北京市平原區(qū)地質(zhì)資源環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化設(shè)計(jì)

李敏　韓征　李勇　李巧剛

摘? 要：地質(zhì)資源環(huán)境監(jiān)測是一項(xiàng)長期性、基礎(chǔ)性、公益性工作，可實(shí)現(xiàn)對各類地災(zāi)隱患的有效監(jiān)控、評價(jià)、預(yù)警、預(yù)報(bào)。為了全面保障城市戰(zhàn)略性地質(zhì)資源和地質(zhì)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，在現(xiàn)有監(jiān)測網(wǎng)基礎(chǔ)上，應(yīng)打破應(yīng)用格局，優(yōu)化監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)部署，為將來實(shí)現(xiàn)地質(zhì)資源環(huán)境承載力的立體動態(tài)監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)多個(gè)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)監(jiān)測信息的有效融合，實(shí)現(xiàn)地質(zhì)資源的按需服務(wù)和地質(zhì)信息的全面共享奠定基礎(chǔ)。本文首先分析了北京市平原區(qū)在各地質(zhì)資源環(huán)境專業(yè)領(lǐng)域的監(jiān)測現(xiàn)狀及存在的主要問題，對監(jiān)測網(wǎng)部署的內(nèi)容及特點(diǎn)進(jìn)行闡述，確定了監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的主要對象，對各專業(yè)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的優(yōu)化部署原則進(jìn)行探討，通過引入九大類地質(zhì)要素的分類機(jī)制，建立基于地質(zhì)要素的綜合監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)每種要素的監(jiān)測目的和部署原則獲取隱伏線性構(gòu)造、地面沉降、地下水環(huán)境、地溫場環(huán)境、土壤地質(zhì)環(huán)境、地下空間、重大線性工程的動態(tài)監(jiān)測信息，其長期的監(jiān)測數(shù)據(jù)將為進(jìn)一步研究地質(zhì)環(huán)境承載能力，提供可靠的基礎(chǔ)資料。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)資源;地質(zhì)環(huán)境;監(jiān)測網(wǎng)絡(luò);地質(zhì)要素

中圖分類號：X141? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ?文章編號：1007-1903（2019）04-0100-06

Abstract： Geological resources and environment monitoring is a piece of long-term， basic and public welfare work， which can effectively monitor， evaluate， warn and forecast all kinds of hazards. In order to guarantee the sustainable development of urban strategic geological resources and geological environment， based on the existing monitoring network， the application should break the pattern， optimization of monitoring network deployment， realize the geological resource environmental bearing capacity for the future of three-dimensional dynamic monitoring， implement multiple monitoring early warning system for monitoring the effective integration of information， according to the geological resources and geological information sharing service. This article first analyzes the Beijing plain area in various geological resources and environment in the field of professional status quo and main problems of monitoring， elaborates the content and characteristics of the monitoring network deployment， and determines the main objects of the monitoring network optimization. The optimization of each major monitoring network deployment principle are discussed. By introducing mechanism of nine categories of the classification of geological factors， the comprehensive monitoring network has been set up based on the geological factors. According to each of the elements of the purpose of monitoring and deployment principle for concealed linear structure， ground subsidence， groundwater environment， geothermal field environment， soil， geological environment， underground space， significant linear engineering dynamic monitoring information， the long-term monitoring data will become the basis of further study on geological environment carrying capacity to provide reliable data.

Keywords： Geological resources; Geological environment; Monitoring network; Geological factors

0 引言

監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)作為北京市地質(zhì)資源環(huán)境承載能力監(jiān)測預(yù)警平臺的基礎(chǔ)，將實(shí)現(xiàn)對地質(zhì)資源和地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測信息的采集和匯聚，其建設(shè)的好壞將直接影響到平臺對于各類地質(zhì)資源環(huán)境承載力的評價(jià)和監(jiān)測預(yù)警能力（韓征等，2017）。以北京市平原區(qū)為例，當(dāng)前地質(zhì)資源環(huán)境承載能力監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)包括地下水環(huán)境、地面沉降及地裂縫、重大線性工程、地下空間地質(zhì)安全、隱伏線性構(gòu)造、土壤地質(zhì)環(huán)境、地溫場環(huán)境、突發(fā)地質(zhì)災(zāi)害八大監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)體系。

通過多年監(jiān)測，北京市地勘院（原北京市地勘局）基本掌握了各地質(zhì)資源環(huán)境專業(yè)領(lǐng)域的動態(tài)變化特征，研究了其發(fā)生、發(fā)展機(jī)理和規(guī)律，其監(jiān)測成果已廣泛應(yīng)用于城市規(guī)劃、土地資源管理、水資源調(diào)控、重大線性工程選址，重要建設(shè)場地適宜性評價(jià)、南水北調(diào)、地面沉降防治等多個(gè)方面。從綜合規(guī)劃和管理需求的角度，優(yōu)化各專業(yè)監(jiān)測預(yù)警網(wǎng)絡(luò)，建立綜合監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，開展綜合監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作尤為重要（李亞民等，2013）。

1 監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)現(xiàn)狀

近年來，國內(nèi)外主要發(fā)達(dá)國家已經(jīng)開展了大量地質(zhì)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)方面的工作，形成了一定規(guī)模的地質(zhì)資源監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)體系，多半以小區(qū)域監(jiān)測為主，尤其是面積較小、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國家和地區(qū)在監(jiān)測方面發(fā)展較快，但是綜合性監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)只有少數(shù)國家已經(jīng)建立。地質(zhì)資源監(jiān)測預(yù)警平臺系統(tǒng)建設(shè)起步相對其他行業(yè)（氣象、地震、水務(wù)等）較晚，發(fā)展也較慢。隨著各類信息管理系統(tǒng)的發(fā)展日益成熟，尤其是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展，在多種新進(jìn)技術(shù)的支撐下，地質(zhì)資源與環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)逐步由監(jiān)測升級到應(yīng)用服務(wù)。

目前北京市地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總體情況滯后于地質(zhì)資源開發(fā)利用程序，滯后于地質(zhì)環(huán)境變化的速度和趨勢。近幾年來，北京市地勘院開展了一系列有針對性的專業(yè)調(diào)查評價(jià)和監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)，已建成并投入運(yùn)行的監(jiān)測系統(tǒng)為地下水環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)、地面沉降監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)、地溫場環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)和土壤地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，其建設(shè)現(xiàn)狀為：

1.1 地下水環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)

北京市已建立了區(qū)域地下水環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)和重點(diǎn)污染源監(jiān)測網(wǎng)（周仰效等，2007），監(jiān)測井總計(jì)1182眼，實(shí)現(xiàn)了地下水質(zhì)的分層立體監(jiān)測。其中，第一含水層組主要為潛水及埋深小于50m左右的淺層或具有微承壓性質(zhì)的含水層組，監(jiān)測井?dāng)?shù)為384眼;第二含水層組分布于平原承壓水區(qū)，含水層組底界深度100m左右，監(jiān)測井?dāng)?shù)為209眼;第三含水層組分布于沖洪積扇中下部地區(qū)，含水層組底板埋深150～180m，監(jiān)測井?dāng)?shù)為152眼;第四含水層組底界埋深300m左右，監(jiān)測井井?dāng)?shù)為77眼。監(jiān)測網(wǎng)基本實(shí)現(xiàn)了立體分層監(jiān)測，但在每個(gè)水文地質(zhì)分區(qū)尚未進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

1.2 地面沉降監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)

北京市現(xiàn)已建立地面沉降監(jiān)測站7個(gè)，GPS監(jiān)測站114個(gè)，地下水位分層監(jiān)測井600余眼。監(jiān)測網(wǎng)基本覆蓋了平原區(qū)地面沉降嚴(yán)重地區(qū)，但對于宋莊等地裂縫重點(diǎn)地區(qū)未進(jìn)行加密觀測。已建成的信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了地面沉降預(yù)測分析、沉降趨勢分析、地下水動態(tài)數(shù)據(jù)管理等功能，系統(tǒng)的建成提高了區(qū)域地面沉降的監(jiān)控能力，為地面沉降的防治提供了決策支撐。系統(tǒng)數(shù)據(jù)可與規(guī)自委、住建委等進(jìn)行共享。

1.3 地溫場環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)

北京市現(xiàn)已建成42個(gè)淺層地溫能利用監(jiān)測站點(diǎn)，設(shè)立了淺層地溫能開發(fā)利用動態(tài)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，建立了地溫場監(jiān)測及采集系統(tǒng)。由于總體上監(jiān)測時(shí)間不長，監(jiān)測網(wǎng)尚未形成規(guī)模，更沒有優(yōu)化設(shè)計(jì)。

現(xiàn)有系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析等功能。未來待建的信息系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)地?zé)岬刭|(zhì)建模、熱物性特征分析、地溫場特征分析等功能，建成后可與規(guī)自委、地調(diào)局等單位進(jìn)行數(shù)據(jù)共享。

1.4 土壤地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)

北京市已建立土壤地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)180個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，其中包含區(qū)域監(jiān)測點(diǎn)120個(gè)，重點(diǎn)地區(qū)監(jiān)測點(diǎn)60個(gè)，工業(yè)區(qū)監(jiān)測點(diǎn)15個(gè)，農(nóng)業(yè)種植區(qū)監(jiān)測點(diǎn)20個(gè)，水源地保護(hù)區(qū)監(jiān)測點(diǎn)15個(gè)和元素異常區(qū)10個(gè)，按照土壤監(jiān)測的標(biāo)準(zhǔn)，還未達(dá)到監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)，更需要優(yōu)化設(shè)計(jì)。

現(xiàn)有系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)監(jiān)測點(diǎn)位管理、監(jiān)測數(shù)據(jù)管理、成果數(shù)據(jù)管理等功能。未來待建的信息系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)土壤地球化學(xué)評價(jià)、環(huán)境質(zhì)量評價(jià)、污染分析評價(jià)、土地種植適宜性評價(jià)等功能，系統(tǒng)的建成將為保障土壤環(huán)境的安全提供支撐。數(shù)據(jù)可以與規(guī)自委、市農(nóng)委等委辦局共享。

2 存在的主要問題

目前，地質(zhì)資源環(huán)境監(jiān)測工作探索形成了以監(jiān)測預(yù)警體系為主體的基本格局，面向資源環(huán)境監(jiān)測發(fā)展需求，現(xiàn)有的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)仍然存在一些問題，還需要進(jìn)一步完善優(yōu)化，使地質(zhì)資源環(huán)境監(jiān)測成果更好地為地質(zhì)環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展服務(wù)。

2.1 已建監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)不完善

北京市在“十二五”規(guī)劃期間，限于當(dāng)時(shí)的技術(shù)發(fā)展水平及監(jiān)測網(wǎng)部署條件，當(dāng)前已建各專業(yè)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)部署難以滿足未來的發(fā)展需求，各專業(yè)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)布設(shè)的地質(zhì)依據(jù)不夠充分、監(jiān)測點(diǎn)、監(jiān)測站區(qū)域覆蓋不全、監(jiān)測區(qū)覆蓋面積不夠。在重點(diǎn)建設(shè)區(qū)域，現(xiàn)有的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)規(guī)模與需求差距較大。例如，目前地面沉降監(jiān)測網(wǎng)還沒有完全覆蓋到整個(gè)平原地區(qū)，淺層地溫能開發(fā)利用對環(huán)境影響監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)落后于資源開發(fā)利用速度。同時(shí)，以往工作主要為區(qū)域性、大范圍的調(diào)查監(jiān)測，在局部有針對性的工作部署不夠，難以滿足監(jiān)測的精度需求，此外在監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)化和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用方面發(fā)展落后，也是制約監(jiān)測工作效率的瓶頸。

2.2 不支持綜合管理需求

監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)依然處于無序狀態(tài)，大范圍、宏觀地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測和區(qū)域地質(zhì)環(huán)境綜合分析能力不足，尚不足以全面反映地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量狀況。目前，現(xiàn)有監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測內(nèi)容多為單個(gè)地質(zhì)環(huán)境問題（如地面沉降的專業(yè)監(jiān)測）監(jiān)測，尚未建立綜合網(wǎng)絡(luò)布設(shè)與工作部署。各專業(yè)監(jiān)測成果信息的整合程度較低，導(dǎo)致上下級之間、各相關(guān)業(yè)務(wù)部門之間的業(yè)務(wù)無法進(jìn)行有效關(guān)聯(lián)與更新。由于缺乏動態(tài)監(jiān)測信息資源整合，各專業(yè)監(jiān)測分別建立監(jiān)測數(shù)據(jù)庫或信息系統(tǒng)，導(dǎo)致了監(jiān)測數(shù)據(jù)分散，數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，監(jiān)測數(shù)據(jù)不能共享，無法滿足綜合規(guī)劃管理的需要。

3 監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)過程中，面對的主要技術(shù)問題就是監(jiān)測網(wǎng)的部署方法（邢麗霞等，2011）。如果網(wǎng)絡(luò)部署得當(dāng)，將對區(qū)域地質(zhì)資源和地質(zhì)環(huán)境的承載力進(jìn)行有效監(jiān)控，以便于后期開展各類預(yù)警預(yù)報(bào)研究;如果網(wǎng)絡(luò)部署不當(dāng)，如在重點(diǎn)區(qū)域未部署監(jiān)測設(shè)施、部署的監(jiān)測設(shè)施對區(qū)域的控制力不強(qiáng)、或監(jiān)測設(shè)施所在區(qū)域不具有代表性，將大大削減監(jiān)測預(yù)警能力。因此，監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化設(shè)計(jì)工作對于監(jiān)測預(yù)警建設(shè)至關(guān)重要。如圖1所示監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)流程，本次將在現(xiàn)有的研究基礎(chǔ)上，對監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的部署和優(yōu)化方法進(jìn)行闡述。

3.1 各專業(yè)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化部署

八大獨(dú)立的監(jiān)測預(yù)警體系應(yīng)遵從自身的專業(yè)特點(diǎn)和建設(shè)基礎(chǔ)，按照可行性、持續(xù)性、代表性、全面性、重點(diǎn)突出性的原則，對每個(gè)專業(yè)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)分別進(jìn)行部署，力求實(shí)現(xiàn)自身網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化配置。以地下水、地面沉降、地下空間和土壤監(jiān)測對象為例，其優(yōu)化部署原則如下：

（1）地下水環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)部署原則

在建設(shè)上應(yīng)統(tǒng)籌考慮北京市水務(wù)局、地勘院、環(huán)保局現(xiàn)有監(jiān)測點(diǎn)，結(jié)合已實(shí)施的“國家級監(jiān)測工程”及即將實(shí)施的“北京市地下水環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)完善工程”，各層位達(dá)到“規(guī)程”的相應(yīng)監(jiān)測精度;在垂向上突出“立體分層”;在地下水類型上突出“系統(tǒng)化”，開展第四系地下水的監(jiān)測，在此基礎(chǔ)上針對“雙源”（周磊等，2008），水源和污染源在重要地區(qū)和典型地段進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)對城市區(qū)域地下水全面、系統(tǒng)的全方位監(jiān)測。

（2）地面沉降監(jiān)測網(wǎng)部署原則

適應(yīng)南水北調(diào)進(jìn)京后水資源利用結(jié)構(gòu)以及地下水開采的變化形勢（周磊等，2008），統(tǒng)籌考慮北京市現(xiàn)有的地面沉降監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，包括水準(zhǔn)監(jiān)測網(wǎng)、GPS監(jiān)測網(wǎng)、InSAR監(jiān)測網(wǎng)，并結(jié)合新常態(tài)下的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警監(jiān)測要求，對新的沉降中心區(qū)域、區(qū)域重大工程建設(shè)、線性工程、地下空間等未來發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域進(jìn)行全面部署。在監(jiān)測范圍上，突出“全區(qū)域”、將平原區(qū)視為一個(gè)整體進(jìn)行全面監(jiān)控;在垂向上突出“立體分層”，同時(shí)整合區(qū)域網(wǎng)，突出專網(wǎng)特征。監(jiān)測精度要求城市區(qū)域達(dá)到1∶5萬。

（3）地下空間監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)部署原則

地下空間資源呈三維空間分布，總體布設(shè)時(shí)既要考慮平面，也要兼顧豎向。平面布置考慮未來地下空間開發(fā)利用重點(diǎn)區(qū)域以及地下空間開發(fā)利用的地質(zhì)敏感區(qū)。地下空間資源開發(fā)是在地質(zhì)體里進(jìn)行，因此地質(zhì)作用直接影響地下空間資源開發(fā)利用，對地質(zhì)作用影響敏感區(qū)（隱伏線性構(gòu)造、地面沉降、砂土液化、不良工程地質(zhì)體以及氡氣）進(jìn)行重點(diǎn)部署。豎向布置考慮地下空間開發(fā)利用深度以及在各開發(fā)層次影響地下空間資源的地質(zhì)作用（於崇文等，2008）。結(jié)合未來地下空間開發(fā)利用深度，在重點(diǎn)區(qū)內(nèi)地下空間資源開發(fā)利用深度將達(dá)到地下100m，因此地下空間資源監(jiān)測深度總體0～120m（考慮到利用的安全性，監(jiān)測深度必須大于開發(fā)利用深度）。

（4）土壤地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)部署原則

土壤地質(zhì)環(huán)境是動態(tài)的，監(jiān)測工作必須是持續(xù)的，需要通過連續(xù)獲得監(jiān)測點(diǎn)的各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)，及時(shí)掌握土壤環(huán)境中地球化學(xué)元素的動態(tài)變化規(guī)律。監(jiān)測點(diǎn)位的布設(shè)應(yīng)充分考慮交通、安全等方面，保障野外的可實(shí)施采樣，兼顧采樣現(xiàn)場的實(shí)際情況，并應(yīng)充分考慮成土母質(zhì)、土壤類型等不同地質(zhì)單元屬性（趙鵬大，2012），在網(wǎng)格內(nèi)的主要地質(zhì)單元都要有監(jiān)測點(diǎn)，以保證樣點(diǎn)的代表性。

立足于全方位的立體監(jiān)測，包括表層監(jiān)測和垂向監(jiān)測，對區(qū)域上以表層監(jiān)測為主，對工業(yè)區(qū)等重點(diǎn)地區(qū)以實(shí)行垂向監(jiān)測為主，不僅監(jiān)測元素含量特征，而且監(jiān)測影響土壤地質(zhì)環(huán)境的各種輸入輸出通量，為預(yù)測預(yù)警提供重要的參數(shù)。

3.2 綜合監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化部署

按照原有的部署原則，八大監(jiān)測預(yù)警體系將分別建設(shè)八個(gè)相互獨(dú)立的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，割裂了相互聯(lián)系，缺乏地質(zhì)工程的集成與聯(lián)動機(jī)制，彼此之間數(shù)據(jù)的交互性差，不能實(shí)現(xiàn)多專業(yè)領(lǐng)域數(shù)據(jù)的互融互通、交換共享。城市地質(zhì)協(xié)同開發(fā)利用的需求更新推動著地質(zhì)資源監(jiān)測預(yù)警體系向以地質(zhì)要素為分類機(jī)制的資源整合模式發(fā)展。

（1）綜合監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化對象的確定

綜合監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化就是將已有的八大專業(yè)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)綜合在一起進(jìn)行統(tǒng)一管理及優(yōu)化，相互獨(dú)立的八大專業(yè)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)即為優(yōu)化的主要對象。

對比分析監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化主要對象的各自特點(diǎn)，可以看出：地下水環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)和地面沉降監(jiān)測網(wǎng)都有地下水位監(jiān)測點(diǎn)。地下水環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)和水土地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)中都有地下水質(zhì)監(jiān)測點(diǎn)。地面沉降、隱伏線性構(gòu)造、重大線性工程都部署了水準(zhǔn)測量的工作，地下水環(huán)境、地溫場環(huán)境都安排了地下水水質(zhì)的取樣工作。這些單獨(dú)建立的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)對于很多的地質(zhì)要素進(jìn)行了重復(fù)的布設(shè)，既不利于資源的集約，也增加了重復(fù)工作量。因此，有必要打破原有所在網(wǎng)絡(luò)的限制，統(tǒng)一按照“地質(zhì)要素”為基準(zhǔn)，對原有專業(yè)領(lǐng)域的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行拆解、歸并和綜合監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。網(wǎng)絡(luò)綜合優(yōu)化的內(nèi)容主要涉及點(diǎn)位的空間布設(shè)、數(shù)據(jù)采集頻率、測試指標(biāo)、數(shù)據(jù)傳輸途徑的共享等方面。

（2）基于地質(zhì)要素的綜合監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

城市區(qū)域概化后的地質(zhì)環(huán)境要素主要包括地表形變、地層形變、土壤環(huán)境、地溫場環(huán)境、地下水水質(zhì)、地下水水位、地下水水溫、地質(zhì)體應(yīng)力及其他地質(zhì)要素（孔隙水壓力、振動、土體含水率、氡氣）九大類。按照這九大類地質(zhì)要素的類型，將原有獨(dú)立的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行拆解，并以“地質(zhì)要素”為單位進(jìn)行重新組織和劃分。如對于重大線性工程、隱伏線性構(gòu)造、地面沉降和地下空間這4個(gè)專業(yè)領(lǐng)域，都具有地層形變地質(zhì)要素的監(jiān)測內(nèi)容（圖2），其中分層標(biāo)的監(jiān)測方法是線性工程、隱伏構(gòu)造和地面沉降都需要采用的，因此需要對每個(gè)獨(dú)立的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)中的分層標(biāo)監(jiān)測設(shè)施進(jìn)行歸并和優(yōu)化處理。最終使得每一個(gè)特定地質(zhì)單元的資源環(huán)境承載力都能得到準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)、集約化的監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的集約化配置和監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的最優(yōu)布控（圖3）。

3.3 首都地質(zhì)資源承載力監(jiān)測預(yù)警信息平臺建設(shè)

為實(shí)現(xiàn)平原區(qū)地質(zhì)資源環(huán)境監(jiān)測的綜合管理與整體統(tǒng)籌，北京市地勘院通過集成、整合八大監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)初步建設(shè)了首都地質(zhì)資源承載力監(jiān)測預(yù)警信息平臺，有效實(shí)現(xiàn)了基于地質(zhì)要素的綜合監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化部署。平臺借助于多維地理信息系統(tǒng)、智慧地圖、互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)分析等多種信息化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了各個(gè)專業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)的對接，全面提升基于“物聯(lián)網(wǎng)”的八大監(jiān)測系統(tǒng)空間感知信息的動態(tài)獲取能力、多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的融合能力、地勘綜合預(yù)警預(yù)報(bào)模型的建設(shè)能力以及地質(zhì)信息資源的按需服務(wù)能力。

平臺的構(gòu)建本著對地質(zhì)資源環(huán)境進(jìn)行“一張圖”管理的原則，將已有數(shù)據(jù)進(jìn)行梳理、重組、合并、加工，并按照統(tǒng)一的要求寫入數(shù)據(jù)庫，利用遙感、GIS、二三維可視化等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的查詢、統(tǒng)計(jì)、分析、輸出、信息展示等，并以圖形、表格、文字、GIS和數(shù)據(jù)模型相結(jié)合的方式，直觀、準(zhǔn)確、動態(tài)地體現(xiàn)地質(zhì)資源環(huán)境“一張圖”各個(gè)方面的信息，為準(zhǔn)確掌握地質(zhì)資源的分布利用情況和地質(zhì)環(huán)境狀況提供科學(xué)的依據(jù)。

4 結(jié)論

（1）為推進(jìn)專網(wǎng)體系建設(shè)，本文針對各專業(yè)監(jiān)測網(wǎng)的布置、監(jiān)測精度、重點(diǎn)不突出等幾個(gè)問題，綜合考慮監(jiān)測對象所在的地質(zhì)環(huán)境條件、特征規(guī)模、通訊條件、施工條件等，重點(diǎn)研究了地下水環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)、地面沉降監(jiān)測網(wǎng)、地下空間監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)和土壤地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化部署。隨著各專業(yè)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的逐步實(shí)施運(yùn)行，各專業(yè)監(jiān)測數(shù)據(jù)也逐步累積，為及時(shí)掌握地質(zhì)環(huán)境的動態(tài)變化規(guī)律、綜合利用專業(yè)監(jiān)測數(shù)據(jù)，形成有效的地質(zhì)資源環(huán)境承載力信息提供了基礎(chǔ)保障。

（2）初步提出了基于地質(zhì)要素為單位的綜合監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化部署，按照各重要地質(zhì)環(huán)境要素組織監(jiān)測，使專業(yè)監(jiān)測工作更加科學(xué)化、系統(tǒng)化、規(guī)范化，為區(qū)域性監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作提供參考。首都地質(zhì)資源承載力監(jiān)測預(yù)警信息平臺的建設(shè)將全面提升綜合監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)能力以及地質(zhì)資源環(huán)境的按需服務(wù)能力，全面保障地區(qū)戰(zhàn)略性地質(zhì)資源和地質(zhì)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

（3）北京市地質(zhì)環(huán)境問題復(fù)雜，工程活動影響日益突顯，本文通過對監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，在監(jiān)測范圍上，整合區(qū)域網(wǎng)，突出專網(wǎng)特征。為今后實(shí)現(xiàn)對地質(zhì)資源和地質(zhì)環(huán)境承載能力的精準(zhǔn)、有效的監(jiān)測提出理論基礎(chǔ)，以更好的保障北京的地質(zhì)安全。

參考文獻(xiàn)

韓征， 郭萌， 秦俊生， 等， 2017. 首都地質(zhì)資源環(huán)境承載能力監(jiān)測預(yù)警信息平臺建設(shè)思路[J]. 城市地質(zhì)， 12（2）： 1-6.

李亞民， 邢麗霞， 馮大勇， 等， 2013. 國土資源綜合監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方法研究[J]. 水文地質(zhì)工程地質(zhì)， 40（2）：1-6.

邢麗霞， 羅躍初， 李亞民， 2011. 我國地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測現(xiàn)狀及對策研究[J]. 資源與產(chǎn)業(yè)， （3）： 110-115.

於崇文， 岑況， 鮑征宇， 1993. 熱液成礦動力學(xué)[M]. 武漢： 中國地質(zhì)大學(xué)出版社.

趙鵬大， 2012. 數(shù)字地質(zhì)與礦產(chǎn)資源評價(jià)[J]. 地質(zhì)學(xué)刊， 36（3）： 225-228.

周仰效， 李文鵬， 2007. 區(qū)域地下水位監(jiān)測網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法[J]. 水文地質(zhì)工程地質(zhì)， 34（1）：1-9.

周磊， 王翊虹， 林健， 等， 2008. 北京平原區(qū)地下水水質(zhì)監(jiān)測網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 水文地質(zhì)工程地質(zhì)， 2（1）： 1-9.