淺析邢臺市城市地質的發展方向

肖明君，趙 巖

（河北省煤田地質局第二地質隊，河北邢臺054001）

隨著邢臺市經濟社會發展加快，城市化率迅速上升，城市功能的不斷增加和日趨復雜化，對城市環境、城市防災減災、城市資源環境承載力等城市地質服務需求不斷加大，服務水平要求不斷提高。但由于對城市地質資源的經濟價值、社會價值、生態價值缺乏足夠重視，特別是對直接涉及民生的城市地質服務工作重視程度不夠，加劇了城市資源環境問題日益凸顯，在建設和發展過程中出現了不同程度的地質問題，如地熱資源利用、地下水污染、地面沉降、地層污染等，潛伏了一系列地質災害的風險，威脅城市安全和公眾健康。本文就邢臺市地質特征，在地表水引流、地熱資源開發利用、地面沉降等方面進行了利用分析，并對下步城市地質工作的應用進行了探討。

1 邢臺市河流水系分布特點

這座城市屬于海河流域的子牙河系。該地區有20條排洪渠[1-2]。丘陵地區和山前平原地區，洨河、北沙河等15條河流分別匯入大陸澤和寧晉泊。這些河流起源于西部山區。上游溝壑有很多來源，主要是季節性河流。它們通常很少有水，甚至干涸。汛期的洪水又猛又陡，持續時間很短。由于水源短，洪水迅速聚集。河流進入平原后，坡度變慢，沉積物被淤積，河流又寬又淺，深谷很窄。在中部平原地區，小漳河、老漳河等5條河由西向東分布。河流的總體趨勢是從西南到東北，流入衡水市[3]。其中寧晉泊[4-5]蓄滯洪區在“7.19”特大洪災中保證下游人民生命財產安全起到了很大的作用。

2 濕地規劃及建設

2.1 濕地作用

濕地被稱為“地球之腎”，這是水與土地相互作用之間的自然過渡區。它具有陸地生態學和水生生態學的雙重特征，是一種特殊的生態系統。健康的濕地生態系統是國家生態安全系統的重要組成部分，在經濟和社會發展中發揮著非常重要的作用。

2.2 邢臺市濕地建設及規劃

濕地可謂是一個大型儲水池，它可以保持3～9 倍甚至大于土壤質量的蓄水量，可以在短時間內積聚洪水，起到“海綿”的作用。利用該地區水系統的特征在原大陸澤一帶建造一個濕地公園。它將在蓄洪、防洪和抗旱、氣候調節和環境污染退化方面發揮作用，這將使邢臺人民受益，在京津地區的氣候和改善生態環境方面發揮重要作用。

濕地建成后，結合周圍的水利工程，可以繁殖出河道暢通、路堤整齊、蘆葦叢生、水面起伏、花鳥和候鳥都暢游的濕地。濕地也是休閑旅行的好地方。空氣清新，氣氛優美，風景獨特。這是人們旅行、娛樂和恢復的最佳場所。

大陸澤濕地的建設符合美麗河北規劃要求，對恢復地下水戰略儲備與生態功能意義重大。

3 清潔能源的發展利用（地熱能）

3.1 地熱能發展現狀

近年來，國家地熱資源的開發利用引起了地方政府和有關部門的重視，取得了可喜的成績。特別是在北京、天津、西安、山東、福州等城市，開發地熱資源用于取暖、洗浴、養殖、旅游等。它取得了良好的經濟、社會和環境效益[6]。

雄縣地熱發展模式（現為雄安新區）——“雄縣模式”已被國家能源局、各級政府和各地廣泛認。雄縣采用傳統的煤炭供暖，可排放二氧化碳16.87×104t，二氧化硫43×104t 和粉塵1.06×104t。就像在中國北方大多數地區需要冬季采暖一樣，每個采暖季節對環境的污染都非常嚴重。2014 年2 月，在首屆全國地熱工作會議上正式推廣了“雄縣模式”。國家能源局指出，“雄縣模式”在技術上已經成熟，在經濟上可行，可以推廣和復制。地熱“綠色能源”的發展對于改善城市品位，改善人們的生活質量，培育新的經濟增長點以及創造良好的投資環境具有重要意義。

邢臺市東部地熱資源豐富，主要分布在寧晉縣、隆堯縣、新和縣、南宮市和清河縣等縣[7]。地熱梯度一般為 2.6℃ ～3.8℃/100m，深 度 500m 為 30℃ ～40℃ ；1000m 的深度為40℃～60℃。目前，該市在新河縣、南宮市、清河縣和臨西縣開發和利用地熱能。這些地熱能主要用于地熱加熱和洗浴[8]。如回灌補給不足，地熱水的水平將繼續下降，這將嚴重影響地熱資源的可持續利用，將會發生土壤沉陷，這將導致地表和地下水淡水鹽堿化。

3.2 應對措施及建議

3.2.1 整體規劃，集群化開發利用

充分利用政府在政治定位、資源管理和分配中的重要作用，并將地熱資源的開發和利用帶到法制化軌道。

地熱能的使用是有效的，需要大規模開發。邢臺市東部地熱資源豐富。如果只開采不補充，地熱水的水位將繼續下降，這將嚴重影響地熱資源的可持續利用。某些地區將發生土壤沉降，從而導致地表和地下水淡水鹽堿化。建議在首次示范之后，地熱開采項目應遵循“沒有取暖用水”的原則。在距地熱水井適當距離的地方鉆一個補給井。地熱水的熱能通過換熱站使用后，尾水返回原始水庫并達到灌溉平衡。

學術界對高等教育發展的范式研究成果相對不足，我們傾向于按照“高等教育自身知識體系積累”的標準將改革開放以來的高等教育發展范式分為“體系化”發展范式、“實效化”發展范式、“文化主義”發展范式［9］這樣三個階段，并且將當前及未來一段時期內高等教育發展的主要范式表述為“個性化”范式。所謂“個性化”范式指的是一種在學生“數字化生存”和“文化生存”時代，通過發揮高等教育的差異化教學、因材施教功能確保每一個學生個體都可以獲得全面自由發展的范式，在本質性的意義上它區別于傳統的“批量化”“復制式”“灌輸式”的教育范式。

3.2.2 制訂激勵性的政策，促進地熱資源產業的發展

采取必要的激勵性的政策手段來支持新能源產業的發展，促進地熱資源產業的發展，加強對市場建設、財政和稅收系統以及資本投資的支持。鼓勵駐邢勘察單位服務當地經濟，加快熱液地熱資源等專業領域的建設。

3.2.3 加強地熱采礦區域的水文地質監察

開采地熱能時，有必要建立地熱動力監測機構，以掌握地下熱水的水位、水質、水溫和水量的動態變化，并檢測地下水的回灌，以進一步發展。并利用地熱資源，防止不良的環境地質問題。

地熱開采很容易污染水環境。地熱水中的礦物質和鹽含量很高，還會產生有害氣體，例如硫化氫。任意將大量地熱水排放到環境中，將導致地表水和地下水淡水的污染。以南宮市地熱井為例：水化學類型為氯化鈉類水，鹽度為6.75g/L。盡管不含有害物質，但如果任意排放，則為高鹽水（礦化度1～3g/L 為微咸水，3～10g/L為鹽水，10～50g/L為鹽水），會導致地表水和淡水地下水鹽分的污染。

3.2.4 加強地熱采礦區域回灌的監察

對地熱礦區的水位監測和地下水補給條件的檢測。地熱水資源不是可再生資源，可以在某些條件下循環利用。地下地熱水的產生有其自身規律。盡管熱量是確定的，但水量始終在變化。這需要基于地熱勘探和監測熱量的合理計劃地熱水提取。該速度不超過地下熱水的補給速度，因此需要科學補給。這不僅確保了地熱水的循環供應，而且延長了地熱井的使用壽命，增加了地熱工程的效益，并保護了地質構造，保護資源和環境。

4 地面沉降

4.1 地面沉降概況及背景

近年來，市委、市政府高度重視生態文明建設，各級各部門的協調聯動，取得了顯著成效[9]。地熱作為一種清潔能源，早已為人們所認可。邢臺市東部地熱資源豐富，為了進一步優化生態環境，地熱能勢必得到政府的優先發展。

地熱資源的建設和開發將加速城市地下水的過度開發，并使地面沉降更加嚴重。地面沉降會使城市地面變形，降低城市地面標高，減少城市排水和防洪功能，破壞道路、橋梁、城市建設等，對城市安全構成極大威脅，嚴重影響生產和生活。減少土壤下沉風險的主要原因是盡快修復地下水漏斗。

地面沉降會降低規劃區域的防洪能力，導致洪水淹沒河岸并造成內部停滯。邢臺市西部山區片麻巖地表巖石松散破碎，巖石裸露，沒有良好的儲水層。在洪水達到溢洪壩高度時，它對洪水是有攔截作用的；等到洪水超出庫容時，它只能把水放掉，根本顧不上下游；如果下游正處于大的汛情之中，兩者就會出現嚴重的疊加效應。滯留區由于地面沉降，無法發揮效用，1963年一片澤泊的景象又會重現。

由于土壤沉降是由于過度開采地下水引起的，因此最直接和有效的方法是嚴格控制地下水的開采。中國北方地下水的過度開采主要用于農業灌溉。邢臺市地下水超采綜合治理子項目威縣15年節水灌溉項目現已實施運行，基本解決了平原地區農業灌溉用水的問題。這從側面證實了市委、市政府對土地沉降問題的重視，并已開始對其進行管理。

地面沉降的特征是緩慢而連續的，并且在短時間內沒有明顯的特征，這通常很難發現。有效控制了地下水的過度開采，除了控制開采量，還應采用回灌來增加補給，這對于緩解地下水位下降和地面沉降產生的作用非常有效。

4.2 應對措施及建議

（1）整合地勘資源，調查并觀察地面沉降，掌握地面沉降的動態發展。單位駐邢的地質隊較多，由國土部門整合各地質局之間的水文地質資料。在地面沉降區域建立基巖標記，消除現有地面沉降對海拔變形的影響，建立區域地面沉降監測網絡，加強沉降監測，進一步改善動態地下水監測網絡，確定沉降的面積和發展速度。各地區地下水分層沉降特征及動態關系；并定期檢查地下水開采、水位、水壓和水質變化。

（2）加強地下水與其他資源的科學開采與科學管理。現長江水沿著邢清干渠，已進入威縣境內。使客水為回灌水源成為可能，南水北調工程的水不直接用于農業，而是用于城市居民和工業用水，代替過度開采的地下水，這間接地有益于農業灌溉和地下水生態學。

加快實施節水灌溉工程。地下水使用量的近80%～85%直接用于農田灌溉。例如，大規模的噴灌可以有效利用水資源。控制地下水的開采量，調整生產井的設計和開采時間，合理地開采地下水。調整供水結構，減少地下水抽取量，恢復城市地下水位并減少土壤沉降。通過采取控制地下水提取和人工補給地下水的措施，達到了恢復地下水位和減少土壤沉降的目的。

（3）加強地面沉降的基礎理論和機理研究，結合地質條件，加強對地面沉降機理的深入研究，促使地下水位上升。政府制定有效的法律法規，以法律、行政和經濟手段加強對水資源的管理。

在中國，只有少數幾個城市（地區），如上海、天津、西安、北京、蘇州、無錫和寧波，對土地沉降進行了系統地監測和研究，并采取了針對性的預防措施來監測和研究土地沉陷。在防控工作方面積累了豐富的經驗和成果，并對土地沉降形成機理、發展規律和土地沉降預測模型進行了深入研究。然而，在大多數其他城市中，很少進行地面沉降的調查、沉積的形成機理以及對發展規律的研究和監測。為了有效地預防和控制這些城市的地面沉降，仍然有很多工作要做。

在城市建設規劃過程中，一方面，對于大規模的城市建設活動，由于建筑負荷的增加，應考慮增加新的沉降。另一方面，應考慮可能的土壤沉降，并適當增加地基的高度以允許沉降。應加強市政排水措施，以確保地面沉降后不會發生洪水，并造成更大的經濟損失。

5 結論

地質工作是經濟建設的第一步，它涵蓋了整個長期建設過程，滲透到經濟社會發展的許多方面。抓住“京津冀一體化發展”的契機，進一步發揮地質工作的基礎和積極作用。充分利用城市的水文地質特征，加強地質工作的前提作用。必將為節能減排、地質災害預警和城市防災減災方面作出貢獻、造福社會。