李厚洪,彭橋梁
(1.廣東省地質局第六地質大隊,廣東江門529040;2.湖南省地質礦產勘查開發局四一八隊,湖南婁底417000)
江門市城市地質調查工作方法淺析
李厚洪*1,彭橋梁2
(1.廣東省地質局第六地質大隊,廣東江門529040;2.湖南省地質礦產勘查開發局四一八隊,湖南婁底417000)
根據江門市經濟社會發展需求,通過對江門城市地質調查開展的必要性、城市地質調查的總體思路、地質調查的內容、存在問題等開展研究討論,為以后江門市開展城市地質調查、城市環境地質評價等提供借鑒和參考。
城市地質;地質調查;城市地質問題;工作方法
隨著江門市城市建設的迅速發展,人類活動對地質環境破壞和影響與日俱增,城市環境地質問題對城市的影響十分突出,已經制約了江門市城市建設的健康發展。江門市以往的地質成果資料老化,服務性、適用性較差,難以滿足江門市城市基本建設的快速發展和新一輪大規模規劃的要求。因此,開展旨在服務于城市基本建設和城市立體開發的新一輪的城市地質工作已成為當務之急[1]。
根據《江門市城市總體規劃(2011-2020年)》,江門市是珠江三角洲西部的中心城市和門戶城市之一,未來的發展目標是建設有僑鄉特色的生態型宜居典范城市。在城市發展和地下空間的開發利用中,對地下地質條件的了解至關重要。必須了解地下地質狀況的復雜程度、斷裂破碎帶展布、地下水位的變化、古河道分布與變遷、松散堆積層與風化層的厚度和軟弱地基分布狀況等。通過地質災害調查與風險區劃,查明江門市滑坡、崩塌、危險性斜坡、地面沉降等主要地質災害的空間分布規律、危害程度、危險性,可以很好地評價江門市城市發展的空間安全,預警潛在的地質災害,避免或減少災害損失,有利于提高政府應急反應能力。
實施江門市城市地質調查,在城市地質調查及以住調查研究成果、地質空間住處數據綜合利用的基礎上,開展“江門市城市地質信息管理與服務系統”,將實現地質空間信息資源的有效整合、管理和動態更新,為建設“數字江門”提供基礎性的地質信息服務和決策平臺,為政府、公眾和專業用戶提供三維可視化城市地質信息服務。
同時隨著江門城市化進程的迅速發展,城市環境地質綜合調查已成為江門市科學規劃、城市建設與發展的一項迫切任務和必要的基礎性先行工作。開展江門市城市地質調查不僅是一項查清江門市地質環境的重要工作,也是一項查清江門市自然資源家底的重要工作。通過對江門市的地質、環境和災害進行詳細調查和監測,及對地質數據進行多學科綜合與研究,可以從根本上協調和緩解城市土地資源開發、地下空間開發與地質環境載體之間的矛盾,使之向良性方向發展,可以為城市的建設與發展提供基礎性、先導性與科學性方面的支撐與服務。
在充分利用已有資料和前人地質調查研究成果基礎上,綜合運用區域地質調查等多種地質工作方法、技術和手段,分步驟、有重點地開展城市地質調查。
以三維地質結構調查為核心,以城市環境地質調查、城市地質數據庫和信息管理服務系統建設為重點,采用點、片、面相結合的工作方式,一般面上調查和有重點的研究相結合,采用專題研究的方式解決關鍵性問題;實行多學科、多專業、多部門協作與聯合,邀請相關專業國內外高級專家指導和參與,在地質結構三維調查(專題調查)、綜合評價、專題研究與城市地質數據庫4個相互聯系、彼此依托、互為促進的層面上,利用3~5年左右的時間,基本完成江門市主城區城市地質調查工作[3]。
3.1區域地質調查
根據區域地殼運動狀況,分析該地區是處于活動區還是穩定區;根據區域深大斷裂和區內新構造運動的研究,確定遭受地震、地裂和火山等災害的可能性,并進行災害防治、預測的研究。調查的主要內容有:①調查區內地層、巖漿巖的分布、發展歷史和巖性特征等,特別要進行第四紀沉積物和近代松散沉積物的研究及工程地質評價,以確定城市的基礎穩定性。②調查區內土壤、巖石理化特性及環境地球化學、地球物理場,研究其與動植物生長和人類健康生活的相關關系。③進行垃圾堆放場的調查,了解堆放地地質構造、巖層滲透性等,對可能滲漏的垃圾淋濾液,進行其性質、污染機制及動態研究,防止土壤及地下水被污染,以保證有害廢物的安全處置,并開展探測、固化和復原廢物污染地問題的研究。通過垃圾填埋場選址調查,提出垃圾填埋規劃建議,初步建立垃圾污染模擬預測模型。
3.2地質環境調查
開展土地質量、利用現狀及變化趨勢研究,進行土地資源合理開發和保護評價,據此為實現國土資源的總量平衡,提供規劃依據。主要工作內容有:①在區域地球化學、地球物理勘察的基礎上,進一步查明區內土壤成份、微量元素含量及分布、土壤含水量等情況,研究土壤對作物生長適宜性的影響,對經濟作物的適應性做出分類和可行性評價。②查明區內地下水、地表水及土壤產生污染的原因,研究污染發生、發展趨勢,制定污染防治的規劃。③通過對區內各種地質遺跡(如標準地層、古海岸線等)及地貌的調查,評價其作為旅游地質景點的可行性并提出保護措施。
3.3生態地質環境評價
在對區內資源(礦產、水、土地)賦存及需求狀況、地質環境質量、自然地理容量、人口增長及城市化進程等因素進行綜合分析的基礎上,研究資源與環境協調發展問題,并對城市地質環境容量及最大承受力做出評價。
3.4礦產資源調查
礦產資源調查主要有以下兩方面的內容:①了解礦種類型、礦床規模、礦體范圍以及礦床的潛在經濟價值;搞清主要斷裂分布情況;查明礦山水文地質條件、工程地質條件;了解礦山開采方式、開采現狀,以進行經濟效益、社會效益評價。②了解區內所有礦山開采過程中土地占用情況及影響周邊環境的各種因素,并對廢渣、廢水、廢氣的排放及其污染范圍、污染程度進行評價,提出礦山環境治理建議及廢物處置場地恢復的建議。
3.5水資源調查
水是人類賴以生存的基本條件,它可以決定城市興衰和發展。因此,水資源調查是城市生態地質環境工作不可缺少的一個方面,它包括以下幾個方面[4]。
3.5.1地下水資源調查
進行區域地下水成因、演化及咸淡水運移概念模型研究,包括水地球化學特征、賦存條件、地下水動態特征與化學場演變等的調查,確定地下水資源儲存量、圈定淡水水源地,以便于合理開發利用地下水資源。
3.5.2含水層脆弱性評價
本評價是對含水層進行保護的主要手段,目的是了解土地利用活動和地下水污染的關系,識別地下水易于污染的高風險區,據此提出地下水資源保護的管理模型,以幫助決策者,將有限的資金和人力直接投入到地下水資源的高風險區,防止地下水資源污染。
3.5.3礦泉水資源調查
了解區內天然礦泉水資源的分布、成因并提出開發利用建議。
3.5.4地熱資源調查
在區內具有地熱異常的地區,開展地熱資源勘查,了解地熱資源的規模、分布范圍、儲存狀況以及與形成有關的地質構造特征和水文地質條件,并進行開發利用評價。在水資源調查基礎上,完成城市地下水資源、地下水環境質量及污染狀況調查評價,編制地下水脆弱性圖,并建立下水動工態監測網絡和預測系統,通過城市水資源承載量及供需矛盾與解決途徑的研究,建立地下水資源開發利用和保護管理模型。
3.6城市地質災害調查
城市地質災害治理關乎城市未來的發展前景,主要需要了解區內地質災害種類、時空分布和致災地質作用的成因機制、發育規律、發展趨勢、致災危險性、成災再危害性,進行防止對策與治理措施的研究評價。具體有以下幾方面內容:①了解巖土體結構及物理力學性質,并對地面及斜坡穩定性問題、地下工程圍巖穩定性問題,進行調查評價,研究各類地基(包括軟弱地基、堅硬地基和一些特殊性土地基)的特征及處理利用方法。②研究地下水環境的變化和由此產生的各種地質災害問題,進行地下水環境及其動態變化的時、空、強度特征調查,加強地下水動態監測并據此研究擬定出災害防治對策。在城市地質災害調查的基礎上,根據形成災害的4個要素,進行城市地質災害易損性和風險評價編圖及評價土地利用區劃,圈出未來城市發展適宜地段和高風險區。
根據以往世界城市生態地質環境工作經驗來看,除了進行上述的地質工作,還要在各種地質信息圖基礎上疊加出城市地區多目的(通用)地質圖,以供城市決策規劃部門使用[5]。
城市地質調查常采用地質觀察、物探、化探、遙感等方法;水文地質工程地質(含地熱)調查常采用地質觀察、物探、鉆探等方法;土地利用調查常采用遙感、測繪等方法;廢棄物處理場地調查常采用遙感、地質、物探和鉆探等方法。在進行城市地質調查時,人們不希望采用開挖方式,而物探和遙感方法是符合這一要求的無損勘察方法,因而被廣泛用于城市地質調查,特別是在調查的初期[7]。
在上述常用方法中,原始資料通過地理信息系統(GIS)進行多學科信息綜合;城市地理信息系統(UGIS),是城市重要基礎設施和實現城市現代化管理的主要技術手段。
在未來的城市地質工作中,數學地質的應用將更加廣闊,特別是地質統計學。數據采集技術也將更加重要,如地質雷達、淺層(5~50m)三維反射地震技術、精密的錐頭貫入試驗儀器等。另外資料的解釋和表述也十分重要,專家系統和信息技術將發揮越來越重要的作用。同時,三維可視化技術將在城市環境地質研究中,開拓一個全新的研究領域。
為了確保項目的順利實施,各實施單位需成立“城市地質調查項目領導小組”,項目將聘請省內有關學科的知名專家、教授、學者指導項目工作,涵蓋了基礎地質、水工環、工程鉆探等領域,他們都將對項目設計編制、項目實施和成果編制等提供技術指導和咨詢,參與項目重大技術問題的研究和技術指導。為了項目工作及時有效地開展,并充分體現項目工作開放性、多學科交叉、多部門合作的特點,城市地質調查項目組下設多個個技術專業組、幾個專題組和質量監督組以及財務管理組。嚴格執行ISO9001質量管理體系標準,推行分級目標管理和項目負責制。安全生產及勞動保護:項目實施過程中,各項資料實行分級保管。建立野外施工安全制度。
總之,城市地質調查工作是一項直接服務于城市可持續發展的基礎性工作,是城市建設和規劃的基礎和先行,做好了此項工作,城市才能更好更快的發展[6]。
[1] 廣東省地質局第六地質大隊.珠江三角洲城市群(江門市)城市地質調查設計[R].廣東省地質局第六地質大隊,2012.
[2]侯惠菲,高亞峰.城市地質調查內容及其發展[J].北京地質, 2004,16(3):25-31.
[3]馮小銘,郭坤一.城市地質工作初步探討[J].地質通報,2003, 22(8):571-579.
[4]深圳城市地質工作現狀與發展建議[J].深圳地質,2003(8).
[5]郭玲.武漢城市地質調查初步設想[J].資源環境與工程,2004(12).
[6]息朝莊,張惠軍.湖南湘潭市的城市地質環境調查[J].廣東微量元素科學,2008(3).
[7]鄭國海,胡凌志.城市地質調查鉆探地質編錄的實踐和體會[J].北京市地質工程設計研究院,2008(3).
P642
B
1004-5716(2015)07-0119-03
2014-07-17
李厚洪(1984-),男(漢族),湖南永州人,工程師,現從事水工環及地質調查技術工作。