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构建城市地质调查“成都模式”为透明成都建设打开地下

星空体育网站入口:构建城市地质调查“成都模式”为透明成都建设打开地下

发布时间:2024-04-15 12:36:30 来源:星空体育网站入口官网 作者:星空体育全站app 点击:35

  从成都市地铁金融城站A口出来,首先映入眼帘的便是高达218米的双子塔,自地下到高空带来的视觉差距不可谓不震撼。在城市化的大举推进下,这样的现象越来越常见。城市就像一棵参天大树,不仅在地面上长高,根系还需要深入地下争取空间。当今中国,城市建设就正在“向下”拓展。

  眉山人苏辙曾写道:“欲筑室者,先治其基。”充分开发利用地下空间,首先得摸清城市的地质条件和地下空间资源禀赋,不能想一出是一出。2017年,成都市在全国率先启动城市地下空间资源地质调查工作,历时五年,探索构建了复杂地质条件下特大城市地质调查技术体系,形成了城市地质调查“成都模式”。“这次调查好比给成都做了一次深层‘CT’,摸清了成都地下空间地质资源的家底,为统筹地上地下一体化建设,实现城市地下空间透明奠定了基础。”成都市规划和自然资源局地质环境及矿产资源管理处张志明处长说道。

  “我们现在可以上天、下海了,却还难以‘入地’。”中国地质科学院地球深部探测中心首席科学家董树文在接受采访时这样感慨道。截止目前,人类的直接钻探最深只有12公里,与6000多公里的半径相比,仅仅只是地球的表皮。为贯彻落实习总“向地球深部进军是我们必须解决的战略科技问题”的讲线年底,地球深部探测研究领导小组及首席专家组成员赴上海、武汉、成都三市调研。结果显示,相比前两个城市,成都地处山前冰碛、冲洪积倾斜平原,沉积物以砂卵砾石层为主,从地质结构上讲,相对更适合开发地下空间。

  2017年,成都市规划和自然资源局联合中国地质调查局成都地质调查中心正式启动城市地下空间资源地质调查项目,完成城市地下空间资源精细化地质调查面积约1584平方千米,覆盖中心城区(含成都高新区)、四川天府新区核心区、成都国际生物城、简州新城、淮州新城、空港新城6个重点地区,其中中心城区探测深度为100米以浅,其他地区探测深度为200米以浅。成都市也在这期间被正式列入自然资源部多要素城市地质调查首批全国试点城市。

  做好这次深层“CT”,成都用了3年时间,2020年9月,成都城市地下空间资源探测与区域地质条件调查全面完成。张志明处长详细介绍了“CT”的检查成果:“这次工作基本探明了成都市基础地质结构,全面更新了成都市三维地质结构、成都平原形成演化和水文地质结构认知;首次查明了含膏盐(钙芒硝)泥岩、膨胀土、富水砂卵石层、微咸水等不良地质条件的发育特征,深化了对地下空间开发利用约束机理的认识;还初步查明了区域内浅层地热能、地下水、天然建筑材料等优质地质资源禀赋。”

  耗时耗力得到的调查结果应该如何应用,张处长以服务于国土空间规划向笔者举例:“城市规划阶段,往往无相关地质勘察工作。成都天府国际生物城在开发时用到了我们的调查成果,发现了地下由钙芒硝组成的‘饼干层’,这种岩层遇水易溶蚀,影响建筑基础结构稳定性,开发方通过调查成果提前掌握了钙芒硝的分布情况,并及时调整优化了规划布局。”

  在摸清成都地下空间地质资源家底的基础之上,这个宏大项目的主体任务还包括城市地下空间资源承载力评价、城市地下空间资源地质信息系统建设以及地质环境综合监测。其中,地质信息化建设是重中之重。在调查工作进行的同时,2019年2月,成都市城市地下空间资源地质调查应用系统开发及数据整合建库项目启动,同样历时3年完成。

  项目基于成都城市地下空间资源分级构建了三维地质模型;首次建成了城市地质大数据中心,推动建成西部地区首个市级地质资料馆,搭建了城市地下空间政府决策服务应用平台;攻克了复杂地质条件特大城市地下空间探测、建模、评价等诸多关键技术。其成果已在成都市国土空间规划、地下空间资源开发利用、综合防灾减灾、国土空间管制等领域得到实质性应用,为“数字成都”“透明成都”“平安成都”建设奠定了坚实的基础。

  数字中国的万千大厦,需要一座坚固而又统一的时空基底,成都市地质数据库和三维模型的建设便在其中出了一份力。笔者向张志明处长了解到,城市地下空间资源地质调查应用系统开发及数据整合建库项目首次实现了成都市75年来10余个行业领域海量(近6.6万个钻孔约20TB数据)历史地质成果的综合研究及再利用,这项工作也是项目的难点之一。“我们需要全面系统地收集成都市市域分散在不同部门、不同行业的地质资料,但各个行业都有自己的标准,大家对地质数据的描述和表达是不一致的,要将数据统一起来工作量就特别大。数据库是后续建模环节的基础,所以还要保证入库数据的广度、深度和准确度。”对此,项目承建单位拓展了《成都市城市地质数据库建设指南》,制定了《资料收集与整理规程》《成都市岩土体结构标准分层》《成都市地质资料标准化处理办法》《成都市城市地下空间资源地质调查钻孔标准化处理办法》4项技术标准体系,为成都市城市地质信息化建设和成果应用提供了技术规范保障,保证了成都市城市地质信息化工作从资料收集整理、标准化处理到数据入库全流程在同一标准体系下运行。

  另一处难点在于地质调查团队与地质建模团队因专业壁垒造成的沟通难。“地下空间结构从点、线、面到体本身就是一个很复杂的演绎过程,双方缺乏直接翻译,需要大量的沟通与磨合。”说到这里,张处长举了个通俗的例子,“这就好像玩你画我猜游戏,地质专家描述需求,建模团队来‘画画’,但这中间由于专业壁垒存在信息传达的误差,建模也远比画画更加复杂,所以需要不停地演示、修改并多次重复这个过程。”对此,项目承建单位四川省地质调查院和中地数码开创了“地质+信息”有机组织与高度融合工作新模式,组建了“地质+信息”科技创新项目团队、科技创新攻关专题组,坚持地质与信息同频共振,项目期间围绕项目需求组织了206次各类会议,解决了地质与信息“两张皮”的症结,并成功建立了不同层级城市三维地质模型,实现了各类地层岩性、构造特征、工程地质条件、岩土体工程属性特征、水文地质条件、自然资源禀赋和主要地质约束要素等三维地质结构与属性准确刻画、典型示范区地上地下一体化三维可视化展示和综合评价。

  2022年6月19日,2023年3月4日,成都市规划和自然资源局相继邀请钱七虎、王成善、谢和平等院士领衔的国内知名专家对项目应用系统开发及数据整合建库和总成果进行了咨询评审。专家组认为项目成果总体达到国际先进水平,其中特大城市地下空间综合地质调查与关键建模技术达到国际领先水平,这无疑是对该项目最好的褒奖。

  城市地下空间资源调查工作与地质信息化建设工作相结合,为“透明成都”的建设奠定了坚实的基础。2022中国城市地下空间发展蓝皮书显示,成都在中国城市地下空间综合实力排名第七。事实也是如此,根据本次城市地下空间资源地质调查工作的成果来看,成都市城市规划建设区地质条件总体优良,适宜地下国土空间规划建设,且地下空间资源开发利用前景广阔。

  据统计,成都市的地下水资源较丰富,平原区松散砂砾卵石层孔隙水具有战略水源意义,郸都区-文家场一带第四系承压含水层可作为地下水应急水源地,是具有重要意义的地下水资源战略性储备库;重点地区浅层地热能资源丰富,区内200米深度内浅层地热能总热量16.55×1014kJ/℃,折合标准煤9527万吨。成都市地下空间资源蕴藏总量约14196.83亿立方米,其中评价可合理开发资源总量4151.95亿立方米。“4000亿立方米可合理开发资源总量是什么概念呢?大约相当于100个成都目前的建筑规模量。”

  那么偌大的“蛋糕”应该如何充分开发利用?调查成果提出分层开发利用的建议:浅层(15米以浅)、次浅层(15-30米)地下空间规划建设要注重与已有地下空间的协同利用;中层(30-60米)建议优先开发利用,以物流通道、综合管廊等公共服务以及地下交通、水处理中心等公共设施空间为主;中深层(60-100米)建议总体以市政基础、生产储存设施利用空间为主,加强地下水库与洪水调蓄、地下仓库、地下变电站、污水和垃圾处理厂等利用;深层(100米以下)建议作为中长期规划利用空间,以军事、科研、深部生产储存等战略设施为主。“因为地下空间开发的不可逆与破坏的不可恢复,其资源开发利用还需要合理论证、长远规划、综合统筹。”张处长强调。

  谈及下一步规划,张处长说道:“成都市规划和自然资源局将进一步固化提升项目成果,并深化成果应用服务,充分发挥其在城市规划和建设中的决策平台支撑作用,全面提升全市自然资源规划管理水平。一是根据城市建设需要适时开展地下空间资源补充调查,持续深化优质含水层、钙芒硝等分析研究;二是逐步建立健全地质资料汇交管理机制,加强地质资料馆建设,强化城市地质信息系统动态更新维护与持续应用;三是不断完善资源环境综合监测评价体系,统筹推进自然资源、地质安全风险综合监测网络体系建设;四是加快政策研究,完善城市地下空间地质资源管理程序和流程,在调查工作基础上探索地下空间利用规划编制及相关管理制度建设。”

  当前,成都正在编制地下空间相关规划,调查数据呈现出的城市全空间三维立体形态将为地下空间开发利用描画蓝图。届时,人们将会看到一个可视透明的“地下成都”。

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