城市化建设与城市地质环境相互作用的探讨

2015-04-17宋庆丰黄小芸

绿色科技 2015年5期

关键词：协调发展城市化

宋庆丰,黄小芸

(1.重庆市南岸地质环境监测站,重庆 40000；2.重庆市规划局渝北区分局,重庆 400060)

城市化建设与城市地质环境相互作用的探讨

宋庆丰1,黄小芸2

(1.重庆市南岸地质环境监测站,重庆 40000；2.重庆市规划局渝北区分局,重庆 400060)

摘要：指出了城市化过程中地质环境承载着人类生产生活的空间,同时又因人类活动诱发诸多地质环境问题。针对城市发展过程中产生的问题,提出了相应的对策与建议,包括重视地质环境保护,调整人类工程活动方式,对城市地质环境进行合理有效的利用,以此促进城市规划、城市建设和城市管理。

关键词：城市化；环境地质；协调发展

1引言

改革开放以来,我国经济不断高速发展,城市化进程加快,城市基础设施及城市功能逐步完善。同时,在城市建设过程中形成的地表建筑物对地质环境形成了新增地质营力,改变原有地质环境,形成了新的城市地质环境。这是城市化建设过程中,不可避免地会出现城市工程地质问题,严重时会引发地质灾害,造成经济损失。因此,城市建设要注重人为干预,通过维持城市地质环境新的平衡,最终实现人地和谐。

2城市化过程中产生地质环境问题

2.1　城市建设的物质需求对地质环境的影响

城市建设在物质层面来讲,就是资源的开采和重新聚集。城市化过程中,需要大量土、石、水、矿产等资源作建筑材料,资源大规模开采改变了城市地质环境的自然均衡和能量演变的方式,由于山体开挖、地下采空、废渣堆弃、尾矿排放等矿业活动,诱发大量地质环境问题,尤其是以资源开采为主的资源型城市,其城市地质环境急剧恶化,矿业活动诱发的山体开裂、崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、岩溶塌陷、岩爆、坑道突水、瓦斯爆炸、水土流失、水土污染、尾矿库溃坝和区域水环境破坏等一系列地质环境问题和次生地质灾害,全国因采煤地表发生沉陷、塌陷面积达到38万km2,严重制约资源型城市的社会经济可持续发展[1]。

2.2　建设新型城市的地质灾害问题

新型城市建设选址受到区域地质构造、地形地貌等自然地质环境的制约。在建设过程中又不断地改变原有地质环境,改变的地质环境通过不断地质活动演变寻求均衡点,使地质环境最终重新趋于稳定。城市化建设过程对于地质环境则是从“稳定”到“改变”再到“稳定”的过程。原生地质环境本身越是脆弱,人类工程活动越频繁,其地质活动越是剧烈,甚至发生地质灾害,给城市建设和发展带来了不可估量的的损失。

2.2.1　影响城市化建设的地质灾害问题

(1)地质断裂带。我国幅员辽阔,地质构造复杂,地质环境脆弱。我国东部处于环太平洋地震带,西部处于地中海-喜马拉雅地震带,有50%的城市及许多重大工程设施分布在地震带上,几乎有一半左右的城市位于7度或7度以上高烈度区,遭受地震威胁,全国除浙江、贵州两省外,其余各省(市、区)均发生过6级以上地震。活动性断裂及地震给我国的城市发展与建设带来了极大危害。例如:原唐山市受历史条件限制,对地质构造了解不够,城市建设在沧东大断裂带上,建构筑物又未考虑防震措施,1976年发生的7.8级唐山大地震引发大量的地裂缝、地陷、井喷、崩塌、滑坡等地质灾害,死亡人数达24万人,伤残16万人,造成经济损失30亿元以上。

(2)岩溶塌陷。我国可溶岩分布面积达365万km2,占国土面积的1/3,是世界上岩溶最发育的国家之一。岩溶区域地质条件复杂,地质环境承载能力低,极易受人类活动影响,而诱发突发地面塌陷、建构筑物开裂等地质灾害。我国有很多城市处于岩溶区,尤其是南方城市,水资源丰富,岩溶发育,严重制约岩溶区域城镇的城市化进程。例如:1979年、1985年贵昆铁路岩溶塌陷造成列车颠覆;1999年广西合山塌陷,造成电厂煤灰水水淹矿井;湖南娄底岩溶塌陷破坏房屋、桥梁等。

2.2.2　城市化建设诱发的地质灾害问题

(1)地面沉降。在过量开采地下液体或气体,大面积地面堆载,地面上的人为振动作用,在建筑工程中对地基处理,密集建筑群的工程效应等人类工程经济活动影响下,地下松散底层固结压缩,导致地表表高下降。我国城市地面沉降多是因过量开采地下水所导致的。截至2009年,我国累计地面沉降量超过200mm以上的地区有7.9万km2,发生地面沉降的城市超过50个,分布于东北、西北、华北、华中、华南等20多个省(区、市)。其中上海从1921年发现地面下沉开始,到1965年止,最大的累计沉降量已达2.63m。我国城市每年由地面造成的直接经济损失达数百亿元,间接经济损失更是巨大[2]。

(2)地裂缝。现代城市地裂缝灾害是受地壳活动、水的作用和人类活动等多重作用而产生的,但其主要诱因是人类地下水超采引发的环境地质问题。人类工程活动的盲目性和不科学性缩短了地裂缝的活动周期,增大了地裂缝的灾害规模。例如西安市进入80年代以来,由于地下水超量开采导致的地裂缝两侧不均匀地面沉降,进一步加剧了地裂缝的活动,地裂缝所经之处,地面及地下各类建筑物开裂,破坏路面,截断地下供水、输气管道,危及一些著名文物古迹的安全,不但造成了较大经济损失,也给居民生活带来不便。

(3)突发性地质灾害。在人类工程建设实施过程中,由于人类对工程区的工程地质条件认识的局限性,工程设计不合理或设计失误,施工方法不当经常导致突水、冒顶、冲击地压、崩塌、滑坡、边坡失稳等突发人为地质灾害,此类地质灾害规模相对较小,但如处置不当极易造成人员伤亡和财产损失。

2.3　城市生产生活所产生的城市水资源和水环境问题

地下水环境是地下水及其赋存空间环境在内外动力地质作用和人为活动作用影响下所形成的状态及其变化的总称,是地质环境的重要组成部分。水作为万物之源,为满足大量聚集城市人口的需求,工农业用水、居民用水量以及生产生活的污水排放量都将增大,在人类用水及排水需求超过地下水环境容量后,从而导致水资源严重短缺,地表、地下水水体污染严重,甚至诱发地面沉降等地质灾害。

我国地下水污染划分为以下4个类型:一是地下淡水的过量开采导致沿海地区的海(咸)水入侵;二是地表污(废)水排放和农耕污染造成的硝酸盐污染;三是石油和石油化工产品的污染;四是垃圾填埋场渗漏污染。其中,农耕污染具有量大面广的特征,未经利用的氮肥在经过地层时通过生物或化学转化成硝酸盐和亚硝酸盐,长期饮用这种污染的地下水将可能导致氰紫症、食道癌等疾病的发生[3]。

据统计,我国地下水占中国水资源总量的1/3,环保部公布的《2012中国环境状况公报》指出,我国超过50%的地下水不达标,在198个城市4929个地下水监测点位中,优良-良好-较好水质的监测点比例为42.7%,较差-极差水质的监测点比例为57.3%。农村地区的水环境问题更为严重,试点村庄饮用水源地的水质达标率仅77.2%,地下水饮用水源地水质达标率仅70.3%,地表水达标率只有64.7%。

2.4　城市地质环境污染问题

随着城市化建设,石油化工生产、有机溶剂和洗涤剂等化工材料的广泛使用以及人类生活垃圾等排放的含有有机物化合物的废物等对地质环境造成了不可小觑的影响,目前已成为社会的一大公害。

我国地质环境污染主要有3种途径:一是来源于工业生产、汽车尾气及摩擦所产生的有害气体、液体或粉尘等,有害物质自然降落、渗流或随着降雨进入地质环境,污染工业及公路周边地质环境,此类污染随着与城市距离的增加而强度降低;二是来源于污水灌溉及污泥施肥等,使用经过一定处理的城市污水及含有一定氮磷钾的污泥,对农田、绿地等进行灌溉施肥,使地质环境污染;三是来源于工业及人类生产生活的废弃物,我国绝大部分工业及人类生产生活产生的废弃物,只能运往郊区常年露天堆放,无害化处理水平较低,垃圾围城现象严重。这不仅造成生态环境污染,还会使废弃物内的硫、磷等有害物质随降水流失到土壤当中,进入地质环境,严重污染土壤和地下水资源。

3城市化促进人类对地质环境的保护

3.1　强化城市规划选址,做好地质环境适宜性评估

在城市规划中,对城市建设的工程地质条件、城市地壳稳定性评价、地质灾害、岩石、土体特征及城市水文地质条件等有关地质资料均应有充分的考虑和利用。城市规划区域地质环境自身因素应作为城市规划建设的重要依据,城市规划选址应做好城市规划范围地质环境评估,在地质调查基础上进行地质环境适宜性建设分区,按不同的地质条件做好城市规划,城市选址应尽量避开地质断裂、地质塌陷、滑坡、泥石流等地质条件恶劣区域。项目规划应把地质条件较差或有隐患的区域用于对地质环境要求不高的城市绿地、广场的低强度开发项目,把地质条件较好的区域由于商业、住宅、工业等高强度开发项目。项目确定后,应针对具体项目做好地质灾害危险性评估工作,以尽量避免人为诱发地质环境问题[4]。

3.2　强化项目前期勘查,严控施工过程地质环境保护工作

为拓展城市空间,现代城市不断向高、大、深方向发展,因此城市建设对其基础地质环境要求也越来越高。为保证城市建设安全,减少城市建设对城市地质环境的负面影响,我们重视工程地质水文地质勘查工作,严格执行地质勘查规程、规范,做好勘查、设计、施工三者紧密结合,重视施工中的预测预报工作,地质条件复杂地区做到及早发现灾害隐患,及时采取有效措施,从而避免灾害发生。充分地调查研究建设工程中所涉及的环境问题,做到合理开发、合理利用并及时解决存在的工程问题,提高工程质量,防患于未然,造福于人民[5]。