很多朋友对于地球物理学概论和地球物理通论不太懂，今天就由小编来为大家分享，希望可以帮助到大家，下面一起来看看吧！
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环境与工程地球物理
杨进
1绪论
环境与工程地球物理是应用物理学的理论和方法，通过环境工程物理性质的差异或其形成的物理场来研究、解决环境工程问题，以达到人类与自然和谐协调发展的学科。环境与工程地球物理不同于常规的地球物理方法，它具有独到的特点：勘探目标的浅表层是一种特殊的地质地球物理环境；勘探方法具有抗干扰性和灵活性；物性差异小探测信号弱，需较好的信号提取技术；需要不同时间连续跟踪动态检测；建立专用的物理-地质模型。环境与工程地球物理的基本任务是从声、光、热、电、磁等物理场的变化来认识地球，其主要应用领域有资源勘探、环境保护、灾害防治及国家重大工程建设等。环境与工程地球物理涉及组成要素包括岩石圈、水圈、生物圈、大气圈，涉及物性包括物理性质、化学性质和生物性质，涉及人类活动空间包括聚落空间、区域空间、地球空间及星际空间。
2环境工程问题
2.1环境问题
环境与工程地球物理对环境问题的研究内容是自然成因和人为成因的环境问题，既包括聚落环境，也包括全球环境变化。其主要研究内容：①自然力引起的环境灾害与变化，如地震、火山、滑坡、塌陷、地裂缝、地面沉降以及空间环境变化的观测和研究预测。②人类生活与生产排放的废气、废水和固体废物引起的大气圈、水圈和岩石圈（含土壤）污染的探测和监测。③经济建设和交通等引起的辐射、噪声、振动等能量场污染的测量与研究。④人为物质与能量污染引起的全球变化，如气候、旱涝灾害的研究和预测。
2.1.1世界环境问题
随着人口增加、生产规模不断扩大，所需的生活、生产资料急剧增长、排放“三废”（气体、液体、固体污染物）相应增加。人类活动空间扩大，改造自然、破坏生态日益加剧，已经威胁到人类的生存和持续发展：①资源匮乏，资源是人类生存和发展所必须的物质条件。随着人口增加，资源需求与日俱增。不可再生的矿产资源（包括能源资源）日益短缺，而且破坏环境造成污染。②森林资源面积缩小，使全球气候调节功能降低；水土流失，土地沙化，耕地退化；淡水资源短缺，成为人类生存和发展的严重障碍。③环境污染日益严重，主要表现在三个方面：一是有毒有害气体，大量排放，造成大气污染，引起“温室效应”、“臭氧层破坏”、酸雨范围扩大；二是土面积生态破坏、表现为大面积森林破毁，草场退化、土壤流失和沙化；三是突发环境事件，范围大、危害严重，其特征是：第一，造成全球性危害，第二，污染源多样，既来自工农业，也来自人类生活。既来自发达国家，也来自发展中国家。第三，污染事件多发影响面大。
2.1.2中国的主要环境问题
中国幅员辽阔，自然环境千差万别、多种多样，面临较突出的环境问题不尽相同，但总体来看，优先考虑的七个环境问题包括：
（1）水污染（以有机污染为主）；
（2）城市大气污染（以总悬浮物和SO2为主）；
（3）工业有毒、有害废渣和城市垃圾对大气、水和土地的污染；
（4）北方地表水资源相对贫乏，许多城市严重缺水；
（5）分布广泛而严重的水土流失；
（6）森林覆盖率低，天然林面积小，林木蓄积量相对较小，草原退化严重；
（7）原生环境面积缩小，物种资源减少。
2.2工程问题
环境与工程地球物理对工程问题的研究主要在铁路、公路、水利、电力、油气、城市建设等领域。目前服务范围及可望解决的地质问题或提供的参数主要包括以下方面：①探测工程区及场址区的覆盖层厚度并分层，了解基岩起伏形态、划分风化厚度、查明隐伏构造等，为工程选线、选址提供基本资料。②测定基岩、洞室围岩动弹性参数，为岩体工程地质分类和质量评价提供科学依据。③岩基快速测试技术是利用岩体弹性波速、回弹值及岩石点荷载试验值作为地质评价的定量或准定量手段，为工程基础开挖、建基面验收、施工质量监测等提供数据。④地球物理测井可提供多种物理力学参数，为钻孔岩层划分、了解地下含水层特性；判断地基液化及划分场地类别等提供定量化指标。⑤层析成像技术通过测定孔与孔、洞与洞、孔与洞之间地震（声波）速度重建波速场的分布特征，使地质勘查达到由点或线到面的飞跃。⑥工程质量检测。工程构筑物的质量检测、地下埋设物检测。⑦地下管线探测，可查明管线类型、埋深、走向和位置等，为城市建设和发展提供基础资料。⑧考古调查和研究：包括古文化遗址的发掘和研究，文物表面腐蚀程度评价以及古代人文活动规律的评定等。⑨工程地质灾害防治。国家建设中特别是西部地区，经常遇到滑坡、溶洞、地面下沉、水库坝基漏水等工程地质问题。
3环境与工程地球物理方法
环境与工程地球物理方法研究环境工程问题的机制是目标体在物性发生变化时（污染、破碎、挤压等），会产生相应的地球物理场效应，即物质的电导率、介电常数、密度、磁导率和弹性等会发生变化，根据目标体与周围介质物性的差异，借助专门的仪器和一定的测量方式，观测地球物理玚的分布特征和分布规律，结合有关地质资料对地下目标做出地质解释，达到勘探的目的。目前环境与工程地球物理方法在研究解决环境工程问题时，几乎使用了当前地球物理的所有方法。但是在解决环境工程问题的过程中，有些任务是传统地球物理方法难以完成的，因此近些年来又发展起一些独具特色的、专用于环境工程勘察的新方法，如地震面波法、高精度地震反射法、高密度电阻率法、探地雷达、天然声辐射测量等等。对于同一种方法，应用于不同领域时，其方法原理虽然相同，但由于工作目的和探测对象的不同，在工作方式上往往有较大的差异，并形成各自的特点。
电（磁）法是以岩土介质的导电性差异为基础，通过观测和研究人工电流场的变化和分布规律，进而探查地质目标和解决环境工程问题的一类传导类电法勘查方法。它是勘查地球物理方法中方法种类最多、应用面最广的一类方法。地震勘查方法主要是研究人工激发的地震弹性波在岩、土介质中的传播规律，用以确定介质的结构及其力学性质的差异，了解不同介质层的地下分布。目前用于工程环境检测、灾害调查的弹性波方法主要有以浅层为主的折射波法、反射波法和面波法，以及层析技术。环境重力方法是以物质重力差异为基础，借助重力仪器解决环境地质问题的方法。利用重力勘探解决的环境工程地球物理问题主要有地震预报、滑坡探测、地面沉降灾害等。磁法勘探是一种研究地质构造、寻找矿产资源的方法，也可用来寻找带有磁性的地下污染物等。环境工程地磁方法是以物质磁性差异为基础，借助一定的仪器和观测方法获取地球磁场信息，通过分析研究磁场信息的变化，达到研究在自然环境演化和人类活动过程中引起的环境工程变化问题。放射性测量方法，也就是核地球物理方法，是近代物理学中核物理理论在地球科学中的应用。核地球物理所涉及的范围很广，从空间上来讲，已用于星际、航空、地面及海底。从应用对象上讲，它不但应用于金属、油气等的勘查，更广泛地应用于环境工程领域。如检查大气中的污染物、处理废弃物、寻找基岩地下水以及地质灾害的监测、预报与防治等。
下面给出目前应用于环境工程地球物理中的各种分支方法。
电（磁）法类主要有电阻率法、激发极化法、电磁感应法（瞬变电磁法、甚低频法）、探地雷达、地面核磁共振法、激光技术与激光雷达方法；环境工程地震勘探方法有折射波法、反射波法、高分辨率浅层地震勘探、瞬态瑞雷波法；重力勘探；环境工程地磁方法、高精度磁测；放射性测量方法；层析成像技术（地震层析成像技术、电磁波层析成像技术）。
4环境与工程地球物理的应用
目前，环境与工程地球物理的应用领域概括起来主要包括地球物理场的环境效应调查、环境污染的监测和防治、天然和人为灾害的监测和防治、基础性建设的工程勘查（包括西气东输、南水北调、三峡工程、高速等级公路的建设等）。广泛的应用领域为环境与工程地球物理的理论、方法、技术及进一步的深化发展提供了广阔的空间，逐步形成了具有独特技术方法的研究领域。环境工程地球物理在这些领域中已经有不可胜数的成功实例，但仍处于形成和发展中，它的研究和应用领域有待于扩展、完善。
地球物理场的环境效应调查包括：天然核辐射环境效应的调查，解决氡气灾害远景的区域预测、室内氡浓度监测和新建筑规划区的选址和设计；天然电磁场环境效应的调查，研究电磁场的生物效应和对人文设施的影响；人工弹性波场环境效应的调查，研究人工振动对工程建筑的破坏和地基承载力的影响。环境污染的监测主要是放射性污染的监测、水资源污染的监测、地下固体废料污染的监测。放射性污染的监测重点调查区域性自然放射性背景、核事故污染、矿山探采和选冶污染、采煤和燃煤的污染、石油开采及运输中的放射性污染、建筑材料的放射性污、核废料处理场地的选址；水资源污染的监测主要工作是调查地下水无机污染、地下水有机污染、地下水污染通道、多个含水层之间交叉污染等状况；地下固体废料污染的监测重点是探测固体废料埋藏场地的位置、范围、厚度、隔离层、渗漏通道和污染范围、废料堆放场的选址。地质灾害的监测主要是调查滑坡、泥石流、岩溶、洞穴、地裂缝、地面沉陷、土地盐碱化灾害、海水入侵、煤层自燃、矿井地质灾害（如岩爆、陷落柱、突水、瓦斯突出、井喷）等。工程问题主要有地下管线的探测、区域性的地质调查、建筑工程质量无损检测、建筑物质量无损检测、高等级公路、机场跑道路基路面质量的无损检测、地基加固效果检测、大型工程地基勘查等。
例如采用高密度电阻率法、瞬变电磁法、探地雷达法、地温法及化学分析法在北京某垃圾填埋场进行渗漏检测。用美国SIR-10A探地雷达仪，100MHz屏蔽天线，时窗400ns。地温法采用日本UV-15精密测温仪。化学分析样取1.5m深土样，实验室用气相色谱分析三氯甲烷、四氯化碳、三氯乙烯和四氯乙烯等有机污染物。这三种方法的测量结果，都没有异常显示。说明该区地表粘土层比较致密，渗透性不好。而高密度电阻率法，使用E60B仪器，电极距3m，斯伦贝格排列，同时沿剖面布置60个电极。数据经预处理后，进行二维反演。结果表明，垃圾渗漏液由局部透水层渗入深部。被污染的土壤和地下水呈低电阻率特征，视电阻率在10Ω·m左右可定性为被渗漏液污染，垃圾场渗出液的实测电阻率均在0.40Ω·m左右，而自来水的电阻率均在32Ω·m左右。垃圾渗漏液污染已经钻井证实，并且已于2002年开始施工，做地下水泥防渗墙处理。
例如陕-京天然气输气工程涿县-北京段的地下管线探测中，查清天然气管道铺设沿线地下管线的分布情况。工作中采用金属管线探测仪和探地雷达进行探测。在探测过程中，遇到的多为军用电缆，并与天然气管道沟呈不同角度相交，这种电缆如按常规探测易产生漏测，为解决这个问题，采用从远处已知电缆位置追踪的方法向天然气管道沟方向逼近，同时在管道沟沿线采用“环形”布线的探测技术来进一步详查。在数据采集时，采用发射机与接收机保持在同一条水平线上，保证仪器经过地下管线上方时，接收到有用信号，防止有用信号丢失。上海某地质勘查院应用探地雷达方法完成了沪闵路污水管和浦东杨高路地下雨水管等项目的探测。在浦东杨高路地下雨水管探测中，采用天线距1m，测点距0.1m，中心频率100 MHz。所探测目的体在雷达图像上的反映信号清晰，反映的上顶面深度为1.6m，管径1.6m，后开挖验证雨水管上顶面埋深1.54m，管径1.6m，效果颇佳。
5环境与工程地球物理进展
5.1仪器的更新换代
具有代表性的有：①GPR发展理性化、系统化和快速化。GPR近年来发展很快。超宽分离天线及双静态多频天线等的研制成功，使探地雷达的工作频宽达0.1～100 MHz，时距在0～20000 ns。另外，仪器的体积变小，重量变轻，价格变低，但性能却变得更好。②浅层地震方法与仪器有新的发展。尤其是三维高分辨率地震勘探技术的推广应用，使得研究人员可以借助计算机对地质体进行三维立体研究，从而大大提高对环境分析的准确度。跨井地震成像技术、地震剖面偏移处理技术等也都有所发展。便携式震源的出现改变了以往地震法仪器庞大、勘探费用高等缺点，大大提高了工作效率。③高灵敏度近地表磁梯度仪器的出现。目前美国已经研制出一种G-858铯光泵磁力仪，具有稳定性强、灵敏度高、图形、数字、声音实时显示、操作方便等优点，并能同时测量总场和水平及垂直梯度。
5.2方法技术的更新
环境与工程地球物理技术除了常用的电法和电磁法（电阻率法、激发极化法、自然电位法、音频大地电磁法、甚低频法）、位场法（磁梯度测量的方法、微重力测量）、浅层地震方法（地震折射法、地震反射法）、放射性方法外，新近出现了高密度电法、探地雷达、面波勘探和核磁共振法。这些新方法不同程度地提供了最佳的分辨率，且能降低近地表信号衰减、地层非均质性和某些类型噪声的影响。
5.3资料处理技术的提高
环境与工程地球物理的发展，也促进了数据处理、正反演解释和成像技术的发展。频谱分析、小波分析和统计方法广泛应用于数据的去噪和弱信号的提取。反射地震和探地雷达资料的偏移成像等，采用包括解析方法、有限单元、有限差分等方法，研究的介质从各向同性向各向异性介质的方向发展，正演拟合也逐步趋于真实的介质，反演方法也从线性方法向非线性方法发展。但从目前的软件来看，还有很大的发展空间，如多道面波技术的频散曲线反演主要是一维，还没有二维反演方法和软件；电磁法的反演也大多集中在一维和二维，广泛应用的三维反演软件开始研发；浅层反射地震和探地雷达反演软件逐步向标准化、商业化方向发展。计算机技术的迅猛发展推动了地球物理处理方法的发展，众多对地球物理数据进行处理的软件也随之出现。在这些数据处理程序中，许多新理论、新算法被采用，最近发展起来的混沌理论、分形理论、小波理论、模式识别等或多或少都有所体现。例如我国的研究者提出的基于小波变换的地震记录分频处理技术（Frequency Division Process，简称FDP）可将薄层的可识别度减小到1/16～1/64波长，大大提高了地震记录的信噪比和分辨率。这些理论的应用使得分析过程更与自然环境下的情况接近，提高了研究结果的可信度。
5.4应用领域的扩大
环境与工程地球物理应用于解决更广泛的各类问题，新的应用领域仍在持续不断地扩大。在最近几年的进展中，有些是随着仪器的更新和计算机技术的进步而出现的，有些是受到了社会需求的刺激而出现的，有些则是受各种法律规定的强制因素而产生的。虽然环境与工程地球物理目前已有许多用途，但也存在着许多潜在的用途。如确定水文地质特征，对基岩顶面和塌方底面成图，勘探煤、金属和其他矿物，民用、采矿和天然地震工程，确定地基加固程度和处理后的改善程度，探测和对地下设施成图，确定岩石的可剥离性，监测大地运动和物理性质随时间的变化，监测大坝和大堤的强度，确定沟渠充填物的性质，调查污染物的羽状化，检测未爆炸的军火，勘探考古现场。
6环境与工程地球物理几个重要的发展趋势
（1）环境与工程地球物理方法逐步向高分辨率、高精度的质量检测和监测方法方向发展，表现在环境与工程应用领域的扩大（例如，有关农业利用土地的物理和化学的性质，公共卫生和安全方面如污染治理以及本领域各类工程的质量检测等）、仪器技术水平的提高和资料处理技术的进步（最近数十年或数年发展起来的混沌理论、分形理论、小波理论、模式识别等）。
（2）地下水有机污染的研究是研究的重要领域。地下水是人类生活用水的重要来源，地下水一旦受到污染将对人类的健康造成极大的危害。环境地球物理方法用于地下水研究，目的是对地下水质量的监测及保护，而不是地下水的供应与开发。
（3）地质灾害预报和环境污染监测是研究的主要内容，重点解决地质灾害预报、环境污染长期的地球物理监测。
（4）采用综合地球物理的方法研究环境工程问题。工程与环境问题种类较多，性质各不相同，涉及的范围和领域也比较广泛，应采用综合地球物理方法才能取得更好地地质效果。
（5）特殊环境下的环境与工程地球物理技术有待发展。加强对矿山地球物理技术的研究，发展水下地球物理勘探技术。
（6）环境工程问题的时间剖面地球物理勘探，对目标体进行动态、连续、长期的检查是环境工程地球物理的发展方向。
（7）生态环境研究是环境与工程地球物理学研究的新热点。
（8）环境与工程地球物理信号采集、数据传输、资料处理及地质解释的数字化、可视化及网络化是新的发展趋势。
总之，环境与工程地球物理是一个新兴的学科，研究和应用领域正在不断拓展。其方法技术具有快速、经济、可靠的特点。特别是在当前自然和人为灾害不断困扰着整个人类的情况下，地球物理技术在环境工程问题诸方面的应用都取得了新进展，在国民经济建设中起到了重要作用，成为解决环境工程问题不可缺少的重要手段。
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地球概论和地球科学概论有什么区别
地球科学,7大基础学科之一,是以地球系统(包括大气圈、水圈、岩石圈、生物圈和日地空间)的过程与变化及其相互作用为研究对象的基础学科。
地球科学是只要和地球各圈层有关的都叫地球科学,主要包括自然地理学(含土壤学与遥感)、地质学、地球物理学、地球化学、大气科学、海洋科学和空间物理学以及新的交叉学科（地球系统科学、地球信息科学）等分支学科。
而地理学研究的是地球表面这个同人类息息相关的地理环境.地理学偏重于地球表面,及与人生存相关的环境,有点偏重于人文方面.而地质学研究地球各圈层的物理化学状态及运动变化,更偏重于自然.因此许多大学在高招时,地理学招文科毕业生,地质学、地球物理、地球化学、海洋、地球物理等专业招的是理科毕业生。
地球科学概论好学吗
本书作为高等学校学习地球科学的入门教材，较详细地介绍了有关地球科学的一些基本知识、基本概念和基本原理，涉及到地球科学的地质学、地球物理学、地理学、气象学、海洋学、水文学、环境地学、天文地学等方面的一些基本知识。本书的主要内容包括地球科学的含义，地球的宇宙环境、地球的外部与内部圈层特征、地质年代的基本知识，地球上各种地质作用的基本原理和过程，地球的资源与环境问题、地球形成、演化的基本概念和认识等。与本书配套的《地球科学概论实习讲义》内容包括课堂实习指导、思考题和野外路线指南等。
本书可供与地球科学有关的地质院校、石油院校、农林院校及有关的师范院校本、专科生使用和参考，也可供其它从事地球科学工作和希望了解、学习地球科学的人员参考。
目录介绍
前言
绪论
第一节地球科学的研究对象和研究内容
第二节地球科学的研究方法
第三节地球科学的研究意义
第四节地球科学的发展简史与未来展望
第一章宇宙中的地球
第一节宇宙
一、宇宙中的天体和物质
二、宇宙中天体的相对位置
第二节银河系与太阳系
一、银河系
二、太阳系
第三节地球、月球和地月系
一、地球
二、月球和地月系
第四节地球的形态
一、地球的形状与大小
二、地球的表面形态
第二章地球的外部圈层
第一节大气圈
一、大气的组成
二、大气圈的结构
三、大气的热状况
四、大气的运动
第二节水圈
一、水圈的组成
二、水圈的循环
第三节生物圈
一、生物圈的概念
二、生物圈的组成
第三章地球的内部圈层
第一节地球的内部圈层
一、地球内部圈层的划分
二、地球内部的主要物理性质
三、地球内部各圈层的物质组成及物理状态
第二节地壳
一、地壳的物质组成
二、地壳的类型
三、地壳的重力异常与重力均衡
第四章地质年代与地质作用
第一节地质年代
一、相对地质年代的确定
二、同位素地质年龄的测定
三、地质年代表
第二节地质作用
一、地质作用的能量来源
二、地质作用的类型
第五章风化作用与剥蚀作用
第一节风化作用
一、风化作用的类型
二、风化作用的产物
三、影响风化作用的因素
第二节剥蚀作用
一、地面流水的剥蚀作用
二、地下水、冰川和风的剥蚀作用
三、海洋（及湖泊）的剥蚀作用
第六章搬运作用与沉积作用
第一节搬运作用
一、搬运作用的方式
二、不同营力的搬运作用特点
三、搬运过程中碎屑物质的变化
第二节沉积作用
一、地面流水的沉积作用
二、地下水、冰川及风的沉积作用
三、湖泊（及沼泽）的沉积作用
四、海洋的沉积作用
第三节成岩作用
第七章岩浆作用与变质作用
第一节岩浆作用
一、喷出作用
二、侵入作用
第二节变质作用
一、变质作用的因素与方式
二、变质作用的基本类型
第三节地壳中三大类岩石的演变
第八章构造运动
第一节构造运动在地形、地物上的表现
……
第九章地球动力系统
第十章地球的资源
第十一章地球的环境
第十二章地球的起源与演化
中国地质大学地球物理学要学哪些科目
中国地质大学地球物理学专业基础主干课：工程数学、物理学、综合地质学、数字信号处理、应用地球物理系列课程、工程勘探、电工电子技术、计算机高级语言、面向对象程序设计方法、图形图像分析与软件设计及信息技术等。
主要实践性教学：实验物理、计算机程序设计、周口店教学实习、北戴河专业实习、毕业设计等。
学生毕业后就业于国土资源、能源、环境、水利、冶金、有色金属、电力、环保、信息技术等国民经济建设各部门和企业，以及相关科研机构和高等院校。
地球的主要物理性质及其研究意义(归纳地球科学概论)
1，地球科学，地球科学学科的统称，我们生活在一个星球上，通常情况下，地理学，地质学，海洋学，大气物理学，古生物学等学科，地球科学，地球科学，地球系统（包括大气圈，水圈，岩石圈，生物圈和日地空间）的变化过程及其相互作用的研究基础学科。 3，本理论的顾氏卫法的遗产的各种地质??事件的地质现象和结果，利用现代地质作用的法律，古地质事件，条件，过程和反推力装置的功能。 4深深的裂痕地球表面凹陷，构造地壳下降区范围内的高角度断层拉长，数百到数千公里的大型地质单位。 5，山脊，也被称为洋中脊，脊长或中央。隆起在中央和整个世界的海洋，在这个星球上最长，最广泛的全球海洋中山系在海底。岛弧，大陆和海洋盆地弧形分布的岛屿。弦支穹顶结构;穹顶结构的丹霞地貌发育平台盖背斜的形式大致呈圆形，中央为圆顶状。
8，抗震设防烈度的地震，地震烈度分布在某一个地方的地面震动的强度。如图9所示，磁倾角;地球的表面之间的角度，在任何点在相对于水平面的地球的磁场矢量的总强度。 10个冰川冰川缓慢移动或天然冰自身的重力沿坡缓缓流淌的压力。 11生态系统，生态系统是在一定的时间和空间，环境，生物和他们的生存和生活，互相交流的物质循环，能量流动和信息交流，形成了一个不可分割的整体自然。
12，在附近的地面松散层率的地震波的传播速度是非常低的，通常只有几百米每秒，称为低速区，地壳由各种岩石面莫霍面圆。 14日，组成地球的岩石圈的岩石在地壳和上地幔壳实心球的顶部。 15，沉积岩，也被称为“沉积岩”，它是在地表或近地表的风化形成的风化，侵蚀的条件下，，和外力地质岩石一系列由以前的（母岩），和然后通过输送，沉降，形成巩固的岩石。
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