鄭桂森，欒英波，王繼明，馬學利，王 穎，閆廣新

(1.北京市地質礦產(chǎn)勘查開發(fā)局，北京 100195;2.北京市地質調(diào)查研究院，北京 100195)

1 世界城市的概念

作為學術用語世界城市的概念最早由蓋迪斯提出，是指在世界商務活動中具有最重要地位的城市［1］。目前國際上尚未形成統(tǒng)一的看法和認識，諸多學者們從不同角度對世界城市的概念和特征等作出不同的解釋［2-6］。目前公認的世界城市有紐約、倫敦、東京。從世界城市發(fā)展來看，世界城市的形成和發(fā)展無一不依賴于城市區(qū)域體系的強大支持，區(qū)域的相對發(fā)展水平對世界城市形成起決定作用。劉淇書記在中國共產(chǎn)黨北京市第十一次代表大會上的報告中進一次明確提出建設中國特色世界城市的任務。北京作為全國政治、文化中心，世界第一國際貿(mào)易強國和世界第二大經(jīng)濟體的核心城市之一［7］，正面臨著人口快速增長、土地資源供給緊張、水資源匱乏、能源短缺、環(huán)境污染和生態(tài)退化等與地質相關的問題，京津冀城市群的構想為北京建設世界城市提供了載體。本文從北京建設世界城市的視角，從區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的高度，對區(qū)域內(nèi)存在的主要地質環(huán)境問題進行了總結，提出防災減災和緩解地質環(huán)境問題的建議。

2 影響世界城市建設進程中的主要地質環(huán)境問題

京津冀城市群區(qū)域內(nèi)影響世界城市建設進程的主要環(huán)境地質問題有區(qū)域地殼穩(wěn)定性、水資源匱乏、突發(fā)性地質災害和緩變性地質災害等環(huán)境問題(圖1、表 1)。

2.1 區(qū)域地殼穩(wěn)定性問題

京津冀地區(qū)主要發(fā)育NE和NW向兩組活動斷裂(圖 1、表 2)。

表1 京津冀地區(qū)主要地質環(huán)境問題一覽表Table 1 Major geological environment problems in jing-jin-ji area

2.1.1 NE向主要活動斷裂

太行山山前斷裂帶:北起北京懷柔，向南經(jīng)房山和河北的保定、石家莊、邯鄲及直至河南的新鄉(xiāng)附近，總體呈NE-NNE向展布，全長700余km，主要由八寶山、黃莊-高麗營、順義、徐水、保定-石家莊、大海坨-紫荊關等十多條NE-NNE向斷裂組成。沿太行山山前斷裂曾發(fā)生多起地震，歷史最高震級發(fā)生在1679年的河-平谷8級地震，近年多有4-5級地震，表明山前斷裂北段仍在活動(圖2、圖3)。

圖1 京津冀城市群主要城市位置及地質環(huán)境現(xiàn)狀示意圖Fig.1 The diagram of jing-jin-ji clusters'major city positions and geological environment situation

圖2 黃莊－高麗營斷裂探槽剖面Fig.2 Huangzhuang-gaoliying fault trench section1—耕植土;2—亞粘土;3—粉砂;4—粘土層;5—夾層;6—斷層

邢臺-唐山深斷裂:北起盧龍、唐山、大城、河間、隆堯、邢臺一線，總體走向NE，長600余km，沿此線有6級以上地震18次，以1976年唐山7.8級地震為最大。

圖3 南口—孫河斷裂探槽剖面Fig.3 Nankou-sunhe fault trench section1—耕植土;2—砂土;3—砂礫石;4—粘土;5—粉砂質粘土;6—粉砂;7—斷層

唐山-滄東斷裂帶:是華北地區(qū)的一條規(guī)模較大的斷裂，北起寧河、小站、滄州、吳橋和山東德州，直至臨清附近，總體走向NE，全長約350km，晚第三紀—第四紀有明顯活動。據(jù)1970～1995年地震資料［8］，沿滄東斷裂偶有幾次3級地震，沒有成帶分布的現(xiàn)象。

2.1.2 NW向主要活動斷裂

無極-衡水斷裂:西起曲陽、無極、衡水、德州，區(qū)內(nèi)全長約200km，總體走向NW。西段活動性較強，斷面落差較大，斷層面上端埋深較淺。中段沿線是地熱異常帶［9］。

南口-孫河斷裂和海河斷裂:是張家口-蓬萊斷裂帶［10］的組成部分，目前仍在活動。

表2 河北平原第四紀主要活動斷裂一覽表Table 2 Hebei plain quaternary major active fault

2.2 緩變型地質災害

2.2.1 地面沉降

華北平原地面沉降始于20世紀20年代，目前已形成天津、滄州和北京東北向3個沉降中心，是我國地面沉降災害嚴重地區(qū)［11］。截止2001年，河北滄州地區(qū)累計地面沉降量＞500mm的面積達9717km2，沉降中心沉降量已達2236mm，黃驊沿海一帶地面沉降，1997～2001年累計沉降量 450mm，降速率達120mm/a［12-13］。天津地面沉降在20世紀70年代曾出現(xiàn)年均沉降值159mm和年極端最大沉降值260mm的紀錄［14］，在寶坻斷裂和薊運河斷裂以南的地面沉降面積已達到 9369km2，其中累計沉降量超過1000mm 的面積達4087km2［12］，漢沽累計沉降量已達到3228mm，向西已與河北平原沉降連成一體。隨著政府控沉計劃的實施，漢沽地區(qū)沉降已明顯減緩，但沉降速率仍超過30mm/a，形勢仍然嚴峻［15］，沿海一帶已出現(xiàn)負海拔標高地區(qū)近20km2，風暴潮災害非常嚴重。北京地區(qū)通過多年監(jiān)測統(tǒng)計來看，≥500mm的區(qū)域面積共1095km2，全市累計最大沉降量為1302mm，1999～2005年平均沉降速率達50.6mm/a。該地區(qū)地面沉降的危害輕于天津和河北地區(qū)，但由于高層建筑、重大線性工程較為密集且地面形變量要求較高，其潛在的威脅不容忽視［11］。地面沉降可造成地面水準點失效、地面變形，導致防洪能力降低，特別是不均勻地面沉降直接導致房屋開裂，管道破損，威脅著重大線性工程運行安全、引發(fā)海水倒灌等災害。天津市1985年8月2日和8月19日海潮達5.5m，海堤多處決口，新港、大沽一帶被海水淹沒，損失12×108人民幣，1992、1997年、2003年也發(fā)生過此類災害。

2.2.2 地裂縫

河北省自20世紀60年代開始在邯鄲發(fā)現(xiàn)地裂縫以來，70年代地裂縫迅速增加，尤其1976年唐山地震后大規(guī)模發(fā)生，在40余個縣(市)70多個鄉(xiāng)村發(fā)現(xiàn)地裂縫300多條，到2001年底河北省發(fā)現(xiàn)地裂縫212處、500余條，累計全長176.2km，涉及56個縣市，長幾米至數(shù)公里，寬2～70cm，最大可達2m，切割深度可達0.2～3m，最深達到6m左右，多與沿活動斷裂發(fā)育方向展布［16-18］。天津發(fā)育地裂縫49處共251條，主要發(fā)育在薊縣南部與寶坻北部平原區(qū)100km2范圍內(nèi)，涉及91個村莊。北京市平原區(qū)1965年以來調(diào)查發(fā)育地裂縫20余處共數(shù)百條，展布方向為NE、NW兩組，分別與活動斷裂伴生。地裂縫的破壞性與活動斷裂的破壞性一致。如邯鄲市地裂縫至1983年為止共損壞樓房7處，平方數(shù)十間，切段管道2處，損壞圍墻數(shù)十堵，經(jīng)濟損失數(shù)以百萬計［19］。

2.3 突發(fā)性地質災害

京津冀城市群區(qū)域突發(fā)性地質災害主要有泥石流、滑坡、崩塌，發(fā)育于山區(qū)和山區(qū)與平原交界的丘陵地區(qū)，其中強降雨是最主要的誘發(fā)因素之一。河北省通過1:50萬環(huán)境地質調(diào)查和65個山區(qū)縣(市)地質災害調(diào)查與區(qū)劃工作共查出地質災害隱患點3620處，威脅人口197149×104人，威脅財產(chǎn)達318338×104元。其中已發(fā)生泥石流災害點及其隱患點1520處，占災害總數(shù)的42%［20］，自新中國成立以來，河北省共發(fā)生泥石流災害924處。因泥石流災害共計造成723人死亡，1145人受傷［21］。崩塌、滑坡、泥石流主要分布在承德南部、唐山北部、秦皇島北部，石家莊、邢臺、邯鄲3市的西部以及保定西北部［22-23］。天津市崩塌、滑坡、泥石流災害主要發(fā)生在薊縣山區(qū)，多在山前地帶，據(jù)調(diào)查代表性崩塌、滑坡地質災害點和隱患點共有7處。北京地區(qū)根據(jù)已有資料統(tǒng)計情況來看，崩滑塌34550個、泥石流591條、滑坡15個［24］，泥石流是北京地區(qū)造成人員傷亡最大的地質災害，現(xiàn)有泥石流溝和潛在泥石流溝共有816條，分布在7個區(qū)縣64個鄉(xiāng)鎮(zhèn)范圍內(nèi)。在1950～1999年的50a間，本區(qū)共發(fā)生泥石流29次，共導致死亡500余人，毀壞房屋約8200余間，毀壞耕地約7550 hm2，造成經(jīng)濟損失數(shù)億元［25］。

2.4 水資源及水質

2.4.1 水資源量重度匱乏

我國人均水資源占有量為2500m3，京津冀地區(qū)由于城市密集、人口眾多，水資源總體上屬于重度匱乏，北京市、天津市、河北省人均水資源占有量分別為119m3/人·年、150 m3/人·年和173 m3/人·年，遠低于人均水資源占有量警戒線1000 m3/人·年。形成原因主要是多年來區(qū)域降水量遠小于蒸發(fā)量，自然補給不足，其次是生產(chǎn)生活用水量劇增，使儲備資源不足(表3)。

表3 京津冀地區(qū)水資源總量表 單位:108m3Table 3 Jing-jin-ji area total water rescources

2.4.2 水質污染嚴重

河北省2009年全省監(jiān)測的河流中，劣Ⅴ類水質約占41.7%。部分地區(qū)淺層地下水受到了不同程度的污染，中南部地區(qū)深層地下水受本底因素影響含氟量超標［26］。天津市2009年度《水資源公報》，全市地表水監(jiān)測河段1652.8km，劣Ⅴ類水河段長占監(jiān)測河段的84%，全市河流污染嚴重，主要飲用水源地于橋水庫、爾王莊水庫符合Ⅲ類水質標準，水質尚好。北京市2009-2011年《水資源公報》，劣Ⅴ類水河段長占監(jiān)測河段的41.02%。大中型水庫18座，除官廳水庫水質為Ⅳ類外，其他均符合Ⅱ-Ⅲ類水質標準。通過《北京市多參數(shù)立體地質調(diào)查》查明北京平原區(qū)第四系地下水淺層、中層和深層地下水超過Ⅲ類標準的分布面積分別為3400km2、2110km2和215km2(表4)。

表4 京津冀地區(qū)地表水體水質表Table 4 Jing-jin-ji area surface water quality

京津冀地區(qū)水質污染嚴重，不僅地表水遭受污染，淺層地下水也已遭受污染。水資源量的減少和用水量的增加，以及水質惡化加劇了華北平原缺水的程度。

上述地質環(huán)境問題在區(qū)域內(nèi)的詳細情況尚不完全清楚，但這些問題對區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的制約作用顯而易見，對此應予以高度重視并開展相應工作，制定預警和防治措施，達到提高防災減災水平的目的。

3 防災減災對策思考

3.1 總體對策

人類社會發(fā)展過程，就是不斷探索科學、利用自然資源和適應自然環(huán)境的過程。必須統(tǒng)籌規(guī)劃好資源利用、環(huán)境保護、社會發(fā)展的關系，全面提高防災減災能力，對各類地質環(huán)境問題加強研究，制定切實可行的應對方案。對京津冀城市群域內(nèi)存在的地質環(huán)境問題總體對策思考如下:加強基礎性調(diào)查工作，系統(tǒng)查明各種地質環(huán)境問題發(fā)生、發(fā)展規(guī)律，并實施監(jiān)測，做好事前預防;堅持避讓原則。地質災害是地質作用表現(xiàn)形式，具不可抗性，堅持避讓為主的原則，是對人民生命財產(chǎn)最大的負責;研究制定工程建設地質災害防災標準。當工程建設不可避開成災地帶或區(qū)域時，很有必要對相應災種的防災標準深入研究，根據(jù)安全第一的原則，制定科學標準和安全措施，按區(qū)域建立避險場所。安全避險場所的建設是城市規(guī)劃建設中的主要基礎設施，應與城市規(guī)劃同時開展，建成后絕不能將其功能擴大化，2012年“7·21”特大暴雨顯示的在河道中建設各項設施的災難性后果是沉痛的教訓。普及地質災害防災知識，提高防災安全意識。

3.2 具體措施

(1)活動斷裂危害的對策:鑒于地殼活動是長期且多變的，針對各類地質環(huán)境系統(tǒng)地質災害的潛在威脅，應建立有效的監(jiān)測系統(tǒng)和專業(yè)化的巡視隊伍，定期進行監(jiān)測和巡視;從目前國內(nèi)和國際的調(diào)查數(shù)據(jù)來看，一般斷裂兩側的強變形帶為30m，最遠波及范圍有時能達1km，這就意味著應避免在活動斷裂30m范圍內(nèi)盡量避免建設重要建筑物，因此通過調(diào)查準確定位活動斷裂位置和影響帶寬度，以避讓為主原則，主要基礎設施和大型建筑物建設規(guī)劃選址中，必須避讓活動斷裂，不可避讓時，需采取相應的工程措施，如美國跨圣安德列活斷裂上架滑輪輸油管道，在斷裂發(fā)生平移時，隨之活動而不被破壞;加強對活動斷裂帶的變形監(jiān)測和預警預測系統(tǒng)的研發(fā)，提高防災水平。

(2)地面沉降危害的對策:建立地面沉降監(jiān)測網(wǎng)絡，及時掌握地面沉降現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢、形成機理，為采取有效防治措施提供依據(jù);對因過量開采地下水誘發(fā)的地面沉降，要改善地下水開采狀況，調(diào)減深層地下水開采量，在雨季加強人工回灌，補充地下水;避免鐵路、管線、橋梁等重要基礎設施跨越沉降中心。

(3)地裂縫危害的對策:避讓為主，對于構造地裂縫必須在工程建設規(guī)劃時做出避讓，以免造成損失，某些工程不可避讓時，采取加固措施;加強監(jiān)測和研究地裂縫在平面及空間的影響，判定科學的避讓標準和有效防治措施。

(4)突發(fā)性崩塌、滑坡、泥石流災害的對策:建立監(jiān)測網(wǎng)和群防網(wǎng)，提高預警水平;撤離疏散潛在危險區(qū)人民群眾;采取工程措施，消減危巖體。

(5)水資源問題的對策:全面、系統(tǒng)評價區(qū)域水資源量和水質，制定區(qū)域用水總體規(guī)劃;科學用水，降低生產(chǎn)用水量，提高水資源利用率;加強污水處理研究，提高污水處理水平和排放標準。

北京建設中國特色世界城市的同時充分利用資源和環(huán)境中有利因素，高度重視區(qū)域地質環(huán)境中不利因素，加強調(diào)查評價，研究防治措施，提高防災或減災水平。確保生活宜居，生活良好的愿景實現(xiàn)。

［1］蘇寧.世界城市理論綜述與啟示［J］.上海商學院學報，2010，11(2):71-76.SU Ning.A literature review on world city theory［J］.Journal of Shanghai Business School，2010，11(2):71-76.

［2］Beavrstock J V，Taylor P J，Smith R G.A roster of world cities［J］.Cities，1999，16(6):445-458.

［3］Sassen S.Global cities and developmental states:How to derail what could be an interesting debate:a response to Hill and Kim［J］.Urban Studies，2001，38(13):2537-2540.

［4］絲奇雅·沙森.全球城市:紐約、倫敦、東京［M］.上海:上海社會科學院出版社，2005:1-20.Saskia Sassen.Global City:New York，London，Tokyo［M］.Shanghai:Shanghai Academy of Social Sciences，2005:1-20.

［5］沈金箴，周一星.世界城市的涵義及其對中國城市發(fā)展的啟示［J］.城市問題，2003(3):13-16.SHEN Jinzhen，ZHOU Yixing.World City meaning and inspiration for Chinese city development［J］.Urban Problems，2003(3):13-16.

［6］李國平.世界城市格局演化與北京建設世界城市的基本定位［J］.城市發(fā)展研究，2000(1):12-16.LI Guoping.Study on the evolution of the world cities'spatial pattern and the basing points of developing Beijing in to a world city［J］.Urban Studies，2000(1):12-16.

［7］顧朝林，袁曉輝.建設北京世界城市的思考［J］.城市與區(qū)域規(guī)劃研究，2012(1):1-28.GU Chaolin，YUAN Xiaohui.Research on construction of the Beijing's World City［J］. Urban and Regional Planning，2012(1):1-28.

［8］國家地震局分析預報中心.華北地區(qū)1970-1995年地震(M≥3級)震中分布圖［Z］.1995.Institute of Earthquake Science China Earthquake Administration.North China Earthquake Epicenter(M≥3grade)Distribution Map［Z］.1995.

［9］河北省地質礦產(chǎn)局.河北省北京市天津市區(qū)域地質志［M］.北京:地質出版社，1989.Hebei Geological Mineral Exploration and Development Bureau.Hebei-Beijing-Tianjin regional geology［M］.Beijing:Geology Press，1989.

［10］徐杰，楚全芝.張家口—蓬萊斷裂帶地震構造特征的初步探討［J］.地震地質，1998，20(2):1-8.XU Jie，CHU Quanzhi.The preliminary discussion of earthquake tectonics in Zhangjiakou-penglai fault［J］.Seismology and Geology，1998，20(2):1-8.

［11］殷躍平，張作辰，張開軍.我國地面沉降現(xiàn)狀及防治對策研究［J］.中國地質災害與防治學報，2005，6(2):1-8.YIN Yueping，ZHANG Zuochen，ZHANG Kaijun.Land subsidence and countermeasures for its prevention in China［J］.The Chinese Journal of Geological Hazard and Control，2005，6(2):1-8.

［12］肖國強，韓冬梅，宋獻方.環(huán)渤海典型地區(qū)地質災害及其監(jiān)測預警系統(tǒng)構想［A］.中國地質調(diào)查局地面沉降研究中心地面沉降研究論文集［C］.2010.XIAO Guoqiang， HAN Dongmei， SONG Xianfang.Geological hazard and the conception of monitoring and warning system in the circum-bohai topic belt［A］.Papers ofChina geologicalsurvey land subsidence research center［C］.2010.

［13］張洪波，顧福計，郭潤瑞.河北平原地面沉降防治對策［J］.中國地質災害與防治學報，1998，9(2):228-234.ZHANG Hongbo， GU Fuji， GUO Runrui.The land subsidence and its countermeasures in Hebei plain of China［J］.Chinese Journal of Geological Hazard and Control，1998，9(2):228-234.

［14］吳鐵鈞，金東錫.天津地面沉降防治措施及效果［J］.中國地質災害與防治學報，1998，9(2):6-12.WU Tiejun，JIN Dongxi. Elementary description of control measures on land subsidence prevention and its effectiveness in Tianjin in city［J］.The Chinese Journal of Geological Hazard and Control，1998，9(2):6-12.

［15］薛禹群，張云，葉淑君，等.中國地面沉降及其需要解決的幾個問題［J］.第四紀研究，2003，23(6):585-593.XUE Yuqun，ZHANG Yun，YE Shujun，et al.Land subsidence in China and its problems［J］.Quaternary Sciences，2003，23(6):585-593.

［16］李俊，劉金峰，莫多聞.河北平原地裂縫的分布規(guī)律及成因初探［J］.水土保持研究，2003，10(3):62-64.LI Jun，LIU Jinfeng，MO Duowen.Distribution and origin in of the rifts in Hebei plain［J］.Research Soil and Water Conservation，2003，10(3):62-64.

［17］李昌存.河北平原地裂縫研究［D］.中國地質大學博士學位論文，2003:1-50.LI Changcun.Study on the ground fissures in HeBei plan［D］. China University of Geosciences Doctor Dissertation，2003:1-50.

［18］田級生.河北平原地裂縫調(diào)查分析與防治［J］.勘察科學技術，2004(1):56-60.TIAN Jisheng.The formation of ground fracture and its prevention measures［J］.Site Investigation Science and Technology，2004(1):56-60.

［19］王景明，馬廣達.河北平原地裂縫及其危害［J］.水土保持研究，1990，4(4):64-68.WAND Jingming，MA Guangda.Rift in the Hebei plain and its harm［J］.Research Soil and Water Conservation，1990，4(4):64-68.

［20］段永侯，羅元華，柳源，等.中國地質災害［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，1993.DUAN Yonghou，LUO Yuanhua，LIU Yuan，et al.China geological disasters［M］.Beijing:China Architecture and Building Press，1993.

［21］李瑞敏，王祎萍，王軼，等.中國主要環(huán)境地質問題［M］.北京:地質出版社，2007.LI Ruimin，WANG Yiping，WANG Yi，et al.Major environmental geology problems in China［M］.Beijing:Geology Press，2007.

［22］魏鳳華，尤鳳春，張樹剛，等.河北省地質災害分布特征及預報［J］.中國地質災害與防治學報，2006，17(2):123-125.WEI Fenghua，YOU Fengchun，ZHANG Shugang，et al.Distribution and forecast of geological hazards in Hebei province［J］.The Chinese Journal of Geological Hazard and Control，2006，17(2):123-125.

［23］羅靖筠，房浩，孫秀娟，等.河北省泥石流分布特征及防治對策［J］.中國地質災害與防治學報，2009，20(2):31-35.LUO Jingjun，F(xiàn)ANG Hao，SUN Xiujuan，et al.The distribution characteristic and prevention countermeasure of debris flow in Hebei［J］.The Chinese Journal of Geological Hazard and Control，2009，20(2):31-35.

［24］趙忠海.北京地區(qū)突發(fā)性地質災害易發(fā)區(qū)劃及危險度評價［J］.資源調(diào)查與環(huán)境，2009，30(3):213-221.ZHAO Zhonghai.Regionalization of susceptibility and hazard assessment on unexpected geological disasters in Beijing［J］.Resources Survey and Environment，2009，30(3):213-221.

［25］劉連剛，韋京蓮，葉超，等.北京地質災害［M］.北京:中國大地出版社，2008:1-194.LIU Liangang，WEI Jinglian，YE Chao，et al.Beijing geological disasters［M］.Beijing:China Land Press，2008:1-194.

［26］梁建義.從戰(zhàn)略上謀劃河北水資源的可持續(xù)利用——破解河北省水資源難題的幾點思考［J］.水利發(fā)展研究，2010，10(8):96-98.LIANG Jianyi.Planning sustainable utilization of Hebei water resources in strategy—some thinking of cracking Hebei water resources［J］.Water Resources Development Research，2010，10(8):96-98.