1樓：中地數媒
我國地理位置處於北半球濱太平洋沿岸和亞洲大陸東部，緯度、經度、地勢高低和板塊構造運動奠定了城市基本地質背景，人類文明重要載體的城市自東部沿海向內地，再到西部邊疆，數量呈現出由高度集中-比較集中-比較分散到稀疏零星的狀況。即使是一些山區城市也都坐落在相對平坦的山間谷地沿河地帶，除了少數以礦產為依託的礦山和丘陵區城市以基岩為場地外，絕大多數城市都是以厚度不等的第四紀鬆散堆積物為場地的，所以，城市的生存和發展與第四紀地質環境密切相關。
第四紀沉積物的形成與地貌型別的發育過程和特點統一於第四紀以來新構造期的地殼運動，區域地質構造決定了一個地區第四紀沉積物的分佈、主要物質組成、顆粒粗細、沉積層厚度以及由此產生的第四系鬆散層的不同結構組合的物理、熱物理性質的變化和熱運移條件的差異。
我國東部廣大平原區第四紀以來長期處於相對沉降的過程中，除少數地區外，普遍發育一定厚度（多大於100m）河流相、河湖相鬆散沉積物，長江、黃河、淮河、海河、遼河等大型河流形成的衝洪積平原聚集了全國大、中城市60%～70%。內陸河谷地區受區域地質構造所控制地形地貌的圍限，第四系鬆散沉積物分佈面積、形態、厚度變化均較大，地域特色明顯，沉積型別複雜，厚度一般變化於數十米到上千米之間。在少數特殊（如岩溶、黃土塬等）地質背景下形成的城市，其對地質環境的依賴性更突出。
這種依賴性體現在它們與其所在地區地貌及第四紀地質環境關係的緊密性是其他因素不可相比擬的。
由上述不難看出，區域地質構造控制了區域地形地貌和第四系的發育，區域地形地貌是城市對自然地質環境的最大依賴，所以，區域地質構造對城市分佈發展具有間接控制作用。我們研究淺層地溫離不開城市發展的巨大需求，也離不開城市坐落的自然地質背景，更應該認識到淺層地溫資源存在於自然地質背景中，而且是組成這個自然地質背景的重要分子。因此，對於淺層地溫資源開發利用而言，瞭解認識和它共生共存的自然地質背景或環境型別、特徵是至關重要的。
基於我國地域不同，將我國城市地質環境劃分為4類和11個亞類，見2-1表。
表2-1 城市地質環境劃分表
1.濱海型城市地質特點
除臺灣省以外的12個沿海省（區、市）所轄的5個沿海特區，15個對外開放港口城市，它們屬於人口、經濟密集型城市，既包括有較長曆史的古老城市，又有新興城市，它們是我國現階段人類工程-經濟活動對自然地質環境改造最強烈的地區。就自然條件而言，將其進一步劃分為濱海平原亞型城市和濱海山地（含島嶼）亞型城市。
（1）濱海平原城市亞型：它們自北而南分別坐落於渤海、黃海、東海、南海沿岸的帶狀平原區，且具河口港城市特點，如天津、上海、廣州、福州、溫州等，地形平坦或微起伏，大部分屬河口三角洲平原。杭州灣以南的濱海地帶屬上升海岸，由於現代海岸抬升，河口三角洲不斷擴大，城市有自港內向港外定向性推移前進的發展特點。
這些河口地段第四紀沉積物厚度相對較大，一般都大於100m，個別濱海城市達1000m。其物質組成除粉細砂層外，粘性土層厚度較大，且分佈普遍，部分地區埋藏有淤泥類土。由於沉積物形成時代較新，上層結構疏鬆，孔隙發育，壓縮性強，一般場地地下水埋藏較淺，土層多處於飽和狀態，土質強度低，呈次固結狀態。
濱海平原城市亞型地質環境的突出特點：高程低，海陸相接，場地地形開闊，地貌型別單一，地下水埋藏淺，土質軟弱，承載力低，地表排水不暢，有時會嚴重地受到風暴潮的襲擊。如果該類城市屬於**烈度ⅷ度上範圍，在**發生時，往往會出現嚴重的砂土液化現象。
在這類城市中，淺層地溫資源開發利用應優先考慮地埋管地源熱泵方式和地表水（海水、江水源）地源熱泵方式。
（2）濱海山地城市亞型：地形上波狀起伏，丘陵山地與濱海低地相互動，海灣與岬角相接，海岸狹長呈帶狀蜿蜒伸展。一般地說，該類海岸由剝蝕丘陵、海岸斜坡及河口堆積區三部分所組成。
因誨灣形態多姿，風貌奇異，又有內灣、狹灣，平直港灣和離島之分，該型別城市佈局錯落有致，除少數內灣有年代較新的瀉湖相鬆軟沉積地層外，絕大部分為砂類海岸或風化巖組成的海岸，所以大多數情況下有良好的天然場地和地基條件，同時具有得天獨厚的良港和極好的旅遊度假城市環境。如大連、秦皇島、連雲港、廈門、湛江、北海、海口、三亞、珠海、深圳、香港、高雄、基隆等。這些城市的第四紀堆積層較薄，且厚度變化較大，可見數米至數十米，相當部分基岩直接出露於地表。
這類城市自然地質條件複雜，應儘可能降低人為工程活動的不良影響，其中包括岸帶取水，入海河流中上游築壩攔水工程，岸帶取砂、採石，以及修築碼頭工程等，以便防止由此而帶來的海鹹水入侵，海岸蝕退，砂粒粗化等危害發生。由於第四系薄，淺層地溫資源主要存在於基岩中，開發利用時的成本會有較大增高，若有條件採用地表水（河水、海水）地源熱泵應是不錯的選擇。
2.平原型城市地質特點
（1）沖積平原亞型：該類城市地處我國東部和中部平原地帶（如鬆嫩平原、遼河中下游平原，海河平原、黃河中下游平原、淮河平原、長江中下游平原等），這裡是我國城市比重最大地區，也是改革開放以來發展較快的地區，城市化程序顯著加快。地質環境特點是地形平坦、開闊，第四系分佈廣，厚度較大，發育有沖積、衝-洪積、湖積多種成因的沉積物。
第四紀堆積物的種類仍以粉細砂、粉土、粉質粘土，粘土以及淤泥質土等細粒物質為主。地下水相對豐富，因自20世紀70年代以來，工農業和城市供水開採強度不斷增大，地下水位也隨之下降。不過在河流下游和河谷階地、漫灘區，地下水理深較淺。
其中一些城市地區受活斷層和**影響顯著，一方面因**烈度為ⅷ度以上，存在潛在**威脅；另一方面，一些地下水埋藏較淺的地段，飽水粉細砂層則具液化可能性。如哈爾濱、大慶、瀋陽、石家莊、鄭州、合肥、蚌埠、成都等城市地質環境基本屬於此類。
此類城市地區，淺層地溫資源的開發利用一般可採取地下水或地埋管地源熱泵方式。
（2）沖積三角洲平原城市亞型：該類城市地質環境具有其獨特的地理位置，它們附屬於長江、黃河、淮河、珠江、遼河、海河等各大河流的下游平原地區。它們與濱海平原過渡相連。
因多系第四紀沉降區，地勢低平，地下水埋藏淺，第四系厚度普通達數百米，且以沖積相和湖相粉細砂、粘土和淤泥質土為主。其中屬全新世沉積分佈廣泛，地層結構疏鬆，多處於飽和或過飽和狀態，土體工程地質性質軟弱，承載力相對較低。在我國東部地區的蘇州、無錫、常州、杭州、嘉興、蚌埠、江陰、錦州、東營等城市頗具代表性，反映出濱海平原亞型與沖積平原亞型之間的過渡性特點。
此類城市地區，淺層地溫資源的開發利用一般應側重於地埋管地源熱泵方式，同時，地表水（河水、湖水）或地下水地源熱泵方式在條件具備時也是可以採用的。
（3）山前平原城市亞型：它們地處我國中東部平原與中西部山區過渡的平原地區。該類城市以衝-洪積扇傾斜平原為主要特徵的地質環境，決定著它們既有良好的場地可供利用，又有較豐富的地下水水源。
自山區向平原，地層的物質組成，以數百米巨厚的第四紀沖積、洪積物為基本特徵，巖性顆粒由粗變細，依次按卵礫石——粗細砂層——粉砂、粘性土層順序過渡。地下水埋藏由深變江，且多呈自流性質。因城市所處地貌單元部位或為衝-洪積扇後緣或為其前緣，其場地工程地質性質呈有規律變化。
儘管與濱海平原自然地理環境相比存在許多不足，但從城市建設和發展有利條件比較，場地開闊、地表排水通暢、地基土性質良好，承載力較高，對不同種類工程佈局和道路交通建設，地質條件具有足夠的調整餘地和土地資源潛力。因此，山前傾斜平原城市亞型地質環境，通常被視為對城市建設和發展十分有利的條件。具體言之，如我國的首都北京即坐落在太行山和陰山山脈山前永定河和潮白河下游衝-積扇構成的山前傾斜平原區。
此外，典型山前傾斜平原城市還有呼和浩特、烏魯木齊等內陸城市，皆屬於同一性質。
此類城市地區，淺層地溫資源的開發利用原則上講應側重於地下水地源熱泵方式，實踐經驗也確實驗證了上述理論。但面對降雨量減少、地下水水位不斷下降的嚴峻形勢，為了優先確保生活飲用水，各地採取了一些限制地下水地源熱泵方式的使用。在衝洪積扇中下部地區地埋管地源熱泵方式是可以考慮積極採用的。
3.內陸盆地型城市地質特點
內陸城市多依託相對開闊的山間盆地或河谷階地及其斜坡地帶，此外，還有少數處於乾旱半乾旱氣候下黃土高原和岩溶區某些特殊地質環境下的城市。包括下列4種亞型：
（1）內陸河谷盆地城市亞型：多數內陸城市地質環境屬於此類。它們的場地受河谷地貌控制，大部分城市佔據了河流沖積物組成的不同級次的階地，也有少數城市跨越丘陵前部的河谷斜坡帶，場地和地基除部分為基岩外，絕大部分由坡積、坡-殘積物所組成。
沖積層以卵礫石層、砂層為主，少數城市場地屬基岩河谷，基岩直接出露於地表。像重慶市，大部分地段為基岩場地，少部分地段分佈有厚度不等土層。由於河谷斜坡發育，所以有時發生滑坡災害，給城市建築和道路工程安全帶來威脅。
如重慶、宜昌、撫順、本溪等城市，都曾不同程度地受到滑坡災害的影響。
此類城市地區，淺層地溫資源的開發利用原則上講應側重於基岩地埋管地源熱泵方式，但應綜合考慮成本、地質災害可能對工程的影響和工程誘發地質災害的可能性。
（2）乾旱-半乾旱季節凍土盆地城市亞型：它們的地理位置緯度偏高，包括東北、西北、華北、內蒙地區的部分城市。該類城市地質環境與山前傾斜平原城市亞型類似。
惟因高緯度氣候因素影響顯著，大多數城市因受凍脹、風沙和鹽漬化等地質災害作用有別於其他城市地質環境。受乾旱、半乾旱氣候因素影響，城市水源基本以地下水為主，如烏魯木齊、呼和浩特等，地下水資源已成為城市建設和發展的基礎條件和制約性因素，所以水源地保護問題較為突出。
此類城市地區，淺層地溫資源的開發利用原則上講應因地制宜，地下水地源熱泵方式和地埋管地源熱泵方式都是可以選擇的，但應偏重地埋管地源熱泵方式。
（3）黃土高原河谷盆地城市亞型：主要指陝、甘、寧、青、內蒙古等省（區）的一些城市（含中、小城市）。因地處黃土高原，氣候乾旱，多有暴雨發生，水土流失嚴重，時有滑坡、泥石流災害發生。
特別是在城市建設過程中，一方面，佈局上往往以當地河谷為依託，沿河展布；另一方面，不斷向塬坡擴充套件。就城市建築場地地基穩定而言，黃土溼陷性帶來的地基不均勻沉降應是建築工程防治的重點。我國西北地區的西安、蘭州及北方城市太原、鄭州、洛陽等均屬該城市亞型。
此類城市地區，在河谷或在古河道上的地區，可選擇地下水地源熱泵方式和地埋管地源熱泵方式；在黃土塬地區應關注潛水面或地下水面的高低、埋管間距，慎重使用地埋管地源熱泵方式。
（4）內陸岩溶河谷盆地城市亞型：廣泛發育石灰岩地區的大中城市在我國南方和北方都佔有相當數量。其中如貴陽、南寧、桂林、柳州、濟南、本溪等。
因當地發育著數量和規模不等的隱伏性溶洞、天窗、落水洞、陷落柱等，使這些城市地質環境複雜性增強，岩溶塌陷則成為該類城市最突出的災害性地質問題之一。當然從城市旅遊和岩溶地下水源開發優勢考慮又是特有的資源。所以，該類城市面臨著防禦岩溶塌陷災害和資源合理開發利用雙重任務。
岩溶水系統是可以利用的地下水系統，前提條件是如何保護，控制水位波動幅度以避免岩溶塌陷，加強防護以避免水體汙染。
4.高原河谷型城市地質特點
（1）深切峽谷城市亞型：少數城市處於西南高山峽谷區，伴隨第四紀以來地殼快速抬升，河谷強烈下切，地形陡峻，河流急湍，城市在其發展過程中不斷沿河谷延伸的同時，逐漸由河谷向山坡擴充套件，從而形成高懸河谷之上的沿河帶狀深切峽谷亞型城市。其中如攀枝花即屬此類。
此類城市地區，位於河谷的地區可選擇地下水地源熱泵方式，位於山坡地區域可選擇基岩地埋管地源熱泵方式。
（2）高原寒凍河谷城市亞型：主要是指地處高寒氣候下的青藏高原區的河谷城市。河谷地勢開闊、平坦，冬季氣候幹寒，季節凍融作用顯著，夏季常受暴雨襲擾，河谷型泥石流災害時有發生。
此類城市在全國城市中居少數，其中如拉薩、西寧等。
此類城市地區，地下水、地埋管地源熱泵方式均可考慮，但都應慎重。
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