作出临时的补充规定。）使用本表时可根据地区具体情况，作出临时的补充规定。 （6）烟囱指工业或取暖用的锅炉房烟囱。）烟囱指工业或取暖用的锅炉房烟囱。 （7）表中数量词的说明：

45、个别：）表中数量词的说明：个别：10以下；少数：以下；少数：1050；多数：；多数：5070 ；大多数：；大多数：7090；普遍：；普遍：90以上。以上。 （8）对重要的工业设施，如桥梁、重要车间、高层建筑、巷道等，要进行专门的）对重要的工业设施，如桥梁、重要车间、高层建筑、巷道等，要进行专门的 调查，在调查中应结合设防情况进行评估。调查，在调查中应结合设防情况进行评估。 1、地震相关概念、地震相关概念 中国地质大学环境学院 School of Environmental Studies-CUG u 等烈度线图等烈度线图 在同一次地震下，破坏程度相同的个点的连线在同一次地震下，破坏程度相同的个

46、点的连线 等烈度线的几何特征等烈度线的几何特征 等震线图上最内一根等震线的长轴方向就是断层断层面的走等震线图上最内一根等震线的长轴方向就是断层断层面的走 向。向。 当极震区两侧的等震线基本对称时，断层面近乎直立，当等当极震区两侧的等震线基本对称时，断层面近乎直立，当等 震线不对称时，断层面向波及得宽的那个方向倾斜，不对称性愈震线不对称时，断层面向波及得宽的那个方向倾斜，不对称性愈 显著，说明断层面愈缓。显著，说明断层面愈缓。 地表断层和裂缝地表断层和裂缝 一般认为：大地震时在地面产生的地震断层和变形带的走向一般认为：大地震时在地面产生的地震断层和变形带的走向 代表了震源断层面的走向。代表了震源

47、断层面的走向。 1、地震相关概念、地震相关概念 中国地质大学环境学院 School of Environmental Studies-CUG 中国地质大学环境学院 School of Environmental Studies-CUG 2、地震的成因、地震的成因 近代关 于地震 形成机 理的假说 （1 1）断层说：）断层说：地壳岩体中能量积累到一定程度就会在地层的 薄弱地带-断层附近以快速应变的形式释放。 （2 2）岩浆冲击说：）岩浆冲击说：地壳深部岩浆运动时产生巨大推力，当局 部地段围岩强度较低时，岩浆就会突破围岩而引发地震。 （4 4）温度应力说：）温度应力说：地壳内温度的不均匀分布会引发

48、岩浆运动， 并使应力场发生变化，在局部地段发生地震。 （5 5）黏滑说：）黏滑说：地壳中的深部断层可能在较低应力作用下滑动， 每一次错动释放一小部分总应变能，余下的则被断层面上动摩 擦力平衡，继续积累应力，为下一次地震提供能量。 （3 3）相变说：）相变说：处于一定深度的压力环境中的地壳和地幔物质， 当环境条件改变时，产生快速相变，引起体积和密度快速变化， 从而产生对周围岩体产生快速压力或张力，产生地震波。 中国地质大学环境学院 School of Environmental Studies-CUG 2、地震的成因、地震的成因 现代关 于地震 形成机 理的板 块理论 （1 1）板块边缘地震的形

49、成理论）板块边缘地震的形成理论：把全球岩石圈划分为6大 板块（欧亚板块、太平洋板块、美洲板块、印度板块、 非洲板块、南极洲板块）。板块与板块的交界处，是 地壳活动比较活跃的地带，也是火山、地震较为集中 的地带。 （2 2）大陆动力学层流构造说：）大陆动力学层流构造说：李德威等。 中国地质大学环境学院 School of Environmental Studies-CUG 2、地震的成因、地震的成因 地球上的地震大多分布地壳现代活动强烈的构造带，特别是地球上的地震大多分布地壳现代活动强烈的构造带，特别是 一些活动断裂带的较特殊的部位上，原因是这些构造带阻隔了构一些活动断裂带的较特殊的部位上，原因是这些构造带阻隔了构 造应力的传导有利于能量的积累。当地应力强度超过岩层强度时，造应力的传导有利于能量的积累。当地应力强度超过岩层强度时， 岩层会突然断裂、错动和弹跳，而释放能量产生剧烈振动，引起岩层会突然断裂、错动和弹跳，而释放能量产生剧烈振动，引起 地面变形。地面变形。 水平应力和垂直应力的差异水平应力和垂直应力的差异 大的地震主要发生在水平或近水平应力占优势的构造带；如控制中控制中 国面积和华北地区大的地震活动构造带国面积和华北地区大的地震活动构造带。 水平应力与垂直应力相等或垂直应力大于水平应力的地区，地震活 动的频率强度小。如中国华南地区、俄罗斯的乌拉尔、印度和澳洲大陆中国华南地区