海绵城市建设的地质影响及适宜性评价——以徐州为例

海绵城市建设是落实生态文明建设的重要举措,是雨洪管理的一种可持续的城市建设模式,目前已成为众多行业和科技领域的讨论热点之一。海绵城市建设的核心是城市水安全,但要充分考虑“海绵体”承载体(岩土)的物性,即地质环境条件的差异,因此,建设海绵城市应重视地质环境条件研究。本文在分析地质环境条件对海绵城市建设影响的基础上,研究了徐州市海绵城市建设与地质环境条件之间的相互关系,建立了徐州市海绵城市建设的地质适宜性评判指标体系,基于地质环境条件划定了海绵城市适宜建设区、控制建设区和不宜建设区,为徐州海绵城市建设提供地质依据。     

基于氡同位素的平原湖荡枯水期湖水—地下水补排通量

水是人类生存之源,而湖荡被称为地球之“肾”,是河湖水系连接的关键缓冲节点,与人类生存和发展息息相关。长三角平原水系众多,河流纵横,天然湖泊与人工沟渠遍布,平原湖荡湖水与周边地下水的水力联系较为频繁,而地下水对湖泊水均衡贡献尚不明确,对平原湖荡地下水赋存和运移规律的认识不足。本研究以苏州吴江区元荡湖为研究对象,选取氡同位素作为湖水和地下水水力交换过程的示踪剂,建立氡箱模型,揭示元荡湖不同区段与地下水的水力联系过程和补给关系,并通过水位动态验证分析湖水—地下水交互关系。枯水期元荡湖水位和氡浓度空间分布特征指示研究区内地下水向湖水排泄,其中以湖泊西侧较为明显,地下水入流补给的氡为7.137×10⁶ Bq/d,输入量源项占比为90%,地下水流入量为4540.801 m³/d,地下水每日流入量对元荡湖水量的贡献率为2.551%。参数敏感性分析结果表明,风速与地下水²²²Rn活度为特别敏感参数,取值差异较大时会导致计算误差急剧增大,改善测点布置和提高模型参数精度能有效提高模型计算结果的准确性和可靠程度。借助氡同位素示踪方法,建立湖泊氡箱模型,是研究平原湖荡内地下水补、径、排特征的有效方法。本研究在一定程度上加深了对平原湖荡区域水量均衡的认识,有助于了解平原湖荡水均衡和水循环机制,为平原湖荡水资源开发利用与环境保护提供数据支撑。     

徐州地区碳酸盐岩溶蚀特征及影响因素分析

徐州地区碳酸盐岩主要赋存于震旦系、寒武系和奥陶系３个地层中.为研究徐州地区碳酸盐岩的溶蚀规律,于２条碳酸盐岩地层剖面上取样４４件,在常温常压、相同 CO２ 浓度条件下开展了５,１０,１５,２０,３０d的室内溶蚀试验.试验结果表明,矿物成分和化学成分是影响碳酸盐岩溶蚀的主要因素,比溶蚀度和比溶解度的总体变化趋势是白云岩＜灰岩＜膏溶岩,随 CaO 质量分数的变化呈现正相关关系,随 MgO 质量分数的变化略呈负相关关系.当酸不溶物质量分数小于３０％时,有利于促进碳酸盐岩的溶蚀作用;当酸不溶物质量分数大于３０％时,对碳酸盐岩的溶蚀有抑制作用.原生结构以及节理构造也通过改变碳酸盐岩与水的接触面积而影响溶蚀能力,溶蚀作用排序为泥晶＞粉晶＞细晶＞粗晶.当岩石中发育断裂、节理和破碎带时,溶蚀作用首先沿这些脆弱带进行.综合各影响因素分析,徐州地区马家沟组、张夏组、赵圩组、九顶山组溶蚀能力最强;炒米店组、馒头组、张渠组、望山组、魏集组、贾园组溶蚀能力中等;三山子组、倪园组、昌平组溶蚀能力相对较弱.      

徐州岩溶地质调查及发育特征分析

基于徐州城市地质调查与徐州地区岩溶塌陷调查的平台,紧扣徐州岩溶地质特征和徐州城市建设对岩溶地质调查的需求,以查明城市规划区岩溶发育特征为目标,在充分利用前人资料的基础上,分别针对裸露型岩溶区和覆盖型岩溶区展开地质调查,并辅以物探及钻探等进行勘察验证,有力地提高了区内岩溶地质调查成果的精度。同时,对徐州城市规划区岩溶层组、岩溶出露条件以及发育程度等进行了分析,区内岩溶发育主要为新生代以来的浅表性岩溶,岩溶发育程度总体受构造控制呈北东向“强-弱”相间展布,废黄河断裂带沿线,奥陶系马家沟组和寒武系张夏组碳酸盐岩分布区岩溶极为发育。     

基于层次分析-模糊综合评价法的徐州市岩溶塌陷易发性评价

为定量评价城市岩溶塌陷灾害,在详细分析徐州市地质条件的基础上,选取了岩溶发育程度、覆盖层条件、水动力条件等8个致灾因子,运用层析分析-模糊综合评价法对研究区岩溶塌陷易发程度进行评价,得到徐州市岩溶塌陷易发程度分区图。研究结果表明:徐州市岩溶塌陷易发程度分为高易发、中易发、低易发、不易发共4个等级。高易发区主要位于市区溶剂厂-新生街一带及张集水源地邓楼水厂-梁堂水厂一带。区内岩溶水水位长期在基岩面附近波动是诱发岩溶塌陷的主要因素,因此在岩溶塌陷高易发区内应加强对岩溶地下水的开采控制,建立岩溶塌陷监测预警系统,预防岩溶塌陷的发生。      

江苏徐州新生街岩溶塌陷形成条件及与岩溶水水位变化的关系探讨

新生街是徐州地区岩溶塌陷最严重的区域,20世纪80~90年代的岩溶塌陷造成严重的经济损失和不良社会影响。文章在以往岩溶塌陷勘察工作的基础上,结合最新调查成果,逐一梳理岩溶塌陷的形成条件(地质条件、覆盖层条件、岩溶发育条件、水动力条件),揭示了徐州新生街岩溶塌陷的成因模式及触发因素,根据监测数据,识别岩溶塌陷与岩溶水水位变化的关系。文章认为,新生街岩溶塌陷是发生在废黄河断裂带内,发育有向上开口的溶洞,该区域既是岩溶水强径流带,又是岩溶水的天窗补给区,第四系覆盖层为单层砂性土结构。超量开采岩溶水是岩溶塌陷的诱发因素,岩溶水水位降至基岩面下急剧上升时段是岩溶塌陷较活跃的时期,岩溶塌陷都发生在岩溶水水位降落漏斗的区域内。