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对中国城市环境地质工作的思考

发布时间: 2022-04-02 08:40:52 浏览:

【摘 要】随着社会经济与文化的飞速发展,城市规模日益扩大,人类的工程活动对地质环境的改造与破坏作用日趋严重。本文主要分析和研究了

【关键词】中国;城市环境;地质工作

城市是现代文明的发源地,城市化是各个国家繁荣和发展的重要标志,在城市建设中,人类发挥了其强大的建设能力和创造能力,与此同时,对自然环境的破坏程度也在空前加剧,甚至引发了一系列环境工程地质问题,已经危及到人类的生存和发展,现阶段,对现代城市环境工程地质问题进行分析和研究,有其重要的现实意义。

一、现代城市工程建设的基本特点

(一)“高、多、大”是城市工程建设发展的一大趋势

城市化是人类社会具有现代城市特征之演化的历史过程,它涉及到人口职业的转变、产业结构的转变以及土地和地域空间的变化,而这些转变和变化又存在着一定的内在联系,从发达国家的城市化进程中,我们能够看出,首先是农村人口大量向城市聚集,城市人口密度猛增,而涌入城市的乡村人口迫于生计就要另谋职业,与此同时还会引发城市生产与住房的紧张,进而导致地价上涨,迫使建筑物开始向高空发展,以美国为例,美国是全世界高层建筑数量最多的国家,据相关资料统计,高度在160m~200m的建筑已经超过了100幢。近年来,我国的城市化进程正在加快,城市工程建设越来越频繁,高层建筑越来越越多,且呈现出建设速度快、数量多、体型复杂、总高度增大的特点,“高、多、大”已经成为城市建筑发展的一大趋势,而高层建筑的施工对周围地质环境的影响也非常大。

(二)发展城市地下空间是城市工程建设发展的另一大趋势

进入本世纪后,为了解决大城市中公共设施过密化的问题,日本、美国以及欧洲主要发达国家开始将一些公共设施转向地下,大力发展城市地下空间,城市地下建筑已经向更广泛的方向发展。发展城市地下空间是现代城市工程建设发展的必然趋势,日本更是将地下开发上升为国策,提出了开发地下,将国土扩大10倍的设想。我国对地下空间利用的时间可以追溯到上个世纪60年代,即大量的人防工程建设,近年来,随着城市化进程的加快,也加大了对地下空间资源的开发和利用,以城市地下交通为例,我国已经走在了世界前列,但是大规模的地下工程建设,对地质环境也造成了不同程度的影响。

二、城市地质工作的具体内容

城市地质工作就是在城市及其周围地区或潜在城市化地区的特定空间范围内,综合考虑各种环境地质要素,研究其对城市发展所提供的响应、施加的约束条件以及城市发展对其的影响,为城市规划、建设和管理服务的地质工作。城市地质工作具体研究的内容有:(1)水文地质结构和水文地质条件、地下水埋藏和分布规律等,合理开发利用城市供水水源;(2)城市地形地貌及地质条件、地基岩土的工程地质性质等,使城市土地得到合理利用;(3)城市建筑材料、地热、矿产资源开发利用的经济论证;(4)研究与城市有关的地震、活断层、地面沉降、滑坡、泥石流等现象,解决城市地质灾害问题;(5)城市中工业和生活垃圾的处理、地下水的污染等。

三、现代城市建设所引发的环境工程地质问题

(一)城市地表工程引起的地质环境问题

城市工程建设的时候,人类工程经济活动对地形的影响是厉害的,修筑堤岸、堤坝、筑坡、挖掘等可以产生地形改变,导致城市地区水土流失严重。再者,城市高层建筑的深基坑,大重量则影响原来地下水流场的变化,也容易造成地表之下的水土流失。

在我国,经济的发展一直在提速,城市对土地的需求也就日益加大,而有些山地城市原有平地本身比较少,因此许多城市建设者把目光投向了对山体的改造。从而形成了很多的人工边坡,规模越来越大。由于建设对坡脚开挖,建筑物使得坡体上部荷载加大等因素的影响使边坡失稳的概率加大。

(二)地下工程设施造成的环境工程地质问题

发展城市地下空间是城市工程建设发展的一大趋势,但是大规模的地下工程建设对地质环境也造成了很多不利的影响,如地面变形、地下水流场改变、洞室围岩失稳、生态环境恶化等。地下工程设施造成的最常见的环境工程地质问题就是地面变形,最为典型的就是日本东京地铁施工引发的地面塌陷事件,这对我国当前的地下交通建设无疑起到了警示作用。

(三)城市水资源开发相关的环境地质工程问题

由于我国是一个贫水国家,而且在上世纪90年代前对地下水无序大量的开采,造成了全国缺水城市已达2/3。水资源的日趋短缺及由此引起的诸多环境问题已引起了世界各国的普遍关注!在我国近年来由于地下水的超量开采,许多城市出现了地面沉降,岩溶塌陷,海水倒灌及泉水枯竭等诸多环境地质工程问题。其中城市的地面沉降和地裂缝的问题则是尤其严重。地面沉降和地裂缝对城市建设有着很严重的影响,对城市规划的发展造成了很大的困扰。而这些问题的出现与城市地下水的开发有着密切的联系。

城市的地面沉降与地裂缝现在已经引起了很多人重视,采取了多种补救的方法,我们现在很多城市已用法律法规的方式规定了地下水的开采和利用,这样就为治理提供了法规依据。在技术方法面采取了地下水人工回灌为主的方式,而且取得了很显著的成绩!由此可见对水资源的保护和合理规划,不仅对我们自己城市建设至关重要,而且对我们后代的生存有着很重要的影响。

(四)固体废弃物堆放造成的环境工程地质问题

随着城市工业的不断发展,人口的不断增加,产生的人工废弃物也越来越多,固体废弃物堆放造成的环境工程地质问题也越来越突出。以城市生活垃圾为例,我国城市生活垃圾的总量正在以每年8%~10%的速度增长,这个增速无疑是对我国GDP增速的一个巨大讽刺(我国GDP曾长期以8%的增速创造了世界经济发展的奇迹),目前,我国已经有超过一半的城市被生活垃圾的所包围。固体废弃物堆放不适宜,就会造成很多环境工程地质问题,如影响地表土壤性质、污染地下水系统等。

四、对现代城市环境工程地质问题的研究

(一)现代城市环境工程地质研究的关键技术

现代城市工程建设引发的环境工程地质问题越来越多且日益严重,目前,现代城市环境工程地质技术研究已经成为城市地学研究的一项重要内容,现代城市环境工程地质研究的关键技术主要有预测工程地质环境质量的技术、评价工程地质环境质量的技术、改造工程地质环境质量的技术、以及计算和制图技术等。

环境工程地质学研究的主要内容就是预测人类工程建设对环境的影响,当前,现代城市环境工程地质问题越来越严重,对其进行预测已经成为地学研究中的一项关键性工作,加强预测工作,能够更好地掌握城市工程地质环境质量的变化趋势。一些大的工程在选址和规划之前都要对工程地质环境质量进行评价,如三峡工程和南水北调工程。环境工程地质技术在防治工程地质环境污染、抑制工程地质环境恶化等方面已经取得了一定的进展,其应用前景十分广阔,环境工程地质技术的应用能够更好地发挥地址工作的主观能动性。

(二)现代城市环境工程地质研究的主要方向

就目前的发展现状和发展形势来看,今后现代城市环境工程地质研究的主要方向体现在四个方面,其一,必须尽快建立城市工程环境质量数据库,随着计算机应用技术的不断发展,工程地址数据库以及制图技术已经受到国外众多研究者的重视,在工程地址数据库系统的基础上,应尽快建立起城市工程环境质量数据库,这是今后现代城市环境工程地质研究的主要方向之一;其二,应重视对城市三维空间的工程地质环境质量的预测和评价工作,形成一个多层次、多目标、多因素的预测和评价体系,更好地揭示人类工程建设对环境的影响程度;其三,应加强对城市工程环境质量相关理论以及标度方法的研究,使环境工程地质学取得突破性的进展和跨越式的发展;其四,应注重对城市工程建设与工程地质环境质量调控系统的协调发展理论的研究,探索出一条城市工程建设与工程地质环境协调发展的道路。

(三)重视城市环境地质的安全性研究

目前,由于人类的各种破坏活动,使城市环境地质安全成为人们关注的焦点。城市环境地质安全是城市安全的重要组成部分,关系着城市的健康和持续发展。沙尘暴的频频出现,泥石流等地质灾害的大量发生,地球化学灾害的爆发等都是城市环境地质安全受到严重威胁的具体表现。历史上,许多城市因为城市环境地质的急剧恶化而消亡,当前我国部分城镇因为地质灾害的威胁而搬迁避让。

城市环境地质安全的研究要从城市环境地质的危险性、脆弱性、危害性等方面进行。危险性主要指危害发生的可能性程度,如易形成滑坡、泥石流的城镇对城市环境地质安全具有较高的危险程度。脆弱性主要指潜在危害可能发生的程度,如环境中的重金属等污染物具有潜在危害,一旦聚集则环境脆弱性就增大,如果物理化学条件发生变化,这种脆弱性就转变成为实际的危害,产生地球化学灾害。危害性指城市环境地质问题可能产生的损坏程度。危险性弱、脆弱性弱、危害性不高的环境地质问题对城市环境地质安全影响不大。

(四)生态城市规划建设研究新思路

生态城市建设必须重视和加强生态环境地质建设。在对几个典型城市发展规划模型研究中,城市发展目标是:社会、经济、资源、环境四大要素和谐发展,生态系统功能具有1+1>2放大型不等式的作用。例如广州生态城市规划中,设立了6个空间结构模型,这里认为应补充2个重要空间模型。

1、环境地质空间,内涵是:土地、水源、矿产资源承载力,环境岩土工程及地质灾害现状、趋势与对策,按人地调谐理论进行勘测、设计与施工等。在人与自然的调谐中,应充分认识地质灾害发生的必然性.为此,提出了"人地调谐时空论".人类工程活动与自然环境在时间上是不同尺度的;在空间上是有比选余地的.因此,将时空作为调谐的着力点,把握规律,以期达到工程的安全性和环境的保护.

2、地质的数字空间:生态城市建设还要向数字城市迈进,这就是城市信息化,主要包括实现数字化,网络化,智能化,可视化,从而提高防灾水平和综合竞争力,实现可持续性发展。

结语:

城市环境与地质作用是相互联系,相互制约的两个因素,城市建设中的环境工程地质问题也多种多样,十分复杂。因此在城市化建设过程中,应该根据本城市的地质环境状况特点,合理规划城市建设发展规模和发展速度,努力协调好城市建设与地质环境之间的关系,对可能出现的地质问题采取相应的措施以达到预防的目的,确保城市建设的安全与稳定。

参考文献:

[1]曾丽,王晓明.我国城市地质环境面临的问题及对策[J].国土论坛,2012,(02).

[2]李相然,曹振斌,王祖旗.21世纪中国城市环境地质问题[J].中国环境监测.2013,(05).

[3]刘玮,孙立维.浅析城市建设中的环境工程地质问题[J].改革与探索.2013,(03).

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