地质工程论文
引 言
人口、资源、环境与社会经济的协调发展是21 世纪的重大科学命题。城市作为人口和现代工业集中的地区，在国家建设和人类生存环境水平提高中发挥着巨大作用，城市化的快速发展促使自然环境发生巨变，城市和地质环境不断进行着相互作用。在过去的 30 多年中，随着中国经济的迅速发展，城市化进程迅速加快，社会和学术界对城市地质问题表现出前所未有的关心。我国进行比较系统的城市地质研究工作起步较晚，就其研究的广度和深度以及全面性而言，与国外发达国家相比尚有较大差距。因此，本文对国外发达国家开展的主要城市地质工作进行了总结，以期能切实反映出城市地质研究工作的现状和今后的发展趋势，从而为我国城市地质工作的开展提供参考和借鉴。
1 城市地质的内涵
城市地质是地球科学的一个较新的分支，对城市地质的定义和内涵，目前仍在研究和探索之中，关于它是不是一门独立的学科，认识尚不统一。有的认为城市地质属于传统地质学的范畴，不是独立的学科，而是各种地质工作在城市和城市化地区的应用； 有的认为它是工程地质学的分支，应称为城市工程地质学； 有的认为它是环境地质学的分支，称为城市环境地质学。
通过综合诸家意见认为，城市地质已发展成为一门独立的分支科学，有着特定的任务和工作内容。其任务是应用地质科学的理论和方法，以城市地区的地质结构为主要研究对象，将所获得的地质资料和认识，应用于城市的规划、建设和管理，其实质是地质科学和地质学家直接参与城市的规划、建设和管理工作，为城市发展与控制提供可靠的科学依据。工作内容包括土地的合理利用、城市供水水源地的勘查和利用、区域地质环境安全性评价、城市矿产资源开发利用与论证、城市地质环境质量综合评价与环境保护以及城市地质环境监测等。
城市地质学整合了城市管理和发展中所需的一系列地球科学分支，因此它是地球科学中综合性最强的领域之一，涵盖了部分工程地质学、环境地质学及土地管理学等，除此之外还有传统的地层学、构造地质学、岩土力学、水文地质学等。因此，城市地质工作是在城市及其周围地区或潜在城市化地区的特定空间范围内，综合考虑各种地质要素，研究其对城市发展所提供的资源、所施加的约束条件以及城市发展对其产生的影响，为城市规划、建设和管理服务的地质工作[1].可见，城市地质作为一门应用性的地质学科，它并不是简单的其他地质学分支学科资料的堆积，而是需要针对具体的城市地质问题，进行分析评估和综合集成，并提出合理的解决办法。
2 国外研究进展
城市地质的主体工作是主题应用填图，为城市各类规划、建设和管理提供决策支持[2].国外最早的城市地质工作大约是在 20 世纪 20 年代末开展的，具有代表性的是德国绘制了用于城市规划的特殊土壤分布图[3].30 年代末，德国出版了标示着各种土地利用适宜性的 1∶ 10 000 和 1∶ 5 000的地质图，并用于 Bodenatlas 的城市扩建规划[4];第二次世界大战后，随着人口增长和经济复苏，城市地质工作日益频繁，特别是在欧洲和北美地区，如德国、捷克、斯洛伐克和荷兰等国家实施了系统的城市地质填图计划，主要是对城市地区土壤和岩石的自然属性进行填图，用于指导城市规划和建设[5],其中典型代表是 Prague 城市的1∶ 5 000地基填图，包含建设层地基岩土的物理力学参数等工程地质信息，并且该城市大量的数据和图件在不断地更新[6].这一时期，德国有十多个城市完成了土地利用主题填图[7].尽管这些图件在城市规划中发挥了重要作用，但总体来说其可读性较差； 图件及附注中包含了土壤自然属性和土地利用适宜性的信息，但多为定性描述，这主要是由于土工实验数据以及在原位或实验室条件下水文地质测试数据的有效性较低。
随着第二次世界大战后美国经济的高速增长以及其后的城市扩张，大量的地质工作者开始展开对城市地质的研究工作。例如，20 世纪 60 年代末至 70 年代，仅洛杉矶就有 150 多名地质学家在从事城市地质研究工作[8].同期，由于 Legget 的出版，地质数据在加拿大城市规划和管理中的应用取得了突破性进展[6,9].至此，工业化国家更加关注城市中自然环境的改变和大量废弃物造成的污染，废弃物处理场的选址成为城市地质工作者新的研究领域。应用地球化学解决废物污染问题迅速地成为一种发展趋势，最早在德国出现对土壤纳污潜力和污染容量极限的研究，生成“地质潜力图”来为城市规划服务[10],这套填图系统后来被其他许多国家应用。这一时期美国地质调查局绘制了许多城市地质图件[11 -12]; 许多欧洲国家也开展了一些特殊研究，包括寻求最合适的方法在城市化地区的图件上展现地质数据[13 -15].西班牙的许多城市地区开展了用于城市规划的 1∶ 25 000岩石土壤填图工作[16],初步查清了不同类型地表浅层 岩 土 的 分 布 范 围，如 在 马 德 里 开 展 了1∶ 400 000 到1∶ 100 000 的填图工作[17].可见，这一时期欧美发达国家的城市地质工作取得了重大进展： 首先，城市地质工作内容延伸到水土污染调查评价、地质资源潜力及其开发利用评价、城市废弃物的处置及应用地球化学方法进行污染治理等多个方面，体现了调查与治理的相结合； 其次，工作区域从单个城市扩展到城市群地区，同时注重城市地质为环境规划和土地利用规划服务，提高了成果的实用性； 再次，各种专业信息系统相继建立，这一时期约有 300 个系统投入使用，以获取和处理地质、地理、地形和水资源信息。