深入解讀北京2016城市地質工作成果
2017年08月03日 9:40 2022次瀏覽 來源: 中國國土資源報 分類: 地質礦業(yè) 作者: 段金平 蔣明 劉宗明
質環(huán)境安全保障工程——全面支撐首都規(guī)劃建設,為城市可持續(xù)發(fā)展保駕護航
按照中央部署京津冀一體化協(xié)同發(fā)展的重大戰(zhàn)略及市領導的指示、相關部門安排,以中央提出的“世界一流、千年大計”“生態(tài)、綠色”為標準,北京市地勘局2016年為滿足北京城市副中心總體規(guī)劃需求,開展了北京城市副中心區(qū)重大地質問題調查評價工作。
據(jù)介紹,這項工作充分體現(xiàn)了地質工作在城市規(guī)劃建設源頭所發(fā)揮的支撐作用——針對影響城市規(guī)劃建設的隱伏斷裂、地面沉降、砂土液化、巖溶塌陷四類重大地質問題進行高精度地質調查評價,全面支撐北京城市副中心建設發(fā)展。
在隱伏斷裂方面,項目組精確厘定了工作區(qū)內南苑—通縣斷裂、南口—孫河斷裂、張家灣斷裂、姚辛莊斷裂、夏墊斷裂等11條隱伏斷裂的性質、產狀、基巖斷點位置和上斷點埋深,并對斷裂的活動性進行了定性評價。
在地面沉降方面,項目組基于地面沉降監(jiān)測網數(shù)據(jù),分析了區(qū)內地面沉降發(fā)育現(xiàn)狀,并對2009年以來地面沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)分析,進行了地面沉降危險性區(qū)劃;在砂土液化方面,調查評價了砂土液化的范圍、程度及其對城市建設的影響,按照預測水位最不利條件——水位埋深為0米,對砂土液化進行了預測評價。
在巖溶塌陷方面,項目組調查評價了巖溶塌陷的范圍、程度及其對城市建設的影響,圈定潛在危險區(qū),并建立了3個級別的防控區(qū)。
為了深化區(qū)域地質認知程度,北京市地勘局開展了《區(qū)域地質志》修編工作,新修上中下三卷北京市區(qū)域地質志,修編1:25萬北京市地質圖;系統(tǒng)梳理了北京地區(qū)地層、巖漿、變質、構造、第四紀、深部地質作用等,提升了北京地區(qū)基礎地質研究程度,開展基礎地質對城市資源、環(huán)境控制影響研究,并在此基礎上編制了“北京市地質環(huán)境承載力圖”,對研究成果進行了應用研究。
為了促進城市可持續(xù)化發(fā)展,北京市地勘局還深入研究城市發(fā)展對城市地質資源環(huán)境的負作用,劃出相關底線。
地面沉降是北京市平原區(qū)主要發(fā)育的地質災害之一,給城市運行帶來了的安全隱患,地面沉降防控是保證城市可持續(xù)發(fā)展的一項重要工作。為貫徹落實《北京市水污染防治工作方案》中要求開展“劃定地面沉降區(qū)控制區(qū)范圍”工作,在地面沉降現(xiàn)狀、成因和危害全面分析的基礎上,該局構建了主要包含三部分的北京市地面沉降防控區(qū)劃體系。一是基于地面沉降歷史現(xiàn)狀和機理分析的地面沉降發(fā)育程度分區(qū);二是基于城市規(guī)劃、用地類型遙感解譯和野外調查的地面沉降危害程度分區(qū);三是對地面沉降發(fā)育程度分區(qū)和危害程度分區(qū)的疊加分析,獲得地面沉降控制分區(qū),編制了《北京市地面沉降控制區(qū)劃(2016—2020年)》,為未來5年地面沉降防控工作提供行動指南。
本著人民生命財產安全放在首位的原則,北京市地勘局加強了突發(fā)性地質災害研究工作。
該局針對北京山洪泥石流開展了預測預警關鍵技術研究工作,完成了泥石流危險分區(qū)、研發(fā)了基于面流沖刷和泥石流物源啟動的模型裝置,提出了泥石流監(jiān)測站網布設方案,完成10條示范溝監(jiān)測示范工程建設;確定了全市和示范溝的泥石流預警指標閾值,建設了泥石流監(jiān)測預警平臺;針對房山區(qū)、密云縣石城鎮(zhèn)、門頭溝區(qū)清水鎮(zhèn)等地質災害易發(fā)區(qū)開展專項調查工作,分析了典型地質災害體特征、成災機理及穩(wěn)定性狀態(tài);采用雨量、次聲儀、土壤含水率、泥水位、地表變形以及深部位移監(jiān)測等9種監(jiān)測方法手段,對6條泥石流溝、1處滑坡、1處崩塌實施監(jiān)測,為建立覆蓋北京市山區(qū)突發(fā)地質災害自動化監(jiān)測預警系統(tǒng)奠定基礎。
戰(zhàn)略性地質資源保障工程——摸清地質資源儲量,大力開發(fā)清潔能源,保障城市能源供給
為了讓首都的天空更加蔚藍,北京市地勘局開展了北京市淺層地溫能資源可持續(xù)利用研究及示范工程建設工作,持續(xù)建設了淺層地溫能開發(fā)利用重點實驗室;在北京城市副中心行政辦公區(qū)新建8處地溫監(jiān)測點,通過對取樣、巖土熱物性測試以及現(xiàn)場熱響應測試,初步認為該區(qū)處于地層換熱能力較好的地區(qū);利用獲取的相關數(shù)據(jù)建立了行政辦公區(qū)三維地質模型,并對淺層地溫能資源潛力進行評價。該項成果成功應用于北京城市副中心行政辦公區(qū)采用地熱“兩能”率先創(chuàng)建“近零碳排放區(qū)”示范工程,成為城市副中心建設工作的一大亮點。
為配合北京城市副中心、首都新機場、冬奧會等重大建設工程的開展,該局在北京東南邊緣地帶、延慶西北部發(fā)展區(qū)開展了多項地熱資源調查及評價工作,深入研究了山區(qū)構造裂隙型和平原區(qū)沉積盆地型地熱資源的成因模式,分析了開發(fā)利用地熱資源的可行性。
深入研究南水北調新水情變化,該局提出地下水開采及控制紅線。據(jù)介紹,該局開展的基于新水情下的北京地下水可持續(xù)利用調查評價工作,建立了平原區(qū)地下水流數(shù)值模擬模型,完成了地下水資源分層計算,以1991~2014年為計算時段,采用水均衡法、動態(tài)均衡法和數(shù)值模擬三種方法,按行政單元計算了北京市平原區(qū)地下水資源量。綜合考慮地下水涵養(yǎng)條件、地面沉降防控要求、地下水環(huán)境污染現(xiàn)狀等因素,結合南水北調進京配水規(guī)劃,提出地下水資源可持續(xù)利用及保護規(guī)劃建議,分別確定了地下水開采量紅線和地下水位控制紅線,為北京市地下水資源管理和可持續(xù)利用規(guī)劃提供科學依據(jù)。
為了給政府部門統(tǒng)籌規(guī)劃管理地上地下資源,該局還開展了北京市土地資源質量綜合地質評價工作,通過對通州區(qū)、大興區(qū)和房山平原區(qū)生態(tài)地球化學因素土地資源質量評價工作,建立生態(tài)地球化學土地資源質量評價體系,為北京市土地規(guī)劃利用和土地精細化管理提供科學依據(jù);對北京城市副中心和五環(huán)內開展地下空間資源調查評價工作,建立了三維地質模型,完成了地下空間資源量的估算和綜合評價工作。
首都地質資源環(huán)境承載力監(jiān)測預警平臺——獲取城市地下各項地質要素趨勢變化的“CT”結果
根據(jù)國家建立資源環(huán)境承載力監(jiān)測預警機制的要求,北京市率先建設了首都地質資源環(huán)境承載力監(jiān)測預警平臺。
這個監(jiān)測預警平臺以保證城市運行地質安全為核心,以地質演化理論為依據(jù),以高新技術方法手段為依托,建設平面分區(qū)、縱向分層的立體監(jiān)測網,對淺層地表至深層基巖的各項地質因素進行實時監(jiān)測,分析推演地質演化過程,預測預防風險,為決策部門提供可靠數(shù)據(jù),為公眾提供地學信息。
其中,地面沉降監(jiān)測預警系統(tǒng)自2002年開始建設,包括7個地面沉降監(jiān)測站、114個GPS監(jiān)測站、400多個水準監(jiān)測點、600多眼地下水動態(tài)監(jiān)測井。這個系統(tǒng)從2004年開始對北京市平原區(qū)地面沉降進行逐年的系統(tǒng)監(jiān)測。監(jiān)測結果表明:2016年北京平原區(qū)年地面沉降量大于10毫米區(qū)域的面積為2867平方千米;地面沉降區(qū)分為南北兩大集中區(qū)域、7個沉降中心。
地下水環(huán)境監(jiān)測預警系統(tǒng)于2010年建設完成,其中包括地下水位監(jiān)測井635眼,地下水質監(jiān)測井1182眼,2011年起正式運行。監(jiān)測結果表明:2016年北京市平原區(qū)生活飲用水源水質狀況總體良好,第一、二含水層組遭受了不同程度的污染。
地熱與淺層地溫能開發(fā)利用地質環(huán)境影響監(jiān)測預警系統(tǒng)已建成42個淺層地溫能利用監(jiān)測站點,設立了淺層地溫能開發(fā)利用及對地質環(huán)境影響動態(tài)監(jiān)測網絡,并建立了地溫場監(jiān)測及采集系統(tǒng)。監(jiān)測結果表明:地源熱泵在運行過程中會直接影響附近的地溫場,抽水井和灌水井距離越近、地層顆粒物越粗,熱泵系統(tǒng)對附近溫度場影響越大;在設計、施工、運行維護規(guī)范的前提下,供暖季和制冷季結束后地溫場能較快的恢復,不會產生持續(xù)不可逆的熱積累效應。
突發(fā)地質災害監(jiān)測預警系統(tǒng)已建成突發(fā)地質災害監(jiān)測預警系統(tǒng)(一期)建設工程,在房山區(qū)、門頭溝區(qū)和密云區(qū)等地質災害易發(fā)區(qū)安裝各類野外專業(yè)監(jiān)測設備413臺套,監(jiān)測對象包括對119條泥石流溝、1處滑坡、4處采空塌陷區(qū)以及6處崩塌隱患(圖3);在密云區(qū)馮家峪鎮(zhèn)西莊子村和門頭溝區(qū)齋堂鎮(zhèn)馬蘭溝村分別建設了集科研、應急保障、數(shù)據(jù)接收和科普為一體的地質災害監(jiān)測站;新建了擁有數(shù)臺服務器、工作站、磁盤陣列、臺式計算機以及網絡服務的數(shù)據(jù)中心和服務于“北京市突發(fā)地質災害監(jiān)測預警系統(tǒng)”的專業(yè)數(shù)據(jù)庫,實現(xiàn)了3個區(qū)突發(fā)地質災害隱患的專業(yè)監(jiān)測。
土壤地質環(huán)境監(jiān)測預警系統(tǒng)已建立北京市平原—丘陵區(qū)土壤地質環(huán)境監(jiān)測網180個監(jiān)測點,監(jiān)測指標包括重金屬、微量元素及有機污染物等。監(jiān)測結果表明:土壤環(huán)境以一級、二級為主,監(jiān)測發(fā)現(xiàn)汞元素在中心城區(qū)出現(xiàn)明顯富集的現(xiàn)象,以殘渣態(tài)分布為主,通過分析汞元素與古建筑物使用的含辰砂涂料有關,同時也受燃煤等人為活動的影響。
在山區(qū)白河流域礦山地質環(huán)境影響較嚴重的區(qū)域,北京市新建32眼監(jiān)測井。監(jiān)測結果表明:深層土壤中重金屬含量自淺而深呈現(xiàn)逐步升高的特征;地下水整體水質狀況較好。
平原區(qū)活動斷裂監(jiān)測預警系統(tǒng)在昌平區(qū)未來科技城開展黃莊—高麗營活動斷裂監(jiān)測試點工作,布設兩條跨斷裂水準測線,建設水準監(jiān)測點73個。監(jiān)測結果表明:黃莊—高麗營斷裂有較為明顯的活動異常,沿斷裂延伸局部區(qū)域有隆起和地裂縫變寬的現(xiàn)象,并伴隨新地裂縫出現(xiàn)。
地質安全保障信息服務平臺經不斷建設,平臺網頁版已經在內部局域網上線,并完成了地下水環(huán)境、地面沉降、突發(fā)地災展示服務系統(tǒng),集成了地下水環(huán)境、地面沉降、地下水動態(tài)、地下水資源專業(yè)分析系統(tǒng),實現(xiàn)了資料檢索、信息發(fā)布、三維建模、制圖服務、成果展示等功能,為未來平臺的全面建設奠定了基礎。
北京市城市地質工作正在為全面支撐首都經濟社會發(fā)展而努力。
責任編輯:楊凈茹
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