哈尔滨市地质环境分析Word格式文档下载.docx

1、概述哈尔滨市位于东经1254213010，北纬44044640，是省会，东北北部的政治、经济、文化和交通中心，东北四大中心城市之一，也是中国省辖市中陆地管辖面积最大、管辖总人口居第二位的特大城市。全市面积5.31万平方公里，辖8区7县，代管3个县级市。户籍总人口1063.5万人，其中市区人口587.9万人。哈尔滨市辖8区7县3市，分别为、和、，代管县级、。 主城区指哈尔滨市道里区、道外区、南岗区、香坊区、平房区、松北区、呼兰区规划的城市建成区。总用地面积458平方公里。区域总人口1063.5971万人，其中市区人口587.9万（2010年统计数据）。目前正在建设的新城区有：群力新区（属道里区）

2、、哈西新区（属南岗区）、松北科技创新城（属松北区）、哈南工业新城（属哈尔滨南部地区包括平房区等）、哈东新区（属道外区、宾县）。哈尔滨地处松嫩平原，海拔较低地势平坦，最新的区域构造和断裂活动的发生在第四纪早期既早更新世时期，中、晚更新世期间无断裂活动的迹象，区域稳定性高，经其他学者分析哈尔滨在未来100年发生区域构造运动或地震大于Ms4.0的活动可能性很小，这就为城市的发展建设提供了稳定的环境基础。但是由于近年来城市快速发展，人口迅速的增加，城区建设出现工程地质问题突现，居民生活环境的质量与城市建设出现冲突，无节制的开采地下水，城市垃圾的不合理处置，水资源监管不利，工程地质活动造成的不良工程地质

3、作用等，不但引起了一系列的城市环境地质问题，同时也制约了城市的和谐发展和降低了居民生活水平的质量，并且造成了不良的社会影响。本文分析了哈尔滨主市区的城市环境地质出现的问题，确定了其主题特征，并提出适合的系列专题图，希望可以为评价和提高哈尔滨城市地质环境质量提供参考。一、哈尔滨城市地质环境问题尽管哈尔滨市主城区地处区域稳定性高，地势平坦，区域地质灾害少，但是近年来城市建设和发展遇到的地质环境问题日益增多，如：地面塌陷、特殊土、水环境污染、大面积地下水降落漏斗区、城市垃圾等。1.地面塌陷地面塌陷是指地表岩土体受外部荷载或自身重力以及其他因素作用下，当荷载大于自身的岩土工程强度下发生的地表坍塌现象，

4、规模在几米到几十米不等，多发生在平原地下水开采区、矿产采空区和岩溶地貌区。继北京、上海等地面塌陷灾害重灾城市之后，哈尔滨也成为国内地面塌陷频发的城市。特别是哈尔滨主要的城区的和街道很多城市基础设施都是沿用上个世纪的建设或者在此基础上的翻新和维护，其道路交通、城市地下管线、地下工程面临今天的交通压力和城市容量不断扩大，逐渐暴露出地质问题，这些地区成为哈尔滨地面塌陷的多发区。特别是今年八月份受持续降雨的影响和城市自身基础设施的影响，南岗区发生了一系列的地面塌陷事件，造成多人受伤和2人死亡（表1）。表1 2012年8月哈尔滨地面塌陷部分事件名录表时间地点塌陷面积原因8月9日南岗区铁路街与上方街交口人

5、行道长约3米宽约2米8日降雨将排泄井冲塌，导致周边地面出现塌陷8月12日南岗区工程师街351号门前人行道8日大雨造成极大管压，使超期服役的排水管出现泄漏造成塌陷8月14日哈尔滨市南岗区邮政街622号人行道与马路连接处长约2米、宽约1米 8日大雨造成排水管下沉约半米，泄漏的雨水将四周泥沙冲走形成空洞引发路面塌陷。哈尔滨市南岗区辽阳街90号门前10余平米造成2人死亡，两人受伤。8月16日哈尔滨市南岗区燎原街与大直街交叉口3.3米深空洞8月17日哈市东直路与红旗大街交口道里区机场路康家路段8月29日哈尔滨南岗区和兴路88号门前路段的二环快速干道一侧慢车道面积达几十平方米，最深达5米28日“布拉达”台

6、风北上降雨影响，形成积水，入渗导致地面沉降。2.特殊土的工程地质问题（1）季节性冻土工程地质问题冻土是只温度达到零摄氏度以下，地表一下某一深度范围内的岩土体以及它们空隙裂隙中的水发生冻结的现象。由于水结冰会体积会变大，更主要的是在土壤水势梯度作用下，为冻结区域的水会向冻结区域迁移和聚集，从而扩大冻胀区域，所以冻土有明显的冻胀现象，发生冻土的区域会膨胀、地面隆起等现象。冻土的另一个特征是，冻土由于气温升高，土中的冰会融化，从而又导致岩土体的体积减小发生沉降，这种现象又叫做，融沉现象。季节性冻土即是随季节温度变化发生冻土和融土现象的岩土体，在哈尔滨普遍存在，冬季发生冻胀现象，春季出现融沉现象。季节

7、性冻土的反复冻胀和融沉循环出现给工程建设带了极大的困难，冻土的压缩性降低，但抗剪强度降低；融土的压缩系高。反复的冻融会导致岩土体的工程力学参数发生极具的变化。哈尔滨冬季（11月翌年2月）历年平均气温-14.2，春季（3月5月）历年平均气温5.1，年平均气温3.5，这是导致季节性冻土发生的气候因素；表层岩土为人工填土和粉质粘土，人工填土空隙发育，结构松散，粉质粘土含水率高，这是哈尔滨冻土发生的物质基础，据调查和研究，哈尔滨的冬季冻土层厚度达到200cm。（2）淤泥质粘土-软土的工程地质问题淤泥类土是指在水流缓慢的沉积环境中和有微生物参与作用的条件沉积形成含较多有机质，输送软弱（天然孔隙比大于1，

8、天然含水率大于液限）的含较多粉粒的粘性土。哈尔滨地区松花江中游地区，在松花江南侧松花江河漫滩地貌单元，其中处于人工填土层下部的全新统低漫滩冲积成因土层中，其中广泛分布着粉质粘土：黄褐色灰褐色，软塑。流塑，中高压缩性；淤泥质粉质粘土：灰色黑褐色，流塑，高压缩性，含有机质，有腥臭味。以及岗阜状平原地貌中人工填土下部的上更新统哈尔滨组冲积湖积层、中更新统山荒山组湖积层粉质粘土：黄褐色一褐黄色，可塑，中压缩性；粉质粘土：褐黄色一褐黑色，软塑，含可塑土，中压缩性。其工程力学性质强度低，压缩性高，承载力低，含水率高，对哈尔滨的城市建设，特别是建筑基础设施的建设造成了极大的困难。3.水环境问题（1）水质污染

9、2010年哈尔滨环境状况公告显示全市当年废水排放总量为25114.8万吨，其中工业废水排放量为3282.8万吨，占13.1%。市区废水排放总量为17696.8万吨，其中工业废水为2115.4万吨，占12.0% ；废水中主要污染物化学需氧量（COD）排放量为41570.3吨，其中工业废水COD排放量为5739.0吨，占13.8%；氨氮排放量为2762吨，其中工业废水氨氮排放量为246.3吨，占8.9% 。尽管在政府监督部门的监管下，哈尔滨年废水排放总量逐年下降，但是2010年哈尔滨地表水总体评价为轻度污染，依然处于水质污染的行列中。根据2010年枯水期哈尔滨城市规划区地下水水质监测资料分析，硝酸

10、盐（以N计）超标区呈点状分布于哈尔滨东光厂、黑龙江大学、黑龙江省水文地质工程地质勘察院、道外区东凤镇；亚硝酸盐（以N计）超标区呈点状分布在哈尔滨市东安机械厂、松北区团结镇李家村、呼兰区兴旺水泥管厂；氨氮（以N计）超标区呈点状分布在利民一水厂、利民二水厂；氯化物超标区呈点状分布在哈尔滨市毛皮厂；总硬度超标区主要呈片状分布在哈尔滨第一机器制造厂一哈尔滨毛皮厂、省国土资源厅一市电焊条厂一带，呈点状分布于哈尔滨兆麟公园、哈尔滨市东光厂、省森林植物园、哈尔滨市滨江火车站等地；高锰酸盐指数超标区呈点状分布于松北区渔场、团结镇李家村、利民一水厂。一般化学指标中铁、锰全区普遍超标；枯水期在哈尔滨水泥制品厂、哈

11、一机、香坊区木材厂、哈尔滨东光厂、香坊区灰菜沟、哈尔滨泡沫厂等地形成了重碳酸氯化物型水。在哈尔滨轴承厂形成了点状分布的重碳酸氯化物硫酸型水，在哈尔滨毛皮厂形成点状的氯化物重碳酸型水。除此之外，由于早期大量开采地下水形成大量的地下水降落漏斗区，造成江水位常年高于岸边地下水位1.2292.341 m，引起江水侧渗补给地下水，随着入浸时间的延续，引起地下水质随江水而变，据傍河抽水试验，随抽水时间延续抽水井水中氯、悬浮物含量逐渐增高，虽含水层有一定净化能力，但净化能力有限，时间久了地下水即会随江水水质而变。（2）地下水水位下降、降落漏斗区哈尔滨市地下水位降落漏斗形成于1980年，随着地下水开采量的逐年

12、增加，漏斗面积不断扩大。据黑龙江省环境水文地质总站监测资料，哈尔滨1970年市区地下水开采量约在0.73108m3/a左右，地下水处于采补平衡状态，水位下降57m。1971年开采量增加，呈现开采大干补给的超采状态，水位出现持续下降。1985年原有的五个小降落漏斗区形成以重型机械场为中心的大型地下水降落漏斗区，中心水位标高104.75m，面积160km2。1987-1990年期间，平房区以东安机械场为中心也逐渐形成地下水降落漏斗区，漏斗中水位累计下降27.3m，漏斗面积约260km2。90年后，由于意识到大量开采地下水造成的影响，在政府管理下，以及地表水的充费利用下，减少地下水的年开采量，这使得

13、地下水降落区的扩大得以抑制，水位逐渐回升态势。1998年重型机器厂的降落漏斗区域的中心移至菅草岭供水八厂和轴承厂，南移了2km左右。原漏斗中心水位自1996年至2005年上升了11.52m，到2001年枯水期降落漏斗形态发展成为较稳定的椭圆形，在椭圆的两端形成两个极小的漏斗中心，分别为菅草岭供水八厂和轴承厂，此时漏斗面积约380km2。2003年漏斗形态未发生大的变化，仍以菅草岭为中心、形态仍以东北向为长轴的椭圆形区域降落漏斗，但轴承厂小漏斗（漏斗中心）消失，此时面积约380km2，漏斗中心水位埋深56.57m。水位标高105.34m。至2005年，降落漏斗总体形态与2003年基本相同，漏斗面

14、积约380km2，漏斗中心水位埋深54.42m，水位标高107.49m，与2003年相比上升了2.15m。降落漏斗中心水位目前仍低于松花江水位5余米。平房区自1992年开始引松花江水作为供水水源，地下水开采量锐减，由1991年的0.195108m3/a减少至1993年的0.064108m3/a，水位开始大幅度上升，其中，1993年上升幅度最大，平均上升速率4.67m/a。1994年随地下水开采量的增加地下水水位也随之下降，1995年继续上升。上升最快的是位于平房局部漏斗中心的东安机械厂，十年累计上升15.19m，至2000年漏斗中心水位标高为123.77m。从1992年开始平房区漏斗时隐时现，

15、至2005年枯水期，漏斗中心水位标高129.21m，漏斗仍然存在。上升区逐年向北扩展，目前已扩展到前卫无线电厂一带由于哈尔滨市区超量开采地下水，引起水位大幅度下降，使松花江阶地和岗阜状平原约100km2范围内的地下水水位降至含水层顶板以下110m，从而改变了地下水水力特性，由原来的承压水转为无压水。同时，因地下水水位下降而引起静水压力减小含水层变薄，致使单井涌水量衰减，由原来的40005000m3/d降至20003000m3/d。（3）供水紧张问题目前哈尔滨市区供水能力不足，缺口大，供需矛盾突出。市区日供水能力132万m3 ，日需水量为1533万m3 ，目供需差达213万m3。下表为哈尔滨2010年各类年用水总量（单位：万m3）。表2 哈尔滨市用水现状汇总表项目城镇生活用水农村生活用水一般工业用水大耗水和电力工业用水农业用水生态环境用水合计180