遼陽市城市地質(zhì)工作思考

尤建功 靳勝凱 田野 高森 許波 汪春鵬

摘 要：城市化是社會發(fā)展的必然趨勢，隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，城市地質(zhì)環(huán)境安全問題日益凸顯。遼陽市是東北重工業(yè)城市之一，城市化率高于全國平均水平，但城市地質(zhì)工作程度相對偏低，服務(wù)城市建設(shè)水平不足。本文通過對遼陽市城市地質(zhì)工作現(xiàn)狀分析，探討了遼陽市目前存在的主要地質(zhì)問題，包括水土污染問題、斷裂活動性問題，地質(zhì)災(zāi)害問題。已有的地質(zhì)工作手段不能很好的解決遼陽市目前存在的主要地質(zhì)問題，提出：開展高光譜遙感可以實現(xiàn)對土壤重金屬污染的動態(tài)監(jiān)測，為城市土壤環(huán)境保護(hù)與污染治理、發(fā)展特色農(nóng)業(yè)與精準(zhǔn)扶貧提供支撐;開展地殼穩(wěn)定性評價工作，準(zhǔn)確測定城市地下活動斷層的分布和危害性;開展資源枯竭型城市轉(zhuǎn)型規(guī)劃，為礦業(yè)城市地質(zhì)環(huán)境綜合治理提供參考樣板;同時還可以從地質(zhì)遺跡調(diào)查、開發(fā)清潔能源等方面入手在遼陽市開展城市地質(zhì)調(diào)查，為遼陽市城市規(guī)劃發(fā)展提供地質(zhì)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：城市地質(zhì)調(diào)查;遼陽市;生態(tài)環(huán)境;地質(zhì)問題

Abstract： Urbanization is an inevitable trend of social development. With the accelerating process of urbanization， the issue of urban geological environment security has become increasingly prominent. Liaoyang City is one of the heavy industrial cities in Northeast China， which urbanization rate is higher than the national average， but the degree of urban geological work is relatively low， and the service city construction level is insufficient. Based on the analysis of the current status of urban geological work in Liaoyang City， we discussed the main geological problems in Liaoyang City， such as soil and water pollution， fault activity， and geological hazard. However， the existing geological work methods can't solve the main geological problems in Liaoyang City. It suggests that hyperspectral remote sensing can realize the dynamic monitoring of soil heavy metal pollution， and provide support for urban soil environmental protection， development of characteristic agriculture and targeted poverty alleviation. Stability evaluation should be also put into effect to accurately determine the distribution and hazards of urban underground active faults. This paper studies the transformation planning of resource-exhausted cities and provides reference models for the comprehensive management of geological environment in mining cities. At the same time， urban geological survey can be implemented in Liaoyang City from the aspects of geological heritage survey and clean energy development， so as to provide geological basis for urban planning and development of Liaoyang City.

Keywords： Urban geological survey; Liaoyang City; Ecological environment; Geological problems

0 前言

新中國成立70多年來，我國經(jīng)歷了人類歷史上規(guī)模最大、速度最快的城鎮(zhèn)化進(jìn)程（唐皇鳳等，2019），但在這個過程中也出現(xiàn)了城市生態(tài)環(huán)境不斷惡化、城鎮(zhèn)規(guī)模同資源環(huán)境承載力不匹配、城市地質(zhì)環(huán)境安全缺乏保證等一系列問題，嚴(yán)重制約了城市的可持續(xù)發(fā)展。黨的十九大報告提出以城市群為主體構(gòu)建大中小城市和小城鎮(zhèn)協(xié)調(diào)發(fā)展的城鎮(zhèn)格局，對城市發(fā)展有了新的、更高的要求（張志彬，2019）。城市地質(zhì)工作是城市規(guī)劃建設(shè)的重要基礎(chǔ)，貫穿于城市運行管理的全過程（馮久林等，2018;張茂省等，2018），可以為城市規(guī)劃、國土資源管理、工程建設(shè)等提供技術(shù)服務(wù)。開展城市地質(zhì)工作，對推進(jìn)我國生態(tài)文明建設(shè)和新型城鎮(zhèn)化建設(shè)具有非常重要的現(xiàn)實意義和戰(zhàn)略意義（郭萌等，2018;張茂省等，2018）。

遼陽市是遼中南城市群的中心城市之一，是沈陽經(jīng)濟(jì)區(qū)副中心城市，是以石化產(chǎn)業(yè)為主的現(xiàn)代工業(yè)城市。隨著遼陽城市規(guī)模逐漸擴(kuò)大，對資源的需求不斷增加，人類活動對地質(zhì)環(huán)境的影響逐漸凸顯，地質(zhì)環(huán)境惡化、地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā);城市生產(chǎn)空間、生活空間和生態(tài)空間之間的矛盾越來越難以調(diào)和，現(xiàn)有地質(zhì)環(huán)境資料數(shù)據(jù)已無法滿足需要。目前遼陽市正在全面推進(jìn)“四個遼陽”建設(shè)（即智慧、文明、美麗、幸福遼陽），著力構(gòu)建“一區(qū)兩軸兩翼”的城市布局（“一區(qū)”指中心城區(qū)，“兩軸”指沈大發(fā)展軸和遼中地區(qū)環(huán)線高速公路沿線發(fā)展軸，“兩翼”指西部農(nóng)業(yè)生產(chǎn)片區(qū)和東部礦產(chǎn)、旅游發(fā)展片區(qū)）（遼陽市人民政府，2017）。因此，開展遼陽城市地質(zhì)工作已是刻不容緩。

1 自然地理與地質(zhì)背景

遼陽市城市地質(zhì)調(diào)查工作區(qū)包含遼陽市全境，地理坐標(biāo)為東經(jīng) 122°35'～123°40'，北緯 40°42'～41°36'，總面積 4743km2。區(qū)內(nèi)地貌類型齊全，處于遼東低山丘陵與遼河平原的過渡地帶，海拔由千米以上到 50m以下，自東南向西北依次跌落，構(gòu)成了同向傾斜的緩降地勢（遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，2011）。

區(qū)域地層大體上分為兩部分：西北部為大面積的第四系，主要由黏土、亞黏土、亞砂土、沙和砂礫石組成;東南部為前第四系，分別是前寒武的變質(zhì)巖結(jié)晶基底，以及寒武系的灰?guī)r、頁巖、石英砂巖和侏羅系的火山巖（王守興，2019;張連強(qiáng)等，2018）。區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，北東向營口-佟二堡斷裂在區(qū)內(nèi)西部，為隱伏活動斷裂，現(xiàn)今構(gòu)造活動強(qiáng)烈的郯廬斷裂北段穿過工作區(qū)（劉大為等，2017）。

區(qū)內(nèi)地下水主要有松散巖類孔隙水、碎屑巖類孔隙裂隙水以及基巖裂隙水三大類型（胡國軍等，2005）。松散巖類孔隙水主要分布在河谷平原，山間谷地等低部位的松散巖層中;碎屑巖類孔隙裂隙水主要分布在丘陵山地;基巖裂隙水主要分布在低山、丘陵區(qū)，地勢陡峭、溝谷縱橫的基巖裸露區(qū)。

2 遼陽市城市地質(zhì)工作現(xiàn)狀

長期以來，前人關(guān)于遼陽市城市地質(zhì)調(diào)查方面做了大量卓有成效的基礎(chǔ)工作，積累了豐富的資料，但隨著城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)以及國家振興東北老工業(yè)基地戰(zhàn)略的實施，城市建設(shè)對地質(zhì)工作的要求越來越高，現(xiàn)有地質(zhì)工作程度及成果資料的支撐服務(wù)能力出現(xiàn)明顯不足，已經(jīng)無法滿足“四個遼陽”的城市建設(shè)要求。

（1）遼陽市開展了全區(qū)的 1∶5萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查、區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查工作，對區(qū)內(nèi)的地層、構(gòu)造、巖漿巖有了一定認(rèn)識，但對與城市建設(shè)相關(guān)性最大的第四系地質(zhì)特征研究程度較低;同時還開展了全區(qū)的 1∶10萬區(qū)域水文地質(zhì)調(diào)查工作，基本查明了區(qū)域水文地質(zhì)條件及環(huán)境水文地質(zhì)問題、地下水資源數(shù)量、質(zhì)量及污染現(xiàn)狀，但現(xiàn)有工作程度無法滿足城市建設(shè)的需求，急需開展 1∶5萬尺度甚至更大比例尺的水文地質(zhì)調(diào)查。

（2）區(qū)內(nèi)的環(huán)境地質(zhì)調(diào)查工作還停留在2000年的《1∶50萬遼寧省環(huán)境地質(zhì)調(diào)查報告》，遼陽市未開展過更大精度的環(huán)境地質(zhì)調(diào)查工作，這與城市規(guī)劃建設(shè)所需求的精度相差甚遠(yuǎn)，嚴(yán)重制約城市的規(guī)劃與地質(zhì)環(huán)境保護(hù)工作。

（3）遼陽市于2004年開展了全區(qū)1∶10萬地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查，查明區(qū)內(nèi)的地質(zhì)災(zāi)害類型主要有崩塌、滑坡（滑塌）、泥石流、采空塌陷，其多分布于低山丘陵區(qū)，對主城區(qū)影響較小。2007年，遼寧省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站對遼陽市地質(zhì)災(zāi)害開展了較為詳細(xì)的調(diào)查;沈陽地調(diào)中心于2015年針對東北平原地面沉降進(jìn)行了專項調(diào)查，并對遼陽西部地區(qū)開展了InSAR監(jiān)測。近年來，遼陽市自然資源局每年都會對各隱患點進(jìn)行排查，建立了聯(lián)防機(jī)制。遼陽市目前的工程地質(zhì)調(diào)查工作精度只有1∶50萬，僅查明了巖土體的基本工程地質(zhì)類型，與新型城鎮(zhèn)化建設(shè)的要求還存在諸多差距。

目前，遼陽市規(guī)劃區(qū)內(nèi)的水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查精度比較低，未能科學(xué)的、統(tǒng)籌的聯(lián)系起來，這與城市規(guī)劃建設(shè)所需求的高精度的要求相差很大，難以滿足規(guī)劃、建設(shè)需要。同時，隨著城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)以及科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，各類城市地質(zhì)調(diào)查資料亟待更新、填補(bǔ)和集成統(tǒng)一研究，以便更好地服務(wù)于城市建設(shè)。因此遼陽市需要開展更高精度的城市地質(zhì)調(diào)查工作。

3 問題與思考

（1） 水土污染問題

遼陽是以石化產(chǎn)業(yè)為主的現(xiàn)代工業(yè)城市，化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展在給當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)帶來繁榮的背后，也帶來了一系列環(huán)境問題;化工企業(yè)排放的廢氣、煙塵以氣態(tài)形式進(jìn)入大氣環(huán)境，經(jīng)過自然沉降和雨淋沉降進(jìn)入水體和土壤，是城市重金屬及有機(jī)污染物的主要來源。遼陽市環(huán)境監(jiān)測站對遼陽市7條河流14個斷面進(jìn)行了監(jiān)測，其中1條河流中度污染（Ⅲ類水質(zhì)）、4條河流重度污染（劣Ⅴ類水質(zhì)），水資源安全問題不容樂觀（遼陽市環(huán)境監(jiān)測站，2017）。本項目組針對土壤中可能存在的污染問題，對重點區(qū)域先期開展了多目標(biāo)土壤地球化學(xué)調(diào)查，初步查明了主要污染元素的含量與分布特征。傳統(tǒng)的布點-采樣-分析獲得土壤重金屬含量的方法在小尺度上可以獲得較為準(zhǔn)確的信息，但也存在著成本高、周期長、缺乏動態(tài)監(jiān)測等問題。高光譜遙感可以實現(xiàn)對土壤重金屬污染的動態(tài)監(jiān)測，可以快速調(diào)查土壤重金屬的空間分布，為后續(xù)修復(fù)、治理提供依據(jù)（葉明麗等，2018）。

（2） 斷裂活動性問題

郯廬斷裂是我國東部大陸上的一系列北東向巨型斷裂系中的一條主干斷裂帶，是一條現(xiàn)今仍在繼續(xù)活動的斷裂。遼陽市區(qū)位于郯廬斷裂帶北段，主要表現(xiàn)為3條北北東向斷裂。遼寧省地震局于2007年通過氡射氣法、淺層地震法、多道直流電法探測到遼陽市區(qū)存在早飯屯、張臺子、前沙滸-西三里3條斷裂，但這3條斷裂均未錯切第四系內(nèi)部晚更新世地層，顯示斷裂的最新活動時代為中更新世，屬于活動斷裂，同時由第四系等厚線分布可見斷裂第四紀(jì)以來的不同時期對第四系沉積物的分布厚度起控制作用（遼寧省地震研究所，2007）。本區(qū)屬于地震易發(fā)區(qū)，歷史上曾發(fā)生過有感地震20多次，最大地震為發(fā)生在遼陽窩水庫附近的里氏5.2級地震，因此本區(qū)應(yīng)該發(fā)生過斷裂的活動，但對于斷裂活動發(fā)生的實際位置、分布范圍以及其活動性質(zhì)等信息還缺乏更深入的了解，有必要通過物探、鉆探等方法來準(zhǔn)確測定城市地下活動斷層的分布和危害性，對地殼穩(wěn)定性進(jìn)行評價（何中發(fā)，2017;徐德偉，2018）。同時可以補(bǔ)充近幾年的InSAR數(shù)據(jù)，對自然災(zāi)害易發(fā)區(qū)進(jìn)行重點監(jiān)測，并綜合物探方法，探索快速監(jiān)測技術(shù)。

（3 ）地質(zhì)災(zāi)害問題

遼陽市的地質(zhì)災(zāi)害以礦山開采導(dǎo)致的地質(zhì)災(zāi)害為主，主要分布于遼陽市的東南山區(qū)及弓長嶺區(qū)，類型主要有采空塌陷、滑坡、崩塌、地裂縫等。弓長嶺區(qū)因弓長嶺鐵礦而聞名，弓長嶺鐵礦是我國重要的富鐵礦石基地（朱凱等，2016）。弓長嶺區(qū)因礦而興，也因礦而衰，長期的資源開采造成了一系列環(huán)境問題，生態(tài)環(huán)境不斷惡化，屬于資源枯竭型城市。查明采空區(qū)分布范圍、沉陷區(qū)穩(wěn)定性、水土環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀等情況，可以服務(wù)于礦業(yè)城市地質(zhì)環(huán)境綜合治理、防災(zāi)減災(zāi)、拓展城市地下空間資源開發(fā)利用。

遼陽市存在冷熱地公園、冷熱泉等著名的地質(zhì)遺跡，可以開展地質(zhì)遺跡的調(diào)查工作;同時遼陽市還存在豐富的地?zé)豳Y源，目前已有開采的地?zé)崽铮_采用途主要為采暖、溫室等，可以加大對清潔能源的調(diào)查工作，查明深部地?zé)岽鎯顩r，以備長期開發(fā)利用。

4 結(jié)論

隨著遼陽城市規(guī)模逐漸擴(kuò)大，對資源的需求不斷增加，地質(zhì)環(huán)境問題不斷凸顯，而現(xiàn)有城市地質(zhì)工作調(diào)查程度相對較低，已無法滿足“四個遼陽”與“一區(qū)兩軸兩翼”的城市建設(shè)總目標(biāo)。

從多目標(biāo)土壤地球化學(xué)、地殼穩(wěn)定性評價、資源枯竭型城市轉(zhuǎn)型規(guī)劃、地質(zhì)遺跡調(diào)查、開發(fā)清潔能源等方面入手在遼陽市開展城市地質(zhì)調(diào)查，可以系統(tǒng)提升地質(zhì)工作服務(wù)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的保障能力，從而為遼陽市城市規(guī)劃發(fā)展提供地質(zhì)依據(jù)。

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