第6章地质学的应用
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第6章地质学的应用
当代应用地质学的核心任务是解决资源问题和环境问题。人类社会的发展主要在两个方面依赖于自然界。其一,人类需要从自然界获取有用的物质与能量,即各种资源与能源;其二,自然界作为一种环境条件,是人类存在与活动的舞台。地质学以地壳的物质组成、构造运动、发展历史和演化规律为主要研究内容,其实践意义主要在于资源与环境条件的地质评价,进而为人类的生存与发展提供地质学依据。
应用地质学由于研究对象、研究内容以及社会服务侧重点的不同,分化出许多分支学科(参见第1章)。本书的任务不在于系统介绍应用地质学或其任何分支,只是选择应用地质学的主要方面,举例说明地质学基础知识和基本理论在解决实际问题中的应用。
有关资源与能源的开发利用,矿产资源与能源方面的内容在第3章第6节矿床部分已有介绍,不再重复,在此仅以地下水资源为例说明地质学的应用。
地质环境条件评价具体内容十分庞杂,大致可以概括为工程地质条件、地质灾害、环境地球化学等3个主要方面。鉴于工程建设的普遍性以及地质条件的多样性,不同类型的工程具有不同的特点,需要解决的地质问题也不同,在此择其要,重点从工业与民用建筑(工民建)、水利工程、道路建设、大型建筑与港口建设等方面介绍地质学的应用。地质灾害和地球化学环境方面也给予简要的说明。
第1节地下水资源开发的地质问题
地下水分布广泛,供水条件比较稳定,水质良好,是农业灌溉、工矿企业和城市生活用水的重要水源,在世界各地得到普遍地开发利用,尤其是在地表水贫乏的干旱、半干旱地区,往往成为最重要的淡水资源。
地下水是存在于地表以下岩石和土体(岩土)空隙中各种不同形式水的总称,其分布、运动和水的性质受岩石和土体特征的影响,即与地层的岩性、结构和构造条件密切相关。地下水资源开发首先面临的找水问题,以及随着地下水开采派生的相关问题,均需要地质学协助解决。
一、含水层与隔水层
岩土中的空隙是地下水的储存空间。自然界的岩土都具有形状不一、大小不等的空隙,即具有含水能力,但是,其中有的不含水,有的含水;有的虽含水却难以透水,有的既含水又能够透水。因此,含水层是指贮存有地下水,并在自然状态或人为条件下,能够流出地下水的岩体,如砂层、砂砾石层等。而虽然含水但几乎不透水或透水很弱的岩层,称为隔水层,如黏土层、页岩等。
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岩土的这种与水的贮容运移有关的性质,称r