城市化对地质环境变化的驱动作用

2025-03-04 12:21:37

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回答1：

1949年以来，随着社会经济发展和人口的增加，我国城镇化进程虽然有起伏，但总体上城市数量和规模均有大幅度增加。1949年，全国设市城市仅有136个，到2008年增长到655个，增长了4.8倍。纵观新中国成立以来我国的城镇化发展历程，大致可划分为5个阶段^［33］:起步阶段(1949～1957年)，随着国民经济的恢复和第一个五年计划的完成，城镇化得到了较快发展，城镇化水平提高到15.39%;起伏阶段(1958～1965年)，“大跃进”期间工农业发展比例严重失调，1960年城镇化水平激增到19.75%，之后在政府的调整下，到1965年又快速降到17.98%;停滞阶段(1966～1977年)，受“文化大革命”影响，城市发展陷于停滞，城镇化水平不断下降，在1972年一度降至17.13%;持续发展阶段(1978～1999年)，随着中国的改革开放，城镇化进入了持续发展阶段，城镇化水平由17.92%提高到34.78%，年均增长0.8%;加速发展阶段(2000年至今)，城镇化发展加速推进，到2008年城镇化水平迅速提高到45.68%，年均增长1.21%。随着人口不断由农村向城镇转移，城市化对地质环境的作用主要包括:工程经济活动集聚、地质资源集中消费、废弃物大量排放等。

(一)工程经济活动集聚

城市是人口和工业生产集中的地方，也是交通运输的中心。伴随着城市的建设和发展，各种工程经济活动在城市空间高度集聚，地质环境上界面为连片的建筑物、水泥和沥青路面所覆盖，原来的大片自然景观变成由各种城市功能区、建筑物、街道、交通干线等组成的城市人工景观，城市化地区成为经济活动对地质环境影响最强烈和最集中的地区。1949年城市建成区面积仅为31万hm²，占国土面积的0.032%;到2008年，城市建成区面积扩大至362.95万hm²，占国土面积的0.378%，扩大了11.7倍。1972年城市建有桥梁5287座，到2008年增加到49840座，年均增长率6.43%。随着城市化进程的加快，大型、特大型城市数量不断增加。1991年全国200万人以上、100～200万人的城市分别有9座和22座，到2008年分别增长到41座和81座(图3-20)。从图3-21可以看出，1999以后城市建成区面积激增，成为我国城市建成区规模扩大最快的时期。

图3-20 近年来中国城市数量增长柱状图

图3-21 1949～2008年中国城市建成区面积与城镇人口比例变化示意图

城市在地区经济发展中发挥了越来越大的作用。截至2008年，地级及以上城市人口占全国的28.3%，规模以上工业企业数占全国的42.7%，创造出的地区生产总值占全国的62%，其中第二产业占64.5%，第三产业占71.4%。在空间上相邻的多个城市形成了具有高度集聚效应的城市群，如长三角城市群、珠三角城市群、京津冀都市圈、山东半岛城市群、成都城市群、武汉城市群等。据统计，我国已形成的28个城市群总面积占全国的21.98%，但却集中了全国44.63%的总人口，62.29%的固定资产投资，76.85%的经济总量，77.72%的工业产值，70.04%社会消费品零售总额，95.75%的第三产业产值，提供着全国67.30%的地方财政收入、73.09%的进口总额、80.40%的出口总额、94.16%的外资和40.92%的粮食^［34］，是目前中国经济发展最具活力和潜力的地区。

城市化改变了原来的地质环境的上界面，地质体所承受的荷载加大。如果城市区所施加的荷载超过地质体承载力，可能引起地质环境问题。例如，上海浦东地区第四系由大面积的区域软土组成，尽管在建设建筑物时对地基做了处理，但是成片的建筑物导致软土承受超负荷作用，从而导致地面发生沉降，超负荷建筑物成为上海地面沉降的动力源之一。

城市化改变了地质体表层岩性结构，表层地层受到极大扰动。现代化城市有大量的地下建筑物(地铁、防空洞、地下车库等)，为此进行的开挖和填土活动，使城市区地下10～20m深度内的地层受到极大的扰动，改变了自然地形和岩性特征，形成城市区特有的人工土层。在修筑建筑物时，若对地质环境调查分析不足，可能造成地基不均匀下沉，致使建筑物倾斜、楼体开裂等，特别是在地质情况复杂的条件下，工程地质问题经常发生。

城市化改变了水循环的下垫面，打破了原来的水均衡。城市化的特征之一是楼房、道路、广场等大量人工建筑物使透水地面减少，不透水地面增加，截断了雨水通过地表下渗土壤的途径，从而导致城市集水区天然调蓄能力减弱，汇流速度明显加快，径流系数也明显增大。城市中的天然河道被裁弯取直、疏浚和整治，使河槽流速增大，导致径流量和洪峰流量加大。实测资料表明:洪峰流量增大、洪峰出现时间提前是城市化对暴雨径流的影响特征。

(二)地质资源集中消费

城市地区人口与资源的高度集中与集聚，使得水资源、能源矿产、非能源矿产等地质资源消费密集而量大。图3-22表明，1949年以后城市用水量不断增加，从1952年的4.58亿m³增加到2008年的500.08亿m³，特别是在1985年以后用水量急剧增加;自20世纪70年代城市开始利用天然气以来，天然气消费量从1976年的2.18亿m³增长到2008年的368.04亿m³，1976～2000年年均增长率为16.3%，2000年以后年均增长率增至20.6%。

图3-22 1949～2008年中国城市用水量和天然气消费量变化示意图

人口与工业高度集中导致水资源过度开发，引发水资源短缺和地面沉降等环境问题。例如，华北地区城市人均水资源量在500m³以下，水资源匮乏。为了维持日常供水被迫超量开采地下水，造成地下水位持续下降，降落漏斗不断扩大。以石家庄为例，地下水开采量由1964年的20.67万m³/d，增加至2000年的2714.60万m³/d，造成浅层地下水位平均每年下降0.6m，形成了石家庄漏斗，影响面积达501.7Km²，漏斗中心水位埋深约为52.44m^［16］。

(三)废弃物大量排放

随着我国城市化进程的加快，城市数量增多、规模扩大、人口膨胀，城市产生的废弃物数量迅速增长。1979～2008年，每年城市产生的生活垃圾由2508万t增长到15438万t，年均增长6.5%(图3-23)。城市垃圾在产生量增加的同时，构成也发生了很大的变化，主要表现为:有机物增多，可燃物增加。但由于自然环境的差别，经济发展水平的不均衡，人们生活习惯的差异造成垃圾在成分和特性上有较大的不均匀性。大城市的生活垃圾构成中有机物成分占总量的31%～36%以上，无机物成分约占60%;中小城市的生活垃圾有机成分约占其总量的20%，无机物约占5%。2000年我国城市污水排放量为331.8亿m³，到2008年增长到364.9亿m³，总体上城市污染排放量呈不断增加的趋势。

图3-23 1979～2008年中国城市生活垃圾清运量变化示意图

废弃物排放量的增加对城市地区水土环境造成了越来越大的污染威胁。根据中国地质调查局“新一轮全国地下水资源评价”结果，全国2/3城市的地下水水质普遍下降，300多个城市由于地下水污染造成供水紧张^［28］。根据对全国118座大城市浅层地下水的调查，97.5%的城市受到不同程度的污染，其中40%的城市受到重度污染^［35］。

通过上述对工程经济活动、地质资源消费和废弃物排放活动的分析，可以得出:城市化对地质环境的开发扰动强度呈快速增大的态势，城市所排放的废弃物对地质环境污染的威胁亦呈加剧态势。

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