雄安新区地下空间资源开发利用地质适宜性评价

雄安新区开发作为千年大计、国家大事,地下空间资源的开发利用可促进新区高质量建设与可持续发展。通过层次分析法,建立了雄安新区地下空间资源开发利用地质适宜性评价指标体系,对雄安新区浅层、次深层、深层地下空间地质适宜性进行了评价。研究结果表明,雄安新区地下空间资源开发利用的地质适宜性评价指标可划分为五大类10个指标,主要影响指标为含水砂层、地面沉降、液化砂土、水土腐蚀性等;按浅层、次深层和深层将评价结果划分为适宜区、一般区和敏感区,其中适宜区和一般区总面积约占新区面积的80%,说明雄安新区地下空间资源开发利用地质适宜性整体较好。该评价结果为雄安新区高质量建设及可持续发展提供了可靠的技术支撑。

基于层次分析法的城镇建设适宜性评价——以京津冀为例

【研究目的】京津冀是工业化、城镇化高度聚集的世界级城市群。长期以来,京津冀地区人地关系矛盾突出,国土空间开发格局与资源环境空间布局匹配程度相对较低,需要科学全面的评价城镇建设适宜性和识别未来适宜城镇建设的潜力空间,以期为城镇开发边界划定、城镇用地集约节约高效利用提供科学依据和决策支持。【研究方法】本文基于“双评价”指南建立京津冀地区城镇建设适宜性评价指标体系,利用层次分析-加权平均综合指数法对该地区的城镇建设适宜性进行了评价。在此基础上,结合土地“三调”数据,按照优先生态保护、稳定耕地数量的原则,依次从城镇建设适宜区中扣除生态保护极重要区,自然保护地,现状湿地、城镇和基础设施建设用地、特殊用地等,识别未来适宜城镇建设的潜力空间。【研究结果】京津冀城镇建设适宜区面积123027.2 km^(2),占全区陆地面积的56.98%,一般适宜区面积45773.43 km^(2),占21.20%,不适宜区面积4850.16 km^(2),占2.25%,城镇建设适宜区潜力规模为4676.30 km^(2),河北张家口市和承德市城镇建设用地建设潜力较大,其次为保定市、唐山市和秦皇岛市。【结论】北京东部、天津西部、保定东南部、沧州南部-衡水东、邯郸东部地下水严重超采且存在地面沉降问题,建议结合地下水禁(限)采,有条件时适度优化调整土地利用方式。活动断裂带通过地段可能直接影响城市、交通等重大工程规划建设及运行安全,建议加强活动断裂带调查评价,采取避让活动断层或提高相应抗震设防等级等措施。

华北平原典型黏性土体固结特性的试验研究

针对华北平原地面沉降区衡水市漏斗中心分层标处所采土样,在其压缩固结试验基础上分析了典型黏性土体的固结特性,即压缩系数。根据黏性土结构、矿物成分及阳离子交换量的测试结果,得出黏性土的孔隙分维值、矿物质量分数与压缩系数呈正相关关系,阳离子交换量与压缩系数随埋深变化基本呈正相关关系。通过分析影响黏性土固结特性的内在因素和数量关系,阐明了黏性土物理化学性质对黏性土体固结特性的影响。

我国不同区域地质环境城市地下水防污性能分布特征分析

以近几十年来积累的地下水化学和水文地质资料为基础,对我国城市地下水防污性能进行了综合评价,分析了我国不同区域地质环境城市地下水防污性能分布特征及其形成原因,并提出了针对不同地下水防污性能等级的防污建议。

天津滨海新区供水结构及对策分析

天津是中国水资源短缺最严重的城市之一,人均水资源不足160 m3,仅占全国均值的6.9%,远远低于国际上600 m3的严重缺水警戒线,属重度缺水地区。而天津滨海新区又是天津市水资源最贫乏的地区,随着滨海新区建设的加速发展,对水资源的需求也越来越大,如何调整供水结构、保障水资源供给是滨海新区发展面临的重大课题。本文在论证天津滨海新区供水结构的基础上,根据滨海新区水资源条件和需求,提出了地表水、地下水、调水、再生污水、咸水利用、海水利用等多元互补性开发对策,以保障天津滨海新区发展的水资源需求。

基于遥感的潮白河中游冲积平原宏观沉积特征

将遥感技术与野外调查相结合,根据野外调查点中砂性土和黏性土在遥感影像上的反射光谱特征解译了潮白河中游冲积平原浅层沉积体的分布格局,利用钻孔岩芯验证了遥感解译结果,并综合面上和垂向规律分析了研究区的宏观沉积特征。结果表明:早期中低空间分辨率Landsat TM影像数据在识别地表岩性时效果较好,在B7(R),B4(G),B1(B)波段组合下砂性土与黏性土色调差异明显,颜色饱和度可以反映同种岩性粒度上的变化;利用钻孔浅层岩芯对遥感解译结果进行验证,两者基本一致;研究区表层沉积体自西向东可以分为右堤外河漫滩、现代河床、左堤外河漫滩、古河道和泛滥洼地5个沉积体,其中古河道发育深度浅,以透镜体形式存在,河床及其两侧河漫滩、河漫洼地在20 m以浅继承性发育,各沉积体随着河流的摆动此消彼长。

北京通州区潜水水化学特征及形成分析

通州区作为京津经济带的轴心,是北京市重要的粮食、蔬菜生产基地,其地下水是耕种及农村人畜饮水的主要来源。研究通州区地下水水化学分布特征及形成原因对合理开发和保护地下水资源,发挥卫星城市作用具有重要意义。本文在野外采样、测试化验的基础上,采用舒卡列夫分类法、Piper三线图、等值线图、离子比例系数等方法对通州浅层地下水化学特征及成因进行了系统研究,并采用模糊综合评价法和内梅罗指数法对潜水水质进行了评价。结果表明,(1)研究区潜水呈中-弱碱性,水化学类型以HCO_3-Ca·Mg(HCO_3-Ca·Na或HCO_3-Ca·Mg·Na)型水和HCO_3·Cl-Mg·Na(HCO_3·Cl-Na·Ca)型水为主,矿化度以0.5～1 g/L为主的淡水;(2)下水水化学成分主要受到岩性、地质地貌、气候和人为因素影响;(3)区内潜水主要为III级水,主要污染物为铵氮、硝酸盐氮、氟化物和砷。

基于粗糙集理论的雄安新区地下空间土体可利用属性重要性评价

地下空间的开发利用是新时代实现城市经济与社会、资源、环境可持续协调发展的必经之路。为了客观评价雄安新区土体可利用属性的重要性,基于粗糙集理论,探讨了雄安新区地下空间50 m以浅不同深度范围(0~5 m、5~30 m和30~50 m)内常见的工程类型以及土体可利用性的影响因素,并对土体可利用性的影响因素进行了重要性评价,得出了影响土体可利用属性的重要度和权重值。结果表明:(1)雄安新区地基土的工程地质性质总体良好,适宜大规模建设,但仍需关注人工填土层(杂填土、素填土)、软弱土层(淤泥质粉质粘土、软塑粉质粘土)、液化土层(粉土、粉细砂)、地下水位、坑塘等不良的工程地质特性;(2)得出了土体可利用属性的重要性排序:0~5m依次为地基承载力、杂填土厚度、粉土层厚度、砂土层厚度、坑塘分布、地下水位,5~30m依次为淤泥质层厚度、地下水位、粉土层厚度、砂土层厚度、地基土均匀性,30~50m依次为地下水位、砂土层厚度、粉土层厚度;(3)粗糙集理论能够客观地评价雄安新区地下空间土体可利用性,从知识表达系统中挖掘影响因素之间的内在规律,得到客观可靠精细的重要度和权重值,为雄安新区地下空间土体的开发利用提供了评价依据。

北京市通州区地面沉降特征与影响因素研究

受社会经济快速发展和城市规模迅速扩张,地面沉降已成为我国不少城市所面临的重要问题,严重威胁区域经济、环境和社会的协调发展。本文以北京市通州区为案例,基于2014~2018年43景Sentinel-1A/B降轨数据,利用PS-InSAR技术,结合高精度GPS数据,开展了通州地区地面沉降特征及其影响因素研究,可为城市规划和未来发展提供科学依据。研究结果表明,InSAR与GPS结果的相关系数高达0.98。应用水文地质和道路密度等综合数据集,结果表明研究时段内,平均地表位移速率为-101.5~+16.7 mm/a,其中沉降速率超过50 mm/a的城市面积为86.6 km^(2),约占研究区总面积8%。影响因素分析表明,典型断面永顺镇-永乐店镇(A—A’)和马驹桥镇-宋庄镇东(B—B’)上沉降速率和累积沉降量曲线的梯度在副中心规划区内变化较大,最大达到41.4 mm/(a·km),不均匀沉降现象较为严重。进一步研究发现,同深层地下水系统的水位变化相比,浅层地下水对地面沉降没有显著影响。地面沉降较为严重的区域可压缩层厚度都在100 m以上且处于不同厚度过渡带。路网密度的大小与地面沉降的严重程度呈明显的正相关关系。总的来说,影响地面沉降的主导因素为深层地下水位变化。本文研究成果可为通州地区地面沉降防控与机理方面提供理论依据和科学支撑。

首都副中心及重点区域地下水环境质量评价与问题成因

地下水作为京津冀地区重要的战略水资源和饮用水源,其超采问题和环境质量下降趋势一直未能得到有效遏制,严重危及区域饮用水安全与可持续发展。通州和廊坊北三县作为首都副中心以及首都功能疏解的重点区域,更是面临水资源短缺及质量下降的难题。为阐明人类活动影响下通州和廊坊北三县地下水质量状况,本次研究共采集了482组地下水样品进行测试分析,测试指标包含了无机常规指标以及挥发、半挥发性有机指标,共64项。评价结果显示,研究区地下水质量整体较差,深层地下水质量优于浅层;影响地下水质量的主要为常规无机组分,如溶解性总固体、总硬度、铁、锰、硝酸盐氮等,有机组分超标点较少。在此基础上,讨论了研究区内地下水质量主要影响指标的成因及来源,并提出区域地下水质量防控的对策建议。研究成果可为提升首都副中心及重点区域地下水环境质量管理水平、保障区域饮用水安全提供技术支撑。

平原区承压水上部弱透水层对NH_(4)^(+)、NO_(3)^(-)的阻滞能力分析研究——以北京市通州区为例

由于工农业经济快速发展引起的广大平原区浅部地下水不同程度污染已经成为比较普遍的问题。平原区深部的承压水因水质较好,往往成为当地供水的主要水源,因此其地下水保护至关重要。承压含水层上部的弱透水层在阻滞浅部污染物进入承压含水层的过程中起到极其关键的作用。本次研究,以华北平原典型区域通州区为例,以研究区水文地质单元为基础,结合钻孔资料获取的地层结构特征、岩性特征等,开展了潜水与承压水之间弱透水层对污染物阻滞能力的探索模拟研究,评价结果显示研究区弱透水层污染物阻滞能力西北部最差,自西北向东南呈现出先增强后减弱的态势。本次研究的思路和方法可为同类平原区弱透水层对污染物阻滞作用研究提供借鉴。

基于PSInSAR技术的山东半岛蓝黄交迭区地面沉降发育特征与影响因素识别

研究区位于山东半岛蓝色经济区和黄河三角洲高效生态经济区的交迭地带,区位优势明显。地面沉降灾害的发生对该区规划建设和港口防潮堤高程构成了威胁,因此,全面了解该区地面沉降的发育特征,尤其是掌握地面沉降的主要影响因素极其重要。前人在不同时段内应用GPS和水准测量方法对该区局部地段地面沉降开展了相应研究,但未对全区地面沉降状况进行分析评价,尚不能有效支撑区域规划建设及地面沉降防控管理。文章在前人研究基础上,基于PSInSAR遥感技术分析了该区地面沉降速率及其变化状况,并与水准测量成果进行了对比。认为多年来该区地面沉降现象明显,超过75%的区域发生了不同程度的地面沉降,在寿光—广饶交界处、寿光—滨海开发区北部、寿光城区西北部和昌邑—滨海开发区北部等存在多个显著片区,且多年变化总体呈现加重趋势;区内存在16个沉降中心,最大沉降速率达到29～168 mm/a,沉降速率超过40 mm/a的占比达到62%以上,主要分布于研究区西部和西北部;该区地面沉降受区域构造、地层结构、地下水开采和地面荷载等因素影响,其中地下水开采是区域地面沉降发生的主致因素,地面荷载加强了局部地段的不均匀沉降程度,区域构造和地层结构为地面沉降发育和加剧提供了地质背景条件。

秦皇岛近岸海域沉积物重金属含量及污染评价

重金属是近岸海域的主要污染物之一,了解其在沉积物中的含量和污染程度对海洋环境保护研究具有重要意义。文章分析了秦皇岛近岸海域沉积物重金属含量分布特征,并采用修正综合指数法对其污染状况进行分析评价。结果表明:重金属平均含量由高至低的顺序是Cu>Pb>As>Cd>Hg,超出环境背景值较高的是Hg和Cu;沉积物重金属污染程度总体处于很低-低等级,石河口、人造河口等近岸海域污染程度略高于其他临近海域。

陡河流域地表水与地下水转化关系

通过对陡河流域地表水-地下水水样的氢氧同位素分布特征进行分析,发现研究区河岸带第Ⅰ含水层除了受大气降水、灌溉回归水入渗补给外,还接受河水早期的渗漏补给,第Ⅱ含水层对第Ⅲ含水层有越流补给,第Ⅱ含水层同时也受大气降水和灌溉回归水的影响,而远离河岸带的第Ⅳ含水层与上覆各含水层稳定同位素组成显著不同,河岸带水库附近的第Ⅳ含水层可能受地表水库渗漏影响。河岸带地下水与地表水水力联系的变迁严格受河岸带地下水水位变化控制,如景庄子剖面的地下水埋深为5m,雨季时河水补给地下水,旱季时地下水补给河水,而靠近地下水漏斗中心的越河乡剖面地下水水位埋深达25m,其常年受地表水补给。

潍北平原海(咸)水入侵现状评价

莱州湾南岸潍北平原是我国海(咸)水入侵最为严重和典型的地区,了解和评价该区海(咸)水入侵现状对水资源管理和生态环境改良具有重要意义。在分析海(咸)水入侵水化学特征基础上,遴选Cl-、TDS、Na+、SO2-4和rCl-/rHCO-35项指标因子构建指标体系进行综合评价;并通过分析该区海(咸)水入侵的主要影响因素,提出治理建议。结果表明:潍北平原海(咸)水入侵呈现中部强两侧弱、北部强南部弱的特征;目前入侵程度较重,入侵范围已覆盖研究区面积的58.77%。

海绵城市建设地质适宜性评价——以郑州航空港经济综合实验区为例

地质条件对海绵城市建设具有重要影响。本次研究以郑州航空港经济综合实验区为对象,在充分收集和整理该区地质调查数据基础上,分析影响海绵城市建设的地质要素,根据地表、包气带、浅层含水层系统的地质特征选取地形坡度、地表岩性、土壤环境质量、包气带渗透性、包气带厚度、含水层渗透性、含水层厚度、原生劣质水8个指标建立评价体系,利用层次分析法计算各指标权重,并对各单指标进行分级评分,借助Mapgis软件对各指标数据进行叠加分析。划定了郑州航空港经济综合实验区海绵城市建设地质适宜性分区,全区海绵城市建设地质适宜性好及较好区占26.41%,中等区占29.69%,适宜性较差及差区占43.60%。为郑州航空港经济综合实验区海绵城市建设提供地质依据。

廊坊北三县工程建设适宜性评价

在系统分析廊坊北三县工程建设适宜性影响因素的基础上,建立了工程建设适宜性评价指标体系,并利用层次分析法确定指标权重,运用敏感因子-加权平均综合指数法对该地区的工程建设适宜性进行了评价。评价结果表明,北三县地区工程建设适宜性总体较好,大部分地区适宜或较适宜工程建设,占89.6%。埋深10~50m的砂性土承载力普遍较高,可优先作为多层、高层建筑物复合地基或桩基的桩端持力层;埋深小于10m的土体局部存在工程性质较差的填土、液化砂土,不宜作为建筑物天然地基;局部地区存在地面沉降、砂土液化等不良工程地质问题,在控制性详细规划和岩土工程勘察中应加以重视;夏垫活动断裂发育地区不适宜工程建设,若线性工程开发利用无法规避此区域,采取措施缓解水平和垂直方向位移对工程安全性影响。

基于三维变密度流模拟的潍坊北部沿海区海(咸)水入侵研究

莱州湾南岸是我国海(咸)水入侵地质灾害较严重的地区之一。为研究海(咸)水入侵过程,优选合理的防治方案,本文采用三维变密度数值模拟方法,对潍坊市北部沿海区海咸水入侵过程进行模拟,并利用实测的水位与TDS(Total Dissolved Solids)浓度数据对模型进行识别验证;然后,利用数值模型分析未来50年不同方案的防治效果,确定最优的海(咸)水入侵防治方案。研究结果表明:潍坊市北部沿海区地下水流场已由天然场逐渐转变为人工场,人类活动对地下水流场的影响越来越大;区内地下水流场存在2个淡水漏斗区,1个卤水漏斗区,以及漏斗之间的分水岭区域,地下水流向均是向漏斗中心汇流;未来50年,4种防治方案下海咸水入侵界线均向北回缩,回缩距离在500-8000 m之间;通过4种防治方案对比发现,减少淡水开采量引起海(咸)水入侵界线向北回缩的距离更大,防治效果最优。

基于^(15)N的地下水中硝酸盐污染源解析:以陡河流域为例

地下水中硝酸盐污染源解析是区域地下水污染调查评价的重要内容,也是地下水资源管理的重要依据。以陡河流域为例,采用野外采样测试和室内分析的研究方法,结合地下水中15N同位素技术识别地下水中NO3污染的来源及其贡献比。研究结果表明:地表水中N来源于沿岸化粪系统排泄物,地下水中N来源于动物粪便和化肥的混合;远离河岸带农灌区地下水中硝酸盐主要来源为化肥,贡献比例从50%~72%不等,远离河岸带居民区地下水中硝酸盐主要来源为粪便,贡献比例从42%~80%;河岸带地下水中硝酸盐主要来源于河水入渗,但普遍存在反硝化现象。

康保县北部土地沙化特征及其地质影响因素

康保县北部是以防风固沙和涵养水源为主的生态脆弱区,肩负着构建京津冀绿色生态屏障的任务,其土地呈现不同程度沙化,且有加速扩展趋势。研究区分布大面积不同粒度含水量低的砂层、冲洪积砂层是沙化的物质基础。土地沙化受气候、土壤类型与母岩来源、地形地貌、地下水位埋深及人类活动等因素影响,浅部地层沉积特征与土地沙化程度具有良好的对应关系,全新世湖沼积、冲洪积及马兰组(Qp 3m)分布区基本为土地轻度沙化区。基岩出露或埋深较浅区和迁安组(Qp 3q)分布区大部分地段为土地中度沙化和重度沙化区。为解决好康保县北部生态环境问题对京津冀生态功能建设和资源环境可持续发展的制约,建议提高植被覆盖率,增强防风固沙生态功能;采用多种形式保护土壤,形成良好土壤结构;调整农牧比例,合理利用水资源。