城市化與地質(zhì)環(huán)境

2.1城市化的水文效應(yīng)城市水文效應(yīng)是指城市化所涉及的地區(qū)內(nèi)，水文過程的變化及其對(duì)城市環(huán)境的影響。城市化是促使自然環(huán)境變化的最強(qiáng)大因素之一，其中城市化的水文效應(yīng)可由圖1表示城市化的水文效應(yīng)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1.城市化對(duì)水循環(huán)及水文過程的影響2.城市化帶來的水資源危機(jī)3.城市化對(duì)水環(huán)境的影響2.1.1

城市化對(duì)水循環(huán)及水文過程的影響2.1.1.1對(duì)降水的影響城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大，在一定程度上改變了城市地區(qū)的局部氣候條件，有進(jìn)一步影響城市的降水條件。在城市建設(shè)中，地表的改變使其上的輻射平衡發(fā)生了變化，空氣動(dòng)力粗糙率改變影響了空氣運(yùn)動(dòng)工業(yè)民用供熱、制冷以及汽車增加了大氣熱量，而且燃燒的各種各樣的化學(xué)物質(zhì)送入大氣層中，粉塵在城市上空形成凝結(jié)核建筑物能夠引起機(jī)械湍流城市作為熱源也導(dǎo)致熱湍流這些因素都影響當(dāng)?shù)氐脑屏亢徒涤炅坑绊懗鞘薪邓纬蛇^程的物理機(jī)制1.城市熱島效應(yīng)由于熱島效應(yīng)，城市空氣層結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，有利于產(chǎn)生熱力對(duì)流，當(dāng)城市中水汽充足時(shí)，容易形成對(duì)流云和對(duì)流降水2.城市阻礙效應(yīng)城市因有高低不一的建筑物，其粗糙度比附近郊區(qū)平原地區(qū)大，這不僅引起湍流，而且對(duì)穩(wěn)定滯緩的降水系統(tǒng)如靜止鋒、靜止切變、緩進(jìn)冷鋒等有阻礙效應(yīng)，使其移動(dòng)速度減慢，在城市滯留時(shí)間長(zhǎng)，因而導(dǎo)致城區(qū)的降水強(qiáng)度增大，降水歷時(shí)延長(zhǎng)。3.城市凝結(jié)核效應(yīng)國(guó)內(nèi)外對(duì)一些城市（如上海、愛德華茲維爾、特拉維夫等）進(jìn)行的城市化對(duì)降雨的影響的研究表明：城市化后比鄰近郊區(qū)降雨量增加，甚至城區(qū)的工作日比周末的降雨也有所增加表1英國(guó)兩城市降水量的周變化城市星期日星期一星期二星期三星期四星期五星期六羅奇代爾（工業(yè)發(fā)達(dá)城市）153.92211.07173.23180.85173.74164.85178.05斯托里赫爾斯特（工業(yè)不發(fā)達(dá)城市）169.16206.25173.23201.68171.70159.77181.612.1.1.2對(duì)河流水文過程的影響由于城市的興建和發(fā)展，大面積的天然植物和土壤被街道、工廠、住宅等建筑無所取代，不透水面積增大，下墊面的滯水性、滲透性、熱力狀況發(fā)生變化。城市降水后，由于下滲量、蒸發(fā)量減少，增加了有效雨量，使地表徑流增加，徑流系數(shù)增大。城市化后，由于河漫灘被擠占，河槽過水?dāng)嗝鏈p小，行洪能力削減，易產(chǎn)生洪災(zāi)。城市化對(duì)河道進(jìn)行改造和治理，如截彎取直、疏浚整治、布設(shè)邊溝及下水道系統(tǒng)，由此增加了河道匯流的的水力效應(yīng)，匯流速度增大，匯流時(shí)間縮短，加上天然河道的調(diào)蓄能力減少，使得城區(qū)內(nèi)產(chǎn)匯流過程發(fā)生變化，進(jìn)而導(dǎo)致雨洪徑流、洪峰流量增大、峰現(xiàn)時(shí)間提前、行洪歷時(shí)縮短、洪水總量增加、洪水過程線呈現(xiàn)峰高坡陡2.1.2城市化帶來的水資源危機(jī)1.用水量加劇，造成水資源短缺隨著城市化的進(jìn)程，城市規(guī)模越來越大，城市人口增長(zhǎng)，工業(yè)迅速發(fā)展，城市需水量急劇增加，城市需水量急劇增加。用水量的增加是城市水資源的供需矛盾日趨嚴(yán)重。許多城市超量開采地下水，是的地下水位下降，地下水資源日趨枯竭，不僅加深了水資源危機(jī)，而且是地面沉降漏斗面積不斷擴(kuò)大，造成地面沉降、建筑物傾斜、倒塌、沉陷、地下管道破裂、海水倒灌等惡果。2.城市用水不合理，浪費(fèi)大城市工業(yè)、生活用水量大，重復(fù)利用率低，浪費(fèi)嚴(yán)重，也是水資源短缺的重要原因2.1.3城市化對(duì)水環(huán)境的影響城市居民生活廢水中所含污染物較多，其中有懸浮物、有機(jī)物、無機(jī)物、微生物等工業(yè)廢水中包括有生產(chǎn)廢料、殘?jiān)约安糠衷?、半成品、副產(chǎn)品，所含污染物種類多這些未經(jīng)處理或處理不充分的廢污水排入流經(jīng)城市的河流，以及工業(yè)廢氣向大氣排放，其中所含的二氧化硫，氮氧化物等氣體形成酸雨降到地表水體，造成水體污染，水質(zhì)惡化。另外，生活、工業(yè)垃圾直接傾倒入河，或其污染物隨降水徑流進(jìn)入水體，污染就更加嚴(yán)重。在某些城市，降雨可能會(huì)造成另一個(gè)嚴(yán)重的問起：混合污水溢流。2.2城市化與土地利用2.2.1城鄉(xiāng)建設(shè)用地逐年占用了大量的農(nóng)業(yè)用地城鄉(xiāng)建設(shè)占用一些耕地需要的，但問題是，由于缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃和土地管理工作跟不上，不少項(xiàng)目寬大款用、多征少用、早征晚用、征而不用浪費(fèi)土地的現(xiàn)象相當(dāng)普遍。在農(nóng)村，隨著城市化的發(fā)展亂占耕地的問題也相當(dāng)嚴(yán)重。2.2.2地基擾動(dòng)城市化進(jìn)程中，城市建筑物在不斷的向周圍擴(kuò)張的同時(shí)，地下空間也發(fā)揮了巨大作用，然而，地質(zhì)環(huán)境的不同，很多情況需要對(duì)地下物質(zhì)進(jìn)行地基處理2.2.3工程開挖2.2.4城市化過程中的土壤污染城市污水的排放與灌溉工礦企業(yè)廢渣廢水的排放、滲漏大氣污染物的沉降固體垃圾和廢棄物的任意堆積石油工業(yè)的發(fā)展引起的土壤石油污染我國(guó)三分之二城市陷“垃圾圍城”八百里渭河水，載不動(dòng)關(guān)中一城驚爆我國(guó)3億畝耕地受到重金屬污染工礦廢物污染土壤2.3城市地質(zhì)災(zāi)害在城市大規(guī)模建設(shè)活動(dòng)中，可誘發(fā)和激化各種地質(zhì)災(zāi)害，成為制約城市發(fā)展的潛在因素。城市地質(zhì)災(zāi)害的特點(diǎn)：多樣性復(fù)雜性突發(fā)性災(zāi)害破壞的嚴(yán)重性和影響的廣泛性持續(xù)性城市地質(zhì)災(zāi)害的種類在城市范圍內(nèi)有各類破壞性巨大的原生地質(zhì)災(zāi)害與次生地質(zhì)災(zāi)害，這些在還主要包括地震、滑坡、洪水泛濫、泥石流、崩塌、水土污染、地面沉降、地表塌陷以及特殊地基土（軟弱土、濕陷土、膨脹土等）因外力作用下轉(zhuǎn)化而成的次生災(zāi)害地震隨著城市化的加快，人類對(duì)能源的需求增加，地?zé)崾切履茉粗?。然而，?dāng)?shù)責(zé)崴_采過量時(shí)，不可避免地產(chǎn)生巖層內(nèi)及巖層下的水體空缺，導(dǎo)致打的不穩(wěn)定這將誘發(fā)地震。到目前為止，因?yàn)殚_采地?zé)豳Y源而引發(fā)的明顯地震非常少，即使有也非常輕微，不會(huì)對(duì)地面造成影響。另外人類往地下注水也可以引發(fā)地震城市滑坡人工挖邊坡或在斜坡上加載，改變了斜坡的外形和應(yīng)力作用，增大了滑坡的下滑力，從而引發(fā)滑坡，例如城市化過程中的采礦、筑路、修建水壩、開墾農(nóng)田等都可以引發(fā)滑坡哥倫比亞第二大城市麥德林發(fā)生山體滑坡約200人被埋洪水泛濫我國(guó)許多城市都地處江河之畔，尤其是大江大河的下游分布更加密集，由于城市化的水文效應(yīng)，城市受洪澇災(zāi)害的威脅和侵害愈加嚴(yán)重。防御措施：增加湖泊的蓄水容量，在河流修建水壩，構(gòu)建人工湖；在河流兩旁修建提拔，防止河水外溢；疏導(dǎo)河道，加快河水流速；加固河流上游的植被，捉住上流土壤，防止下游沉淀物的過量淤積。泰國(guó)洪水，曼谷居民撤離泰國(guó)洪水，曼谷居民撤離地面沉降由于地下水大量開采或采礦活動(dòng)，地表在垂直方向發(fā)生的高程降低的現(xiàn)象。城市地面沉降的危害：1)毀壞建筑物和生產(chǎn)設(shè)施；2)不利于建設(shè)事業(yè)和資源開發(fā)。3)造成海水倒灌地面沉降的防治：地下含水層的存儲(chǔ)和修復(fù)技術(shù)，因地表水回灌；節(jié)水措施，利用含水層組貯藏和運(yùn)輸?shù)叵滤?，要?yōu)于造價(jià)高昴的地表蓄水和輸水系統(tǒng)；加固岸堤，防止洪水泛濫和海水倒灌;立法保護(hù)在滄州市中心，沉降特征清晰可見，出現(xiàn)沉降的地面和原來的地面高度相差約30厘米河北省滄州市人民醫(yī)院原來三層樓的病房由于地面沉降，逐漸變成兩層，2009年不得不拆除建成噴泉地表塌陷可分為巖溶塌陷（如土層塌陷和基巖塌陷）和非巖溶塌陷（如采空塌陷）兩種。地面塌陷的預(yù)防1、采取措施減少地表水的下滲；2、合理采礦，預(yù)留保護(hù)煤柱；3、加強(qiáng)采空區(qū)的地質(zhì)工程勘察工作；4、防治結(jié)合，加強(qiáng)工程自身防護(hù)能力深圳高鐵施工致一處路段地面8個(gè)月內(nèi)5次塌陷

水土污染城市存放的不當(dāng)固體廢棄物、不合理排放的污水以及工程中廢棄的固體廢物，將污染地面底下的水資源以及土壤資源，給人民生活帶來危害，同時(shí)還會(huì)破壞城市的建設(shè)基礎(chǔ)。另外海水的入侵也將影響水資源雨突然資源