“环境岩土工程”学科的形成
当前的环境问题中,很多与岩土工程密切相关。大体上可以分成以下三个方面的问题:
第一是随着城市化、工业化发展进程加快,人们不得不在极其困难的工程环境中开发建设巨大的工程项目,大大缩小了对环境的选择空间。规模巨大的填海工程、跨海工程、地下空间的开发利用都是这方面的例子。有研究表明,从1986年到1996年的10年间,我国31个特大城市的城市占地扩大了50.2%,非农业建设用地使耕地面积减少2963万亩,随着国民经济的增长,大规模的地下空间的开发利用有可能提到日程上来。上述这些建设,显然要使岩土工程师们面临一些新的挑战和课题。我国对西部的开发也要求我们更好地解决黄土、红粘土、盐渍土、冻土、土壤沙化和其他一些严峻的工程问题;
第二是人类开始面临自身活动对自我产生的挑战,这可能是前人未曾料到的。近一个世纪以来,随着生产力的发展,后果日益严重。人类直接对环境破坏的例子包括过量抽取地下水引起的区域性地面沉降,以及由此引起的海平面上升而造成的风暴潮加剧、海岸侵蚀加速与盐水入侵对沿海城市的影响;不恰当的工业作用或工程作用造成岩土环境的失衡,如采空区、大面积滑坡导致的灾难性的后果;若干老城市也相继出现了一些新的工程环境问题,如西安市区的地裂缝和武汉等地的地面塌陷。间接的破坏还包括与人为排放物造成的温室效应有关的厄尔尼诺现象加剧了泥石流、滑坡等地质灾害;
第三是人类活动的副产品,使人们面临数量不断增加的工业垃圾、城市生活垃圾及其他废弃物、特别是有毒或放射性废弃物的堆置占地,合理处理及其对环境污染的防止与治理等问题。就拿城市固体废弃物(Municipal Solid Waste-MSW)为例,我国的年产量以9%左右的速度递增,从1986年的5,200万t激增到1996年的1.66亿吨。近年来还有继续增长的趋势。MSW处理不当,不仅挤压人类生存空间,而且会造成传染性疾病流行,导致大量人口死亡;另一方面,冶金、矿山、化工、电力、煤炭等工业部门在分选、破碎、燃烧、冶炼、化合等流程中,产生的大量尾矿、废料的推放及其淋滤液的污染问题也日趋严重。以钾矿产生的尾矿来说,其主要成分是盐卤,难以利用,淋溶液处理不当污染严重。现在先进国家已经在研究和堆筑高于200m的尾矿坝(Potash Piles),如一旦出现问题,其后果可想而知。
上述各方面的问题,是否都与岩土工程有关,看法尚不一致。但从工程个案或某个领域开始,我国的岩土工程界的学者和工程师们已经有所触及。先进国家则早巳深入了一步。
近20年来,世界各地的岩土工程师和学者们已主动或受业主委托参与到解决上述各方面问题的工作中。1982年在旧金山召开的第10届国际土力学与基础工程学术会议上,有学者提出了一篇关于《环境岩土工程现状报告》的文章,引起了同行的注意。此后数年,环境岩土工程“正式”分化出来,似乎可以以美国的《土力学与基础工程杂志(Journal of Soil Mechanics and Foundation Engineering)》更名为《岩土与环境工程杂志(Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering)》作为一种标志。在英文中“环境岩土工程(Geoenvironmental Engineering)”是一个新的词汇,就象当年Terzaghi首先使用“岩土工程”这个新的词汇一样,“环境岩土工程”这个词汇的出现是这门新的学科分支形成和不断完善的产物。1986年在美国滨州里海大学土木系美籍华人方晓阳教授主持召开了第一届国际环境岩土工程学术会议(1st Symposium on environmental Geotechnology)。其后3年,在我国上海的同济大学召开了第二次会议,可以说,这种分化被比较广泛地公认和肯定下来。
什么是环境岩土工程,有一些略有差别的定义,龚晓南在《21世纪岩土工程发展展望》一文中指出“环境岩土工程是岩土工程与环境科学密切结合的一门新学科。它主要应用岩土工程的观点、技术和方法为治理和保护环境服务”。这个说法比较简单明了。
---摘自《土木工程学报》2001,vol34,No2