我国城市地质调查研究现状及发展方向

城市化是世界各国发展的共同趋势,是人类文明和进步的标志。论文简述了国内外城市环境地质工作的发展历史,着重论述了城市地质工作的现状及发展方向,指出我国城市环境地质中存在的问题。如地面沉降,地裂缝,岩溶塌陷等地质灾害及水资源短缺,城市废弃物处置以及特殊岩土环境问题。     

溶洞地质体三维建模与注浆量定量分析

正地学建模技术是开展地质空间分析、地质现象解释、地质过程数值模拟、矿产资源评价、地下空间开发利用等的基础(王鹏等,2020)。随着我国城市轨道交通大规模建设,利用三维建模技术对地质进行更加准确、直观、有效的解译势在必行。复杂多变的地质环境不利于与地铁建设与运营,尤其是在岩溶发育的地层进行盾构施工时,     

西安市地下水与地面沉降地裂缝耦合关系及风险防控技术

西安市地面沉降地裂缝发育,世界罕见,一直是该领域研究的热点地区。近年来又出现新的发展趋势,严重制约城市发展和威胁地铁等重大工程安全运营。笔者依据254个地下水动态监测资料,总结了西安地下水资源开发历史与地下水头动态变化规律,耦合分析了地面沉降地裂缝与地下水位下降之间的关系,提出了基于地下水头管理的地面沉降地裂缝风险防控技术。结果显示:西安市地面沉降地裂缝是多种因素综合作用的结果,其发生和发展过程及其严重程度均与地下水头下降密不可分,并受黏性土层厚度的影响;空间上地下水头降落漏斗中心与地面沉降中心基本吻合,时间上地面沉降发育时间滞后地下水头降落2-3年,沉降速率是地下水头每下降1m的累计最大地面沉降量50mm;地下水头回升会引起短时和少量地面回弹量,并能够缓解或遏制地面沉降。挖掘历史地下水头与地面沉降地裂缝监测数据,建立了基于地下水头的地面沉降地裂缝预警阈值和风险防控技术。     

江苏省地下水开发利用中的环境地质问题及对策

江苏省地下水在开发利用过程中,由于开采布局不合理和存在＂三集中＂以及水文环境地质条件脆弱等因素,出现水位逐年下降,并形成区域性超采漏斗,致使部分地段地下水资源枯竭、水质咸化和诱发地面沉降、地裂缝、岩溶塌陷等诸多环境地质问题。本文着重分析全省深层地下水开发利用的四个阶段、主采层区域水位降落漏斗的发展过程和因深层水超量开采诱发的水资源枯竭、水质咸化和地面沉降、地裂缝、岩溶塌陷等环境地质问题的发育特征及演化趋势,从地下水资源管理和可持续发展的角度,提出地下水资源合理利用的对策建议。     

北京平原地区地质系统

经过几代人的工作,北京平原地质工作取得了丰硕的成果,在基础地质、水文地质、工程地质和环境地质等领域都有重要进展。本文通过北京平原三维地质结构分析,认为北京平原的地下水资源、工程地质、地面沉降、地裂缝灾害等地质问题均受三维地质结构控制,各种地质现象都处在一个统一的地质系统之内。第四系三维结构控制着第四系孔隙水资源的赋存、平原的工程地质特征和地面沉降的分布和演化;基岩的三维结构控制基岩裂隙水、岩溶水资源和地热资源的赋存状态;平原隐伏断裂对平原的地貌、基底形态起控制作用,对地裂缝,地面沉降等地质灾害的形成和发展有重要影响。这些由三维地质结构控制的地下水子系统,隐伏断裂子系统以及工程地质、地面沉降等地质问题,共同组成了北京平原区地质系统。     

北京市地裂缝分布与发育规律

近30年来,北京市人口急剧增多,城市快速扩张,地下水的抽取量逐年加大,地面沉降加剧,形成沉降中心,地裂缝活动性显著加强,成为制约城市发展规划的重要地质问题。目前,对于北京市地裂缝的认识仍然局限在针对单独场地的单一地裂缝的调查评价,缺乏对地裂缝区域性规律的认识。本文通过对有关文献和勘察资料的搜集汇总,结合现场调研,发现北京市地裂缝具有明显的地域性特征,大部分地裂缝的发育与深部断裂带的关系密切。据此我们依据断裂带与地裂缝的关系将北京地裂缝划分为6个区,对各区域内地裂缝的分布、产状、延伸以及破坏现象等特征进行了归纳,在此基础上对其成因做了简要分析,并对后续地裂缝研究工作的开展提出了建议。     

国内外城市环境地质工作进展

城市化是世界各国发展的共同趋势，是人类文明和进步的标志。论文简述了国内外城市环境地质工作的历史发展，着重论述了城市地质工作的内容，指出我国城市环境地质中存在的问题。如地面沉降、地裂缝、岩溶塌陷等地质灾害及水资源短缺、城市废弃物处置以及特殊岩土环境问题。为了提高城市规划和确保城市可持续发展，仅从以下5个方面提出了我国城市地质工作的方向：(1)城市地质环境条件、地质资源综合调查评价；(2)城市主要环境地质问题调查；(3)城市群、城市密集区环境地质适宜性综合评价；(4)城市环境地质综合研究；(5)城市环境地质信息系统建设。     

典型滨海平原城市地下空间地质适宜性评价

地下空间地质适宜性评价是城市地下空间资源开发利用的重要前提。滨海平原城市因其特定的城市类型,需建立特定的地质适宜性评价体系来指导地下空间地质适宜性评价。本文以我国典型滨海平原城市日照市为研究区,深入分析了影响地下空间开发的地质环境因素,提出了基于基础性地质和约束性地质条件的滨海平原城市地质适宜性评价指标体系,进一步采用经验分值法、熵权法和综合评价模型厘定了研究区浅层（0～15 m）和次浅层（15～30 m）地下空间地质适宜性分区。结果显示,评价指标中水位埋深、断裂带、地面沉降和海水入侵等对地下空间地质适宜性的影响较大。研究区浅层和次浅层地下空间地质适宜性以适宜和较适宜为主,约占研究区面积的90%,不适宜区域约占研究区面积的10%。     

基于三维地质模型的西咸新区地下空间开发 适宜性评价

地下空间开发地质适宜性评价是合理进行地下空间开发、降低开发地质风险的重要手段。传统的评价方法没有考虑地下空间复杂的垂向变化,因而无法满足越来越精确的地下空间规划要求。本文以西咸新区沣东沣西为例,结合该区地质地貌背景、工程地质特征、水文地质条件、不良地质作用以及地下空间开发现状等特点,建立地下空间开发地质适宜性评价因子体系;利用三维精细化剖分的评估单元为载体,综合使用多种三维空间分析方法从多要素地质模型中定量或定性提取各项指标,运用层次分析法模型开展研究区地下空间开发适宜性评价。评价结果表明：研究区60 m以浅地下空间开发利用条件优越,总体适宜开发建设。浅层空间易受文物保护区、地面水体、活动断裂影响,中层空间受城市建成区既有设施及地下构筑物影响较大,深部地下空间主要受断裂影响。该方法能够精细刻画地下空间在垂向上的差异,评估过程与结果能够立体透明化表达,能够定性、定量地为地下空间开发利用提供辅助决策,以达到资源保护优先、协同开发的开发利用格局。     

勘察技术在城市灾害地质研究与治理中的应用

主要综述了勘察技术在地面沉降、地裂缝、滑坡、岩溶塌陷等城市灾害地质勘察研究及治理方面的应用 ,以促进勘察技术在城市灾害地质研究领域的推广应用     

中国城市地质调查总体构想与关键理论技术

近年来,我国在城市群、大城市和中小城镇等不同层面组织开展了大量的城市地质调查,在城市地质资源、地质环境、发展空间的调查评价,以及地质信息服务城市管理制度建设等方面取得了丰富成果,在调查技术方法、成果产品服务、工作协调机制等方面积累了一些经验,但和新型城镇化的需求相比,还存在着工作理念较落后、地质信息更新慢,成果体系没标准、工作机制不完善等诸多不足。国家新型城镇化发展战略提出了全新的城市发展理念,在优化城市结构布局、拓展城市发展空间、推进绿色城市建设、提高城市安全保障水平等方面,对城市地质调查提出了迫切需求。新时期应该以全新的思路开展城市地质调查,要树立大资源、大环境、大数据理念,服务城市规划、建设、运行、管理等多个层面,开展空间、资源、环境、灾害等多要素综合调查,打造地下三维可视化的城市地质模型(透明城市),完善空天地一体化的地质资源环境监测网络,建立开放共享、动态更新的城市地质信息服务与决策支持系统,构建城市地质调查成果服务产品体系、技术标准体系和保障制度体系。为实现这个目标,需要建立城市资源环境承载能力、城市多圈层交互带、地下空间资源协同规划等理论,开展城市地质探测与监测、国土空间开发地质适宜性评价、地下空间开发利用地质安全评价、三维城市地质建模与公共服务等技术攻关。     

基于国内典型城市对比的地下空间开发利用现状及问题分析

根据对北京、上海、南京、成都、青岛、武汉、郑州、惠州8个国内典型城市地下空间开发利用现状的调查与研究,认为我国城市地下空间开发利用的速度和规模发展迅速,成效显著,但不同类型城市地下空间开发利用程度还存在较大差异,城市地下空间存在冒进式开发与协调性不足等问题,地下空间开发深度不够、功能不全面、规划体系不完善和管理制度不健全等问题较为突出。结合国外发达国家与城市地下空间发展的方向和趋势,提出了我国城市地下空间发展应不断加强城市地质调查、完善地下空间规划体系、加强城市地下空间运营管理、健全城市地下空间信息共享平台和推动科学技术创新的意见与建议。     

城市地下空间资源评价三维建模方法研究与实践:以上海市为例

城市地下空间开发利用是智慧城市发展的重要组成部分。构建城市地下空间三维地质模型和属性模型,能够立体直观地展示地下构筑物、河道、水系等,进一步与三维模型融合后,可以更好地展示地下空间资源质量。本文以上海市中心城区地下空间资源评价为示范,设计了三维地质结构和属性模型一体化建模方法,构建了上海市中心城区地下空间三维地质模型,实现了三维地质模型与地下构筑物模型的自动融合。最后根据上海市城市地下空间资源开发利用适宜性评价模型,实现了城市地下空间资源评价的三维建模。本文成果已经应用于上海市中心城区地下空间总体规划、局部规划以及工程建设项目中。     

宁波市地下空间开发利用地质环境制约因素研究

地质环境条件是制约地下空间开发利用的最基本因素,只有正确认识地下空间开发对地质环境的影响,才能避免地下空间利用中产生的各种不利后果。基于对宁波市地质环境背景条件的认识,分别从水文地质条件、工程地质条件和环境地质问题等三个方面,研究了地下空间开发利用的影响因素。研究结果表明,水文地质条件的制约因素有孔隙潜水位埋深、含水层厚度、岩土层透水性能和基坑突涌可能性等;工程地质条件的制约因素有软土厚度、人工填土厚度、土质均匀性和地层组合等;主要环境地质问题为地面沉降和浅层天然气影响等。通过本次研究,为宁波市地下空间开发利用地质环境适宜性评价奠定了基础,为宁波市地下空间的合理开发利用提供了技术支撑。     

宁波市地下空间开发利用地质环境适宜性评价

随着城市化建设快速推进,地下空间资源开发是解决城市土地资源紧张的合理途径,而地质环境适宜性评价对地下空间的开发利用具有至关重要的作用。本文分析了城市地下空间开发利用地质环境适宜性评价的影响因素,运用层次分析法确定岩土体特征、水文地质条件、环境地质问题、技术经济等指标因素的权重,建立模糊综合评价模型,定量评价宁波东部新城浅层(-15~0m)和中层(-30~-15m)的地下空间开发利用地质环境适宜程度。评价结果显示,东部新城地下空间开发地质环境适宜性等级分为Ⅱ级较适宜和Ⅲ级较不适宜,并根据不同的适宜等级提出了地下空间开发利用方式,为宁波东部新城的地下空间开发利用提供依据。     

国内城市地下空间开发利用现状与发展趋势

我国城镇化水平不断提高的过程中,各类“城市病”是多数城市必须面对的难题,城市地下空间的开发利用成为各个城市解决这一问题的有效途径。在这样的背景下,我国城市地下空间开发利用从21世纪起进入快速发展阶段,十几年来地下空间利用增长迅猛,成就斐然。文章总结了当前我国城市地下空间各功能开发现状,并分等级叙述了我国几类城市地下空间开发利用现状。最后文章提出我国城市地下空间开发利用的趋势是向地质调查先行,网络化与分层化规划,协同化利用,内部环境生态化和人性化,管理数字化和智能化方向发展;不同城市将根据其社会经济需求和地质环境特点差异化重点开发,科学利用城市地下空间资源,发挥其社会、经济效益,让城市更美好。     

利用煤炭开发地下空间储能的技术路径与地质保障

煤炭资源在我国能源结构中仍处于主体地位,但煤炭工业发展面临着“碳达峰碳中和”的新挑战。积极发展煤炭开发地下空间储能技术,是推动能源利用低碳化和清洁化的有效手段,也是保证我国能源战略安全的关键措施。结合当前储能技术,探讨了煤炭开发地下空间的利用现状,围绕利用煤炭开发地下空间抽水蓄能、热储能、压缩空气储能、电化学储能、生物质储能等储能新技术,重点阐述废弃矿井不同能源类型的储能理念及方式,系统分析储能过程中面临的地质保障关键技术难题。煤炭开发地下空间储能新技术总体思路为：利用煤炭开发地下空间所具有的低位势能差,将其用作梯级储水库(抽水蓄能);或直接将其用作储质、储能空间(热储能、压缩空气储能、电化学储能、生物质储能),既可提升煤炭开发地下空间资源的开发利用率,又可避免土地资源浪费,尽量降低对生态环境的扰动。虽然煤炭开发地下空间可作为大规模储能库,但其开发利用过程仍存在一些亟待解决的地质问题以及地质保障技术。主要包括：(1)地质条件与选址适宜性分析和安全性评价,即对储能空间的地质因素进行岩土工程性质和环境地质条件的系统研究,查明储能空间稳定性主控因素及其权重,构建选址指标体系与评价方法,重点查...     

江苏宜兴地下空间开发地质环境适宜性评价

城市地下空间开发利用地质环境适宜性评价涉及多方面的复杂不确定因素。以江苏宜兴为例,将影响城市地下空间开发利用的因素划分为区域稳定性、地形地貌、水文地质条件、不良土体、地质灾害等,运用层次分析法确定各指标的权重,将各个指标数值化,结合灰色关联度分析法,根据灰色数学理论计算出评价母序列与各评价序列之间的关联度,最终确定研究区地下空间开发利用地质环境适宜性等级。结果表明,宜兴约有55%面积的地下空间具备良好的开发前景,约40%面积的地下空间开发前景一般,仅有5%面积的地下空间开发利用适宜性差。研究成果可为宜兴市地下空间开发的规划、设计、施工等提供参考。     

城市地下空间开发利用的地质安全评价内容与方法

城市地下空间地质安全评价是地下空间资源开发利用的基础,但尚未见针对其评价原理、内容和方法进行的系统研究。文章以主要服务于控制性详细规划和修建性详细规划为目标,提出了城市地下空间开发利用地质安全评价三方面的内容:（1）地下空间自身稳定性评价,分浅埋、深埋硐室对围岩稳定性计算方法进行了评价,在修正的芬纳公式的基础上提出了以硐室围岩表面刚好达到剪切塑性极限为临界条件的围岩稳定性计算方法;同时通过构建地质模型,模拟不同工况下硐室稳定性,获取大量样本数据,利用神经网络方法分析建立求解器,从而建立地下空间自身稳定性的快速评价系统。（2）城市地下空间开发引起的邻近工程稳定性影响评价,从地下空间开发对地面工程的影响以及地下工程之间相互影响两方面梳理了评价的内容。（3）后建地面工程对地下工程稳定性的影响评价,提出了通过原位监测、数值分析及工程类比等方法对后建地面工程对地下工程稳定性的影响进行评价。     

基于城市规划的城市地下空间开发适宜性评价探讨

随着城市化进程的持续推进,城市地下空间开发利用的重要性日益凸显。但各城市地下空间资源开发存在盲目性,未能与城市规划要求充分对接,亟须构建面向城市地下空间开发的适宜性评价体系。本文阐述了城市规划与地下空间开发间的关系,提出在城市规划指导下进行地下空间开发的重要性。针对不同的城市类型,需要采取针对性的探测技术,评价地质、环境、资源和技术经济等方面,并根据评价结果划分开发适宜性等级。研究认为,在城市规划指导下,运用开发适宜性评价体系,可以实现地下空间的有序可持续利用。