工程地質學的任務與未來研究

李琳

摘? ? 要：研究了中國工程地質學的發展和演化。認為中國工程地質學已從傳統工程地質學階段（20世紀50年代-70年代中期），經過一個過渡階段（20世紀70年代-80年代初期），進入了現代工程地質學階段（從20世紀80年代中期開始），完成了三次歷史性飛躍。現代工程地質學是由區域工程地質學、地質工程學、環境工程地質學、城市工程地質學、現代系統新學理論工程地質學和工程地質預測學等學科構成的一個現代工程地質學體系，研究的基本方法，有系統科學分析法、監控-反饋法、數值模擬計算等，它作一個與人類工程經濟活動密切相關的應用性地質學科，在人類改選自然的活動中將會發揮巨大的作用。

關鍵詞：地質學;工程地質;工程地質學

1? 回顧

人們已經得到共識，即人類的生活和生產是科學技術發展的驅動力。工程地質學作為一門應用學科，它的形成和發展顯著地依賴于工程建設的需求和發展。二次世界大戰以后，各國有一個穩定的和平環境，工程建設發展迅速，工程地質學在這個階段迅速成長起來，成為地球科學的一個獨立分支學科。追溯更遠一些，1928年美國加州St.Francis重力拱壩的潰決和帶來的災難促使地質學家向工程地質領域進軍。令人震驚的是，30年后，悲劇重演，于1959年至1963年期間，在歐洲連續出現西班牙VegadeTerra支墩拱壩和法國Malpasset拱壩的失事，以及意大利Vajont水庫大滑坡。人們驚醒過來，大聲疾呼，工程地質學亟待完善和提高。正是在這個時期，世界各國工程地質學家決定聯手，建立了“國際工程地質學會”，交流和總結經驗及教訓。40年又過去了，工程地質學真的大為長進，在內涵和外延都煥然一新，步入現代科學技術行列。在工程地質學領域內中國曾經比世界上先進國家落后約30年。從引進蘇聯工程地質學理論和方法開始，經過近50年的工程實踐和理論創新，縮小了差距，形成了在一定程度上具有我國自己特色的工程地質學體系。90年代以來，由于舉世矚目的三峽工程上馬，黃河小浪底水利工程、雅礱江二灘水電站、南昆鐵路、京九鐵路的興建，以及不可勝數的城市和高速交通項目的實施，不僅積累了大量勘測工作實際經驗，而且數理學科的新成就和高新技術及時吸收進來，使我國工程地質學達到現代科技水準，進入世界先進行列，并逐漸成為國際工程地質界的重要成員之一。

2? 工程地質學的任務

2.1? 基本建設的新高潮

在新世紀中，我們期望著在和平和穩定的環境中加緊綜合國力建設，已經縮小的差距不應再度拉開，保持較快增長速度、穩步前進是完全必要的。與此相配套的基本建設，包括能源、交通、城市建設和礦產資源開發，亦將以相應的速度和規模發展。雖然煤炭仍會在我國能源結構中占主要地位，但“北煤南運”還要受到交通條件的限制。西南地區、金沙江、雅礱江、瀾滄江、大渡河等水能寶藏的開發將提到日程上來，在規劃的近20座大型水電站中，大多為數百萬至上千萬千瓦裝機容量的世界級巨型工程。在東部地區將需要建設一批核電裝置，如福建、浙江、江蘇、遼寧、山東等地，以加強電網建設和滿足供電需求。為了解決電網的穩定供電問題，在華北、華東和華南均將陸續興建若干大型抽水蓄能電站，以滿足電網調峰填谷和提高供電質量的需要。近10年來，我國交通工程事業發展在基本建設中居于首位。高速公路發展迅猛，鐵路建設的勢頭上揚。進藏鐵路的建設將提到日程上來。青藏鐵路全線展布在高原凍土層上，而滇藏鐵路則將穿越橫斷山活動構造帶。

2.2? 可持續發展的召喚

實施可持續發展戰略，重視保護環境，加強自然災害防治已成為人們的共識。由此而來，工程地質學家將會擔負更多的以前不熟悉的任務。對自然環境保護和治理、對環境惡化過程的控制的工作剛剛開始。自然災害和人為誘發災害的預測和防治已經取得成績，但尚為初步。核廢物及工業有害廢物的地質處置工作和研究比國外差距甚大。要進一步優化環境，大量的水、土和工業場地的污染有待勘測和處理。大江、大河、大湖和沿海環境治理、水澇災害地區、干旱荒漠地區和喀斯特石山治理等雖然不算新的問題，但是需要有新的思路、發展新的技術去解決。工程地質學家在承擔和實施上列任務時，必定會遇到不熟悉的問題、不會做的工作，但是，實踐出真知，在新的實踐中我國工程地質學的理論研究和實際工作將會大步前進。

3? 工程地質學的任務與未來

3.1? 拓寬工程地質學的學科領域，發展和完善其學科體系

環境工程地質學的形成和發展是最重要的標志。環境工程地質學以工程建設的環境為研究對象，主要研究人類工程經濟活動與地質環境的相互作用以及由此產生的環境工程地質問題及其預測預報。其目的是合理開發利用、保護和治理地質環境。地質工程學學科的提出和研究，也是這一發展趨勢的重要標志之一。地質工程學，是研究人工與自然力對地質體的改造以及由此引起的危害人類生活和生存的各種災害及其預測預報和防治的一門工程技術學科。它把地質體視為工程結構的一部分或全部，把地質工程定義為在地質體中建筑的工程。地質工程學從加強工程結構的觀點出發，將勘察、設計、施工和地質體改造融為一體，并且把工程地質與工程建筑進一步聯系起來，是工程地質學的一個新發展。此外，地震工程地質學、地下空間工程地質學、海洋工程地質學、爆破工程地質學以及核廢料和固體廢物地下貯存的工程地質研究等分支學科的發展，對于進一步發展和完善中國工程地質學的學科體系也具有重要意義。

3.2? 引進吸收和推廣學科先進理論，加強理論研究

一門學科的理論容量，是這門學科發展水平的重要標志。未來的中國工程地質學，應從單純應用學科的束縛中解放出來，從認識論的高度處理好理論與實踐的關系，不斷開拓創新，使之成為理論和應用研究互相促進和協調發展的現代化新型工程地質學。在提高理論水平的基礎上，提高為工程經濟服務的能力、效率和質量。為此，必須加強工程地質事業的統一領導、規劃和管理;加強國內外特別是國際學術交流與合作。中國工程地質條件和工程地質問題之復雜，工程地質實踐工程量之大，都是世界罕見的。這為工程地質理論研究，為新理論的創立和發展，提供了空間。在區域穩定性研究中，以活動構造體系為基礎的新觀點，以深斷裂和斷塊理論為基礎的新觀點，多參數評價的新方法和“安全島”理論;在巖體力學研究中，各種模型理論的建立等等，都具有重要的理論價值。

3.3? 加強方法手段和規范規程研究，實現工程地質勘察標準化

工程地質學的實踐性很強。工程地質學的基礎是工程地質勘察。就全世界而言，地球科學的國際化和統一化，是支配現代地球科學發展的兩個勢不可擋的發展趨勢。因此，加強工程地質勘察方法手段和規范規程的研究，努力實現工程地質勘察的標準化，就成為一種發展趨勢。目前，國外工程地質勘察的突出特點是勘探和實驗手段的電腦化和電子化。利用電子計算機技術和電子技術，對場地工程的地球物理勘探和試驗，進行自動控制和數據處理。這顯然有利于提高勘察速度和精度，降低成本，提高效益。

4? 結束語

我國工程地質學研究及工程地質工作經歷了半個世紀的發展，已經成為比較成熟的現代地球科學的分支。當前，我國工程地質學界有創新開拓精神、科學思維活躍、年青隊伍成長較快，有條件在新世紀到來時擔負起工程建設、環境保護和災害防治的重擔，發展工程地質學科，使其內涵深化，外延擴展，為國家和社會的可持續發展服務。

參考文獻：

[1] 趙法鎖，李相然.工程地質學[M].北京地質出版社，2009.

[2] 程國棟.工程地質學與可持續發展[M].北京地質出版社，1999.