城市地质学初步探讨

城市地质学初步探讨

胡经国

城市地质学是研究城市区域与城市规划、建设和管理有关的地质条件、地质资源和地质问题，为城市规划、建设和管理服务的一门地质学边缘学科。它是在近几十年特别是近二、三十年来，城市地质工作实践和理论研究的基础上逐步形成和发展起来的一门新兴学科。

地质学的实际应用和理论研究从非城市区域向城市区域的发展，是城市地质学形成和发展的内在原因，也是地质学发展的一个必然趋势。世界范围内城市化进程的加速，城市在经济和社会发展中的地位和作用的提高，是城市地质学形成和发展的主要外因和巨大动力。当然，人们在城市规划、建设和管理等方面的经验教训，人们对于地质事业乃至整个经济建设的指导思想，是影响城市地质学形成和发展的重要因素。

城市地质学的研究对象是城市区域。它主要研究城市区域内与城市规划、建设和管理有关的地质条件、地质资源和地质问题。具体而言，其主要研究内容是：⑴、城市区域地质、水文地质和工程地质条件的勘察、评价和研究；⑵、城市区域地质资源，主要是矿产资源、地下水资源、能源资源、建筑材料资源、旅游地质资源等的普查、勘探和开发利用；⑶、城市区域环境地质，包括环境水文地质和环境工程地质以及地质灾害的勘察、监测、预测预报和防治。与之相关的研究内容还有：城市区域地球化学场的分布及其与人类活动的关系；城市区域土壤地质；国土规划与整治；城市地质研究方法；城市地质资料数据库的建立、管理和使用等。

城市地质学涉及到众多的学科领域。但就地质科学而言，它涉及到了基础地质、水文地质、工程地质、环境地质、矿产地质、旅游地质、地质测量（地质制图）、地质勘探、地球化学、地球物理、遥感地质等许多地质学科。因此，城市地质学具有高度的综合性和渗透性。同时，城市地质学可以广泛地应用于城市的规划、建设和管理以及城市的经济发展和人民生活，具有广阔的服务领域和发展前景。

城市地质学的基本任务是，勘察、评价和研究城市区域的各种地质条件、地质资源和地质问题，为城市规划、建设和管理提供地质资料和依据，为城市经济和社会发展以及人民生活服务。其目的在于保证城市规划、建设和管理的经济合理、安全可靠和顺利运转，确保城市功能的不断完善和充分发挥，确保城市在整个经济建设中的主导作用的充分发挥，以适应现代化建设的需要。可见，城市地质学的理论和应用研究，对于城市经济和社会的发展具有十分重要的意义。加强城市地质学的理论和应用研究是当今地质工作者面临的一项重要而迫切的任务。

城市地质学的研究方法是多种多样的。它广泛采用传统的地质方法以及现代的技术方法和手段。其主要研究方法有：城市地质制图、钻探、物探、化探、遥感和计算机技术等。

城市地质制图或曰城市地质测量，是城市地质研究的基本方法。它是指1∶50000大比例尺城市区域基础地质调查，即1∶50000大比例尺城市区域基础地质系列图的编制。这是进行整个城市地质研究的基础。对于大中城市，特别是对于经济中心城市尤为重要。在具体做法上，可以超前进行，也可以与其它专门性地质工作同步进行。城市地质图大体上可分为城市区域地质图、城市水文地质和环境水文地质图、城市工程地质和环境工程地质图、城市矿产地质图、城市旅游地质图、城市地质灾害地质图等。例如，武汉市的一套完整的1∶50000城市地质系列图，包括7种图件及其说明书。它们是：武汉市地质图、基岩地质图、地貌及第四纪地质图、矿产资源图、水文地质图、工程地质图和航空磁测图。1∶50000图幅共11幅，总面积370平方公里。这套城市地质系列图为武汉市的城市规划和建设提供了重要的基础地质资料，为城市环境保护、监测和地质灾害防治提供了科学依据。值得指出的是，编制反映城市各种地质条件及其数量、质量特征和动态变化的各种专门地质图，已成为城市地质制图的一个重要发展方向。它标志着城市地质制图已开始从定性阶段发展到了定量阶段。

钻探工程在城市规划、建设和管理的各个阶段，在城市地质研究的各个领域，都有着广泛的应用。它是城市地质研究最常用、最重要的方法和手段。其中，主要是水文地质钻探、工程地质钻探、矿产地质钻探和灾害地质钻探等。

城市物探包括重力、磁法、电法、地震、放射性等地面、空中和井下的各种测量。它可以在城市规划、建设和管理的不同阶段发挥不同的作用。因此，城市物探可以分为区域性和开发性两种。区域性城市物探主要用于为城市规划布局服务的城市地质研究。开发性物探则主要用于为城市建设项目服务的城市地质研究。一般说来，区域性城市物探主要采用航空物探、重力、电测深等方法。开发性城市物探主要采用浅层地震、电法、测井和浅层剖面测量等方法，还可以有选择地采用磁法、放射性测量、地质雷达、表层微动测量和地温测量等方法。

城市化探主要用于城市区域地球化学和环境地质研究。它可以为城市区域地球化学环境背景值的确定，为城市环境地质研究和评价，为城市环境污染监测等提供资料和数据。特别是城市区域地球化学环境背景值的确定，是城市环境地质学和环境水文地质学的一项基础研究工作。它对于区域环境质量评价，环境污染预测预报，环境标准的制定，环境中元素迁移转化规律的研究，都具有重要的作用。从而，为城市经济建设的合理布局提供科学依据。常规的化探方法主要是岩石测定法（原生晕法）、土壤测定法（次生晕法）、分散流法（水系沉积物测定法）、水化学法、生物化学法和气体化学法等。目前，分散流法和次生晕法是化探的基本方法，原生晕法工作量也在逐渐增加。其余化探方法尚处于局部应用和试验阶段。

遥感技术是在距离地面几公里甚至上千公里的飞机、卫星或飞船上，使用光学、电子和电子光学仪器，不直接与研究对象接触，而对研究对象的特性进行测量的一种先进技术。用飞机进行的遥感称为航空遥感。用卫星或飞船等航天飞行器进行的遥感称为航天遥感或卫星遥感。遥感地质是应用遥感技术进行地质科学研究和探测地球资源的一门新兴地质学科。遥感技术应用于城市地质研究，为城市规划和建设服务，在我国尚处于试验阶段。但是，发展很快，已取得了不少成果。例如，在北京地区，已开始进行多学科的、多种航空遥感综合调查。它将为首都的规划和建设提供重要的科学依据。这种航空遥感综合调查，对其它城市特别是经济中心城市也很适用。目前，不少城市已经与地矿部地质遥感中心合作，开展以国土、环境和城市规划、建设为主的航空遥感综合调查。

计算机技术在城市地质研究中主要用于数值计算、数据处理以及地质资料数据库的建立、管理和使用等方面。它已越来越广泛地应用于城市地质研究。例如，江苏地矿局第一水文地质大队，曾经用短短三个月时间，用计算机处理了上百万个数据信息，确定出了常州市地下水资源调用的最佳方案。该方案包括在开采成本最低、电耗最小的条件下的最佳开采量和最佳开采水位方案。若按该方案实施，常州市地面不均匀沉降将得到控制，水资源不至于枯竭，水质也可逐步得到改善。计算机技术必将大大提高城市地质研究的效率、质量和水平。

城市地质学正在向着理论研究和实际应用两个方向发展。在理论研究方面，目前主要是系统总结和论述城市地质学的概念、内容、性质、任务和方法等，使城市地质学的科学体系更加充实和完善。在实际应用即城市地质工作方面，美国、瑞士、英国、苏联、加拿大和法国等许多国家，都有不同程度的发展。我国的城市地质工作虽然起步较晚，但是发展较快，取得了较大的成就。

1986年7月，全国城市地质工作会议的召开，标志着我国城市地质工作进入了一个新的发展时期。在新时期，我国城市地质工作的方针是：紧密结合城市规划、建设和现代化管理的需要，扩大服务领域，加强横向联合，依靠科技进步，不断提高城市地质工作的经济、社会和环境效益。今后，我国城市地质工作的主要任务是：⑴、城市区域基础地质调查。这是城市其它地质工作的基础。⑵、城市区域工程地质条件评价。它主要包括区域稳定性和岩土体工程地质条件评价两个方面。⑶、城市地质资源，除了矿产资源以外，主要是地下水资源、建筑材料资源、能源资源和旅游地质资源等的勘察、开发利用和保护。⑷、城市环境地质灾害的勘察评价、监测、预测预报和防治。要加强防范，避害趋利，提出科学的整治方案。⑸、针对目前我国正在进行城市总体规划和建设项目上得快的实际情况，要重点开展为城市规划服务的1∶50000城市区域综合地质系列图的编制，水文地质工程地质综合评价，以及国家和地方急需的重点工程的地质勘查和评价。

可以预期，随着现代化建设的发展和科学技术的进步，我国城市地质工作必将开创出新