北京市地质环境监测现状及对策研究

张金玲

（北京市地质工程设计研究院，北京 101500)

0 前言

地质环境为人类提供不可或缺的空间和基本资源，是人类生存和发展的重要基础环境之一，人类通过地质资源开发与地质体的利用从地质环境中汲取所需[1]。地质环境监测是国土资源开发与地质环境保护的“眼睛”[2]，是对自然地质环境或者工程建设影响的地质环境及其变化，进行定期观察测量、采样测试、记录计算、分析评价和预警预报的活动[3]，是国土资源主管部门一项重要工作。

随着经济建设快速发展和地质资源开发利用强度提高，北京市面临资源、环境、灾害三重压力，对重要战略资源和城市地质安全构成威胁。为了在保护中合理开发利用地质资源，保障北京市重要战略资源可持续利用；为了防灾减灾，防治措施有的放矢；为了掌握城市快速建设发展下地质环境要素动态变化情况和发展趋势，保障北京城市地质安全，建设生态文明城市，开展全面的地质环境监测迫在眉睫。

1 北京市地质环境监测现状 [4]

1.1 北京市地勘局地质环境监测战略

近年来，北京发展成为人口众多并集中，经济快速发展，城市建设工程密集、规模大，但又缺乏资源、能源的城市。土地资源紧张、水资源匮乏、地下水超采，并诱发了次生地质灾害。突发地质灾害易发、闭坑矿山遗留的环境问题隐蔽并长期存在、农业与生产基地的土壤地质安全性应引起重视。新能源的开发利用，将引发新的地质环境问题，城市地下空间大规模开发、地质环境污染加重、缓变地质灾害（地面沉降、地裂缝）快速发展、活动断裂影响地壳稳定。

北京市地质矿产勘查开发局（以下简称“北京市地勘局”）是北京市政府的地质工作的技术支撑单位，管理着北京市水文地质工程地质大队、北京市地质调查研究院、北京市地质研究所等8个专业队伍，长期承担着北京市环境监测专业技术工作。在对以往监测工作梳理和结合北京市城市发展规划的基础上，北京市地勘局提出了“首都地质资源环境承载能力监测预警平台的建设工程”战略。

该预警平台包括8个监测预警系统。目前，北京市已建成并投入运行的监测预警系统有3个，分别是北京市地面沉降监测预警系统、北京市地下水环境监测预警系统、北京市地热与浅层地温能开发利用地质环境影响监测预警系统。2个监测预警系统正在建设中，分别为北京市突发地质灾害监测预警系统、北京市平原区活动断裂监测预警系统。另外，3个正处于拟建、立项阶段的监测预警系统，分别是北京市土壤地质环境监测预警系统、北京市重大建构筑物及地下空间地质安全监测预警系统、北京市重大线性工程地质安全监测预警系统。

同时，矿山地质环境作为北京市山区生态环境的重要组成部分，正在开展矿山地质环境监测示范工作。

1.2 地质环境监测现状

1.2.1 首都地质资源环境承载能力监测预警平台建设现状

（1）已建成并投入运行的监测预警系统

1）地下水环境监测预警系统

自1956年开始，北京市平原区陆续建立了地下水水位监测网，在此基础上于上世纪70年代初建立了地下水水质监测网。“十一五”期间，根据北京市地下水管理的需要，地勘局在市环保局、水务局和市财政的大力支持下，建成了由822眼监测井（其中国家级40个监测点）组成的区域地下水环境监测网和360眼监测井组成的重点污染源专项监控网，覆盖全市16个区县6900km2平原区范围。主要监测平原区第四系地下水水位、水质，监控50m以浅～300m四个含水层组，突出了“立体分层”，使得地下水水位、水质监测网既独立又互相补充。监测方法采用自动监测和人工监测结合。

其中，区域地下水环境监测网监测指标包括无机、有机共58项。污染源专项监控网监控平原区部分工业污染点源、污染河流线源、农业污染面源等污染源，监测层位为浅层地下水，监测指标包括无机、有机共75项。

基本构建了一个系统的平原区地下水环境的动态监测体系，基本掌控了北京市平原区地下水开采、超采和污染情况。为政府环境主管部门提供技术支持、基础依据。

2）地面沉降监测预警系统

2002年北京市开始建设地面沉降监测预警系统。目前，北京市有天竺、王四营、望京、八仙庄、张家湾、平各庄、榆垡七个地面沉降监测站，主要监测对象为朝阳来广营、东八里庄—大郊亭、昌平沙河-八仙庄、大兴榆垡-礼贤沉降区。形成了由地面沉降监测站网、高精度水准测量、GPS测量、InSAR测量和地下水动态监测构成的覆盖全市平原区的集地下、地表、空中于一体的地面沉降监测网络。该网络共包含400多个水准监测点、114个GPS测量点和613眼水位监测井。根据《北京市地面沉降防治规划（2013—2020）》，近期还将建设海淀和平谷两个地面沉降监测站。

为了研究地裂缝与地面沉降、活动断裂之间的关系，目前，在地面沉降监测预警系统的基础上建成顺义高丽营镇西王路村地裂缝监测系统示范基地，进行地裂缝自动化监测。由地表位移自动化遥测系统、水准点测量系统和裂缝动态自动化监测系统3部分构成。水准点监测系统由13个水准点构成，用于研究地裂缝的水平变形和垂直升降。

3）地热与浅层地温能开发利用地质环境影响监测预警系统

地热资源开发利用地质环境影响监测预警系统：目前，其以开发项目为监测对象，动态监测的目的是对储量计算结果和资源评价的考核，规律开发、管理热田，实现持续发展。北京市地热动态监测和北京市地热井远程监控系统，适时监测各地热井的出水水温和用水量等数据。主要内容包括：小汤山、东南城区、李遂和良乡热田的水位、水质和水温的动态变化情况，期中水位监测点9个，水质和水温监测点9个。

浅层地温能开发利用地质环境影响监测预警系统：目前，北京市初步建成了“2站+40个点”的北京市平原区浅层地温能开发利用地质环境影响监测预警系统，包括1个地埋管地源热泵系统监测站、1个地下水地源热泵系统监测站，以及有代表性的40个监测点的设置。监测站点分布于北京市海淀、昌平、朝阳、顺义、怀柔等区。建立了地温场数据远程传输及采集系统，实现数据实时记录及传输。

（2）正在建设中的监测预警系统

1）突发地质灾害监测预警系统

目前，北京市建立了地质灾害群测群防体系和应急调查队伍，开展了突发性地质灾害气象预警预报工作，通过调查评价确定了1094处可用避险场所，并提出汛期避险方案。2014年开始建设专业监测网络，在密云县、房山区、门头沟区130处人类活动频繁的突发地质灾害隐患实施专业监测，包括119条泥石流沟、6处崩塌、1处滑坡、4处采空塌陷。

2015年将启动覆盖全北京山区、半山区的专业监测网络的建设工作，在怀柔区、平谷区、延庆县、昌平区、海淀区、丰台区和石景山区等区县395处人类活动频繁的突发地质灾害隐患实施专业监测（不包括公路两侧），目前正在立项阶段。

2）活动断裂监测预警系统

根据2013年完成的《北京平原区主要活动断裂监测专项地质调查项目》，在前期活动断裂精确定位、活动性以及对城市建设安全潜在危害性评估的成果基础上，拟建设5个监测站和9个监测点对黄庄—高丽营断裂、夏垫—马坊断裂、南口—孙河断裂、顺义断裂进行监测，初步形成由监测站点、局域水准线和区域GPS监测网三部分构成的点线面结合、多方法综合监测的监测预警系统。旨在对主要活动断裂进行实时监测，分析其活动规律，预测发展趋势，对活动断裂可能诱发的地质灾害进行监测预警预报，为北京市地质安全提供技术支撑。

（3）拟建、立项阶段的监测预警系统

1）土壤地质环境监测预警系统

该监测预警系统正处于拟建、立项阶段。北京是国内开展土壤背景值监测较早的地区之一，之后开展了以农用土壤监测为主的监测工作，偏重农用地土壤肥力监测，但全面的土壤监测工作一直没有开展。近60年来北京市不同部门做了一些与土壤环境相关的工作，为土壤地质环境监测的开展奠定了基础[5]。

2000年以来，北京市地勘局先后开展了平原区土壤地球化学调查评价、北京市农业土地资源综合调查与评价工作。在上述工作的基础上，北京市将开展初步建立土壤地质环境监测网络的工作，范围为北京市平原区（含延庆盆地）和山前台地丘陵区，面积10000km2，160个监测点。包括区域监测和重点监测，主要是针对与人类活动密切相关的地区或地段，监测对象包括主城区与县城区、重要工矿区、重要公路、重要供水水源地、主要蔬菜种植基地、基本农田保护区和特色农产品种植区、土壤环境元素异常区等地。必测指标为酸碱度与重金属元素；选测指标则视监测区类型、测试指标属性的相对稳定性而有所不同，包括大量元素与微量元素及其化学形态、有机污染物与土壤理化性质等。

2）北京市重大建构筑物及地下空间地质安全监测预警系统和北京市重大线性工程地质安全监测预警系统

随着城市建设进程加快，国家和市政府投资建设的重大、重要建设工程增加，包括各类重大建构筑物、管线及轨道交通等建设工程，其中以地下空间开发利用为主的地铁建设是其中重要部分。

上述工程在建设、运行期间将面临工程建设引发的地质环境问题的影响；同时，在地质条件不稳定区，如活动断裂、地裂缝、地面沉降等发育区域，建设工程将受到外部地质环境问题的威胁。所以重大建构筑物及地下空间、重大线性工程地质环境影响不容忽视。

目前，在工程建设期间，出于安全施工的目的，开展较广泛的是建筑沉降观测、地下水降水监测、地质灾害监测等。但工程建设结束，监测工作结束，在运行期间基本无监测工作，即对工程运行期间是否受到其它地质环境问题的威胁、工程自身引发的地质环境问题没有开展监测。

目前北京市地勘局在相关部门的支持下，正在开展北京市重大建构筑物及地下空间地质安全监测、北京市重大线性工程地质安全监测的前期研究工作。

1.2.2 其它领域地质环境监测工作——矿山地质环境监测现状

北京市矿产资源开采历史悠，主要开采煤矿、金属矿及非金属建材矿产。为保护首都生态环境，北京实施政策性停产，2004年以来，北京关闭固体矿山807家[6]。截至2012年底，北京市共有固体矿山企业34家，主要分布在门头沟、房山、昌平、顺义、怀柔和密云6个区县。

北京市国土资源主管部门、环境保护行政主管部门等相关政府部门按照国家环境保护法、矿产资源法等有关法律、法规规定，对在生产矿山环境进行监督管理。

闭坑矿山地质环境监测工作目前处于刚起步阶段。2003年以来，北京市进行了系统的矿山地质环境调查及治理工作，调查历史关闭、废弃矿山数量达到1661个，对遗留的地质环境总治理面积已达5万余亩[6]，治理工程以地形地貌重塑，植被恢复，固体废弃物清理利用，消除或降低次生崩滑塌、泥石流等地质灾害危害等为主，未涉及土壤污染、水质污染治理、含水层破坏等治理及监测。

当前北京市矿山地质环境问题主要为废弃矿山、关闭矿山历史遗留的地质环境问题，主要分布在西山和北山地区。北山地区主要是密云水库、应急水源地上游或周围以铁矿和金矿为主的金属矿山开采区、选冶、尾矿堆放引发以水土污染为主的地质环境问题。西山地区主要是以煤矿地下开采、煤矸石及洗煤废渣等堆放引起的以水土污染、采空塌陷、含水层破坏为主的地质环境问题。

2014年开始启动矿山地质环境监测示范工作，项目周期2年，在北京北部典型金属矿山（区）和西部煤炭矿山（区）进行专项调查研究和危害风险评估，开展矿山地质环境监测示范工程建设，为矿山地质环境监测系统建设奠定基础。

1.2.3 未开展监测工作的领域

目前北京市对部分地质遗迹开展了保护工作，但地质遗迹监测工作处于空白状态。1999年，北京市编制了《北京市地质遗迹自然保护区规划（2001—2010）》。近年北京市对地质遗迹资源越来越重视，2014年，北京市国土资源局开展《北京市地质遗迹详查评价及保护对策研究项目》。

目前北京市地质遗迹保护的主要方式是建设地质公园和地质遗迹自然保护区。自2000年始北京市开展国家地质公园的科考与申报工作，截至2014年底，北京市已建立2个世界地质公园、5个国家地质公园、1个省级地质公园和3个地质遗迹自然保护区[7]。

但地质公园和地质遗迹自然保护区不能覆盖所有的地质遗迹。地质公园和自然保护区主要集中在具有经济价值的古生物遗迹、地貌遗迹，尚有众多地质遗迹未得到有效保护利用，特别是对经济价值较低、分布零散、不够形成地质公园和地质遗迹自然保护区规模、但具有科学价值、生态价值、文化价值的地质遗迹的保护工作欠缺。如马兰组层型剖面、房山花岗岩地貌、灰峪石炭纪-二叠纪古生物化石产地等逐渐被工程建设、采石场所覆盖、破坏。

2 北京市地质环境监测存在问题[4]

综上，近10年北京市地质环境监测工作取得了一些进展和成效。北京市在地面沉降、地下水环境监测领域已形成了比较成熟的监测网络，但在土壤地质环境、突发地质灾害、活动断裂、地热及浅层地温能开发利用地质环境影响、重大建构筑物及地下空间地质安全、重大线性工程地质安全、矿山地质环境、地质遗迹领域的监测能力，尚需进一步推进、加强。

2.1 已建监测预警系统不完善

地面沉降、地下水环境、地热及浅层地温能开发利用对地质环境影响监测预警系统的监测网的监测点、监测站区域覆盖不全，大范围、宏观地质环境监测和区域地质环境综合分析能力不足。

（1）目前地面沉降监测网还没有完全覆盖到整个平原地区。地面沉降目前仍处于快速发展阶段，老沉降区继续发展，新沉降区正在形成，监测点密度不能达到地面沉降监测的精度要求，监测站数量不能满足区域监测要求。对重点区域、重点工程的专项监测工作不足，如大兴南部首都新机场等重大工程区域尚缺少地面沉降监测站，专项地面沉降调查范围有限，调查区域覆盖率不够，不能及时准确的全面掌握北京地面沉降的发展变化趋势。

（2）地下水监测井空间区域上集中分布在平原区，山前个别地段零星分布，山区基岩地下水监测井基本空白。平原区监测网存在以下问题：平原区隐伏岩溶地下水尚未系统监测；个别潜水监测井由于水位下降导致无法进行监测；监测井的分布密度不能满足精度需求，特别是重点区，如重要水源地；专项监测网对重点污染源区监测覆盖不足，如市级的工业园区、大型工业企业搬迁遗留场地、高尔夫球场和畜禽养殖场、地下水水源保护区内潜在污染源等。监测站、点的建设滞后于地下水开发利用趋势，监测状况不能满足履行“监测、监督防止地下水的过量开采与污染，保护地质环境”职能的需要的。

（3）目前地热资源的动态监测工作集中在小汤山、东南城区、李遂和良乡热田，以开发项目为监测目标，监测地热资源储量的动态变化为主要目的。对于回灌工作的监测工作开展不足，且回灌的监测是以监测地热田水质是否受到污染为主要目的，而对于热污染、化学污染、地面沉降等这类对地热田外部系统的地质环境的影响未进行监测[8]。双桥、后沙峪、京西北、天竺等其它6个地区由于地热井数量少，开发时间短，因而监测工作滞后。

（4）浅层地温能开发利用对环境影响监测网络建设落后于资源开发利用速度。北京市截至2012年底已建地源热泵项目1111个，应用热泵建筑面积约为3435万m2[9]，工程利用呈点状分布且较分散，在国家和北京市节能减排的政策支持下，浅层地温能规模化开发利用将呈发展趋势。而目前监测工程仅处于示范区建设阶段，不能满足地质环境监测的需求，特别是不能忽视随着开发利用程度的提高，呈区域开发后由于大面积开发和长时间积累引起对区域地质环境的改变，尤其是地温场。同时，目前的监测点、监测站的建立主要利用开发建设项目，建设、运行过程中对建设主体、业主等依赖程度大，无自主权，监测工作被动。

（5）已建监测预警系统的信息系统不健全。已建监测预警系统注重监测网中监测点和监测站的建设，信息系统开发工作进度滞后。监测信息时效性差，从监测原始数据采集到资料计算、整理分析，一直到综合研究，时间跨度长，难以及时反映当时实际情况；动态数据的连续性、准确性和完整性还需加强。预警预报工作基本尚未开展，信息系统还不能实现预警预报功能。各监测预警系统的地质环境监测指标不全面，指标体系尚需完善。

2.2 在建、拟建监测预警系统存在问题

针对在建监测预警系统，尚属首次建设，建设过程中成因机理和监测预警关键技术问题尚待研究，各监测预警系统的地质环境监测指标需要开展研究并逐步建立监测指标体系。正处于拟建、立项阶段的监测预警系统，需加强前期论证工作，立项渠道不明确、不顺畅。监测领域不全面，“首都地质资源环境承载能力监测预警平台建设工程”没有涵盖地质遗迹、矿山地质环境领域。

2.3 其它方面

监测工作没有法律保障，北京市没有专门的地质环境监测方面的法律、管理办法、规章制度等，地质环境监测缺乏必要的法规制度保证。监测工作技术方面主要依据国家标准，北京尚无地质环境监测相关的地方标准。地质环境监测机构间在业务上存在交叉，地质环境监测机构的管理体制不顺，如地勘局、水务局、地震局、农委均长期从事相关领域的地质环境监测工作，监测内容存在交叉情况，但缺乏资料共享机制；北京市国土资源主管部门与市水务局、地震局等其他行政主管部门在职能上存在交叉，造成地质环境监测工作管理体制不顺。个别已建监测网络运行资金得不到保障，如地下水位监测没有专项经费开展工作，经费投入十分有限，致使阻碍监测网点建设和维护。

总体上，目前北京市地质环境监测预警系统建设滞后于地质资源开发利用程度、工程建设步伐，滞后于地质环境变化的速度和趋势，尚不足以全面反映地质环境质量状况；同时缺乏法规制度、管理等方面的保障。北京市整体监测能力尚不能很好地满足地质环境管理需要，不能满足社会发展需求。

3 推进北京市地质环境监测工作对策

3.1 编制好北京市地质环境监测规划

地质环境监测规划是指导行业发展的重量级文件，对明确地质环境监测发展方向、提高地质环境管理质量、强化地质环境监测基本公共服务能力意义重大。北京目前没有战略性的、全局性地质环境监测规划。应尽快编制保障北京市重要战略资源和城市地质安全的地质环境监测规划，明确北京市地质环境监测的近期和中长期约束性目标，并将其作为城市发展规划的支撑条件纳入城市发展规划体系之中。

科学规划北京市地质环境监测工作，统筹安排，按轻重缓急，突出重点，分步实施部署监测工作。规划编制要结合北京市经济和社会发展需求，使地质环境监测规划与北京市经济社会发展规划、城市总体规划、土地利用规划衔接，使监测工作为城市建设、社会发展服务落到实处。同时，北京市地质环境监测作为全国地质环境监测工作的一部分，应与国家地质环境监测工作衔接；区域上，在“京津冀”一体化的指导下，与天津、河北地质环境监测的衔接，满足“京津冀”地质环境一体监控与防治要求。同时，地质环境的动态监测应与地质环境防治规划、地质资源开发利用规划衔接，满足资源与环境的管理需求。

3.2 做好监测网络的技术支撑工作

不断完善地质环境监测网络是地质环境监测工作的中心任务[10]。为了科学合理的部署监测网络，实现监测工作对防灾减灾、国土资源开发利用与地质环境保护的服务功能，北京市应建立并完善由专业监测网络（由地质环境监测点、地质环境监测站和地质环境监测信息系统组成）、信息网络和政府决策支持与应急响应体系组成地质环境监测网络。目前北京市监测网络的建设主要集中在专业监测网络，信息网络和政府决策支持与应急响应体系建设工作有待加强。监测的相关机构应努力做好专业监测网络、信息网络和政府决策支持与应急响应体系的技术支撑工作。

（1）做好专业监测网络的技术支撑工作

根据前述各专业监测预警系统的现状和存在的不足，相关单位应开展以下方面的工作：监测工作的前期论证工作；地质环境问题前期调查、评价、预测、区划工作；专业监测站点的选址、建设工作；监测后评估工作；新技术、新方法在地质环境监测中的应用研究；示范区建设工作；对已有的监测资料进行深度开发，开展成因机理、致灾机理、发展规律等基础研究工作；监测指标体系研究工作；地质环境监测信息系统研发，监测预警预报信息系统研发工作；开展北京市地质环境监测“一张网”建设研究工作；北京市地质环境承载能力研究等工作。上述工作应贯穿于整个地质环境监测工作期，不断加深研究程度，实行动态管理，随着研究程度的深入和领域的拓宽，对地质环境监测网络进行补充完善。

（2）做好信息网络和政府决策支持与应急响应体系的技术支撑工作

信息网络和政府决策支持与应急响应体系主要是通过信息传输、发布、服务，实现专业监测网络为社会发展服务的功能。各专业网络的监测数据通过无线通信和互联网的监测信息传输系统传输到市地质环境信息处理中心进行数据处理、分析研究，制作地质灾害预警产品和数据信息服务产品，提供给政府决策与应急响应部门发布地质灾害预警预报和开展地质环境影响的监管工作。监测的相关机构应做好数据分析、预警产品和服务产品等的技术支撑工作。北京市监测网络的信息传递流程见图1。

3.3 统一认识，逐步建设并完善监测体系

健全地质环境监测体系是我国地质环境监测工作的总体设想之一，该体系包括五大体系：行政管理体系、工作队伍体系、监测网络体系、法规制度体系和技术标准体系[10]。不断完善地质环境监测体系，是实施地质环境保护和地质灾害防治的基本保证[2]。按照国家的地质环境监测体系建设的总体思路，北京市地质环境监测工作，应逐步建设和完善包括上述五大体系的北京市地质环境监测体系。

图1 北京市地质环境监测网络信息传递图

其中，行政管理体系是地质环境监测体系中其它四个体系建设完善的推动者。通过政府主导、部门参与的行政管理体系，履行地质环境监督管理职责。理顺市国土资源局与水务局、地震局、环保局、规划委、市重大办、市应急委等各相关部门，在地质环境监测工作上的管理职能。建立地质环境监测管理机制，制定保障突发地质环境应急监测和常规监测的工作措施；对监测项目前期论证、调查、评价、立项、建设、运行、维护、资金保障、后评估等方面实施全面有效的管理；建立并完善信息网络和政府决策支持与应急响应体系；推动法规制度建设、工作队伍培养、监测网络建设完善、编制北京地区技术标准，使地质环境监测工作有法可依，地质环境监测网络的建设、运行、预警预报等工作规范化。逐步实现北京市地质环境监测科学、有序的开展，提升地质环境监测服务能力，更好地为城市发展服务。

致谢：本文资料主要来源于北京市地勘局及其下属单位的项目报告及其提供的其它相关资料，感谢北京市地质矿产勘查开发局及其下属各单位在提供资料方面的大力支持。感谢地勘局郭萌处长、李宇处长，对本文的指导与帮助。

[1]潘 懋，李铁峰.环境地质学[M].北京：高等教育出版社.

[2]邢丽霞，罗跃初，李亚民，阙列东.我国地质环境监测现状及对策研究[J].资源与产业，2011,13（3）：110～115.

[3]中华人民共和国国土资源部令第59号.地质环境监测管理办法.2014年.

[4]北京城市地质丛书之一～之六.中国大地出版社.2008，2010.

[5]李忠良.中外土壤环境监测现状及对策建议[J].中国国土资源经济,2005，3：19～22.

[6]http://news.china.com.cn/2013-11/26/content_30707870.htm.

[7]南 赟，孙小华，郝春燕，李凤山.北京市地质遗迹资源及其保护现状[J].城市地质，2014,4：35～38.

[8]林 黎，孙宝成，赵苏民，杨玉新.地热资源开发利用的地质环境问题探讨[J].工程地质学报，2007,15：269～273.

[9]http://www.cgs.gov.cn/xwtzgg/jrgengxin/28516.htm.

[10]国土资源部地质环境司，中国地质环境监测院.地质环境监测技术方法及其应用[M].北京：地质出版社,2014年.