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第1章 概论1

1.1 环境与环境问题1

1.1.1 环境概念与分类1

1.1.2 地球环境的演化2

1.1.3 环境问题2

1.2 环境地球物理学的发展与任务4

1.2.1 环境地球物理学的形成4

1.2.2 环境地球物理学的确定内容5

1.2.3 环境地球物理学的特点6

1.2.4 与相关学科的关系7

基础篇11

第2章 太阳辐射与地球环境11

2.1 地球的物质结构11

2.1.1 地球在太阳系中的位置11

2.1.2 地球的形状与重力场12

2.1.3 地球的构造13

2.1.4 地球的物质组成15

2.2 太阳与地球的空间作用16

2.2.1 太阳的结构16

2.2.2 太阳的辐射16

2.2.3 太阳与地球的空间作用17

2.3 大气的成分与结构19

2.3.1 大气的物质成分19

2.3.2 大气的结构20

2.4.1 太阳辐射光谱22

2.4 太阳辐射与大气相互作用22

2.4.2 大气的散射作用23

2.4.3 大气的折射24

2.4.4 大气的吸收24

2.5 地表热平衡与地球环境25

2.5.1 地面热能平衡25

2.5.2 大气环流的形成26

2.5.3 海洋与大气相互作用28

2.6.1 水的反射光谱特性29

2.6 地面物体的光反射——可见光遥感的物理基础29

2.6.2 植物的反射光谱特性30

2.6.3 土壤的反射光谱特性31

2.6.4 岩石的光谱特性31

2.7 地球内部热源与地热测量32

2.7.1 地球热能的来源33

2.7.2 地球内部热能分布与地热场33

2.7.3 地球的热传导方式34

第3章 地球环境污染概述37

3.1 大气环境污染37

3.1.1 大气污染物与污染源37

3.1.2 大气污染的危害39

3.2 岩石圈表生带与土壤的环境污染44

3.2.1 板块运动与全球变化44

3.2.2 生态破坏与物质循环失衡45

3.2.3 城市生活与工业废弃物对土壤的污染47

3.2.6 土壤的自净与容量48

3.2.4 石油及其化学物质造成土壤污染48

3.2.5 农药使用对土壤的污染48

3.2.7 土壤环境中污染物的迁移与转化49

3.3 水环境污染50

3.3.1 水体污染物和污染源51

3.3.2 地下水污染52

3.3.3 水体的自净与转化52

3.4 物理环境问题53

3.4.1 环境声学53

3.4.2 环境振动56

3.4.3 环境电磁学58

3.4.4 光环境学60

第4章 环境地磁方法62

4.1 地球磁场与磁异常62

4.1.1 地磁要素与分布62

4.1.2 地磁场结构和磁异常63

4.1.4 地磁场的变化64

4.1.3 地磁场分布64

4.2 天然物质的磁性特征67

4.2.1 天然物质的磁性67

4.2.2 物质的磁化强度与磁化率68

4.2.3 铁磁物质的磁滞特征70

4.2.4 物质的剩余磁性70

4.3 磁性矿物与环境系统71

4.3.1 磁性矿物的循环72

4.3.2 磁性物质流与环境关系73

4.4 磁力仪与磁测方法73

4.4.1 磁力测量仪器的基本原理73

4.4.2 环境样品磁性测量75

4.5 高精度磁测76

4.5.1 高精度磁测方法77

4.5.2 数据的处理与解释78

4.5.3 实际应用79

第5章 环境电法勘查方法84

5.1 地球电场概述85

5.1.1 天然电磁场的特点85

5.1.2 地下局部相对稳定的电流场——自然电场87

5.1.3 被动源人工高频电磁波场88

5.1.4 主动源稳定电流场和交变电磁场89

5.2 电阻率法92

5.2.1 电阻率法的基本原理92

5.2.3 高密度电阻率法94

5.2.2 电阻率法的常用电极装置类型94

5.3 自然电场法99

5.4 激发极化法100

5.4.1 激发极化的机理101

5.4.2 激发极化的特性102

5.4.3 激发极化法测量中的视参数105

5.4.4 激发极化法的装置107

5.5 电磁感应法107

5.5.1 频率域电磁法108

5.5.2 时间域电磁法110

5.6 探地雷达112

5.6.1 方法原理及其技术特点112

5.6.2 仪器和野外测量方式114

5.6.3 数据处理和解释115

5.7 地面核磁共振方法116

5.7.1 地面核磁共振找水方法的基本原理117

5.7.2 NMR方法的仪器特点及找水工作120

5.7.3 数据处理、解释及其应用121

5.8 激光技术与激光雷达方法122

5.8.1 激光雷达的基本原理123

5.8.2 激光雷达的应用125

5.8.3 激光测量方法的应用127

第6章 弹性波及其勘查方法131

6.1 弹性波与传播介质131

6.1.1 弹性波在介质中的传播特征131

6.1.2 弹性波及其特征132

6.2.1 野外勘查数据采集139

6.2 地震勘查方法139

6.2.2 资料处理与地质解释140

6.3 瑞利面波方法和层析技术143

6.3.1 瑞利面波方法143

6.3.2 地震波层析技术145

6.4 声波勘测方法147

6.4.1 声辐射监测与工作方法148

6.4.2 数据分析技术与解释149

应用篇153

第7章 气候变化的地球物理研究方法153

7.1 气候变化的地温研究方法153

7.2 地磁场与气候变化156

7.3 利用天然γ测井曲线反演古气候变化157

7.4 沙尘暴的来源与监测158

7.4.1 沙尘暴现象的演化历史及地域分布159

7.4.2 沙尘暴的发生条件159

7.4.3 沙尘暴的发生步骤161

7.4.4 沙尘暴的影响因素162

7.4.5 沙尘暴的防治163

7.4.6 沙尘暴的监测及预报165

7.5 大气中颗粒物危害167

7.5.1 大气颗粒物的研究方法168

7.5.2 大气颗粒物研究内容170

7.5.3 大气颗粒物的来源解析171

7.5.4 大气颗粒物的干湿沉降和环境效应174

7.6 磁性与大气微粒污染源判断研究175

7.7.1 基本依据176

7.7 酸沉降污染卫星遥感调查176

7.7.2 工作方法177

7.7.3 四川地区酸沉降分布177

第8章 废弃物填埋场建设与监测179

8.1 垃圾填埋场地基及地下浅水层勘测179

8.1.1 地基勘察的电阻率方法180

8.1.2 地基勘察的电磁感应法187

8.1.4 地基构造调查的浅层地震法188

8.1.3 地基构造调查的氡气测量法188

8.1.5 探地雷达探测地下断层和结构190

8.2 地下固体废弃物勘察192

8.3 垃圾填埋场渗漏液的监测193

8.3.1 垃圾填埋场渗漏液性质193

8.3.2 地球物理探测方法198

8.3.3 挥发性气体（VOC）探测方法204

8.4 核废料渗漏监测205

8.4.1 放射性废物的分类206

8.4.2 放射性废物的地质处置207

8.4.3 放射性废物的渗漏监测209

第9章 工业泄漏及废液渗漏监测231

9.1 地下输储油气管道泄漏探测232

9.1.1 地下管道位置探测方法233

9.1.2 管道腐蚀检测方法233

9.2 油、气泄漏的探测237

9.2.1 漏油区的电阻率特征238

9.2.2 介质特征与探地雷达测量（GPR）方法242

9.2.3 油气污染监测的红外吸收光谱法242

9.2.4 NDIR装置系统246

9.2.5 挥发性气体探测方法246

第10章 放射性辐射环境监测250

10.1 放射性与环境辐射250

10.1.1 放射性基础知识250

10.1.2 环境辐射源252

10.1.3 辐射的生物效应256

10.1.4 放射性的物理量和单位256

10.2 环境辐射监测方法258

10.2.1 总放射性活度测定258

10.2.2 低本底γ能谱分析264

10.2.3 剂量测量的仪器及原理270

10.2.4 土壤中氡浓度测量271

10.2.5 室内氡测量方法272

10.2.6 水中氡浓度测量276

10.3 区域环境天然放射性水平测量277

10.3.1 环境辐射剂量率测量277

10.3.2 环境氡的测量278

10.4 核辐射应急监测280

10.4.1 核事故早期的场外辐射监测281

10.4.2 核事故中期的场外辐射监测285

10.5 建筑材料放射性测量与评价285

10.5.1 建筑材料的分类286

10.5.2 建筑材料中的主要放射性核素286

10.5.3 天然石材现场快速评价方法287

第11章 水环境污染的检测与处置289

11.1 地表淡水污染的检测与处置289

11.1.1 我国江河湖海污染的发展态势289

11.1.2 水污染的探测技术290

11.1.3 湖水酸化污染的磁化率研究291

11.1.4 水华蓝藻的处置试验292

11.2.1 地下水的污染状况293

11.2 地下水污染的监测与处置293

11.2.2 地下水污染的探测方法294

11.2.3 地下水漏斗的监测296

11.2.4 地下水污染源的屏障处置技术297

11.3 海水污染的监测与处置技术298

11.3.1 卫星遥感探测赤潮的分布299

11.3.2 地磁异常预测赤潮的尝试300

11.3.3 赤潮的处置技术300

11.3.4 海洋事故溢油的监测301

11.3.5 海洋事故溢油的应急处置方法303

11.4 海水入侵的探测304

11.4.1 海水入侵的探测方法305

11.4.2 海水入侵的防治308

第12章 自然灾害的勘查309

12.1 滑坡勘查309

12.1.2 滑坡形成的地球物理研究方法310

12.1.1 滑坡勘查的物性前提310

12.1.3 用地球物理方法确定滑坡体的边界范围及滑面深度312

12.1.4 滑坡的预测和监测方法316

12.1.5 滑坡的防治320

12.2 塌陷勘查321

12.2.1 探查塌陷形成条件321

12.2.2 喀斯特断裂及其充填物的岩石物理特征323

12.2.3 应用实例324

12.3.1 用高密度电法对地裂缝进行探测326

12.3 地裂缝勘查326

12.3.2 用高分辨率地震技术研究地裂缝成因328

12.4 地面沉降的勘查328

12.5 采空区勘查329

12.6 陷落柱勘查330

12.6.1 放射性方法——测量218Po核素330

12.6.2 高密度电法332

12.6.3 瞬变电磁法332

12.6.4 地震法332

12.6.5 高精度磁测333

12.7 煤层自燃勘查334

12.7.1 氡气测量334

12.7.2 用磁法勘查大致确定过火区范围334

12.7.3 浅层测温法334

12.8 土壤盐碱化调查335

12.8.1 土壤盐碱化调查方法336

12.9 堤坝隐患探测338

13.1.1 预测原理340

13.1 重大自然灾害的预测原理340

第13章 自然灾害预测预报340

13.1.2 预测思想和方法341

13.2 地震的产生344

13.2.1 早期的断层学说344

13.2.2 断层学说的发展345

13.2.3 组合模式347

13.3 地震带及地震预测348

13.3.1 全球地震带和中国地震带348

13.3.2 地震预测350

13.4 沙漠化研究354

13.4.1 沙漠化的形成假说354

13.4.2 中国的沙漠地带355

13.4.3 为何中国沙漠位置偏北356

13.4.4 黄土与沙漠化的关系356

13.4.5 中国历史上的沙漠化356

13.4.6 地形与沙漠化357

13.4.7 大地震与沙漠化357

13.4.8 构造稳定性与沙漠化358

13.4.9 河流与沙漠的关系359

13.4.10 沙漠化与沙尘暴359

13.4.11 制止沙漠化的对策359

13.4.12 地球熵增与沙漠化359

13.5 空间天气359

13.5.1 空间天气是什么？359

13.5.2 空间天气产生的科学背景和应用背景360

13.5.3 空间天气研究和预报的主要内容360