对城市环境工程地质的探究

孙海涛

摘要：现代城市大量的房建工程活动，加速了对城市空间自然地质环境的改造、影响，也出现了很多环境工程地质问题，对于环境工程地质问题的研究，已经受到了各界的广泛重视与关注。今后随着城市建设中的工程活动日益频繁，这些人为活动对地质环境的影响越来越广泛，在一定程度上防治地质环境恶化，消除各种地质灾害，是服务人类生存健康与城市空间发展的关键。

关键词：城市；环境工程；地质工程

1.引言

在我国城镇化加快推进的进程中，随着房地产与建筑业的飞速发展，城市规模正在不断扩大，城市建设中存在的问题也逐渐引起社会各界的关注，其中的环境工程地质问题尤为突出。城市建设中出现环境工程地质问题，如在城市建设中引发的水体污染，由于矿业开发引发的地面沉陷等，这些问题不仅影响到人们的日常生活，对人类的健康也带来了巨大的威胁，并且在一定程度上制约着农业、畜牧业的发展，尤其是海港城市的地质受到间歇性荷载的影响明显。因此，城市建设中出现的各种环境工程地质问题，值得高度关注。

2.问题的表现

随着房地产与建筑业的飞速发展，城市规模正在不断扩大，现代城市大量的房建工程活动使城市地质环境受到的影响和压力与日俱增，如工程建设的加载和开挖，破坏了地壳表层的平衡，使工程设施产生沉降、位移、失稳；城市过量抽取地下水造成水位下降、水资源枯竭，引起的地面沉降和岩溶塌陷；有些地区还会产生采空区的地面塌陷，以及地裂缝、滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害；城市人口不断增加，大量排出废弃物，包括工业废水、生活污水、工业垃圾，建筑垃圾和生活垃圾造成了城市环境严重污染。因此解决城市环境地质问题，已成为当务之急。

从城市的功能与特点来看，城市的类型与功能不同，其地质作用强度与特点也有所区别。例如，对于平原地区的城市，由于大量汲取地下水容易导致地面沉降；对于山区的城市，由于开挖与填筑工程量大，容易出现明显的重力地质作用。与新城市相比，老城市的环境工程地质问题更为突出，人为地质作用也更加明显，如人工堆积物等，而新城市如果规划较好，环境工程地质问题就会相应少很多。

3.城市环境工程地质的影响作用与体现

3.1对城市总体规划的影响

目前来看，部分城市环境地质调查研究工作与城市规划、建设和管理结合不甚紧密，调查评价恪守传统模式，实用性较差，成果多被束之高阁。

我们知道，城市建设中需要解决的重点问题就是城市规划，对城市进行总体规划涉及到很多方面的内容，不管是新、老城区改造或者城市扩建，都需要坚持走可持续发展的道路，合理布局城市的各个功能区。城市建设中做到因地制宜对于保护地质环境具有十分重要的意义，如果城市规划不合理将导致十分严重的后果。如上海、珠海等一些入海口城市，由于对闸坝和港口码头缺乏规划，这就导致河道淤积越来越严重，河水的水位虚高，而河水的流通不畅也加重了水污染。

评价城市用地、划分城市功能区以及城市地质工程系统，这是与城市规划和环境工程地质息息相关的事件。在划分城市功能区时应该从长远的角度考虑，主要从经济发展形势、环境地质条件以及人类生存需求这几个方面考虑，而地质环境方面涉及到矿产资源、水文地质、地质灾害等。城市用地评价应该全面掌握环境工程地质的条件，并注意地震、水文地质、地面沉降以及地形地貌等多方面的因素，部分城市也需要全面了解地下矿藏的埋深、储量与种类等，并探查清楚沼气层、承压水层的分布。城市地质工程系统中应该涵盖水文地质勘查资料以及所有工程的地质资料，并做到资源共享。

3.2对城市地面沉降的影响

对于沿海城市，如果出现地面沉降会导致海平面相对上升，如果不采取有效的措施解决这一问题，在若干年后部分城市的地平面将和海平面相平或者更低。城市出现地面沉降与地下水开发过量有直接关系，同时高层建筑的强大荷载也是导致地面沉降的原因之一。一些城市的地面沉降和地壳运动有关，或者与区域结构的运动有一定的关系。除此之外，城市的工程机械运动，如深基坑工程、交通工程等都可能破坏环境地质的平衡状态，进而导致地面沉降、地裂等。地面沉降属于一种不可逆的过程，其形成原因比较复杂，并且很难找到有效的治理方法。所以，当前我们需要利用多种技术手段来勘查环境地质，分析导致城市地面沉降的原因，并制定行之有效的控制方案。

3.3对城市水文地质的影响

在城市的各种地质环境因素中，水文地质是其中非常容易变化的因素，并且其变化也会影响到其它因素的变化。同时城市建设对地下水、大气降水以及地表水的的有序循环也有一定的影响，这就导致地下水等水文结构发生异常变化，进而影响到岩石层的溶蚀平衡，并且对岩石体的强度以及结构有着长期的影响，这也是地质学家普遍关注的问题。此外，我国的很多城市普遍存在水资源短缺的问题，一些城市的地表水储量过少、年降水量偏少的情况也非常严重。我国大部分城市的生活、工业用水等都源自地下水，统计表明我国将地下水作为主要水资源的大、中城市超过160个，还有部分城市将地下作为辅助水源。城市在开采和使用地下水时应该有节制，做到科学、合理开发利用，避免地下水汲取过量导致地表沉陷以及地下水枯竭。另外，由于部门之间资料封锁且收费不合理，致使水文、气象、环保、工程地质勘查等资料收集工作的难度较大，影响城市地质成果的交流和应用。

3.4对城市地下水污染防治的影响

城市地下水如果被污染后需要很长的时间才能恢复，可能是几十年或者更长的时间，并且治理的难度很大。例如，沈阳、邯郸等一些城市的大部分地下供水井由于污染严重已经被停用。所以，在研究城市环境工程地质时，应该高度重视地下水污染的防治问题，将地下水污染与地方病联系起来，定期开展地下水重金属、化学元素的检查工作。

3.5对城市固体废弃物处理的影响

随着城市建设规模的不断扩大，大量工业、生活垃圾等固体废弃物的污染越来越严重，已经成为城市的最大污染问题之一。一些城市将固体废弃物堆积在专门的场所，虽然可以减轻对环境的污染，但是依然会对生物圈、水圈等造成破坏。同时这些固体废弃物虽然有害，但是其中也有一些可以利用的资源，若处理合理，就可以变废为宝。如何有效处理城市的各种垃圾一直是世界各国需要解决的难题，现在已经有不少学者针对该问题进行了专门研究。

4.总结与体会

城市地质工作总体上仍以单学科纵向深入，以解决城市建设中面临的某一地质问题为主，未上升到开展跨学科的系统集成和综合城市地质综合调查，为区域整体开发和决策服务的层次。因此，不能满足城市快速发展、人口急剧膨胀而引起的城市规划建设形势的要求；今后随着城市建设中的工程活动日益频繁，这些人为活动对地质环境的影响越来越广泛，在一定程度上让地质环境更为恶化，各种地质灾害也越来越频繁，会严重影响到人类的健康与生存。为了对地质环境进行合理开发与利用，就需要建立地质环境与工程活动之间系统的理论体系，对工程建设对地质环境带来的变化进行科学的预测与评估。由于，城市建设中的环境工程地质问题涉及到很多方面，并且十分复杂。因此，各大城市应该积极组建经验丰富、多学科结合的环境工程地质研究团队，多与世界各国交流合作，对城市工程活動和地质环境进行系统的研究，并加强对城市环境地质问题的监控，做到及时预测预报，防患于未然，以此保障城市建设的稳定与安全。