后工業(yè)化時期城市地質(zhì)工作實踐與展望

何中發(fā)

（上海市地質(zhì)調(diào)查研究院，上海 200072）

后工業(yè)化時期城市地質(zhì)工作實踐與展望

何中發(fā)

（上海市地質(zhì)調(diào)查研究院，上海 200072）

系統(tǒng)介紹了上海在后工業(yè)化時期地質(zhì)工作面臨的機遇和挑戰(zhàn)，在后工業(yè)化時期開展地下空間資源調(diào)查與評價、土地質(zhì)量調(diào)查、地面沉降調(diào)查、水文地質(zhì)調(diào)查、海岸帶地質(zhì)調(diào)查、海陸一體化地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測、地質(zhì)成果信息化和社會化共享、地質(zhì)科技創(chuàng)新工程等工作的主要內(nèi)容。近幾年城市地質(zhì)工作在地下空間開發(fā)利用、土地質(zhì)量調(diào)查與監(jiān)測、地面沉降監(jiān)測與防治等方面的實踐。在后工業(yè)化時期，上海地質(zhì)工作將把科技創(chuàng)新擺在地質(zhì)工作的突出位置，不斷增強地質(zhì)科技理論、儀器裝備的創(chuàng)新能力。

城市地質(zhì)；后工業(yè)化；地下空間；土地質(zhì)量；地面沉降

上海地質(zhì)工作始終以保障城市安全、服務城市發(fā)展為首要目標[1]。自2004年開展三維城市地質(zhì)調(diào)查以來，重點在地面沉降監(jiān)測與防治、地下空間開發(fā)地質(zhì)環(huán)境適宜性評價、水土環(huán)境調(diào)查與監(jiān)測、海岸帶地質(zhì)調(diào)查與監(jiān)測、地質(zhì)資料信息服務集群化與產(chǎn)業(yè)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(guī)劃（2016～2040）》《上海市土地利用總體規(guī)劃（2016～2040）》等規(guī)劃編制工作，希望通過規(guī)劃的編制和實施來引領城市轉(zhuǎn)型升級，建立新常態(tài)下的城市發(fā)展新模式[3]。后工業(yè)化時期，如何繼續(xù)發(fā)揮好地質(zhì)工作的保障與服務作用，實現(xiàn)地質(zhì)工作轉(zhuǎn)型升級，上海地質(zhì)工作面臨的機遇和挑戰(zhàn)更為迫切。因此希望針對上海后工業(yè)化時期的地質(zhì)需求開展相應的地質(zhì)工作，在地質(zhì)工作內(nèi)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(qū)地質(zhì)工作的新方法和新機制。

1 后工業(yè)化時期上海地質(zhì)工作面臨的機遇和挑戰(zhàn)

1.1 眾多規(guī)劃的編制與實施需要基礎地質(zhì)工作先行并提供技術支撐

《上海市城市總體規(guī)劃（2016～2040）》提出了創(chuàng)建全球城市、實現(xiàn)睿智發(fā)展的明確目標，在資源環(huán)境緊約束下創(chuàng)新城市發(fā)展模式，資源環(huán)境底線約束、邊界劃定、城市規(guī)劃編制與實施需要地質(zhì)工作提供決策參考[3]?！渡虾Ｊ型恋乩每傮w規(guī)劃（2016～2040）》提出了堅持“五量調(diào)控”（總量鎖定、增量遞減、存量優(yōu)化、流量增效、質(zhì)量提高）的土地新政目標[4]，探索通過土地利用方式的轉(zhuǎn)變實現(xiàn)經(jīng)濟社會發(fā)展的轉(zhuǎn)型，土地節(jié)約集約利、城市更新重點區(qū)域轉(zhuǎn)型、土地綜合復合利用、耕地保護、基本農(nóng)田劃定等需要地質(zhì)工作成果支撐。

1.2 城市發(fā)展空間的拓展需要地質(zhì)工作發(fā)揮作用

上海城市發(fā)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(fā)展不夠等問題，戰(zhàn)略空間的優(yōu)化和調(diào)整，需要地質(zhì)工作發(fā)揮作用。《上海市城市總體規(guī)劃（2016～2040）》明確提出了8359km2規(guī)劃范圍，以及6833km2的陸域面積，相比于上一輪城市規(guī)劃提及的6340km2面積，本輪規(guī)劃城市發(fā)展空間進行了較大拓展。區(qū)域協(xié)同發(fā)展與布局需要以地質(zhì)背景條件為基礎，地下空間資源開發(fā)利用力度將加大，地質(zhì)安全是基礎和前提。

1.3 城市安全保障需要地質(zhì)工作發(fā)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(tài)環(huán)境安全等方面提高城市安全保障能力，地質(zhì)災害監(jiān)測與預警需發(fā)揮保障支撐作用。統(tǒng)籌城鄉(xiāng)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(zhì)災害監(jiān)測預警提供保障。土壤和地下水環(huán)境安全事關民生安全，監(jiān)測與預警還需加強。

1.4 海岸帶開發(fā)與管理需要地質(zhì)成果支撐

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

1.5 集群化的地質(zhì)信息在大數(shù)據(jù)時代應發(fā)揮更大的作用

大數(shù)據(jù)時代地質(zhì)信息應在移動互聯(lián)智慧城市建設方面發(fā)揮應有的作用，大數(shù)據(jù)互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為新常態(tài)，地質(zhì)信息數(shù)據(jù)平臺亟待挖掘。城市智能化運行和管理需要各類基礎數(shù)據(jù)資源實現(xiàn)互聯(lián)互通，提高城市智能化運行效率，地質(zhì)信息多元化服務還需進行試點。

1.6 基礎地質(zhì)工作與城市轉(zhuǎn)型升級創(chuàng)建全球城市的需求還存在一定差距

上海區(qū)內(nèi)地質(zhì)工作程度差異較大，目前基巖地質(zhì)、第四紀地質(zhì)、水文地質(zhì)局部達到1:5萬工作精度，部分地區(qū)仍為1:25萬精度。工程地質(zhì)鉆孔數(shù)量總數(shù)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(guī)劃區(qū)缺乏地質(zhì)資料。另外海岸帶地區(qū)地質(zhì)成果多以1:25萬精度為主，較難滿足規(guī)劃與管理的更高需求。

2 后工業(yè)化時期上海重點地質(zhì)工作設想

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

2.1 工程地質(zhì)調(diào)查及地下空間資源評價與城市規(guī)劃應用示范

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

2.2 土地質(zhì)量調(diào)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(huán)境質(zhì)量調(diào)查；針對存量低效工業(yè)用地整理復墾、城市更新地區(qū)控制性詳細規(guī)劃編制水土環(huán)境質(zhì)量評價方法技術等開展專項調(diào)查；針對工業(yè)用地、經(jīng)營性用地、農(nóng)用地全生命周期管理水土環(huán)境管護，耕地資源質(zhì)量等級評定關鍵技術，耕地保護中土壤和地下水環(huán)境質(zhì)量管控技術等開展專題研究工作。

2.3 地面沉降調(diào)查與地質(zhì)災害分區(qū)管控示范研究

重點開展橫沙東灘地區(qū)地面沉降調(diào)查，研究圍墾造陸地區(qū)地面沉降機理；開展地面沉降分區(qū)管理，評價各地面沉降管理區(qū)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(qū)，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(qū)作為工程示范區(qū)，部署多種監(jiān)測手段綜合應用的監(jiān)測網(wǎng)，并利用多種監(jiān)測技術耦合，建立重大基礎設施安全預警監(jiān)測技術體系。

2.4 水文地質(zhì)調(diào)查及地下水資源環(huán)境保護應用示范

開展全市陸域1:5萬水文地質(zhì)調(diào)查，重點調(diào)查與地下空間開發(fā)利用及地質(zhì)災害防治相關的0～300m深度范圍的水文地質(zhì)條件。先期開展上海市西部及北部地區(qū)1:5萬水文地質(zhì)填圖，基本查明含水層系統(tǒng)空間結(jié)構(gòu)、地下水補逕排條件及其變化、地下水動態(tài)特征及其影響因素等水文地質(zhì)條件。開展中心城區(qū)淺層地下水和主要環(huán)境地質(zhì)問題對地下空間開發(fā)的影響研究專題。編制地下水資源專項保護規(guī)劃。

2.5 海岸帶地質(zhì)調(diào)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(huán)境地質(zhì)調(diào)查。重點查明區(qū)內(nèi)100m以淺地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征、地質(zhì)災害發(fā)育規(guī)律、地質(zhì)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(guī)劃區(qū)開展1:1萬工程地質(zhì)調(diào)查評價工作。針對灘涂后備土地資源、海岸帶重大工程地質(zhì)災害評估等開展專題研究。

2.6 海陸一體化地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測

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

2.7 地質(zhì)成果信息化和社會化共享

主要包括地質(zhì)數(shù)據(jù)中心完善和建設，實現(xiàn)地質(zhì)信息的集中統(tǒng)一管理；提升地質(zhì)信息平臺功能，構(gòu)建地質(zhì)大數(shù)據(jù)分析評價體系；拓展地質(zhì)信息應用服務體系，實現(xiàn)地質(zhì)信息服務受眾面全覆蓋；健全地質(zhì)信息服務機制，實現(xiàn)地質(zhì)信息服務常態(tài)化、規(guī)范化等。

2.8 地質(zhì)科技創(chuàng)新工程

以解決城市發(fā)展面臨的地質(zhì)資源環(huán)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(chuàng)新，增強地質(zhì)科技理論和儀器裝備創(chuàng)新能力，完善相關技術標準體系，進一步提升地質(zhì)工作社會服務能力。主要任務包括研究探索地下空間規(guī)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(wěn)定性探查的技術攻關；重點研發(fā)地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測的先進設備和先進技術，研發(fā)集數(shù)據(jù)分析、警報預警、信息發(fā)布為一體的監(jiān)測系統(tǒng)；加強地質(zhì)災害防治關鍵技術研究，有效提升上海地質(zhì)災害防治水平。

2.9 后工業(yè)化時期城市地質(zhì)調(diào)查方法技術與應用服務示范總結(jié)

對標全球城市從特大城市地區(qū)地質(zhì)調(diào)查方法技術、大型河口海岸帶地區(qū)地質(zhì)調(diào)查方法等綜合總結(jié)后工業(yè)化時期地質(zhì)調(diào)查方法技術，形成調(diào)查示范；從海陸一體化地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測、城市安全與地質(zhì)環(huán)境變化角度，總結(jié)海陸一體化地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測方法技術，形成監(jiān)測示范；從后工業(yè)時期的地質(zhì)資源、地質(zhì)災害評價等角度，總結(jié)地質(zhì)評價方法技術，形成評價示范；從地質(zhì)成果圍繞服務應用的角度，總結(jié)成果服務經(jīng)驗，形成服務示范。最終形成一套后工業(yè)化時期地質(zhì)調(diào)查與應用服務的示范體系，建立相對應的法律法規(guī)和工作保障機制，為全國相關地質(zhì)工作的開展提供借鑒。

3 近幾年上海城市地質(zhì)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(fā)地質(zhì)環(huán)境適宜性與若干重大地質(zhì)問題、深層地下空間地質(zhì)安全評估及利用技術等課題研究工作[5]，并結(jié)合虹橋商務區(qū)規(guī)劃、上海地下空間專項規(guī)劃編制了不同深度的地下空間開發(fā)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(zhàn)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(fā)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(zhì)調(diào)查研究、開發(fā)利用規(guī)劃、建設風險評估、安全運營監(jiān)測等方面的前期研究。開展的三維城市地質(zhì)調(diào)查，實現(xiàn)了全市100m以淺地質(zhì)結(jié)構(gòu)透明化顯示，取得的地下空間開發(fā)地質(zhì)環(huán)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(guī)劃單元為示范區(qū)，開展地下空間資源量評估，構(gòu)建評估模型，建立評估方法。

3.2 土地質(zhì)量調(diào)查與監(jiān)測

從2009年開始，按照1個點/km2監(jiān)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(zhì)量監(jiān)測工作，主要監(jiān)測指標包括無機指標和有機指標。無機指標包含了土壤環(huán)境質(zhì)量的鎘、汞、鉛等重金屬元素，以及氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫、硼等養(yǎng)分元素，其中部分監(jiān)測點還測試有機氯農(nóng)藥類和多環(huán)芳烴類指標。監(jiān)測頻率方面，一級監(jiān)測點每年監(jiān)測一次，二級監(jiān)測點每四年監(jiān)測一次。截至2016年，全市330個一級監(jiān)測點已經(jīng)連續(xù)獲得7年的土地質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)；全市6350個二級監(jiān)測點已經(jīng)連續(xù)獲得兩輪的土地質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)。通過土地質(zhì)量監(jiān)測項目的連續(xù)實施，進一步獲得了全市及各區(qū)土壤重金屬元素和養(yǎng)分元素等指標的分布規(guī)律、以及土地質(zhì)量的時空變化特征，為土地利用規(guī)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(huán)境質(zhì)量的強化監(jiān)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(jié)約集約利用水平若干意見的通知》《關于加強本市工業(yè)用地出讓管理的若干規(guī)定》《關于加強本市經(jīng)營性用地出讓管理的若干規(guī)定》《上海市經(jīng)營性用地和工業(yè)用地全生命周期管理土壤環(huán)境保護管理辦法》等系列文件。將土壤環(huán)境要素納入土地合同管理，真正實現(xiàn)了工業(yè)用地和經(jīng)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(huán)境調(diào)查評估工作，實現(xiàn)了經(jīng)營性用地和工業(yè)用地土壤環(huán)境的建檔立冊，土壤環(huán)境風險得到有效管控，促進土壤環(huán)境質(zhì)量全面改善。

3.3 地面沉降監(jiān)測與防治

地面沉降是上海的主要地質(zhì)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(jiān)測網(wǎng)絡，實現(xiàn)了全市地面沉降控制目標。地面沉降分區(qū)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(chuàng)新建立了“兩局兩委”（市規(guī)劃和國土資源管理局、市水務局、市住房和城鄉(xiāng)建設管理委員會、市交通委員會）部門聯(lián)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(jiān)測與預警機制。長三角地區(qū)地面沉降聯(lián)防聯(lián)控取得新進展，發(fā)布了全國首個區(qū)域地面沉降防治規(guī)劃，率先建成了長三角地區(qū)地面沉降信息系統(tǒng)，實現(xiàn)了兩省一市地面沉降防治信息共享。

3.4 地質(zhì)資料信息服務集群化和產(chǎn)業(yè)化

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

3.5 海岸帶地質(zhì)調(diào)查與監(jiān)測預警

自2012年以來，依托“長江三角洲海岸帶綜合地質(zhì)調(diào)查與監(jiān)測”、“上海海岸帶地質(zhì)調(diào)查與監(jiān)測預警示范”等項目，上海海岸帶基礎地質(zhì)調(diào)查精度由1:100萬提高到1:25萬，初步揭示了海岸帶地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征。初步建立了海陸一體地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測體系，并開展了關鍵地質(zhì)問題的科學研究。依托項目成果，針對海岸帶規(guī)劃建設、后備土地資源開發(fā)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(guī)劃和2040土地利用總體規(guī)劃中得到了充分應用。

4 結(jié)語

城市未來的發(fā)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(zhì)工作的重點，城市地質(zhì)是地球科學的一個縮影，是城市發(fā)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(fā)展對地質(zhì)工作需求如何變化，城市地質(zhì)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(fā)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(zhì)規(guī)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(fā)展。

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

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

電子郵箱: hellofa@126.com

聯(lián)系電話: 021-56616308

中國地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查項目“長三角南京—上?！獪刂莩擎?zhèn)規(guī)劃區(qū)1:5萬環(huán)境地質(zhì)調(diào)查”(DD20160246);上海市財政專項“上海后工業(yè)化時期地質(zhì)—資源—環(huán)境調(diào)查與應用示范”;上海市財政專項“上海市土地質(zhì)量調(diào)查與監(jiān)測”