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在多重營力耦合與多圈層互饋作用下城市建設運營與人居環(huán)境面臨嚴峻的地質(zhì)安全風險，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）城市地質(zhì)災害類型多樣、分布廣泛、影響嚴重，嚴重威脅城市人居安全。

（2）城市建設規(guī)模不斷擴大、營力復雜、作用強烈，使得地質(zhì)安全風險陡增。

（3）盆地內(nèi)外營力積存疊加、層級互饋、多源耦合，城市災害風險防控嚴峻。

因此，城市安全的基礎在于地質(zhì)安全，城市 地質(zhì)安全的關鍵在于盆地圈層 作用。 以地球系統(tǒng)科學為指導，深入研究盆地圈層結構與城市地質(zhì)安全間的內(nèi)在聯(lián)系，對于科學評估城市地質(zhì)災害風險、合理規(guī)劃城市布局、提高城市地質(zhì)災害防治水平具有重要意義，可有力保障城市人居環(huán)境安全與國家重大戰(zhàn)略實施。

圖1 我國城市群與城市地質(zhì)災害分布及典型災 害事件

1盆地圈層組成及結構

盆地圈層結構系統(tǒng)是開放的、關聯(lián)的和動態(tài)平衡的，因而盆地五個圈層之間具有較好的動力機制聯(lián)系。盆地各圈層相互關系及其互饋機制與城市地質(zhì)安全風險存在密切的內(nèi)在聯(lián)系。即：基底構造圈→易災構造環(huán)境→區(qū)域失穩(wěn)風險，蓋層結構圈→易災關鍵層帶→局域群災風險；水文循環(huán)圈→易災水文條件→城域陷裂風險，地下空間圈→易災交互地帶→圍巖變形風險，地面工程圈→易災群集空間→淺表災變風險。 圈層 相互作用研究旨在于揭示某個 圈層 上的地質(zhì)現(xiàn)象或地質(zhì)問題是如何與更深或更淺層 圈層 的物理機制相關聯(lián) ，這對于城市地質(zhì)安全風險防控意義深遠而重大 。

圖2 盆地圈層組成及構成要素

圖3 盆地圈層關鍵作用地質(zhì)風險的城市地質(zhì)安全 研究框架

2 盆地各圈層動力與城市地質(zhì)安全風險

2.1基底構造圈與區(qū)域失穩(wěn)風險

2.2 蓋層結構圈與局域群災風險

2.3 水文循環(huán)圈與城域陷裂風險

2.4 地下空間圈與圍巖變形風險

2.5 地面工程圈與淺表災變風險

3 盆地圈層互饋與城市地質(zhì)安全關聯(lián)機制

結論

盆地圈層相互作用和穩(wěn)定性嚴重影響城市安全, 城市地質(zhì)安全風險預警與防控，是城市建設發(fā)展的重要保障。自下而上，基地構造圈是城市地質(zhì)安全的構造基石，影響著區(qū)域地質(zhì)體穩(wěn)定性；蓋層結構圈是城市地質(zhì)安全的物質(zhì)基礎，影響著工程地質(zhì)體穩(wěn)定性；水文循環(huán)圈是城市地質(zhì)安全的重要媒介，影響著工程巖土體穩(wěn)定性；地面工程圈和地下空間圈是城市地質(zhì)安全的具體體現(xiàn)，影響著工程結構體穩(wěn)定性。地面工程圈 地下空間圈水文循環(huán)圈蓋層結構圈 基底構造圈五個圈層相互作用基礎研究對城市建設運營與國家重大戰(zhàn)略實施至關重要。

展望

（1）盆地多圈層跨尺度互饋作用的超大城市群地質(zhì)安全響應機制及災變效應研究：多圈層跨尺度互饋作用是近年來地學界關注的熱點，其核心是地質(zhì)作用過程在淺表響應的孕災和致災機制，開展盆地多圈層跨尺度互饋作用研究是保障城市地質(zhì)安全與可持續(xù)發(fā)展的重要前提。然而，目前這方面的研究還非常欠缺，仍存在很多未能很好闡明的問題。

（2）盆地圈層間物質(zhì)循環(huán)、應力循環(huán)、水循環(huán)對于城市地質(zhì)安全的影響機制研究：城市地質(zhì)安全關乎多個圈層，物質(zhì)與能量循環(huán)是圈層互饋作用過程的重要體現(xiàn)，其中最為重要的環(huán)節(jié)是物質(zhì)循環(huán)、應力循環(huán)、水循環(huán)。然而，研究圈層間物質(zhì)與能量循環(huán)對城市地質(zhì)安全的影響同樣非常欠缺，但該方面研究是圈層互饋與城市安全關聯(lián)機制定量化分析的重要基礎。

（3）基于盆地多圈層穩(wěn)定態(tài)、臨界態(tài)、失穩(wěn)態(tài)的城市地質(zhì)安全動態(tài)評價方法研究：工程地質(zhì)與災害地質(zhì)學科的靈魂是“穩(wěn)定性”，基于此提出盆地圈層的“三態(tài)”概念，即穩(wěn)定態(tài)、臨界態(tài)與失穩(wěn)態(tài)。城市工程建設必須符合人與自然協(xié)調(diào)發(fā)展規(guī)律，盆地圈層處于穩(wěn)定態(tài)可實現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展， 可保障環(huán)境安全與生態(tài)平衡。盆地多圈層的穩(wěn)定態(tài)、臨界態(tài)、失穩(wěn)態(tài)精準判識是前提，可構建物理與數(shù)據(jù)雙驅動的多尺度風險分析評估模型，結合智能分析技術進行準確判別，這需要系統(tǒng)性長期性監(jiān)測作為支撐。同時，“三態(tài)”中的關鍵是臨界態(tài)，一旦達到臨界態(tài)，城市地質(zhì)安全已然面臨重大威脅，但對于臨界態(tài)驅動條件及其臨界閾值研究較少。采用系統(tǒng)論方法可深化對于盆地圈層的“三態(tài)”的理解與認識，城市地質(zhì)安全的盆地圈層系統(tǒng)是否穩(wěn)定取決于三個方面的平衡性，即外在物質(zhì)與能量輸入、系統(tǒng)本身的自吸收與自修復、系統(tǒng)內(nèi)物質(zhì)與能量的輸出。