城市地质调查装备建设的思考建议一、城市地质调查基本情况城市地质调查是在城市地区开展地质工作，服务国土空间规划、土地利用规划、城市规划、城市建设与运行管理的工作。
城市地质调查涉及专业、学科广，采用技术手段多，综合性、针对性、服务性、适时性都极强。
当前国家对城市地质工作提出了新要求，2017年9月1日，国土资源部发布《关于加强城市地质工作的指导意见》，2017年11月15日，在北京召开全国城市地质调查工作会议中国地质调查局发布《城市地质调查总体方案（2017-2025年）》，各级政府和相关职能部门高度重视，正在积极、高效、有序推进城市地质调查工作。
建国以后，上世纪50年代开始，我国城市地质工作紧密服务于城市经济社会发展，先后针对北京、天津、西安、上海等大城市开展了供水水源地勘查、地面沉降勘查等工作，并在宁波、厦门、武汉、成都、太原等城市开展了水工环调查。
1980—1985年，完成了沿海14个开放城市环境地质调查研究1986-1990年，完成了宁波、天津、苏州、常州、无锡城市等环境地质调查研究1991--1995年，完成了上海浦东、闽南厦门、漳州、泉州等环境地质调查研究到1998年，全国共完成130多个城市1:5万区域地质调查，在地质资源开发、地质环境保护和地质灾害防治等方面取得显著成效。
1999年实施国土资源大调查以来，城市地质工作快速发展，先后完成了环渤海、长三角、海峡西岸、珠三角、北部湾等沿海重要经济区的环境地质简测、部分矿山城市环境地质调查。
2004年-2010年，中国地质调查局组织完成了全国328个地级及以上城市环境地质调查以及北京、上海、天津、南京、杭州、广州等六个超大城市三维地质调查试点，不断完善了城市地质调查技术方法体系。
2011-2016年，京津冀、长三角、珠三角、中原、海峡西岸、北部湾、长江中游、成渝等城市群开展了城市环境地质调查。
当前，我国正处于大力推进新型城镇化和生态文明建设的重要阶段，合理规划城市土地利用，实现人地和谐，保障城市可持续发展，迫切需要开展城市地质调查工作。
除上述六个超大城市三维地质调查试点外，近些年来全国又有20多个城市进行了城市地质综合调查，2017年，中国地质调查局启动了郑州、青岛、西安、武汉、延安、成都、宁德等城市的城市地质调查。
目前，雄安新区、上海市的城市地质调查成果已成为样板，供其他城市参考借鉴；另外，许多城市表示要开展城市地质调查，城市地质工作需求十分旺盛。
城市地质调查是为提升涉及城市空间、资源、环境、灾害等地质条件的认识，为国土规划、土地利用规划、城市总体规划和控制性详细规划、重大基础设施专项规划等提供基础地质数据，支撑服务城市建设和运行管理。
当前，我国按照“创新、协调、绿色、开放、共享”的发展理念，大力推进新型城镇化和生态文明建设，城市地质调查工作需要适应新的要求，针对“空间、资源、环境、灾害”多要素开展调查，需要综合运用地质、测绘、遥感、物探、化探、钻探、监测、测试和计算机等现代综合方法、手段，以已有地质资料为基础，开展多学科、多目标、多用途的综合城市三维地质调查。
城市地质调查内容包括：查明城市工程建设与地下空间开发条件、地质资源、水土环境质量、地质灾害、构建三维可视化地质模型、建设城市地质资源环境监测预警网络、建立城市地质信息服务与决策支持系统、提供支撑城市发展的地质服务产品。
二、城市地质调查方法及装备城市地质调查在充分收集分析已有成果资料和预研究的基础上，围绕城市建设需求和总体目标任务，按照“一调查”（查明城市工程建设与地下空间开发条件、地质资源、水土环境质量、地质灾害）、“两建设”（构建城市三维可视化地质模型、建设城市地质资源环境监测预警网络）、“一平台系统”（建立城市地质信息服务与决策支持系统），开展调查研究工作。
城市地质涉及多学科、多专业，遥感、钻探、物探、化探等各种技术是城市地质调查中常见的重要手段。
但各种手段的适用性和效果各不相同。
（一）遥感技术及装备遥感城市地质研究中最常用的手段。
主要通过不同时期的遥感资料，研究城市的发展变迁、水体的变化、土地的变化、江湖海岸的侵蚀和淤积变化、城市地貌的演变等。
通过遥感资料圈定地质体和地质构造、水体污染等。
同时，利用遥感数据对建筑物的判别，结合建筑学规范，推测建筑物地基占有的地下空间情况。
遥感调查以遥感数据分析处理为主，需要高性能数据处理图形工作站开展遥感解译工作，包括台式工作站和移动工作站。
（二）钻探技术及装备钻探是了解地下地质结构最直接的方法手段。
通过岩芯编录、原位测试和样品的测试分析，可以获得地下所有的地质、工程和水文地质资料。
水文钻和工程钻是城市地质调查常用的技术方法。
目前所需相关装备有反循环水文钻机、地下水水位自动监测仪等进行水文调查和地下水质的检测。
（三）地球物理勘探技术及装备许多城市地质问题不仅涉及地下深层的地质构造，和包括浅层的精细结构，地球物理勘查是最重要的手段之一。
地震、重力、磁法、电法是圈定地下地质体，连接地质构造，勾绘地下三维地质图的重要资料。
在岩溶等灾害调查、活动断裂调查、已被掩埋的垃圾填埋场调查、地下水调査等方面，地球物理勘探技术已被证明是较为经济和有效的方法。
特别是在城市建成区，地面建筑和设施已全面覆盖的情况下，钻探无法施工，更显出无损勘查物探方法的重要性。
最主要的地球物理勘探包括重力方法、磁法、电法、地震方法、放射性方法以及一些相关学科的研究方法。
1.高密度电法仪高密度电法是一种阵列式勘探方法，是电剖面与电测深的有机组合。
RESECSⅡ三维高密度电法仪是德国DMT公司发研的最新一代高密度电法仪，它质量上乘，功能齐全，轻便，稳定，应用领域广泛。
主要应用领域包括：工程和地基精细勘探构造，断层和基底勘探矿产资源勘探地下水和地下水污染范围探测垃圾填埋厂及其渗漏范围勘探油库污染范围探测煤矿老窑和地下洞穴探测堤、坝病害检测和稳定性监测观测地下电阻率随时间和距离的变化以监测地震前兆和堤坝渗漏等。
2.大地电磁测深法大地电磁测深法（MagnetotelluricSounding），简称MT，它是利用天然交变电磁场研究地球电性结构的一种地球物理勘探方法。
由于它不用人工供电，成本低，工作方便，不受高阻层的屏蔽，对低阻层分辨率高，而且勘探深度随电磁场的频率而异，浅可以几十米，深可达数百公里，近年来在许多领域都得到了成功的应用。
在城市地质勘探中探测隐伏深部断裂具有良好的效果。
常用的设备包括德国Metronix公司生产的GMSGMS-07e综合电磁法仪，加拿大Phoenix公司的V8电法工作站(该仪器由加拿大凤凰地球物理有限公司中国联络处暨服务中心全权代理，售价在300万左右)，美国Geometrics公司生产的EH4。
3.可控源音频大地电磁法可控源音频大地电磁法（CSAMT）是在大地电磁法（MT）和音频大地电磁法的基础上发展起来的一种人工源频率域测深方法，实质是人工源卡尼亚电阻率测深法。
常用的设备是标量测量，采用的装备是美国Zone公司的GDP-32II多功能电法工作站（该仪器由北京桔灯地球物理勘探股份有限公司负责中国区域的代理工作，售价300万左右）。
GDP32II多功能电法工作站是一个多功能的、多通道的接收系统，其设计目的在于采集任何类型的电磁或电场数据。
在工程勘探、地下空间探测、水文地质调查能领域均有重要的作用。
4.瞬变电磁法瞬变电磁法（TEM）是一种时间域的电磁勘探方法，它是利用一定的波形的电磁脉冲激发，在一次场断电后观测二次场随时间的衰减特性探测地下的电性结构特征。
常用的设备为UltraEM Z4大地电磁仪是以成熟的大地电磁测深理论为基础，采用随机信号处理技术、嵌入式实时操作系统技术、大规模现场可编程阵列逻辑技术、32位A/D高精高速记录技术等当今最新电子技术，集高频大地电磁（HMT）、音频大地电磁（AMT）及大地电磁（MT 或LMT）为一体的宽频带大地电磁仪。
可广泛用于地下岩溶、断层破碎带、滑坡体的探测等；土壤、垃圾站环境监测等方面；水文地质勘探。
5.地质雷达法地质雷达法又称探地雷达法，借助发射天线定向发射的高频(10～1000MHz)短脉冲电磁波在地下传播，检测被地下地质体反射回来的信号或透射通过地质体的信号来探测地质目标的交流电法勘探方法。
国际上影响较大的商用雷达系统有美国GSSI(地球物理测量系统公司)的SIR系列、加拿大SSI(Sensor and Software公司)的pulseEKKO系列和瑞典Mala公司的RAMAC系列。
其他公司的产品如GDE、Penetradar、Rockradar、ERA Technology、NTT、JRC、EMRAD，以及国内LT—1、CBS—9000系列探地雷达系统也各有特色。
从发展趋势来看，探地雷达仪器系统将具有以下特点：①能专业化，为满足某种单一探测对象或特殊探测目标而设汁，解决某一方面具体问题。
如专用公路路面检测雷达、水泥混凝土无损检测雷达；②小型化，通过同化高速信号处理芯片(DSP)以及液晶显示面板使得仪器体积和重量大大降低，便于携带和野外施工。
如GSSI公司SIR—3000系列、SSI公司的Noggin系列，主控采集单元已非常轻便，可单人走动测量；③多功能、多通道，多道或多阵列天线的开发和应用，实现三维数据采集、提供更丰富的地下信息。
6.反射地震勘探反射地震勘探利用地下介质弹性和密度的差异，通过观测和分析大地对人工激发地震波的响应，推断地下岩层的性质和形态的地球物理勘探方法。
在浅层地震勘探中常采用的采集装置为ES-3000（该仪器由geometrics公司生产，在国内由劳雷公司代理），它可以用来寻找基岩或为岩土分层提供横波速度。
该系统包括ESOS数据采集软件、地震数据采集站，采集站通过数传线与PC机网络接口连接，不需要额外的硬件和驱动程序。
ES-3000系统随机附带折射波调查所需要的分析软件。
7.土壤氡气测量在地层深处含有铀、镭、钍的土壤、岩石中人们可以发现高浓度的氡。
这些氡可以通过地层断裂带，进入土壤和大气层。
建筑物建在上面，氡就会沿着地的裂缝扩散到环境中。
土壤氡气测量可用于查明隐伏断层的分布。
常用的测量仪器为FD-3017测氡仪（该仪器由西安核沃电气有限公司研制，是国内土壤氡检测先进的测试仪器，售价在4万左右）。
该仪器没有探测器污染问题，也不存在氡射气的干扰影响，并且具有较高的灵敏度，操作简便，现场可获取结果（一般需5分钟，快3分钟完成一个点的测试工作，相对国外产品工作效率提高近10倍）。
是国内土壤氡检测先进的测试仪器。
（四）地球化学勘探技术一般应用于土壤、地表水、地下水和大气环境调查与监测，也可进行动植物地球化学污染的调查。
了解城市地区地球化学元素场的分布情况，建立城市地区元素地球化学数据库，指导城市土地利用规划和环境保护与治理。