城市建設引發(fā)地質環(huán)境問題及防治

周國梁

摘要：隨著大量人口不斷進入城市，城市規(guī)模日益擴大，城市建設引發(fā)了地質災害、地下水污染等一系列的地質環(huán)境問題，本文結合近年來城市建設引發(fā)的各類地質環(huán)境變化、破壞等現(xiàn)象，對城市建設引發(fā)地質環(huán)境問題進行總結，簡述作者對該類問題的一些見解。

關鍵詞：城市建設;地質災害;地質環(huán)境

1.引言

隨著社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，大量人口涌人城市發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴大，據(jù)國家統(tǒng)計局第六次人口普查結果，截至2010年，我國城鎮(zhèn)戶口人數(shù)占50.27%（其中城市30.29%，鎮(zhèn)19.98%），僅49.73%為農(nóng)村戶口，可以看出超過一半人口生活在城市之中，城市建設日益增速，人類工程活動對地質環(huán)境的破壞日益嚴重，引發(fā)的地質災害等問題也威脅大量人民財產(chǎn)安全。

地理學上的城市，是指地處交通方便環(huán)境的且覆蓋有一定面積的人群和房屋的密集結合體;地質環(huán)境的角度來看，城市是人造環(huán)境和自然環(huán)境相疊加構成的;人類工程活動正給地質環(huán)境帶來不可逆轉、突發(fā)的各類影響。

2.常見地質環(huán)境問題

城市建設帶來的地質環(huán)境改變、威脅人類生命財產(chǎn)安全的問題主要有地面沉降、地面塌陷、基坑坍塌等地質災害類問題，地表水、地下水污染、固體廢棄物等環(huán)境類問題。

2.1地面沉降

我國沿海多個城市均發(fā)生過量抽取地下水導致地面沉降，其中上海市地面沉降自有記載以來累計沉降量已超過2m，其中沉降速錄最大達llOmm/a;廣州市地面沉降主要集中于番禺、南沙及廣花盆地等，其中南沙部分地段沉降量達200mm/a-300mm/a，對居民生命財產(chǎn)產(chǎn)生了危害。

地面沉降主要與地下水位下降，軟土層壓縮等有密切關系，城市地面沉降除軟土等工程地質原因，主要屬抽水沉降，過量抽汲地下水引起水位下降，在欠固結或半固結土層分布區(qū)，土層固結壓密而造成的大面積地面下沉。

地面沉降會對地表或地下構筑物造成危害;在沿海地區(qū)還能引起海水入侵、港灣設施失效等不良后果。

2.2地面塌陷

地面塌陷主要分巖溶地面塌陷和非巖溶性塌陷，巖溶塌陷為可溶巖中存在的巖溶洞隙而產(chǎn)生的，非巖溶塌陷主要由采、挖空區(qū)等產(chǎn)生。地面塌陷也是廣州發(fā)育最強、分布最廣、危害最大的重要災種之一。據(jù)不完全統(tǒng)計，廣州發(fā)生地面塌陷達449起，超過956個塌陷坑，塌陷影響面積68480m2，主要集中在花都區(qū)、白云區(qū)、荔灣區(qū)、增城市和從化市，估算直接經(jīng)濟損失超2.1億元。

城市建設引發(fā)地面塌陷主要為抽排地下水及地下挖空等原因，以地鐵施工為代表的地下空間開發(fā)、基礎工程施工等全面展開，誘發(fā)的地面塌陷越來越多，如近幾年在荔灣區(qū)大坦沙島和白云區(qū)金沙洲一帶，由于抽排地下水和基礎工程施工，出現(xiàn)塌陷超過30起，塌陷規(guī)模較大。

2.3基坑坍塌

隨著城市擴張，人民生活水平日益提高，車輛保有量劇增，地上空間不足，大規(guī)模的地下空間開發(fā)成為趨勢，深（超深）基坑開挖施工成為必然。施工過程中由于對地層、地下水的勘查研究不足，支護結構、開挖方式的不合理等，產(chǎn)生了基坑邊坡失穩(wěn)坍塌等，嚴重威脅周邊居民、建構筑物，甚至部分地段，危害地鐵、鐵路等運行。

2.4崩塌、滑坡

崩塌、滑坡主要發(fā)生在地形起伏較大的山區(qū)一帶，城市建設用地少，在開挖坡腳擴充建設用地時，易引發(fā)山體滑坡、崩塌等邊坡類地質災害;另外在城市大規(guī)模的土方工程作業(yè)時棄土場由于堆土高度大，排水不暢等極易產(chǎn)生崩塌、滑坡，一旦發(fā)生地質災害危害人口數(shù)量大，經(jīng)濟損失大。

2.5水土污染

隨著城鎮(zhèn)化進程的不斷推進，人口聚集程度越來越高，廢水排放規(guī)模越來越大、越集中，城市污水處理能力嚴重不足，大量未處理的污水排進江河污染地表水體，水體下滲污染土壤，地下水與地表水的水力聯(lián)系，地下水也不斷受到污染，水土污染基本為不可逆，危害長久。

2.6洪澇災害

城鎮(zhèn)化的推進，導致大量地面被瀝青、混凝土、石板等不透水及透水性能差的人工地面覆蓋，雨水下滲困難，全國各地雨季不斷上演“看海”的場景，城市洪澇嚴重威脅人類的生命及產(chǎn)生安全。

2.7固體廢棄污染

城市人口密集，固體廢棄垃圾產(chǎn)生量巨大，廣州市日均產(chǎn)生垃圾2.8萬噸，垃圾圍城現(xiàn)場已在各大城市上演，固體廢棄垃圾在搬運及處理過程中污染空氣、土壤及地下水，威脅人類健康及地質環(huán)境。

3.地質環(huán)境問題防治

城市地質環(huán)境問題日益嚴峻，直接威脅人類生命產(chǎn)生安全，在城市規(guī)劃、建設及運行階段應進行論證及防治。

3.1規(guī)劃階段

城市規(guī)劃是每個城市都面對的難題之一，是規(guī)范城市發(fā)展建設，研究城市的未來發(fā)展、城市的合理布局和綜合安排城市各項工程建設的綜合部署，是一定時期內城市發(fā)展的藍圖，是城市管理的重要組成部分，是城市建設和管理的依據(jù)，也是城市規(guī)劃、建設、運行三個階段管理的前提。在城市選址、空間布局、功能分區(qū)等方面應進行嚴格的論證。

（1）山前沖積平原地區(qū)的城市規(guī)劃，應充分考慮上游山區(qū)的建壩攔儲工程，是否會產(chǎn)生地表水不足而產(chǎn)生土地沙化、用水不足等問題，導致城市環(huán)境惡化;以及抽取地下水，導致地下水位下降而引發(fā)地面沉降、地面塌陷等地質災害。

（2）大江河人?？诟浇某鞘校瑧乐垢劭?、閘壩建設導致河道淤積、水位上升，排水不暢污染地下水;不合理的填海造陸而引發(fā)的淤積、海岸蝕退，以及發(fā)生海岸滑坡等地質災害。

（3）山區(qū)城市規(guī)劃應避免大規(guī)模的整平土地，預防開挖坡腳引發(fā)山體滑坡等地質災害;應以地形地貌而規(guī)劃，保護地質環(huán)境，展示山區(qū)城市風貌。

3.2建設階段

城市建設階段由于規(guī)劃條件，地形地貌，地層巖石，工程規(guī)模的不同，需進行挖填方工程、地下空間開挖、抽排地下水、開挖山體坡腳等不同的人類工程活動。

（1）地下空間開發(fā)。地下工程建設項目的數(shù)量和規(guī)模不斷增大，如高層建筑物基坑、大型管道的深溝槽、越江隧道的暗埋矩形及地鐵工程中的車站深基坑等。地下空間的建設，多采用明挖法施工，由于巖土的復雜性，目前人們對基坑與土之間的相互關系和受力機理認識還有欠缺，基坑施工與開挖的同時地質災害隱患也伴隨產(chǎn)生。

對超深基坑工程在設計階段應充分論證，巖土體類型及工程地質性質、水文地質條件、周邊建構筑物距離、基礎形式等具體情況進行支護結構設計，以預防基坑維護體系折斷、基坑圍護體整體失穩(wěn)、基坑圍護踢腳、坑內滑坡導致基坑內撐失穩(wěn)，基坑壁流土、基坑底突涌、基坑底管涌等基坑結構破壞等災害、事故;同時應加強周邊建構筑結構保護及監(jiān)測，以免周邊建購物遭受破壞。

（2）抽排地下水。深基坑施工降水等大規(guī)模城市抽排地下水活動，易造成地下水位下降、波動，導致土層壓縮，引發(fā)地面沉降，危害城市道路等淺基礎建構物;在巖溶地區(qū)，水位下降加劇巖溶發(fā)育，導致巖溶地面塌陷等災害，應禁止大規(guī)模抽排地下水，維持穩(wěn)定地下水位，預防沉降、塌陷類地質災害;同時應推進海綿城市建設，防治洪澇災害。

（3）堆土填方。主要為城市建設過程中大規(guī)模的開挖形成的棄土、棄渣，部分棄土場堆填過高，產(chǎn)生了滑坡地質災害，在城市建設過程中，結合地形特征，盡量做到土方平衡，避免大規(guī)模的土方外運、回填;道路等線性工程也應結合地形地貌，減小標高差異，降低填方規(guī)模。

（4）開挖坡腳。山區(qū)工程建設坡腳開挖易引發(fā)山體滑坡等大規(guī)模地質災害，在工程建設階段，應充分考慮挖填情況，避免大規(guī)模開挖坡腳而引發(fā)滑坡地質災害，依地形特征，不大規(guī)模改變原始地形，進行專業(yè)的邊坡支護工程。

3.3運行階段

在城市運行階段，地質環(huán)境防治工作主要以監(jiān)測為主，防治固體廢棄物、工業(yè)廢水排放等污染地下水、土壤;加強地下水位監(jiān)測，禁止大規(guī)模抽取地下水，預防地面沉降、地面塌陷等地質災害;避免在城市上游江河大規(guī)模修建水壩攔儲工程等導致城市地表水系減小，引發(fā)荒漠化。

4.結語

（1）鑒于城市建設中地質環(huán)境問題的復雜性及多樣性，現(xiàn)階段城市建設過程中應組織經(jīng)驗豐富、多學科結合的地質環(huán)境類技術隊伍，重視國際合作，對地質環(huán)境問題從源頭解決，并在過程中有效監(jiān)測預警，防患于未然。（2）加強中小城市、城鎮(zhèn)建設，減少超級城市、建筑群的發(fā)展，減小大城市的地質環(huán)境負荷。（3）在城市建設過程中應做到敬畏自然，做到人與自然和諧相處，城市與自然和諧共存。

參考文獻：

[1]凌賢長，王麗霞，周宏，等.城市建設中的若干環(huán)境工程地質問題[J].哈爾濱建筑大學報，2000（04）：30-35.

[2]劉永娟，張治紅.城市建設對地質環(huán)境影響的分析與探討[J].能源與環(huán)境， 2010（04）：84-85+120.

[3]馮小銘，郭坤一，王愛華，劉紅櫻，王敬東，龔建師.城市地質工作的初步探討[J]地質通報，2003（08）：571-579.