浅析邢台市城市地质的发展方向_肖明君.pdf

2021年第1期西部探矿工程 * 收稿日期 2020-04-23修回日期 2020-04-24 第一作者简介 肖明君 （1987-） ， 男 （汉族） ， 河南辉县人， 工程师， 现从事水文地质勘查工作。 浅析邢台市城市地质的发展方向 肖明君*， 赵岩 （河北省煤田地质局第二地质队， 河北 邢台 054001） 摘要 城市的地质情况是城市规划的重要依据， 城市地质是一项服务于城市发展的基础性工作， 具 有重要的发展指向意义。但以往地质工作对城市建设发展的需求不足， 存在一定的脱节， 未能考虑 到城市规划与土地利用。就邢台市地质特征， 在地表水引流、 地热资源开发利用、 地面沉降等方面进 行了利用分析， 并对下步城市地质工作的应用进行了探讨。 关键词 邢台市； 城市地质； 地热； 地面沉降 中图分类号 P62 文献标识码 A 文章编号 1004-5716202101-0157-03 随着邢台市经济社会发展加快， 城市化率迅速上 升， 城市功能的不断增加和日趋复杂化， 对城市环境、 城市防灾减灾、 城市资源环境承载力等城市地质服务 需求不断加大， 服务水平要求不断提高。但由于对城 市地质资源的经济价值、 社会价值、 生态价值缺乏足够 重视， 特别是对直接涉及民生的城市地质服务工作重 视程度不够， 加剧了城市资源环境问题日益凸显， 在建 设和发展过程中出现了不同程度的地质问题， 如地热 资源利用、 地下水污染、 地面沉降、 地层污染等， 潜伏了 一系列地质灾害的风险， 威胁城市安全和公众健康。 本文就邢台市地质特征， 在地表水引流、 地热资源开发 利用、 地面沉降等方面进行了利用分析， 并对下步城市 地质工作的应用进行了探讨。 1邢台市河流水系分布特点 这座城市属于海河流域的子牙河系。该地区有20 条排洪渠[1-2]。丘陵地区和山前平原地区， 洨河、 北沙河 等15条河流分别汇入大陆泽和宁晋泊。这些河流起源 于西部山区。上游沟壑有很多来源， 主要是季节性河 流。它们通常很少有水， 甚至干涸。汛期的洪水又猛 又陡， 持续时间很短。由于水源短， 洪水迅速聚集。河 流进入平原后， 坡度变慢， 沉积物被淤积， 河流又宽又 浅， 深谷很窄。在中部平原地区， 小漳河、 老漳河等5条 河由西向东分布。河流的总体趋势是从西南到东北， 流入衡水市[3]。其中宁晋泊[4-5]蓄滞洪区在 “7.19” 特大 洪灾中保证下游人民生命财产安全起到了很大的作 用。 2湿地规划及建设 2.1湿地作用 湿地被称为 “地球之肾” ， 这是水与土地相互作用 之间的自然过渡区。它具有陆地生态学和水生生态学 的双重特征， 是一种特殊的生态系统。健康的湿地生 态系统是国家生态安全系统的重要组成部分， 在经济 和社会发展中发挥着非常重要的作用。 2.2邢台市湿地建设及规划 湿地可谓是一个大型储水池， 它可以保持3～9倍 甚至大于土壤质量的蓄水量， 可以在短时间内积聚洪 水， 起到 “海绵” 的作用。利用该地区水系统的特征在 原大陆泽一带建造一个湿地公园。它将在蓄洪、 防洪 和抗旱、 气候调节和环境污染退化方面发挥作用， 这将 使邢台人民受益， 在京津地区的气候和改善生态环境 方面发挥重要作用。 湿地建成后， 结合周围的水利工程， 可以繁殖出河 道畅通、 路堤整齐、 芦苇丛生、 水面起伏、 花鸟和候鸟都 畅游的湿地。湿地也是休闲旅行的好地方。空气清 新， 气氛优美， 风景独特。这是人们旅行、 娱乐和恢复 的最佳场所。 大陆泽湿地的建设符合美丽河北规划要求， 对恢 复地下水战略储备与生态功能意义重大。 3清洁能源的发展利用 （地热能） 3.1地热能发展现状 长期以来， 地热是一种清洁能源。在世界上许多 国家， 尤其是在当今的环境问题和能源问题上， 其热 157 2021年第1期西部探矿工程 采、 水疗、 热水养殖和伴随的旅游资源的开发越来越受 到关注。在资源短缺的情况下， 地热资源的开发受到 越来越多的关注。 近年来， 国家地热资源的开发利用引起了地方政 府和有关部门的重视， 取得了可喜的成绩。特别是在 北京、 天津、 西安、 山东、 福州等城市， 开发地热资源用 于取暖、 洗浴、 养殖、 旅游等。它取得了良好的经济、 社 会和环境效益[6]。 雄县地热发展模式 （现为雄安新区） “雄县模 式” 已被国家能源局、 各级政府和各地广泛认。雄县采 用传统的煤炭供暖， 可排放二氧化碳16.87104t， 二氧 化硫43104t和粉尘1.06104t。就像在中国北方大多 数地区需要冬季采暖一样， 每个采暖季节对环境的污 染都非常严重。2014年2月， 在首届全国地热工作会 议上正式推广了 “雄县模式” 。国家能源局指出，“雄县 模式” 在技术上已经成熟， 在经济上可行， 可以推广和 复制。地热 “绿色能源” 的发展对于改善城市品位， 改 善人们的生活质量， 培育新的经济增长点以及创造良 好的投资环境具有重要意义。 邢台市东部地热资源丰富， 主要分布在宁晋县、 隆 尧县、 新和县、 南宫市和清河县等县[7]。地热梯度一般 为 2.6℃ ～3.8℃/100m，深 度 500m 为 30℃ ～40℃ ； 1000m的深度为40℃～60℃。目前， 该市在新河县、 南 宫市、 清河县和临西县开发和利用地热能。这些地热 能主要用于地热加热和洗浴[8]。如回灌补给不足， 地热 水的水平将继续下降， 这将严重影响地热资源的可持 续利用， 将会发生土壤沉陷， 这将导致地表和地下水淡 水盐碱化。 3.2应对措施及建议 3.2.1整体规划， 集群化开发利用 充分利用政府在政治定位、 资源管理和分配中的 重要作用， 并将地热资源的开发和利用带到法制化轨 道。 地热能的使用是有效的， 需要大规模开发。邢台 市东部地热资源丰富。如果只开采不补充， 地热水的 水位将继续下降， 这将严重影响地热资源的可持续利 用。某些地区将发生土壤沉降， 从而导致地表和地下 水淡水盐碱化。建议在首次示范之后， 地热开采项目 应遵循 “没有取暖用水” 的原则。在距地热水井适当距 离的地方钻一个补给井。地热水的热能通过换热站使 用后， 尾水返回原始水库并达到灌溉平衡。 3.2.2制订激励性的政策， 促进地热资源产业的发展 采取必要的激励性的政策手段来支持新能源产业 的发展， 促进地热资源产业的发展， 加强对市场建设、 财政和税收系统以及资本投资的支持。鼓励驻邢勘察 单位服务当地经济， 加快热液地热资源等专业领域的 建设。 3.2.3加强地热采矿区域的水文地质监察 开采地热能时， 有必要建立地热动力监测机构， 以 掌握地下热水的水位、 水质、 水温和水量的动态变化， 并检测地下水的回灌， 以进一步发展。并利用地热资 源， 防止不良的环境地质问题。 地热开采很容易污染水环境。地热水中的矿物质 和盐含量很高， 还会产生有害气体， 例如硫化氢。任意 将大量地热水排放到环境中， 将导致地表水和地下水 淡水的污染。以南宫市地热井为例 水化学类型为氯 化钠类水， 盐度为6.75g/L。尽管不含有害物质， 但如 果任意排放， 则为高盐水 （矿化度1～3g/L为微咸水， 3～10g/L为盐水， 10～50g/L为盐水） ， 会导致地表水和 淡水地下水盐分的污染。 3.2.4加强地热采矿区域回灌的监察 对地热矿区的水位监测和地下水补给条件的检 测。地热水资源不是可再生资源， 可以在某些条件下 循环利用。地下地热水的产生有其自身规律。尽管热 量是确定的， 但水量始终在变化。这需要基于地热勘 探和监测热量的合理计划地热水提取。该速度不超过 地下热水的补给速度， 因此需要科学补给。这不仅确 保了地热水的循环供应， 而且延长了地热井的使用寿 命， 增加了地热工程的效益， 并保护了地质构造， 保护 资源和环境。 4地面沉降 4.1地面沉降概况及背景 近年来， 市委、 市政府高度重视生态文明建设， 各 级各部门的协调联动， 取得了显著成效[9]。地热作为一 种清洁能源， 早已为人们所认可。邢台市东部地热资 源丰富， 为了进一步优化生态环境， 地热能势必得到政 府的优先发展。 地热资源的建设和开发将加速城市地下水的过度 开发， 并使地面沉降更加严重。地面沉降会使城市地 面变形， 降低城市地面标高， 减少城市排水和防洪功 能， 破坏道路、 桥梁、 城市建设等， 对城市安全构成极大 威胁， 严重影响生产和生活。减少土壤下沉风险的主 要原因是尽快修复地下水漏斗。 地面沉降会降低规划区域的防洪能力， 导致洪水 158 2021年第1期西部探矿工程 淹没河岸并造成内部停滞。邢台市西部山区片麻岩地 表岩石松散破碎， 岩石裸露， 没有良好的储水层。在洪 水达到溢洪坝高度时， 它对洪水是有拦截作用的； 等到 洪水超出库容时， 它只能把水放掉， 根本顾不上下游； 如果下游正处于大的汛情之中， 两者就会出现严重的 叠加效应。滞留区由于地面沉降， 无法发挥效用， 1963 年一片泽泊的景象又会重现。 由于土壤沉降是由于过度开采地下水引起的， 因 此最直接和有效的方法是严格控制地下水的开采。中 国北方地下水的过度开采主要用于农业灌溉。邢台市 地下水超采综合治理子项目威县15年节水灌溉项目现 已实施运行， 基本解决了平原地区农业灌溉用水的问 题。这从侧面证实了市委、 市政府对土地沉降问题的 重视， 并已开始对其进行管理。 地面沉降的特征是缓慢而连续的， 并且在短时间 内没有明显的特征， 这通常很难发现。有效控制了地 下水的过度开采， 除了控制开采量， 还应采用回灌来增 加补给， 这对于缓解地下水位下降和地面沉降产生的 作用非常有效。 4.2应对措施及建议 （1） 整合地勘资源， 调查并观察地面沉降， 掌握地 面沉降的动态发展。单位驻邢的地质队较多， 由国土 部门整合各地质局之间的水文地质资料。在地面沉降 区域建立基岩标记， 消除现有地面沉降对海拔变形的 影响， 建立区域地面沉降监测网络， 加强沉降监测， 进 一步改善动态地下水监测网络， 确定沉降的面积和发 展速度。各地区地下水分层沉降特征及动态关系； 并 定期检查地下水开采、 水位、 水压和水质变化。 （2） 加强地下水与其他资源的科学开采与科学管 理。现长江水沿着邢清干渠， 已进入威县境内。使客 水为回灌水源成为可能， 南水北调工程的水不直接用 于农业， 而是用于城市居民和工业用水， 代替过度开采 的地下水， 这间接地有益于农业灌溉和地下水生态 学。 加快实施节水灌溉工程。地下水使用量的近80～ 85直接用于农田灌溉。例如， 大规模的喷灌可以有 效利用水资源。控制地下水的开采量， 调整生产井的 设计和开采时间， 合理地开采地下水。调整供水结构， 减少地下水抽取量， 恢复城市地下水位并减少土壤沉 降。通过采取控制地下水提取和人工补给地下水的措 施， 达到了恢复地下水位和减少土壤沉降的目的。 （3） 加强地面沉降的基础理论和机理研究， 结合地 质条件， 加强对地面沉降机理的深入研究， 促使地下水 位上升。政府制定有效的法律法规， 以法律、 行政和经 济手段加强对水资源的管理。 在中国， 只有少数几个城市 （地区） ， 如上海、 天津、 西安、 北京、 苏州、 无锡和宁波， 对土地沉降进行了系统 地监测和研究， 并采取了针对性的预防措施来监测和 研究土地沉陷。在防控工作方面积累了丰富的经验和 成果， 并对土地沉降形成机理、 发展规律和土地沉降预 测模型进行了深入研究。然而， 在大多数其他城市中， 很少进行地面沉降的调查、 沉积的形成机理以及对发 展规律的研究和监测。为了有效地预防和控制这些城 市的地面沉降， 仍然有很多工作要做。 在城市建设规划过程中， 一方面， 对于大规模的城 市建设活动， 由于建筑负荷的增加， 应考虑增加新的沉 降。另一方面， 应考虑可能的土壤沉降， 并适当增加地 基的高度以允许沉降。应加强市政排水措施， 以确保 地面沉降后不会发生洪水， 并造成更大的经济损失。 5结论 地质工作是经济建设的第一步， 它涵盖了整个长 期建设过程， 渗透到经济社会发展的许多方面。抓住 “京津冀一体化发展” 的契机， 进一步发挥地质工作的 基础和积极作用。充分利用城市的水文地质特征， 加 强地质工作的前提作用。必将为节能减排、 地质灾害 预警和城市防灾减灾方面作出贡献、 造福社会。 参考文献 [1]王建革.河北平原水利与社会分析 （1368-1949） [J].中国农 史，2000，19 （2） 55-65. 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