《上海大都市地区资源环境承载力估算方法研究》:
6.3.2.3水土污染
改革开放以来,我国东部沿海地区经济、社会的快速发展,伴随城市化进程而诱发的生态环境问题,如水土污染和资源浪费,正在日趋严重并威胁着人类的生活质量,逐渐引起社会大众的忧虑。上海也不例外,多水的城市已沦为“水质型”的缺水城市,淡水和大气的污染也日益导致国土资源的污染。6.3.2.4软土地基形变上海埋深约70m以浅软土地层比较发育,浅部淤泥质软土分布广泛,具有含水量高、虽度低、压缩性高、渗透性差、可变形量大的特点,总体趋于在外力作用下易产生形变,且软土的区域发育差异又导致其形变的地域不均性。软土形变诱发的灾种形式有局部的地面沉降(坍塌)、不均匀沉降及土体位移或滑坡等。其危害是:加重区域地面沉降量,致吏建(构)筑物产生裂缝或基础失稳以及基坑坍塌与滑坡等灾害。20世纪90年代以来,随着城市工程建设规模的扩大,这方面的灾种日益增多,危害日趋严重,造成人员伤亡和重大经济损失。软土地基形变不仅加剧了区域地面沉降,更严重的是由于浅部土体层组合结构类型存在较大的区域性差异,所以在相同荷载作用下也会产生不均匀沉降现象,容易导致建筑体开裂或基础失稳。除住宅外,越江隧道、大桥、高架及地铁等线路,也存在不均匀沉降问题,其发展趋势十分严峻。为确保安全营运,只得依赖于进行不间断的养护。21世纪,上海将进入大规模地下空间(含交通轨道)开发,这类危害将可能使上海背上沉重的工程防治或修复的经济负担,或者缩短工程使用寿命。
6.3.2.5地下水位下降与资源枯竭
1990年前,上海境内即使开采地下水资源处于巅峰阶段,其开采量与补给量基本还能保持均衡状态,开采地下水引起的水位降落漏斗边界还能局限在市域范围之内,即开采季节地下水位下降形成漏斗,非开采季节水位回升,漏斗逐渐消失;而1990~1999年间,区内地下水开采量虽未达到历史高峰,但因三角洲地区广泛开采利用地下水资源,导致区域性地下水位逐年下降,其中区内浅层水水位每年降幅达1~2m,深层水则以1.5~3.Om的速率递降。至1997年,本区第二、三、四、五承压含水层地下水漏斗中心最低水位(高程)分别为:-15.72m、-14.78m、-47.37m、-75.20m,水位漏斗范围已与江浙两省连成一体。因此,境内地下水开采量极大地受邻省开采程度的制约。
近十年中,由于大范围过量开采地下水,导致地面沉降加剧,不仅给当地造成严重经济损失,而且带来了日趋加剧的社会不安定因素。基于上述原因,近年来加大了压缩地下水开采和增加回灌的执行力度,区域地下水位下降速率虽初步得到减缓,但仍然未达到采补平衡。
6.3.2.6砂土液化与土壤渍害
上海市砂土渗流液化与土壤渍害这两类灾种均存在,但其危害程度与其他灾种相比处于次要地位。
(1)砂土液化。沿江、沿海地带和河口沙岛地区浅部普遍存在厚薄不等的粉砂或黏质粉砂层,具有渗流液化特性,局部还具有轻度至中度震动液化性能。鉴于境内记载的历史地震震级均小于5级,计算烈度小于6度,故还没有出现过震动液化的灾害。然而,在基坑、沟渠和地下空间开挖施工工程中,这类浅层粉土由于围护结构或施工不当,经常触发渗流液化,发生滑坡、塌方及塌陷等灾情。
(2)土壤渍害。土壤渍害主要是指湖沼低地区的水涝渍害和部分沿海地带的盐碱土渍害。上海成陆初期这类渍害范围较大,随着水利工程建设日趋完善,渍害问题正在逐年退化。目前,西部湖沼洼地区还剩有局部地段水涝渍害,杭州湾北岸和崇明北部还有小范围的盐碱土渍害,但情况正在逐年好转。
上述所列举的是上海所出现的主要地质环境问题,其中,作为上海所承受的最大的地质环境影响是地面沉降,最大的潜在影响是水资源的利用和保护问题。从上海地质环境的状况和已经出现的地质环境问题来看,上海的城市地质环境对城市进一步发展的脆弱性不容忽视,亟须进行上海的地质环境承载力研究。
6.3.3上海市地质环境承载力估算
6.3.3.1估算方法与技术路线
(1)研究思路
通过对上海市现有主要地质环境问题的分析,可以发现与城市发展支持能力最为密切的地质环境要素主要有水、土、建筑空间(包括地面建筑和地下空间)三类,通过对地下水、土壤和建筑空间的定性和定量分析,选择对城市社会经济与地质环境可持续发展制约最大的影响因素作为预警性评价指标,通过综合评价模型,计算上海市的地质环境承载力。同时在此基础上,建立地质环境承载力模拟模型与预警系统,结合相关发展规划目标,设定不同的情景方案,对城市未来的地质环境承载力进行预测。
为了使评价结果的表达由定性为主向定量为主转变,地质环境承载力预测结果采取意义明确、易于操作、便于应用的定量指标来表征,即采用承载力分析中通常使用的人口和GDP指标来表征其承载能力。
通过以上的评价、预测与分析,根据估算结果,提出有针对性的对策建议。
(2)研究方法
在深入调查与分析上海市地质环境现状的基础上,根据相关资料,本章主要采用单要素评价法和加权灰色关联分析法展开研究。
①单要素评价法。单要素评价主要是从人类开发利用强度、利用效率以及地质环境本底特征角度,对地下水、土壤和建筑空间进行评价,分析单要素的承载状况。
②加权灰色关联分析法。应用加权灰色关联分析法对地质环境承载力进行综合评价,构建地质环境承载力估算与预测模型。
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