城市地质调查，精准评价地下空间资源潜力，服务郑州航空港建设

原标题：城市地质调查服务郑州航空港地下空间开发利用

来源于《中国地质调查成果快讯》

摘要：针对航空港区对地下空间资源的迫切需求，查明地下空间利用的地质条件，成功破解地面建筑地基基础占用空间测算难题与地下空间资源潜力评价关键技术，精准评价地下空间资源潜力，提出航空港区地上地下空间统筹规划利用建议，有力服务航空港区建设。

1.项目概况

“郑州城市地质调查”项目，归属于“城市地质调查”工程，由中国地质科学院水文地质环境地质研究所承担，中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所参加。项目周期为2018—2020年。主要目标任务是紧密围绕郑州“国家中心城市”建设对地质调查工作的重大需求，开展郑州市空间、资源、环境、灾害等多要素地质调查，精准服务郑州市国土空间规划、重大工程建设、自然资源合理开发利用和生态文明建设。

2.成果简介

（1）查明了郑州航空港区地下空间利用地质条件。

区域地质条件：郑州位于黄河冲洪积扇顶部，地形西高东低，但总体较平坦。大地构造上处于华北台坳的中南部，不存在第四系活动断裂，历史上未记录到6级以上地震，不具备发生中强地震的地质条件，地壳基本稳定，抗震设防烈度为Ⅶ度。

地下空间开发利用地质条件：航空港区100m以浅主要分布新近系—第四系冲积、冲洪积、湖积及风积松散地层，岩性可概括为粉土、黏性土、砂土3种类型。土体工程性质较好。地下水属松散岩类孔隙水，分为浅层与中深层地下水。地下水位埋深较小。液化砂土、软土、钙质胶结层等不良地质体与地基土的水土腐蚀等问题对地下空间开发利用有一定影响，但工程地质条件总体上适合地下工程建设。

地下空间利用应注意保护地质资源：地质条件总体上适合地下空间开发利用，地下工程建设可按照相关规范进行。该区地下水资源与浅层地热能资源较丰富，地下空间利用应注意保护地下水水源地，结合港区功能规划预留浅层地热能开发利用空间。

（2）研发了地下空间探测技术及地下空间资源潜力评价方法。

研发了城市建筑物地基基础“遥-地耦合”探测技术，解决了建筑物地基基础占用地下空间资源难以测算的问题。城市地面建筑的地基基础占用大量的地下空间资源，在进行城市地下空间规划时必须要掌握其地下分布状况，但这方面信息极难以准确获取。针对这一问题，成功研发出了一套“遥-地耦合”探测技术。该技术采用高分辨遥感信息获取地面建筑相关参数，并分析工程地质勘查资料获取相关岩土参数，进而结合不同类型建筑基础占用空间的计算方法，测算建筑地基基础占用地下空间的资源量。应用该项技术，准确测算出了航空港区建筑基础占用地下空间量及其分布状况（表1）。

表1 郑州市航空港区地下空间建筑地基基础占用量与潜在资源量评价结果 单位：万m3

针对城市地下空间资源潜力难以评价的问题，提出了一套地下空间资源潜力评价方法。地下空间潜力评价必须综合考虑地质灾害避让（V避让）、生态环境保护（V生留）、地质资源利用（V资保）、人文保护（V文保）等因素对地下空间开发利用的影响，这也是长期未解决的理论方法问题。本项目成功破解了这一难

题，提出了城市地下空间资源潜力评价方法，数学模型如下：

V潜在=［V天然-（V避让+V生留+V资保+ V文保）］×K开发系数-（V设施+ V地基基础+ V工程）

式中，V潜在为可供未来城市开发利用的潜在地下空间资源量，V天然表示城市地下空间资源天然蕴藏量，K开发系数为地下空间合理开发利用系数，V设施、V地基基础、V工程则分别表示已建设地下设施、建筑物地基基础以及各类专项工程占用的地下空间资源量。利用该方法，对航空港区埋深50m以浅的地下空间资源潜力做了分层评价（图1）。

图1 郑州航空港区地下空间资源潜力评价图

航空港区地下空间利用规划建议。以航空港区地质条件、已占用地下空间及现存地下空间资源潜力探测评价结果为依据，综合考虑资源环境保护及港区功能规划要求，对航空港区不同层位地下空间开发利用的类型、范围、深度提出了规划建议。

3.成果意义

郑州航空港经济综合实验区位于河南省郑州市区南部，是我国首个上升为国家战略、目前唯一一个由国务院批准设立的航空经济先行区，是一个拥有航空、高铁、地铁、高速公路等多种交通方式的立体综合交通枢纽，为我国中部物流集散中心。郑州航空港区地质条件的查明、地下空间资源潜力的科学评估与地下空间规划利用建议的提出，为郑州航空港区地上地下空间协调利用规划提供了支撑。成功研发的地下空间资源探测与潜力评价技术，可以推广应用到华北平原及其他地质条件类似的地区。

（中国地质科学院水文地质环境地质研究所 吕敦玉 刘长礼 张建羽供稿）