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关于城市生态地质环境的研究 第六图书馆 本文对城市生态地质环境的内涵、现状及其调查工作的内容作了科学的阐述,并提出了改善和保护城市生态地质环境的6项具体方针和 建议。本文对城市生态地质环境的内涵、现状及其调查工作的内容作了科学的阐述,并提出了改善和保护城市生态地质环境的6项具体 方针和建议。生态地质学 生态地质环境 城市 环境保护湖南地质董和金湖南省地质矿产勘查开发局,湖南长沙2000第六图书馆 f l ,g o -a -o ／ 第 1 9 卷第 ， 期 vo i ． 1 9 N o 3 G c i 湖 南 地 质 HUNAN GEOLOGY 2 0 0 o年 9 月 S e p t 2 0 00 文 章 编 号 1 0 0 1 --4 7 5 6 2 0 0 00 3 --0 1 41 -- 0 5 关 于城 市 生态地 质 环境 的研 究① 董和盒 湖南 省地质 矿 产勘蚕 弄夏 鬲■．湖南 长沙 4 1 0 0 1 1 了改善扣保护城市生态地质环境的6 项具体方针和建议． ． 、， 毽 D X3 2X1 4 ；X2 4 ；X3 2 ； A r u 、 I _ 。 _ _ - _ _ 一- - - _ _ - ‘ 。 一 1， ■ ， 中 文献标识码 l ‘0 __ 一- ●一 ■ 1 城市 生态地 质环境的认 识 首先 ，要 弄清 生态地质 环 境的 内涵 生态 地质 学作 为- f ] 学科最 早 出现在3 0 年 代 泰 勒 曾把 “ 生态 地质学 定义 为 “ 作 为环境 系 统构 成 部分 和 生物 圈 的物质 基础 的地 质 圈及其 在 自 然 和人类 活 动成 因因素 影响下 所 发展变 化 的科学 ”。这～ 定义 ，较 为准确 地界 定 了生 态地 学 涉及的研究内容，主要包括3 个方面其一是把岩石圈各种形态构成的地质环境作为环境系 统 的重要组成部分，它不只是把地质环境纳入环境系统的重要构成 内容 ，更重要的是把与 自然 和人类活动具有重要作用和价值 的地质环境作为生态环境学科研究的重要内容 ．开拓 了环境 科学的新境界 其二是指出了生态地质环境并非岩石圈的全部，而是将作为生物圈物质基础 的所有组成部分作为研究的主要 内客 ；其三是界定了上述研究对象在 自然和人类活动等因素 影响下发生的变化。作者认为，生态地质学是生态学与地质学互相交叉 、互相补充的一 门边 缘 学科 ，是 研究 地球 表层对 生物 圈的发 生 和发展 产生 影 响 的岩 石圈 、土壤 圈 、水 圈、 大气 圈 的基本特征和变化规律的科学。为给人类生存创造一个最佳的生态环境 就必须把人类置于 生态地质环境研究的中心，研究人类活动与 自然环境 问题 的生态平衡。因此，地学工作者应 义 无反顾地 把地球及岩石 圈这个地质学研究的主体变成保持人类与生态环境协 调发展 的客 ；把矿产资源 的勘查开发改变为在保护中开发 ，在开发中保护；把生态地质环境的改善作 为人类赖 以生存发展的特殊要求，对生态地质环境进行调查研究和保护，以全面提升2 l 世纪 的环保质 量 。 其次 ，要认 识生态地质环 境的现 状，特 别 是城 市生态地 质环境 的现状 。 研究生态地质环境要把人类置于中心地位，而城市又是人类最集 中的生产和生活 的聚集 区。未来世界都市化已成为主导思潮，半个世纪前全球3 0％人口居住在城镇 ，现接近5 0％， 2 0 1 5 年将达 J 2 ／ 3 。城市 人 口的增长 比乡村快2 ． 5 倍 。因此研 究人类 生态 地质 环境要 先从城 市 生 态地质环境 开始 众所周知，自然资源、劳动和资本，是社会发展的3 个基本要素 。自然资源是社会发展 的 物 质基 础 在 自然 资源 中 ，矿业 与农 业又 是 为人 类生 存 与发 展提 供物 质 保证 的 两大 基 础 产 收稿 日期2 0 0 0 -- 0 3 --2 0 恬 订 日期 |2 ∞00 4 一 l 1 作者简 介董和叠，男．原期 南省地质矿产厅厅长．教授纽高工．在地质、矿产及地质环境研究等方面颇有逮树 中国c N 砧网上研究院专题特聘专家 ， ①本文系作者据其在1 9 9 9 年1 2 g 日召开的全省地质灾害防治学术研讨会上讲演经修改而成 ． ， i 一右 维普资讯 第六图书馆 嘲南地质 第 l 9卷 业 目前我国大约9 5％以上 的一次性 能源、8 O％以上的工业原料 、7 O ％以上 的农业生产 资 料 、3 0％ 以上的 农 业用 水 和饮 用水 ，均取 自于 矿产 资源 。人类 大量地 不台 理 地开发 以至掠 夺 矿产资源 ，使人类社会的发展 与 自然界的发展失调 资源与环境遭到严重破坏 而城市的生 态环境恶化首当其冲 具体表现在 大气污染。矿物原料的冶炼和高碳能源的长期使用，造成有害气体和过量的二氧 化 碳 等温 室气 体 的排放 ，这是 空气污 染和 全球 变暖 的主要 原 因。据 报导 ，1 9 9 0 年 全世 界 二氧 化 碳排放量达5 9 亿吨 ，当时全球最大的污染源是美国， 占全球二氧化碳排 放量的2 3％；到1 9 9 6 年全球二氧化碳排放量增加到6 2 ． 5 亿吨，其中美国比1 9 9 0 年增加3 ．3％．欧洲和 日本增加6 ％； 到1 9 9 7 年全球二氧化碳排放量进一步增加到6 3 ．6 亿吨 。据世界气象组织2 】0 0 l l 5 在 日内瓦 发布 的 公报称 ， 从 l 9 世 纪末 到 2 0 世纪末 的 1 0 0 年 中 ，全球 年 平均 气 温 上升 了0 ． 7℃ 由于全 球 气温升高 加快了冰雪的溶化，导致海平面升高，研究人员估计全球平均海平面上升1 7 ． 8～ 9 9 t i n 其结果将会引起全球性的海浸 ，严重成胁海岸城市安全。另外，全球变暖、生态环 境 发生变化 打破 了生态平衡 ，过去 己灭绝的病菌又重新衍生，例如虐疾重新施虐 ，危及人类 生命安全。大气污染的另 一个严重 问题是酸雨。酸雨主要是以硫化物为主要原料 的有色金属 矿在冶炼过程 中 及含硫化物 黄铁矿、磁黄铁矿较高的煤炭在燃烧中向大气层排放大量 的硫而形成 的。湖南是有色金属之乡，冶炼厂 多，使用的燃料又主要是含硫 4 ％～5％高 的煤，因而长沙等地成为酸雨最为严重的地区。 地基下沉 。因为成群高层建筑物的建设 对地基压力加重 加之无节制、不讲科 学 地开采地下水 造成城市地面沉 降和塌 陷。沿海地区大城市普遍存在沉降问题 尽管沉 降的 速度不一 ，或者 当前还没有危及安全 但随着城市年 龄的增加，城市 地面沉降将是一大灾 难 。 严重缺水。城市缺水是世界各城市面 临的另一个难题 据了解中l 1 6 o o 多座城市中就 有4 0 0 ； 座城市缺水。因为工业和生活废水排放不达标造成我1 1 9 0％城市水域污染；因为废 水 排放管道渗漏和生活垃圾堆放不科学 腐水渗入地下造成地下水严重污染 城市本身缺水再 加地表水和地下水的污染 ，使城市缺水雪上加霜。 地震的威胁。据统计，全世界在2 0 世纪约有l o o 多万人死于地震灾害 其中绝大多数 是建在断裂带上的城市人 口 近几年发生的日本大坂地震 、美国加洲地震 、土耳其地震 、台 湾地震等 都是因断裂活动形成的地震 。专家们预测，2 l 世纪的前l ／ 4 期间 世界上将有3 座大 城市 人 口在8 0 0 万 上受到地震的成胁，死伤人数将可能达到3 O O 万人。 2 城市生态地质环境调查的主要内容 城市 基础地质 调查 城市生态地 质环境调查必须了解城市及毗邻区域 的基础她质情况 ，如城市所处的大地 构 造位置，区内的地层、构造 、岩浆岩的分布及地质发展历史等。 城市 附近矿 山地质调 查 主要了解矿种类型、矿床规模 、矿体分布范围以及矿床的潜在经济价值 ；了解矿 山水文 地质工程地质条件，查明其主要断裂的分布情况 ；了解矿 山开采方式 硐采或露采 ，开采 的现状及经济效益 了解矿床的有害组分，特别要了解废渣、废水、废气的排放 以及污染扩 散范围等资料。通过综台分析 ，决定矿 山是否继续开采 城市规划范围和布局如何避开矿 区 维普资讯 第六图书馆 第3 期 董 和金关于城市生态地质环境 的研 究 等 问题 。 生 态地质环 境资 源调查 地 质环境 资源包括 地貌景观 、 自然 地质遗迹 、 地质环境 资源进行 合理开 发和利用 。 城 市基础 稳定性调 查 城市稳定性研究是城市生态地质环境的重点 环 境。其调 查的 主要 内容 是 地下水 、地热 、矿 泉水 等 ，通过 调查便 于 对 建设一个城市必须有一个稳固的地质基础 1 对区域性地壳升降运动状况进行评价。通过景观地质地貌调查、区域物探资料分析 及大地测 量资料 ，分析判断该地区是稳定 区还是处在上升或下降期 这种评价对城市建设 和 扩展具有基础性的作用。 2区 内主要深 大断裂 和新构造 运动 的调查研 究 。新 型城市 的建设 要避开深 大 断裂和 新 构 造活动 区 ，以免受地震和 地裂之 灾 。 3 区内地质体的工程地质条件评价。城市要避开卡斯特和其它溶洞分布区 4 区内第四纪沉积物和近代松散沉积物 的研究，对其稳定性进行分类评价 。 5 对地质灾害进行调查评价，包括对 区内崩塌、滑坡 、泥石流进行预防性调查评价 。 另外对各种地质体可能形成的斜坡稳定性进行评价。 农业 地质调 查 各种地质体是土壤的母岩，对土壤的形成、发育以及土地的质量起着直接作用。应用 地 球化 学调 查 成果 ，分析 土 壤 的成 份 和微量 元素 的 分布 对城郊 农 作物 的耕作进 行 科 学 分区 ， 以及对改 良土壤 、合理施肥 包括微量元素的添加 提 出科学依据。对被污染的土壤提 出改 造 和绿化建 议 。 冰 资源调查 主要调查了解地表水丰水期，枯水期的流量、水质 ，防止城市水域的污染。同时还要调 查地下水源的情况，矿泉水以及地下热水的情况，并了解补给条件 以及水温 水质的变化 。这 种调查既有资源调查的属性，为开发利用提供资料，又有生态地质环境调查的属性 因为地 下 水量、水质 、水温 的变化 与地质环境有密切关联 ，用这些 资料可 以预 测地质环境的变化 。 人类活动和 自然作用对生态地质环境影响的调查 随着生产力的发展和经济建设规模的扩大，人类活动对生态地质环境的影响在一定的时 空范围内已超过 自然营 力的作用。例如围湖造 田、减小湖 区调蓄调洪能力是产 生洪涝灾害的 重要原 因 又如 建筑 水库 对 生态环 境所产 生 的 巨大 影响 还有 矿 山采空 区的 塌 陷 过 量开 采 地下水引起的地面沉降 人工切坡形成的崩塌、滑坡 选矿厂尾砂坝垮塌形成 的泥石流等 ， 都是人为作用造成的灾难 。当然 自然作用形成的地质灾害也是非常危险的 例如地壳上升 或 下沉造成湖容的缩小和扩大；山体 自然崩塌、滑坡 、泥石流、地震等对人类生存环境造成 的 威胁等等 。这都需要认真加以调查 ，对它们的成生和发展进行预测 并就如何防止地质灾 害 的发 生提 出治理意 见 。 3 关于改善城市生态地质环境的若干政策建议 3 ． 1 开展 以生 态地 质环境 为主要 内容 的国土资 源调查 开展以生态地质环境调查为主要内容的国土资源调查，就是将生态地质学的观点、知 识 维普资讯 第六图书馆 期南地质 第 1 9卷 和方法应用于国土资源调查中去，其主要方法为 l ， 2 5 万 生态 地质环境调 查 地矿 部 门 已完 成 的 1 ／ 2 0 万 区域地 质 调查 、1 ／ 2 0 万 水文地 质 工程 地 质 调 查、 1 ， 2 0 万 航空 磁 测 、 1 ／ 2 0 万 区域重 力测 量以及 各种 比例 尺专项 地质 矿产调 查的基础 上，按生 态地 质 环境 调查 的 要求进行实地补测、修钡 怖 资料收集整理，编制 1 ／ 2 5 万生态地质环境调查成果，并按人类生存 条件 的适宜 程 度和 环境指 标进 行 区域分 类 ，在 保 护城市 地质环 境 的前提 下 ，提 出 自然 资 源 台 理开发利 用 的方 略 。从湖 南的实 际情况来看 ， 当前要 规划 开展两 个地 区的1 ／ 2 5 万 生 态地 质环 境 调 查 一 是环洞 庭湖城市 生态地质 环境调查 ，该区包 括岳 阳 、长 沙、益 阳、常德 、石 门等地 ； 二是湘 江流 域城市 生态 地质 环境调 查 ，包括永 州、衡 阳、株洲 、湘谭 、长 沙、岳 阳等城 市 。开 展这两项 1 ／ 2 5 万 生态地质调查 ，对我 省经 济发展和生态 环境 的保 护 具有重要 的战略意义 l ， 5 万 ～ 1 ／ 1 0 万生 态地 质环境调 查 这种调查工作精度 比较高，以综台调查为主，辅 以专项勘查，针对性强。主要选择重要 的经济区、单个城镇及其结合带、国家重点工程、工业 园区等进行部署 应 以详细的地质调 查为基础，对区内水文地质、工程地质、环境地质、地质灾害、景观地质、地质环境资源 、 现代 自然 地质作 用和人 类工程 活动 等进行全 面的调查 、科 学 的分析 ，作 出客观 的评价 。 上述两 种 比例尺生 态地质 环境调查 成果 的表 达形式 ，可 从 以下几个 方面考 虑 1 编 制反映生态地质环境的综合图件，包括地质构造图、地下水分布图、工程地质分类图、土壤 和松散 沉积物 中有 害有益元素 分布 图等 ； 2 在 上述 图件 的基础 上 ，用生态学 的观 点编制 城 市布局现状及发展规划圈 3 综合性文字报告。 ， 3 ． 2 毗生态地质 环境 为基础 进行城 市规划 与布局 新城市 的建立和老城区的改扩建都要在了解地质环境 的基础上进行规划 。一是要 避 开深 太 断裂 和 新构 造运动 活动 区 ；二是 要 避开岩 溶发 育 区；三是 尽量避 开松 散沉 积物 较 厚 的 软基础 区 ；四是要确定 最 高水位 标高 ，固定 建筑 物都 必须 建在该标 高线 以上 城市规划要将生活区 含商业 区、教育与 高科技囿区、农业蔬菜基地 、工业区进 行分区规划，特别是工业区要与城市中心拉开距离。今后城市建设不要过度集 中，可用高速 通道 高速公路、高速铁路连接卫皇城区或瓜藤式城区 一一 城市建设、重要工业设施建设要依法办事，首先要进行地质环境调查、分析 、试 验 ，作 出可行性 评价 。在 可行性 评价的基础 上方 能进 行规划和建 设 。 3 ．3 实施绿色洁净矿产资源开发政策，大 力支持无污染矿产资源开发和深加工 城镇郊区矿产资源的开发必须 以保 护城镇 良好的生态环境为前提 ，实施绿色洁净资源 开 发政策，在确保城镇人 口居住环境质量的同时进行所需资源的开发 实施这一政策，可 以从 以下几 方面入 手 禁止污 染 环境 的矿产 资源 开发 ，关 闭城区及 附近地 区 的有污 染矿 山 。或 者制 定城 市 环保警戒线，限制矿山开采范围。要下决心关闭小而贫 的铁矿 、煤矿 、石灰石矿、水泥灰 岩 矿等 城市里的污染太户如水泥厂、洗煤厂、冶炼厂必须尽快撤 出城区，或居 民迁至安 全 区，两者权衡利弊而后定。 支持鼓励对海泡石、麦饭石、陶粒岩等非金属矿产的开发利用 海泡石可制作肥料缓 释 载体 以延长肥效 、改 良土壤 、提 高耕 地质量 ，有 明显 的增产效果 水稻 增长幅度8％～ l 2％， 棉花8 ％～l O％；它还能减少化肥对水体和空气的污染，是一种很有前景的环保产品。麦饭 维普资讯 第六图书馆 第3 期 董和金；关 于城市生态地质环境 的研究 1 4 5 石含有人体所需的有益组分，在医疗保健、食品加工等方面具有广阔的前景 陶粒岩可制作 轻质建筑 材料 。 以上3 种矿产 都是环保 型资源 ，应加大 开发利用 力度 。 规范建 筑用 砂 卵石 、花 岗石和 粘 土类 矿产 的开发 。此 类矿产 点 多面广 ， 无序乱 采 乱 挖现象严重 ，必须加以整顿，加强管理 ，强化规模经营。严禁乱采乱挖，破坏 山体景观 、耕 地、植被防止诱发崩塌、滑坡 、泥石流等地质灾害。 3 ． 4做 好城市地 下水 的开发与保护 工作 啥 理开 采 地下 水 。坚 决 防止 乱 打井 、乱开采 等 无序行 为 一 方面要 根据 地下 水 的 分 布 和赋存 部 位 ，进 行科 学 的布 井 ；另一方 面要 根据 地下 水补给来 源 和补 给速度 合 理确 定 开 采 量 ，做到有序地开采。 积极勘查和开发利用地下热水和天然饮用矿泉水资源，大力发展医疗保健 和旅 游 业，实行规模化经营，提高生产经营的科技水平，实施名牌战略，形成产业化 。 防止 地 下水 污染 。这 是城 市 生态地 质环境 保 护 的主要工 作 。一是在 开采 地下 水 时 要 分层 开 采 ，采 取 隔水 措 施 防止 地 表 潜 水 、 多层 地 下 水 互 相通 过 钻孔 贯 通 ，产 生 地 下 水 污 染 ；二 是 科 学选 择 城市 垃 圾 堆放 场 址 ，先 进 行 环境 地 质 评 价 ， 了解堆 放 基 地 的地 质 构 造 分 布 、岩层 的渗透 性 ，采取 隔离 措施 ，防 止腐 、污水渗 入 地下 ；三 是 城市 污水 一律 实行 管 道 排 放 ，防止 管道破裂 、污水渗入 地下 水 确保城市 地下水洁 净 。 3 ． 5 改 善城 市 能源 结构 和推 广使用轻 质环保建 筑材料 现 代城 市能 源结 构 要向低 碳化 发展 居 民生活 燃 料应全 部改 为气体燃 料 单 位及 工 业燃 料要尽量少用或不用含硫的煤 城市建筑材料也要进行结构性调整，要推广轻质建筑材料， 如 用 陶 粒 制砖 、用 石 膏扳 做墙 体材 料 。这 样 既 可减 少 农用 土 的损 失 ，又 可 减轻 建筑 物 的 重 量 另外 ，要提倡使 用绿色建 筑材料 3 ． 6 通 过立 法保护城 市 生态地 质环境 保护城市生态环境是一项系统工程 涉及到各家各户 各行各业，涉及的学科、领域很 广 ，涉及的法律法规很 多。因此从保护城市生态环境的特殊地位和作用 出发，我省应在全 国 性法律法规的涵盖下，结合城市生态环境的特 殊性 ，制定地方性的 城市生态环境 保护 条 例 。该条例应吸纳土地法、矿产资源法、水法、环境法 、森林法、草原法、野生动物保护 法等法规 中的有关条款 增加和突 出保护城市生态环境的条款 使城市规划、科学排污、防 止 地 下水资 源污 染 、防 治地质灾 害等保 护城 市生 态地质 环境 的工作 有法 可依 ，用 法律 法 规 规 范人们 保 护生 态环 境 的行 为 RESEARCH 0F CI TY ECo． GEOLOGI CAL ENVI R0NM ENT DONG H e - j i n Hu n a nB u r e a uo f Ge o l o g y a n dMi n e r a l R e s r c e s E x p l o r a t i o n a n d De v e l o p me n t ， C h a n g s h a H u n an 4 1 0 0 1 1 ， C h i n a Abs t r a c t Th i s p a p e r s c i e n ti fic a l l y e x p o u n d s t h e c o n n o t a ti o n ,p r e s e n t s i t u a t i o n a n d s u r v e y c o n t e n t o f the c i W e c o g e o l o g i c a l e n v i r o n me n t ，a n d p u t s f o n v a r d s 6 p r i n c i p l e s o f t h e c o n c r e p o l i c i e s a n d s u g g e s t i o n h o w t o i mp r o a n d p r o t e c t the c i b e c o - g e o l o g i c a I e n v i r o n me n t Ke y wo r d s Ec o - g e o l o g y Ee o - g e o l o g i c a l e n v i r o nm e n t ； P r o t e c t ； P o l i c y a n d s u g g e s t i o n 维普资讯 第六图书馆