城市化进程中水工环地质问题及防治对策

前言

随着城市规模的不断扩张，人口密度上升，水工环地质问题成为城市发展的重要难题，地下水超采、城市内涝等，既影响了城市的正常运转，又对居民的生活环境和生态系统稳定造成了威胁。本文从城市化进程中常见的水工环地质问题入手，剖析了其成因及影响，给出了有效的防治策略，从而给城市可持续发展提供科学的依据和操作指引。

一、城市化进程中的水工环地质问题

（一）地下水超采与污染

城市化进程中，地下水超采与污染情况较为明显。地下水被大量开采时会致使其水位急速下降，从而引发地面下沉和塌陷等地质危害，工业废水、生活污水没有得到合理排放，加上垃圾渗滤液等因素会使地下水遭到污染，并威胁人们饮水及生态的稳定[1]。

（二）城市内涝与排水系统缺陷

城市内涝、排水系统存在缺陷，城市内涝是常见问题，城市规模扩大后，降雨时，排水系统因设计标准低、管网老化等原因，不能及时排除积水，引发城市内涝，影响了城市正常运转，居民生命财产安全受到威胁，城市基础设施被破坏。

（三）地质灾害风险加剧

城市化造成地质灾害风险增大，城市建设与人口聚集大多选在地质状况较复杂的地区，工程建设对地质结构加以扰乱，再加上自然因素，滑坡、泥石流等灾害出现的几率变高，给城市安全和居民生活带来了极大危险。

（四）土壤污染与生态退化

土壤污染与生态退化问题不可小觑，工业生产、农业活动等产生的污染物进入到土壤中，土壤质量变差，影响植被生长，城市建设占用大量土地，破坏了生态栖息地，造成生态系统失衡，生物多样性降低。

二、城市化进程中水工环地质问题的防治对策（一）严格管控地下水开采量，强化污染源头防

严格管控地下水开采量，强化污染源头防控是解决城市化进程中地下水超采和污染问题的关键所在，可从根本上阻止地下水位下降与水质恶化的现象。创建动态监测体系是精准把控的基础，在城市区域及周边设立地下水位监测井与水质采样点，随时获取水位变动、含有物浓度（如硝酸盐、重金属）等信息，再配合GIS 空间分析界定禁止开采区域（如水位连续降低超过5 米的生态脆弱区）和限制开采地带（超采但可恢复的缓冲区），并执行取水许可总量控制，迫使企业、工业、建造等行业高耗水部分必须采用节水装置（循环冷却装置，雨水回收设备等），同时推行污水再利用（用污水处理厂处理过的水给马路冲水，给植物浇灌），从需求端减小对地下水的依赖。污染源头防控应从污水垃圾处理全链条抓起，完善污水管网，雨污分流改造生活污水不能直排渗井污染含水层，电镀等企业工业废水零排放（如安装重金属在线回收装置），垃圾填埋场底部及周边铺HDPE 防渗膜设渗滤液收集池，防止有害物质随降水下渗，定期地下水水质监测（每季至少一次）与修复（如硝酸盐超标区投加微生物菌剂降解），形成“开采-污染-治理”闭环[2]。

（二）构建海绵城市体系，优化排水系统设计

构建海绵城市体系，优化排水系统设计是解决城市化进程中城市内涝和排水系统缺陷的关键举措，它把“快速排放”的传统模式转变为“渗、滞、蓄、净、用、排”协同的弹性管理模式，从本质上改善城市应对极端降雨的能力。推广低影响开发（LID）设施是基础，透水铺装（多孔沥青、透水混凝土）取代传统硬化路面，雨水直接下渗补给地下水，下沉式绿地（比周边路面低 20-30 厘米）、雨水花园（种植耐涝植物、填充砾石层），利用土壤和植物根系的过滤吸附功能滞留雨水，延缓径流峰值，净化初期雨水中的悬浮物和油污。以此为起点，全面优化以往的排水设施，改良管网设计规格，把重现时间由1-2 年加强到3-5 年一遇，在容易发生涝情的节点建造调蓄池，地下大容量的蓄水模块和排涝泵站，配合智能操控体系，依照水位自动开启或关闭，并增强短时间内暴雨的应急排泄效果。同时，修复河道原有的自然生态环境，如栽种芦苇、菖蒲这些水生植物取代原先的混凝土护岸，守护湖泊、湿地这些天然存蓄处所，依靠生态体系自身的调节性能，降低洪峰流量，如在老城区更新中，通过拆毁占据河道的违规搭建物，扩充河道的宽度并结合种草沟、生态树坑等，既恢复了河流的正常行水状况，又给各类生物提供了生存场所。

（三）实施地质灾害风险评估，建立监测预警系统

实施地质灾害风险评估，建立监测预警系统是应对城市化进程中地质灾害风险加重的必要途径。在规划环节，借助地质测绘分析以前的灾情数据等方法确定高危地段，对于岩土体疏松的斜坡区域或断裂带周围，要对其开发强度加以约束，如修建挡土墙提升边坡的稳定程度，用锚固方法固定松动的岩体，或采用生态改良措施，如栽树种草以增强地表抵御侵蚀的能力，从而在源头上避免灾害风险；针对已出现的问题点，则定时巡查并做稳定性评判，不断调整整治方案。依靠卫星遥感（监测大范围地表形变），无人机巡查（获取高精度影像识别裂缝发育），地面传感器网络（实时采集位移，倾斜，地下水位等数据），创建多种技术融合的监测体系，再用人工智能算法剖析这些数据的发展趋向，从而准确找到灾害发生时的临界阈值，当监测数据超越了安全范围，系统会自动发出警报信号（如发短信或广播通知），并联系应急预案（如组织周围居民立刻撤离，封锁危险路段），定时做避险练习（如模仿滑坡情况下的逃生路线规划），以此改进大众的应急水平。

（四）推进土壤修复，构建生态廊道网络

推进土壤修复，构建生态廊道网络是解决城市化进程中土壤污染与生态退化问题的重要策略。对于污染场地，采取“分类修复”的策略，对重金属超标等化学污染区域，采用物理化学修复手段，客土置换剥离污染表层土壤或用淋洗剂溶解重金属后再抽提处理，从而迅速降低污染物浓度，而对于石油烃等有机污染或轻度污染地块，则选用生物修复办法，栽种超富集植物蜈蚣草吸纳砷，东南景天提取锌镉或添加特异性的降解菌群分解污染物，在较低成本之下实现土壤功能的逐步恢复。同时，严格把控工业用地转型前的环境评估，要求开发商在土地再开发前完成污染调查和修复验收，不能把风险留给居住、商业等功能区。在生态修复上，保护自然湿地、森林等生态敏感区（划设永久基本农田保护区、限制开发城市绿心），建设城市绿道（串联公园、湿地等绿色节点）、生态公园（模拟自然群落种植本土物种），形成互联互通的生态廊道网络，既是动植物迁徙、基因交流的通道，也是生态系统的通道，提升生态系统的连通性和稳定性，增强生态对城市扩张的缓冲能力。

结语

总之，城市化进程中，水工环地质问题的有效防治关乎城市能否持续性发展。通过地下水开采与污染的严格把控、海绵城市体系的建立、地质灾害风险的评价与监控预警、土质污染恢复与生态走廊的发展等，能有效提升城市水工环地质的状况，提高城市抵抗灾难的能力，保护人民的生活质量与自然生态系统，进而帮助城市持续性发展，让居民有更好的生活场所，并推进城市与自然共生。

参考文献

[1]张景蕾,王立.水工环地质工程勘查应用分析[J].世界有色金属,2024,(15):172-174.

[2]丁相军,谷继方.水工环地质勘察问题防治及施工工程的探讨[J].水上安全,2024,(11):196-198.