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地质工程护航城市建设

——江苏省徐州城市地质调查纪实

来源:中国国土资源报 作者:陈娟 魏永耀 发布时间:2017-12-20

12月11日,江苏省徐州城市地质调查成果评审会在南京召开。专家组表示,通过4年的协力攻关,项目组按照“查条件、摸家底、探问题、提对策”的工作思路,取得了在三维地质结构、区域稳定性、地下水、地下空间、地质灾害、水土环境等方面的多项突破。

三维地质结构解译,260万年来徐州地质环境演化完美呈现

为了保障城市安全,破解城市发展面临的资源环境问题,2013年10月江苏省国土资源厅、徐州市人民政府决定合作开展徐州城市地质调查工作,由徐州市国土资源局负责管理,江苏地调院和江苏省地矿局第五地质大队共同承担,徐州中国矿大岩土工程新技术发展有限公司提供技术监督咨询。

项目在开展过程中,以“资源保障和环境安全”为主线,关注城市建设中的突出地质问题,有的放矢部署了基础地质、地质资源、地质环境、综合研究、信息系统建设五大类、共9项专题研究。

通过4年努力,项目组首次构建了徐州三维基岩地质、第四纪地质、工程地质和水文地质结构模型,全方位、多角度、立体展现了工作区地层结构及其空间变化规律,呈现出260万年以来徐州地质环境的演化过程,反映海陆环境变迁以及古黄河对徐州的影响,可为城市建设提供基础地质资料支撑。

调查结果显示,规划区属于相对稳定地块,距徐州100公里的郯庐断裂带对徐州区域地壳稳定性有较大影响。调查区内有废黄河断裂、邵楼断裂、幕集—刘集断裂、班井断裂、不老河断裂。勘查与力学分析表明,5条主要断裂在12万年前已基本停止了活动,目前本区处于相对稳定期。

成果应用及时对接,服务地铁、机场重大工程建设

项目实施过程中呈现的一大特点——以地方需求为目标,紧密围绕重大工程建设。

比如,针对地铁1号线,项目组在分析地铁沿线主要不良地质作用及特殊岩土等因素基础上,对岩溶、砂土液化、基坑涌水涌砂等问题提出了相应对策与建议。针对观音机场二期扩建工程,项目组在分析场地地质环境基础上,对飞机跑道下方的砂土液化层、隐伏岩溶提出了相应对策与建议。针对贾汪城镇化建设,项目组在分析采空沉陷区稳定性基础上,对采空区土地利用、建筑保护和地基治理提出了相应对策与建议。

围绕徐州地下空间开发中面临的工程地质问题及岩土条件,项目组则分析了采空塌陷、隐伏岩溶、砂土液化、涌水涌砂及基岩埋深等对地下空间开发的影响,首次开展了不同深度地下空间开发地质环境适宜性评价。

统计数据显示,区内地下空间开发适宜性总体较好,其中浅层地下空间开发适宜区约占区内的85.6%,中心城区浅层地下空间综合质量高或较高的区域面积14725公顷,占城市建设用地的46.57%。项目组提出,煤矿采空区土地资源是城市可持续发展的重要后备资源,合理利用采空区土地资源是实现徐州矿地统筹发展、资源节约集约利用的重要途径,建议优先整治利用采空稳定区,逐步向基本稳定区扩展,不稳定区作为远期规划用地,宜规划为农业、生态用地。

从纵向开发难度及文物保护角度,项目组建议按先浅后深的原则,优先开发利用15.0米以浅的空间域。因为徐州故城遗址文化层埋藏深度一般3米~10米,从文物护角度,建议故城遗址区地下空间开挖深度应避开文物文化层。

构建采空区地下水库,开辟城市应急供水新水源

徐州地下水分为孔隙水、岩溶水和裂隙水三类。而徐州现在主要开采利用岩溶水,因此,项目组依据岩溶水的富水性分布,划分出9个岩溶水水源地。

以岩溶塌陷水位红线为约束条件,构建岩溶水三维数值模型,项目组给出了9个岩溶水水源地的允许开采量。为了保护岩溶水、避免受到污染,项目组建议分级分区实施保护,并植树造林、建立城市绿地等,这样既可避免与紧张的城市建设用地产生矛盾,又达到保护岩溶水资源的目的,实现双赢。

着眼于城市应急供水,项目组则建议利用采空区构建地下水库,将矿井水作为城市应急供水的新水源。区内新河矿、卧牛山矿、青山泉矿、大黄山矿、权台矿等5个矿区的采空区空间蓄水可达2229万立方米,水量丰富,集中开采方便,矿井水水质基本满足生活饮用水标准,且矿区周边城市供水管网建设成熟。因此,项目组建议优先利用这5个煤矿采空区构建地下水库,开展应急水源地建设工作。

保护优质资源,拓展发展新途径

调查结果显示,区内耕地质量总体较好,98%的耕地无污染且养分丰富;茅村、柳新等地存在面积约10000公顷的富硒土壤。项目组建议,优先将土壤质量良好且富硒的耕地划为永久基本农田;结合农业发展规划,大力开发富硒农用品,如沿湖优质富硒大米等,提高农业生产经济效益。

徐州地质遗迹资源丰富,主要分布在大洞山、吕梁山风景区,拥有首个叠层石省级地质公园,各类地质遗迹资源多达20多处。山体是城市不可再生的重要自然资源,它也是城市充满灵气的绿色之心,因此,项目组建议重点加强主城区、风景区及主要交通干线周边的山体资源保护,优先启动恢复治理工程建设。

加强地质环境保护,建立健全监测网络

根据调查结果,徐州现有监测网点79个,其中水质水位监测点20个、地质灾害群测群防点59个。但目前存在监测手段落后、监测设施老化、监测密度低、布局不合理等问题,制约地质环境监测成果有效为地质环境保护服务。项目组建议,充分利用现有水井,增加水质水位监测点密度,划定饮用水源地、地下水防污性能弱、水位漏斗区等重点监测区;新增土壤环境监测点,重点监测重污染农用地土壤;构建地质灾害监测二级站,对地质灾害隐患点定期巡查,着力打造完善的地质环境监测网。

徐州城市地质调查是徐州城市建设史上第一次用地质科学的基本原理和相关新兴学科的技术方法,从全方位视角来研究城市建设发展问题,全面系统地对城市进行了精细的地质学度量,其结果将为徐州城市发展助推一臂之力。