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1、城市地质工作的主要研究城轨15-1李胜1548043122城市地质工作的主要研究李胜能源与交通工程学院城轨15-11548043122摘要:本文从我国近3。年来在城市地质工作中取得主要成果分析入手,论述了城市地侦工作在理论研究、数据采集,方法创新。分析应用,效益成果展示,表达方法创新上的主要进展,并根据我国城市化发展规划,结合区域地质背景条件,指出不同区域城市群、不同环境特点.。不同城市发展阶段城市地质工作的主要内容,提出了城市地质工作体系,最后对我国城市地质工作未来发展方向进行了探讨。关键词:城市地质学;发展历程;应用;展望1、引言城市地质工作就是在城市及其周边地区或未来城市化地区的特定空间
2、范围内,综合考虑各种地质要素,研究其对城市发展所提供的资源,所施加的约束条件以及城市发展对各种地质要素所产生的影响,为城市规划、建设和管理服务的地质工作。国外城市地质工作起源于20世纪20年代末期,在70年代取得了重大进展,如美国“加利福尼亚州城市总体规划”和德国“下萨克森州和不莱梅市自然环境潜力地质科学图系”等成果。我国及东南亚地区城市地质工作从20世纪80年代以来在亚太经社委员会的推动下开始兴起。2、我国30年来城市地质工作主要成就我国城市地质工作虽然起步较晚,但发展速度迅猛,三十年来取得了大量成果。2.1 开展了大规模基础地质调查,为城市规划建设、经济发展和环境保护提供了重要地质背景资料
3、。1983年,北京市、地质矿产部、城乡建设环境保护部联合开展了北京地区航空遥感方法调查,拉开了我国大规模城市地质工作的序幕。1984年地质矿产部召开了14个沿海城市水文地质工程地质座谈会,明确了1:5万区域地质调查是城市工作的重要组成部分,在城市规划、建设、经济发展中具有先行性、基础性作用。1986-1990年地质矿产部部署了上海、天津等21个沿海城市的城市环境地质调查,先后在天津市、武汉市、广州市等城市部分市区开展1:5万、1:25万区域地质调查,在成都、太原等开展了城市生态环境地质调查与城市工程地质、水文地质调查。至“七五”计划期末共完成130多个城市1:5万区域地质调查,编制了适用于我国
4、不同城市不同需求的图件,应用现代地质理论总结形成了我国1:5万地质填图理论方法指南,显著提高了城市基础地质研究水平。2.2 开展了以城市为中心的水工环综合调查研究,为城市建设、经济发展提供了资源保证,开始关注她质环境问题20世纪90年代以城市为中心的水工环综合调查工作区域从单个城市到国土综合开发区、江河流域,完成了长江、黄河流域的环境地质调查和编图;17个国土综合开发区112个沿海开放城市的水资源和地质环境评价;对80多个严重缺水城市进行了地下水集中供水水源地评价;对京津沪等75个主要城市2000年水资源进行了预测,出版了中华人民共和国水文地质图集系统反映了50年代以来的区域水文地质工作主要成
5、果。这一时期开始关注地下水污染、地面沉降、区域地壳稳定性、软土地基、江海岸稳定性等地质环境问题,并在秦皇岛、宁波、闽南金三角等地开展了研究工作。2.3 开展了全国范围内重大地质灾害整治和西北地下水计划,为城市防灾减灾和生态地质环境保护提供了地质基础。进入20世纪90年代末,随着城市化进程加速使城市地质工作由资源环境并重向更加注重环境地质工作转变,城市地质环境成为城市地质工作的新定位,完成了全国L50万地质环境调查评价工作,实施了长江中下游水患区、黄河中下游地区、首都圈、环渤海地区以及东南沿海区地质环境调查;在鄂尔多斯边缘和西部干旱地区开展了找水工作,缓解了当地人畜用水紧缺问题,实施了全国400
6、多个地质灾害严重的市县地质灾害调查与区划,完成了三峡库区19县区地质灾害调查与区划。在可持续发展理论指导下,城市地质工作开始关注城市地质环境问题形成机理研究,上海、天津、西安等城市对地面沉降研究取得了进展,上海市在地下水流准三维模型基础上建立了一维地面沉降模型,地面沉降机理研究从定性化向定量化发展:在对城市地质环境质量方面开展了以土壤质量、农产品安全为目标的生态地球化学调查,3S技术应用形成了城市地质工作的新模式。2.4 开展了北京、上海等6个城市地质调查试点和全国7省市主要城市环境地质综合评价工作,取得了具有我国不同区域城市地质调查特色的成果,数字城市地质雏形初现。进入21世纪,城市地质工作
7、依据城市可持续发展需求实施了全方位服务功能的多目标立体城市地质调查工作,采取部、市合作方式开展北京、上海、杭州、天津、南京、广州6个城市地质调查试点工作,取得了丰硕成果。许多成果直接为政府部门采用,如北京围绕战略性资源开展的地下水资源调查评价,其成果应用于解决北京应急供水,为缓解北京水资源紧缺起到了重要作用;围绕城市防灾减灾系统开展的地质调查,为城市防灾减灾提供了重要资料如上海利用地面沉降监测井网,结合GPS、InSAR、GlS和自动化监测技术,建立了地面沉降预警预报系统,杭州市查明了岩溶塌陷分布规律南京市对江岸崩塌、软土地基调查评价;围绕土壤环境质量评价开展的地球化学调查为土地规划提供了主要
8、依据,如北京、天津市开展的土壤地球化学调查和土壤养分调查;围绕基础地质问题,北京、天津、上海开展了立体地质体结构调查,为浅层地下空间开发利用提供了基础资料;在城市地质成果展示上实现了三维可视化,各地依地质资料精度采用不同方法建立了三维地质结构模型可直观展示城市地质资源环境概貌,初步建成集海量数据资料一体化管理的城市地质信息管理和服务系统;2004-2006年,共完成浙江、江西、海南、云南、四川、黑龙江、甘肃共7个省的98个城市环境地质调查评价工作,查明了地下水污染、软土地基、地面沉降、土壤沙化、泥石流、地裂缝、应急水源地、地热、地下空间等多项资源与环境问题,并编制了系列图件;提出了我国城市分布
9、受区域地质环境控制的规律。6个城市多目标立体地质调查和综合地质环境评价工作是城市地质工作的里程碑,对于推动我国城市工作发展具有深远的战略意义。2.5 在取得上述成果的进程中。城市地质工作理论、方法体系等趋于形成,各专业技术指南、工作规范(国标、行标)相继完成。1989年地矿部发布1:5万城市地区区域地质调查工作技术要求;1991年1月,沉积岩区1:5万区域地质填图指南出版。11月,花岗岩区、变质岩区1:5万区域地质填图方法指南分别出版;这三套指南的出版彻。底改变了传统地质填图理论方法,形成了多重填图理论,极大地丰富了地质成果的表达方式。1995年地矿部发布1:5万浅覆蓬区区域地质调查细则。20
10、03年李烈荣主编中国地质灾害及防治出版,著作中论述了我国地质灾害发育分布规律,提出了地质防治工作总体思路、主要任务和总体部署,对未来地质灾害防治特别是城市地质灾害防治工作作出了战略思考。2004年孙培善臣编城市地质工作概论出版,书中对城市地质工作理论方法、基本内容、主要任务和基本要求进行了概要论述,开启了城市地质工作之门。2005年由李明朗、刘玉主编,王秉忱,王学德定稿的中国城市地质出版,该书系统论述了我国城市地质工作形成发展过程,提出了城市地质作用的概念,系统论述了我国城市地质环境问题和城市地质工作内容,阐述了理论基础和工作方法,是一部具有划时代意义的著作,奠定了在我国建立城市地质学新学科的
11、基础。2006年城市地质创刊,这是全国首份以反映城市地质工作为主题全国学术期刊,搭建了国内外城市地质学术交流研讨、信息沟通的平台。王秉忱在城市地质创刊号上撰文旨出:要加强城市地质工作,为城市的规划、建设和管理服务;要努力提高城市可持续发展战略的需求,这是城市地质工作的核心指导思想,他还特别谈到,首都北京近年来做了许多卓有成效的城市地质工作,指导方针非常明确,贯彻了中央关于人口、资源和环境的基本国策,落实了以人为本、全面协调、可持续的科学发展观。2006年完成城市环境地质图系编制指南,指导全国环境地质图编制工作,2008年完成城市环境地质调查评价规范对城市环境地质调查评价的目的、任务,工作内容,
12、工作方法,技术要求和环境地质图系编制和数据库建设等方面提出了基本要求。2008年北京市地质矿产勘查开发局根据多年来,特别是2000年以来城市地质工作成果,编著了城市地质系列丛书共五册,即北京城市地质、北京城市地质图集、北京地质灾害、北京地下水和北京浅层地温能资源,其中,由卫万顺,吕晓俭等编著的北京城市地质全面总结了北京市开展城市地质工作的经验,明确了今后北京城市地质工作方向,提出了以保障城市地质安全为目标,全面实施战略性资源保障工程、地质生态环境安全保障工程和建设地质安全保障信息系统的城市地质工作战略目标,,。同年王洪德、高幼龙主编的地质灾害监测预警关键技术方法研究与示范出版,该书系统总结了建
13、设三峡库区巫山县地质灾害实时监测预警示范站建设经验,开展了对6PS、固定式钻孔倾斜仪、时间域反射技术、孔隙水压力、降雨量、地下水流量等一批高精度监测方法集成试验,同时对光纤传感技术应用于滑坡监测进行尝试”,极大地提高了我国地质灾害预警预报水平。2.6 城市地质理论不断丰富,关注多学科融合,新技术、新方法广泛应用,各类城市地质环境问题调查研究评价趋向定量化。进入21世纪以来有大量文章从不同角度阐述了对不同城市地质问题的认识和思考,其中具有代表性的如中山大学地球科学系罗攀认为,人为物质流已经成为引起地壳物质运动的重要地质营力,深刻地改变着地球的表层系统,对城市地质环境具有重要影响,而且已成为地球和
14、人类社会潜在的灾难。这篇文章深刻揭示了人类活动对地质环境产生影响的本质;丁俊等人分析了我国西南地区城市地质灾害特征及分布规律,指出山区城市规划和建设对城市地质工作如何开展是一项挑战课题;潘懋、金江军认为城市地质工作随着我国城市化进程加快具有广阔的发展空间;卫万顺分析了北京城市快速发展的主要条件,尤其是资源环境承载力,指出为确保城市发展亟需实施重要战略资源保障工程、地质生态环境安全保障工程和城市地质安全保障工程信息服务系统,而且城市地质工作要走理念发展型模式。这些探讨极大地丰富了城市地质理论体系。对于城市地质工作手段方法应用最具标志性的是三维地质建模方法。如明镜等对北京平原区新生界三维建模方法;
15、严学新等对上海市三维地质结构调查评价方法,可将地质体以三度空间形式直接展示给观众。3、21世纪城市地质工作现状21世纪城市城市地质工作以北京、上海、天津、南京、杭州、广州6城市部市合作城市地质多目标立体地质调查试点工作为代表,其中北京围绕可持续发展与人文北京、科技北京和绿色北京的建设开展的多城市地质工作,取得了可喜成果,多项成果被政府部门采用,产生了直接的社会和经济效益。3.1 城市地质工作战略定位明确,丰富了城市地质工作理论体系。围绕北京发展总体规划对资源和环境的需求,北京地勘局组织了针对北京市存在的重大地质问题开展了9项战略研究工作,即地面沉降、地下水资源、突发性地质灾害、浅层地温能资源开
16、发利用、城乡一体化建设、矿山地质环境监测预警、地下空间资源开发、城市地质信息系统、南水北调进京后地下水蓄养,这些都是关系首都安全的地质资源和环境问题。通过对这些问题的深入研究,进步明确了北京城市地质工作是为城市经济发展、建设、安全运行提供地质安全保障的战略定位,并实施了“两项工程一个系统”的城市地质工作战略部署,即建立战略资源保障工程、地质生态安全保障工程和城市地质安全保障工程信息服务系统。城市运行地质生态安全是城市地质工作在特大城市开展工作的根本目的,这一主题思想和3战略部署得到政府的肯定和支持。关于城市地质工作的重要作用,魏连伟明确指出:“地质工作作为国民经济和社会发展的基础性、前瞻性和先行性工作,随着我国城市化进程的推进,正快速地从地质找矿向城市地质、环境地质等新领域拓展,在解决资源瓶颈、保障资源安全、保护生态环境、提供工程基础、防治地质灾害、城市建设及应急管理等方面,发挥着越来越重要的作用