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地质工程与自然环境要和谐发展-(新闻)

时间:2022-08-05 来源网站:蓬莱化工机械网

地质工程与自然环境要和谐发展

生态地质工程学是在进行地质工程规划和建设时,要充分考虑其对大自然生态系统所带来的利与弊。重大工程,尤其核电的高效性和高风险性,在风险分析和风险决策中,必须考虑两个相乘的因素,即风险值=风险概率×风险后果。虽然核电发生事故的概率很小,但是风险值极高。开展生态地质工程学研究可对人与自然相互作用给予充分重视,以实现人类活动和自然作用高度和谐的目标。

地质工程与自然环境要和谐发展

我国大量基础设施诸如水电和核电等大工程正快速上马,生态环境影响、安全运营风险和管理等诸多问题和挑战是一个需要深入思考、有待联合攻关解决的重大课题。为实现工程、经济、社会、环境、能源和资源等复杂巨系统的和谐调控,推动复杂巨系统的理论研究和工程应用,建议在工程学科下开设一门次一级学科——生态地质工程学(Eco-GeologicalEngineering),以便人们在反思传统理论体系和技术方法的基础上,更科学地认识工程的危害性或弊端,提前进行科学地全面规划和积极预防,建立起新型的生态友好型工程技术体系,以期真正实现和谐社会的可持续发展。

重大工程尤其核电工程对环境高风险性

造成生态地质工程学建立的必要性

以上个世纪八九十年代法国“超级凤凰”折翅陨落为例,此核电站先后出现过两次液态钠泄漏事件以及其他技术故障,最后法国政府不得不决定将其拆除。即便拆除,费用也是相当惊人,要处理大约5000吨液态钠冷却剂和5吨以上的核燃料钚。不仅要耗资数十亿美元,而且要花十多年的时间。

除技术和管理可能出现的高风险,核电站的高放废物具有放射性强、半衰期长、毒性大和发热量大等特点,一旦发生泄漏,对人类生存危害极大,是影响环境和关乎子孙万代福祉的重大问题。

由于核电的高效性和高风险性,在风险分析和风险决策中,必须考虑两个相乘的因素,即风险值=风险概率×风险后果。核电发生事故的概率很小,但是风险值极高。美国从2004年7月开始,把国际上现行的1万年设防标准提高到20万~30万年,这个时间跨度相当于从现在回溯到旧石器时代早期的北京人,面临问题的复杂性和预测难度可想而知。

我国正在实施西部大开发战略,举世瞩目的澜沧江、金沙江、雅砻江和大渡河等世界级的水电建设基地及南水北调西线工程都是开发的重点。需特别注意的是,该地区新构造活动强烈、地质灾害较严重、生态环境十分脆弱,但旅游和人文资源丰富,具有稀缺珍贵物种多样性等特点,因此在上述地区进行工程建设时,一定要开展更为全面细致的地质、生态和社会等环境影响的科学评估及论证,千万不可只重视短期经济效益而忽略长期生态环境方面的负面影响。

生态地质工程学的建立

可完善地质工程学的学科建设

我国当前地质工程建设多是围绕着如何顺利进行工程规划、勘测、设计和施工安排,兴利方面内容论述甚多,而对工程建设的危害则缺乏系统、深入分析和总结。针对水利工程,两院院士潘家铮创造性地提出“不要只研究水对人造成的危害,还应该研究人对水造成的‘人害’”,“要在水利学科下搞个二级学科——‘水害学’或更全面一些——人类活动引起的‘水害学’,专门研究水利工程产生的危害”。

1994年,俄国学者TrofimovVT最早提出了生态地质学的概念,但迄今为止,国内外还未有学者提出“生态地质工程学”这个概念。据笔者多年工程地质学研究经验,提议设立一门工程地质学的分支学科,即生态地质工程学。

生态地质工程学,顾名思义,是在进行地质工程规划和建设时,要充分考虑其对大自然生态系统所带来的利与弊。传统工程地质学的思路是:首先研究工程区的工程地质条件下,进而评价,然后规划,找出最适合该工程项目的建设方案,这种思路的原则是一切以工程项目的稳定建设为核心。

现在人们逐渐认识到工程建设给人民生活带来便利的同时,其对大自然生态系统的影响不容忽视。因地球上所有物体间都会相互影响。有些影响是立即就能显现的,比如扔出一块石头,会马上看到石头飞出去。而有些影响则要较长时间才能表现出来,比如种下一颗种子,要百年之后才能长成参天大树,这是一种跨时间显现。还有跨空间显现的情况,如经典的“蝴蝶效应”理论。以上事例再次印证一个朴素的观点,即大自然中所有物体都会相互影响。这里的大自然,狭义上是指地球上生物界和非生物界的所有物体,广义上是指整个宇宙中的所有物体。

基于“大自然中所有物体间会相互影响”这一观点,生态地质工程学研究与应用要遵循的原则是:除考虑工程建设—地质构造—地球物理—地球化学—岩土力学—水力学—热力学等耦合作用外,还须进一步考虑岩石圈—生物圈—人类圈—大气圈以及自然科学和社会科学的耦合关系。在此基础上,运用系统工程理论和方法进行多学科、跨部门的综合定性、定量分析,尤其是风险分析(Riskanalysis)或性能评估(PA,PerformanceAssessment),把问题研究透、解决好,否则就会带来大浪费、大污染、大破坏。

开展生态地质工程学研究可对人与自然相互作用给予充分重视,以实现人类活动和自然作用高度和谐的目标。它以地质工程与生态环境和谐研究为出发点,以地质工程为载体,以系统工程的理论和方法为手段,围绕地质工程与生态环境的相互作用这一核心问题进行全面、深入研究,以实现人类的可持续发展。

此外,在全民范围内进一步加强工程与生态方面的科普教育,科学认识自然灾害发生的内在规律和人类活动局部影响或诱发作用,多部门多学科地民主参与大型工程建设前期规划和论证,以及科学组织和管理,也是必要的。

地质工程生态学学科的建立

还可更全面培养人才

以往计划经济体制下实行的学科分工过细且各自为政的做法已不符合时代大发展的要求,各种学科的交叉、融合、渗透和协作已成为总的发展趋势。

钱学森先生从哲学高度出发,提出“现代科技和文学艺术应该结合起来”的理念更是寓意深远。因此在人才建设方面,我们培养的高端人才不仅是要精通本学科专业知识的专家,更是要有环境敏感性的融地质勘探和工程设计的大科学家,博专结合,以博带专,一专多能,为众多大师级领军人物脱颖而出创造有利条件,为解决长期复杂巨系统问题培养人才梯队。

作者简介:

尚彦军,中国科学院地质与地球物理研究所研究员。研究方向为施工地质灾害。1998~2007年间,先后同香港科技大学土木工程系、香港大学土木工程系、韩国国立首尔大学能源与环境系开展学术交流与合作。

傅冰骏,中国科学院地质与地球物理研究所研究员。研究方向为岩石力学与岩石工程。曾任中国岩石力学与工程学会秘书长,现任该学会顾问。

蒋毅,中国科学院地质与地球物理所在读博士。

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