城市建设中的环境工程地质问题研讨

2023-09-17石绍民

城市建设理论研究（电子版） 2023年24期

石绍民

武汉纬途岩土工程技术有限公司湖北武汉 430024

环境工程地质是指在天然地质应力和人类生产生活的共同作用下，人类生存环境产生的地质灾害、地质问题或者现象。近些年来，我国的城市规模不断扩大，城市建设当中的工程活动对地质环境的改造和破坏也越来越明显，引发的环境工程地质问题越来越多，包括地下水污染、滑坡、泥石流、地面沉降等。城市环境地质的主要研究内容包括地基条件勘察、区域地壳稳定性评价、水资源相关问题、城市废弃物问题等，能够为城市规划建设提供工程地质依据，提高城市规划建设的科学性。

1 环境工程地质对城市规划的影响

环境工程地质与城市规划发展之间具有十分紧密的联系，实际上，城市规划首先要考虑环境工程地质，只有充分考虑环境工程地质问题，做好应对措施，才能提高地上建筑的稳定性，推动城市规划建设健康发展。城市的规划和建设直接关系到水资源的利用以及地下水环境的改变，同时还会牵涉到城市中土壤环境的变化，如果没有充分考虑城市环境地质，就有可能影响后期的城市运营和发展。因此，在城市规划建设中，相关部门首先要考虑地层结构问题、水资源分布问题等。其中，在地层结构方面，一些处于地震带上的城市在建设中需要充分考虑地层结构的特点，提高建筑的抗震性，降低建筑的安全风险。另外，广州、深圳等地区的地层比较松散，含水量较大，部分区域含有地下泥沙，需要采取独特的地基工程和维护手段。在水资源分布方面，城市规划建设需要密切关注地表水分布及地下水的走向，避免城市在后期运营中出现供水困难的问题，防止雨水倒灌冲击路面，影响市容市貌。总而言之，环境工程地质会对城市规划造成直接影响，城市规划建设需要全面加强对环境工程地质的勘察和研究，提高城市建设的科学性。

2 城市环境地质的主要研究内容

2.1 地基条件勘探

地基条件勘探是城市环境地质的重要研究内容，勘探内容包括岩土体结构及物理学性质、微地貌、水文条件、地质条件等。通过地基条件勘探，可以掌握不同区域城市的土质，减少工程建设当中的地质问题。在城市建设中，软土是一种比较特殊的土质，这种土具有松软、孔隙比大、压缩性高、强度低的特点，容易给工程建设带来较多问题。从总体上来说，我国的软土主要分布于沿海城市，例如天津、浙江、福建等。如果在软土地基上建设建筑物，就有可能在后期使用中出现墙体开裂、地面开裂等问题，建筑物容易发生不均匀沉降。因此，做好地基条件勘探，掌握地基土体的结构特征、物理学性质至关重要。

2.2 区域地壳稳定性评价

区域地壳稳定性是指在地震运动、现代构造运动、岩浆活动的影响下，地壳的稳定程度。区域地壳稳定性评价主要涉及到地震活动或者其他构造成因的地裂缝、火山活动等，能够对不良地质作用的强度进行评价，为城市规划建设提供重要依据。由于地球岩石圈的强烈活动和调整，在近几十年以来，很多城市都出现了地裂、滑坡、泥石流、地下水异常等问题，引发了复杂的地质灾害，城市建设需要加强对地壳稳定性的研究，提高建筑物的综合抗震能力。

2.3 水资源相关问题

水资源相关问题包括城市供水问题、水污染问题等，这是城市环境地质的重要研究内容。当前，随着社会经济的发展和城市人口数量的不断增加，城市的供水量快速提升，供水压力不断加大，水资源问题成为制约城市发展的重要因素。在城市建设中，环境地质对水资源相关问题的研究主要包括地下水源的选择和评价、地下水的调节和利用、水资源的合理开发、地下水人工回灌等，能够为城市规划发展奠定坚实基础，全面加强对城市水资源的保护[1]。

2.4 城市人为物理化学场

城市当中人为的物理化学场也是环境工程地质的重要研究内容。在城市建设中，人类工程建设以及其他的经济活动很容易造成自然物理场的变化，具体涉及到地球化学场、地电场、辐射场、热力场、重力场、水动力场等，此外还包括地震效应场。这些场的变化会对自然环境产生扰动，影响生物圈、大气圈、水圈、地壳表层岩土体，改变某些地质现象，转变生态平衡条件，使城市的自然工程地质环境质量发生改变。通过加强环境工程地质研究，有关部门能够加强对城市人为物理化学场的研究，对热岛效应等进行评价，促进城市生态环境的平衡。

3 当前城市建设中的环境工程地质问题

3.1 地面沉降等地质灾害

当前，在城市规划建设的过程中，地面沉降、地面塌陷、地裂缝等地质问题比较严重，其中，地面沉降是由多种因素造成的地表海拔缓慢降低的现象，属于缓慢变化的地质灾害。地面塌陷是指地表岩层受到破坏，岩土体下陷、塌落，地面出现空洞的现象。地裂缝是指地表的岩土体在自然因素和人为因素的双重作用下，出现裂缝的现象。当前，在一些城市的发展和建设中，由于过度抽取地下水、石油、天然气，很多区域都出现了严重的地面沉降问题或者地面塌陷问题，一些地下矿层受到了不合理的采空，出现了大型崩塌，这些灾害会严重影响城市发展，同时还会危害民众的生命财产安全，需要有关部门提高重视力度，采取科学有效的应对措施。

3.2 水资源短缺问题

在我国城镇化的发展中，水资源短缺问题日益严峻，已经成为制约城市建设的重要难题。水是城市建设和人民群众生产生活的基础，在城市化的发展进程中，工业用水和生活用水大幅度提升，一些城市出现了严重的供水不足问题，不得不采取远距离调水、超量开采地下水的方式进行解决，但这种方法不但需要投入大量资金，还会影响生态环境平衡，引发地面沉降问题，形成恶性循环。从整体上来说，我国水资源短缺、区域水资源分布不均的问题已经非常严重，其中，北京、天津的人均水资源占有量仅为119立方米和116立方米，远远低于国际人均水资源占有量1000立方米，河北省大部分地区都存在严重的水资源缺乏问题，且城市建设中大部分水都是通过地下开采的方式获取的，因此，解决水资源短缺问题非常重要。

3.3 水污染问题

水污染问题会进一步加剧水资源短缺，严重的水污染还会危害人们的身体健康，给生态环境带来破坏。在现代城市建设中，一些城市属于矿业城市，这些城市将矿业作为经济发展的支柱，通过人为手段改变渗流场，大量的洗矿废水被排放，这些水中含有较多重金属、矿物质甚至放射性元素，会污染地表水和地下水，使有害元素进入到水资源中，造成水污染。从总体上来看，当前城市水污染的原因主要包括人类活动造成的污染以及工业废水的污染，其中，人类活动的水污染主要源自厨房污水、浴室和厕所排出的污水，这些污水当中含有碳水化合物、蛋白质、尿素、合成洗涤剂、肥皂等，还有一些细菌、病毒等微生物，会造成水体富营养化。工业生产排出的废水成分比较复杂，具有毒性大、难处理、种类多等特点，如果废水处理不到位，就会造成比较严重的水污染。在这种情况下，城市建设需要高度重视水污染和水资源短缺之间的联系，提高民众的节水意识，最大程度的减少生活污水排放，加强对工业废水的治理。此外，有关单位需要加大力度研发污水净化技术，建设雨污分流系统，这样才能缓解当前的水污染问题[2]。

3.4 沿海城市海水入侵

沿海城市海水入侵也属于城市建设中严重的环境工程地质问题，在城市的建设和发展当中，滨海地区的地下水动力条件会发生变化，从而引起海水入侵，致使生态环境遭受破坏，阻碍区域经济发展。早在1964年，大连市就由于过量开采地下水而出现海水入侵问题，当前，我国很多沿海城市都受到了海水入侵问题的困扰，包括秦皇岛、葫芦岛、营口、莱州、烟台、威海等。除过度开采地下水之外，一些沿海城市引海水入内陆养虾，也会造成海水入侵。海水入侵问题会使淡水水质恶化，造成城市地下水中的氯离子含量大幅度提升，使土壤表面盐渍化，对生态环境具有巨大危害。通常情况下，海水入侵是一个由点到面的过程，如果不及时采取措施，就会造成巨大的经济损失。因此，沿海地区的城市建设需要高度重视海水入侵问题，避免超量开采地下水，通过人工回灌等方式提高地下水水位，保护生态环境。

3.5 城市废弃物问题

在城市建设和发展中，主要的垃圾包括生活垃圾、工业废料、废渣等，此外还有大量的建筑垃圾。随着城市规模的不断扩大，城市废弃物也越来越多，这对城市建设和城市发展造成了严重的干扰，容易产生地表污染、泥石流、垃圾流等，致使地表地质环境质量大幅度下降，生态环境持续恶化。环境学专家表示，当前城市建设中庞大的垃圾山已经对地球的生物圈造成了不利影响。由于缺乏完善的垃圾处理机制，很多城市的垃圾长期得不到有效处理，在城市郊区长期堆放，受到天然降水的滤淋，垃圾中渗出的液体会随着雨水一起进入地下，或者汇入到河流当中，对地表水和地下水造成污染。

4 城市建设中环境工程地质问题的解决措施

4.1 控制城市建设的步伐

城市的建设和发展需要高度重视地质环境容量，只有控制好城市建设的规模和发展速度，才能避免城市建设超过环境工程地质的承受能力，引发严重的环境工程地质问题。因此，在城市规划和建设当中，有关部门需要高度重视人与生态环境之间的关系，正确看待当下的环境工程地质问题，从更加宏观、长远的角度对城市进行规划建设，不能片面重视眼前利益，这样才能有效避免城市建设对环境工程地质的破坏。当前，有些城市在建设和开发中片面求快，忽略环境问题，没有尽早处理垃圾和废弃物，对废水治理不够严格，产生了较多的环境地质问题。为避免类似情况，有关部门需要在城市建设方面制定三年规划、五年规划、十年规划，不但要规划城市建设规模，还要对城市的污水处理、垃圾处理、地质问题处理等作出规划，提高城市建设的质量。

4.2 建设城市环境地质数据库

为解决城市建设中的环境工程地质问题，有关部门需要高度重视工程地质数据库的建设，对专家系统、制图技术进行研究，让城市环境地质数据库应用于城市建设当中，为城市建设提供数据基础。在城市环境地质问题的管理中，环境地质空间信息和非空间信息比较复杂，传统纸质文件的管理方法难以满足城市环境地质的管理需求，需要采取更加有效的管理手段。在具体操作中，有关部门可以将MAPGIS作为支撑，建立地质环境数据库，对城市的环境地质问题进行调查和监测，将影响环境工程地质的数据整合起来，包括地基稳定性、受环境污染数据、地下水资源、岩土性质、地质灾害等。

4.3 加强环境工程地质监测

为解决当前城市建设中的环境工程地质问题，有关部门必须全面加强环境工程地质监测，构建三维空间的环境工程地质监测体系，采取多样化的预测和评价方法。在城市建设当中，环境工程地质问题越来越多，只有全面加强对人类工程活动的监测，掌握其对地质环境的影响，才能明确环境工程地质问题出现的原因，区分出不利于地质环境的人类活动。环境工程地质监测系统应该覆盖到各个领域中，实现精准监测。例如，在地下水及地质环境的监测中，有关部门需要建立覆盖地下水、地热、地质灾害、海洋地质等方面的环境监测网络，做好数据采集、传输、存储、管理、分析等工作，加强地质灾害防治，为预防环境工程地质问题提供技术支撑，及时发现水文地质环境演变的规律，从而提高城市建设的科学性[3]。

4.4 开展环境地质保护宣传

城市的建设以及自然环境的变化与每个人的命运息息相关，当前，城市建设过程中面临着十分严峻的环境工程地质问题，包括水资源缺乏、水污染加剧、地面沉降等，这些问题会直接影响城市发展，同时也会影响到每个人的生活。因此，有关部门需要通过多种渠道开展环境地质保护宣传，调动广大人民群众的力量，引导人民群众在生活中节约水资源，不使用一次性餐盒，减少生活垃圾，做好垃圾分类。此外，人们还需要加强对城市环境工程地质问题的监督，对废水排放、建筑不均匀沉降、地表塌陷等问题进行上报，参与到城市地质环境的保护当中。通过调动广大民众，人们能够在生活中高度重视自然环境的保护，及时发现环境工程地质问题，做到防患于未然，推动城市健康稳定发展[4]。

4.5 引入新技术和新方法

科学技术是解决当前城市建设环境工程地质问题的重要手段，无论是水污染防治，还是固体垃圾的处理，都需要新技术和新方法的应用。例如，在水污染防治方面，住宅区、商场等可以引入智能化节水用具，有效减少生活用水中的浪费问题，从源头降低用水量，从而减少污水排放量。另外，在工业废水的排放方面，有关部门可以向区域内的主要工业生产企业推广循环用水系统，为工业企业提供技术支持，将污水治理和技术扶持结合起来，全面加大资金投入，最大程度的减少工业废水的排放，使工业废水得到科学处理，实现循环利用。