后工業化時期城市地質工作實踐與展望

何中發

（上海市地質調查研究院，上海 200072）

后工業化時期城市地質工作實踐與展望

何中發

（上海市地質調查研究院，上海 200072）

系統介紹了上海在后工業化時期地質工作面臨的機遇和挑戰，在后工業化時期開展地下空間資源調查與評價、土地質量調查、地面沉降調查、水文地質調查、海岸帶地質調查、海陸一體化地質環境監測、地質成果信息化和社會化共享、地質科技創新工程等工作的主要內容。近幾年城市地質工作在地下空間開發利用、土地質量調查與監測、地面沉降監測與防治等方面的實踐。在后工業化時期，上海地質工作將把科技創新擺在地質工作的突出位置，不斷增強地質科技理論、儀器裝備的創新能力。

城市地質；后工業化；地下空間；土地質量；地面沉降

上海地質工作始終以保障城市安全、服務城市發展為首要目標[1]。自2004年開展三維城市地質調查以來，重點在地面沉降監測與防治、地下空間開發地質環境適宜性評價、水土環境調查與監測、海岸帶地質調查與監測、地質資料信息服務集群化與產業化等方面進行了卓有成效的探索和實踐[1,2]。2014年以來，上海先后啟動了《上海市城市總體規劃（2016～2040）》《上海市土地利用總體規劃（2016～2040）》等規劃編制工作，希望通過規劃的編制和實施來引領城市轉型升級，建立新常態下的城市發展新模式[3]。后工業化時期，如何繼續發揮好地質工作的保障與服務作用，實現地質工作轉型升級，上海地質工作面臨的機遇和挑戰更為迫切。因此希望針對上海后工業化時期的地質需求開展相應的地質工作，在地質工作內容、服務方式、工作模式方面進行有益探索，建立特大型城市地區地質工作的新方法和新機制。

1 后工業化時期上海地質工作面臨的機遇和挑戰

1.1 眾多規劃的編制與實施需要基礎地質工作先行并提供技術支撐

《上海市城市總體規劃（2016～2040）》提出了創建全球城市、實現睿智發展的明確目標，在資源環境緊約束下創新城市發展模式，資源環境底線約束、邊界劃定、城市規劃編制與實施需要地質工作提供決策參考[3]。《上海市土地利用總體規劃（2016～2040）》提出了堅持“五量調控”（總量鎖定、增量遞減、存量優化、流量增效、質量提高）的土地新政目標[4]，探索通過土地利用方式的轉變實現經濟社會發展的轉型，土地節約集約利、城市更新重點區域轉型、土地綜合復合利用、耕地保護、基本農田劃定等需要地質工作成果支撐。

1.2 城市發展空間的拓展需要地質工作發揮作用

上海城市發展面臨空間資源瓶頸約束，存在地下空間資源利用不足，海陸空間一體化發展不夠等問題，戰略空間的優化和調整，需要地質工作發揮作用。《上海市城市總體規劃（2016～2040）》明確提出了8359km2規劃范圍，以及6833km2的陸域面積，相比于上一輪城市規劃提及的6340km2面積，本輪規劃城市發展空間進行了較大拓展。區域協同發展與布局需要以地質背景條件為基礎，地下空間資源開發利用力度將加大，地質安全是基礎和前提。

1.3 城市安全保障需要地質工作發揮保障和支撐作用

城市安全保障方面明確提出，著重在城市防災減災、生命線安全運行、生態環境安全等方面提高城市安全保障能力，地質災害監測與預警需發揮保障支撐作用。統籌城鄉防災減災設施建設明確提出有效控制地面沉降。提高城市生命線安全運行能力，需要地質災害監測預警提供保障。土壤和地下水環境安全事關民生安全，監測與預警還需加強。

1.4 海岸帶開發與管理需要地質成果支撐

上海海岸帶地區是今后城市發展空間拓展的重要延伸地區，目前重大工程密集分布、海河床侵蝕淤積規律復雜，灘涂濕地環境保護與后備土地資源開發矛盾凸顯，海岸帶地區的規劃、建設和管理需要地質安全評估、地質資源評價等成果支撐。

1.5 集群化的地質信息在大數據時代應發揮更大的作用

大數據時代地質信息應在移動互聯智慧城市建設方面發揮應有的作用，大數據互聯網已經成為新常態，地質信息數據平臺亟待挖掘。城市智能化運行和管理需要各類基礎數據資源實現互聯互通，提高城市智能化運行效率，地質信息多元化服務還需進行試點。

1.6 基礎地質工作與城市轉型升級創建全球城市的需求還存在一定差距

上海區內地質工作程度差異較大，目前基巖地質、第四紀地質、水文地質局部達到1:5萬工作精度，部分地區仍為1:25萬精度。工程地質鉆孔數量總數較多，但分布極不均勻，總體可達到1:5萬工作精度，部分新建城市重點規劃區缺乏地質資料。另外海岸帶地區地質成果多以1:25萬精度為主，較難滿足規劃與管理的更高需求。

2 后工業化時期上海重點地質工作設想

針對上海城市轉型升級面臨的緊迫地質問題，在充分利用、整合已有地質成果基礎上，通過開展全市域基礎地質調查，著力提高上海地質工作精度。通過開展城市重點發展區地質調查，解決地下空間開發、后備土地資源潛力評價、水土環境生態效應、地面沉降防治等地質資源和地質環境評價問題。最終構建新形勢下地質工作服務與保障城市發展的新機制，實現地質工作轉型升級，全面提升上海地質工作的社會服務與保障能力。

2.1 工程地質調查及地下空間資源評價與城市規劃應用示范

主要開展1:5萬海陸一體工程地質調查，重點研究100m以淺工程地質結構、晚第四紀沉積環境演化等；針對重點城市更新區開展1:2000～1:10000的工程地質調查。開展地下空間地質環境綜合調查、地下空間資源評估及資源環境承載力評價等工作。開展西部湖沼平原區深部工程地質層的研究與厘定，地上地籍圖、地下地籍圖、地質圖三圖合一工程地質編圖方法研究，重大工程規劃建設運營全過程環境工程地質問題評價及控制措施等專題研究；開展上海市工程地質圖系編制等工作。

2.2 土地質量調查與土地新政應用示范

主要按照1:5萬比例尺開展全市表層土壤、淺層地下水環境質量調查；針對存量低效工業用地整理復墾、城市更新地區控制性詳細規劃編制水土環境質量評價方法技術等開展專項調查；針對工業用地、經營性用地、農用地全生命周期管理水土環境管護，耕地資源質量等級評定關鍵技術，耕地保護中土壤和地下水環境質量管控技術等開展專題研究工作。

2.3 地面沉降調查與地質災害分區管控示范研究

重點開展橫沙東灘地區地面沉降調查，研究圍墾造陸地區地面沉降機理；開展地面沉降分區管理，評價各地面沉降管理區不可控地面沉降與可控地面沉降組成特征，開展以地面沉降、地下水位雙控模式下的地面沉降防治措施的制定，針對不同地面沉降管控區，分別制定針對性防治對策措施；開展重大基礎設施安全預警機制研究與示范專題，選擇軌道交通沿線典型沉降區作為工程示范區，部署多種監測手段綜合應用的監測網，并利用多種監測技術耦合，建立重大基礎設施安全預警監測技術體系。

2.4 水文地質調查及地下水資源環境保護應用示范

開展全市陸域1:5萬水文地質調查，重點調查與地下空間開發利用及地質災害防治相關的0～300m深度范圍的水文地質條件。先期開展上海市西部及北部地區1:5萬水文地質填圖，基本查明含水層系統空間結構、地下水補逕排條件及其變化、地下水動態特征及其影響因素等水文地質條件。開展中心城區淺層地下水和主要環境地質問題對地下空間開發的影響研究專題。編制地下水資源專項保護規劃。

2.5 海岸帶地質調查

以上海近岸海域為重點，按照標準圖幅開展1:5萬海岸帶環境地質調查。重點查明區內100m以淺地質結構特征、地質災害發育規律、地質資源潛力等。針對海陸相互作用等開展專題研究工作。在重大工程規劃區開展1:1萬工程地質調查評價工作。針對灘涂后備土地資源、海岸帶重大工程地質災害評估等開展專題研究。

2.6 海陸一體化地質環境監測

主要以構建從地表到深地、從陸域到海岸帶的探測和監測體系為主要目標，地面沉降監測網主要包括區域地面沉降監測和重大基礎設施沉降監測。水、土、沉積物環境質量監測網組成包括，針對城市功能分區、不同土地利用類型、水土環境質量現狀部署的土壤環境一級監測點和淺層地下水監測井，以及沉積物質量監測剖面。海岸帶地質災害監測主要針對重點岸段進行以岸帶沖淤災害為主的監測。

2.7 地質成果信息化和社會化共享

主要包括地質數據中心完善和建設，實現地質信息的集中統一管理；提升地質信息平臺功能，構建地質大數據分析評價體系；拓展地質信息應用服務體系，實現地質信息服務受眾面全覆蓋；健全地質信息服務機制，實現地質信息服務常態化、規范化等。

2.8 地質科技創新工程

以解決城市發展面臨的地質資源環境問題為導向，有針對性地開展基礎研究工作和技術方法創新，增強地質科技理論和儀器裝備創新能力，完善相關技術標準體系，進一步提升地質工作社會服務能力。主要任務包括研究探索地下空間規劃、建設、使用全流程的關鍵技術和關鍵設備；加強深部地殼穩定性探查的技術攻關；重點研發地質環境監測的先進設備和先進技術，研發集數據分析、警報預警、信息發布為一體的監測系統；加強地質災害防治關鍵技術研究，有效提升上海地質災害防治水平。

2.9 后工業化時期城市地質調查方法技術與應用服務示范總結

對標全球城市從特大城市地區地質調查方法技術、大型河口海岸帶地區地質調查方法等綜合總結后工業化時期地質調查方法技術，形成調查示范；從海陸一體化地質環境監測、城市安全與地質環境變化角度，總結海陸一體化地質環境監測方法技術，形成監測示范；從后工業時期的地質資源、地質災害評價等角度，總結地質評價方法技術，形成評價示范；從地質成果圍繞服務應用的角度，總結成果服務經驗，形成服務示范。最終形成一套后工業化時期地質調查與應用服務的示范體系，建立相對應的法律法規和工作保障機制，為全國相關地質工作的開展提供借鑒。

3 近幾年上海城市地質工作實踐與探索

3.1 地下空間探測與安全利用

自2011年以來先后開展了上海深層地下空間開發地質環境適宜性與若干重大地質問題、深層地下空間地質安全評估及利用技術等課題研究工作[5]，并結合虹橋商務區規劃、上海地下空間專項規劃編制了不同深度的地下空間開發適宜性評價成果。2016年以來，圍繞國土資源部“三深一土”重大科技戰略，在國土資源部組織的 “深地探測重大科技專項”中，以上海為試點案例之一開展城市地下空間探測和安全利用研究工作。同時圍繞上海地下空間開發利用面臨的一系列重大關鍵科技問題，相繼開展了地下空間利用基礎地質調查研究、開發利用規劃、建設風險評估、安全運營監測等方面的前期研究。開展的三維城市地質調查，實現了全市100m以淺地質結構透明化顯示，取得的地下空間開發地質環境評價系列成果，為深層地下空間利用奠定了基礎。以中山公園所在的控制性詳細規劃單元為示范區，開展地下空間資源量評估，構建評估模型，建立評估方法。

3.2 土地質量調查與監測

從2009年開始，按照1個點/km2監測密度（采樣深度0～0.2m），開展覆蓋全市各種土地利用類型的土地質量監測工作，主要監測指標包括無機指標和有機指標。無機指標包含了土壤環境質量的鎘、汞、鉛等重金屬元素，以及氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫、硼等養分元素，其中部分監測點還測試有機氯農藥類和多環芳烴類指標。監測頻率方面，一級監測點每年監測一次，二級監測點每四年監測一次。截至2016年，全市330個一級監測點已經連續獲得7年的土地質量監測數據；全市6350個二級監測點已經連續獲得兩輪的土地質量監測數據。通過土地質量監測項目的連續實施，進一步獲得了全市及各區土壤重金屬元素和養分元素等指標的分布規律、以及土地質量的時空變化特征，為土地利用規劃編制、耕地保護等工作的實施提供了技術支撐[6]。

所獲得的相關研究成果也為上海土地全生命周期管理關于土地環境質量的強化監管提供了支撐，2014～2016年間上海先后推出了《關于進一步提高本市土地節約集約利用水平若干意見的通知》《關于加強本市工業用地出讓管理的若干規定》《關于加強本市經營性用地出讓管理的若干規定》《上海市經營性用地和工業用地全生命周期管理土壤環境保護管理辦法》等系列文件。將土壤環境要素納入土地合同管理，真正實現了工業用地和經營性用地全覆蓋、全要素、全過程的全生命周期管理。辦法施行以來，上海已開展了近千宗地塊土壤環境調查評估工作，實現了經營性用地和工業用地土壤環境的建檔立冊，土壤環境風險得到有效管控，促進土壤環境質量全面改善。

3.3 地面沉降監測與防治

地面沉降是上海的主要地質災害，2013年4月17日上海市人大常委會通過了《上海市地面沉降管理條例》，為地面沉降防治工作確立了法律保障。通過“十一五”和“十二五”地面沉降防治工程的實施，建立了較為完善的地面沉降立體監測網絡，實現了全市地面沉降控制目標。地面沉降分區管控和工程建設地面沉降防治關鍵技術研究取得重要突破[7]。創新建立了“兩局兩委”（市規劃和國土資源管理局、市水務局、市住房和城鄉建設管理委員會、市交通委員會）部門聯動的地面沉降防治管理模式，建立了地面沉降防治服務于重大市政設施安全的沉降監測與預警機制。長三角地區地面沉降聯防聯控取得新進展，發布了全國首個區域地面沉降防治規劃，率先建成了長三角地區地面沉降信息系統，實現了兩省一市地面沉降防治信息共享。

3.4 地質資料信息服務集群化和產業化

《上海市地質資料管理辦法》于2012年12月正式實施，目前已實現了建設工程項目地質資料匯交全覆蓋。研發了三維可視化城市地質信息管理平臺，截止2017年4月已匯聚全市60萬個工程地質鉆孔、5000萬條地質環境監測數據，并建立與局大機系統同步更新常態化機制。搭建了上海市專業技術服務平臺“上海地質信息共享服務平臺”，面向政府部門、專業機構和社會公眾的需求，提供分類、分級地質信息服務[8]。

3.5 海岸帶地質調查與監測預警

自2012年以來，依托“長江三角洲海岸帶綜合地質調查與監測”、“上海海岸帶地質調查與監測預警示范”等項目，上海海岸帶基礎地質調查精度由1:100萬提高到1:25萬，初步揭示了海岸帶地質結構特征。初步建立了海陸一體地質環境監測體系，并開展了關鍵地質問題的科學研究。依托項目成果，針對海岸帶規劃建設、后備土地資源開發利用、重大工程安全、岸線港口資源利用等開展了成果應用，取得了較好的應用效果，其中崇明東灘、橫沙東灘后備土地資源評價成果在上海2040城市總體規劃和2040土地利用總體規劃中得到了充分應用。

4 結語

城市未來的發展方向以及地球科學將來的研究趨勢將共同決定著城市地質工作的重點，城市地質是地球科學的一個縮影，是城市發展與地球科學領域前行相互促進的一個科學平臺[9]。

不論城市發展對地質工作需求如何變化，城市地質的首要任務之一是作為一個學科，如何更好地解決自身在發展過程當中碰到的科學問題，具體到某個城市是如何分階段地不斷提升對地質規律的認知水平、不斷地以需求和問題為導向來推動和促進自身學科的發展。

上海近20年的快速城市化發展有力的推動了城市地質工作，在后工業化時期，上海地質工作將把科技創新擺在地質工作的突出位置，不斷增強地質科技理論、儀器裝備的創新能力，在基礎地質研究、海岸帶地質前沿科技技術應用、方法及探測設備創新等方面進行努力實踐和探索。

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Wei Z X, Zhai G Y, Yan X X, et al.Atlas of Shanghai urban geology[M].Beijing: Geological Publishing House, 2010.

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The draft of the Shanghai urban master plan (2016-2040) is public[EB/OL].http://www.supdri.com/2040.2016.

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The practice and prospect of urban geology in post-industrial cities in Shanghai

HE Zhong-Fa
(Shanghai Institute of Geological Survey, Shanghai 200072, China)

This paper systematic introduces the opportunities and challenges faced by the geological work in the postindustrial period of Shanghai.In the period of industrialization, underground space resource investigation and evaluation, land quality survey, land subsidence survey, hydrogeology survey, coastal geologic survey, sea and land integrated geological environment monitoring, geological information and social sharing, geological science and technology innovation will be conducted.In recent years, urban geology has been practiced in underground space development, land quality investigation and monitoring, land subsidence monitoring and prevention and control.Shanghai geological work in the period of industrialization, the prominent position of the scientifc and technological innovation in the geological work, strengthening geological theory, instrument and equipment of science and technology innovation ability.

urban geology; post-industrialism; underground space; land quality; land subsidence

P642.5

A

2095-1329(2017)03-0049-04

10.3969/j.issn.2095-1329.2017.03.011

2017-06-02

修回日期: 2017-08-25

何中發(1977-),男,碩士,高級工程師,主要從事地球化學 海岸帶地質與城市地質等研究.

電子郵箱: hellofa@126.com

聯系電話: 021-56616308

中國地質調查局地質調查項目“長三角南京—上海—溫州城鎮規劃區1:5萬環境地質調查”(DD20160246);上海市財政專項“上海后工業化時期地質—資源—環境調查與應用示范”;上海市財政專項“上海市土地質量調查與監測”