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地理地质本科学术论文范文篇一
《 静海县农村集中供水工程的实践与启示 》摘 要: 解决好农村居民饮水安全问题是建设社会主义新农村的重要内容。天津市静海县水务局围绕水旱从人、人水和谐的治水目标，探索出农村连片集中供水的新模式: 科学规划、标准化建设、企业化经营、专业化管理，壮大了水利行业的自身产业，在全县农村范围内实现了农村供水城市化。
关键词: 农村饮水; 集中供水工程; 天津市
静海县水是生命之源，是人类生存的基础，获得安全饮水是人类的基本需求，让每个人都得到安全饮水是人类的共同愿望。为广大农村群众和乡镇居民提供安全、方便的饮水，是社会发展的必然要求，是建设社会主义新农村的重要内容之一，有利于促进农村社会经济发展，提高农村人口素质，稳定农村社会秩序。
1 农村饮水现状
静海县位于天津市西南部，东与天津市大港区为邻、东北隔独流减河与西青区相望、其余各向为河北省诸市环绕，有大清河、独流减河、马厂减河流经全境，全县总面积 1 414. 9 km2，辖 16 个镇和两个乡 383 个行政村，总人口 55 万人，农村人口44. 7 万人。
全县除县城 5 个街道和周边的东五里、胡家园、下三里、大邱庄 4 个街道及县直单位饮用天津市自来水公司的水外，其他村都是以县水务局建设的集中供水厂为水源。各村铺设输水管道，各户安装水表，集中供水厂以恒压变频的方式通过臭氧消毒 24 h 全天候高压供水。
现在全县有 30 处集中供水厂，供水村庄 355个，供水人口 41. 7 万人，实现了农村集中供水工程的全覆盖。
2 农村供水工程的发展、规划和成效2. 1 供水工程的发展新中国成立后人民当家作主，集体找水源、挖水井。20 世纪五六十年代广大人民群众是从土井或坑塘、沟渠内担水、拉水吃，饮水条件很差，有的水源地距村 2 ～3 km，人们的生产、生活极不便利。
70 年代凿井技术普遍推广，各村陆续打了饮水机井，70 年代末—80 年代初各村都有一眼深机井作为饮水水源，又相继铺设了供水管道，机井水直接入户。虽然设备简陋，但人民群众的饮水条件得到了改善。然而这些供水工程都是由各村村委会管理，没有相应的管理措施，重建轻管现象严重，村委会拿不出资金投入其运行和管理，供水系统得不到定期的维修和保养，更谈不上更新改造。有的村机井坏了村委会拿不出钱维修，村民只能到别的村拉水，造成农村饮水条件跟不上时代的发展，供需矛盾日趋加大。
世纪之交连续七、八年的干旱使静海县水源严重枯竭，静海县又没有外来水源，地下水位急剧下降，20 世纪七八十年代开凿的机井大都是两结构井管，变径处已在深水位以上，井泵接触不到水，造成“卡脖”使机井报废。到 2001 年底，全县有近200 个村 20 多万人出现饮水困难。县水利局按照“先生活，后生产”的原则，新打机井 156 眼，解决了这 200 个村的饮水困难。但是各村仍是各自为政，单村供水，供水工程由各村委会自主管理，水源调配仍是多头分散管理，一些供水设施报废，管理体制不健全、不完善，水利资金的投入只能发挥出短期效益，很难使供水工程达到良性循环，发挥出长期效益。
供水工程暴露出下列几种问题: ( 1) 原有管网老化失修，锈蚀严重，“跑冒滴漏”现象普遍发生。部分地区造成供水的二次污染，饮用水细菌总数严重超标，直接影响广大农村居民身体健康。( 2) 配水管网设施缺乏统一规划和管理。随着居民人数的增加，村庄规模不断扩大，供水管道私搭乱接，管径过细，形成“卡脖子”现象，爆管事故随时可能发生，加之老的管网缺乏必要的阀门控制，管网一处出现事故，造成全村或村庄大部分地方停水，给供水带来了直接影响。( 3)供水设施技术落后，供水耗能较大，供水成本较高。修井、修泵、维修管道所发生的费用已成为各村委会的经济包袱。( 4) 居民和企业都没有安装计量设施，全县 90% 的村庄用水不收费。居住在水源附近的住户在庭院种植花草树木，利用供水时间进行大水漫灌，或将供水出口直接通入下水道长期冲刷，不仅造成水源浪费，还使管网供水压力降低，使居住在管网末端的住户根本就见不到自来水，只能在自家的水嘴上安装自吸小水泵再次提水或到别人家担水吃，用水极不方便，增加了负担。( 5) 由于老的供水设施技术落后，耗能高，加之用水不收费或少收费，部分机井带病运行。全县 95% 以上的村庄都是限时供水，每天或隔天供水 2 ～ 3 h，居民饮水只能用罐储和水箱存，给人们的正常生活带来不便。
面对水资源管理体制的弊端和农村居民饮水困难的实际，静海县水务局结合本县实际，以服务基层为宗旨，以村民饮水为中心工作，克服种种困难，派工程技术人员一方面到外地进行考察调研，另一方面深入乡镇村，通过和镇村领导座谈，了解农村居民的饮水现状和广大居民群众的意愿，按照“规模化发展，标准化建设，市场化运作，企业化经营，专业化管理”的目标要求，编制《乡镇集中供水可行性研究报告》，积极探索一条农村集中供水工程建设与经营管理的模式，实现水资源的统一管理、优化配置，改善农村居民的饮水条件。
2. 2 供水工程的规划
静海县在 2006 年前建成 5 处集中供水厂，供水村庄 30 个、供水人口 10 万人。2006 年初借全市农村自来水管网入户改造的政策东风，编制了《静海县 2006—2010 年农村饮水安全及管网入户改造工程规划》，把全县农村规划为 30 片，建 30处集中供水厂，为 355 个村庄 14 万户 41. 7 万人供水。
2. 3 供水工程的成效
目前静海县农村集中供水工程已被广大干部群众所接受，各乡镇村建设集中供水厂的热情也十分高涨，成效显著。
2. 3. 1 改善了农村居民的用水条件农村集中供水工程全天候供水，改善了农村居民的用水条件，使广大农村居民实现饮用水城市化，农村居民的宜居环境得到改善，生活水平有了进一步的提高。
2. 3. 2 农村供水拉动内需，振兴经济集中供水工程全天候供水，使农村居民的生活用水步入城市化，使洗衣机、太阳能、电热水器在农村得到广泛应用，为拉动内需、振兴经济起到很大的促进作用，在创造巨大的社会效益的同时也为其他行业创造了多处就业机会和经济效益。
2. 3. 3 以经济杠杆促进节约用水集中供水工程的实施改变了农村长期的饮用48“福利水”的历史，提高了人们的水商品意识，由过去的 1 村 1 眼饮水机井，改变为 8 ～16 个村乃至20 个村 1 万 ～ 2 万人 1 眼饮水机井，按计量收水费。经测算全县 30 处集中供水工程的建成，每年可节约地下水 600 万 m3。
2. 3. 4 控制地面沉降
2009 年静海县的地下水水位已由 1990 年的56 m 下降到 78 m，降幅达 18 m，无节制地开采地下水造成地面沉降等多种地质灾害。大邱庄和大丰堆、独流及静海周边是静海县三大地面沉降漏斗区，每年地面降幅 80 mm。降低地下水开采量是控制地面沉降的主要手段，集中供水工程建成后年节约地下水近 600 万 m3，涵养了水源，减少了地面沉降幅度，现在全县地下水的年开采量已由 20 世 纪 末 的 5 300 万 m3降 到 2010 年 的4 400 万 m3。运西的王口、沿庄等地的地下水位已得到有效的控制，地面沉降平均控制在 20 mm以内。
3 农村集中供水工程的技术措施
集中供水工程是在科学规划、合理布局的基础上，打破行政区划和地域界限，坚持跨乡镇、远辐射、大规模方向发展。
以 1 万人规划为基数，每处水厂供水 8 ～16 个村庄不等，供水半径 3 ～6 km，在不影响村镇建设规划的前提下，优选周围环境好、交通便利、位置适中的地段建集中供水厂，占地 2 500 ～ 4 000 m2。
以新打深机井为水源，建地上 200 m3蓄水池，以水源地为中心向供水村庄铺设 8 ～ 1 寸的优质聚丙烯供水管道，管网分级铺设到每户院墙外，配套供电设施，安装恒压变频供水系统，水源出口安装总控制阀门、总水表和远传压力表，在各村入村主干管道上安装总水表和控制阀门，在管道各分支处、胡同口或楼口安装分控制阀门和 1. 5 寸水表，每户在院外安装 6 分水表，全天候供水，按计量收费，每户终端水嘴设计压力不小于 2 kg，在蓄水池送水管网处安装臭氧消毒设备进行消毒，防止微生物超标。
供水厂管理房采用一个平面设计布置，为砖混结构平房，包括配电室、蓄水池、办公室、休息室、仓库，厂院四周建围墙和透视墙、门口安装电动无轨钛铝合金折叠门，厂区 24 h 不断岗、门口安装监视设备，确保供水安全。
4 农村集中供水工程的长远规划
随着静海县农村集中供水工程建设规模的不断扩大，在保证各集中供水厂良性运行的同时，县水务局正探索集团化经营模式，不断改进施工技术，引进先进的供水设备，以各村入村管道为切入点，为南水北调中线工程竣工后实现农村供水水源切换做好准备，这样不但可使长江水流入静海县农村的千家万户，也涵养了地下水资源，控制了地面沉降，更使水务一体化管理、水资源统一调配进一步增强。
5 农村集中供水工程的经验和启示5. 1 经 验5. 1. 1 坚持科学规划，合理布局，高标准建设集中供水厂根据静海县村多偏小、村庄坐落位置相对集中的特点，采取了分散与集中相结合的形式，制定了《静海县实行农村集中供水工程建设规划方案》。
以 1 万人规划为基数，全县共规划了 30 片集中供水厂，共涉及 41. 7 万人，占农村人口的 93% ，供水半径由原来 3. 5 km 扩大到 6 km。通过建设集中连片供水工程，实现了水资源的合理开发，提高了水资源利用率，使供水工程步入良性循环的水利产业化管理道路。
5. 1. 2 精心组织，严格管理，确保工程建设质量饮水安全及管网入户改造工程是一项民心工程，必须坚持高标准、高质量建设。一是，加强对工程建设的领导，成立了工程建设领导小组，组织协调工程建设中出现的问题。二是，水务局成立了工程项目部，具体推动此项工作。三是，加强工程建设的管理。为保证工程质量，制定了《农村集中供水工程管理办法》。严格按照《天津市农村饮水安全及管网入户改造工程建设的实施意见》的要求，对整个工程建设推行“六制”管理，严格执行建设程序，规范工程建设管理。对工程建设所涉及的内容进行公示，接受群众监督。四是，对工程主要设备材料在市水务局有关处室和县纪检监察部门及项目部门的监督下，进行采购。通过公开招标严格选择施工队伍，严把工程建设的质量关。五是，加强对建设资金使用的监督管理。按照《天津市农村饮水安全及管网入户改造工程资金管理办法》的规定，设立了工程专用账户。实行专户储存，专款专用。加强项目资金的监督管理，从项目建设开始，就跟踪审计，保证了项目资金的安全和有效使用。
5. 1. 3 积极筹措工程建设资金
做好资金筹措是农村集中供水工程建设的前提，在资金筹措上的难点是县匹配资金和乡村自筹资金的落实。在县财力自筹有困难的情况下，县匹配资金向农业发展银行贷款，由水务局还本，政府贴息; 乡村自筹部分，通过“一事一议”的办法自愿筹资筹劳，以建设村庄承担管道沟的开挖与回填、负责实施水表井和闸阀井的砌筑作为以劳抵资。
5. 1. 4 实行独立核算、自负盈亏的运行机制为经营好农村集中供水厂，保证工程的良性运行，静海县水务局成立了农村自来水管理站，该站为局属科级事业单位，负责目前各个供水厂的日常管理工作。供水厂实行企业化经营与管理，自收自支、自负盈亏。由农村自来水管理站与承包单位签订承包合同，承包经营者每年向自来水管理站上缴折旧费和管理费后，剩余部分用于电费、维修费、人员工资、管理费等支出。供水价格按照成本核算、合理收益的原则，采取农村听证会的形式，通过听证再由县物价局对供水价格进行核定，报县政府批准执行。
具体水价标准为: 居民生活用水 2. 20 元/m3，养殖专业户用水 2. 50 元/m3，机关事业单位用水3. 10 元 / m3，工业、交通、商业、金融、建筑用水3. 60 元 / m3，宾馆娱乐业用水 4. 60 元/m3，特种行业用水 6. 80 元/m3。
随着静海县农村集中供水工程建设规模的不断扩大，水务局正在探索集团化经营管理模式，与规模较大供水企业强强联合，积极推行股份合作制，加快农村集中供水向市场化、集团化发展的步伐。
5. 1. 5 严格界定供水设施的产权水厂建成后，按照“谁投资、谁所有”的原则确定产权，具体管理办法是: 从水厂到居民胡同口的供水设施的产权归水务局所有，水务局负责其日常的维修及管理; 胡同口以下的供水设施的产权归村或用水户所有，相关发生的管理和维修费用由产权所有者负责承担。这样产权明晰、责任明确，既有利于供水设施的维修和管理，又有利于管理水平的提高。通过集中供水工程的建设，壮大了水利行业的自身产业，新增水利固定资产将达到 2 亿元。
5. 2 启 示
水利工作与民计民生密切相关，农村集中供水工程是一项惠及农村千家万户的民心工程。既合理开发了地下水资源，又为农村广大人民群众生产生活用水提供了可靠的饮水安全和供水保证。因此，给我们带来以下三点启示。
5. 2. 1 集中供水工程建设是提高农村饮水质量和安全的有效途径通过农村集中供水工程建设，农村供水从过去的每天限时供水改为全天 24 h 供水，水压、供水时间得到保证，不仅解决了农民吃水难的问题，而且进一步提高了农民的生活质量，洗衣机、热水器、太阳能等得到广泛应用，拉动了内需，振兴了经济，活跃了农村市场，推动了乡村小城镇住宅楼建设，使农村生存环境、生活条件和卫生状况得到了极大改善，村容村貌显著改观。加快了农村城镇化建设的步伐。
5. 2. 2 集中供水工程建设是跳出水利抓水利、实现水务一体化的基础从实践中深刻体会到，抓好农村集中供水建设，能加快水利产业化进程，是水利经济新的增长点，同时，也为加快推进水务一体化管理奠定坚实基础。通过集中供水工程的建设、管理、运营，我们基本摸索出了一条适合全县农村供水事业发展的路子，初步建立了农村供水管理模式，并取得了一定的经济效益，受到农村广大干部群众的认可和拥护。
5. 2. 3 集中供水工程建设是农村饮水方式的一次变革实施农村生活用水从“福利水”向商品水的转变有一定的难度，个别干部和群众积极性不高。要通过宣传发动，来统一思想，提高认识。同时结合国家和上级部门的扶持政策，讲明工程建设的意义和好处，转变农民传统的用水观念，调动各建设村干部群众参与工程建设的积极性，为工程建设顺利实施创造良好的条件。同时，还要加大行政推动力度，保证工程建设顺利进行.
地理地质本科学术论文范文篇二
《 锡林浩特市牧区饮水安全工程建设存在的问题 》〔摘要〕文章论述了锡林浩特市牧区饮水安全面临的问题，提出了保障农村饮水安全的总体思路及采取的措施。
〔关键词〕牧区;饮水安全;问题;对策
1牧区饮水安全工作面临的问题
1.1大部分地区水质差我市牧区饮水安全工作面临的主要问题大部分地区水质差，据2004年和2007年锡林浩特市林业水务局和卫生局两次对我市牧区饮水工程水质化验结果显示，我市现有水源井大部分水质不符合国家生活饮用水卫生标准，氟含量超标严重。由于受建设资金的制约，牧区供水工程标准低，缺乏水处理设施，饮水水量和水质没有保证，饮水标准得不到有效改善。
1.2人畜饮水困难
由于牧区部分地区水资源短缺，人口居住又十分分散，导致许多居民点到取水点的水平距离较大，造成人畜饮水困难。
1.3供水保证率低
牧区过去修建的饮水工程大多为浅井、压水井、筒井等小型、分散工程，供水保证率低，遇到连续干旱会造成地下水位下降，就会重新出现饮水困难。
1.4水处理设计缺乏
近几年来，虽然牧区水利基础设施建设不断加大，但因为我市牧民居住十分分散，导致单项工程解决人口较少，短期内很难全部解决，而且大部分饮水工程缺乏水处理设施，水质达不到规定的标准，饮水不安全对人民群众的身心健康构成了威胁，所以，农村饮水安全是当前人民群众最关心、最迫切需要解决的问题。
2对牧区人畜饮水的水质要求
为使牧区人畜饮水安全得到保障，牧区供水的水质必须符合国家现行《农村牧区生活饮用水水质标准》。水质标准包括物理性状、化学性状、毒及细菌学四大类指标。
水的物理性状包括浑浊度、臭和味等各项指标。要求水质从感观上对人体无不良刺激。
水的化学性状包括PH值、总硬度、铁、锰、铜、锌、挥发酚等各项指标。超过一定限量时，将会使水发红发黑，产生异味、异臭，水烧开时产生沉淀，为生活用水所不宜。在农村最常遇到的是地下水含铁、含锰和硬度过高，这时需采取除铁、除锰措施。
水的毒理学指标包括氟化物、铝、砷、氰化物等有害物质，超过卫生标准时将对人体产生危害。所以，含氟量过高的水，不宜作生活饮用水，必须进行净化处理。
水的细菌指标包括细菌总数和大肠菌群，通过消毒措施，使水质达到饮用水标准，为群众供应卫生的水，是建设农村人畜饮水工程的另一主要目标。
3保障农村饮水安全的总体思路
3.1打井在无浅层水可用的地区，通过打深井来解决农村饮水安全，虽然成本非常高，但是能有效改善牧民饮水条件。
3.2安装水净化设备
根据我市牧区水源水质普查结果，对现有水源井水质超标的地区，通过安装水净化设备改善饮水水质，保证牧民饮水安全。
3.3多方筹集资金
对无经济能力建设水源工程的牧户，多方筹集资金，本着“先急后缓、先易后难”的原则，逐步解决其饮水困难问题。
3.4移民搬迁
在水资源匮乏、无法建设水源工程的地区，实行移民搬迁，以改善其生活生产条件。
4采取的主要措施
4.1工程措施(1)增强饮水工程规划设计的科学性。饮水工程从规划设计到施工建设的整个环节，不仅要对水源供水保证程度进行充分论证，而且要结合供水区域的环境特点、产业结构和用水现状，用发展的眼光对工程作出评估。无论工程大小，都要按照总体规划来进行，严格执行工程建设的审批和验收制度。
(2)大力兴建牧区集中供水工程，对一些水源条件好，居住相对集中的地方，建设集中供水工程，不仅可以大大减少建设投资，而且还可以使一个工程发挥较大的工程效益。
(3)对于居住分散、调蓄地表水比较困难的地区，开发深层地下水保证牧民用水。
(4)建立、健全水质监测系统，增建水处理和净化设备。
4.2非工程措施
(1)要防治并重，综合治理。水源地保护要与水质处理相结合，特别要加强饮用水源地保护，严格监控化肥、农药的使用，水源地附近要禁止发展高污染工业，防止和逐步减轻对牧区饮用水源的污染，让群众喝上干净的水。
(2)资金筹集措施。饮水安全工程点多面广，单靠国家的有限资金是远远不够的。因此，在资金筹措上，要从推行小型水利工程产权改革入手，在产权流动、结构多元的基础上拓宽筹资、融资渠道，要积极发展股份合作、联合办水;大户带头、民营办水;拍卖转让，滚动办水;租赁承包，以水养水;贷款融资，举债办水等五种融资办水方式，使饮水工程在产权明晰，责权利一致的前提下保证足够的投入，得到良好的运行。
(3)水价调控措施。饮水工程供水水价偏低，是制约供水工程正常运行的重要因素之一，因此必须改革现行的供水水价管理政策，实行保底价、成本价和超额用水水价区别对待、足额收取的政策，使人畜饮水工程实现有偿供水，以水养水，逐步走向良性循环。
(4)管理监督措施。长期以来，重建轻管的问题一直得不到有效的解决，为了保证饮水工程的持续有效运用，保证饮水安全，必须从根本上采取措施既要从工程的所有权、经营权等方面强化管理，也要加强部门监督、服务等管理功能，还要适当从资金等方面予以支持，只有这样才能保证饮水工程的可持续利用，才能保证牧区人畜的饮水安全。
地理地质本科学术论文范文篇三
《 地下热气对火山、地下溶洞和大地震的形成的作用 》摘要： 火山、地下溶洞和大地震的形成都因地下热气体的聚散而产生的。地下热气的存在使地壳形成时在地层中出现热气泡，岩层冷却凝结，其中的热气泡所在的地方变成了地下溶洞;热气泡膨胀扩张，冲出一条或多条从地壳底层到地表的通道，往地面喷出岩浆，就形成火山;热气泡降温收缩，造成热气泡上面的岩石层拱顶坍塌，引发热气爆炸而发生大地震。纷繁多变的地质活动和现象，都是地下热气发生作用的结果，地下热气的消长是地球物质运动和变化的主要原因。
关键词： 地下热气;地壳;热气泡;火山;地下溶洞;大地震
Underground heat and volcanoes, underground cave, a major earthquake
Abstract: Volcanoes, underground caves and the formation of large earthquakes are a result of underground hot gas. Underground heat generated in the crust-shaped the thermal bubble formation, lithosphere cooling condensation, the place where the hot air bubble have being become into underground cave; Thermal bubble expansion, out of one or more channels from the bottom to the surface, magma emitted to the ground, cause volcanic eruption. The hot bubble cooling contraction, caused the rock layers above the dome bubble collapse, cause heat explosion, and outbreak a major earthquake. Numerous and varied geological events and phenomena occurred are the result of underground heat.
Key words: Underground heat; Crust; Thermal Bubble; Volcano; Underground Cave; Earthquake
引言
空心玻璃器皿的制作过程说明了气可以改变和塑造热岩浆的形状，热岩浆内存在气泡可以使之冷却后形成中空，变成空心玻璃器皿，由此可以推知，地球的岩浆冷却凝结成山或岩石层时内中包裹着气泡，有气泡的地方凝固成形变成空洞，从而形成了现在的山洞和地下溶洞。推而广之，形成地震和火山的地下热气洞也是由热气的作用而产生的。热气的长消、聚散造成了地质的活动，生成了各种各样的地质现象。
1 地下热气与地壳的通孔结构的产生
1.1 高热气体的产生
高热气体的产生主要有两种形式：第一，当高热岩浆流体物质处于高热离子形态时，各种物质无差别地融为一体，当高热岩浆流体温度降到一定的程度，存在于高热流体的各种物质就会还原其气体形态而被释放出来，形成高热的气体形态;第二，地壳底层下面的高热岩浆流体同其外与之相接触的物质发生反应，或高热岩浆流体生成各种热气体物质之间发生反应，生成各种热气体化合物，形成高热气体形态。举例，地壳底层下面的高热流体从几万摄氏度降到一千摄氏度左右时，其中的如H、O、C、CL、S等物质就会还原其气体形态而被释放出来，这些物质之间或外面大气压压进来的物质与高热流体中的物质在高温中又进行化学反应，生成其他化合物如H2 O、CO2、N2、HC、HCL、H2 S、HF等物质的气体形态。
1.2 地壳的通孔结构
地球原来是一个火球，构成地球表面的高热流体物质同外面与之相接触的气体物质发生反应消耗热量，并向外空间散发热量而逐渐冷却下来，凝结成坚硬的岩石层和较松软的土层相间的地壳。高热流体从地球表面向里一层层往下逐渐由外到里层层冷却，凝结成新的岩石层或土层，这些冷却下来的新的岩石层或土层共同构成了地球的地壳。此过程不断继续，地壳变得越来越厚。
岩石层和土层相间的地壳总体上是一个疏松的中间满是蜂窝状的小孔和小空洞，并呈立体网状相连的结构状态、可以上下通气。这种构造形成的原因主要有以下两种：
第一，地壳下面正在冷却凝结转变成岩层或土层的热流体层，其外是较冷的岩土层，其内是高热流体层，高热流体层的热量穿过正在岩土化的热流体层向外散发，遇到外面较冷的岩土层，一部分热又向内折回来形成对流，使热气对流在高热流体层与较冷的岩土层之间反复进行，夹在中间的正在岩土化的热流体层就像被蒸的馒头，中间形成满是蓬松的小孔立体网状结构的形状，可以内外通气，当其冷却凝结成岩土层以后，这种形状就固定了下来。
第二，正在岩土化的热流体中包含的气态物质没有被完全释放出来，在岩浆中形成大小不同的气泡，冷却以后，在岩土层中有气泡的地方就形成了大小不同的气孔、空洞，可以上下通气，地下岩溶洞与山洞也是这样形成的。
即便是纯粹的岩石层，虽然质地坚硬、结构紧密，其中间仍然有众多的小空穴和小缝隙，使气体能得以正常通行。
这些一层层冷却下来的有通孔结构的岩石层和土层共同组成了有通孔结构的地壳，地壳的通孔构造保证了地球内外的物质能量的正常交换。在地壳的长期演化中，由于地层的移动、推挤、抬升、变厚和火山爆发等多种原因，使地质变形，有些地方地层的通气功能被削弱，甚至丧失通气功能，但地壳的总体结构和通气功能不会有太大的改变。
2 地下热气与火山爆发
2.1 火山的成因
2.1.1火山爆发的基本原理
火山爆发的基本原理就是高压锅式的热气膨胀。
2.1.2火山形成的三个基本条件
火山形成的三个基本条件：一是地壳底层能够形成聚集热气体的大气泡或大拱洞;二是地壳底层大量高热气体在大气泡中的继续聚集和被加热，三是地壳从底层到表层的不同形式的通孔立体网状结构。
地壳底层空洞或拱洞的产生的几种情况：第一，地壳移动造成地壳底层被推挤，抬升而形成拱洞;第二，地壳底层岩浆凝结成固体岩土层时，因岩浆里面含有气泡而使凝结后的岩土层里存在空洞;第三，地壳底层下面的高热流体产生的热气体向上推动较疏软的地壳底层而形成拱洞。
各种热气体物质形态在地壳底层中形成很多热气泡，或在地壳底层的拱洞里大量聚集起来形成大热气泡，热气泡下面的高热流体不断向它增补热气体，并继续加热，使大热气泡不断继续扩大和膨胀，各种热气体混合构成的大热气泡就成为易燃易爆的、随时准备爆炸的火药库。
地壳的通孔结构，使在地壳底层的大空洞或拱洞里聚集的高热高压热气膨胀扩大空间变得较容易，并且，热气泡可以顺着地层通孔、裂缝、空洞不断地由里向外地面膨胀、推动、扩展，打通从地壳底层到地表的通道，最后，冲开地面喷出热气体和岩浆，形成火山喷发。
2.1.3火山的爆发
地壳底层下面的高热流体内含有的各种物质，如H、O、CL、C等气体形态被释放出来，逐渐推动地壳底层的软岩浆形成大热气泡，或在地壳底层的拱洞中大量聚集起来，形成大热气泡;另外，高热流体物质与其他物质进行化学反应生成各种化合物的气体形态，如H2 O、CO2、N2、HC、HCL等气体化合物，在孔洞聚在一起，形成混合热气泡。高热流体不停地的运动和进行化学反应，大量的各种热气体被不停地创造出来，不断得到加热和气体补充的热气泡向四周膨胀，扩大空间变成大热气泡，或多个小热气泡在膨胀扩大中合并成一个大热气泡，大热气泡顺着岩土层的裂缝或空穴不断向上伸展膨胀扩大，冲出一条或多条从大热气泡到地表的通道。地壳底层下面高热流体的加热和地壳的地层重量的压力作用下，大热气团处于高热高压的状态，当其能量的膨胀力积累到能顺着它已冲开的通道冲出地面时，高热气体就会从这个通道喷涌而出，大气泡下面受高压的热岩浆流体也跟随其后，喷出地面，这就是火山爆发。
2.2 不同时期火山的一些特征
2.2.1地球早期火山的一些特征
总体来说，地球早期的地壳岩土层比较薄，温度比较高，质地也比较软，韧性比较大，较容易弯曲，地壳移动时，岩土层受推挤容易弯曲而在底层下面也较容易形成拱洞。地壳底层下面的高热流体物质在运动中与其外面压进的物质进行化学反应，生成各种热气体物质，这些热气体在地壳底部形成很多热气泡，或在地壳底部的拱洞之中大量聚集成大热气泡，或多个小热气泡在膨胀中合成一个大热气泡，大热气泡向周围膨胀扩大，向上冲开较薄的地壳表层，热气与热岩浆从地下喷涌而出，向地面推积热岩浆，就形成了火山。
当时的地壳较薄，受压的热气泡容易冲开地壳表面，当热气泡冲开地壳喷涌而出时，下面的高热岩浆簇拥着热气一起喷出，堆集成山，冷却后成为岩石山。因此，此时的火山有以下明显的特征：火山持续的时间也较短;火山爆发很少出现反复喷气的现象;火山没有明显的火山口，一座火山就是一堆实心的岩浆，变成一座实心的山峰(含有气泡的岩浆，冷却后有山洞);地面温度较高，火山爆发非常频繁，大部分陆地表面都能爆发火山。
2.2.2地球现阶段火山的一些特征
现阶段火山的一些特征有：1)现阶段火山爆发的次数少，间隔的时间长。原因是：第一，现阶段地球内部的地热量已大大减少，地壳也大大增厚了，在地壳底层的拱洞里聚集的大量的高热气泡，积累足够的膨胀力来冲破厚厚的地壳岩土层，并不很容易;第二，厚厚的地壳岩土层的地质结构是一个有很多小通气孔和小空洞组成的立体网状结构，它有很多空间可以吸收和容纳很多高热流体释放或进行化学反应生成的热气体，对已形成的大高热气泡的膨胀力还有缓冲的作用，要形成强大的足以爆发火山的大高热气泡，需要较长时间的能量积累。
2)现阶段的火山有明显的火山口，山火爆发的持续时间较长。原因是，地下高热气泡顺着岩土层的裂缝、空洞或通孔，不断向上推动和扩展，冲出一条或多条从地壳底层到地表的通道，喷出热气体和岩浆，形成火山喷发。大量受高压的热气体和岩浆一起通过通道涌向火山口，一次只能有少部分气体和岩浆通过，受阻而滞留的大量气体和岩浆要经过长时间的多次反复喷发，才能喷完，火山才能停止。因此，火山喷发岩浆持续的时间较长。
火山爆发以后，如果地质结构没有发生太大的改变，地壳底层大热气洞仍能形成，能够重新聚集大量的热气体，经过一段时间的气体能量积累以后，热气的膨胀力又可能冲破原火山口，重新喷出热气体和岩浆，此火山就变成活火山。相反，就是死火山。
2.3 现代火山的分布
对火山分布的考察，必须考虑前面所述的火山爆发的三个条件，前两个是火山孕育的条件，是火山形成的内在因素，也是考察火山理论分布必须的参考因素;后一个条件是火山最终喷发的外在因素，分析火山实际分布时必须加予考虑。火山的分布可分为理论分布区和实际分布区，理论分布区指的是从理论上说，火山威胁仍存在但很可能不再喷发火山的区域;实际分布区指的是火山威胁存在并一定会喷发火山的区域。
2.3.1现代火山的理论分布区
地球表面上凡是大高原或大山脉的地区都属于火山的理论分布区，因为大高原或大山脉地区都孕育着火山，都应该喷发火山，历史上这些地方曾经是火山的多发地，现在，由于地壳地层太厚，准备喷发火山的大热气泡的膨胀力最终无法打通一条从地壳底层到地面的通道而喷发火山，至多只能喷发温泉而已。
2.3.2现代火山的实际分布区
有长山脉，地质运动较活跃，海拔较低的地区，是火山实际分布的地区。具体来说，火山实际分布的地区有：
第一，因大陆旋臂陆地西移运动而引起地质较活跃的大西洋西部地区和太平洋中部地区;第二，因南北半球大陆都向北半球北纬30 度左右地区移动集中而相互推挤的南北大陆的中间地带，即加勒比海地区、印度尼西亚地区和地中海地区。
3 地下热气与喀斯特地下溶洞和山洞的形成
3.1 地下溶洞和山洞的成因
地下溶洞和山洞并不是水的融蚀或侵蚀的结果。而是，在地球表面厚厚的热岩浆层冷却凝结成岩石的过程中，某些仍留在岩浆里的气态物质被压成大小不同的各种气泡，岩浆层冷却成岩石层后，这些气泡所在的地方就成了地下溶洞或山洞。
3.2 地下溶洞和山洞形成的几种情况
就地球形成的早期来说，喀斯特地下溶洞和山洞的形成有以几种情况：
第一，地球表面的岩浆层因与其表面的物质发生反应耗热和向外空间散热而逐渐冷却，变成岩石层，在此过程中，岩浆层释放出来的气体物质没有被散发出去而留在岩浆里形成气泡，岩浆冷却后，有气泡的地方就成了地下溶洞或山洞;
第二，正在岩石化的地球表面岩浆层的下面是流动着的高热岩浆流体，高热流体释放的各种热气体物质和同其表相接触的其他气体物质发生反应生成的各种热气体化合物质，在高热流体强大的热力的推动下，向外推动着正在岩石化的地球表面层，并穿过地球表面层向外散发。在这过程中，有的热气体散到了地面上，有的热气体没有被散发出去，而是留在正在岩石化的岩浆中形成各种大大小小和各式各样的气泡，岩浆冷却成形后，这些气泡所在的地方就成了各式各样的地下溶洞;有部分热气体在推动地球表层的过程中，在正在岩石化的岩浆层里的孔洞或拱洞中聚集，形成大气泡，这些大气泡不断得到下面高热气体层释放的高热气体和热量的补充，不断向周围膨胀和扩大，当其积累了足够多的热气体和热能，使其产生的膨胀力能够冲开一条或多条通道到达地表层时，大气泡里的高热气体就顺着这此通道冲出地表层，其后处于高压状态的高热岩浆也跟随其后喷涌而出，形成火山，喷涌出来的岩浆在地面堆成山，冷却后就成了岩石山，如果岩浆里的气体物质没有被释放出来，气体就在岩浆里形成气泡，岩浆冷却后就成了岩石山的山洞，这就是山洞的形成过程;
第三，有的已经冲开了一条或几条通道准备爆发火山的大气泡，后来没有力量冲破地表层形成火山的，地表层冷却成岩石层后，这个大气泡和它冲开的通道就成了大溶洞和延绵几公里甚至几十公里的地下溶洞通道。正在岩石化的岩浆中热气泡多的地方，有的挤在一起，有的合成较大的热气泡，冷却后这些热气泡所在的地方就变成了地下溶洞群。
以上就是地下溶洞和山洞形成的原因。现代玻璃器皿工业从侧面证明了这个过程的正确性，玻璃器皿的主要原料是岩石，即某些岩石按一定的比例组成，经过烧煮成热岩浆，然后用金属管往一定量的岩浆球里吹气，就能制成各种各样的空心玻璃器皿，地下溶洞与山洞的形成与玻璃器皿的空心的形成原因是同一个道理。
4 地下热气与大地震的形成
4.1 大地震的源头
大地震的源头是地层深处含有各种热气体的大热气泡，没有形成火山转而引发大地震。
4.2 大地震的形成
大地震的形成主要有两种，一是地下大热气泡在膨胀扩大中发生爆炸而产生大地震;二是地下大热气泡在降温收缩的过程中，大热气泡上面的岩石层拱顶坍塌发生爆炸而产生大地震。
4.2.1大热气泡的膨胀爆炸
地壳下面高热岩浆流体层不断向其外面散发热量，并与周围的气体物质进行各种热反应生成高热气体，在强大热力的推动下，高热气体向上推动正在岩石化的软岩石层而在其中形成热气泡，或在因岩石层运动形成拱洞的地方聚集形成热气泡，下面活跃的高热岩浆流体生成的各种高热气体不断充实这些已形成的热气泡，并继续加热，使其不断地向周围膨胀，扩大空间，经过长期的积累，或多个热气泡合并，最终形成具有巨大能量的大热气泡，大热气泡里的气体很多是易燃易爆的各种气体化合物，并处于高热高压状态，使得大热气泡就像一个大火药库，准备向地面继续扩张喷发火山。但是，由于一些因素影响，没有爆发火山之前就发生爆炸，造成地面大面积山体坍塌，形成大地震。
在大热气泡膨胀时期发生爆炸引起大地震的这种情况并不多，主要发生在地壳的深层部位，这种情况不是大地震的主要形式。
4.2.2大热气泡的岩石层拱顶的坍塌爆炸
准备喷发火山的地下大热气泡，由于地热的消耗，即高热流体物质不断向外散热而使地层温度逐渐降低，原来的高热岩浆流体层随着温度的逐步降低而相应地岩石化，大热气泡的洞壁也因岩石化而逐渐固定下来，泡里的高热气体也因周围温度的逐渐降低而相应地降低，其受到来自下面的热量和热气的补充也在逐渐减少，使大热气泡里的热气膨胀力大大减小，从而使本来要发生火山的大热气泡逐渐转变成引发大地震的大热气洞。
当大热气泡的拱顶岩石层对压力的承受力加上泡里热气体的膨胀力等于其上面的地层的压力时，地壳处于平衡状态之中，相反，当大热气泡的拱顶岩石层对压力的承受力加上泡里热气体的膨胀力小于其上面的地层的压力达到一定的程度时，大热气泡的拱顶上的岩石层就会断裂，坍塌入泡中，引起热气爆炸，造成地震。
具体来说，大热气泡拱顶的岩石层对压力的承受力、气泡里热气体的膨胀力和气泡上面地层的压力，这三个力中，气泡里热气体的膨胀力是最大的变量，它的变化是大热气泡拱顶岩石层是否发生坍塌的关键因素。例如，当大热气泡为爆发火山而准备的时候，气泡里的气体温度高达几千甚至上万摄氏度，经过较长时间的演化，地热的消退，大热气泡周围的地层与泡中气体的温度降到300----500摄氏度时，泡里热气体的膨胀力就大大减少了。当大热气泡的拱顶岩石层对压力的承受力加上泡里热气体的膨胀力小于其上面的地层的压力达到一定的程度时，由于地壳地质运动等一些诱发因素影响，使大热气泡拱顶上的岩石层发生断裂，坍塌入泡中，泡内处于高压的大热气团突然受到上面厚厚地层坍塌的强大压力的冲击，引发大热气团的强烈大爆炸，造成大地震(大热气泡里处于高压的由各种气体混合而成的易燃易爆的大热气团，虽然温度已降到几百摄氏度，仍然像个巨大的火药库，具有相当巨大的能量)。
这种大地震一般发生在地壳的中部或中上部位，是大地震的主要形式。
4.3 余震的产生
处于地层深处的大热气泡，其中大热气团的爆炸也没能冲开上面厚厚的地层，只造成地层更大面积的坍塌，爆炸的热气团有一部分气体因爆炸而从坍陷的岩层断裂带的缝隙间喷出，或被分散到被炸松的泥土层中。但大部分的热气体被因爆炸而陷落的更大量的坍塌物盖压住，缩成高压热气团，高压热气团在强大的压力冲击下，又发生爆炸，几经反复，从而形成多次较大的余震;有的引起大地震的大热气泡周围也有较大的热气泡，大地震的爆发的强大冲击力使其周围的较大的热气泡也受影响而发生爆炸，引发新地震，形成所谓的余震;有的余震是被炸断的岩石层进行重新调整位置而形成的。
4.4 大地震的分布
大地震是由孕育火山的大热气泡转变过来的，火山的理论分布区也就是大地震的分布区。
具体来说，地面上凡是有大高原或大山脉的地区，都是大地震的分布区。
4.4 天坑或“陨石坑”的产生
某个地面向下坍塌而出现的大井坑，谓称天坑，也可称之微型地震。天坑产生的原因是，地热因不断散耗而向地心退去，使地热气向上的推动力减弱，对液体层的液体物质的推动力也减弱，造成地下水位、石油和天然气储藏位的下降，最直接的反应是，地下水位的下降，使原储存地下水的充满孔隙的疏松的土层因缺水而出现空洞和能游动的软泥土，引起上面土块下陷弥补地下空间而出现天坑。
月球表面上坑坑洼洼的“陨石坑”并不是真正的陨石坑，即不是陨石撞击而形成的坑，实际上，就像地球上的天坑，是月球地面的地块向下坍塌而成。其原理与地球上的天坑的发生一样，都是由地热向地心退缩，地热气向上的推动力减弱而引起。在月球上，不仅只是地下水位、石油和天然气储藏位下降，并且，地上的湖、河、海的水全部退缩到月球的地壳里面，造成地面无水。月球的今天就是地球的明天。
5 结语
纷繁多变的地质活动和现象，都是地下热气发生作用的结果，地下热气的消长是地球地质运动和变化的主要原因。地球地质的运动，如地壳的地质构造、火山、地下溶洞和山洞、大地震等地质运动，地下热气都直接参与其中，没有地热气的作用，就没有这些现象的发生。地热气的耗散是地球与其外宇宙进行物质能量交换的结果，地热气耗散的过程也是地球从生产、发展到消亡的不可避免的自然过程，当今，石油、天然气和深矿石的大量开采，加快了地热能的消耗，增速了地热气消耗的自然过程，地热气力量减弱增速，地壳的地层增厚的速度就变快，地球加快进入了一个火山减少而地震多发的时期。
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