深圳市地质环境现状及主要问题分析

书书书ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＧｅｏｌｏｇｙ　　工程地质学报　　１００４－９６６５／２００６／１４（Ｓｕｐｐｌ．）００３３０５　深圳市地质环境现状及主要问题分析贾建业①孙杰②③詹文欢②易顺民④（①中国科学院广州分院广州　５１００７０）（②中国科学院南海海洋研究所广州　５１０３０１）（③中国科学院研究生院北京　１０００４９）（④深圳地质局深圳　５１８０００）摘　要　随着城市经济和城市化的快速发展，深圳地质环境问题日益突出。主要地质环境问题有斜坡灾害、河道、口门淤积，水土污染，构造稳定性和隐伏岩溶塌陷等。这些问题严重制约着城市社会经济的发展，要确保城市可持续发展，必须实行开发与保护并重，关键是要认识和重视城市化与地质环境的相互作用关系。关键词　深圳地质环境城市化ＴＨＥＣＵＲＲＥＮＴＳＩＴＵＡＴＩＯＮＡＮＤＰＲＯＢＬＥＭＯＦＧＥＯＬＯＧＩＣＡＬＥＮＶＩＲＯＭＥＮＴＩＮＳＨＥＮＺＨＥＮＣＩＴＹＪＩＡＪｉａｎｙｅ①ＳＵＮＪｉｅ②③　ＺＨＡＮＷｅｎｈｕａｎ③　ＹＩＳｈｕｎｍｉｎ④（①ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　５１００７０）（②ＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＳｅａＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＯｃｅａｎｏｌｏｇｙ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　５１０３０１）（③ＧｒａｄｕａｔｅＳｃｈｏｏｌｏｆｔｈｅＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００４９）（④ＳｈｅｎｚｈｅｎＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＢｕｒｅａｕ，Ｓｈｅｎｚｈｅｎ　５１８０００）Ａｂｓｔｒａｃｔ　ＴｈｅｅｃｏｎｏｍｙａｎｄｕｒｂａｎｉｚａｔｉｏｎｏｆＳｈｅｎｚｈｅｎａｒｅｐｒｏｇｒｅｓｓｉｎｇｒａｐｉｄｌｙ；ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｒｏｂｌｅｍｓａｒｅａｇｇｒａｖａｔｅｄｇｒａｄｕａｌｌｙ．Ｔｈｅｍａｉｎｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｒｏｂｌｅｍｓｉｎｃｌｕｄｅｓｌｏｐｅｄｉｓａｓｔｅｒｓ，ｓｉｌｔａｔｉｏｎｏｆｒｉｖｅｒｃｏｕｒｓｅｓａｎｄｍｏｕｔｈｓ，ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｗａｔｅｒａｎｄｓｏｉｌｓ，ｔｅｃｔｏｎｉｃｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｈｉｄｄｅｎｋａｒｓｔｃｏｌｌａｐｓｅｓ．ＴｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓａｂｏｖｅｍｅｎｔｉｏｎｅｄｗｉｌｌｒｅｓｔｒｉｃｔＳｈｅｎｚｈｅｎｓｏｃｉｏ－ｅｃｏｎｏｍｉｃａｌｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ；ｗｅｍｕｓｔｓｔｒｉｖｅｆｏｒｔｈｅｕｒｂａｎｉｚａｔｉｏｎｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎａｎｄｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅｋｅｙｔｏｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｐｒｏｂｌｅｍｉｓｔｈａｔｔｈｅｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｕｒｂａｎｉｚａｔｉｏｎａｎｄｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｗｉｌｌｂｅｋｎｏｗｎａｎｄｐａｉｄａｔｔｅｎｔｉｏｎｔｏ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ　Ｓｈｅｎｚｈｅｎ，Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，Ｕｒｂａｎｉｚａｔｉｏｎ１引　言深圳特区位于广东省中南部沿海，珠江三角洲的南端，面积２０２０ｋｍ２。该区海陆相互作用较强烈，河流众多，水动力条件复杂，构造作用明显，海岸线漫长，地貌类型多样，是地质环境的敏感区域。作为我国改革开放的试验田，自１９８０年建立特区以来，深圳是我国区域经济最具活力的地区，城市建设快速发展，人口高度密集，交通通信等基础设施基本完善，已经具有一个开放型国际城市的雏形。随着城市化进程的加快，人类活动的干扰又引发和第一作者简介：贾建业（１９５６－），男，教授，主要从事环境地质学研究．Ｅｍａｉｌ：[e-mail]加剧了一系列地质环境问题，使本来就十分脆弱的沿海地质环境更加恶化。２城市的快速发展产生和加剧地质环境问题改革开放以来，省内外劳动力的大量涌入加速了深圳城市化进程。据第五次人口普查资料显示：深圳市普查登记人口为７００．９万人。其中，户籍人口比例只有１７．３％（约１１６万），而没有深圳常住户籍的人口比例达到８２．７％（约５８５万人），人口密度为３５９６人·ｋｍ－２。比１９９０年＂四普＂时的１６６．７万人增加了５３４．１万人，平均每年递增１５％。城市化水平达到７５％，企业２０万家，２００３年全市ＧＤＰ为２８９５．４１亿元［１］。深圳工业化进程飞跃发展，与城市化进程互动发展，１９９５年以来广大的乡村地区基本上进入了城市化成熟阶段。近年来城乡一体化和都市国际化程度的不断提高，使仅有７６０ｋｍ２的可建设用地上，５００多平方公里已是高楼林立。城市化进程是人口聚集、产业聚集、经济增长的过程，也是大规模资源消耗、空间聚集、自然地貌格局破坏和人工地貌形成的过程。城市化进程一方面要受到城市区域地质环境因素的约束；另一方面高聚居的社会或工程因素不可避免地引发地质环境问题，如大规模工程建设盲目的采石取土，造成深圳水土流失面积约１６９ｋｍ２［２］。这些问题即使有关部门详细规划设计，仍然不可避免。人多地少的矛盾进一步激化、资源（尤其是水资源）缺口的扩大、城市垃圾等地质环境问题的增多及其影响程度的增强将成为深圳发展的严峻挑战。３主要环境地质问题由于建市初期，环境保护措施滞后于开发建设的力度，深圳的地质环境问题日益突出，水土环境污染严重且久治难愈，地质灾害呈逐年上升趋势。快速城市化导致深圳的地质环境问题有斜坡灾害、河道、口门淤积、土壤污染、水质性缺水、构造稳定性和地面塌陷。３．１区域稳定性分析深圳区域大地构造上属于紫金－惠阳凹褶断束的组成部分，处于高要—惠来东西向断裂带南侧、北东向莲花山断裂带的南西段。断裂控制着深圳市的地质构造，北东向的深圳断裂束为主断裂。断裂自全新世以来活动进一步减弱，据１９８４年完成的《深圳区域稳定性评价》，得出深圳不具备发生Ｍｓ≥５级的地震条件。迄今深圳市区尚未有发生过３级以上地震的历史记载（仅在其外围的宝安南头１５６７年发生过１次３级地震）。仅在沙头角和南头两地各发生过１次３＜Ｍｓ＜４级地震。由此可见，深圳地区的地震记载引证了其地壳稳定性相对较好。虽然断裂活动不会引起强烈地震，但是断裂的活动会对城市建筑设施造成危害。作为区域主导构造的北东向断裂，连续性较好且穿越市区。断层现处于缓慢释放应力蠕动状态，并且沿一个方向滑动，如黄贝岭Ｆ８断层趋向性蠕动速率为０．１７～０．３５ｍｍ·ａ－１，深圳市的主要建筑群就分布在该断裂带附近，据统计，断裂带影响区域内１８层以上的高层建筑就有１７９座，深圳水库也在断裂带上，粗略估算约有超过０．３×１０８ｔ的静荷载量，再加上深圳水库水量，该区总荷载量将大于０．７５７７×１０８ｔ。建筑物密集、水库库容增大，大大增加了地面的荷载。加之十多年来大规模建设的深基坑施工降水等人类工程活动，必然改变原有地壳结构的边界平衡条件、载荷平衡条件及其平衡状态，使原本具有活动性的断裂带的弱平衡状态地质环境受到破坏，增大了断层进一步加剧活动的可能性［３］，对在断裂活动带之内的建筑造成破坏。３．２水土污染问题３．２．１水污染问题深圳的水资源不丰富，以外调水源为主。年平均降雨量为１９６６ｍｍ；雨季多集中在４～９月，日降雨量最大值为３８５．８ｍｍ；河流短，多单独入海，属于雨源型。全市地下水可开采量为１．０×１０８ｍ３·ａ－１。根据水资源发展规划，２０１０年全市需水量２０．９６×１０８ｍ３。近年来生活和生产污水排放量的剧增与海水入侵的加剧，导致水资源质量的下降，使水资源更加紧张。深圳８０％河流均受到有机物污染。尽管深圳主要饮用水源水质符合国家地面水水质二类标准，但仍受到污染河流的严重威胁。特区内深圳、布吉、大沙３条河流水质均低于国家五类亦即最低标准。特区外河流污染也十分严重，茅洲河上游、观澜河超过国家三类标准，茅洲河下游、龙岗河、坪山河低于五类标准；主要污染物是氨氮、总磷和五日生化需氧量各主要河流水质均呈下降趋势［４］。据２００５年广东省海洋环境质量公报，作为流经深圳市区的主要４３ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＧｅｏｌｏｇｙ　工程地质学报　２００６河流—深圳河，每年有大量的污水入海（表１）。珠江河网及口门区水体和沉积物的污染，特别是具有持久性影响的有害有毒重金属、有机氯农药、多环芳烃、多氯联苯等有机物污染，即反映了河流污染的严重程度，也给近海环境地质生态、环境安全敲响警钟。表１２００５年深圳河排入海的污染物量Ｔａｂｌｅ１　ＰｏｌｌｕｔａｎｔｅｍｉｓｓｉｏｎｏｆＳｈｅｎｚｈｅｎｒｉｖｅｒｉｎｔｏｔｈｅｓｅａｉｎ２００５污染物石油类ＣＯＤ氨氮磷酸盐重金属砷污染物总量质量／ｔ１３２１１２２４７５１６４３０１１９２４水污染主要来自生活污水、工业废水和面源污染，其中，生活污水占河流污染总量的８０％～９０％。２００３年，深圳市的污水排放总量为９８２３６万ｔ，其中工业废水排放量为１９４３９万ｔ，生活污水排放量为７８７９７万ｔ，而全市的污水处理率只有６３％。目前特区内每天有４０多万ｔ城市污水通过３７２个排放口直接排入河道；特区外污水处理能力较差，处理污水能力达５０万ｔ·ｄ－１，平均污水处理率达２５％，大量污水未经处理直接排放。深圳河流污水排放量与河道径流量（不包含已开发利用的水量）相比（即污径比）：枯水季节（１０～３月）为２．４４倍，丰水季节（４～９月）为０．４４倍［５］。一般认为，污径比超过１０％，则表明该条河流已经受到严重污染。面源污染多为河流流域内小型养殖业、村镇垃圾等，这种污染也十分严重。３．２．２土壤污染关于深圳地区土壤质量状况，有待于系统专项调查。但是整体珠三角区域监测数据表明，近年来的土壤污染问题也不容忽视，主要表现为污染面积广、污染物种类多、污染危害大。就某一地区而言，局部差异性明显。土壤中有毒有害重金属元素异常的高，出现了以镉、汞、砷、铜、铅、镍、铬等８种元素为主的区域性污染。另外土壤有机氯农药、邻苯二甲酸脂、氯苯和多环芳烃污染也十分严重。普遍在土壤、农作物、底泥和灌溉水中检出。这主要与垃圾随意堆放、垃圾施肥、工业污水排放和灌溉、农药和化肥的过量使用有关（表２）。土壤的污染致使蔬菜和粮食中的有害元素含量超标事例时有发生。植物和粮食中化学元素的异常，通过生态和生物链的传输作用于人体，在潜移默化过程中损害着人类的健康［６～８］。表２深圳盐田垃圾填埋场周围土壤重金属含量（ｍｇ·ｋｇ－１）Ｔａｂｌｅ２　ＨｅａｖｙｍｅｔａｌｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆｓｏｉｌｎｅａｒｂｙｔｈｅＹａｎｔｉａｎｗａｓｔｅｌａｎｄｆｉｌｌｓｉｔｅｏｆＳｈｅｎｚｈｅｎｃｉｔｙ重金属ＣｕＰｂＺｎＣｒＮｉＣｄＡｓＨｇ含量１２６．０１０６．７２２３．０３２．４１０．８０．０９３９．００．０３背景值１６．５５９．０１８８．４５１．６２３．８０．０６１９．００．０９３．３地质灾害问题近年来深圳市由于经济发展需要，各种建设活动频繁，城市工程建设引发的地质灾害十分常见，且已成为影响深圳地质环境的主要因素之一。３．３．１斜坡灾害斜坡灾害是较为常见的、突发性的灾害，包括崩塌、滑坡、泥石流及边坡失稳等，对经济建设和人民生命财产构成了极大的威胁。深圳市地处广东省重要的北东向断裂带———莲花山断裂带的东南段，区内地质构造复杂，北东向、北西向及东西向断裂发育。在横岗、布吉、龙岗、龙华、石岩等山丘区域内，断裂带分布及活动影响带内风化土厚度大、强度低，斜坡的稳定性差。深圳城市化后，城区面积扩大了６倍，建设场地已向低丘陵及台地区扩展，人为地改变山坡的原始形态和临空面的方位，降低了山坡的稳定性，而又未采取相应的治理防护措施，是山坡变形和破坏的重要因素。盐田区及葵冲、大鹏、南澳等东部海域的沿山公路段；罗湖区与龙岗区交界处的插花地带，高陡的人工边坡较多。在连续或集中降雨的情况下，雨水渗入坡体内，改变了山坡地下水动力条件，同时对残积土和强风化岩产生软化和泥化作用，降低了山坡岩土体的力学强度，引发崩塌及滑坡等地质灾害（表３）。表３深圳市已发现的斜坡地质灾害点分布及类型Ｔａｂ