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地圖上,乍一看展示的正是我們熟悉的上海,密如蛛網(wǎng)般的道路、縱橫交錯的地鐵、清晰的行政區(qū)劃。但只要用鼠標輕輕一點,頓時,整座城市從側面三維立體地顯示出來,地面上任何一處都可以像切蛋糕一般切開,自地上至地下的一層層地質構造一目了然。
可別小看這三維立體展示的上海,它今后不僅可以讓普通上海市民對自己家周圍的環(huán)境有了更深了解,或者給正準備買房子的人多了一項全新的地質參考指標,更可以對上海的未來城市規(guī)劃建設和地下空間開發(fā)與利用,提供前所未有的支持和幫助。
這就是我國首個部市合作完成的城市地質調查項目―――上海市三維城市地質調查。經(jīng)過4年多的持續(xù)探索,搜集30多萬個鉆孔資料、實施施工鉆探35公里多、完成地震剖面207公里,并最終在三維地質數(shù)據(jù)管理與可視化、地面沉降預警與防治、地下空間與地質環(huán)境容量評價等方面達到國際領先水平的這套系統(tǒng),今天正式在上海舉行項目成果移交和發(fā)布儀式,并向公眾開放。
在我們腳下的上海,究竟什么樣?這樣一張?zhí)貏e的上海地圖,又將給我們的生活和上海的發(fā)展帶來些什么?一面看著地圖,一面聽專家的講解,絕對會令你大開眼界……
1萬年未見較大地下活動斷裂
地下的上海什么樣?
坐在一幅碩大的弧形電子屏面前,上海市地質調查院院長魏子新和專家們,詳細向記者講解著一幅完全不同的上海圖景:
你知道嗎?上海的地下有好幾條古河道,比如在金山區(qū)楓涇和大小洋山地區(qū),這里是遠古時代河流曾經(jīng)流過的地區(qū)。如今,專家們正在繼續(xù)努力,希望在這些古河道地區(qū)進一步探索,尋找古代上海氣候變化活動的資料。
你知道嗎?上海發(fā)生破壞性地震的可能性小。這是因為此番經(jīng)過勘探,專家發(fā)現(xiàn)上海地下50多條裂縫,是在距今1萬多年前的全新世發(fā)生地震等活動斷裂的。其中沒有發(fā)現(xiàn)1萬年以來對地上安全有較大影響的活動性斷裂。專家介紹,對上海及周邊地區(qū)地震活動有影響的目前主要有八個潛在震源區(qū),南黃海和東海兩個潛在震源區(qū)影響可能較大,但勘探表明,上海地區(qū)地震活動一直強度弱、頻度低。
你知道嗎?上海地下的巖石,大多是形成于侏羅紀時代的火山巖和巖漿巖。這些上海的基石,自崇明島向南逐漸由深變淺:崇明島地區(qū)的基巖深達480米,到了市區(qū)已在280米至250米左右,而到了松江金山一帶就只有100多米深,有些地方甚至暴露在地表外,形成我們熟悉的佘山等地。也就是說,從基巖分布的角度講,上海仿佛建設在一個石質的坡道上。
不過,也不用擔心,因為在基石上面還有土層。據(jù)勘探分析,上海絕大部分地區(qū)都為300萬年以來的河流和海洋沉積形成的泥砂層所覆蓋著。積土為山,積水為海,上海所在的三角洲沉積環(huán)境的成形,充分見證了第四紀以來地球滄桑變換的神奇。上海的沉積環(huán)境經(jīng)歷了很長的時期―――起初河流沉積,后來海水侵入形成淺海沉積環(huán)境,再互相反復,終成今天的上海。這些泥砂層多為松土,難怪不少人比喻上海是“建造在豆腐上的大都市”。這自然也對房屋的建設提出了更高的要求?!氨热缪睾觾砂兜木坝^房,往往比一般房子貴,除了風景好,還有更本質的原因呢?!蔽鹤有滦χf。
一幅現(xiàn)代的三維上海地圖,讓上海灘的“前世今生”第一次如此生動地展現(xiàn)在我們面前,你對上海的了解,是不是也更深了些?
三維“千層蛋糕”
處處透露地質信息
這張上海地圖,實際上不過是“上海市三維城市地質調查”的一部分。整個項目的內容,更不僅是探明地下上海形貌這般簡單。
“作為全國6個城市地質調查試點之一,上海的城市地質調查自2004年4月啟動,目標便已明確?!鄙虾J幸?guī)劃和國土資源管理局王正平處長介紹,“這就是地質工作服務于城市的可持續(xù)性發(fā)展。因此,項目內容自初便設定為上海三維城市地質結構調查、地質災害調查、環(huán)境地球化學調查以及城市地質信息平臺與服務系統(tǒng)建設四個專題,最后集納為‘上海城市地質信息系統(tǒng)’。它的一大特點,就是可視化,一目了然。”
在位于閘北區(qū)靈石路上的“上海城市地質信息系統(tǒng)”控制中心內,上海地質調查研究院總工程師嚴學新輕點鼠標,在上海地圖上隨意選一塊區(qū)域,一點擊便在屏幕上出現(xiàn)了一塊三維的“千層蛋糕”??雌饋碛腥ぃ趪缹W新眼里,可處處透露著信息。
瞧,那深淺不一的黃色,分別代表這個地區(qū)地下的不同土層,一共分了7層,每一層都有其不同的特點。再點擊“蛋糕”上的一個個鉆孔,當時鉆探搜集到的信息,立即以圓柱形立體地呈現(xiàn)在眼前,好像在蛋糕上又打了一個洞。
記者隨意點開一個,這是位于臨港新城的一個鉆探于2003年7月28日的G6號孔,圖表清晰地告訴記者:當時的鉆孔深度為15米、該處土層一共分3層,由淺至深分別為圍海填土、砂質粉土和淤泥質粘土,每一土層中或含有云母、或含有貝殼等物質全部一一標明,該處的含水量、密度、壓縮系數(shù)等市政工程所需數(shù)字也都清清楚楚。
“這就是‘上海城市地質信息系統(tǒng)’?!眹缹W新一面為記者演示一面說,“它的背后是一個總數(shù)據(jù)量達到800G左右的海量數(shù)據(jù)庫,其中集納了包括地理底圖、基礎地質、水文地質、工程地質、地質環(huán)境動態(tài)監(jiān)測、環(huán)境地球化學調查和三維地質模型等七類數(shù)據(jù)。通過將多元地質信息納入到一體化信息平臺,一個豐富多彩的上海城市地下圖景便躍然而出?!?
800G是個什么概念?通常,一個漢字占據(jù)2個字節(jié),那么,800G的數(shù)據(jù)相當于容納了4000多億個漢字!“為了收集這些數(shù)據(jù),地質工作人員可花費了比這海量數(shù)據(jù)更多的心血?!蔽鹤有抡f,系統(tǒng)內這些數(shù)據(jù)以往分散于不同時期、不同部門、不同項目,此番工作人員不僅把散落在各處的30萬個各類鉆孔資料以及35547米施工鉆探、207公里人工地震勘探后的調查結果,都轉化成數(shù)據(jù),還動用現(xiàn)代的MapGIS(網(wǎng)絡超大型分布式地理信息系統(tǒng)基礎軟件平臺)二維、三維等平臺,終于構建起這個集綜合城市地質數(shù)據(jù)存儲管理、信息處理、可視化和共享交換的大型綜合地理地質信息平臺。
在平臺上,專家們不僅可以隨時調閱各類上海地質數(shù)據(jù),技術人員甚至能模擬一條隧道,讓規(guī)劃人員提前身臨其境,看看自己的方案是否可行;能根據(jù)工程規(guī)劃線路,自動生成沿線地址剖面圖和地質數(shù)據(jù)統(tǒng)計,一覽項目開發(fā)時應注意的地質問題;甚至還能模擬出地下空間開發(fā)中的工程地質結構變化和水文地質條件,為城市地質災害應急反應提供技術保障。同時,建立于該系統(tǒng)之上的上海城市地質信息網(wǎng),也向全社會公眾開放,為市民提供多種服務。
為可持續(xù)發(fā)展提供重要基礎資料
對于一向冷門的地質工作而言,尤其是在礦產貧瘠的城市中,如何才能走進大眾視線,獲得持續(xù)發(fā)展的動力?簡言之,必須與城市的發(fā)展相結合。王正平說:“在整個項目進行的同時,作為其中的重要內容之一,中國2010年上海世博會會址區(qū)和臨港新城規(guī)劃區(qū)地質調查專題,已經(jīng)在去年11月完成并移交給上海世博局和臨港新城管委會使用,效果不錯。”
位于黃浦江兩岸5.4平方公里的世博會址,如今正在進行大規(guī)模地下空間開發(fā),該地的地質環(huán)境能否承受?“通過基于系統(tǒng)的分析,我們已經(jīng)確定會址的地基穩(wěn)定?!眹缹W新說,“當然,建設中還是要注意流砂、管涌、邊坡失穩(wěn)等可能出現(xiàn)的問題。特別是深度大于15米的深層地下空間開發(fā),應注意地下水壓力的影響?!?
對于面積近296平方公里的臨港新城,上海三維城市地質調查組也提出了具體建議?!捌鸪跖R港新城規(guī)劃要搞‘共同溝’,就是將兩種以上的城市管線集中設置在同一空間內、形成現(xiàn)代化集約化的城市基礎設施?!蔽鹤有陆榻B,“但通過考察,我們認為區(qū)域內由于大規(guī)模陸地為灘涂圍墾形成,砂土液化程度等地質條件并不適合搞投入巨大的共同溝。提出建議后,如今臨港新城已經(jīng)修改了規(guī)劃。”
為了上海城市整體下一步的發(fā)展,調查組還首次開展了上海城市地質環(huán)境容量評價研究,重點進行了地下水環(huán)境容量、地球化學環(huán)境容量和城市建筑容量評價嘗試,為城市可持續(xù)發(fā)展提供了重要的基礎資料。
而在更廣闊的空間,此次三維城市地質調查更用自己全面、科學和不斷充實的數(shù)據(jù)與方法,提供著特殊的支持:
―――在建設長江隧橋工程時,先對海底進行勘查,發(fā)現(xiàn)摸清地下淺層天然氣分布狀況,使工程提前做好預案;在建設京滬高鐵中,綜合軟土地質條件和區(qū)域地面沉降的分析,對建設提出采用有渣軌道,以應對不均勻地基沉降對高鐵運營安全的影響;
―――如今屬于水質型缺水城市的上海,專家們經(jīng)過全方位調查,給出了在全市建設14個地下水應急水源地的科學對策,并指出市中心區(qū)域、島嶼區(qū)域和九個規(guī)劃新城區(qū)等三類地區(qū)可作為重點規(guī)劃區(qū);
―――對上海的地面沉降問題,專家們基于系統(tǒng)研發(fā)出地面沉降自動化監(jiān)測系統(tǒng),為地鐵等交通路線和管線維護提供技術支撐;
―――專家們利用上海90多年河口海岸地形資料,首次建立了河口海岸數(shù)據(jù)庫和三維演化模型,為上海今后的發(fā)展專門編制土地利用開發(fā)整理專項規(guī)劃,其成果如今已應用于上海土地利用總體規(guī)劃;
一切的努力,正為了那一句共同的愿景―――城市,讓生活更美好。