城市化建設與城市地質環(huán)境相互作用的探討

宋慶豐,黃小蕓

(1.重慶市南岸地質環(huán)境監(jiān)測站,重慶 40000；2.重慶市規(guī)劃局 渝北區(qū)分局,重慶 400060)

城市化建設與城市地質環(huán)境相互作用的探討

宋慶豐1,黃小蕓2

(1.重慶市南岸地質環(huán)境監(jiān)測站,重慶 40000；2.重慶市規(guī)劃局 渝北區(qū)分局,重慶 400060)

摘要：指出了城市化過程中地質環(huán)境承載著人類生產生活的空間,同時又因人類活動誘發(fā)諸多地質環(huán)境問題。針對城市發(fā)展過程中產生的問題,提出了相應的對策與建議,包括重視地質環(huán)境保護,調整人類工程活動方式,對城市地質環(huán)境進行合理有效的利用,以此促進城市規(guī)劃、城市建設和城市管理。

關鍵詞：城市化；環(huán)境地質；協(xié)調發(fā)展

1引言

改革開放以來,我國經濟不斷高速發(fā)展,城市化進程加快,城市基礎設施及城市功能逐步完善。同時,在城市建設過程中形成的地表建筑物對地質環(huán)境形成了新增地質營力,改變原有地質環(huán)境,形成了新的城市地質環(huán)境。這是城市化建設過程中,不可避免地會出現城市工程地質問題,嚴重時會引發(fā)地質災害,造成經濟損失。因此,城市建設要注重人為干預,通過維持城市地質環(huán)境新的平衡,最終實現人地和諧。

2城市化過程中產生地質環(huán)境問題

2.1　城市建設的物質需求對地質環(huán)境的影響

城市建設在物質層面來講,就是資源的開采和重新聚集。城市化過程中,需要大量土、石、水、礦產等資源作建筑材料,資源大規(guī)模開采改變了城市地質環(huán)境的自然均衡和能量演變的方式,由于山體開挖、地下采空、廢渣堆棄、尾礦排放等礦業(yè)活動,誘發(fā)大量地質環(huán)境問題,尤其是以資源開采為主的資源型城市,其城市地質環(huán)境急劇惡化,礦業(yè)活動誘發(fā)的山體開裂、崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、巖溶塌陷、巖爆、坑道突水、瓦斯爆炸、水土流失、水土污染、尾礦庫潰壩和區(qū)域水環(huán)境破壞等一系列地質環(huán)境問題和次生地質災害,全國因采煤地表發(fā)生沉陷、塌陷面積達到38萬km2,嚴重制約資源型城市的社會經濟可持續(xù)發(fā)展[1]。

2.2　建設新型城市的地質災害問題

新型城市建設選址受到區(qū)域地質構造、地形地貌等自然地質環(huán)境的制約。在建設過程中又不斷地改變原有地質環(huán)境,改變的地質環(huán)境通過不斷地質活動演變尋求均衡點,使地質環(huán)境最終重新趨于穩(wěn)定。城市化建設過程對于地質環(huán)境則是從“穩(wěn)定”到“改變”再到“穩(wěn)定”的過程。原生地質環(huán)境本身越是脆弱,人類工程活動越頻繁,其地質活動越是劇烈,甚至發(fā)生地質災害,給城市建設和發(fā)展帶來了不可估量的的損失。

2.2.1　影響城市化建設的地質災害問題

(1)地質斷裂帶。我國幅員遼闊,地質構造復雜,地質環(huán)境脆弱。我國東部處于環(huán)太平洋地震帶,西部處于地中海-喜馬拉雅地震帶,有50%的城市及許多重大工程設施分布在地震帶上,幾乎有一半左右的城市位于7度或7度以上高烈度區(qū),遭受地震威脅,全國除浙江、貴州兩省外,其余各省(市、區(qū))均發(fā)生過6級以上地震?；顒有詳嗔鸭暗卣鸾o我國的城市發(fā)展與建設帶來了極大危害。例如:原唐山市受歷史條件限制,對地質構造了解不夠,城市建設在滄東大斷裂帶上,建構筑物又未考慮防震措施,1976年發(fā)生的7.8級唐山大地震引發(fā)大量的地裂縫、地陷、井噴、崩塌、滑坡等地質災害,死亡人數達24萬人,傷殘16萬人,造成經濟損失30億元以上。

(2)巖溶塌陷。我國可溶巖分布面積達365萬km2,占國土面積的1/3,是世界上巖溶最發(fā)育的國家之一。巖溶區(qū)域地質條件復雜,地質環(huán)境承載能力低,極易受人類活動影響,而誘發(fā)突發(fā)地面塌陷、建構筑物開裂等地質災害。我國有很多城市處于巖溶區(qū),尤其是南方城市,水資源豐富,巖溶發(fā)育,嚴重制約巖溶區(qū)域城鎮(zhèn)的城市化進程。例如:1979年、1985年貴昆鐵路巖溶塌陷造成列車顛覆;1999年廣西合山塌陷,造成電廠煤灰水水淹礦井;湖南婁底巖溶塌陷破壞房屋、橋梁等。

2.2.2　城市化建設誘發(fā)的地質災害問題

(1)地面沉降。在過量開采地下液體或氣體,大面積地面堆載,地面上的人為振動作用,在建筑工程中對地基處理,密集建筑群的工程效應等人類工程經濟活動影響下,地下松散底層固結壓縮,導致地表表高下降。我國城市地面沉降多是因過量開采地下水所導致的。截至2009年,我國累計地面沉降量超過200mm以上的地區(qū)有7.9萬km2,發(fā)生地面沉降的城市超過50個,分布于東北、西北、華北、華中、華南等20多個省(區(qū)、市)。其中上海從1921年發(fā)現地面下沉開始,到1965年止,最大的累計沉降量已達2.63m。我國城市每年由地面造成的直接經濟損失達數百億元,間接經濟損失更是巨大[2]。

(2)地裂縫?，F代城市地裂縫災害是受地殼活動、水的作用和人類活動等多重作用而產生的,但其主要誘因是人類地下水超采引發(fā)的環(huán)境地質問題。人類工程活動的盲目性和不科學性縮短了地裂縫的活動周期,增大了地裂縫的災害規(guī)模。例如西安市進入80年代以來,由于地下水超量開采導致的地裂縫兩側不均勻地面沉降,進一步加劇了地裂縫的活動,地裂縫所經之處,地面及地下各類建筑物開裂,破壞路面,截斷地下供水、輸氣管道,危及一些著名文物古跡的安全,不但造成了較大經濟損失,也給居民生活帶來不便。

(3)突發(fā)性地質災害。在人類工程建設實施過程中,由于人類對工程區(qū)的工程地質條件認識的局限性,工程設計不合理或設計失誤,施工方法不當經常導致突水、冒頂、沖擊地壓、崩塌、滑坡、邊坡失穩(wěn)等突發(fā)人為地質災害,此類地質災害規(guī)模相對較小,但如處置不當極易造成人員傷亡和財產損失。

2.3　城市生產生活所產生的城市水資源和水環(huán)境問題

地下水環(huán)境是地下水及其賦存空間環(huán)境在內外動力地質作用和人為活動作用影響下所形成的狀態(tài)及其變化的總稱,是地質環(huán)境的重要組成部分。水作為萬物之源,為滿足大量聚集城市人口的需求,工農業(yè)用水、居民用水量以及生產生活的污水排放量都將增大,在人類用水及排水需求超過地下水環(huán)境容量后,從而導致水資源嚴重短缺,地表、地下水水體污染嚴重,甚至誘發(fā)地面沉降等地質災害。

我國地下水污染劃分為以下4個類型:一是地下淡水的過量開采導致沿海地區(qū)的海(咸)水入侵;二是地表污(廢)水排放和農耕污染造成的硝酸鹽污染;三是石油和石油化工產品的污染;四是垃圾填埋場滲漏污染。其中,農耕污染具有量大面廣的特征,未經利用的氮肥在經過地層時通過生物或化學轉化成硝酸鹽和亞硝酸鹽,長期飲用這種污染的地下水將可能導致氰紫癥、食道癌等疾病的發(fā)生[3]。

據統(tǒng)計,我國地下水占中國水資源總量的1/3,環(huán)保部公布的《2012中國環(huán)境狀況公報》指出,我國超過50%的地下水不達標,在198個城市4929個地下水監(jiān)測點位中,優(yōu)良-良好-較好水質的監(jiān)測點比例為42.7%,較差-極差水質的監(jiān)測點比例為57.3%。農村地區(qū)的水環(huán)境問題更為嚴重,試點村莊飲用水源地的水質達標率僅77.2%,地下水飲用水源地水質達標率僅70.3%,地表水達標率只有64.7%。

2.4　城市地質環(huán)境污染問題

隨著城市化建設,石油化工生產、有機溶劑和洗滌劑等化工材料的廣泛使用以及人類生活垃圾等排放的含有有機物化合物的廢物等對地質環(huán)境造成了不可小覷的影響,目前已成為社會的一大公害。

我國地質環(huán)境污染主要有3種途徑:一是來源于工業(yè)生產、汽車尾氣及摩擦所產生的有害氣體、液體或粉塵等,有害物質自然降落、滲流或隨著降雨進入地質環(huán)境,污染工業(yè)及公路周邊地質環(huán)境,此類污染隨著與城市距離的增加而強度降低;二是來源于污水灌溉及污泥施肥等,使用經過一定處理的城市污水及含有一定氮磷鉀的污泥,對農田、綠地等進行灌溉施肥,使地質環(huán)境污染;三是來源于工業(yè)及人類生產生活的廢棄物,我國絕大部分工業(yè)及人類生產生活產生的廢棄物,只能運往郊區(qū)常年露天堆放,無害化處理水平較低,垃圾圍城現象嚴重。這不僅造成生態(tài)環(huán)境污染,還會使廢棄物內的硫、磷等有害物質隨降水流失到土壤當中,進入地質環(huán)境,嚴重污染土壤和地下水資源。

3城市化促進人類對地質環(huán)境的保護

3.1　強化城市規(guī)劃選址,做好地質環(huán)境適宜性評估

在城市規(guī)劃中,對城市建設的工程地質條件、城市地殼穩(wěn)定性評價、地質災害、巖石、土體特征及城市水文地質條件等有關地質資料均應有充分的考慮和利用。城市規(guī)劃區(qū)域地質環(huán)境自身因素應作為城市規(guī)劃建設的重要依據,城市規(guī)劃選址應做好城市規(guī)劃范圍地質環(huán)境評估,在地質調查基礎上進行地質環(huán)境適宜性建設分區(qū),按不同的地質條件做好城市規(guī)劃,城市選址應盡量避開地質斷裂、地質塌陷、滑坡、泥石流等地質條件惡劣區(qū)域。項目規(guī)劃應把地質條件較差或有隱患的區(qū)域用于對地質環(huán)境要求不高的城市綠地、廣場的低強度開發(fā)項目,把地質條件較好的區(qū)域由于商業(yè)、住宅、工業(yè)等高強度開發(fā)項目。項目確定后,應針對具體項目做好地質災害危險性評估工作,以盡量避免人為誘發(fā)地質環(huán)境問題[4]。

3.2　強化項目前期勘查,嚴控施工過程地質環(huán)境保護工作

為拓展城市空間,現代城市不斷向高、大、深方向發(fā)展,因此城市建設對其基礎地質環(huán)境要求也越來越高。為保證城市建設安全,減少城市建設對城市地質環(huán)境的負面影響,我們重視工程地質水文地質勘查工作,嚴格執(zhí)行地質勘查規(guī)程、規(guī)范,做好勘查、設計、施工三者緊密結合,重視施工中的預測預報工作,地質條件復雜地區(qū)做到及早發(fā)現災害隱患,及時采取有效措施,從而避免災害發(fā)生。充分地調查研究建設工程中所涉及的環(huán)境問題,做到合理開發(fā)、合理利用并及時解決存在的工程問題,提高工程質量,防患于未然,造福于人民[5]。

3.3　科學評價和監(jiān)測人類生產生活誘發(fā)的地質環(huán)境問題

3.3.1　做好水資源調查評價工作

針對水資源匱乏日益嚴峻問題,充分利用現有水文地質科學技術手段,完善城市水文地質調查工作,對城市水資源現狀進行客觀評價,做好水資源儲備工作,為城市用水和地下水污染防治提出建議及預案。避免因突發(fā)水資源事件,造成災難性事故。

3.3.2　做好城市垃圾處置工作

針對城市生產生活廢棄物應摸清城市污染物來源,做好垃圾處置規(guī)劃及預測,對污染處理場地的地質條件進行調查與評價,查明垃圾填埋場及其對地下水的污染現狀和趨勢,盡量減少城市垃圾處理過程中對地質環(huán)境的污染。

3.3.3　做好地質環(huán)境信息化監(jiān)測工作

建立城市地質環(huán)境數據庫,推進信息標準化體系建設,按照采集、監(jiān)測、分析、預測、決策、處置的思路,集成

收稿日期：2015-03-10

作者簡介：宋慶豐(1981—),男,內蒙古赤峰人,工程師,主要從事地質工程方面的研究工作。

中圖分類號：X21

文獻標識碼：A

文章編號：1674-9944(2015)05-0215-03