上海城市地質(zhì)工作發(fā)展與展望

張阿根

(上海市地質(zhì)學(xué)會(huì),上海 310108)

1 上海傳統(tǒng)地質(zhì)工作進(jìn)程[1]

新中國成立后，伴隨著上海城市建設(shè)和社會(huì)發(fā)展的進(jìn)程，上海市地質(zhì)工作步入快速發(fā)展軌道。1954年上海市首次公開報(bào)道上海地面沉降，估計(jì)每年下沉10 mm；1956年對(duì)全市數(shù)百口潛水觀測(cè)井，定期測(cè)量水位及水溫；1958年上海市組建專業(yè)地勘隊(duì)伍，開始了全市范圍大規(guī)模的地質(zhì)調(diào)查和找礦勘探工作。開展了1∶20萬地面磁普查，基本查明了上海地區(qū)的主要磁異常；編制全市33個(gè)規(guī)劃地區(qū)共688 km21∶1萬～1∶5萬的工程地質(zhì)圖，進(jìn)行1∶20萬高精度航空磁法普查。

1960年上海市地質(zhì)勘察局成立，市政府開始全面管理地質(zhì)工作，并相繼開展了地鐵工程地質(zhì)勘察。運(yùn)用物探、鉆探等手段開展基巖中內(nèi)生金屬礦床普查找礦；編制了1∶2萬的上海市最早的水文地質(zhì)圖件；在全市范圍開展了1∶5萬重磁普查和1∶20萬工程地質(zhì)、水文地質(zhì)普查工作；尤其是自60年代開始的上海城市地面沉降的監(jiān)測(cè)與控制研究，更是凝聚了上海地質(zhì)工作者智慧和辛勞的結(jié)晶。

自1921-1965年，市區(qū)地面平均累計(jì)沉降1.76 m，最大沉降量達(dá)2.63 m，地面標(biāo)高已低于黃浦江高潮位2 m左右，這45年間市區(qū)地面沉降年均達(dá)39.1 mm，最大年沉降量達(dá)110 mm，大于500 mm的沉降面積達(dá)121 km2，上海市區(qū)出現(xiàn)了嚴(yán)重的地面沉降災(zāi)害現(xiàn)象。自1966年以來，上海地質(zhì)工作歷經(jīng)探索，深入開展全市地下水資源調(diào)查和含水層儲(chǔ)能研究，建立一批地面沉降監(jiān)測(cè)水準(zhǔn)點(diǎn)和基巖標(biāo)、分層標(biāo)，并定期監(jiān)測(cè)。采取壓縮地下水開采、實(shí)施人工回灌及調(diào)整開采層次等有力措施，在控制地面沉降上取得了十分顯著的效果。經(jīng)過50多年持續(xù)不斷的努力，上海地面沉降終于擺脫了快速增長的勢(shì)頭，進(jìn)入微沉階段，有效地緩解了上海地面沉降災(zāi)害對(duì)城市發(fā)展的影響，城市地質(zhì)工作被譽(yù)為上海城市發(fā)展的“先行官”和“保護(hù)神”，也為世界所囑目。

2 問題導(dǎo)向與需求推進(jìn)

20世紀(jì)90年代，改革開放的大潮引發(fā)了上海城市建設(shè)的巨大發(fā)展，中央決定開發(fā)上海浦東新區(qū)，全市4000多幢高樓的急劇聳立，東方明珠、浦江大橋、橫貫市區(qū)的地下隧道、高架道路、磁浮和軌道交通等一大批重大市政工程的建設(shè)，催生著上海城市地質(zhì)的快速發(fā)展[1]。

2003年，在上海城市地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目提出之際，恰遇在建的“地鐵四號(hào)線”濱江段發(fā)生重大塌陷事故，隧道上下行線發(fā)生嚴(yán)重的流沙涌水，形成沉陷漏斗；周邊大樓、泵站、防汛墻和道路發(fā)生明顯變形、傾斜，并部分坍塌(見圖1)，地面裂縫加劇，急劇沉降塌陷(見圖2)。險(xiǎn)情發(fā)生后，搶險(xiǎn)指揮部立即指令地勘單位組建搶險(xiǎn)隊(duì)伍奔赴現(xiàn)場(chǎng)開展地質(zhì)調(diào)查，參與搶險(xiǎn)工作。

圖1 房屋傾斜、倒塌Fig.1 Declining and collapse of houses

在上海地鐵四號(hào)線搶險(xiǎn)工程中，新組建的上海市地質(zhì)調(diào)查研究院運(yùn)用地質(zhì)雷達(dá)、高分辨率SH波淺層反射波法、瞬態(tài)瑞雷面波法勘探[2]及水上高密度多波列地震影像法等綜合工程物探方法，查明了地鐵隧道變形、破損狀況，快速、準(zhǔn)確地圈定了受地面塌陷影響，周邊土體的擾動(dòng)范圍及深度，并對(duì)江底隧道的狀況進(jìn)行了實(shí)時(shí)勘察[3]。專家組在險(xiǎn)情發(fā)展過程中，依據(jù)物探和鉆探對(duì)險(xiǎn)情造成的最大損壞作了分析(見圖3)，及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施。上海地勘隊(duì)伍在現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)開展監(jiān)測(cè)、鉆探、灌漿、封堵等措施，確保搶險(xiǎn)工作正常、快速進(jìn)行和搶險(xiǎn)人員安全，為指揮部搶險(xiǎn)決策和指導(dǎo)搶險(xiǎn)工程及時(shí)提供了技術(shù)資料[4]。

圖2 路面裂縫、塌陷Fig.2 Cracking and sinking of ground

圖3 事故最大損害分析示意圖Fig.3 Worst damage analysis of incident

(1)采用旋噴樁，對(duì)滲水處緊急封堵。

(2)在主堤內(nèi)側(cè)增設(shè)拉森鋼板樁。

(3)在主堤和內(nèi)側(cè)地面進(jìn)行注漿，以穩(wěn)定土體，減少并控制土體擾動(dòng)范圍，有利保護(hù)隧道及周邊建筑(見圖4)。

上海地鐵四號(hào)線塌陷事故造成了巨大經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響，通過直接參與現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查與搶險(xiǎn)，更加突顯了大規(guī)模地下空間開發(fā)過程中地質(zhì)工作的重要性和緊迫性。同時(shí)，也深感上海現(xiàn)有地質(zhì)工作還不能適應(yīng)上海城市發(fā)展需要，突出問題表現(xiàn)在：

(1)全市工程地質(zhì)資料分散，缺乏統(tǒng)一的查詢平臺(tái)。

(2)重大工程區(qū)域地勘資料精度不足。

(3)上海市地下分布較廣的淺層砂含水量高、易引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害，未能引起設(shè)計(jì)和施工單位的足夠重視。

圖4 鉆探灌漿Fig.4 Grouting by drilling

(4)對(duì)塌陷場(chǎng)地開展監(jiān)測(cè)的技術(shù)方法不適應(yīng)、現(xiàn)有物探儀器分辨率較低、解譯效果不明顯。

(5)地勘隊(duì)伍參與地下工程搶險(xiǎn)經(jīng)驗(yàn)不足，缺乏有效的應(yīng)急方案和措施。

上海地鐵四號(hào)線塌陷事故搶險(xiǎn)的經(jīng)歷啟迪、催生了新一輪上海城市地質(zhì)工作的進(jìn)展。

在上海市人民政府和中國地質(zhì)調(diào)查局共同推動(dòng)下，自2004年開始，采用部市合作形式，正式啟動(dòng)了上海三維城市地質(zhì)調(diào)查工作。為此，首先開展了社會(huì)需求調(diào)查，先后有近百家單位、4500人次參加了上海城市地質(zhì)座談?wù){(diào)研工作，新一輪大規(guī)模城市建設(shè)中，迫切需要地質(zhì)工作從城鎮(zhèn)體系布局、地下空間綜合規(guī)劃、城市安全保障等方面，立足于綜合的城市地質(zhì)調(diào)查研究，根據(jù)地質(zhì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)評(píng)價(jià)城市規(guī)劃和建設(shè)，科學(xué)確定城市的地質(zhì)環(huán)境容量，分析地質(zhì)環(huán)境變化(地面沉降、環(huán)境地球化學(xué)及海岸帶環(huán)境等)對(duì)城市安全的影響，要求地質(zhì)工作構(gòu)建保障上海經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的新體系。

在上海城市地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目策劃過程中，時(shí)任國土資源部副部長兼中國地質(zhì)調(diào)查局局長壽嘉華多次聽取匯報(bào)，先后兩次到滬與時(shí)任上海市委副書記王安順、楊雄副市長探討合作開展上海城市地質(zhì)調(diào)查的可行性、目標(biāo)任務(wù)，明確了“總體規(guī)劃，分步實(shí)施，重點(diǎn)先行”的工作原則[5]。時(shí)任中國地質(zhì)調(diào)查局張洪濤副局長就項(xiàng)目組織、重點(diǎn)工作推進(jìn)、成果表達(dá)和社會(huì)應(yīng)用等方面提出了明確的指導(dǎo)意見。

2004年4月21日，中國地質(zhì)調(diào)查局和原上海市房屋土地資源管理局共同組織了《上海市三維城市地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目可行性方案》論證。同年4月24日，國土資源部副部長壽嘉華與上海市政府副市長楊雄分別代表國土資源部、上海市人民政府共同簽署了項(xiàng)目合作協(xié)議(圖5)。上海城市地質(zhì)項(xiàng)目正式啟動(dòng)，上海地質(zhì)工作迎來了新的發(fā)展起點(diǎn)。

圖5 國土資源部與上海市人民政府簽署項(xiàng)目合作協(xié)議儀式Fig.5 Signing ceremony for co-operation between Ministry of State Land and Resources and Local Government of Shanghai

3 上海三維城市地質(zhì)探索與創(chuàng)新

上海三維城市地質(zhì)調(diào)查工作，經(jīng)歷了社會(huì)需求調(diào)查和工作方案編制、野外調(diào)查和驗(yàn)收、綜合研究和成果應(yīng)用等3個(gè)階段，歷時(shí)4年多。先后搜集利用資料總數(shù)據(jù)量約800G，完成施工鉆探38000 m，地震剖面267 km，各類測(cè)試數(shù)據(jù)35400條，形成專題成果報(bào)告36份，成果圖件1580余張。項(xiàng)目開展期間得到了部市領(lǐng)導(dǎo)、院士專家的悉心指導(dǎo)。項(xiàng)目實(shí)施期間，承辦了兩次全國城市地質(zhì)工作研討會(huì)，召開30多次階段成果研討會(huì)，與其它試點(diǎn)城市開展了廣泛的成果和經(jīng)驗(yàn)交流。為確保城市地質(zhì)調(diào)查成果及時(shí)服務(wù)于上海重大工程建設(shè)，先期重點(diǎn)開展了世博會(huì)址、臨港新城規(guī)劃區(qū)的地質(zhì)調(diào)查工作。

上海三維城市地質(zhì)調(diào)查工作中，對(duì)城市地質(zhì)概念、調(diào)查方法、成果表達(dá)和社會(huì)應(yīng)用等方面進(jìn)行探索和總結(jié)。城市地質(zhì)是綜合考慮影響城市及其發(fā)展的各種地質(zhì)因素，研究地質(zhì)因素為城市發(fā)展所提供的資源、所施加的約束條件和城市化對(duì)地質(zhì)環(huán)境產(chǎn)生的反饋?zhàn)饔?，從而為城市?guī)劃、建設(shè)和發(fā)展服務(wù)的地質(zhì)工作[1]。城市地質(zhì)調(diào)查工作不僅包括以往城市地區(qū)重點(diǎn)開展的水文地質(zhì)、工程地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)工作，還應(yīng)針對(duì)重大地質(zhì)問題，從進(jìn)一步加強(qiáng)區(qū)域地質(zhì)、第四紀(jì)地質(zhì)調(diào)查，重點(diǎn)查明三維城市地質(zhì)結(jié)構(gòu)，結(jié)合城市規(guī)劃建設(shè)中的突出地質(zhì)問題，開展綜合評(píng)價(jià)研究，進(jìn)一步提高城市地質(zhì)工作的基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性和實(shí)用性。

通過4年來的努力，實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)任務(wù)，成果得到了廣泛應(yīng)用，并取得了如下創(chuàng)新和突破[6]。

(1)首次建立了上海三維基巖地質(zhì)、第四紀(jì)地質(zhì)、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)模型，根據(jù)立體地質(zhì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)上海城市總體規(guī)劃進(jìn)行了后評(píng)估，對(duì)地下空間開發(fā)地質(zhì)環(huán)境適宜性進(jìn)行了評(píng)價(jià)。

(2)在地面沉降防治措施研究基礎(chǔ)上，建立了真三維地面沉降耦合模型，把地面沉降防治與城市安全結(jié)合，初步建立了地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)與地鐵等生命線工程安全預(yù)警機(jī)制。

(3)環(huán)境地球化學(xué)調(diào)查成果在農(nóng)用地分等定級(jí)、基本農(nóng)田保護(hù)等工作中發(fā)揮了重要作用，并把基本農(nóng)田質(zhì)量動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)納入了日常工作。

(4)首次開展了上海城市地質(zhì)環(huán)境容量評(píng)價(jià)研究，重點(diǎn)進(jìn)行了地下水環(huán)境容量、地球化學(xué)環(huán)境容量和城市建筑容量評(píng)價(jià)嘗試。

(5)研發(fā)了三維可視化的上海城市地質(zhì)信息管理和服務(wù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了基于多源、海量數(shù)據(jù)的三維地質(zhì)結(jié)構(gòu)模型建立，實(shí)現(xiàn)了地質(zhì)過程模擬和綜合分析評(píng)價(jià)，使地質(zhì)工作流程與信息化工作得到較好的融合，已成為上海城市地質(zhì)的業(yè)務(wù)工作平臺(tái)。

上海三維城市地質(zhì)調(diào)查工作實(shí)施期間，曾多次參與地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查、監(jiān)測(cè)和搶險(xiǎn)。2009年6月27日凌晨，本市閔行區(qū)在建的“蓮花河畔景苑”商品房小區(qū)工地內(nèi)，發(fā)生一幢13層樓房向南整體傾倒事故，經(jīng)地質(zhì)勘查查明，房屋傾倒的主要原因是，緊貼該樓北側(cè)，在短期內(nèi)堆土過高，達(dá)10 m左右；與此同時(shí)，緊鄰該樓南側(cè)的地下車庫基坑正在開挖，開挖深度4.6 m，大樓兩側(cè)的壓力差使土體產(chǎn)生水平位移，過大的水平力超過了樁基的水平承載力，導(dǎo)致房屋傾倒[7-8]。此案例凸顯了地下空間開發(fā)中防范地質(zhì)災(zāi)害的必要性，進(jìn)一步推動(dòng)了城市地質(zhì)對(duì)地下空間開發(fā)的先行和保障作用。

上海城市地質(zhì)還相繼開展了海岸帶調(diào)查項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)了地質(zhì)工作由陸向海的邁越。建立了自1917年以來的海底地形數(shù)據(jù)庫，在海岸帶地質(zhì)環(huán)境演化研究成果基礎(chǔ)上，對(duì)灘涂資源變化規(guī)律和后備土地資源潛力進(jìn)行綜合研究，研究成果為上海市土地利用總體規(guī)劃修編中耕地占補(bǔ)平衡方案制定奠定基礎(chǔ)。

4 上海城市地質(zhì)工作成效與體會(huì)

通過上海三維城市地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目，地質(zhì)工作圍繞國土資源管理、城市規(guī)劃建設(shè)、城市安全管理等工作，構(gòu)建了良好的服務(wù)和保障機(jī)制。歷時(shí)4年多的上海城市地質(zhì)工作取得了明顯的成效。

(1)部市合作機(jī)制，推動(dòng)了上海城市地質(zhì)調(diào)查工作發(fā)展。

自1999年國土資源大調(diào)查實(shí)施以來，依托國家地質(zhì)戰(zhàn)略的超前和持續(xù)投入，使上?；A(chǔ)性、公益性地質(zhì)調(diào)查工作得到穩(wěn)定有序開展，圍繞重要地質(zhì)問題進(jìn)行專題調(diào)查研究。尤其是部省(市)合作機(jī)制的建立，使國家地質(zhì)戰(zhàn)略和地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求得到了很好的結(jié)合，其作用和效果在上海城市地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目中得到了很好的體現(xiàn)。通過部市合作城市地質(zhì)調(diào)查工作，基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查更加貼近了經(jīng)濟(jì)社會(huì)建設(shè)，成果應(yīng)用更加及時(shí)，地質(zhì)工作也逐步融入了政府管理流程，成為科學(xué)決策的重要依據(jù)[5-6]。

(2)以成果應(yīng)用為主線，推進(jìn)保障經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展新機(jī)制的構(gòu)建。

通過開展廣泛的意見征詢和調(diào)研，組織了城市規(guī)劃、建設(shè)、農(nóng)業(yè)、水務(wù)、市政、環(huán)保及地鐵建設(shè)等多個(gè)部門、30多次的交流研討，進(jìn)一步明確了城市規(guī)劃和建設(shè)面臨的緊迫任務(wù)，全面、準(zhǔn)確地把握地質(zhì)工作的社會(huì)需求，把工作重點(diǎn)集中在三維城市地質(zhì)結(jié)構(gòu)調(diào)查和地下空間開發(fā)綜合評(píng)價(jià)、地質(zhì)災(zāi)害及其對(duì)城市安全影響的調(diào)查研究、環(huán)境地球化學(xué)調(diào)查和綜合評(píng)價(jià)、三維可視化城市地質(zhì)信息系統(tǒng)開發(fā)等4個(gè)領(lǐng)域[5]。有關(guān)成果在新城規(guī)劃建設(shè)、地下空間開發(fā)等工作中得到了廣泛應(yīng)用，與地鐵、防汛等部門建立了生命線工程安全監(jiān)測(cè)與預(yù)警機(jī)制；有關(guān)地質(zhì)調(diào)查成果應(yīng)用于土地利用總體規(guī)劃修編、基本農(nóng)田保護(hù)和新增耕地后備土地資源評(píng)價(jià)等國土資源管理工作。地質(zhì)工作服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展新機(jī)制的構(gòu)建，不僅提高了公益性地質(zhì)工作水平，更確立了城市地質(zhì)工作在城市建設(shè)和管理中的重要地位。

(3)堅(jiān)持綜合的地球科學(xué)思維來指導(dǎo)工作。

城市地質(zhì)工作是基礎(chǔ)地質(zhì)學(xué)和應(yīng)用地質(zhì)學(xué)的有機(jī)結(jié)合，生命力是向城市規(guī)劃、建設(shè)等領(lǐng)域延伸和互相滲透。在城市快速發(fā)展過程中，關(guān)注建設(shè)中緊迫的重大地質(zhì)問題，通過地質(zhì)調(diào)查研究來突破解決。因此，在保持與城市規(guī)劃、建設(shè)和管理工作密切結(jié)合的同時(shí)，把重點(diǎn)瞄準(zhǔn)到了建立三維地質(zhì)結(jié)構(gòu)模型，重點(diǎn)開展了第四紀(jì)沉積環(huán)境演化和區(qū)域地層對(duì)比研究；針對(duì)含水層非線性變形特點(diǎn)，進(jìn)一步完善了地面沉降數(shù)學(xué)模型；針對(duì)地下空間開發(fā)中適宜性評(píng)價(jià)，將水文地質(zhì)與工程地質(zhì)工作密切結(jié)合。在綜合的地球科學(xué)思維指導(dǎo)下，依托基礎(chǔ)地質(zhì)理論和重大地質(zhì)問題攻關(guān)，解決城市建設(shè)中的突出地質(zhì)問題；而通過積極參與重大工程建設(shè)，及時(shí)掌握實(shí)踐中的焦點(diǎn)問題和社會(huì)需求，更是本次工作始終堅(jiān)持的原則。

(4)多學(xué)科參與、多單位合作，是完成目標(biāo)任務(wù)的保證。

上海城市地質(zhì)工作的性質(zhì)，決定了需要巖石地層、構(gòu)造地質(zhì)、第四紀(jì)地質(zhì)、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)、地球化學(xué)等多學(xué)科的綜合攻關(guān)；城市地質(zhì)的應(yīng)用特點(diǎn)，要求必須與城市規(guī)劃建設(shè)等專業(yè)領(lǐng)域進(jìn)行跨行業(yè)、跨學(xué)科、跨部門的合作和探索，發(fā)揮各自特長和優(yōu)勢(shì)，共同參與，協(xié)同作戰(zhàn)。工作過程中，先后有近百家科研院所和企事業(yè)單位參與重大地質(zhì)問題的攻關(guān)，同時(shí)，參與第33屆國際地質(zhì)大會(huì)等多次國內(nèi)外學(xué)術(shù)交流，接待了30多個(gè)國內(nèi)外單位、專家的交流和訪問，對(duì)開闊視野、啟發(fā)思想發(fā)揮了巨大作用。因此，技術(shù)方法融合、多學(xué)科交叉及評(píng)價(jià)方法創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)了上海城市地質(zhì)工作多目標(biāo)綜合研究的要求，發(fā)揮了社會(huì)力量的集成效應(yīng)。

(5)重視地質(zhì)信息持續(xù)更新和社會(huì)共享。

上海60年地質(zhì)工作積淀了豐富的地質(zhì)成果，充分發(fā)揮已有地質(zhì)資料作用是項(xiàng)目實(shí)施的重要基礎(chǔ)。在上海城市地質(zhì)工作方案編制、實(shí)施和綜合研究中，始終把信息化作為一項(xiàng)基礎(chǔ)性工作貫穿于全過程。為保證地質(zhì)鉆孔數(shù)據(jù)質(zhì)量，制定了地質(zhì)信息化標(biāo)準(zhǔn)，梳理了工作流程，明確了數(shù)據(jù)檢查和入庫要求。在市政府有關(guān)部門支持下，重點(diǎn)加強(qiáng)了地質(zhì)資料匯交制度，在建筑管理流程中增加了地質(zhì)資料匯交環(huán)節(jié)，確保城市建設(shè)中新取得的地質(zhì)資料能夠得到社會(huì)共享，建立了全市地質(zhì)信息共享機(jī)制。目前，已收集各類地質(zhì)鉆孔30萬個(gè)，地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)信息1266萬條，上海城市地質(zhì)數(shù)據(jù)中心已初具規(guī)模，社會(huì)服務(wù)網(wǎng)站不斷更新完善，形成了地質(zhì)信息持續(xù)更新和社會(huì)共享機(jī)制。

5 上海城市地質(zhì)工作展望

5.1 盡快構(gòu)建城市地質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)體系

城市地質(zhì)工作需要制定系統(tǒng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，提高依法行政水平。近年來，中國地質(zhì)調(diào)查局組織制定的主要標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范有：《城市地質(zhì)調(diào)查規(guī)范》、《城市地質(zhì)調(diào)查工作指南》、《城市環(huán)境地質(zhì)調(diào)查評(píng)價(jià)規(guī)范》、《城市地質(zhì)調(diào)查遙感工作指南》、《城市地質(zhì)調(diào)查鉆探工作細(xì)則》、《城市環(huán)境地球化學(xué)調(diào)查與評(píng)價(jià)工作指南》、《城市地質(zhì)調(diào)查物探技術(shù)指南》、《城市地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)庫規(guī)范》、《城市地質(zhì)數(shù)據(jù)庫與信息系統(tǒng)建設(shè)指南》等。上海市結(jié)合城市地質(zhì)工作開展，已編制完成了《地面沉降調(diào)查與監(jiān)測(cè)規(guī)范》、《地面沉降測(cè)量規(guī)范》、《地面沉降防治工程設(shè)計(jì)規(guī)范》、《地質(zhì)信息數(shù)據(jù)規(guī)范》、《上海市城鄉(xiāng)規(guī)劃地質(zhì)環(huán)境調(diào)查與評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)定(試行)》等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和地方標(biāo)準(zhǔn)。

現(xiàn)行城市地質(zhì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)還存在如下不足和亟待完善之處：

(1)城市地質(zhì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)較為分散，欠缺系統(tǒng)性。在國土資源部發(fā)布的2016年版《國土資源標(biāo)準(zhǔn)體系》中無城市地質(zhì)分類，城市地質(zhì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)分散于區(qū)域地質(zhì)調(diào)查、水工環(huán)災(zāi)地質(zhì)、勘查技術(shù)方法和地質(zhì)資料管理與服務(wù)等類別中[9]。

(2)標(biāo)準(zhǔn)老化，滯后于實(shí)際需要。目前，除近年來編制的針對(duì)城市地質(zhì)工作的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)之外，其他參考標(biāo)準(zhǔn)老化現(xiàn)象嚴(yán)重，與當(dāng)前技術(shù)、管理水平相比，其前瞻性和先進(jìn)性明顯不足，已難以滿足城市地質(zhì)工作實(shí)際需要。

(3)城市地質(zhì)在相關(guān)行業(yè)應(yīng)用方面的標(biāo)準(zhǔn)較為欠缺。城市地質(zhì)工作的生命力在于應(yīng)用，現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)多集中在城市地質(zhì)調(diào)查評(píng)價(jià)、城市地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)預(yù)警、城市地質(zhì)資源開發(fā)利用與保護(hù)等方面，地質(zhì)工作在城市規(guī)劃建設(shè)、城市安全和城市運(yùn)營管理等方面應(yīng)用相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)欠缺。

(4)研究借鑒國際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)程度較低?，F(xiàn)行城市地質(zhì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)多是在總結(jié)完善已有工作的基礎(chǔ)上編制而成，較少研究和借鑒國際標(biāo)準(zhǔn)和國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)。

在深入分析城市地質(zhì)工作對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化需求的基礎(chǔ)上，應(yīng)盡快研究建立上海城市地質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)體系框架，按專業(yè)類別進(jìn)行細(xì)化，具體如下：

(1)編制城市地質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)明細(xì)表，全面梳理現(xiàn)有城市地質(zhì)及相關(guān)參照標(biāo)準(zhǔn)，分析評(píng)價(jià)其適用性。按確立的標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)，建立分類別、分專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)目錄明細(xì)。

(2)提出上海城市地質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)規(guī)劃，根據(jù)確立的標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)和現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)梳理評(píng)價(jià)情況，提出需修編的和新編標(biāo)準(zhǔn)的編制規(guī)劃，提出上海城市地質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)總體目標(biāo)和各階段任務(wù)，編制城市地質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)圖(見圖6)。

圖6 城市地質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)圖Fig.6 Structure of urban geological standard regime

5.2 提升城市地質(zhì)勘查精度和效率

(1)更新裝備，引進(jìn)新技術(shù)，增強(qiáng)對(duì)地探測(cè)能力。

(2)運(yùn)用多種技術(shù)方法，融合提高勘查精度。

(3)研發(fā)適應(yīng)城市地質(zhì)需求，攻深、抗燥、抗干擾高效的物探儀器。

(4)探索城市物探新理論，提高物探解譯水平[10]。

(5)注重人才培養(yǎng)，造就城市地質(zhì)勘查精銳隊(duì)伍。

5.3 注重城市生態(tài)環(huán)境建設(shè)

(1)上海城市地質(zhì)工作要主動(dòng)適應(yīng)“山水林田湖草”自然資源統(tǒng)一管理體制的新形勢(shì)。在統(tǒng)籌推進(jìn)全市自然資源綜合整治，完善自然資源規(guī)劃的總體布局等方面積極參與、創(chuàng)新服務(wù)。充分發(fā)揮城市地質(zhì)工作在城鄉(xiāng)建設(shè)用地增減掛鉤、農(nóng)村土地綜合整治、自然生態(tài)修復(fù)、城市地質(zhì)環(huán)境恢修復(fù)治理等平臺(tái)上的先導(dǎo)作用和持續(xù)服務(wù)功能。按照中央的決策部署，上海城市地質(zhì)工作要積極參與長三角一體化合作，在規(guī)劃對(duì)接、戰(zhàn)略協(xié)同、專題合作、機(jī)制完善等方面，促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展。

(2)深入開展大規(guī)模地下空間開發(fā)與運(yùn)營對(duì)城市地質(zhì)環(huán)境影響的研究。遵照國務(wù)院關(guān)于“統(tǒng)籌地上地下建設(shè)，加強(qiáng)城市地質(zhì)調(diào)查”和國土資源部“深地探測(cè)”工程的要求，上海已率先開展相關(guān)工作，申報(bào)科技部深地探測(cè)重大科技專項(xiàng)。城市地質(zhì)工作要關(guān)注中深、深部及超深地下空間開發(fā)與運(yùn)營中的地質(zhì)問題，在確保使用安全的前提下，充分利用地下空間資源提升土地利用率，建設(shè)人工環(huán)境與自然環(huán)境充分協(xié)調(diào)的城市環(huán)境。圍繞地下空間開發(fā)，建立“地上地籍圖—地下地籍圖—地質(zhì)圖”的三圖合一，進(jìn)一步滿足地下空間規(guī)劃建設(shè)和管理需要[5]。

(3)積極參與全市水土污染調(diào)查評(píng)估與修復(fù)治理。為落實(shí)上海市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)實(shí)施方案和土壤及地下水污染防治目標(biāo)任務(wù)，進(jìn)一步優(yōu)化、整合全市地下水及土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，提高本市水污染和土壤污染調(diào)查與防治水平，應(yīng)在行業(yè)監(jiān)測(cè)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，優(yōu)化監(jiān)測(cè)點(diǎn)位、統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、確定共享方式、明確工作模式，并通過定期溝通的方式，促進(jìn)全市水土污染調(diào)查評(píng)估與修復(fù)治理工作。

(4)深化上海海岸帶地質(zhì)調(diào)查與監(jiān)測(cè)預(yù)警工作。提高上海海岸帶基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查精度，進(jìn)一步揭示了海岸帶地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征；編制海岸帶統(tǒng)一基準(zhǔn)面的水下地形圖，及時(shí)掌握長江口水下地形現(xiàn)狀及演化特征，研究重點(diǎn)海岸帶的沖淤規(guī)律；綜合評(píng)價(jià)長江口地區(qū)沉積物元素地球化學(xué)特征，揭示沉積物環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀，開展耕地后備土地資源和灘涂生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)；深化灘涂資源潛力與演化趨勢(shì)的研究，為崇明東灘、橫沙東灘及杭州灣北岸專項(xiàng)規(guī)劃提供基礎(chǔ)資料；構(gòu)建上海市海岸帶地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)體系，實(shí)現(xiàn)了對(duì)灘涂資源、岸帶侵蝕淤積、沉積物環(huán)境質(zhì)量、海堤地面沉降等的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)掌控長江口地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀特征及演化趨勢(shì)；進(jìn)一步揭示湖蘇斷裂的走向及特征，加強(qiáng)對(duì)長江口和錢塘江古河谷展布特征及長江演化的研究[5,11]。

(5)持續(xù)推進(jìn)淺層地?zé)崮芎侠黹_發(fā)利用。進(jìn)一步優(yōu)化和完善全市淺層地?zé)崮鼙O(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)；持續(xù)拓展并跟蹤淺層地?zé)崮苁痉豆こ踢\(yùn)營效率；不斷完善上海淺層地?zé)崮芗夹g(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范；在繼續(xù)推進(jìn)土壤源淺層地?zé)崮荛_發(fā)應(yīng)用研究的同時(shí)，穩(wěn)妥開展地下水源淺層地?zé)崮艿拈_發(fā)利用。

(6)積極推進(jìn)崇明世界級(jí)生態(tài)島的建設(shè)。崇明島地處長江與東海交匯處，是世界級(jí)的河口砂島，獨(dú)特的地理區(qū)位和地質(zhì)條件為生態(tài)島的建設(shè)奠定了基礎(chǔ)，也是上海唯一的國家地質(zhì)公園。按照《崇明世界級(jí)生態(tài)島發(fā)展“十三”規(guī)劃》的要求，結(jié)合生態(tài)建設(shè)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)人與自然和諧共生，地質(zhì)工作要進(jìn)一步開展系列調(diào)查和評(píng)估，統(tǒng)籌資源利用和環(huán)境保護(hù)的協(xié)調(diào)發(fā)展。

(7)主動(dòng)服務(wù)于上海海綿城市的規(guī)劃和建設(shè)。上海建設(shè)海綿城市是適應(yīng)新時(shí)代城市轉(zhuǎn)型的新理念和新方式，是推進(jìn)城市生態(tài)文明建設(shè)和綠色發(fā)展的重要抓手。城市地質(zhì)工作要在規(guī)劃、建設(shè)、管理各個(gè)環(huán)節(jié)落實(shí)海綿城市理念，提升城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的系統(tǒng)性，并建立完善長效機(jī)制[12]。要按照海綿城市建設(shè)專項(xiàng)規(guī)劃提出的目標(biāo)和任務(wù)，采用新技術(shù)，創(chuàng)新地質(zhì)工作方法，著力為海綿城市規(guī)劃和建設(shè)做出貢獻(xiàn)[13-14]。

5.4 不斷提高城市地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警水平

(1)提高重大工程建設(shè)地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警和安全運(yùn)營水平。

上海地鐵在1993年5月28日正式運(yùn)營，至今已運(yùn)營了25年，目前上海軌道交通全網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營線路總長666 km，日最大客流量 1186.7萬人次。上海地鐵現(xiàn)共開通線路14條，車站389座，并有5條線路延伸規(guī)劃、4條線路新建計(jì)劃。對(duì)已建的基于互聯(lián)網(wǎng)的地鐵沉降與變形的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)將進(jìn)一步健全、完善，實(shí)時(shí)傳輸監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并及時(shí)發(fā)布險(xiǎn)情預(yù)警，防患于未然。

(2)構(gòu)建城市地下基礎(chǔ)設(shè)施全壽命安全狀態(tài)智慧服務(wù)平臺(tái)。

城市地鐵、隧道、管網(wǎng)等地下基礎(chǔ)設(shè)施日益增多，其建設(shè)與運(yùn)營全壽命安全狀態(tài)倍受關(guān)注，亟需構(gòu)建了一個(gè)智慧服務(wù)平臺(tái)，將地下基礎(chǔ)設(shè)施勘察、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)測(cè)與養(yǎng)護(hù)全生命周期信息數(shù)據(jù)匯集起來，自動(dòng)精細(xì)化識(shí)別結(jié)構(gòu)面幾何信息、圍巖質(zhì)量和巖體地質(zhì)強(qiáng)度指標(biāo)，通過統(tǒng)計(jì)分析、空間分析、數(shù)值分析等技術(shù)對(duì)其進(jìn)行高效監(jiān)測(cè)、檢測(cè)和評(píng)估，達(dá)到集成管理，實(shí)現(xiàn)了地下基礎(chǔ)設(shè)施的智慧決策與服務(wù)。

(3)構(gòu)建淺層砂滲水引發(fā)地面塌陷的監(jiān)測(cè)體系。

根據(jù)“十三五”規(guī)劃，結(jié)合上海地域情況，運(yùn)用城市物探技術(shù)和地質(zhì)信息系統(tǒng)，全面查清上海地區(qū)淺層砂性土分布狀況，與全市地下管線網(wǎng)絡(luò)相耦合，及時(shí)發(fā)現(xiàn)地下滲水、泄露隱患，構(gòu)建淺層砂引發(fā)地面塌陷的預(yù)警系統(tǒng)，提高地質(zhì)災(zāi)害防治應(yīng)急能力。

(4)持續(xù)開展深基坑施工引發(fā)土體變形和地面沉降的監(jiān)測(cè)與防治。

(5)深入開展基巖地質(zhì)與地殼穩(wěn)定性的調(diào)查評(píng)估。

5.5 持續(xù)主動(dòng)、實(shí)時(shí)服務(wù)于城市規(guī)劃、建設(shè)和管理

本市對(duì)地質(zhì)資料實(shí)行統(tǒng)一匯交制度，在本市行政區(qū)域內(nèi)，從事礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)的探礦權(quán)人或者采礦權(quán)人，為地質(zhì)資料匯交人；建設(shè)工程中涉及地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估與勘查、巖土工程勘察的建設(shè)單位，為地質(zhì)資料匯交人[9]。受市規(guī)劃國土資源局的委托，上海市地質(zhì)資料館按照《上海市地質(zhì)資料管理辦法》規(guī)定，負(fù)責(zé)本市地質(zhì)資料的接收、驗(yàn)收、保管和提供利用工作。要繼續(xù)推進(jìn)地質(zhì)資料匯交與社會(huì)共享機(jī)制建設(shè)，進(jìn)一步健全地質(zhì)資料匯交制度，完善實(shí)施細(xì)則，實(shí)現(xiàn)地質(zhì)信息的持續(xù)更新。

與時(shí)俱進(jìn)，不斷深化上海城市地質(zhì)信息平臺(tái)建設(shè)與共享。上海城市地質(zhì)信息網(wǎng)(http://www.sigs.com.cn)，將使所有Internet用戶獲取上海市城市地質(zhì)信息資源和服務(wù)。通過用戶授權(quán)方式可實(shí)現(xiàn)不同用戶共享數(shù)據(jù)和服務(wù)的差異性：普通用戶可瀏覽系統(tǒng)提供的公開性資料；經(jīng)注冊(cè)授權(quán)的用戶可根據(jù)權(quán)限不同檢索、查看甚至下載不同地質(zhì)數(shù)據(jù)和資料，使用不同的地質(zhì)專業(yè)服務(wù)功能[15]。

上海市軌道交通沉降基準(zhǔn)網(wǎng)是首個(gè)由地勘單位和軌道交通企業(yè)合作建設(shè)的地面沉降監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。該基準(zhǔn)網(wǎng)通過整合城市地面沉降監(jiān)測(cè)布局和軌道交通安全管理需求，建成了由41個(gè)基巖點(diǎn)組成的軌道交通高程控制網(wǎng)。上海市還將進(jìn)一步加快軌道交通信息化平臺(tái)建設(shè)，將沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與地鐵沿線分層標(biāo)、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)等資料相結(jié)合，形成綜合信息管理平臺(tái)，全面提高軌道交通安全預(yù)警能力[16-18]。這不僅是軌道交通安全管理模式的重大創(chuàng)新之舉，也是以社會(huì)需求為導(dǎo)向?qū)嵭谐鞘械刭|(zhì)管理職能的實(shí)踐突破，進(jìn)一步增強(qiáng)全社會(huì)防御地質(zhì)災(zāi)害的能力。

綜上所述，城市地質(zhì)既要關(guān)注需求，系統(tǒng)開展全方位、多要素的調(diào)查，運(yùn)用最新技術(shù)合成并展示工作成果；更要注重主動(dòng)融入城市規(guī)劃、建設(shè)、安全運(yùn)營和管理全過程，立足科技創(chuàng)新，持續(xù)服務(wù)于城市經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展進(jìn)程。