國際大都市的地質支撐
2017-02-08 08:45 來源:中國國土資源報 編輯:必威88官方网站

 加強城市地質工作是今年全國國土資源工作的一項重要內(nei) 容。不久前,城市地質調查工作研討會(hui) 在上海召開,揭開了2017年城市地質調查工作的序幕。會(hui) 上,地調工作者研討了城市地質調查工作思路和技術方法,並以上海市三維城市地質調查項目為(wei) 例,交流了城市地質調查工作在優(you) 化城市群結構和空間布局、拓展城市地下發展空間、建設綠色低碳城市、提高城市安全保障水平等方麵的成果和經驗。

 上海市三維城市地質調查項目是全國城市地質調查試點之一,是由中國地質調查局、上海市規劃和國土資源管理局共同組織實施的。中國地質調查局與(yu) 上海市規劃和國土資源管理局共同組建了項目領導小組、聯合辦公室、專(zhuan) 家谘詢組,保障項目順利實施和成果廣泛運用,指導重大地質問題科技攻關(guan) ,協助監督檢查項目成果和質量。項目由上海市地質調查研究院承擔。

 項目實施期間,上海市以地球係統科學為(wei) 指導,現代地質理論和科學技術為(wei) 支撐,在三維地質結構、水土環境地球化學背景、城市環境容量評價(jia) 、地麵沉降監測與(yu) 生命線工程安全預警、信息係統建設等方麵取得了突破性進展和創新性成果。項目成果在城市規劃與(yu) 建設、城市安全、土地利用規劃與(yu) 資源管理、生態農(nong) 業(ye) 與(yu) 城市環境保護以及一些專(zhuan) 業(ye) 研究等方麵得到應用,切實服務城市發展。

 此外,上海市還建成了地質資料信息共享平台,積極推進地質資料信息服務集群化和產(chan) 業(ye) 化,探索地質資料信息服務多元化。

 提高工作精度、建立土地質量監測網、全方位監測地麵沉降、監測預警海岸帶地質環境,一係列項目成果取得了突破和創新

 建立一係列地質結構模型,進行地下空間開發適應性評價(jia) 。項目實施過程中,重新厘定和統一了上海基礎地質、工程地質、水文地質劃分係統,首次建立了上海三維基岩地質、第四紀地質、工程地質和水文地質結構模型,提高了城市地質調查工作的精度;重點開展了活動性斷裂構造與(yu) 地震活動性規律研究、第四紀沉積模式研究和區域工程地質結構及其空間變化規律研究,使上海地質調查和研究提升到一個(ge) 新的水平。基於(yu) 全市海量鑽孔數據的工程地質實時動態建模,項目組還建立了高精度三維工程地質結構模型。

上海特有的地質條件和一係列的環境地質問題給城市地下空間的開發建設帶來極大的難度,加大了開發建設成本,並嚴(yan) 重威脅著地下工程的正常運營。對此,上海市結合中心城區地下空間開發規劃,圍繞地下空間開發中所麵臨(lin) 的典型地質問題,首次開展了地下空間開發的地質環境適宜性評價(jia) 。

 係統開展環境地球化學調查與(yu) 地質環境容量評價(jia) 。項目期間,首次係統開展了上海土壤和淺層地下水地球化學調查,初步建立了土地質量動態監測網絡。2004年以來,上海開展了全市的地球化學調查工作,摸清該市土壤環境質量現狀特征;2009年以來,上海開展了基本農(nong) 田環境質量監測工作;2010年,上海開展了青浦、鬆江、嘉定、奉賢4個(ge) 區縣的土地質量監測工作,建立了覆蓋全區所有土地利用類型的土地質量監測網,同時開展了基本農(nong) 田一級監測點采樣工作。

此外,項目還係統開展了上海地質環境容量評價(jia) 研究,建立了評價(jia) 體(ti) 係和評價(jia) 模型,建立了地下水環境容量、土壤環境容量、地麵建築容量評價(jia) 方法,並對上海市城市規劃開展了後評估研究。

 深度推進地麵沉降防治,嚴(yan) 格防控城市地質災害。上海地區的地質災害以地麵沉降、地裂縫為(wei) 主,其產(chan) 生多與(yu) 人類工程建設活動有關(guan) 。其中,自1921年進入快速沉降時期以來,地麵沉降成為(wei) 上海城市地質災害的主要類型。

 上海地麵沉降發生在約250~350米厚的第四紀鬆散沉積地層中,主要由於(yu) 不合理開采地下水而致。上海市地麵沉降監測以點、麵結合的監測方式為(wei) 主,綜合應用GPS、GIS和自動化等多種技術,立體(ti) 、全方位監測地麵沉降、地下水位和地下水環境變化。點上以基岩標、分層標組精確測量不同埋深度含水層及隔水層的變形動態;麵上采用精密水準儀(yi) 、GPS技術定期測量,結合合成孔徑雷達幹涉衛星遙感測量技術進行大麵積沉降探測。

 自2000年以來,上海市廣泛運用地麵沉降自動化檢測技術,目前共建造25座自動化地麵沉降綜合監測站,地麵沉降和地下水位監測逐漸由自動化監測技術替代。此外,上海市創新了三維地質結構與(yu) 屬性耦合模型構建方法,建立上海三維地麵沉降模型;建立長江三角洲地麵沉降監測聯動機製,開發了長江三角洲地麵沉降信息係統,並已投入運營。

 啟動海岸帶地質調查與(yu) 監測預警。在整合了近百年長江口及海岸帶地質環境數據的基礎上,項目組建立了不同時期的海岸帶三維地質模型,啟動海岸帶地質環境監測工作,跟蹤監測海岸帶地質環境變化,及時預警地質災害。

 在上海市財政資金支持下,上海市海岸帶地質環境監測工作自2009年正式啟動,監測內(nei) 容主要包括海岸帶海(河)床衝(chong) 淤、沉積物環境質量、海堤地麵沉降等內(nei) 容,同時圍繞重點後備土地資源潛力區、重大涉海工程沿線地區開展重點監測工作。每兩(liang) 年對全區進行一次係統的水下地形監測,對青草沙水庫、東(dong) 海大橋和金山石化3個(ge) 典型工程周邊的水下地形每年進行一次監測。

 成果轉化對接社會(hui) 需求,項目成果全麵服務於(yu) 城市規劃建設、城市安全以及土地利用規劃與(yu) 資源管理

 上海地區複雜的地質結構,對城鎮體(ti) 係布局和規劃、地下空間開發和重大工程選址有明顯的製約和影響。

 本次三維城市地質調查進行了建築和地下空間開發適宜性分區評價(jia) ,調查成果服務於(yu) 城市總體(ti) 規劃、分區規劃、地下空間開發和地下水供水規劃等不同層麵,為(wei) 實現城市可持續發展,降低城市建設和運營維護成本提供了強有力的技術支撐。例如,世博會(hui) 址地質調查成果為(wei) 2010年上海世博會(hui) 順利注冊(ce) 發揮了作用。目前,各新城規劃區地質調查成果已提交相關(guan) 單位,臨(lin) 港新城、嘉定、青浦等新城地質調查成果已及時應用於(yu) 其總體(ti) 規劃。

 現階段,上海市地下空間開發利用主要集中在地表以下50米範圍內(nei) ,該範圍內(nei) 土體(ti) 以飽含地下水的軟土和砂土為(wei) 主,施工時易發生流砂和地基變形問題。項目根據地質結構特征編製的地下空間開發地質環境適宜性評價(jia) 成果,直觀地反映了地下空間開發的風險程度,為(wei) 地下空間開發和建設提供了科學依據。

 本次調查建立和完善了三網合一:區域地質環境監測網、生命線工程地麵沉降骨幹監測網及其安全運營監測網,建立了生命線工程安全運營監測和預警機製,多次成功預報地質險情;建立了地質災害應急處置機製和地質信息平台。調查成果已廣泛應用於(yu) 城市軌道交通、高架道路和天然氣管網安全運營、黃浦江防汛安全、城市應急保障等工作中。目前,地麵沉降監測係統維護著上海各生命線工程的安全運營;地質災害應急處置機製在軌道交通、防汛等突發事件中發揮了關(guan) 鍵作用。

 土地管理承擔著保護資源和保障發展的雙重責任。上海市依據本次調查獲得了不同土地利用類型的地球化學現狀特征,對耕地、工業(ye) 用地、住宅用地等土地質量現狀進行了全麵評價(jia) ;針對中心城地下空間開發利用,進行了地上地籍圖;地下地籍圖;地質圖的三圖合一嚐試。

 尤其在灘塗等後備土地資源方麵,項目建立了長江河口係統的多源、多比例尺、多時間尺度、多空間分辨率的地形數據庫,係統調查了上海的灘塗資源現狀與(yu) 變化規律。根據長江河口泥沙運移、灘塗延伸方向,針對目前上海後備土地資源開發利用與(yu) 保護麵臨(lin) 的形勢,項目組提出應遵循長江口杭州灣河勢演變自然規律,統籌兼顧耕地占補平衡,生態保護等對灘塗資源的需求,加快促淤,合理圈圍,科學利用灘塗資源。

 本次調查首次全麵深入地對上海市全市表層土壤、深層土壤、湖積物、近岸灘塗、地表示、淺層地下水及部分植物樣品進行了係統采樣,並對全市水土體(ti) 的環境質量現狀進行了調查和評價(jia) ,為(wei) 上海市創建資源節約型、環境友好型社會(hui) 奠定了堅實的地球化學基礎。

 通過獲取土壤母質元素、農(nong) 業(ye) 營養(yang) 元素、重金屬元素及有機汙染物的現狀信息,可為(wei) 高效生態農(nong) 業(ye) 的區域規劃、特色農(nong) 產(chan) 品的適宜性評價(jia) 等方麵提供決(jue) 策判別,讓合適的土地種最合適的作物,才能夠最終實現生態優(you) 良、農(nong) 村穩定、農(nong) 業(ye) 增收、農(nong) 民增收。通過對上海市土地質量環境特征的研究,項目初步提出了上海市生態住宅建設土壤環境質量評價(jia) 指標及其評價(jia) 方法,並進行了試點評價(jia) ,通過該方法,可以間接達到土壤治理的目的。

 開發地質信息管理與(yu) 服務係統,探索地質資料信息服務多元化

 上海市三維城市地質信息管理與(yu) 服務係統基於(yu) 三維GIS平台開發,是實現城市數據向城市發展價(jia) 值轉化的三維數字化工作環境,為(wei) 社會(hui) 公眾(zhong) 、政府決(jue) 策及專(zhuan) 業(ye) 應用分析提供地質信息可視化工具及應用服務平台。

 服務於(yu) 社會(hui) 公眾(zhong) ;上海城市地質信息網現有主要地質數據資源與(yu) 位置信息係統融合在一起,作為(wei) 窗口向社會(hui) 公眾(zhong) 提供基於(yu) 位置的地質信息服務,為(wei) 社會(hui) 公眾(zhong) 提供了高效、直觀的掌握和使用信息的有力工具。

 服務於(yu) 政府管理決(jue) 策;根據政府管理決(jue) 策需要,通過專(zhuan) 業(ye) 人員分析研究,利用城市三維地質信息平台提供可視化的地質成果,為(wei) 政府地下水資源管理、地質環境保護、土地資源和城市規劃建設管理決(jue) 策提供技術支持。

 服務於(yu) 專(zhuan) 業(ye) 應用研究;城市三維地質信息平台集地表和地下空間信息於(yu) 一體(ti) ,為(wei) 城市地質及相關(guan) 人員提供分析研究輔助工具,提供地表特征、地質結構、地下構築物、土壤成分、地麵沉降、河口海岸等多項專(zhuan) 題數據的查詢、統計和專(zhuan) 業(ye) 分析功能。

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