徐州市城市地質(zhì)調(diào)查驅(qū)動因素及關鍵問題分析

熊彩霞，劉沂軒

（1.徐州中國礦大巖土工程新技術發(fā)展有限公司，江蘇徐州 221100；2.江蘇省水文水資源勘測局徐州分局，江蘇徐州 221008）

城市地質(zhì)調(diào)查工作就是在一個城市以及該城市的周邊地區(qū)或者該城市未來要進行城市化的區(qū)域范圍之內(nèi)，對該地區(qū)內(nèi)部的地質(zhì)情況進行調(diào)查工作，研究該地區(qū)之中對于城市發(fā)展有促進作用的資源以及該地區(qū)在進行城市建設工作時對于該地區(qū)的地質(zhì)環(huán)境所造成的影響。

1 國內(nèi)外城市地質(zhì)工作的起源和發(fā)展

國外城市地質(zhì)工作起源于20世紀20年代末期，到20世紀60年代末70年代初發(fā)展已較為完善了，其中包含了如城市廢棄物處置工作、水土污染預防和治理工作、地質(zhì)災害的風險評估工作以及生態(tài)地質(zhì)調(diào)查工作等綜合調(diào)查研究工作。與國外相比，我國的城市地質(zhì)工作發(fā)展比較晚，在20世紀80年代才剛剛開始發(fā)展，到了2002年的時候，我國才在如上海、北京、天津以及廣州等城市進行了城市地質(zhì)工作試點。如在北京開展的城市地質(zhì)工作的目的就是為了解決北京水資源緊缺的作用，在上海開展城市地質(zhì)工作是為了防災減災等等。

2 開展城市地質(zhì)工作的意義

徐州市是我國江蘇省重點規(guī)劃建設的三大都市圈之一，同時也是江蘇省地質(zhì)環(huán)境最復雜的一個城市，諸如巖溶塌陷、采空塌陷、地面沉降等多方面的地質(zhì)問題嚴重影響了徐州市的經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展，因此在徐州市開展地質(zhì)調(diào)查工作是現(xiàn)階段徐州市城市化建設工作勢在必行的舉措[1]。

3 開展城市地質(zhì)調(diào)查的驅(qū)動因素

3.1 城市規(guī)劃建設工作的需求

《徐州市城市總體規(guī)劃（2007-2020）》將老城區(qū)和徐州新區(qū)劃分為核心，將銅山區(qū)、利國區(qū)、賈汪區(qū)、大許鎮(zhèn)、雙溝鎮(zhèn)以及鄭集鎮(zhèn)劃分為重點發(fā)展組團，將包括柳新鎮(zhèn)、青山泉鎮(zhèn)、汴塘鎮(zhèn)、大吳鎮(zhèn)、茅村鎮(zhèn)、大彭鎮(zhèn)等10個鎮(zhèn)劃分到大都市空間結(jié)構(gòu)之中，并在此基礎之上建設7條軌道交通借此將主城區(qū)與外圍組團之間的連結(jié)起來?？傮w建設工程非常龐大，因此在進行建設工作時必須結(jié)合徐州市自然地理以及地質(zhì)環(huán)境等多種情況，這樣才能以可持續(xù)的方式有效利用徐州市的土地資源。首先，在進行徐州市城市規(guī)劃建設工作中大部分的環(huán)節(jié)都需要地質(zhì)資源作為支撐，同時經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展也需要足夠的礦產(chǎn)資源、能源以及水資源等地質(zhì)資源，同時在進行建設工作時還需要保證地質(zhì)環(huán)境的安全[2]；其次就是徐州市現(xiàn)如今正由原來的城市自由行程與發(fā)展的階段朝著城市依靠自然和社會科學進行規(guī)劃管理的階段發(fā)展，只有通過進行地質(zhì)調(diào)查的工作，才能夠使徐州市科學合理的進行城市的規(guī)劃和建設工作，實現(xiàn)大規(guī)模建設和快速發(fā)展的戰(zhàn)略目的。

3.2 重大工程建設驅(qū)動開展地質(zhì)調(diào)查工作

近些年，我國因為大型工程建設工作導致的安全事故頻頻發(fā)生，造成這些事故發(fā)生的主要原因就是因為施工單位對于發(fā)生事故當?shù)氐牡刭|(zhì)條件不清楚?！缎熘菔谐鞘熊壍澜煌ń诮ㄔO規(guī)劃（2013-2020）》報告顯示，在徐州市城市規(guī)劃建設工作之中有3條地鐵線路經(jīng)過的地區(qū)之中存在著大量的隱伏巖溶區(qū)以及煤礦采空區(qū)，在這些地區(qū)內(nèi)經(jīng)常會發(fā)生巖溶塌陷以及采空塌陷等地質(zhì)災害。因此，現(xiàn)階段徐州市在進行城市化建設工作之前急需開展地質(zhì)調(diào)查工作，對該地區(qū)存在的地質(zhì)問題對開展地鐵建設工作的影響以及地鐵建設可能會導致出現(xiàn)地質(zhì)災害等方面進行研究分析，借此有效保證軌道交通安全建設和安全運行。

3.3 城市防災減災工作的需求

隨著城市化建設工作的開展，居住在城市建設地區(qū)的民眾相比較以前將會更多，這時一旦發(fā)生自然或者人為的災害，其所造成的損失將會更加嚴重。從1986年至今，徐州市區(qū)共發(fā)生巖溶塌陷等地質(zhì)災害有18起，不僅對災害周邊地區(qū)的工程建筑以及居民帶來嚴重的安全隱患，同時也會給我國社會穩(wěn)定帶來非常嚴重的不良影響。雖然徐州市于1996年就開展了巖溶塌陷地質(zhì)勘察工作并且取得了一定的成果，但是由于該工作的勘查區(qū)域僅僅局限于徐州市老城區(qū)的270km2內(nèi)，而徐州市城市規(guī)劃區(qū)內(nèi)有1800多平方千米的地區(qū)內(nèi)有隱伏巖溶分布，因此其難以給徐州市城市建設提供完善的巖溶地質(zhì)信息。除此之外徐州市是我國重要的煤炭能源基地之一，經(jīng)過了130多年的開采后，出現(xiàn)了170km2的采煤塌陷地，雖然徐州市也采取了諸如土地復墾等方法進行地質(zhì)災害治理，但是由于采煤歷史悠久以及鄉(xiāng)鎮(zhèn)小煤窯的過度開發(fā)等原因?qū)е滦Ч⒉幻黠@。因此開展地質(zhì)調(diào)查工作就是現(xiàn)階段徐州市的重要任務。

3.4 生態(tài)環(huán)境保護驅(qū)動開展地質(zhì)調(diào)查工作

徐州市6大千億元主導工業(yè)產(chǎn)業(yè)分別是能源產(chǎn)業(yè)、裝備制造業(yè)、冶金業(yè)、建材業(yè)、煤鹽化工業(yè)以及食品和農(nóng)副產(chǎn)品加工業(yè)，這6種產(chǎn)業(yè)之中煤炭采掘業(yè)對生態(tài)環(huán)境的破壞為最，另外5種行業(yè)則會對地下水的水質(zhì)以及周邊土壤環(huán)境造成非常嚴重的污染。因此徐州市的生態(tài)環(huán)境保護工作的工作人員所面臨的工作壓力非常大[3]。如何保障以上6種企業(yè)周邊地域的耕地質(zhì)量、6種企業(yè)周邊農(nóng)業(yè)發(fā)展如何合理布局以及徐州市城市規(guī)劃建設工作如何有效趨利避害等多個問題都需地質(zhì)調(diào)查工作之中的土壤地球化學調(diào)查評價方面的科學依據(jù)。

4 徐州城市地質(zhì)調(diào)查工作之中的關鍵問題

4.1 地下水資源約束以及城市應急供水保障

我國有40個城市存在嚴重缺水的情況，徐州市就是其中之一。徐州市地表上的水源主要靠降雨補充，徐州市的河流大部分都是非暢流型的人工控制蓄水河道。經(jīng)調(diào)查顯示，徐州市多年平均水資源總量為35.3×108m3，人均水資源量為403.1m3，正常年份全市缺水15×108m3，干旱年份則達到40×108m3，隨著徐州市的經(jīng)濟不斷發(fā)展，水資源短缺現(xiàn)如今已經(jīng)嚴重制約了徐州市社會經(jīng)濟的進一步發(fā)展。

對此，徐州市也提出將地下水作為城市供水水源的方法解決這個問題，但是由于長期對巖溶地下水的不合理開采，導致了徐州市區(qū)域范圍之內(nèi)出現(xiàn)了多起巖溶塌陷的地質(zhì)災害。除此之外由于降雨及地表水是巖溶水的主要補充來源，所以就導致了徐州市各種工業(yè)產(chǎn)業(yè)排泄出的大量工業(yè)廢水就借此滲入了巖溶地下水中造成污染。有鑒于此，徐州市在開展地質(zhì)調(diào)查工作時不僅要對自身區(qū)域范圍之內(nèi)的如地下水的類型、水量、水質(zhì)、分布特征以及可利用程度等多個方面開展工作，還應當調(diào)查清楚各個含水層的水質(zhì)條件以及地下水資源賦存空間等。并在此基礎之上對徐州市的地下水的水位以及水質(zhì)動態(tài)變化的規(guī)律進行研究分析，根據(jù)分析結(jié)果建立一個巖溶地下水溶質(zhì)運移模型，從而有效找出巖溶地下水的遷移規(guī)律及污染物的遷移速率。最后通過結(jié)合徐州市城市規(guī)劃區(qū)的供水規(guī)劃方案，建立出一個科學合理的防止控制巖溶塌陷以及水質(zhì)污染的對策，有效保證徐州市的供水安全。

4.2 巖溶區(qū)地下工程風險與災害防控

隨著徐州市城市發(fā)展規(guī)模的逐漸擴大，關于城市建設使用的資源供給與需求之間的矛盾也隨之日益尖銳，徐州市城市建設工作開始呈現(xiàn)出2種趨勢，一種是不斷興建一批批高大建筑，另外一種趨勢就是不斷的大規(guī)模開發(fā)利用地下空間，隨著這些建設工作的不斷推進，徐州市城市地質(zhì)災害隱患也越來越大。

對此，徐州市開展城市化建設時需要做到以下2點內(nèi)容。首先第一點就是通過調(diào)查工程當?shù)氐膸r土體類型、物理學性質(zhì)、特殊土體的分布特征以及地下空間利用等情況分析出各個建設工程當?shù)氐刭|(zhì)巖組的工程地質(zhì)條件，第二點就是通過調(diào)查巖溶地質(zhì)環(huán)境條件、巖溶塌陷發(fā)育分布特征以及人類工程活動等情況分析出當?shù)貛r溶發(fā)育的特征以及水平垂向分布的規(guī)律，并在此基礎上進行相關建設工作，有效防止巖溶塌陷地質(zhì)災害的發(fā)生。

4.3 采空區(qū)建設用地的適宜性以及風險評價

在開展地質(zhì)調(diào)查工作的時候主要需要注意到以下2點。首先第一點就是查明地下采空區(qū)的空間分布、采空塌陷的時空分布特征及其影響范圍、危害及造成的損失，其主要通過采空區(qū)形成的資源條件、礦產(chǎn)資源開發(fā)利用及采空塌陷的分布特征等方面開展地下采空區(qū)調(diào)查工作來達到這一目的；第二點就是以采空區(qū)失穩(wěn)破壞及導致地面塌陷的機制為切入點，進行采空塌陷易發(fā)性評價，同時結(jié)合徐州市城市規(guī)劃，針對城市未來建設發(fā)展重點區(qū)域，在采空區(qū)穩(wěn)定性分析的基礎上進行采空塌陷風險性評價，建立采空區(qū)及采空塌陷信息管理系統(tǒng)和監(jiān)測網(wǎng)，為礦區(qū)災害綜合治理、土地綜合利用等提供對策依據(jù)[4]。

5 結(jié)束語

徐州市開展城市地質(zhì)調(diào)查有多方面的驅(qū)動因素，通過調(diào)查可以解決城市化和城市建設面臨的諸多環(huán)境地質(zhì)問題，可以在基礎地質(zhì)、地質(zhì)資源及地質(zhì)環(huán)境調(diào)查的基礎上，綜合評價徐州市地質(zhì)資源環(huán)境承載能力，并進一步建立三維城市地質(zhì)信息管理與服務系統(tǒng)，借此有效解決徐州市水資源短缺、防治隱伏巖溶區(qū)塌陷以及采空區(qū)土地資源利用等多方面的地質(zhì)問題，真正意義上實現(xiàn)城市地質(zhì)與城市國民經(jīng)濟系統(tǒng)的有機融合，借此全面保護徐州城市地質(zhì)環(huán)境，以實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標。