曾昭法 胡聲普 舒仲強 秦儉




摘 要:“十八大”以來,黨中央高度重視生態文明建設和綠色發展,對新型城鎮化作出一系列重大決策部署,提出“統籌城市地上地下建設,加強城市地質調查”。綜合以往調查資料,文章在闡述江西省地質背景及社會經濟概況的基礎上,總結了全省城市環境地質問題及主要地質資源。城市環境地質問題主要有地下水資源衰減與短缺、地下水污染、地質災害、特殊類土體的工程地質問題,城市地質資源以地下水、地熱資源及地質遺跡景觀為主。結合江西省情,提出新時期全省城市地質調查應以國內其他已開展區的經驗為基礎,以環境地質問題及地質資源為立足點,以城市規劃建設發展需求為導向,按照城市經濟發展水平、城區人口規模,分層次分階段推進全省城市地質調查工作。
關鍵詞:城市地質調查;環境地質;地質資源;江西省
中圖分類號:P5? ? ? ? ?文獻標識碼:A? ? ? ? ? 文章編號:1007-1903(2019)04-0077-07
Abstract: Since the 18th CPC National Congress, the CPC Central Committee has attached great importance to ecological civilization and green development. In addition, a series of major decisions and arrangements have been made for the new urbanization, and "overall planning of urban above-ground and underground construction and strengthening of urban geological survey" has been proposed. Based on the previous survey data, the article summarizes the urban environmental geological problems and geological resources on the basis of expounding the geological background and socio-economic profile of Jiangxi Province. Urban environmental geological problems mainly include groundwater resource attenuation and shortage, groundwater pollution, geological disasters, and engineering geological problems of special types of soils. Urban geological resources are mainly composed of groundwater, geothermal resources and geological heritage landscapes. Based on the actual situation of Jiangxi Province, this paper puts forward to urban geological survey of Jiangxi Province in the new period should be based on environmental geological problems and geological resources of Jiangxi as foothold, and should be guided by the demands of urban planning and construction development. According to the city's economic development level and the urban population scale, urban geology survey of Jiangxi Province will be carried out in different stages.
Keywords: Urban geology survey; Environmental geology; Geological resources; Jiangxi Province
0 引言
隨著國家城鎮化進程加快,城市規劃、建設及管理對地質工作的依賴性越來越緊密,城市地質工作受到越來越多的關注(程光華等,2018)。“十八大”以來,黨中央高度重視生態文明建設和綠色發展,對新型城鎮化作出一系列重大決策部署,提出“統籌城市地上地下建設,加強城市地質調查”。2017年9月,原國土資源部出臺了《關于加強城市地質工作的指導意見》(國土資發[2017]104號),指出到2025年實現地級以上城市地質工作全覆蓋。同年11月,中國地質調查局發布《城市地質調查總體方案(2017—2025年)》,該方案進一步細化了城市地質工作的目標任務及總體部署。目前,全國不少省份正如火如荼進行城市地質調查工作,一些沿海省份甚至將城市地質工作覆蓋到縣級市。國內的城市地質調查工作,自21世紀以來取得了長足發展。尤其2003年開始,中國地質調查局開展了北京、上海、天津、杭州、南京、廣州六個城市地質試點調查,探索建立了城市地下三維地質結構模型和城市地質信息服務平臺(呂敦玉等,2015)。在總結試點城市工作經驗的基礎上,采用部、省、市三方合作機制,完成了福州、廈門、濟南等28個城市地質調查工作(程光華等,2018)。多年來的城市地質調查工作取得了顯著成就,形成了一系列城市地質理論體系(林良俊等,2017;衛萬順等,2018),如三維地質結構調查與地下空間利用適宜性評價、土壤及水體地球化學調查和環境質量評價。
和沿海省份相比,江西省城市地質調查啟動緩慢,目前僅南昌市在開展城市地質調查,其余10個地級市尚未啟動。江西省與城市地質相關的工作主要是二十世紀七八十年代完成的1∶20萬區域水文地質工程地質普查工作。此外,還先后完成了1∶50萬地下水資源評價、地熱區劃、水文地質區劃、工程地質區劃,主要城市1∶10萬水文地質、工程地質評價,主要城市環境地質調查評價等工作。這些工作,可為江西城市地質調查提供直接或間接參考作用。新時期江西省城市地質調查應以國內其他已開展區的經驗為基礎,以江西環境地質問題及現狀為立足點,以城市規劃建設發展需求為導向,充分汲取新理念新技術新方法(李烈榮等,2012),分層次分階段推進地級市城市地質調查。
1 江西省地質背景及社會經濟概況
1.1地質背景
江西省位于歐亞板塊東南部,地跨揚子、華南兩個古板塊,贛北屬揚子古板塊,贛中南為華南古板塊,贛中自萍鄉至德興、玉山一帶為兩個古板塊的碰撞對接帶(圖1)。江西省東、南、西三面山丘環抱,中南部丘陵起伏,盆地相間;北部平原坦蕩,河湖交織;整個地勢南高北低,周高中低。全省11個地級市大多座落在河谷平原和丘陵崗地之上,除宜春市和景德鎮市外,其他9個城市均位于中—新生代盆地中或盆地邊緣,盆地邊緣大多有區域性斷裂通過,盆內出露地層以紅色碎屑巖系為主。第四紀以來新構造運動以間歇性抬升為主,地表多處于風化剝蝕階段,僅沿水系、溝谷分布有河湖相沉積物,在低山—丘陵區發育一些殘坡積物。江西近代地震頻度與烈度總體較小,地殼具穩定陸殼特征。
1.2 社會經濟概況
江西省國土面積16.69×104km2,總人口4620萬人,轄11個設區市、100個縣(市、區)。2018年江西全省生產總值 2.2萬億元,其中南昌、贛州、九江、上饒、宜春GDP突破2000億元,各地級市社會經濟情況見表1。從國土面積來看,贛州最大,其次為吉安、上饒、撫州、宜春,面積分別為3.94×104 km2,2.53×104km2、2.3×104km2、1.88×104km2、1.87×104km2。就城區面積及人口而言,建成區面積大于100km2的地級市有南昌、贛州、九江;城區人口大于50萬的地級市有南昌、贛州、九江、撫州、上饒。
2 城市主要環境地質問題
綜合以往調查資料,江西省城市環境地質問題主要有:地下水污染、地下水資源衰減與短缺、地質災害、特殊類土體的工程地質問題、河岸圩堤地基穩定性差(江西省地質礦產勘查開發局,2017;江西省地質調查研究院,2006)。此外,個別城市地面塌陷、土地沙化、水土流失等環境地質問題比較突出,城市主要環境地質問題見表2。
2.1 地下水污染
地下水污染是江西省普遍存在的環境地質問題,全省各地級市均不同程度存在。根據調查,江西省淺層地下水污染主要集中在城市與廠礦鄰近地段,其中重度污染區和中度污染區分布在老城區、工業廠區,輕污染區和微污染區多分布于城市開發建設區及周邊地區。污染物來源主要是工業“三廢”和生活污水,其次為生活垃圾、化肥農藥、礦山廢水超標排放、工業煙塵(粉)塵排放等。
2.2 地下水資源衰減與短缺
江西省地下水資源較豐富,各地級市城市的工業及生活供水以地表水為主,同時均開采地下水作為補充水源。由于人工長期集中超量開采地下水,造成了城市地下水資源的衰減與短缺,形成區域或局部地下水降落漏斗,較嚴重的城市有:南昌、九江、贛州、吉安、景德鎮、萍鄉。其他城市也存在局部地塊段超采形成降落漏斗和開采井群布置不合理的問題。
2.3 土壤污染
隨著城市化與工業化進程的加快,城市土壤環境質量受到嚴重影響,對城市市區和郊區“菜籃子”供給區產生了潛在危害,土壤環境質量的不斷下降嚴重制約了當地經濟和社會的可持續發展。目前,全省各主要城市的中心城區、工業園區和礦山周圍及其下游地段是土壤受污染最嚴重的地區。南昌、萍鄉、景德鎮、九江、吉安、贛州、新余等城市的土壤均受到不同程度的污染,其中南昌市的土壤污染狀況尤為嚴重。
2.4 特殊類土體工程地質問題
全省城市及周邊地區發育的特殊類巖土體主要有軟土、脹縮性土、人工填土等。軟土以淤泥質粘土、亞粘土為主,強度低,穩定性差,南昌、九江和撫州市區內較發育。脹縮性土遇水極易軟化,崩解和蠕變,具膨脹性,屬于不良土體,主要分布于宜春市、吉安市、萍鄉市。填土堆積時間較短,可壓縮性較大,易產生不均勻沉陷,城區不同程度存在填土區,南昌市較為突出。
2.5 地質災害
全省存在大面積的極易風化的花崗巖、變質巖和相當面積的石灰巖巖溶分布區,又處于我國南方季節性多雨地帶,加上人類工程活動頻繁,地質災害點多面廣,并具有突發性、多發性、危害性大等特點。災害類型主要有崩塌、滑坡、地面塌陷(包括巖溶塌陷、采空塌陷)、管涌等。
全省11個地級市規劃區內崩塌、滑坡災害均有分布,發育較嚴重的城市有上饒、景德鎮、萍鄉、吉安、九江。巖溶地面塌陷主要發育于宜春、景德鎮、萍鄉、九江、新余、吉安、上饒7個城市,受巖溶地下水開采影響,大量泥砂被排放,淺部溶洞充填物被淘空,導致地面塌陷和開裂。采空塌陷主要出現于萍鄉市,受采煤影響形成采空地面塌陷區,造成區內地面建(構)筑物及各類設施遭受不同程度的破壞。河岸的管涌及塌岸是城市防洪的主要隱患,每當汛期來臨,長江南岸五河下游的河岸滲漏、管涌險情嚴重,贛江、撫河、信江河岸存在塌岸、脫坡、堤裂、管涌險情。
2.6 其他地質環境問題
全省其他地質環境問題包括垃圾處置場選址問題、固體廢棄物問題、土地沙化等。隨著城區周邊工業園區規模不斷擴展,城市生活垃圾越來越多,垃圾處置場選址面臨著更大的考驗,既要符合城市發展和合理規劃,又要兼顧社會環境影響,如有些生活垃圾填埋場存在距離風景區及居民區較近的問題。固體廢棄物問題主要出現于一些礦業城市,如萍鄉市(煤礦)、景德鎮市(瓷土礦)、新余市(新余鋼鐵廠)。土地沙化主要分布于南昌市南部贛江兩岸的富山、崗上及厚田一帶,沙化土地達10萬余畝,沙化使土地荒蕪,對生態環境造成了較大影響。
3 城市主要地質資源
江西省11個地級市地質資源主要以地下水、地熱資源及地質遺跡景觀為主,此外還有一些建筑材料資源,主要地質資源分布見表3。
3.1 地下水
江西省地下水資源不甚豐富,地表水是全省城市集中供水主要水源,地下水只作為城市供水的補充和應急之用。全省各城市地下水類型有:松散巖類孔隙水、碳酸鹽巖巖溶水、紅層裂隙水、基巖裂隙水等,但多數以松散巖類孔隙水和碳酸鹽巖巖溶水為主。地下水可采資源量僅為94449.37×104m3/a(江西省地質調查研究院,2006),且各市地下水資源量分布不均,其中萍鄉、九江、南昌較豐富,吉安、宜春較匱乏。查明城市及周邊共有29處應急地下水源地,可采資源總量為74778×104m3/a,其中僅九江市就有10處應急水源地。
3.2 地熱水
全省5個城市擁有地熱水資源,分別為九江市、贛州市、宜春市、撫州市、南昌市。九江市威家鎮有一處含鋰、鍶型礦泉水,廬山腳下威家鎮方竹庵一帶有3處地熱水點,達到醫療水標準。贛州市有多處低溫熱泉,其露頭水溫23℃~24℃,流量為0.1~2.245L/s;2處碳酸型礦泉水,分布于市區北西側,兩處相距5km。宜春市素有“溫泉之鄉”之稱,溫湯地熱水出露于宜春市西南溫湯鎮,距市區21km,水溫一般為65℃~66.5℃。撫州已知地熱水露頭4處,距城區僅15km的溫泉產于撫州—遂川北東向深斷裂硅化帶中,自流熱水量達338m3/d,水溫40℃,建有療養院。南昌市西南部地熱取得了突破,水溫最高達67℃,單孔涌水量最大達2000m3/d,已投入初期開發。
3.3 地質遺跡
地質作用形成了許多獨特的地質遺跡,并在全省各主要城市及其周邊留下了豐富多彩的景觀資源。全省地質遺跡主要有:南昌市梅嶺花崗巖地貌景觀,景德鎮市高嶺古采礦遺址,萍鄉市武功山地質地貌景觀、孽龍洞碳酸鹽巖地下溶洞、安源煤礦采礦遺跡和安源煤系(選)層型剖面,九江市廬山地質構造和古冰川地貌景觀、石鐘山碳酸鹽巖巖溶地貌,新余市仙女湖水體景觀、洪陽洞地下溶洞景觀,鷹潭市龍虎山丹霞地貌景觀,贛州市通天巖微型丹霞地貌景觀,吉安市青原山丹霞地貌景觀,宜春市明月山地質地貌景觀、竹山洞碳酸鹽巖地下溶洞,撫州市麻姑山花崗巖地貌景觀,上饒市三清山花崗巖峰林地貌。
4 江西城市地質工作建議及思考
以往的研究資料為江西城市地質工作奠定了基礎,借鑒已開展區的工作經驗,結合江西省的社會經濟情況、環境地質問題及主要地質資源,圍繞“空間、資源、環境、災害”多要素,分類推進江西城市地質調查。
4.1 加快頂層設計,制定全省實施方案
《城市地質調查總體方案(2017—2025年)》明確指出省級國土資源主管部門應制定轄區范圍內城市地質調查實施方案。該方案提出到2025年,完成全國338個地級以上城市1∶5萬基礎性綜合地質填圖,要求140個中等(城區人口超過50萬)及以上城市開展多要素城市地質調查,建立三維城市地質結構模型、地質環境監測預警網絡、綜合地質信息服務平臺(簡稱“一模、一網、一平臺”),其余198個小城市因地制宜,開展相應的城市地質調查工作。
目前江西省尚未出臺城市地質調查實施方案,應按照總體方案的要求,借鑒外省經驗,結合江西實際,加快頂層設計,盡快制定全省實施方案。將城區人口大于50萬的南昌、贛州、九江、撫州、上饒五個地級市納入到“空間、資源、環境、災害”多要素城市地質調查中,構建“一模、一網、一平臺”。宜春、新余城區人口近50萬,鼓勵進行多要素城市地質調查,其余4個地級市(吉安、萍鄉、景德鎮、鷹潭)進行1∶5萬基礎性綜合地質填圖,因地制宜開展相應的城市地質調查工作。
4.2 以問題和需求為導向,分階段推進城市地質調查
結合江西省情,以城市環境地質問題和主要地質資源為基礎,以新型城鎮化發展需求為導向,聚焦城市規劃、建設、運行、管理的重大問題,樹立大資源、大環境、大數據理念,分階段推進城市地質調查工作(邱兵,2018;劉延兵等,2018)。目前,江西省僅南昌正在開展由省自然資源廳、南昌市人民政府和中國地質調查局三方合作的城市地質調查,這項工作必將給全省其他城市帶來引領示范作用。在南昌調查的基礎上,結合城市發展需求及城市經濟發展水平、人口規模,城市地質調查工作宜先行在贛州、九江推進,上饒、宜春、撫州、新余4市跟進,其余4個地級市(吉安、萍鄉、景德鎮、鷹潭)進一步推動。
城市建成區要以收集利用城市地質資料為主,新區新市鎮開展全面的城市地質調查。對于工業化城市,應在多要素調查的基礎上,重點調查地下空間的可利用程度,為城市重新規劃服務;對于適宜開發的未開發區,應針對自然資源和生態環境進行以地表為主的全要素調查和資源環境評價,為城鎮規劃服務。
4.3 加強多部門協作,發揮多方合作機制
城市地質工作是為城市規劃、建設、運行管理服務的,調查工作涉及到城市多個職能部門。前期開展的城市地質調查工作中,往往跟原國土資源部門對接多,與規劃、建設、農業、環保、市政等其他部門調研較少,調查資料和成果難以被相關部門直接應用(程光華等,2018)。應加強與自然資源、規劃、建設、生態環境、水利、農業、市政等部門的溝通,準確把握城市發展對城市地質工作的具體需求,最終提供有針對性的調查成果。如南昌城市地質工作前期調研中,市規劃局提出城市重點區1∶1萬的比例尺精度才能滿足城市控制性詳細規劃的需要;市農業局提出基本農田需要土地質量地球化學調查成果(胡憲等,2018),這些建議有效指導了調查工作。
城市地質調查工作需要中央財政與地方財政共同投入。中央出資側重于城市基礎性地質工作,地方出資側重于大比例尺調查及商業性地質工作,中央和地方聯動,公益性和商業性地質工作融合發展。應充分發揮好省自然資源廳、城市人民政府和中國地質調查局三方合作機制,共同推進江西城市地質調查工作。
4.4 注重成果應用,搭建好“一模、一網、一平臺”
城市地質調查成果能否被利用好,關系到城市地質工作的成敗。調查成果從傳統的二維表現形式已經向三維轉變,除專業地質調查報告及相關圖件外,應搭建好“一模、一網、一平臺”(羅偉奇等,2018),以服務于國土規劃、土地利用規劃、城市總體規劃、控制性詳細規劃以及城市建設、運行管理,滿足專業人員、政府、公眾不同層次的成果應用需求。
充分收集城市范圍內的地質資料,建立滿足精度要求、要素齊全、真實反映地質體的三維地質結構模型。城市地質環境監測方面,除了建立地下水監測,還應考慮建立與城市相關的地質災害、土壤地球化學、地溫能、活動斷裂、礦山環境、地下空間建設和運營等方面的監測(衛萬順,2015;鄭桂森等,2016)。城市綜合地質信息服務平臺應在集成各類地質信息的基礎上,為政府管理、科學研究和科普宣傳等提供個性化的查詢服務。
5 結論
江西省城市地質調查工作起步較晚,嚴重滯后于城市化進程。開展城市環境地質調查評價工作,是江西省社會與經濟可持續發展的迫切需要。
(1)綜合以往調查資料,江西城市環境地質問題主要有地下水資源衰減與短缺、地下水污染、地質災害、特殊類土體的工程地質問題等;全省城市地質資源主要以地下水、地熱資源及地質遺跡景觀為主。
(2)結合江西省情,應盡快制定全省城市地質實施方案,在南昌調查的基礎上,宜先行在贛州、九江開展,按照城市經濟發展水平、城區人口規模分層次分階段逐步推進全省城市地質調查工作。
(3)新時期城市地質調查工作應堅持城市問題及需求為導向,多部門調研,精準把握需求,同時創新成果表達形式,注重成果應用,充分搭建好“一模、一網、一平臺”。
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