吉林省城市地質調查工作開展的現(xiàn)狀及展望

于鵬

摘要：城市地質工作在城市發(fā)展中多個環(huán)節(jié)具有基礎性作用，對于統(tǒng)籌城市地上地下空間具有戰(zhàn)略意義。新時代吉林省城市地質工作面臨著新的挑戰(zhàn)，應樹立起“大地質”意識，創(chuàng)新城市地質工作模式，積極開展多要素地質調查，構建城市地質可視化平臺，使城市地質工作更好地服務于吉林省經濟社會發(fā)展大局，打造吉林省特色的城市地質工作模式。

關鍵詞：吉林?。怀鞘械刭|調查；多要素；三維模型

1.引言

隨著我國城鎮(zhèn)化的發(fā)展，城市地質作為國土空間規(guī)劃和城市建設、管理的基石，在提高土地資源利用率，保障城市健康發(fā)展過程中，具有基礎性和指導性的重要作用。過去吉林省開展的城市地質工作，已掌握了一些城市地質情況，在城市建設過程中起到了一定積極作用。但隨著城市建設的提速，原有的工作已經無法滿足新時代的要求，需要系統(tǒng)性地開展城市地質調查和研究工作。全面深入地開展城市地質工作，為城市建設提供地質信息，服務于吉林省社會經濟發(fā)展。

2.吉林省概況

吉林省位于中國東北地區(qū)，處在東北亞地理中心位置。地勢總體東南高西北低，大黑山山脈將其分為長白山山地和松遼平原兩個部分，分別位于新華夏系第二隆起帶和第二沉降帶。地貌分為五大成因類型：侵蝕火山地貌、侵蝕構造地貌、構造剝蝕地貌、剝蝕堆積地貌、堆積地貌。新構造運動對吉林省地理環(huán)境有著重要的影響，主要表現(xiàn)形式是斷裂活動、火山活動和地震活動。

吉林省內礦產資源主要有油頁巖、石油、天然氣、金、鉬、硅藻土、大理巖、地熱資源等。地熱作為一種清潔能源，在城市地質工作中因地制宜地開展淺層地熱和地下熱水開發(fā)利用，具有良好的使用前景。

3.國內外城市地質工作概況

3.1國外城市地質

19世紀60年代，奧地利地質學家愛德華·蘇伊斯完成的《維也納市地質》，開啟了城市地質研究的先河。大規(guī)模地開展城市地質工作在二戰(zhàn)后隨著城鎮(zhèn)化的發(fā)展而興起。從21世紀初開始，逐漸形成了對城市地質整體性的認識，通過指標的量化完成對城市地質的定量評價，據(jù)此建立起環(huán)境地質監(jiān)測平臺，使城市地質統(tǒng)籌到城市管理中來。歐美等西方發(fā)達國家城市地質工作起步早，相關調查工作已完成，已經朝著多維度發(fā)展。城市地質工作發(fā)展方向包括利用已有地質資料構建城市空間三維或四維模型、結合專業(yè)地質軟件和網絡技術搭建大數(shù)據(jù)共享平臺、工作內容和服務對象不斷擴大以及區(qū)域協(xié)同進一步增強等。

3.2國內城市地質

上世紀末我國實施國土資源大調查，完成了全國主要城市地質調查。2010年以來，為服務國家戰(zhàn)略和功能區(qū)劃的需求，組織開展了京津冀、長三角等重點城市群地質調查工作。2017年城市地質工作首次在國家層面得到重視，2017年11月中國地質調查局發(fā)布《城市地質調查總體方案》（2017年～2025年），確定了雄安新區(qū)等城市開展示范項目。同時，城市地質工作在服務城市和城市群國土空間布局、生態(tài)環(huán)境保護以及重大地質環(huán)境問題等方面開始發(fā)揮積極作用。2018年開始，為服務國家生態(tài)文明建設，重點發(fā)展多要素城市地質工作，對城市地質工作提出了新要求。

4.吉林省以往城市地質問題

吉林省開展地質相關工作較早，從20世紀開始，就有日、俄開展的地質調查工作，這些調查目的性較強，均為了掠奪吉林省的礦產資源，但客觀上也積累了一定的地質資料。從建國至今，吉林省系統(tǒng)地開展了大量地質調查工作，但是存在地質資料豐富但不成系統(tǒng)、更新不及時等問題。礦產地質調查多數(shù)位于山區(qū)，并且鉆孔深度較深無法完全滿足城市地質對淺層空間的要求。水文地質調查缺少區(qū)域性高精度調查。工程地質調查多為點或線性，勘察深度多為10m～30m，難以滿足對后備資源的要求。環(huán)境地質開展較少，僅在2007年～2009年吉林省地質環(huán)境監(jiān)測總站開展了吉林省主要城市環(huán)境地質調查工作，仍存在數(shù)據(jù)資料收集不全、地下水有機物污染和生物污染評價少以及土壤污染調查力度不夠等問題，有針對性的城市地質工作尚少。

目前，吉林省城市地質工作主要由中國地質調查局和吉林省內相關地質單位開展，且數(shù)量相對較少，存在國家層面引導不足、地方配合不到位、多部門參與不充分等問題，導致城市地質工作機制不完善，地質環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)建設滯后，城市地質相關資料更新和共享不及時等問題。

當前城市地質工作開展主要從礦產地質、水工環(huán)和物探等多學科來解決城市地質問題，尚未形成系統(tǒng)性理論，也缺乏指導性文件，并沒有建立起完善的城市地質理論體系和方法。同時，城市地質工作多為傳統(tǒng)地質單位開展，在方式和方法上更加重視地質工作，而容易忽視如何服務城市的規(guī)劃，導致城市地質工作成果與城市建設目標不一致的情況。

城市地質可視化平臺建設不完善，可視化平臺的建設涉及地質、大數(shù)據(jù)、計算機等多學科融合，由于地質工作受傳統(tǒng)地質的影響，與新興的計算機軟件技術配合不足，各大軟件公司因市場經濟、專業(yè)知識不足等問題缺乏相關平臺建設動力，尚未研發(fā)出可以廣泛用于城市地質三維建模的可視化平臺。

5.未來工作展望

根據(jù)中央貫徹“創(chuàng)新、協(xié)調、綠色、開放、共享”五大發(fā)展理念，結合吉林省實際，需要構建多部門聯(lián)動機制，強化“大地質”理念，建立城市地質監(jiān)測系統(tǒng)。按照《城市地質調查總體方案》（2017年～2025年）開展“空間、資源、環(huán)境、災害”多要素城市地質調查，促進國土空間合理布局，為綠色城市建設提供保障。

5.1創(chuàng)新工作模式

創(chuàng)新城市地質調查和管理聯(lián)動工作機制，政府出臺相應政策性文件，專業(yè)地質單位研究規(guī)范、規(guī)程，將城市地質工作納入城市管理的工作中來，加強日常監(jiān)測監(jiān)管工作。吉林省應充分吸取國內外先進經驗，建立起部-省-市三級合作機制，形成中央技術指導、地方政府扶持、地方公益隊伍參與的工作模式，及時更新城市地質數(shù)據(jù)，實現(xiàn)城市地質資料全社會共享。

5.2多要素地質調查

城市地質調查工作涉及多學科和多方向，從空間、資源、環(huán)境和災害方面入手，進行多要素城市地質調查，可以從全方面了解城市地質現(xiàn)狀，為城市建設提供全方面依據(jù)。

5.2.1空間方面

以吉林省“一主、六雙”產業(yè)空間布局規(guī)劃為契機，規(guī)劃中涉及城市協(xié)同發(fā)展和配套基礎設施建設，這些工作需統(tǒng)籌城市地上和地下空間，掌握城市地質情況。同時，結合長春新區(qū)和興隆綜合保稅區(qū)等區(qū)域建設，對城市規(guī)劃范圍進行劃分，可分成重要建設區(qū)、輔助建設區(qū)和一般建設區(qū)3個類型。在重點建設區(qū)內開展高精度城市地質調查；輔助建設區(qū)進行多要素城市地質調查，優(yōu)先開展與“一主、六雙”產業(yè)空間布局規(guī)劃、城市軌道交通和地下管廊密切的區(qū)域；一般建設區(qū)通過點狀城市地質調查工作，掌握與重點建設區(qū)和輔助建設區(qū)地質問題聯(lián)系情況。

目前，城市地下空間分為淺層（-10m以上）、中層（-10m～-40m）、深層（-40m以下），其中淺層多為停車場、城市管廊等。中層多為地下軌道交通、地下倉庫等。深層多為雨水調蓄、戰(zhàn)略防御工事等。吉林省主要城市可按照淺層協(xié)調、中層延伸和深層預留的策略進行分層引導，遵循“分層控制”的布局原則，保證城市地下空間布局合理。

5.2.2資源方面

在開展城市地質工作中，針對吉林省自然地理特點，資源方面有地熱資源、黑土地資源和地下水資源。2020年1月自然資源部印發(fā)《自然資源調查監(jiān)測體系構建總體方案》，按照方案要求，全國各省完成自然資源現(xiàn)狀調查，可以將城市地質工作與自然資源調查工作相結合，提取水資源、耕地資源、地下資源和地表基質等信息，為城市地質工作中資源調查提供有力支撐。

（1）地熱資源

吉林省地熱資源較豐富，根據(jù)吉林省地熱資源調查評價與區(qū)劃工作可知，長白山地區(qū)為高溫地熱區(qū)，其余為中低溫地熱區(qū)。吉林省東部地熱流體熱儲溫度最高，可達到194.28℃，總體地溫梯度從東部向西部減少。吉林省地質資源儲量和熱儲層結構需進一步摸清，特別是可以高效利用的基巖熱儲。同時，吉林省淺層地熱開發(fā)、地下水回灌和資源管理方面仍需進一步加強。

（2）黑土地資源

為了保障國家糧食安全，在吉林省主要產糧市（縣）開展大比例尺黑土地資源調查工作和土壤環(huán)境評價，通過開展黑土成因與演化規(guī)律研究、黑土地演化的地質過程研究、黑土有機質含量變化對生態(tài)環(huán)境影響研究，掌握土壤和地下水的交互作用機理，查明人類活動與黑土地資源可持續(xù)利用間的關系，為黑土地生態(tài)保護和高標準農田、新菜田基金項目以及特色農業(yè)等農業(yè)經濟提供專業(yè)地質服務。

（3）地下水資源

根據(jù)2018年《吉林省水資源公報》，全省地下水資源量為137.88億立方米，較以往增加11.5%。雖然地下水資源比較豐富，但不均勻，且開采情況也存在差異。東南部山區(qū)以林業(yè)為主，人口稀疏，工業(yè)發(fā)展較緩慢，水資源豐富，狀況良好。而中部由于人口密度大，經濟發(fā)達，工農業(yè)并重和西部氣候干旱等原因，大量開采地下水，水資源有枯竭的危險。應加強城市地下水環(huán)境評價和后備水源地調查工作，并對主要區(qū)域開展地面沉降監(jiān)測，系統(tǒng)地掌握地下水現(xiàn)狀并科學地預測未來發(fā)展趨勢。

5.2.3環(huán)境方面

山水林田湖草是生命共同體，生態(tài)環(huán)境的好壞對于城市發(fā)展至關重要。伴隨著“吉林一號”衛(wèi)星的成功發(fā)射，可以為農業(yè)、林業(yè)、資源、環(huán)境等行業(yè)提供更加豐富的遙感數(shù)據(jù)和產品服務。吉林省應以“吉林一號”衛(wèi)星為基礎，并結合無人機、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網等高新技術構建全天候、全方位監(jiān)測體系。根據(jù)《自然資源調查監(jiān)測體系構建總體方案》的要求，應定期對吉林省自然資源現(xiàn)狀進行常規(guī)監(jiān)測和專題監(jiān)測，不定期進行應急監(jiān)測，及時掌握自然資源變化及人類活動的影響，合理利用相關監(jiān)測數(shù)據(jù)，為吉林省城市環(huán)境保護提供科學化建議。

5.2.4地質災害方面

吉林省地形總體東南高、西北低，降水多集中在6月～8月份，各類地質災害較多，不同區(qū)域地質災害種類、發(fā)育程度和危害有所不同，其中崩塌、滑坡、泥石流和地震等問題最為突出。崩塌、滑坡、泥石流主要分布在吉林省東部山區(qū)，地震多分布在北緯43°00～43°30一帶呈東西向分布，在地震區(qū)劃上屬弱震區(qū)，以弱震為主，但由于震源淺，因此具有烈度大，震感強烈等特點。地震多為構造地震，都分布在活動構造帶附近，震中多在其中。特別是斷裂經過的城區(qū)或重要線性工程，要加強日常監(jiān)測，加大研發(fā)地質物探儀器抗干擾技術和數(shù)據(jù)處理研究，控制好城市地質災害風險。

5.3城市地質三維模型

針對城市地質特點，構建三維地質模型，服務于城市地下空間合理開發(fā)和利用。結合城市地下空間特點并滿足城市管理不同需要，城市地質三維模型需包括第四系、基巖和水文地質3大類三維地質模型。

第四系三維地質模型側重于松散堆積層的空間分布，服務城市地下空間利用和地面沉降綜合研究等?；鶐r三維地質模型側重反映基巖面、地層及斷層等信息，掌握斷裂分布與活動情況，評估對城市建設的危險性。水文地質三維地質模型側重展示地下水分布和運移情況，為城市后備水源和地下水生態(tài)保護提供依據(jù)。

截至目前，尚無全世界公認的城市地質三維模型，2019年國家發(fā)改委發(fā)布了《2019年新型城鎮(zhèn)化建設重點任務》，中國正處在新型城鎮(zhèn)化建設的關鍵時期，吉林省也在加快“一主、六雙”產業(yè)空間布局，建立統(tǒng)一城市地質三維模型，實現(xiàn)城市地下空間的可視化。

6.結論

（1）吉林省已經開展了一些城市地質工作，但無法完全適應國家對城市地質的最新要求，要全方面總結國內外先進經驗，找到一條符合吉林省特點的城市地質之路。

（2）創(chuàng)新始終是城市地質發(fā)展的動力，要牢固樹立“生命共同體”以及“大地質”理念，積極開展多要素城市地質調查。

（3）吉林省城市地質工作應該以滿足城市國土空間規(guī)劃為前提，加強多部門聯(lián)動，密切關注吉林省總體戰(zhàn)略和特有資源環(huán)境，打造具有吉林省特色的城市地質典型，出臺相關規(guī)范并構建城市地質三維模型。

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