張茂省,王化齊,王堯,董英,孫萍萍
(1.國(guó)土資源部黃土地質(zhì)災(zāi)害重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心,陜西 西安 710054; 2.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局發(fā)展研究中心,北京 100037)
人類剛剛進(jìn)入文明時(shí)代是以小型群落為單元的,后來(lái)逐漸成為大型部落和原始村落,公元前5000年開始發(fā)展為小型城鎮(zhèn)。18世紀(jì)機(jī)械化的普及造成城市進(jìn)程的加快,二戰(zhàn)后發(fā)達(dá)國(guó)家城鎮(zhèn)化快速發(fā)展,20世紀(jì)80年代后發(fā)展中國(guó)家城市化進(jìn)程加快(斯波特,2017)。
盡管中國(guó)漢、唐、元、明歷代都城輝煌,無(wú)論是都城選址、還是建設(shè)都能順應(yīng)自然并或多或少地運(yùn)用了地質(zhì)學(xué)原理,但都不屬于真正的城市地質(zhì)工作。1912~1949年中國(guó)的地質(zhì)工作主要是針對(duì)基礎(chǔ)地質(zhì)和礦產(chǎn)地質(zhì)展開(張久辰,2005),真正的城市地質(zhì)工作始于新中國(guó)成立。
城市地質(zhì)工作是城市規(guī)劃建設(shè)的重要基礎(chǔ),貫穿于城市運(yùn)行管理全過(guò)程。做好城市地質(zhì)調(diào)查工作,對(duì)推進(jìn)中國(guó)新型城鎮(zhèn)化建設(shè)和新時(shí)代生態(tài)文明建設(shè)具有非常重要的戰(zhàn)略意義。建國(guó)以來(lái),中國(guó)城鎮(zhèn)化政策經(jīng)歷了從重視工業(yè)建設(shè)忽視城鎮(zhèn)化建設(shè),到提出城鎮(zhèn)化戰(zhàn)略的轉(zhuǎn)變(張茂省,2014)。大多數(shù)城市發(fā)展經(jīng)歷了或?qū)⒔?jīng)歷起步階段(1950~1978)、擴(kuò)容階段(1979~1999)、快速發(fā)展階段(2000~2017),提質(zhì)(2018~)等4個(gè)階段。由于各階段城市發(fā)展對(duì)地質(zhì)工作的需求不同以及國(guó)家宏觀政策的影響,對(duì)應(yīng)的城市地質(zhì)工作也不盡相同。筆者依據(jù)城市發(fā)展階段將城市地質(zhì)調(diào)查劃分為相應(yīng)的專項(xiàng)調(diào)查階段(1950~1978)、水工環(huán)調(diào)查階段(1979~1999)、綜合地質(zhì)調(diào)查階段(2000~2017)和多要素城市地質(zhì)調(diào)查等4個(gè)階段(2018~2025)。在簡(jiǎn)要回顧中國(guó)城市地質(zhì)專項(xiàng)調(diào)查和水工環(huán)調(diào)查階段工作的基礎(chǔ)上,對(duì)綜合地質(zhì)調(diào)查和多要素城市地質(zhì)調(diào)查工作的思路、調(diào)查內(nèi)容、取得的主要成果、工作特點(diǎn)以及研究進(jìn)展等進(jìn)行了概括和評(píng)述,總結(jié)了當(dāng)代城市地質(zhì)調(diào)查進(jìn)展和研究進(jìn)展,梳理了新時(shí)代城市地質(zhì)工作面臨的問(wèn)題,以人與自然和諧共處、城鄉(xiāng)融合、宜居城市、文明城市、智慧城市建設(shè)為目標(biāo),從理念更新、體制機(jī)制改革、理論與學(xué)科建設(shè)、技術(shù)方法創(chuàng)新、工作內(nèi)容拓展、服務(wù)產(chǎn)品等角度,對(duì)城市地質(zhì)未來(lái)發(fā)展做出展望。
1950~1978年是中國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)全面開展時(shí)期,城市建設(shè)處于起步階段,城市地質(zhì)工作是以解決制約城市發(fā)展的水資源為主,兼顧地基穩(wěn)定性、地質(zhì)災(zāi)害及環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題開展零星的專項(xiàng)調(diào)查工作。1952年,第一次全國(guó)城市建設(shè)座談會(huì)討論了“城市建設(shè)管理機(jī)構(gòu)的建立健全”、“城市規(guī)劃的開展”等議題,對(duì)北方部分缺水城市(北京、西安、包頭等)開展了以尋找地下水資源為目的的水資源地質(zhì)勘查(張秀芳,2004)、重點(diǎn)工程的工程地質(zhì)勘查以及環(huán)境地質(zhì)和地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查。20世紀(jì)50年代是區(qū)域水文地質(zhì)開創(chuàng)時(shí)期,基本完成中國(guó)區(qū)域水文地質(zhì)普查之后,逐漸轉(zhuǎn)入重點(diǎn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展區(qū)的水文地質(zhì)工作,開展了重要城市地下水資源與環(huán)境水文地質(zhì)評(píng)價(jià)。
在城市地質(zhì)研究方面,盡管尚未形成城市地質(zhì)學(xué),但前蘇聯(lián)地質(zhì)、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)等理論與技術(shù)方法不斷輸入中國(guó),為解決城市發(fā)展遇到的地質(zhì)問(wèn)題提供了理論與技術(shù)支撐,對(duì)中國(guó)城市地質(zhì)科學(xué)的發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。
在城市地質(zhì)隊(duì)伍建設(shè)方面,20世紀(jì)50年代地質(zhì)部成立以后,各省先后建立了水文地質(zhì)、工程地質(zhì)專業(yè)隊(duì)伍、有關(guān)的研究機(jī)構(gòu)以及地質(zhì)院校等,為開展城市地質(zhì)相關(guān)工作儲(chǔ)備了必要的技術(shù)人才與專業(yè)化隊(duì)伍。
1979~1999年,國(guó)家把工作重心重新轉(zhuǎn)移到經(jīng)濟(jì)建設(shè)上來(lái),城市建設(shè)進(jìn)入擴(kuò)容階段,現(xiàn)在的許多特大城市、大城市都是在這個(gè)時(shí)期奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。城市擴(kuò)容階段城市規(guī)劃對(duì)地質(zhì)工作提出了新的要求,不再是單一的水資源問(wèn)題,或工程地質(zhì)問(wèn)題,也非零星的專項(xiàng)調(diào)查所能解決,以城市為中心的水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查全面展開,掀起了中國(guó)城市地質(zhì)調(diào)查的高潮。完成了60多個(gè)城市供水水文地質(zhì)勘查,以14個(gè)沿海城市為重點(diǎn)開展了水文地質(zhì)工程地質(zhì)綜合勘查。這一階段開展的水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)調(diào)查比較全面系統(tǒng),從以解決資源問(wèn)題為主到資源與環(huán)境問(wèn)題并重,并解決了重點(diǎn)城市典型環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題,上海、天津、西安、蘇州等城市的地面沉降研究取得重要進(jìn)展,部分城市還開展了區(qū)域地殼(或工程地質(zhì))穩(wěn)定性評(píng)價(jià)工作,服務(wù)城市意識(shí)逐漸增強(qiáng)。不足之處:一是調(diào)查范圍偏小,勘查深度不足;二是進(jìn)入20世紀(jì)90年代,國(guó)家層面的城市地質(zhì)工作處于低迷時(shí)期,巖土工程得到快速發(fā)展并在城市建設(shè)中發(fā)揮了重要的作用。
工業(yè)化的興起、興盛和經(jīng)濟(jì)逐漸繁榮帶動(dòng)城市建設(shè)進(jìn)入擴(kuò)容階段。城市擴(kuò)容對(duì)城市地質(zhì)學(xué)科發(fā)展提出了要求,這一時(shí)期,眾多學(xué)者注重基礎(chǔ)研究,在工程地質(zhì)、巖土工程、水文地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)、礦山地質(zhì)環(huán)境等方面發(fā)表了一系列的專著。雖然還沒有形成城市地質(zhì)學(xué),但這個(gè)時(shí)期可以被認(rèn)為是中國(guó)城市地質(zhì)學(xué)的早期發(fā)展階段或是萌芽時(shí)期。
在城市地質(zhì)隊(duì)伍建設(shè)方面,20世紀(jì)80年代隨著水文地質(zhì)普查的結(jié)束,各省水文地質(zhì)、工程地質(zhì)專業(yè)隊(duì)伍大都投入到服務(wù)于城市的水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查工作,有關(guān)的研究機(jī)構(gòu)以及地質(zhì)院校等也參與了相關(guān)的調(diào)查和研究工作,但尚未形成專門的研究體系。20世紀(jì)90年代隨著國(guó)家地質(zhì)勘查經(jīng)費(fèi)投入的銳減,城市地質(zhì)工作者相當(dāng)一部分轉(zhuǎn)為巖土工程者。
2000~2017年是中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市建設(shè)最快的時(shí)期,城市建設(shè)進(jìn)入快速發(fā)展階段,各級(jí)城市在這個(gè)時(shí)期都得到大規(guī)模發(fā)展。城市在快速發(fā)展過(guò)程中暴露出一系列并非巖土工程所關(guān)注和所能解決的重大地質(zhì)問(wèn)題,20世紀(jì)80年代完成的較為系統(tǒng)的水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查成果,無(wú)論是從城市范圍、勘查深度,還是關(guān)注的問(wèn)題及其對(duì)地質(zhì)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)上,都不能滿足城市快速發(fā)展階段城市規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)行、管理對(duì)地質(zhì)工作的需求,服務(wù)城市發(fā)展的多學(xué)科、多門類聯(lián)合的綜合地質(zhì)調(diào)查應(yīng)運(yùn)而生。
1999年中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局成立后,城市地質(zhì)工作逐漸被重視,城市地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目的數(shù)量和經(jīng)費(fèi)逐漸增大,調(diào)查的內(nèi)容越來(lái)越廣泛并趨于綜合,服務(wù)城市和解決問(wèn)題的意識(shí)愈來(lái)愈強(qiáng)。主要開展了4個(gè)方面的工作:①2004~2012年,開展了全國(guó)306個(gè)地級(jí)以上城市地質(zhì)環(huán)境資源摸底調(diào)查,初步查明了城市環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題及地質(zhì)資源狀況。②2004~2009年,完成了上海、北京、天津、廣州、南京、杭州6個(gè)城市三維地質(zhì)調(diào)查試點(diǎn)。③自2009年,采用部、省、市的多方合作模式,完成了福州、廈門、蘇州、合肥、石家莊、秦皇島、濟(jì)南等28個(gè)城市地質(zhì)調(diào)查工作。④2010年以來(lái),以城市群為單元,相繼開展了京津冀、長(zhǎng)三角、珠三角、海峽西岸、北部灣、長(zhǎng)江中游、關(guān)中平原、中原、成渝等重點(diǎn)城市群綜合地質(zhì)調(diào)查工作。2016年中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局設(shè)立了重要經(jīng)濟(jì)區(qū)和城市群綜合地質(zhì)調(diào)查計(jì)劃,下設(shè)京津冀一體化協(xié)同發(fā)展區(qū)地質(zhì)保障工程、長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶地質(zhì)環(huán)境綜合調(diào)查工程、海岸帶綜合地質(zhì)調(diào)查工程、泛珠三角地區(qū)地質(zhì)環(huán)境綜合地質(zhì)調(diào)查工程和絲綢之路境內(nèi)段綜合地質(zhì)調(diào)查工程,部署了44個(gè)綜合地質(zhì)調(diào)查二級(jí)項(xiàng)目,是當(dāng)代綜合地質(zhì)調(diào)查的代表。
2017年是城市地質(zhì)工作承上啟下、實(shí)現(xiàn)重大轉(zhuǎn)折的一年,城市地質(zhì)工作從此進(jìn)入新時(shí)代輝煌時(shí)期。城市地質(zhì)工作第一次被寫進(jìn)國(guó)務(wù)院工作報(bào)告,國(guó)土資源部出臺(tái)了《關(guān)于加強(qiáng)城市地質(zhì)工作的指導(dǎo)意見》,召開了全國(guó)城市地質(zhì)工作會(huì)議,發(fā)布了《城市地質(zhì)調(diào)查總體方案》(2017~2025),部署了雄安新區(qū)、西安、成都等城市的空間、資源、環(huán)境、災(zāi)害等多要素城市地質(zhì)調(diào)查示范,提出了未完成城市地質(zhì)調(diào)查不批準(zhǔn)城市規(guī)劃的要求。同時(shí),打破專業(yè)界限,創(chuàng)新成果表達(dá)內(nèi)容和方式,編制了北京城市副中心、雄安新區(qū)、京津冀、粵港澳大灣區(qū)等一系列國(guó)土資源與環(huán)境地質(zhì)圖集、對(duì)策建議報(bào)告,服務(wù)成效尤為明顯。地球深部探測(cè)重大科技項(xiàng)目將城市地下空間精細(xì)探測(cè)與安全利用技術(shù)作為第一項(xiàng)任務(wù)。
2018~2025年是中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市建設(shè)的提質(zhì)階段,對(duì)應(yīng)的城市地質(zhì)工作主體為多要素城市地質(zhì)調(diào)查階段,同時(shí)完成全國(guó)地級(jí)以上城市1∶5萬(wàn)基礎(chǔ)性綜合地質(zhì)調(diào)查。
多要素城市地質(zhì)調(diào)查就是以空間、資源、環(huán)境、災(zāi)害等要素為調(diào)查內(nèi)容,以城市群、大中城市及小城鎮(zhèn)多層次需求和問(wèn)題為導(dǎo)向,服務(wù)規(guī)劃、建設(shè)和運(yùn)行、管理全過(guò)程的新型城市地質(zhì)調(diào)查?!冻鞘械刭|(zhì)調(diào)查總體方案(2017~2025)》提出該階段的目標(biāo)任務(wù)是:要聚焦城市規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)行、管理的重大問(wèn)題,大力推進(jìn)“空間、資源、環(huán)境、災(zāi)害”多要素城市地質(zhì)調(diào)查,開展城市發(fā)展過(guò)程中的重大科技問(wèn)題攻關(guān),搭建三維城市地質(zhì)模型,構(gòu)建地質(zhì)資源環(huán)境監(jiān)測(cè)預(yù)警體系,建立城市地質(zhì)信息服務(wù)與決策支持系統(tǒng)。到2025年,著重推進(jìn)140個(gè)中等以上城市多要素地質(zhì)調(diào)查,傾力打造25~30個(gè)城市地質(zhì)調(diào)查示范,創(chuàng)建多要素城市地質(zhì)調(diào)查工作體系和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系(中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局,2017)。
多要素城市地質(zhì)調(diào)查采取中央引導(dǎo),地方和城市人民政府主導(dǎo),多方聯(lián)動(dòng),協(xié)同推進(jìn)的工作模式。自然資源部代表中央主要負(fù)責(zé)制定推進(jìn)城市地質(zhì)工作的相關(guān)政策措施,統(tǒng)籌部署全國(guó)城市地質(zhì)工作。中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局按照全國(guó)城市地質(zhì)工作部署,主要開展城市行政轄區(qū)1∶25萬(wàn)和規(guī)劃建設(shè)區(qū)1∶5萬(wàn)綜合地質(zhì)調(diào)查評(píng)價(jià)、重點(diǎn)城市多要素城市地質(zhì)調(diào)查示范、編制城市地質(zhì)調(diào)查技術(shù)規(guī)程規(guī)范及全國(guó)城市地質(zhì)調(diào)查工作技術(shù)指導(dǎo)。各省自然資源廳及省政府相關(guān)部門主要負(fù)責(zé)組織開展轄區(qū)內(nèi)公益性綜合地質(zhì)調(diào)查評(píng)價(jià)、制定省級(jí)地質(zhì)資料匯交管理辦法、統(tǒng)籌推進(jìn)轄區(qū)內(nèi)城市地質(zhì)工作。各城市人民政府主要負(fù)責(zé)建立城市地質(zhì)工作協(xié)調(diào)機(jī)制、推進(jìn)城市地質(zhì)資料匯交及共享與服務(wù)、制定城市地質(zhì)成果服務(wù)政府管理的相關(guān)制度、建立城市地質(zhì)三維結(jié)構(gòu)模型、建立資源環(huán)境監(jiān)測(cè)預(yù)警網(wǎng)絡(luò)、建立城市地質(zhì)可視化信息服務(wù)決策支持平臺(tái)。相關(guān)建設(shè)單位主要開展商業(yè)性城市地質(zhì)調(diào)查工作、匯交相關(guān)地質(zhì)資料、承擔(dān)相應(yīng)監(jiān)測(cè)防治責(zé)任。
城市總體規(guī)劃、詳細(xì)規(guī)劃、建設(shè)、管理的不同階段對(duì)空間、資源、環(huán)境和災(zāi)害等多要素城市地質(zhì)調(diào)查的需求不同,對(duì)應(yīng)的調(diào)查內(nèi)容和精度要求也隨之不同(中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局水環(huán)部,2017)。
2.4.1 總體規(guī)劃階段
面向空間:一是開展城市行政轄區(qū)1∶25萬(wàn)自然資源綜合地質(zhì)調(diào)查,初步掌握區(qū)域自然資源狀況、地質(zhì)環(huán)境條件和資源環(huán)境問(wèn)題,評(píng)價(jià)國(guó)土空間適宜性,劃定三條 “紅線”,提出國(guó)土空間規(guī)劃優(yōu)化建議;二是開展城市規(guī)劃區(qū)1∶5萬(wàn)綜合地質(zhì)調(diào)查,基本查明土地利用類型和三維地質(zhì)結(jié)構(gòu)條件。面向資源:一是在有供水前景的地區(qū)圈定水源地范圍并設(shè)定保護(hù)區(qū),地下水允許開采量應(yīng)滿足C級(jí)精度;二是在地?zé)岣患瘏^(qū),圈定地?zé)崽锓秶?,地?zé)崴刹少Y源量評(píng)價(jià)精度達(dá)到控制級(jí);三是進(jìn)行地?zé)崮荛_發(fā)利用適宜性分區(qū),評(píng)價(jià)淺層地?zé)崮苜Y源量;四是在建筑石材等礦產(chǎn)資源分布區(qū),開展礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量評(píng)價(jià)。面向環(huán)境:開展城市規(guī)劃建設(shè)區(qū)1∶5萬(wàn)水土質(zhì)量調(diào)查,分區(qū)評(píng)價(jià)土壤質(zhì)量等級(jí)、地下水質(zhì)量等級(jí)、濕地功能等級(jí)、地質(zhì)遺跡等級(jí)。面向?yàn)?zāi)害:開展面向城市土地利用規(guī)劃的1∶5萬(wàn)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度區(qū)劃。
2.4.2 詳細(xì)規(guī)劃階段
面向空間:主要開展1∶1萬(wàn)綜合地質(zhì)調(diào)查,查明各建筑區(qū)塊土地利用條件、地質(zhì)條件和地下空間利用條件。面向資源:主要開展各建筑區(qū)塊淺層地?zé)崮茉u(píng)價(jià),統(tǒng)籌考慮地下空間開發(fā)利用,提出地?zé)崮荛_發(fā)利用方案。面向環(huán)境:主要開展建筑區(qū)塊1∶1萬(wàn)水土質(zhì)量調(diào)查評(píng)價(jià),確定污染場(chǎng)地風(fēng)險(xiǎn)。面向?yàn)?zāi)害:主要開展建筑區(qū)塊1∶1萬(wàn)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查,評(píng)價(jià)地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)穩(wěn)定性和風(fēng)險(xiǎn)。
2.4.3 建設(shè)階段
面向空間:一是提供擬出讓地塊的地表與地下空間利用狀況、地質(zhì)背景條件、建設(shè)控制指標(biāo)等;二是按照有關(guān)工程勘察規(guī)范,建設(shè)單位在工程建設(shè)區(qū)內(nèi)組織開展土地測(cè)量和工程勘察;三是竣工驗(yàn)收時(shí),提交建設(shè)項(xiàng)目的工程勘察資料、工程設(shè)計(jì)及建設(shè)相關(guān)資料。面向資源:一是提供擬出讓地塊的地下水、地?zé)崴?、淺層地?zé)崮堋⒌V產(chǎn)資源狀況與開發(fā)利用要求;二是按照有關(guān)技術(shù)規(guī)范,建設(shè)單位根據(jù)資源開發(fā)和保護(hù)的需求,開展地下水水源地、地?zé)豳Y源、礦產(chǎn)資源的勘查評(píng)價(jià);三是竣工驗(yàn)收時(shí),提交地下水、地?zé)崴\層地?zé)崮?、礦產(chǎn)資源工程勘察資料、開發(fā)利用方案等相關(guān)資料。面向環(huán)境:一是提供擬出讓地塊的土壤、地下水、地質(zhì)遺跡開發(fā)利用與保護(hù)要求;二是按照有關(guān)技術(shù)規(guī)范,建設(shè)單位開展建設(shè)項(xiàng)目的生態(tài)地質(zhì)環(huán)境影響評(píng)價(jià);三是竣工驗(yàn)收時(shí),提交工程設(shè)施對(duì)土壤、地下水、地質(zhì)遺跡的保護(hù)措施和監(jiān)測(cè)承諾書。面向?yàn)?zāi)害:一是提供擬出讓地塊的地質(zhì)災(zāi)害分布情況和地質(zhì)災(zāi)害防治要求;二是按照有關(guān)技術(shù)規(guī)范,建設(shè)單位開展建設(shè)項(xiàng)目的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估;三是竣工驗(yàn)收時(shí),提交地質(zhì)災(zāi)害勘察、設(shè)計(jì)、施工和監(jiān)理等資料,及地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)承諾書。
2.4.4 管理階段
面向空間:要通過(guò)監(jiān)測(cè),實(shí)時(shí)掌握城市“三區(qū)四線”的控制情況,有效控制地下空間開發(fā)秩序。面向資源:一是通過(guò)監(jiān)測(cè),掌握地下水資源均衡狀況、地?zé)崴_采情況和回灌效果、礦產(chǎn)資源開采情況;二是根據(jù)極端干旱氣候發(fā)生概率,制定地下水應(yīng)急供水方案。面向環(huán)境:一是監(jiān)測(cè)土壤質(zhì)量、地下水質(zhì)量、地質(zhì)遺跡狀況的變化;二是開展土壤和地下水突發(fā)污染事件風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)評(píng)估,制定應(yīng)急調(diào)查和處置方案。面向?yàn)?zāi)害:一是通過(guò)群專結(jié)合、空天地一體化的監(jiān)測(cè)預(yù)警網(wǎng)絡(luò)建設(shè),掌握地質(zhì)災(zāi)害的實(shí)時(shí)變化;二是提供編制城市規(guī)劃區(qū)及相鄰影響區(qū)地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急預(yù)案,建立地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)平臺(tái)。
(1)在理念上從被動(dòng)型轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)服務(wù)型。城市地質(zhì)工作由解決城市發(fā)展現(xiàn)實(shí)地質(zhì)問(wèn)題的被動(dòng)型城市地質(zhì)工作模式,逐漸轉(zhuǎn)變成為保障城市可持續(xù)發(fā)展和城市生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)平衡而開展的前瞻性、基礎(chǔ)性、綜合性主動(dòng)服務(wù)型城市地質(zhì)工作模式(衛(wèi)萬(wàn)順,2008;鄭桂森等,2016)。上海構(gòu)建了地質(zhì)工作服務(wù)城市規(guī)劃管理的常態(tài)化機(jī)制,實(shí)現(xiàn)了地質(zhì)調(diào)查成果服務(wù)融入政府管理主流程。
(2)在工作機(jī)制上從地礦獨(dú)攬型轉(zhuǎn)變?yōu)槎喾铰?lián)動(dòng)型。基本形成了中央引導(dǎo)、地方主導(dǎo)、多部門聯(lián)合的城市地質(zhì)調(diào)查模式并取得明顯成效。雄安新區(qū)形成了中央公益先行、地方政府跟進(jìn)、市場(chǎng)主體參與城市地質(zhì)實(shí)施模式。中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局西安中心與西安市規(guī)劃局、建委、國(guó)土局簽訂城市地質(zhì)調(diào)查四方合作協(xié)議,聯(lián)合陜西地質(zhì)調(diào)查院和西安市勘查測(cè)繪院,共同編制《大西安城市地質(zhì)調(diào)查與地下空間應(yīng)用實(shí)施方案》,打破了多年來(lái)的技術(shù)壁壘和行業(yè)壁壘,實(shí)現(xiàn)了大西安地區(qū)地質(zhì)調(diào)查工作的統(tǒng)籌部署、資料與成果共享,打通了地質(zhì)調(diào)查成果廣泛應(yīng)用和服務(wù)于城市規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)行和管理的通道(張茂省,2016)。
(3)在調(diào)查內(nèi)容上從單一要素調(diào)查向多要素綜合性調(diào)查轉(zhuǎn)變。由資源向空間、資源、環(huán)境、災(zāi)害等多要素轉(zhuǎn)變,由粗放型向精準(zhǔn)型轉(zhuǎn)變,由注重資源環(huán)境數(shù)量向注重?cái)?shù)量、質(zhì)量、生態(tài)綜合評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)變,由地下水監(jiān)測(cè)與動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)向資源環(huán)境承載能力監(jiān)測(cè)和綜合評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)變。
(4)把科技創(chuàng)新提到了空前的高度。智慧城市、文明城市、宜居城市建設(shè)離不開科技創(chuàng)新,解決城市地下空間精細(xì)化探測(cè)、評(píng)價(jià)與安全利用、資源環(huán)境承載能力評(píng)價(jià)等關(guān)鍵科技問(wèn)題需要科技創(chuàng)新。
(5)從業(yè)人員數(shù)量和所涉及的專業(yè)大幅增多。城市地質(zhì)已成為地質(zhì)行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要方向,從業(yè)人數(shù)大幅增多,新時(shí)期城市發(fā)展對(duì)地質(zhì)工作提出了更新更高的要求,所涉及的專業(yè)領(lǐng)域明顯增加。
(1)城市地質(zhì)專業(yè)已經(jīng)成為地學(xué)領(lǐng)域的熱門方向。2005年,中國(guó)城市地質(zhì)學(xué)會(huì)城市地質(zhì)研究會(huì)編著發(fā)表了《中國(guó)城市地質(zhì)》。2006年,北京市地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局創(chuàng)辦了《城市地質(zhì)》期刊。中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局相繼發(fā)表了中國(guó)城市地質(zhì)調(diào)查叢書(程光華,2013)。這一階段,城市地質(zhì)系列的專著、期刊逐漸豐富,城市地質(zhì)學(xué)科的理論技術(shù)方法的研究成果也日益豐富。
(2)初步形成了城市地質(zhì)調(diào)查技術(shù)方法體系。城市地質(zhì)工作經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展,基本形成了城市地質(zhì)調(diào)查行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),形成了以構(gòu)建一模(三維地質(zhì)結(jié)構(gòu)模型)、一網(wǎng)(地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)預(yù)警網(wǎng))、一平臺(tái)(城市地質(zhì)信息服務(wù)平臺(tái))為主體的技術(shù)方法體系。
(3)地面沉降監(jiān)測(cè)預(yù)警取得重要進(jìn)展。分層標(biāo)監(jiān)測(cè)、InSAR、GPS、光纖監(jiān)測(cè)、水準(zhǔn)測(cè)量等空天地協(xié)同監(jiān)測(cè)手段得到廣泛應(yīng)用,基本形成了地面沉降調(diào)查、監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)和防治技術(shù)方法體系。
(4)建立了淺層地溫能地質(zhì)學(xué)理論。自2006年以來(lái),先后出版發(fā)行了《中國(guó)淺層地溫能資源》(衛(wèi)萬(wàn)順等, 2010)、《淺層地溫能資源評(píng)價(jià)》(衛(wèi)萬(wàn)順等,2010)、《北京淺層地溫能資源》(北京市地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局等,2008)三部專著和20余篇論文,創(chuàng)立了淺層地溫能地質(zhì)學(xué)理論。
(5)地下空間探測(cè)評(píng)價(jià)理論初現(xiàn)。李曉昭等開展了城市地質(zhì)環(huán)境及地下空間的協(xié)同發(fā)展利用研究(LI Huanqing, 2013),評(píng)價(jià)了蘇州等城市地下空間的適宜性(LI Xiaozhao,2012,2016)。張茂省等提出了基于負(fù)面清單的城市地下空間資源潛力評(píng)價(jià)原理與方法,從限制因素、約束因素和影響因素的空間分布、現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)、危害方面對(duì)西安市地下空間資源潛力進(jìn)行評(píng)價(jià)并提出對(duì)策建議。倪化勇等梳理了影響成都市地下空間綜合利用的資源環(huán)境要素,提出了橫向分區(qū)、豎向分層的開發(fā)利用建議,編制了服務(wù)地下空間利用的城市地質(zhì)圖集(倪化勇等,2017)。
(6)大數(shù)據(jù)共享及云技術(shù)應(yīng)用條件基本具備。上海市通過(guò)資源環(huán)境信息采集與共享機(jī)制,建立了上海城市資源環(huán)境綜合信息系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了地上地籍、地下地籍、地質(zhì)圖“三位一體”管理,并將其接入了上海市的共享服務(wù)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了多部門地質(zhì)資料的統(tǒng)一整理和共享(陳華文,2010)。中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局發(fā)布了國(guó)家地質(zhì)大數(shù)據(jù)共享服務(wù)平臺(tái) “地質(zhì)云”,提供地質(zhì)信息一站式云端共享服務(wù),城市地質(zhì)也是其中的一部分(中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局,2017)。
近幾十年來(lái),中國(guó)城市地質(zhì)工作取得了豐富的成果,但與新時(shí)代城市發(fā)展對(duì)地質(zhì)工作的要求相比,還存在理念落實(shí)不夠、體制機(jī)制不夠完善、尚未形成獨(dú)立的學(xué)科、工作內(nèi)容不完全適合、精細(xì)化探測(cè)及三維建模技術(shù)不成熟等問(wèn)題。
(1)先進(jìn)理念落實(shí)不夠。五大發(fā)展理念以及以人民為中心、人地和諧共生、主動(dòng)超前服務(wù)城市發(fā)展等理念在城市地質(zhì)工作體現(xiàn)不夠。
(2)體制機(jī)制不夠完善。除上海等極少數(shù)城市外,規(guī)劃、建設(shè)、國(guó)土等部門分設(shè),尚未建立與新時(shí)代城市地質(zhì)工作相適應(yīng)的的城市地質(zhì)工作體制,導(dǎo)致城市地質(zhì)調(diào)查與城市規(guī)劃結(jié)合不緊密;缺乏城市地質(zhì)工作的規(guī)范性文件,尚未將城市地質(zhì)工作納入城市管理主流程,城市地質(zhì)工作經(jīng)費(fèi)沒有納入城市財(cái)政預(yù)算;城市地質(zhì)工作缺乏統(tǒng)籌部署,缺乏城市地質(zhì)信息資料匯交共享機(jī)制和持續(xù)動(dòng)態(tài)更新機(jī)制。
(3)尚未形成獨(dú)立的學(xué)科。目前仍停留在運(yùn)用基礎(chǔ)地質(zhì)、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、巖土工程、環(huán)境地質(zhì)、地球化學(xué)及地球信息科學(xué)等理論技術(shù)方法來(lái)解決城市發(fā)展中的地質(zhì)問(wèn)題,尚未形成獨(dú)立的地學(xué)與城市學(xué)交叉的城市地質(zhì)綜合性學(xué)科,沒有建立完整的城市地質(zhì)理論與技術(shù)方法體系。
(4)工作內(nèi)容不完全適合。由于未形成地學(xué)與城市學(xué)交叉的城市地質(zhì)學(xué),導(dǎo)致城市地質(zhì)工作側(cè)重地質(zhì)思維,不能精準(zhǔn)服務(wù)于城市規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)行、管理的各個(gè)流程,使得城市地質(zhì)調(diào)查與城市發(fā)展需求不一致,調(diào)查評(píng)價(jià)結(jié)果實(shí)用性較差。
(5)精細(xì)化探測(cè)技術(shù)不成熟。常規(guī)的地球物理勘探方法,在城市多場(chǎng)干擾環(huán)境下,難以精細(xì)化精準(zhǔn)地探測(cè)地質(zhì)結(jié)構(gòu)和地下空間。
(6)三維建模技術(shù)不成熟。各行業(yè)及行業(yè)內(nèi)部都在各自為政,低層次重復(fù)開發(fā),尚未研發(fā)出行業(yè)公認(rèn)的、可在全國(guó)推廣應(yīng)用的、功能強(qiáng)大的城市三維地質(zhì)建模技術(shù)和平臺(tái)。
當(dāng)前全球性的城鎮(zhèn)化具有兩種不同的發(fā)展趨勢(shì),一種是隨著交通和信息網(wǎng)絡(luò)的不斷擴(kuò)大和便捷,讓城市居民不必僅僅生活在城市的核心區(qū),而是向城市周邊進(jìn)行擴(kuò)展,帶來(lái)人口的遷移和產(chǎn)業(yè)的疏散;另一種趨勢(shì)則是隨著經(jīng)濟(jì)全球化程度的不斷加深,大城市擁有更多的發(fā)展機(jī)會(huì),從而出現(xiàn)城市聚集的現(xiàn)象,表現(xiàn)為更多的人和良好的資源都聚集大城市,使大城市,甚至超大城市數(shù)量進(jìn)一步增多(鄭永年,2017)。
到2050年,全世界城市人口總數(shù)將相當(dāng)于一個(gè)世紀(jì)前的全世界人口,整個(gè)世界將成為一個(gè)城市化的世界。屆時(shí)中國(guó)城市數(shù)量將到800個(gè),中小城市發(fā)展最為迅速,很多農(nóng)村將轉(zhuǎn)型為城市,或者成了附近城市的一部分,大量人口進(jìn)入城市生活。在城市規(guī)模不斷擴(kuò)大和大城市數(shù)量不斷增多的過(guò)程中(KOHLSTEDT, Kurt, 2015),若不處理好人地和諧共生問(wèn)題,就會(huì)出現(xiàn)過(guò)渡城市化問(wèn)題,或城市病,并面臨城市環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)和自然災(zāi)害(斯波特, 2017)。面向2050年的城市地質(zhì)工作充滿了前所未有的機(jī)遇和挑戰(zhàn),創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)是解決未來(lái)城市地質(zhì)面臨的各類問(wèn)題的唯一途徑。
(1)從哲學(xué)(SHANE Epting,2016)和中華理性思維的角度創(chuàng)新思考城市可持續(xù)發(fā)展與地質(zhì)生態(tài)安全問(wèn)題(JOSEPH E. Bunnell, 2004;SAMIRA
Tabasi, 2012; S.T.A. Pickett,2011),樹立創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享五大發(fā)展理念,以及以人民為中心、人地和諧共生、城鄉(xiāng)融合、主動(dòng)超前服務(wù)等新理念,并落實(shí)到城市地質(zhì)工作的方方面面和各個(gè)環(huán)節(jié),促進(jìn)綠色、文明、宜居、智慧城市建設(shè)(NIKOLAI Bobylev,2009)。
(2)創(chuàng)新與城市發(fā)展要求相適應(yīng)的城市地質(zhì)管理體制和工作機(jī)制。改革和捋順城市地質(zhì)管理體制,出臺(tái)相關(guān)規(guī)范性文件,將城市地質(zhì)工作納入城市規(guī)劃建設(shè)管理的主流程,實(shí)現(xiàn)城市地質(zhì)工作的統(tǒng)籌部署和經(jīng)費(fèi)保障。聚焦城市規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)行、管理過(guò)程中的重大地質(zhì)問(wèn)題,構(gòu)建中央引導(dǎo)、地方主導(dǎo)的多方聯(lián)動(dòng)機(jī)制(MARKER Brian,2015),分類推進(jìn)城市地質(zhì)調(diào)查評(píng)價(jià)工作。在“數(shù)字地球”、“智慧城市”、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)乃至人工智能的日益發(fā)展背景下,構(gòu)建城市地質(zhì)信息資料匯交共享機(jī)制和持續(xù)動(dòng)態(tài)更新機(jī)制,提升城市地質(zhì)工作服務(wù)新時(shí)代城鎮(zhèn)化建設(shè)的能力和水平。
(3)創(chuàng)建城市地質(zhì)學(xué)科和城市地質(zhì)專業(yè)隊(duì)伍。構(gòu)建地質(zhì)學(xué)與城市學(xué)交叉的獨(dú)立的城市地質(zhì)二級(jí)學(xué)科,形成完整的城市地質(zhì)理論與技術(shù)方法體系。在大學(xué)設(shè)立城市地質(zhì)專業(yè),培養(yǎng)城市地質(zhì)專業(yè)人才。在國(guó)家和地方相關(guān)機(jī)構(gòu)分別設(shè)立城市地質(zhì)調(diào)查和研究部門,建立城市地質(zhì)專業(yè)隊(duì)伍,創(chuàng)建城市地質(zhì)科技創(chuàng)新平臺(tái)。
(4)拓展城市地質(zhì)調(diào)查評(píng)價(jià)內(nèi)容,全方位精準(zhǔn)支撐服務(wù)國(guó)土空間規(guī)劃。指導(dǎo)理論從地球科學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)榈厍蛳到y(tǒng)科學(xué);工作區(qū)范圍從城市規(guī)劃建設(shè)區(qū)拓展到整個(gè)城市群,甚至其所在的自然單元;服務(wù)對(duì)象從服務(wù)城市規(guī)劃建設(shè)轉(zhuǎn)變?yōu)榉?wù)城鄉(xiāng)融合,城鄉(xiāng)一體化的國(guó)土空間規(guī)劃建設(shè),涵蓋了服務(wù)小城鎮(zhèn)建設(shè)和鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略,構(gòu)建以城市群為主體、大中小城市和小城鎮(zhèn)協(xié)調(diào)發(fā)展的城鎮(zhèn)格局(張孝德,2014);調(diào)查內(nèi)容從綜合地質(zhì)調(diào)查轉(zhuǎn)變?yōu)榈叵屡c地上空間協(xié)調(diào)利用條件調(diào)查、多門類自然資源綜合調(diào)查、生態(tài)環(huán)境問(wèn)題調(diào)查及地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查;評(píng)價(jià)內(nèi)容從綜合地質(zhì)評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)變?yōu)樽匀毁Y源及其開發(fā)利用程度、地質(zhì)環(huán)境安全條件、國(guó)土空間適宜性、資源環(huán)境承載力能力評(píng)價(jià),更加注重資源環(huán)境問(wèn)題的快速識(shí)別與資源環(huán)境承載能力的智能評(píng)價(jià),及時(shí)調(diào)整和優(yōu)化國(guó)土空間規(guī)劃,推動(dòng)資源協(xié)同利用和城市綠色發(fā)展。
(5)創(chuàng)新城市干擾環(huán)境下精細(xì)化探測(cè)技術(shù),破解大城市面臨的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)和自然災(zāi)害。創(chuàng)新地球物理、鉆探、遙感、監(jiān)測(cè)等精細(xì)化探測(cè)技術(shù)方法,在城市多場(chǎng)干擾環(huán)境下,精準(zhǔn)獲取地質(zhì)結(jié)構(gòu)和地下缺陷信息,支撐服務(wù)城市地下空間開發(fā)和安全利用。密切關(guān)注新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)活躍、地震發(fā)育的城市群和大中城市,加強(qiáng)地質(zhì)環(huán)境綜合監(jiān)測(cè)和預(yù)警研究,加強(qiáng)區(qū)域工程地質(zhì)或地殼穩(wěn)定性研究,規(guī)避在發(fā)生突發(fā)地質(zhì)災(zāi)害時(shí)造成的巨大人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。
(6)打造全球通用的三維建模技術(shù),支撐引領(lǐng)智慧城市建設(shè)。各國(guó)都在研發(fā)三維地質(zhì)建模技術(shù),但目前尚無(wú)國(guó)際公認(rèn)的城市三維地質(zhì)建模技術(shù)和平臺(tái)。全球化需要領(lǐng)頭羊和領(lǐng)導(dǎo)者,未來(lái)的美國(guó)和西方國(guó)家城鎮(zhèn)化業(yè)已完成,在城市地質(zhì)方面不再扮演領(lǐng)導(dǎo)者,中國(guó)有動(dòng)力,也有能力作為領(lǐng)導(dǎo)者研發(fā)全球通用的三維地質(zhì)建模技術(shù),為世界提供全球公共品(鄭永年,2017),支撐引領(lǐng)未來(lái)國(guó)際智慧城市建設(shè)。
(1)中國(guó)城鎮(zhèn)化治理政策經(jīng)歷了從重視工業(yè)建設(shè)忽視城鎮(zhèn)化建設(shè),到明確提出城鎮(zhèn)化戰(zhàn)略的轉(zhuǎn)變。與城市發(fā)展階段相對(duì)應(yīng)的城市地質(zhì)可劃分為4個(gè)階段:起步階段的專項(xiàng)調(diào)查階段(1950~1978)、擴(kuò)容階段的水工環(huán)調(diào)查階段(1979~1999)、快速發(fā)展階段的綜合地質(zhì)調(diào)查階段(2000~2017)、提質(zhì)階段的多要素城市地質(zhì)調(diào)查階段(2018~2025)。
(2)多要素城市地質(zhì)調(diào)查就是以空間、資源、環(huán)境、災(zāi)害等要素為調(diào)查內(nèi)容,以城市群、大中城市及小城鎮(zhèn)多層次需求和問(wèn)題為導(dǎo)向,服務(wù)規(guī)劃、建設(shè)和運(yùn)行、管理全過(guò)程的新型城市地質(zhì)調(diào)查。
(3)當(dāng)代城市地質(zhì)工作具有5個(gè)特點(diǎn):在理念上從被動(dòng)型轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)服務(wù)型,在工作機(jī)制上從地礦獨(dú)攬型轉(zhuǎn)變?yōu)槎喾铰?lián)動(dòng)型,在調(diào)查內(nèi)容上從單一要素調(diào)查向多要素綜合性調(diào)查轉(zhuǎn)變,把科技創(chuàng)新提到了空前的高度,從業(yè)人員數(shù)量和所涉及的專業(yè)大幅增多。
(4)當(dāng)代城市地質(zhì)研究5個(gè)主要進(jìn)展:城市地質(zhì)專業(yè)已經(jīng)成為地學(xué)領(lǐng)域的熱門方向,初步形成了城市地質(zhì)調(diào)查技術(shù)方法體系,地面沉降監(jiān)測(cè)預(yù)警取得重要進(jìn)展,建立了淺層地溫能地質(zhì)學(xué)理論,地下空間探測(cè)評(píng)價(jià)理論初現(xiàn)。
(5)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)是解決未來(lái)城市地質(zhì)面臨的各類問(wèn)題的唯一途徑。樹立五大發(fā)展理念,以及以人民為中心、人地和諧共生、城鄉(xiāng)融合、主動(dòng)超前服務(wù)等新理念,促進(jìn)綠色、文明、宜居、智慧城市建設(shè)。創(chuàng)建地質(zhì)學(xué)與城市學(xué)交叉的城市地質(zhì)學(xué)科,形成完整的城市地質(zhì)理論與技術(shù)方法體系,建立城市地質(zhì)專業(yè)隊(duì)伍。拓展城市地質(zhì)調(diào)查評(píng)價(jià)內(nèi)容,全方位精準(zhǔn)支撐國(guó)土空間規(guī)劃。創(chuàng)新城市干擾環(huán)境下精細(xì)化探測(cè)技術(shù),精準(zhǔn)獲取地質(zhì)結(jié)構(gòu)和地下缺陷信息,密切關(guān)注新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)活躍、地震發(fā)育的城市群和大中城市,加強(qiáng)地質(zhì)環(huán)境綜合監(jiān)測(cè)和預(yù)警研究,破解大城市面臨的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)和自然災(zāi)害,規(guī)避在發(fā)生突發(fā)地質(zhì)災(zāi)害時(shí)造成的巨大人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。打造全球通用的三維建模技術(shù),為世界提供全球公共品,支撐引領(lǐng)未來(lái)國(guó)際智慧城市建設(shè)。