武漢市規劃潛力分區圖（武漢市地質構造和城市規劃建設淺談）
2023-06-26 06:53:33 1
地質學和城市規劃學是兩門專業性極強的學科，如果再結合運用在一個具體的特大城市進行分析研究，那可以寫一本厚書了。
作為一名城建規劃的愛好者，看著滿城挖、滿城建的武漢，總在想：為啥摩天不能建這裡？為啥商務區這樣規劃？為啥隔壁地鐵那麼多，我們這還不修？
帶著疑問，我參看了1990年至2015年多個高校和機構的相關文獻資料，漸漸我越來越了解了，現在把文獻資料的分析結論簡單歸納如下，拋磚引玉，如有錯誤和遺漏，請大神指出。
武漢地質概況地理位置武漢是一個山水城市，地處華中腹地，位於長江與漢江交匯處，在江漢平原以東，素有「九省通衢」之稱。從土地資源承載力來看，武漢市國土面積僅次於北京、天津，是香港的八倍。城區地處江漢平原與鄂東南大別山區丘陵、山地的交接地帶，地質構造比較複雜，同時也是一個地殼相對穩定的地區。
中國傳統的「風水」和現代的城市規劃地質學研究古人講究天人合一，在修建房屋之前要「相土嘗水」，選擇「風水」較好的地段。隨著西方的科學技術的進入，形成了城市規劃學和地質學。傳統上，地質包括工程地質，即查明工程場址的地質條件、提供地下設施設計參數和工程措施等以及研究地下水的分布和形成規律、地下水資源及其合理利用、地下水對地下工程建設不利影響及其防治的水文地質。另外，還包括了地層學、巖石學、第四紀地質學、構造學、地貌學等等學科。
城市規劃選址以及地鐵隧道大範圍的掘進等基礎建設，要求建設者對武漢市的地質條件有全面的掌握和準確的評估，城市擴建和建設選址必須選擇地質條件較好地段，避開巖溶暗河強發育等不利地段。
武漢主要的地質構成武漢城區基巖種類繁多，巖性變化較大，碳酸鹽巖在一定範圍內分布。
武漢有古河道、古湖泊的分布，也有現代的填湖造地，長江、漢江衝積平原地區軟土廣泛分布，且厚度較大。
武漢的地表、地下水資源十分豐富，一級階地地下水與長江、漢江水力聯繫密切，造成這些地區地下水動水力條件季節性變化等等。
武漢面臨的環境地質問題1. 以巖溶地面塌陷為主的地質災害；
2. 因軟土引發的地基不均勻沉降等不良地質問題，甚至引起房屋傾斜、開裂和路基沉陷；
3. 水土汙染問題；
4. 其它地質災害：滑坡、崩塌、防洪、暴雨引起的城區漬水。
巖溶地面塌陷問題武漢市屬鄂東南巖溶地面塌陷易發區，武漢地區碳酸鹽巖分布面積1 100餘平方公裡，約佔該市面積的13%。近幾十年發生過多起巖溶地面塌陷災害，大部分集中在沿長江一帶。巖溶地面塌陷不僅與下伏碳酸巖巖溶發育程度有關，還與上覆鬆散覆蓋層的工程性質及巖溶裂隙水、孔隙承壓水、地表水三者循環有關，循環的結果導致上部土體的潛蝕、吸蝕破壞，發展到一定程度就會導致地面塌陷。地下工程施工過程中，不可避免地要進行地下水的降水、排水活動，無疑也是地面塌陷的誘因。武漢三鎮局部存在古河道，埋藏較深，部分處於強發育狀態。城市基礎設施選址，必須避開強發育的巖溶和古河道地段。
武漢地區的碳酸鹽巖分別為巖土體所覆蓋，根據與碳酸鹽巖關係密切的上覆巖土體的性狀，可分為巖層、老黏土和砂性土層3種類型。上覆厚層砂性土層的碳酸鹽巖展布區的巖溶地面塌陷系由「沙漏」機理產生的，即砂顆粒在重力作用下沿豎向通道不斷「漏」入下伏巖溶地層中的溶洞中，從而引起的地面塌陷。如果有向下的地下水活動，則在滲流力作用下易形成流沙，巖溶地面塌陷會發育得更快。砂性土層上方一般覆蓋有5~10m 的軟塑-可塑、局部流塑的全系統黏性土層，當下伏砂性土流失時，將會發生變形，導致地面塌陷。
根據上覆巖層、黏性土和砂性土層性狀的差異，在剖面上，可劃分出如下圖的5個地質結構類型：
Ⅰ型：上部為全新統砂性土層，包括砂性土層上部的黏性土層；下伏碳酸鹽巖組。砂性土可直接通過溶隙、孔洞等通道漏失，引起地面塌陷，從而產生巖溶地質災害。
Ⅱ型：上部為砂性土（包括砂性土層上部的黏性土層），中部為厚度大於3m 的老黏性土層（包括上更新統下部的含泥砂性土）；下部為碳酸鹽巖組。由於地下水長期頻繁作用，在碳酸鹽巖上方的老黏性土層中可能存在土洞。老黏性土層的連續性遭受破壞時可引起地面塌陷，如未封堵的鑽孔連通砂性土層、土洞坍塌等。
Ⅲ型：上部為砂性土（包括粉細砂層上部的黏性土層），中部為厚度大於3m 的紅層（侏羅系或白堊系-古近系地層），下部為碳酸鹽巖組。紅層遭受破壞可引起地面塌陷，如未封堵的鑽孔連通砂性土層時。
Ⅳ型：上部為厚層的老黏性土層，下部為碳酸鹽巖組。由於地下水長期頻繁作用，在老黏性土層中可能存在土洞，土洞進一步發展可能引起地面塌陷。
Ⅴ型：上部為紅層（侏羅系或白堊系-古近系地層），下部為碳酸鹽巖。這類結構基本不會發生巖溶地面塌陷。
根據碳酸鹽巖條帶和地質結構類型的分布，可將武漢地區巖溶地質災害劃分為高危險區、中等危險區和低危險區3個區：
高危險區為第Ⅰ型地質結構分布區，主要位於白沙洲條帶（L3）和漢南條帶（L6）長江兩岸全新統地層覆蓋區，粉細砂直接位於碳酸鹽巖地層之上。本區約佔碳酸鹽巖分布面積的3.6%。由於全新統粉細砂的凝聚力很小或等於零，很容易在重力和滲透力作用下進入下伏的巖溶通道中， 從而產生巖溶地面塌陷。武昌區阮家巷（丁公廟）、陸家街中學、司法學校、洪山區毛擔港小學、烽火村（喬木灣）、光霞村、白沙洲高架橋所發生的巖溶地面塌陷位於白沙洲條帶（L3）南岸，漢陽區漢陽軋鋼廠巖溶地面塌陷位於北岸；漢南區陡埠村巖溶地面塌陷位於漢南條帶（L6）的長江北岸江邊。這10餘次巖溶地質災害都具備Ⅰ型地質結構。
中等危險區為第Ⅱ和第Ⅲ型地質結構分布區，其特點是中部為厚度大於3m 的老黏土或紅層，其上為全新統粉細砂，下部為碳酸鹽巖地層。本區約佔碳酸鹽巖分布面積的4.5%。在長江及其支流兩岸一級階地展布區，地表水侵蝕後， 在全新統地層下殘留有老黏土或紅層時，即形成第Ⅱ和第Ⅲ型地質結構。因此，中等危險區主要位於高危險區的後緣地帶。分布一般較局限。研究表明，天興洲條帶（L1）、白沙洲條帶（L3）、沌口條帶（L4）及漢南條帶（L6）近江、河地帶局部有分布。
低危險區為第Ⅳ和第Ⅴ型地質結構分布區，其特點是碳酸鹽巖地層上方直接覆蓋厚層老黏土或紅層，基本不會產生巖溶地質災害。本區約佔碳酸鹽巖分布面積的88.8%。
分區結果：武漢地區碳酸鹽巖分布面積1100餘km2，其中高危險區所佔比例最小，約為3.6%；其次為中等危險區，為4.5%；低危險區所佔比例接近90%。武漢地區低危險區分布範圍較廣，6個碳酸鹽巖條帶均以低危險區為主，這對武漢地區的工程建設有利。
建築不均勻沉降問題武漢局部存在軟土、老黏土、填土、放射性巖土等特殊土，對工程建設不利，如軟土易引起建築物不均勻沉降，基坑滑塌、樁基承載力低等一系列巖土工程問題。
同時上世紀90年代後，武漢的城市擴張和大規模的填湖造地不僅惡化了當地的水資源環境，也產生很多的建築沉降區域，近年來大規模的城市基建更是加劇了問題區域內的建築沉降。
以下為武漢各個歷史時期的城區圖：
1870-2006 武漢主城區空間形態演變歷程
以下為武漢1995年、1999年、2017年的主城區地圖：
1995年武漢主城區地圖
1999年武漢主城區地圖
2017年武漢主城區地圖
水土汙染問題空氣汙染
一座城市的空氣汙染的嚴重程度上取決於其所在地域的環境容量的大小，取決於城市地理位置制約下的自然環境背景，如位於向風海岸、山地迎風坡的城市，大氣易於交流和擴散，其環境容量必然大於位處內陸、峽谷的城市。
地質環境質量的優劣、容量的大小及其變化，直接影響著城市發展。良好的地質環境為城市的發展與繁榮提供了必需的物質基礎，而惡劣的地質環境則將制約城市的發展。武漢雖處內陸，但地處江漢平原，周邊地勢開闊，大氣流通較好，其所在的地理位置和環境容量都比較優良。
土壤汙染
武漢作為全國老工業基地之一，隨著城市化進程的加快，大量的工業企業遷出主城區，但外遷之後留下的毒地問題卻頻頻出現。各種汙染物質進入土壤，引起土壤的組成、結構和功能發生變化，使土壤質量下降，危害人體健康。農業生產中，施用化肥和農藥、用被汙染的水源汙灌溉是汙染土壤的主要途徑。垃圾、廢渣、汙水都以土壤作為處理場所，大氣中的ＳＯ２ 、重金屬，可以經「幹降」和「溼降」而進入土壤，使土壤「酸化」，造成重金屬汙染。位於染料廠、農藥廠廠址下面的土壤也易於被汙染。比如漢陽赫山地塊、漢口古田1135地塊、關山長動地塊都需要較長的時間和較大的資金進行土壤修復。
水體汙染
武漢淡水資源豐富，總水域面積達２ ２１７．６ ｋｍ２ ，佔全市土地面積的２６．１％。水域面積佔全市國土面積的１／４，居全國大城市之首。武漢人均淡水資源量也高居全國各大城市之首，為北京的７１ 倍、上海的１９倍、廣州的５ 倍。豐富的水資源是城市發展的最大優勢。但是，由於部分汙水滲漏或未經處理直接排放等多方面的原因，不少湖泊不同程度地被汙染，時有湖中魚類因缺氧大量死亡的報導，也較少看見成群的候鳥在湖中棲息的場景。局部地段的地下水也受到了不同程度的汙染。
河流，全市11條主要河流符合水質標準類別如下：
1) 水質符合Ⅲ類標準的有6條河流：長江武漢段、漢江武漢段、倒水、舉水、金水河、沙河；
2) 水質符合Ⅳ類標準的有4條河流：灄水、青山港、東荊河、螞蟻河；
3) 水質劣於Ⅴ類標準的有1條河流：府河。
湖泊，全市67個主要湖泊符合水質標準類別如下：
1) 水質符合Ⅱ類標準的有3個湖泊：梁子湖、斧頭湖、道觀河水庫；
2) 水質符合Ⅲ類標準的有6個湖泊：魯湖、湯遜湖、嚴東湖、蔡甸南湖、陶家湖、官蓮湖；
3) 水質符合Ⅳ類標準的有17個湖泊：木蘭湖、漲渡湖、後湖、柴泊湖、楊春湖、蔡甸西湖、蔡甸高湖、小奓湖、日光湖、月光湖、沉湖、安仁湖、朱家湖、七湖、兌公咀、硃山湖、川江池；
4) 水質符合Ⅴ類標準的有9個湖泊：青菱湖、黃家湖、後官湖、三角湖、木鵝湖、北太子湖、星光湖、武湖、三寶湖；
5) 其它32個湖泊水質較差，均為劣Ⅴ類 （東湖屬此類）。
結論分析武漢的地質優勢：1)武漢周邊地殼相對穩定，地震烈度值較低，為武漢城市圈的發展提供了基本保證。
2)沿江岸帶為平原崗地，地形平緩，起伏小，寬帶大，地基條件好，水資源豐富，通江達海，適合發展城市和工業布局以及和港口建設。
3)武漢城區地下空間資源優越，基巖埋藏淺，部分裸露，圍巖條件好，利於城市地鐵和過江隧道建設。
武漢的地質特點：1)夏季炎熱，冬季寒冷，降水充沛是武漢的主要特點；
2)武漢地形地貌包含有剝蝕丘陵區、剝蝕堆積壠崗區和堆積平原區三種類型；
3)市區巖層以碎屑沉積巖為主，碳酸巖巖溶大部分集中在沿長江一帶；
4) 第四紀沉積層複雜多變；
5) 地下水種類較多，承壓水受長江漢江水位影響，升降幅度大。
6) 武漢目前地表土壤汙染嚴重區域以點狀分布，大多來源於生活垃圾和工業生產。
武漢地質條件決定了潛在的城市地質問題，主要表現在斷裂、巖溶暗河、滑坡、水土汙染、軟土和放射性土等特殊巖土、洪水這些方面，它們影響到城市規劃、建設及管理，也威脅著城市的安全。
政府採取的措施近些年來，武漢市政府已經認識到保護環境和地質規劃的重要性，比如武漢市東湖綠心的規劃建設；比如目前嚴禁填湖造地，在某些地區已經完成了部分退田還湖；比如有計劃的把工業項目遷出主城區等等，同時在多個城市規劃建設項目和地鐵基建規劃中都能看到地質學的導向。
思考現在明白了為啥武昌的地鐵建設比漢口滯後了，因為漢口的地質構造較武昌簡單，這並不是說武昌白沙洲、南湖的複雜地質條件不能夠修地鐵等大型基建項目，而是工程技術難度更大，周期更長，成本更高，後期維護更複雜。同時地鐵集團也是遵循了先易後難的原則，先在地質不複雜的地區獲得施工經驗，同時等規模上來後可以降低建造成本，等各項條件成熟後再規劃建設地質條件複雜區域的地鐵。
現在也明白了為啥諶家磯能在長江新城的候選名單獲勝了，單就地質角度分析，結合武漢市的玫瑰風向圖，諶家磯是很佔優勢的。
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