后工业化时期城市地质工作实践与展望

何中发

（上海市地质调查研究院，上海 200072）

后工业化时期城市地质工作实践与展望

何中发

（上海市地质调查研究院，上海 200072）

系统介绍了上海在后工业化时期地质工作面临的机遇和挑战，在后工业化时期开展地下空间资源调查与评价、土地质量调查、地面沉降调查、水文地质调查、海岸带地质调查、海陆一体化地质环境监测、地质成果信息化和社会化共享、地质科技创新工程等工作的主要内容。近几年城市地质工作在地下空间开发利用、土地质量调查与监测、地面沉降监测与防治等方面的实践。在后工业化时期，上海地质工作将把科技创新摆在地质工作的突出位置，不断增强地质科技理论、仪器装备的创新能力。

城市地质；后工业化；地下空间；土地质量；地面沉降

上海地质工作始终以保障城市安全、服务城市发展为首要目标[1]。自2004年开展三维城市地质调查以来，重点在地面沉降监测与防治、地下空间开发地质环境适宜性评价、水土环境调查与监测、海岸带地质调查与监测、地质资料信息服务集群化与产业化等方面进行了卓有成效的探索和实践[1,2]。2014年以来，上海先后启动了《上海市城市总体规划（2016～2040）》《上海市土地利用总体规划（2016～2040）》等规划编制工作，希望通过规划的编制和实施来引领城市转型升级，建立新常态下的城市发展新模式[3]。后工业化时期，如何继续发挥好地质工作的保障与服务作用，实现地质工作转型升级，上海地质工作面临的机遇和挑战更为迫切。因此希望针对上海后工业化时期的地质需求开展相应的地质工作，在地质工作内容、服务方式、工作模式方面进行有益探索，建立特大型城市地区地质工作的新方法和新机制。

1 后工业化时期上海地质工作面临的机遇和挑战

1.1 众多规划的编制与实施需要基础地质工作先行并提供技术支撑

《上海市城市总体规划（2016～2040）》提出了创建全球城市、实现睿智发展的明确目标，在资源环境紧约束下创新城市发展模式，资源环境底线约束、边界划定、城市规划编制与实施需要地质工作提供决策参考[3]。《上海市土地利用总体规划（2016～2040）》提出了坚持“五量调控”（总量锁定、增量递减、存量优化、流量增效、质量提高）的土地新政目标[4]，探索通过土地利用方式的转变实现经济社会发展的转型，土地节约集约利、城市更新重点区域转型、土地综合复合利用、耕地保护、基本农田划定等需要地质工作成果支撑。

1.2 城市发展空间的拓展需要地质工作发挥作用

上海城市发展面临空间资源瓶颈约束，存在地下空间资源利用不足，海陆空间一体化发展不够等问题，战略空间的优化和调整，需要地质工作发挥作用。《上海市城市总体规划（2016～2040）》明确提出了8359km2规划范围，以及6833km2的陆域面积，相比于上一轮城市规划提及的6340km2面积，本轮规划城市发展空间进行了较大拓展。区域协同发展与布局需要以地质背景条件为基础，地下空间资源开发利用力度将加大，地质安全是基础和前提。

1.3 城市安全保障需要地质工作发挥保障和支撑作用

城市安全保障方面明确提出，着重在城市防灾减灾、生命线安全运行、生态环境安全等方面提高城市安全保障能力，地质灾害监测与预警需发挥保障支撑作用。统筹城乡防灾减灾设施建设明确提出有效控制地面沉降。提高城市生命线安全运行能力，需要地质灾害监测预警提供保障。土壤和地下水环境安全事关民生安全，监测与预警还需加强。

1.4 海岸带开发与管理需要地质成果支撑

上海海岸带地区是今后城市发展空间拓展的重要延伸地区，目前重大工程密集分布、海河床侵蚀淤积规律复杂，滩涂湿地环境保护与后备土地资源开发矛盾凸显，海岸带地区的规划、建设和管理需要地质安全评估、地质资源评价等成果支撑。

1.5 集群化的地质信息在大数据时代应发挥更大的作用

大数据时代地质信息应在移动互联智慧城市建设方面发挥应有的作用，大数据互联网已经成为新常态，地质信息数据平台亟待挖掘。城市智能化运行和管理需要各类基础数据资源实现互联互通，提高城市智能化运行效率，地质信息多元化服务还需进行试点。

1.6 基础地质工作与城市转型升级创建全球城市的需求还存在一定差距

上海区内地质工作程度差异较大，目前基岩地质、第四纪地质、水文地质局部达到1:5万工作精度，部分地区仍为1:25万精度。工程地质钻孔数量总数较多，但分布极不均匀，总体可达到1:5万工作精度，部分新建城市重点规划区缺乏地质资料。另外海岸带地区地质成果多以1:25万精度为主，较难满足规划与管理的更高需求。

2 后工业化时期上海重点地质工作设想

针对上海城市转型升级面临的紧迫地质问题，在充分利用、整合已有地质成果基础上，通过开展全市域基础地质调查，着力提高上海地质工作精度。通过开展城市重点发展区地质调查，解决地下空间开发、后备土地资源潜力评价、水土环境生态效应、地面沉降防治等地质资源和地质环境评价问题。最终构建新形势下地质工作服务与保障城市发展的新机制，实现地质工作转型升级，全面提升上海地质工作的社会服务与保障能力。

2.1 工程地质调查及地下空间资源评价与城市规划应用示范

主要开展1:5万海陆一体工程地质调查，重点研究100m以浅工程地质结构、晚第四纪沉积环境演化等；针对重点城市更新区开展1:2000～1:10000的工程地质调查。开展地下空间地质环境综合调查、地下空间资源评估及资源环境承载力评价等工作。开展西部湖沼平原区深部工程地质层的研究与厘定，地上地籍图、地下地籍图、地质图三图合一工程地质编图方法研究，重大工程规划建设运营全过程环境工程地质问题评价及控制措施等专题研究；开展上海市工程地质图系编制等工作。

2.2 土地质量调查与土地新政应用示范

主要按照1:5万比例尺开展全市表层土壤、浅层地下水环境质量调查；针对存量低效工业用地整理复垦、城市更新地区控制性详细规划编制水土环境质量评价方法技术等开展专项调查；针对工业用地、经营性用地、农用地全生命周期管理水土环境管护，耕地资源质量等级评定关键技术，耕地保护中土壤和地下水环境质量管控技术等开展专题研究工作。

2.3 地面沉降调查与地质灾害分区管控示范研究

重点开展横沙东滩地区地面沉降调查，研究围垦造陆地区地面沉降机理；开展地面沉降分区管理，评价各地面沉降管理区不可控地面沉降与可控地面沉降组成特征，开展以地面沉降、地下水位双控模式下的地面沉降防治措施的制定，针对不同地面沉降管控区，分别制定针对性防治对策措施；开展重大基础设施安全预警机制研究与示范专题，选择轨道交通沿线典型沉降区作为工程示范区，部署多种监测手段综合应用的监测网，并利用多种监测技术耦合，建立重大基础设施安全预警监测技术体系。

2.4 水文地质调查及地下水资源环境保护应用示范

开展全市陆域1:5万水文地质调查，重点调查与地下空间开发利用及地质灾害防治相关的0～300m深度范围的水文地质条件。先期开展上海市西部及北部地区1:5万水文地质填图，基本查明含水层系统空间结构、地下水补迳排条件及其变化、地下水动态特征及其影响因素等水文地质条件。开展中心城区浅层地下水和主要环境地质问题对地下空间开发的影响研究专题。编制地下水资源专项保护规划。

2.5 海岸带地质调查

以上海近岸海域为重点，按照标准图幅开展1:5万海岸带环境地质调查。重点查明区内100m以浅地质结构特征、地质灾害发育规律、地质资源潜力等。针对海陆相互作用等开展专题研究工作。在重大工程规划区开展1:1万工程地质调查评价工作。针对滩涂后备土地资源、海岸带重大工程地质灾害评估等开展专题研究。

2.6 海陆一体化地质环境监测

主要以构建从地表到深地、从陆域到海岸带的探测和监测体系为主要目标，地面沉降监测网主要包括区域地面沉降监测和重大基础设施沉降监测。水、土、沉积物环境质量监测网组成包括，针对城市功能分区、不同土地利用类型、水土环境质量现状部署的土壤环境一级监测点和浅层地下水监测井，以及沉积物质量监测剖面。海岸带地质灾害监测主要针对重点岸段进行以岸带冲淤灾害为主的监测。

2.7 地质成果信息化和社会化共享

主要包括地质数据中心完善和建设，实现地质信息的集中统一管理；提升地质信息平台功能，构建地质大数据分析评价体系；拓展地质信息应用服务体系，实现地质信息服务受众面全覆盖；健全地质信息服务机制，实现地质信息服务常态化、规范化等。

2.8 地质科技创新工程

以解决城市发展面临的地质资源环境问题为导向，有针对性地开展基础研究工作和技术方法创新，增强地质科技理论和仪器装备创新能力，完善相关技术标准体系，进一步提升地质工作社会服务能力。主要任务包括研究探索地下空间规划、建设、使用全流程的关键技术和关键设备；加强深部地壳稳定性探查的技术攻关；重点研发地质环境监测的先进设备和先进技术，研发集数据分析、警报预警、信息发布为一体的监测系统；加强地质灾害防治关键技术研究，有效提升上海地质灾害防治水平。

2.9 后工业化时期城市地质调查方法技术与应用服务示范总结

对标全球城市从特大城市地区地质调查方法技术、大型河口海岸带地区地质调查方法等综合总结后工业化时期地质调查方法技术，形成调查示范；从海陆一体化地质环境监测、城市安全与地质环境变化角度，总结海陆一体化地质环境监测方法技术，形成监测示范；从后工业时期的地质资源、地质灾害评价等角度，总结地质评价方法技术，形成评价示范；从地质成果围绕服务应用的角度，总结成果服务经验，形成服务示范。最终形成一套后工业化时期地质调查与应用服务的示范体系，建立相对应的法律法规和工作保障机制，为全国相关地质工作的开展提供借鉴。

3 近几年上海城市地质工作实践与探索

3.1 地下空间探测与安全利用

自2011年以来先后开展了上海深层地下空间开发地质环境适宜性与若干重大地质问题、深层地下空间地质安全评估及利用技术等课题研究工作[5]，并结合虹桥商务区规划、上海地下空间专项规划编制了不同深度的地下空间开发适宜性评价成果。2016年以来，围绕国土资源部“三深一土”重大科技战略，在国土资源部组织的 “深地探测重大科技专项”中，以上海为试点案例之一开展城市地下空间探测和安全利用研究工作。同时围绕上海地下空间开发利用面临的一系列重大关键科技问题，相继开展了地下空间利用基础地质调查研究、开发利用规划、建设风险评估、安全运营监测等方面的前期研究。开展的三维城市地质调查，实现了全市100m以浅地质结构透明化显示，取得的地下空间开发地质环境评价系列成果，为深层地下空间利用奠定了基础。以中山公园所在的控制性详细规划单元为示范区，开展地下空间资源量评估，构建评估模型，建立评估方法。

3.2 土地质量调查与监测

从2009年开始，按照1个点/km2监测密度（采样深度0～0.2m），开展覆盖全市各种土地利用类型的土地质量监测工作，主要监测指标包括无机指标和有机指标。无机指标包含了土壤环境质量的镉、汞、铅等重金属元素，以及氮、磷、钾、钙、镁、硫、硼等养分元素，其中部分监测点还测试有机氯农药类和多环芳烃类指标。监测频率方面，一级监测点每年监测一次，二级监测点每四年监测一次。截至2016年，全市330个一级监测点已经连续获得7年的土地质量监测数据；全市6350个二级监测点已经连续获得两轮的土地质量监测数据。通过土地质量监测项目的连续实施，进一步获得了全市及各区土壤重金属元素和养分元素等指标的分布规律、以及土地质量的时空变化特征，为土地利用规划编制、耕地保护等工作的实施提供了技术支撑[6]。

所获得的相关研究成果也为上海土地全生命周期管理关于土地环境质量的强化监管提供了支撑，2014～2016年间上海先后推出了《关于进一步提高本市土地节约集约利用水平若干意见的通知》《关于加强本市工业用地出让管理的若干规定》《关于加强本市经营性用地出让管理的若干规定》《上海市经营性用地和工业用地全生命周期管理土壤环境保护管理办法》等系列文件。将土壤环境要素纳入土地合同管理，真正实现了工业用地和经营性用地全覆盖、全要素、全过程的全生命周期管理。办法施行以来，上海已开展了近千宗地块土壤环境调查评估工作，实现了经营性用地和工业用地土壤环境的建档立册，土壤环境风险得到有效管控，促进土壤环境质量全面改善。

3.3 地面沉降监测与防治

地面沉降是上海的主要地质灾害，2013年4月17日上海市人大常委会通过了《上海市地面沉降管理条例》，为地面沉降防治工作确立了法律保障。通过“十一五”和“十二五”地面沉降防治工程的实施，建立了较为完善的地面沉降立体监测网络，实现了全市地面沉降控制目标。地面沉降分区管控和工程建设地面沉降防治关键技术研究取得重要突破[7]。创新建立了“两局两委”（市规划和国土资源管理局、市水务局、市住房和城乡建设管理委员会、市交通委员会）部门联动的地面沉降防治管理模式，建立了地面沉降防治服务于重大市政设施安全的沉降监测与预警机制。长三角地区地面沉降联防联控取得新进展，发布了全国首个区域地面沉降防治规划，率先建成了长三角地区地面沉降信息系统，实现了两省一市地面沉降防治信息共享。

3.4 地质资料信息服务集群化和产业化

《上海市地质资料管理办法》于2012年12月正式实施，目前已实现了建设工程项目地质资料汇交全覆盖。研发了三维可视化城市地质信息管理平台，截止2017年4月已汇聚全市60万个工程地质钻孔、5000万条地质环境监测数据，并建立与局大机系统同步更新常态化机制。搭建了上海市专业技术服务平台“上海地质信息共享服务平台”，面向政府部门、专业机构和社会公众的需求，提供分类、分级地质信息服务[8]。

3.5 海岸带地质调查与监测预警

自2012年以来，依托“长江三角洲海岸带综合地质调查与监测”、“上海海岸带地质调查与监测预警示范”等项目，上海海岸带基础地质调查精度由1:100万提高到1:25万，初步揭示了海岸带地质结构特征。初步建立了海陆一体地质环境监测体系，并开展了关键地质问题的科学研究。依托项目成果，针对海岸带规划建设、后备土地资源开发利用、重大工程安全、岸线港口资源利用等开展了成果应用，取得了较好的应用效果，其中崇明东滩、横沙东滩后备土地资源评价成果在上海2040城市总体规划和2040土地利用总体规划中得到了充分应用。

4 结语

城市未来的发展方向以及地球科学将来的研究趋势将共同决定着城市地质工作的重点，城市地质是地球科学的一个缩影，是城市发展与地球科学领域前行相互促进的一个科学平台[9]。

不论城市发展对地质工作需求如何变化，城市地质的首要任务之一是作为一个学科，如何更好地解决自身在发展过程当中碰到的科学问题，具体到某个城市是如何分阶段地不断提升对地质规律的认知水平、不断地以需求和问题为导向来推动和促进自身学科的发展。

上海近20年的快速城市化发展有力的推动了城市地质工作，在后工业化时期，上海地质工作将把科技创新摆在地质工作的突出位置，不断增强地质科技理论、仪器装备的创新能力，在基础地质研究、海岸带地质前沿科技技术应用、方法及探测设备创新等方面进行努力实践和探索。

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[2] 魏子新,翟刚毅,严学新,等.上海城市地质图集[M].北京:地质出版社,2010.

Wei Z X, Zhai G Y, Yan X X, et al.Atlas of Shanghai urban geology[M].Beijing: Geological Publishing House, 2010.

[3] 上海市城市总体规划(2016-2040)草案公示[EB/OL].http://www.supdri.com/2040.2016.

The draft of the Shanghai urban master plan (2016-2040) is public[EB/OL].http://www.supdri.com/2040.2016.

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The practice and prospect of urban geology in post-industrial cities in Shanghai

HE Zhong-Fa
(Shanghai Institute of Geological Survey, Shanghai 200072, China)

This paper systematic introduces the opportunities and challenges faced by the geological work in the postindustrial period of Shanghai.In the period of industrialization, underground space resource investigation and evaluation, land quality survey, land subsidence survey, hydrogeology survey, coastal geologic survey, sea and land integrated geological environment monitoring, geological information and social sharing, geological science and technology innovation will be conducted.In recent years, urban geology has been practiced in underground space development, land quality investigation and monitoring, land subsidence monitoring and prevention and control.Shanghai geological work in the period of industrialization, the prominent position of the scientifc and technological innovation in the geological work, strengthening geological theory, instrument and equipment of science and technology innovation ability.

urban geology; post-industrialism; underground space; land quality; land subsidence

P642.5

A

2095-1329(2017)03-0049-04

10.3969/j.issn.2095-1329.2017.03.011

2017-06-02

修回日期: 2017-08-25

何中发(1977-),男,硕士,高级工程师,主要从事地球化学 海岸带地质与城市地质等研究.

电子邮箱: hellofa@126.com

联系电话: 021-56616308

中国地质调查局地质调查项目“长三角南京—上海—温州城镇规划区1:5万环境地质调查”(DD20160246);上海市财政专项“上海后工业化时期地质—资源—环境调查与应用示范”;上海市财政专项“上海市土地质量调查与监测”