高校博物馆教育功能探讨——以西安科技大学地质博物馆为例

高校博物馆依托高校特色专业建设,具有专业性、教学性、科研性等建馆特色,在教育体系中发挥了重要的作用。以西安科技大学地质博物馆为例,讨论了高校博物馆教育功能的具体实现。高校博物馆以专业特色教育与科研为基础,开展国内外交流合作,面向社会开放,充分实现科学普及教育和素质教育,使参观者在学习科学知识的同时,启迪心灵,体会爱国主义情怀,加强思想道德素质修养。

高校博物馆育人功能的价值体现与创新途径——以西安科技大学地质博物馆为例

为了促进学生全面发展,文章首先阐述了西安科技大学地质博物馆概况,然后论述了西安科技大学地质博物馆育人功能的价值体现,最后提出了西安科技大学地质博物馆育人功能的创新途径。

西安市临潼区骊山镇地质环境承载力动态评价

地质环境承载力是衡量人类活动与地质环境是否协调的标准之一。开展地质环境承载力评价,调节人类活动强度,是实现区域经济可持续发展的关键。基于地理信息系统技术,量化综合评价模型,分析评价西安市临潼区骊山镇1980年、1990年、2000年、2010年和2015年地质环境承载力,并利用相等间隔法将承载力等级划分为好、较好、中、较差、差五个等级,进而获得各评价时间地质环境承载力分区图。经对比分析,在评价时间内研究区中北部冲洪积平原承载力指数平均下降率为5.63%;南部基岩山区承载力指数平均下降率为5.19%。研究成果可为研究区发展规划提供参考依据,以达到充分利用土地资源、调控地质环境变化趋势、减小危害的目的。

西安主城区地质环境质量综合评价

通过综合分析西安主城区地质环境的主要影响因素,建立了评价指标体系和分级标准。在此基础上,按地貌单元划分评价单元,建立西安市城区空间图形数据库,并进行空间分析,获得了各区评价指标值。用灰色关联法计算各指标权重,最后用模糊综合评判方法进行了评价。据此,参照国家标准并结合西安市城区地质环境的特点,把西安市城区地质环境质量划分四个质量等级。

智能时代的矿井地质工作展望——矿井开采智能地质保障技术体系架构

【背景和意义】面临碳达峰碳中和(“双碳”)目标的严峻挑战,煤矿智能化是新时期煤炭产业高质量可持续发展的必由之路和重要标志。矿井地质工作为地下煤矿开采提供地质基础和保障,在煤炭产业转型升级高质量发展中的重要性将日益增强。通过“矿井地质+人工智能”,构建“矿井开采智能地质保障技术体系”,为矿井安全高效绿色智能开采提供全方位和全过程地质保障,是新时期矿井地质工作契合煤矿智能化建设目标的发展方向与必然趋势,必将成为助推矿井地质工作提质增效的新质生产力。【方法和结果】在探讨矿井开采智能地质保障技术体系科学内涵的基础上,初步搭建了矿井开采智能地质保障技术体系架构,并对构成该技术体系的5个子体系:基础地测信息智能化管理、矿井地质灾害的智能化预测预警、矿区生态环境的智能化监测预测预警、开采有利区块的智能化辨识、透明工作面子体系,及其核心工作模块进行系统梳理。【结论】同时特别强调,在地质探测、检测技术手段不断进步的前提下,矿井开采智能地质保障技术体系的有效性取决于原始数据的准确性和可靠性,归根结底取决于地测人员的数量和专业素养,呼吁进一步加强矿井地质专业人才的引进与培养。

西安市地质环境质量的灰色关联与模糊综合评价

本文分析了西安市区的地质环境,选取主要评价指标因子,建立了评价分级标准和指标体系。运用MAPGIS软件建立了图形数据库,通过空间分析获得各区评价指标值。用灰色关联法-模糊综合评判方法进行评价,对照相关标准把市区地质环境划分为优、良、中、差四个质量等级,从而提出了预防整治和保护的合理措施及建议。

西安浐灞生态区地质环境质量评价

西安浐灞生态区地处西安的东北部,是正在建设的现代化生态新城区。本文以生态区地质环境质量评价为研究内容,选取植被覆盖率、地下水位埋深、水资源变化率、地质灾害发育程度、人类活动主要评价因子,运用模糊综合评判模型进行定性和定量的综合评价。评价结果显示,生态区地质环境总体良好,优良等级为主,但未来仍要加强监测和管理。

煤炭开采地质体复合损害与减损保障

【目的和背景】煤炭长期处于我国主体能源地位。随着近年开采规模和强度的增大,煤炭开采区岩石、土壤、水圈、生态环境的关联程度得到强化,急需从地球系统科学的理念出发,理解煤炭安全开采和绿色开采中围岩移动变形、冲击地压、煤与瓦斯突出、涌突水、地面沉陷、水土流失、生态环境损害等之间的耦合关系和链生特征。【方法和结果】提出基于地质结构控制和岩体结构采动响应的地质体复合损害科学研究内容、关键问题与减损地质保障思路,包括:(1)开展煤矿区煤−岩−水−土−生态圈层组合关系与动态响应特征研究,剖析复合损害形成的地质基础条件,厘清开发背景下各圈层采前、采中、采后地质条件动态演化特征,建立煤−岩−水−土−生态环境动态耦合演化模型。(2)建立复合损害协同驱动模型,精准识别量化各要素的关键状态参量,查明损害类型及其主控因素,揭示采动多场耦合响应规律与复合损害演化过程。(3)基于煤炭开采下多圈层损害之间的关联性,关注复合损害动态演化过程与对应关键状态参量变化,建立煤矿区复合损害协同预测监测与防控体系。(4)构建“五体系一平台”(精准勘探体系、智能感知体系、快速解译体系、风险评估体系、工程减损体系和采动复合损害综合分析平台),科学分析煤炭埋藏条件、岩体结构条件、水文地质条件、生态环境条件等自然因素及岩−水−土−生态环境多圈层响应规律等地质信息,实现地质结构条件透明化、评价模型及方法有效化、煤炭开发模式优选化、风险动态预测超前化、地质保障策略科学化。煤矿围岩复合损害地质保障研究能够为煤炭减损开采提供科学指导,服务煤炭绿色安全开采与生态环境保护。

基于保水采煤理念的地质环境承载力研究

我国西部生态脆弱区采煤引起的水资源破坏和地质环境变化,已经严重制约了矿区经济、社会、环境的可持续发展。通过梳理保水采煤、煤矿区地质环境承载力的研究进展,结合目前西部富煤缺水地区的地质环境现状,提出了基于保水采煤理念的地质环境承载力内涵及基本研究思路。分析认为:基于保水采煤理念的地质环境承载力研究,应将保水采煤理念与地质环境承载力理论有机融合,系统分析"采煤活动—水资源破坏—地质环境效应"作用机理,从寻求煤炭开采、水资源保护、地表生态环境保护3者之间的最优解中阐述内涵。地质环境承载力评价方法研究,可采用属性分析、生态需求分析、数值分析、突变理论等方法,重点研究评价指标的量化方法、综合评价方法、承载能力及承载状态等级划分方法。对于承载能力的计算,可采用模拟实验,取得典型煤矿区承载能力下地质环境与开采强度临界值的关系数据,进而提取出控制和减轻煤矿区地质环境问题的保水采煤技术方法,确定合理的开采强度和规模。在承载力评价和计算的基础上,提出地质环境承载力影响因素的协同监测技术方法,并给出了承载力预警等级判定标准。所提出的基于保水采煤理念的地质环境承载力内涵及基本研究思路,以期丰富和发展保水采煤及地质环境承载力的科学内涵,为西部生态环境脆弱区煤炭资源开发与水资源保护协调发展提供理论与技术支持。

甘肃矿山生态地质环境现状综合评价分区研究

根据甘肃矿山实地调查资料,从矿山开发对生态地质环境的影响程度、地质环境背景条件、地质灾害发育程度及矿山恢复治理难易程度4方面确定影响矿山生态地质环境的指标体系,采用模糊综合评判方法,建立矿山地质生态环境定量评价模型。利用MAPGIS空间分析模块求取综合指数的突变点以确定矿山生态地质评价分区的阈值,综合分析综合指数的分布特征,编绘甘肃省矿山生态地质环境综合评价分区图。分区评价结果与实际情况吻合良好。

城镇化与地质环境耦合协调时空演化分析--以临潼区为例

基于2010、2013、2017年临潼区23个街办面板数据,利用组合赋权法,构建城镇化与地质环境综合评价体系,首次提出城镇化-地质环境耦合协调度概念模型,并对其耦合协调的时空演化规律进行了分析。结果表明:2010-2017年,临潼区城镇化发展水平提升了5.9%,呈现出以骊山、秦陵、代王、斜口街办向北辐射的发展格局,地质环境承载力提高了6.9%,地质环境承载力依次为北部>中部>南部,位于东南部基岩山区的街办地质环境承载力最差;城镇化发展水平起点高的骊山、代王、秦陵街办发展速率较慢,但地质环境承载力提升空间较大;城镇化与地质环境的耦合协调水平整体有较大提升,良好协调以上由48%提升至78%,濒临失调的街办于2017年降至0个,两者耦合协调水平的空间集聚效应较明显。

地质环境抗扰动能力的可拓学评价

根据地质环境抗扰动能力合理规划开采强度,是保证资源开发与环境保护协调发展的必要前提。煤矿区地质环境的抗扰动能力取决于构造介质、构造形态、构造界面、构造应力等构造环境要素,而且受地下水影响。由此建立的评价指标体系,即有定量体现的指标,又包含定性描述的指标。对地质环境的抗扰动能力进行分级评价,实质上是一个复杂的模糊模式识别问题。应用以物元理论和可拓集合论为核心的可拓学理论评价方法,将矛盾问题转化为相容问题,将定性指标进行量化处理,将定性结论进行量化表达,为准确地评价煤矿区地质环境的抗扰动能力探索出一条比较理想的路径。

陕北能源化工基地煤炭生产可持续发展的地质与环境地质问题研究

陕北能源化工基地多种矿产富集,煤炭、石油、天然气、岩盐等矿产资源储量丰富,经过近20年的建设开发,已初步建成为中国重要的能源接续地和大型煤化工基地。但该区水资源短缺、生态环境脆弱的现状,相对资源开发增长速度较快的煤炭生产和转化来说,其环境压力巨大,暴露出的矿产地质与环境地质问题突出,已影响到基地建设的可持续发展。为此提出了如下应对措施:加强地质勘查工作,提高煤炭资源保障程度;加强多种矿产并存区的综合地质勘探、评价和规划,推进矿产资源的综合开发与利用;加强生产矿井的监督和管理,不断提高资源采收率;开展矿区水资源的勘察评价,加强水资源的规划和协调管理;深化《保水采煤技术研究》,推广实施矿井水及工业、生活污水的综合利用;建立健全防灾减灾体系建设,做好矿区地质灾害监测、评价及治理工作;加强矿区环境整治和生态保护工作;建立陕北能源化工基地煤炭资源、环境可持续发展的长效机制。

中国地质环境承载力评价研究进展

地质环境承载力是衡量人类活动与地质环境是否协调的标准之一。开展地质环境承载力评价,调节人类活动,是实现区域经济可持续发展的关键。20世纪90年代以来,中国关于这方面的研究广受重视,硕果累累。该文综合总结、归纳、考量近30年来中国区域地质环境承载力评价研究的基本情况,将其划分为3个阶段:自主理论探索阶段、实践运用与理论深化阶段、"3S"技术与大数据综合评价阶段。从评价流程、评价指标、权重计算、评价模型等方面进行简要回顾与总结,并指出当前研究中存在的问题。然后提出城市地质环境承载力演化模型。最后认为国内地质环境承载力研究的发展趋势应包括:完善评价理论,更加客观地评价地质环境承载力;注重对敏感指标的研究;注重评价的实用性。

陕西商南矿山地质环境质量评价

陕西省商南县矿产资源丰富,矿业开发是该县的支柱产业。频繁的矿山建设、开采活动是地质环境问题频发的原因之一。由于矿山数量较多、集中性差,以商南县为研究区,构建包括矿业开发对地质环境的影响、基础地质和生态环境3个方面,共计16个指标的矿山地质环境质量评价指标体系。将研究区划分为196个4km×4km的评价单元,通过实地调查、统计年鉴等方式获取数据。基于SPSS20.0软件,利用熵值法计算各评价单元指标权重,并结合集对分析理论计算各评价单元联系度,最后依据联系度将其划分为"严重区""一般区"和"良好区"3类矿山地质环境质量区。结果表明:商南县矿山地质环境质量空间分布差异较大,中北部矿山地质环境质量明显优于南部,且南部矿山地质环境问题主要集中在水沟镇、湘河镇、赵川镇等地,以地质灾害、矿渣占用土地、破坏植被及水土污染为主。"严重区""一般区"和"良好区"各占研究区面积的8.16%、46.95%、44.89%。评价结果可为商南县矿山地质环境综合治理提供理论依据。

西安市降尘粒度空间分布特征及环境意义

笔者在西安市区11个取样点进行了为期1a连续采样,采集样品14件。结果证明,降尘可以分为大小明显的两群,小于10μm的颗粒物以工业污染的产物为主,较大颗粒主要为自然源沙尘。西安市降尘粒度明显偏小,其中≤50μm的颗粒占总量的80%～98%;≤10μm的颗粒占30%～60%;≤2.5μm的颗粒占≤10μm颗粒的20%～46%。受城市风动力条件控制,沿东北—西南方向降尘平均粒径依次降低;降尘粒度分选性与小于10μm粒级颗粒的含量负相关,相关系数为-0.9212,负相关性明显。颗粒平均粒径和粒度分选性可以作为当地空气质量的综合性标志。

西安市大气降尘中石膏的成因与环境意义

运用X射线粉末衍射、红外光谱、扫描电镜、激光粒度仪和硫同位素分析等方法对西安市11个采样点大气降尘中石膏等矿物进行研究,表明石膏矿物是在大气环境中形成.西安市大气降尘中石膏含量范围0～20%,平均6.3%, 多为μm级自形微晶.降尘中硫同位素组成与其硫含量负相关;同时,降尘硫含量(平均SO2含量6%)远远高于源区物质(平均0.94%),说明其主要来自大气气相硫.结合降尘微形貌特征与SO2含量的关系分析,降尘中的SO2含量不仅受粒度控制,还与大气降尘的种类和性质有关.降尘对空气中SO2的'捕捉作用' 具有不均匀性,可以影响和改变城市大气中S元素的分布、传输路径和沉积方式.加强对大气降尘环境矿物学研究, 查清大气降尘矿物成分及其组合的时空变化,对探索含硫污染物的演化轨迹和评价含硫污染物的环境危害性具有重要意义.

煤炭原位开发地质保障

“双碳”目标下,面对“缺油、少气、相对富煤”的资源禀赋特征,煤炭在一段时期内仍占据中国的主体能源地位,但煤炭的低碳、清洁开发转型势在必行。地下原位热解、气化、干馏、制氢等方式有望成为未来煤炭开发的重要抓手。当前对煤炭原位开发已有较多探索,但地质选址和开发过程的地质安全性、可靠性和环保性仍是制约其规模化和商业化的科学难题。因此,煤炭原位开发地质保障的理论和技术研究亟待深入。秉持“安全、经济、环保、可持续”原则,从煤炭资源禀赋特征和地质条件出发,分析了煤炭原位开发研究现状;基于煤炭开发全生命周期的科学理念,提出了“煤炭原位开发地质保障”的科学内涵;在查明采前地质条件的基础上,从物理机制角度揭示深部原位开发过程中围岩地质体响应特征和损害规律,阐明原位开发中岩体工程地质力学行为,构建原位开发地质条件动态评价模型,形成原位开发减损保障策略和方法,提出原位开发空间的再利用途径,并以煤炭地下气化和地下热解2种开发模式为例阐述了原位开发阶段性,明确了原位开发区设计的地质条件要素,强调开发过程中实时动态监测和评价围岩地质体响应保证开发区密封性与安全性,实现地质条件时空演化的评价及地质风险可控性,此外注重协同开发深部热能与共伴生资源,实现残余资源利用和地下空间再利用。煤炭原位地质保障研究体现了资源赋存条件、地质环境约束、原位开发技术、地质风险防控、资源协同开发等层面的要求,突出了原位扰动条件下的地质条件变化,强调开发扰动与地质体结构的整体研究,理解原位开发时空效应范畴的多相场耦合损伤机制,从多圈层角度揭示原位开发扰动效应下地质风险模式,破解资源开发与地质环境制约之间矛盾,对于推动未来煤炭低碳开发,实现煤炭工业高质量发展具有重要的理论和实践指导意义。

西安市大气沉积颗粒中铅的赋存状态及环境效应

研究了西安市大气沉积颗粒物中铅元素的赋存状态,采用连续化学浸提萃取的方法进行实验室分析,结果表明,大气颗粒中铅含量与残渣态和铁锰结合态的铅含量的相关系数分别为0 977和0 747,铅元素在污染颗粒中主要以残渣态和铁-锰结合态存在,水溶态、交换态、有机质结合态存在的量虽然很少,但都以矿物质形式存在,这说明铅元素具有比较稳定、不易迁移和转化的特性,对周围环境和人体的危害比较持久.在治理措施上应及早遏制铅元素向环境中排放,以免其与灰尘发生相互作用而对环境造成长期的危害.

基于变异系数法的临潼区地质环境承载力综合评价

地质环境承载力是衡量人类活动与地质环境是否协调的标准之一。开展地质环境承载力评价,调节人类活动强度,是实现区域经济可持续发展的关键。本文基于变异系数法,利用综合评价模型,分析评价西安市临潼区地质环境承载力,并采用相等间隔法将承载力划分为优、良、中、差四个等级,进而获得临潼区地质环境承载力分区图。结果表明:行者街办等4个街办承载力等级为优,徐杨街办等7个街办承载力等级为良,零口街办等8个街办承载力等级为中,仁宗街办等4个街办承载力等级为差。研究结果可为临潼区发展规划提供参考依据,进而达到充分利用土地资源,调控地质环境变化趋势,减小危害的目的。