英国地质调查局——城市地质工作的践行者

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1、引言

近年来随着城市扩张,特大型城市成为英国城市地质研究的重点对象;沿海地区城市对海平面上升和全球气候变化等问题的关注度也不断提升。目前英国城市地质学关注的重点包括:①海量区域地质信息在城市开发和都市生活中的整合与应用;②各种工程结构对地质环境承载能力的影响;③;开发用于分析地下监测数据和建立地质、水文地质和工程地质模型的工具;④开发和实现不同比例尺的适应性管理概念作为决策基础。

在以解决问题为导向的城市地学研究领域,包括水资源供应、地质灾害修复以及如何评估地面条件和城市基础设施风险等方面,英国地质调查局享有一定的全球声誉,英国地质调查局的城市地质工作重点集中在城市地质填图、城市综合地质调查、城市地质信息平台和系统建设等几个方面。

2、城市地质填图

基础性综合地质填图是城市地质工作的基础,旨在基本查明区域地质、水文地质、工程地质、环境地质、灾害地质等基础地质条件,全面摸清城市资源环境领域重大问题,为综合评价城市资源环境承载能力和空间开发适宜性奠定基础。

英国地质调查局最早19世纪60年代在伦敦地区开展了系统的地质填图,比例尺为1:63360。1900至1930年期间又进行了1:10560比例尺的地质调查,成果缩编成四幅1:63360的图件,覆盖了整个大伦敦地区。

3、城市综合地质调查

城市地质调查工作是城市地质学方法在具体城市中的运用,是一项于服务城市规划、建设和管理的基础性和先导性工作,主要目标任务是查明城市的地质、资源和环境基本状况,采集与城市有关的地质、土地利用、社会、经济属性,评价城市发展的资源与环境承载能力,为城市可持续发展提供基础支撑,并为国土空间布局、重大工程和基础设施建设提供地学建议。城市地质调查工作的重点、内容应根据城市、经济区具体的地质问题和发展需求而定。

接下来通过城市三维地质建模、地质灾害调查、环境地球化学调查、地质资源调查、实时监控传输网络等五部分详细展开介绍。

4、城市地质信息平台建设

英国地质调查局现阶段正在开展的Iceberg项目——地面和地下综合城市数据系统。Iceberg项目长期目标是通过更好地管理地下数据,帮助提高土地用于发展的可行性,从而有利于未来的无风险投资。

英国地质调查局还陆续在其他项目工作中利用数字模拟、大型数据库系统、三维可视化和GIS等现代计算机技术,对城市区域地质、工程地质、环境与灾害地质、地球物理、地球化学、遥感等专业的地质信息和成果进行集成管理,为城市规划决策、地质调查研究和社会地质信息服务搭建信息服务平台,以开展城市地质信息平台或系统建设。

接下来城市地质环境数据集、数字建模、实时监控与传输网络平台。

表1 英国地质调查局城市地质环境数据集

 

 

 

地质灾害

GeoSure数据集(按组或单个主题):全英范围的、比例尺1:5万的数字化资料和信息,适用于与易垮塌堆积物、可收缩地面、可溶性岩石、流沙、滑坡和收缩膨胀等有关的地质灾害评估。
来自于自然界和开采过程中的甲烷和二氧化碳数据集:1:5万比例尺的气体排放敏感性数据。
采矿风险(不包括煤矿)数据集:全英范围的、非煤矿采矿的潜在风险。基于一系列地质因素进行灾害划分。
管道泄漏影响数据集:管道泄漏点的分布示意图。漏水有可能引发或使地面不稳定更加恶化。
氡潜在风险数据集:-由英国公共卫生局和英国地质调查局联合制作的英国受氡影响地区的分布图。
腐蚀性(含铁质的情况)数据集:全英范围的、1:5万比例尺的数字化资料和信息,适用于保险公司和地下铁制品(例如管道)的提供者。该数据集反映了埋藏在表土下面的、具有潜在的“腐蚀性”或“侵害性”特征的地面分布情况。
含铁资产受到腐蚀发生的损失数据集:受到腐蚀的地下含铁资产(如管道、电缆和建筑基础)的分布图;可能因地面不稳定而遭受毁坏的风险。
 

 

地下水

含水层名称数据集:英国环境署和英国地质调查局共同识别出的英格兰与威尔士地区的不同含水层。
洪水的地质指示标志:过去一万年里曾发生过洪水的地方的地质沉积物。
地下水水位数据集:用插值法得到的英国地下水深度的网格化分布。
苏格兰水文地质图:苏格兰地下水脆弱性图和含水层的生产力分布图。
可持续使用的渗滤排水系统数据集:列出了初步的地面评估结果,包括那些适合部署可持续使用的渗滤排水系统,如渗水坑、渗水池、渗水沟和可渗透的铺设路面。
渗透性数据集:反映水渗透岩石的难易程度的数据。
地下水洪涝敏感性数据集:由于地下水上升而引起洪涝的可能性。

BRITPITS数据集:英国矿山和采石场数据库。
历史上的开采许可数据集:-英格兰和威尔士部分地区历史上被政府批准的采矿许可范围和现状数据。
矿产资源数据集:利用软件DiGMapGB-50重新解释的矿产资源分类。
英国和世界矿物统计数据集:国际矿业数据,包括生产、进口与出口资料。
地球化学英国G-BASE数据集:英国环境地球化学基线调查数据(包括河流沉积物、河水、土壤样品)
英国城市地区土壤G-BASE数据集:来自英国各地的城市中心土壤样品的地球化学系统调查数据。
应用于环境评价的土壤化学数据集:估计的英国土壤地球化学背景浓度及城市表层土壤样品中As、Cd、Cr、Ni和Pb的分布和含量(mg /kg)。
 

 

 

 

 

 

LithoFrame数据集:英国地下地质模型;三维地质图。
DigGMapGB-Plus强度数据集:地质材料的强度与它们的组成、密度以及其矿物成分如何结合到一起(即颗粒连结或胶结)有关。该主题提供了有关岩石强度分区的信息(基于对材料的现场描述),并在GIS图层中作为不同工程参数的一部分。
DigGMapGB-Plus 可挖掘性数据集:可挖掘性表示地质材料被挖掘和清除的难易程度,用于确定合适的挖掘方法。该主题提供了关于可挖掘性分区的信息,以及对各种挖掘设备的局部影响因素。
DigGMapGB-Plus工程填充材料数据集:工程回填材料,用于填充地面上的一个凹陷或地洞或人为调整地面高度(如路堤)。该主题为已挖掘地质材料是否适合作为工程填充物或有其他可能用途提供了信息。
DigGMapGB-Plus电阻率数据集:电阻率是岩石、沉积物和土壤的一种地球物理性质。它是决定电流如何通过地面、影响基础设施接地和电化学腐蚀的一个重要因素。该主题提供了关于基岩和浅层沉积物电阻率的可能范围的信息。
DigGMapGB-Plus腐蚀性数据集:腐蚀是指通过化学反应对固体材料进行缓慢的破坏。腐蚀性数据显示了地面对浅埋藏钢结构基础设施的潜在的腐蚀性。

5、结论

城市地质工作至关重要,但是其作用往往被低估,最近30多年来,英国地质调查局一直致力于推进人们对城市地球科学的理解和城市环境建模,促进了3D城市建模的发展,同时将地质灾害的多空间数据集等应用于环境保护、规划建设等多个领域。英国地质调查局开展的城市地质研究工作还将继续集中在泰晤士河口区、克莱德盆地、曼彻斯特和默西走廊下游、斯旺西港口塔尔博特、贝尔法斯特五大城区,将使用最先进的地理信息系统和三维建模软件包来开发数字地质模型,作为地质解释和水文地质、地球化学和工程地基评估的基础。

 

 

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