城镇地质调查工作探索

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0引言

随着城镇化进程的不断加快和国土空间用途管制力度的不断提升,当城镇化率超过50%以后,新增建设用地规模约束会日益趋紧,城市将进入存量发展甚至是减量发展阶段,城市更新将成为未来城市发展的主战场[1]。多年的城市发展历程、工程建设与人为活动对地质资源与地质环境产生了巨大影响,过往的基础调查成果已无法反映当下的真实情况,因此需要对城市更新过程中地质资源与环境条件的约束性重新进行调查评估。城市更新过程中如何优化城市布局、拓展城市发展空间、推进绿色城市建设、提高城市安全保障水平,对城市地质调查提出了迫切需求[2],国土空间规划、用途管制、生态保护修复等方面也都需要地质调查资料作为支撑[3]。新一轮城镇地质调查工作在区域协调发展、国土空间优化布局、城市规划建设、防灾减灾、绿色农业开发等方面发挥了重要支撑作用[4],但仍存在区域性广、基础性强、针对性差、成果落地难等问题。应不断适应需求,从“查结构禀赋”逐渐向“面向自然资源管理和国土空间生态修复的定制化集成服务方案”升级,加强与规划相衔接,从市域、片区、单元多尺度,城乡空间、农业空间和生态空间多维度开展地质调查工作。昆山市地处江苏省东南部、上海与苏州之间,地理位置优越,经济发展迅速,在城镇化过程中出现了土地资源紧张、发展空间不足、生态环境受损、国土空间破碎化等后遗症,既制约发展又影响人民幸福生活体验。如何渡过城镇化发展的瓶颈阶段,优化国土空间布局,提高资源配置效率,破解未来发展面临的资源环境生态制约难题尤为迫切。开展全要素、多尺度城镇地质调查工作,梳理自然资源尤其是地质资源家底,理顺区域山水林田湖草生命共同体的内在联系和转化关系,认清生态环境问题,健全多要素国土生态监测体系,无疑是破除目前城市发展与资源环境矛盾壁垒的有力手段,是适应新时期城市更新背景的新引擎,是助力昆山市高质量绿色发展的催化剂,对实现全面可持续科学发展、打造“临沪先锋城市”和“江南宜居花园”,具有重要支撑意义。

1问题与需求

1.1自然资源管理综合改革试点工作缺少抓手新形势下自然资源管理部门承担了“两统一”职责(即统一行使全民所有自然资源资产所有者职责,统一行使所有国土空间用途管制和生态保护修复职责),这就要求管理部门需快速、全面、准确地掌握自然资源现状及动态变化情况。昆山市作为省级自然资源管理综合改革试点,在刚获批的《自然资源综合管理综合改革试点实施方案》中明确提出建设国土空间全覆盖的联动共享空间信息平台,需要摸清昆山自然资源本底、生态环境现状和变化要素,后续平台维护更加需要全要素自然资源动态监测数据的支持。

1.2空间治理现代化提出新需要根据《昆山市国土空间规划近期实施方案》,2018年昆山城乡建设用地33545.17hm2,近期新增建设用地340hm2,新增占比不足1%[5]。“严起来”是资源和规划管理工作的必然趋势,“紧约束”是昆山城市未来发展面临的客观现实。在有限的发展空间内既保住生态本底,又能促使GDP绿色可持续增长,在不同的区块存在不同的矛盾,如何实现空间协同,是昆山需要破解的难题。空间协同的前提是了解三生空间的状态和质量,生态系统角度约束性、限制性指标有哪些、在哪里等是关键性基础问题。从绿色、安全可持续角度统筹考虑生态账和经济账前提下开展的国土空间治理,是现代化空间治理理念的体现,上述问题都需要扎实的地质调查工作提供基础支撑。
1.3实施全要素用途管制和生态系统性保护修复需要详细资料国务院新一轮机构改革加快推进生态文明建设,提出编制实施国土空间生态修复规划这一举措,大力推进山水林田湖草生命共同体的全方位系统综合治理。科学编制国土空间生态修复规划,成为系统实施国土空间生态修复重大工程的优先任务,其核心是通过研究编制规划,统筹设计国土空间生态修复活动的实施范围、预期目标、工程内容、技术要求、投资计划和实施路径,以有效保障和综合提升国土空间生态修复活动的生态效益、社会效益、经济效益。规划编制前期的一项重要工作是基础调查与评估,需要明确生态环境、生态空间、生态安全等方面存在的突出问题,以及未来开展国土空间生态保护修复所面临的形势与挑战[6],才会掌握后续国土空间生态修复的主动权。上述问题均需要地质调查工作予以保障。江苏省已印发《关于加快推进国土生态保护和修复规划编制工作的通知》,明确要求市县需在2021年12月底前完成规划编制,国土空间生态修复保护工作将迎来新高潮。昆山南部三镇(锦溪、淀山湖、周庄)是名副其实的生态高地,是长三角生态绿色一体化发展示范区规划协调区,将参与共建淀山湖“世界湖区”,城镇要发展,生态要留白、要保护,发展空间要到哪里取?答案是“森林中、全地下”。地表留存生态用地,进行景观绿地等改造,营造人与自然和谐共生的自然环境,作为人民愿意停留、放松的城市公共生态空间,将火车站、马路、高架桥、购物中心等空间利用大、嘈杂凌乱的基础设施转入地下,既能保留地表的“生态留白”,又能让地下空间“吐出”高产出,向地下要空间也是解决“空间打架”的一个有力举措。地下空间开发利用的科学性、安全性和可行性是制约城市地下空间拓展的关键要素,需要地质调查工作给予支撑。

2地质背景与工作基础

2.1地质背景昆山位于江苏省东南部,总面积931km2,地貌属于冲湖积平原,河网密布,地势平坦,自西南向东北略呈倾斜,自然坡度较小。震旦纪前形成了变质基底,自南华纪以来接受稳定的海相沉积,经历印支运动的造山作用,形成区内前印支地层褶皱和推覆构造,后经历燕山期造山运动调整,岩浆活动剧烈,断陷作用占主导地位。前第四纪地层发育比较齐全,基岩地层主要以中生代侏罗系、上白垩统和新生代古近系为主,少量分布有新元古代震旦系、古生代寒武系和奥陶系(见图1)。新近纪以来,在环太平洋大陆边缘活动构造背景下,以局部断陷作用为主,地壳升降明显,全新世的海退及长江三角洲的向海推进塑造了今日之地貌格局,受河海交互作用影响,发育了140~229m的松散沉积物。

2.2地质调查工作基础昆山区内早年未进行过综合性的地质调查工作,以往工作基础多包含在1/20万、1/5万区域地质调查,1/20万区域水文地质普查,1/50万长江三角洲环境地质调查等工作中,1996年的地下水资源评价、2006年浅层地下水资源调查评价及各期的昆山地质灾害防治规划是此前开展的主要地质工作。为服务《苏南现代化建设示范区规划》实施而配套开展的昆—47—山市地质资源环境调查,是区内近年来唯一开展的综合性地质调查工作,围绕基础地质条件、土壤地球化学质量、浅层地热能资源进行了调查研究,查明了土壤环境质量、土壤养分丰缺状况,进行土地利用地球化学适宜性分区,提出特色土地资源区建议,形成土地质量地球化学评价数据库;开展了浅层地热能资源调查,评价开发利用适宜性。可为后续多尺度全要素城镇地质调查工作提供基础。

3思路探索与路径

以服务于昆山市社会与经济可持续发展为宗旨,立足昆山城市发展规划,以长三角绿色一体化发展为契机,围绕自然资源管理、空间用途管制和国土生态修复所亟须解决的资源环境问题,着眼于城市更新过程中发展空间难题、绿色清洁低碳发展需求、地质安全保障等问题,开展“资源、空间、灾害、生态”综合地质调查[7]查明昆山城市自然资源环境状况,建立三维可视化城市地质数据平台,开展地下空间与地热清洁能源调查,服务昆山自然资源管理、空间整治与生态系统修复。

3.1市域自然资源调查服务两统一管理自然资源基础调查主要采用遥感手段结合传统地质调查手段,查清各类自然资源的基础信息[8]。从市域尺度开展调查,支撑自然资源管理,主要内容包括以下几个方面。

3.1.1水资源与水环境调查总结昆山全区水资源特征,调查昆山全区地表水、地下水水环境现状,探索改善地下水循环条件,改善地下水水质路径,服务昆山地下水资源开发利用规划、应急供水、水资源管理。

3.1.2湿地资源对湿地资源的面积、分布类型、质量状况等情况进行调查,通过重点地区采样测试与多光谱遥感影像相配合,对湿地水体的透明度、藻类、总氮、总磷、叶绿素含量等水质参数进行解译校正分析,掌握富营养化信息空间分布状况;通过营养盐通量智能监测技术监测不同生态系统关联界面处营养盐通量变化,为掌握行政管辖区内湿地资源质量变化提供支撑。

3.1.3地热清洁能资源调查地热能是可再生、非碳基的清洁能源,目前应用类型包括赋存在浅部土壤、地下水及地表水中的浅层地热能和中深层的水热型地热能。昆山浅层地热能赋存条件良好,资源量充足,在已有工作基础上,可开展小区域大比例尺的浅层地热能资源调查评价工作,为专项发展规划落地提供数据支撑。在城市建成区更新改造中,可运用多种资源协同利用理念将浅层地热能资源与地下空间资源协同开发,改变资源利用模式,加大地热清洁能源的开发力度,如地下换热系统埋入基坑围护结构内、基础底板下、桩基内等,在施工隧道衬砌内以能源锚杆形式埋入围岩或地铁区间隧道内、地下水输水管道内等,可探索多种协同模式。在农村地区,可结合村镇发展规划,在聚类提升类村庄、特色保护类村庄加大浅层地热能与浅层地下水资源协同开发力度,在地质环境友好的前提下,实现资源利用效率、经济效益最大化,满足绿色低碳高质量发展需求。

3.2市域地质灾害评估保障城市建设安全根据平原区地质灾害发育特征,开展以市域为单元的区域地质灾害危险性评估,建立昆山市地质灾害危险性区域评估成果查询服务系统,从地质灾害防治角度,划分一般防范区和重点防范区,区域统筹,重点突出,有效推进放管服改革,简化区内建设项目评估程序,降低成本,使成果更好地服务于用地单位,营造良好营商环境,为城市建设安全提供地质保障。

3.3片区三维地质结构与地下空间调查支撑城市发展空间拓展昆山第四系厚度大,软土和含水砂层发育,科学开发不同层次地下空间,需要摸清地质结构与条件,利用多源数据融合构建昆山市三维地质结构,实现昆山市地下资源透明化、可视化,助力“透明昆山”“智慧昆山”建设。依据不同规划区地下空间需求的差异,在城市集中建设区调查地下空间开发利用现状、大面积拓展开发潜力,开展安全性、经济性评估,评估向地下发展空间潜力;南部水乡古镇旅游度假区调查地下空间资源开发利用条件与制约因素,评价地下空间资源禀赋,解决生态留白与古镇发展更新之间的空间矛盾。

3.4片区生态地质调查服务国土空间生态修复南部古城旅游度假片区具有明显的文旅水乡特色,是闻名的生态高地,但因开发较早,基础配套设施落后、规划不合理等制约性问题日益凸显,全要素国土空间整治和国土空间修复迫在眉睫。围绕水循环生态系统和地表基质层开展生态地质调查,可为国土空间生态修复耦合旧城更新提供基础支撑。

3.4.1水循环生态系统调查以水生态系统为主线,调查南部古城旅游度假片区“自然—人工”两种驱动模式下水循环时空变化特征,研究其对生态系统功能等的影响,调查评估生态系统本底和现状,识别生态系统问题,为国土空间生态修复提供基础支撑。

3.4.2地表基质层调查调查地表基质类型、基本状态、物质组成、理化性质及地表景观属性等,掌握地表基质层时空分布、数量质量、利用状况和动态变化,研究地表基质层自身发展变化及其与其他自然资源、环境要素的相互关系和作用机理,为国土空间整体规划和生态环境保护修复提供详实资料。

3.5自然资源综合监测体系构建在现有各类自然资源调查成果基础上,系统收集并梳理相关调查资料,全面掌握自然资源本底;建立统一底版、统一数据、统一平台的自然资源综合数据库,实现数据集成管理;利用现代测量、信息网络以及卫星遥感等技术手段,采用常规监测与专题监测相结合的方式,对土地资源、森林资源、湿地资源、水资源等进行动态监测,构建起“天-空-地-网”为一体的自然资源综合监测体系,建设自然资源监测信息系统,服务自然资源动态监管和用途管制[9]。

4结语

新时期城市更新背景下的城镇地质调查应瞄准需求变化,加强与规划理念的融合,在区域基础工作基础上,精准支撑城市更新、城市安全和国土空间生态修复,从市域、片区、区块多尺度,城乡空间、农业空间和生态空间多角度开展工作,为尽快形成生产空间集约高效、生活空间宜居适度、生态空间山清水秀的国土空间格局提供保障。

参考文献

[1]周俭,阎树鑫,万智英.关于完善上海城市更新体系的思考[J].城市规划学刊,2019(1):20-26.

[2]林良俊,李亚民,葛伟亚,等.中国城市地质调查总体构想与关键理论技术[J].中国地质,2017(6):1086-1101.

[3]陈国光,湛龙,刘红樱,等.地质调查支撑服务福建生态文明试验区理论与方法探索[J].华东地质,2022(1):1-16.

[4]许书刚,赵志俊,黄敬军,等.新形势下太仓小城镇城市地质工作战略方向与实施路径[J].上海国土资源,2021(4):79-83.

[5]昆山市人民政府.昆山市国土空间规划近期实施方案[EB/OL].(2022-06-03)[2022-08-17].

作者:郭慧 许书刚 唐鑫 瞿婧晶1 单位:江苏省地质调查研究院 自然资源部地裂缝地质灾害重点实验室