第一篇城市地质工作现状
第一章国内外城市地质工作现状
第一节城市地质工作发展概述
城市是一个地区的政治、经济、文化和社会信息中心，人口、基础设施及工业与民用建筑相对集中。据统计，从全球看，目前超过54%的人口居住在城市，城市总人数已达39亿人。目前我国有超大城市7个、特大城市14个。城市人口数量在未来还会持续增长，到2050年全球城市人口将达到约64亿人。城市迅速发展的同时也带来了一系列环境问题和地质问题：人类生活和工程活动占用大量的土地资源；城市过量抽取地下水造成水位下降、水资源枯竭，引起地面沉降和岩溶塌陷；城市人口急剧增加导致大量废弃物产生，工业废水、生活污水、工业垃圾、建筑垃圾等造成严重的城市环境污染，甚至产生采空区的地面塌陷、地裂缝、滑坡、崩塌、泥石流等自然灾害。需解决的城市地质问题越来越多，直接制约了城市的可持续发展和城市化进程。因此，如何做好城市地质工作以解决城市地质问题或城市灾害问题，已成为保障城市安全与社会经济可持续发展亟待解决而且必须解决的问题。目前，世界多地正积极开展城市地质工作，以协调和缓解城市经济开发、空间开发等与地质环境载体之间的矛盾，降低城市地质问题和城市地质灾害对城市安全与社会经济可持续发展的影响。
城市地质工作是城市规划建设的重要基础，贯穿于城市运行管理的全过程，其根本任务是研究各种地质要素对城市发展提供的资源、所施加的约束条件及城市发展对其产生的影响，以合理开发利用国土资源及有效防治城市环境污染和破坏，为城市的规划和建设管理服务。城市地质工作包括两方面：一方面是认识和合理开发利用现有资源和环境条件，特别是水资源和工程地质环境；另一方面是防治城市和居民生活造成的环境问题。城市地质工作已成为地质工作的重要发展方向，也是城市规划建设和经济社会发展的重要基础支撑。城市地质工作的主要目的是为城市的经济与社会发展服务，为城市规划、建设和管理提供具有科学性、针对性和实用性的基础资料和对策建议，*终达到城市建设与地质环境的统一。积极推进城市地质调查工作，从而汇总集成地质调查、评价和监测预警资料，对提高解决城市重大资源环境问题的能力及提升城市综合竞争力等方面具有极大的推动作用。
1862年，奥地利地质学家EduardSuess编写的《维也纳市地质》，是城市地质的第一本学术专著。现代意义上的城市地质工作主要是在第二次世界大战以后发展起来的。*初，城市地质工作是以城市的公共卫生及城市发展规划为关注点开展的单主题地质填图工作，直到20世纪中期才陆续开展多主题综合性的城市地质调查与评价工作。
20世纪初，在加拿大皇家学会会议上有专家发表了关于地质对城市中心的意义和重要性的论文，探讨了加拿大东部主要城市的地质特征。
20年代末，德国出版了《特殊土壤图》，用于支持城市规划。第二次世界大战后，德国、捷克、斯洛伐克和荷兰等国实施系统的城市地质填图计划，对城市地区的土壤和岩石自然属性进行填图。
60年代末，工业化不断发展，城市中心和周边地区大规模废物处置造成的污染问题成为城市地质工作的重点，德国首次绘制了描述土壤潜力与限制的“地质潜力图”。后来，多哥、印度和印度尼西亚等国也采用了这套图件的编图方法。与此同时，美国的许多城市也出版了类似的城市地质图。
70年代，将城市地区地质数据及城市计算机系统的管理在图上进行展现的研究逐步开展。西班牙许多城市地区开展了用于城市规划的1︰2.5万的岩土填图工作。加拿大于1970年启动了一项计划，旨在开发能够对地球科学信息进行编辑、处理和显示的计算机系统，实现城市中心地区的有序和高效发展。70年代末，荷兰开展了土地复垦对地面沉降影响的研究。
80年代，城市地质工作的典型特征是电子自动化技术在主题填图中的应用。主题图的编制采用了定量化指标，并尽量简化图面内容，使非地质专业用户更易于理解图面信息，使规划者、决策者和工程师能更容易地获取这些主题图，并根据需要及时提取有用信息。这一时期，发展中国家特别是亚太地区有关国家的城市地质工作得到空前发展。
90年代，城市地质中地理信息系统（geographic information system，GIS）技术的应用和可持续的城市发展研究成为主流。主要体现在英国启动了“伦敦计算机化地下与地表（London computerization underground and surface，LOCUS）”项目和“陆地利用规划中的环境地质”项目。LOCUS项目以包含2万多份（现已近4万份）钻孔描述资料的数字化数据库为基础，采用具有强大功能的GIS与模型技术。
进入21世纪，各国的城市地质调查与研究工作得到蓬勃发展，如英国、希腊、比利时、加拿大、土耳其、斯洛伐克、莫桑比克等，“动态化、超前化”是发达国家城市地质工作新的特点。
近20年来，以英国、挪威、美国为代表的城市地质工作思路发生明显转变。一方面，注重以整体观点研究城市地质问题。城市地质工作从解决比较简单的规划建设问题深入到解决更为复杂的区域整体开发和决策问题。另一方面，实施全面保护城市地质环境、超前服务于城市可持续发展的战略。同时，在技术方法上，多学科、多目标、多种技术方法的交叉配合，也提高了城市地质工作的质量和效率，增强了解决实际问题的能力。
第二节发达国家城市地质工作现状与趋势
随着第二次世界大战后美国经济的高速增长及其后的城市扩张，大量的地质工作者开始开展对城市地质的研究工作。例如，20世纪60年代末至70年代，仅洛杉矶就有150多名地质学家从事城市地质研究工作。同期，Cities and Geology地质数据在加拿大城市规划和管理中的应用取得了突破性进展。至此，工业化国家更加关注城市中自然环境的改变和大量废弃物造成的污染，废弃物处理场的选址成为城市地质工作者新的研究领域。应用地球化学解决废弃物污染问题迅速成为一种发展趋势，*早在德国出现对土壤纳污潜力和污染容量极限的研究，生成“地质潜力图”来为城市规划服务。许多欧洲国家也开展了一些特殊研究，包括寻求*合适的方法在城市化地区的图件上展现地质数据。20世纪70年代末，以Kaye为代表的美国学者*早提出城市地质概念，认为城市地质工作有助于人们掌握城市下面的地质条件，对城市工程建设具有重要意义。2003年，Quaternary International编辑部出版的《新西兰和澳大利亚东部城市与第四纪地质》（Urban and Quaternary Geology，New Zealand and Eastern Australia）阐述了城市地质如何融入城市规划、土地利用、防灾减灾，指出城市空间布局和发展战略要适应地质资源和地质环境条件。2008年8月在挪威奥斯陆召开的第33届国际地质大会上，挪威国家地质调查局介绍了在奥斯陆地区开展的城市地质调查项目，主要研究内容有10个方面：氡灾害、地面沉降、城市土壤污染、地热、砂矿资源、地下水、矿产地质、基底稳定性与监测、地质教育、地质结构。Alaimo等（2000）用松针作为生物指示剂来研究意大利巴勒莫市土壤环境重金属污染情况。意大利罗马地区用电阻率层析成像技术探查未知地下空间或隧道。
21世纪开始，以整体观点研究城市地质问题的工作得以深化，以适当的指标体系定量表征城市地质质量，进而建立和健全相应的监测系统，并将其纳入城市环境总体管理的轨道。英国、德国、法国、美国、加拿大、日本等发达国家城市地质工作的基础好，城市地质调查和填图任务已基本完成，开始向广度和深度发展。“动态化、超前化”是近年来这些国家城市地质工作的特点。
现代城市地质工作有以下几个发展趋势。
（1）城市地质工作重心将倾向于已有地质数据的管理、更新与重构，构建城市三维或四维地质模型。发达国家已经完成国内大部分主要城市的城市地质工作，如英国已在40个城市开展了城市地质填图工作，目前倾向于针对各个城市已有数据的整理与三维模型化，构建城市地质数据库并进行更新、管理与维护，并在此基础上建立了全国尺度的区域性三维地质模型。
（2）城市地质数据与信息将倾向于地质模型结合已有的网络软件（如GoogleEarth）进行发布，并构建数据交流平台。采用已有的网络软件可让非专业人员在无须培训的情况下查询、缩放和选择地质数据与地学信息。通过构建数据交流平台，了解不同部门开展的相关工程活动，集成其他成果数据，吸收用户反馈意见，完善城市地质成果，提升各类地下数据及地质成果的可用性等。
（3）城市地质调查工作内容和服务对象在不断扩展，面临着解决地质成果应用服务机制的问题。城市地质所涵盖的内容是逐渐发展、动态变化的，其工作重点由*初的城市规划所需地质信息逐渐发展为囊括城市决策层在城市规划、发展、建设和管理过程中对地质资源利用、地质安全保障和地质条件优选等方面所需的系统的、全面的地质信息。然而伴随着城市地质数据与成果的丰富，如何让非专业的政府管理者及社会公众有效利用城市地质数据和成果将会是城市地质工作需要解决的难点。
（4）城市地质学术研讨、成果交流与项目合作等将得到进一步加强，国际社会组织在这方面将起到越来越重要的作用。在城市地质工作的开展过程中，国际社会组织通过实施研究计划、组织学术研讨、编撰城市地质专著等活动，促进了各国城市地质工作方法、成果等方面的交流，极大提升了城市地质工作在城市规划、建设和管理等过程中的有效应用，提高了城市地质工作的影响，对城市地质研究工作的发展起到了至关重要的促进作用。伴随着世界各国城市地质工作的大力发展，国际社会组织将为学术研讨、成果交流与项目合作提供更多的契机。
第三节我国城市地质工作现状
我国的城市地质工作始于20世纪50年代，先期进行了北京、西安、包头等城市供水水源地勘查、地下水开采及在这个基础上开展的地下水动态监测工作；20世纪60～70年代为满足大规模的城市建设和经济发展的需要，开展了各种比例尺的区域性和专门性的水文地质、工程地质、环境地质调查与评价工作；20世纪80年代以城市为中心的水文地质、工程地质、环境地质综合调查研究也全面展开，先后完成了80多个严重缺水城市地下水集中供水水源地的评价及京、津、沪等75个主要城市的水资源预测工作。工作区域从单个城市向国土综合开发区和大江大河流域发展，先后完成长江流域、黄河流域的环境地质调查和编图工作，至“七五”计划期末共完成130多个城市1︰5万区域地质调查；1990年地质矿产部地质环境管理司主编了《沿海主要城市水资源及地质环境评价》报告，对21个城市的水资源及地质环境进行了评价，这是我国首次对城市地质环境与地质资源环境所进行的较全面的论证工作，也是城市地质工作的一项系统工程。
1999年实施国土资源大调查以来，自然资源管理部门在城市地质调查方面主要开展了四方面的工作。
（1）完成了306个地级以上城市地质环境资源摸底调查。2004～2012年，开展全要素城市环境地质调查，初步查明了滑坡、崩塌、泥石流、地面沉降、水土污染、活动断裂、矿山地质环境问题等各类城市环境地质问题，摸清了地下水、地热能、矿泉水、地质景观等地质资源状况。
（2）完成了6个城市三维地质调查试点。2004～2009年，与上海、北京、天津、广州、南京、杭州等市政府合作，开展三维城市地质调查，系统建立了城市地下三维结构，建立了单位可视化城市地质信息管理决策平台和面向公众的城市地质信息服务系统。
（3）与地方政府合作，推广了试点地质工作经验。在总结试点城市地质工作经验的基础上，从2009年开始，采用部、省、市多方合作的模式，完成了福州、厦门、泉州、苏州、镇江、嘉兴、合肥、石家庄、唐山、秦皇岛、济南等28个城市的地质调查工作。
（4）以城市群为单元，推进了综合地质调查。2010年以来，为服务国家区域战略和主体功能区划的需求，组织开展了京津冀、长三角、珠三角、海峡西岸、北部湾
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