8月23日-26日,2010城市地质环境与可持续发展论坛与举世瞩目的世博会同城亮相。这场由同济大学主办、以“城市地质环境”为主题的地学盛会,吸引了来自全国地质、水利、建筑、能源、铁道、交通与环境等方面的近350名院士专家、青年学者。上海世博会的主题是“城市,让生活更美好”,本次论坛则告诉人们,要想让人们的城市生活更美好,必须要有优良的城市地质环境来护航。    越来越多的城市地质环境问题,为脚步匆匆的中国城市化敲响警钟    城镇化是21世纪全球人类社会发展的最重要进程之一。改革开放以来,随着现代化建设的发展,我国城镇化水平提高到46%,预期到2030年可达到65%,以1%的增速向发达国家水平75%靠近。我国今后将有8个以上的城市人口达到1000万~2000万,有近百个城市的人口将达到100万至几百万。有专家预测,“十二五”期末我国城镇人口将突破7亿,20年后将有10亿人聚居在大型城镇。    这是中国科学院院士王思敬在报告中给出的数据。    中国的城镇化是全球城镇化进程中的一支激流。王思敬对此表示了担忧:“人口高度聚集的城镇对自然灾害的敏感性及风险性陡然剧增。目前,我国有近70%的城市受到各种灾害的威胁,城镇化的环境保护和灾害防范不可忽视,灾害风险意识亟待增强。”     连续十几天在甘肃舟曲、四川绵竹和云南贡山地灾现场的国务院参事、国土资源部总工程师张洪涛会间赶到上海,代表国土资源部中国地质调查局作了报告。“汶川特大地震使整个北川县城毁于一旦;舟曲特大泥石流使舟曲县城遭受重创,我在现场看到泥石流横扫之处,皆是满目疮痍,触目惊心;长江三角洲地区因地面沉降造成的经济损失经初步评估达到3600亿元。”张洪涛说,“我国城镇化建设光有速度还不行,必须坚持‘又好又快’的理念。自然地质环境和资源条件直接制约着城市的分布格局与建设,反过来,大规模高强度的城市建设又会对地质环境产生显著影响,我国的城镇化进程迫切需要总结以往城市发展与城市地质工作的经验和教训。”    论坛发起人、中国工程院院士卢耀如表示,目前地球运动处于地灾活跃期,尤其是最近一段时间西部地区极端灾害频发,更加引起社会各界的关注。“此次论坛正是要针对自然的演化规律,寻求不同地质环境的有效保护与发展的途径,使城市能针对不同的地质环境而更合理地开发,从而有效地防治和减轻灾害,为今后城市的可持续发展起到促进作用。”    本次论坛设置的11个主题几乎涵盖了城市地质的各个领域:城市水资源的合理开发与安全及防治洪、旱灾害,城市水资源的信息化管理系统,城市供水应急水源的保障,城市环境地质的主要研究内容与质量评估,城市地灾评价与预警系统建设、防灾与减灾措施研究,城市气候—地质等灾害链与预警系统,城市发展规划地质环境综合效应,地下空间利用及岩土工程与地质环境问题,城市发展与旅游资源的保护与开发,地震高烈度区城市环境与可持续发展。    我国城市地质工作方法向定量化、动态化、数字化发展,服务于城市发展的每一个阶段    近年来,中国在上海、北京等多个大型城市组织开展了城市地质调查,在城市规划、建设、管理等方面作出了重要的探索和实践。“本次论坛收录的133篇论文涉及城市环境领域的各个方面,集中反映了地质科技工作者近年来在城市地质环境的实践与研究中所取得的最新学术成果和研究进展。”卢耀如说。    新中国成立以来,我国广大地质科技工作者就一直参与城市规划和建设的各项地质工作。据张洪涛介绍,从20世纪80年代起,地矿部先后完成了100多个城市的1:5万水文地质、工程地质、环境地质综合勘查工作;完成2400多项城市工矿供水水文地质勘查工作;先后完成大连、青岛、深圳等21个沿海开放城市发展规模地质论证。1983年,北京市、地矿部、城乡建设环境保护部联合开展了北京地区航空遥感调查,拉开了我国大规模城市地质工作的序幕。    20世纪90年代,我国开始关注城市地质环境问题,开展了以城市为中心的水工环综合调查研究。1999年国土资源大调查启动,先后在环渤海、长江三角洲、珠江三角洲、海峡西岸、北部湾等重要经济区,开展了以地下水资源合理开发利用、城市应急供水地下水源地建设、城市垃圾填埋场选址、地面沉降、地裂缝等为重点的环境地质调查评价工作,初步查明300多个地级以上城市的主要地灾和环境地质问题。    进入21世纪以来,我国城市地质工作呈现出全新的特色:形成了以建设生态城市为目标的理论体系,充分体现天地人协调发展的思想;工作部署以单个城市和专项调查为主,工作成果应用性更强,直接服务于城市发展的每一个阶段;城市地质工作方法向定量化、动态化、数字化发展,关注多学科融合,新技术、新方法得到广泛应用。    截至2004年,全国1:5万区域地质调查累计完成180.1万平方公里。先后开展了北京、上海、天津、南京、广州和杭州等6个城市的三维城市地质调查工作,数字城市地质雏形初现。特别是上海市城市地质调查开展了系统的城市三维地质结构、地质灾害和地球化学环境调查研究,建立了动态的城市地质信息平台和三维可视化信息服务系统,为上海城市建设和可持续发展提供了详实的基础地质数据和科学决策依据,是目前我国乃至国际上城市地质工作的典范。    城市地质理论不断丰富,各专业技术指南、工作规范(国标、行标)相继完成。先后发布《沉积岩区、花岗岩区、变质岩区1:5万区域地质填图方法指南》、《1:5万浅覆盖区区域地质调查细则》、《城市环境地质调查评价规范》、《浅层地热能勘查评价规范》等。    2000-2006年,共完成浙江、江西、海南、云南、四川、黑龙江、甘肃共7个省的98个城市环境地质调查评价工作。陆续实施了全方位服务功能的多目标立体城市地质调查工作,许多成果直接为政府部门采用,如对奥运场馆地区的活动断裂进行了精确定位和岩溶塌陷范围勘查,对上海市世博会场馆选址三维地质结构调查,浅层地温能作为清洁环保可再生能源为绿色奥运、世博会和绿色北京建设作出了突出贡献等。    目前,我国城市地质环境问题主要体现在五个方面    与会专家认为,城市的快速发展会带来相应的地质环境问题,有的工程会在较长时期内对地质环境产生渐变的影响,最终可能会引起地质环境急剧恶化,危及城市安全。经过讨论,与会专家总结出目前我国既与地质环境又与城市安全和可持续发展密切相关的五个方面问题:    一是水资源安全。    我国城市缺水问题严重。统计数据显示,全国661座城市中有400座城市缺水,110座城市严重缺水,有近2/3的城市依靠地下水资源,许多大城市修建水库供水。过量抽取地下水造成地面塌陷、沉降的灾害,而地表水库供水也存在水质突发性污染与堤坝受超常暴雨突发性损坏,对城市用水造成威胁。    “华北平原面积13.9万平方公里、人口1.2亿,人均水资源占有量仅为335立方米,不足全国平均水平的1/6,世界的1/24。过量开采地下水造成了严重的地面沉降,经济损失达3300多亿元。解决华北平原水问题,迫切需要提高该地区基础调查程度,提升对水文地质参数非均质、非线性规律的认识。”中国地质科学院水文地质环境地质研究所所长石建省说。    二是新能源开发与能源安全。    我国目前近50%的油气能量依靠国外进口,若提高到90天的储备量,那就需要建设许多储油设施。专家提出,城市油库及其危险品仓库,应距离城市有一定的距离,在地质条件许可的地带,应修建地下水封油库,以保障城市安全。另外,应着力开发新能源,如风能、浅层及深部地热能源。    三是自然灾害的防灾减灾。    极端气候与人类活动对地质灾害的影响渐趋严重。“2004年苏门答腊地震海啸,2008年汶川地震,2010全国性山洪和舟曲泥石流灾害,一次又一次敲响了预防极端自然灾害的警钟。”王思敬表示,“极端灾害危险性估测是首要任务。何种极端灾害可信?多大规模为可信极端?有否历史依据和科学论据?这些都需要我们进一步探讨。”     目前,地震尚难准确预报,气象灾害也难防范控制,但可以通过切断灾害链的处理,防治次生灾害而达到减灾的目的。中国城市地质地理环境呈多样性,如北京处于山前地带,太原、昆明位于山间盆地,兰州、重庆等位于河谷阶地,三峡库区、奉节、巫山、秭归和受汶川地震影响的诸县市包括舟曲都位于峡谷坡地,上海、广州位于三角洲地区,天津位于沉降海岸带,不同的地形地貌需要从不同角度分析有关灾害链的发生机理及防治灾害的途径。    专家强调,城市地质监测的工作刻不容缓。威胁城市安全的防洪堤坝的基础处理与稳定性,城市应急避难所的地质环境与基础稳定性和布局选择,各种电线管道安全的共同沟的地质基础稳定性与基础的处理措施,都需要将科学的监测系统与群策群防的信息密切结合,并建立灾害的综合预警系统,尽量做到临灾前的及时预报,以达有效减灾目的。    四是工程建筑基础安全。    随着城市人口急剧膨胀所带来的生存空间拥挤、交通阻塞、环境恶化等问题的凸显,中国工程院院士王梦恕建议进行城市地下空间开发——修建城市共同沟,即电力线、电车电缆、电话线、污水管道、供水管、供暖管等共用管线隧道。“这是解决城市资源与环境危机的重要措施,也是解决我国可持续性发展的重要途径。”王梦恕说,“目前,我国城市地下设施很多,但很少统筹。谁占什么标高,也需要技术立法,以人为本的思想应贯穿在当前地下工程的设计中。”    近年来,城市轨道交通大量兴建。截至2009年年底,全国在建线路69条,建设里程达到1962公里。至2015年我国25个城市将建设86条城市轨道交通线路,大约2466公里。据北京城建勘察设计研究院董事长金淮介绍,我国城市轨道交通发展速度快、地质环境复杂、差异性大,事故时常发生,地下工程事故占绝对多数,地质环境安全问题越来越突出。如北京地区砂卵石地层中的漂石问题;再如上海地铁隧道的轴线变形和地面沉降,在地铁一号线某区段隧道轴线沉降量己超过25厘米。    是否所有地质条件均适宜修建地铁,不同地质环境条件带来的施工难度以及工程的安全问题等需要进一步研究。运营阶段的地质环境安全问题,不像施工阶段的安全问题那么明显,应引起足够重视。    五是地质环境与地质生态系统的安全和人民健康。    不同的地质环境、不同的生态系统,直接关系城市居民的身体健康,因此,应当对土、岩、水中元素含量对人民身体健康的影响作出评价;绝对不允许工矿企业将污水通过深孔排入地下深部含水层;矿山城市更需要注意尾矿坝、排土场的安全,注意其基础的稳定性;正确按地质环境及有关条件选择垃圾填埋场,并采取相应的处理措施,避免污染地下水及产生沼气的积聚,造成爆炸的危害。    资源环境并重,以地质环境地质灾害评价为核心,保障地质生态安全,是城市地质环境工作的未来    针对目前存在的各种城市地质环境问题,卢耀如、周干峙、袁道先等院士,黄润秋、万力等专家学者纷纷建言献策:    一是从地质环境角度合理规划城市的发展。    在以往的一些城市规划中,有的完全以当地主观愿望为出发点,没能很好地考虑自然条件的局限。建议大城市从地质环境上,从兴利防灾两方面,进一步修订补充原有的规划。根据自然条件,特别是地质环境界定城市规模与质量以及城市的范围,谨慎考虑城市的容量,这是非常重要的。    今年大洪水期间,有一些城市的水源地被毁而出现缺水的灾难。为此专家提出,应当加强城市地表水和地下水的综合调蓄与开发利用,寻找有大灾时临时应急的安全地下水源地,考虑海平面上升对城市环境影响,以及滨海地带的海水淡化,以增加水资源及防治滨海地下水的盐化问题,包括修建滨海地下淡水库。    成都理工大学黄润秋教授重点强调了西南城镇的地灾防控与预警。“研究显示,断层上盘5公里的范围内集中了约50%的一般规模崩滑地灾和75%的大型崩滑地灾,是地灾的极高危险性地区。因此,重要的设施以及建制城镇应尽可能选择修建在断层下盘、距离断层5公里以外修建。”    中国地震局地质研究所研究员高建国建议,城市扩展区规划要突出“以防为主”,必须全面实施国家安全战略,尽早建立国家备荒防灾体系,把增强防灾减灾能力提高到国家安全战略高度部署。    二是合理与正确进行大型工程建设。    目前,很多大型轨道交通、城际铁路及城市内各种建设匆匆上马,没有足够的时间进行地质环境方面的调查研究,从而造成严重损失。专家们建议,城市工程上马不能以当地政府部门的意志和财力许可作为依据,必须严格按照国家审批手续办理;大的工程最好由勘测单位、设计部门、施工队伍分别进行,三个独立法人单位的同时参与有利于保障工程质量,有利于对地质环境及地灾做出客观的评估。同时,必须严格区分自然灾害和人工诱发的事故。    三是一个城市应统一建立有关地质数据资料库和岩心保管库。    城市建设参与部门多,积累了大量的数据资料,应当建立统一的数据库,同时把典型岩心也集中起来,建立相应的岩心库。一个城市如果难以建立,可在附近城市群或地区,建立综合的地质数据资料库及岩心库,以利于已有资料的使用,也可节省新工程的勘探工作量。    四是在城市地质环境方面调查研究时,应当加强勘测、学校、研究机构三结合。这也有利于提高调查研究成果的质量,有利于培养青年一代的科技力量。    五是积极开展城市环境建设效应的系统调查研究。    地质工作者应积极吸收国内外有关城市地质环境方面的最新成果,对我国不同级次的典型城市进行有关地质环境的建设效应上的深入系统调查研究,以得到科学的依据,为今后的城市发展和安全,起到很好的推动作用。    王思敬强调,应对城镇极端灾害引起高度重视,增强极端灾害的风险意识,进行有计划地分地区立项研究,划分城镇灾害环境类型及分区,针对地质构造、岩土物质、地貌地势、水文、气象等专题进行分析。    黄润秋对重要山区城镇周围的大型沟谷(尤其是泥石流沟)和穿过城镇的主要河道的行洪能力表示极大关注。他建议,应对城镇建设侵占情况进行全面的检查和评估,对不满足泥石流或洪水排导能力的重要沟谷尽快启动治理工程,对重要山区城镇的高位远程滑坡—碎屑流灾害隐患进行排查。    六是恢复与建立有关学科,大力培养有关地质环境及地灾方面的各级人才。    “国土资源部为加强全国地灾防治建立了地灾群测群防体系,急需专业人才。”地大(北京)副校长万力说,“面对全国范围这么大的地灾专业人才缺口,全国高校却没有设置一个水文地质本科专业。目前,有关学校即使想在这一领域招生培养人才都不能。建议尽快恢复水文地质、工程地质和环境地质专业,大力培养有关专业人才,包括地灾方面的调查研究和监测人才,以应国家的急需。”    与会专家同时呼吁,国家应加大投入,进行有关公益性地质环境调查与地灾方面的各级人才培养,呼吁在城市地质环境方面的能够做到多部门、多学科密切协作,为我国城市的可持续发展作出应有的新贡献。    卢耀如对城市地质的未来发展方向是这样总结的:“要资源环境并重,以地质环境地灾评价为核心,以保障地质生态安全为主,对地灾进行监测。同时,城市地质工作体制机制需要创新:加强和持续实施中央和地方合作模式,中央指导性政策和地方配套实施,中央重视地方响应。努力构建城市地质工作与区域城市经济发展规划紧密结合新机制;依靠科技进步与创新,充分发挥中央和地方两级队伍专业优势,以更好进行成果应用、信息反馈、标准制定和学术交流。”    “城市,让生活更美好。”这是上海世博会的主题,也是对城市地质工作的最好诠释。希望我国今后的城镇化建设发展会因这次大会而走得更好。   

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