城市地质实践教学路线内容设计
作者: 李红 齐露鹭 尹婧博
摘 要:实践教学是地学专业人才培养过程中的重要组成部分,城市地质实习又是基础认识实习中不可缺少的内容。通过城市地质实习,分析地质地貌条件对城市空间形态的限制及对城市功能组团布局的影响程度,理解城市地质与城乡规划相结合对促进城市可持续健康发展的意义,培养学生的工程实践能力和创新能力,使学生对城市地质行业有更加全面的理解和认识。文章结合地学相关专业野外实践教学需要,以吉林市为例,从宏观、中观和微观三个层面,设计城市地质环境与地貌特征对城市发展影响的野外教学观察路线。具体内容包括:宏观上观察地质地貌条件对城市空间发展格局的影响;中观上实地考察松花江阶地及两侧丘陵地质条件对城市功能组团的影响;微观上深入理解城市工业点(区)选址的影响因素与限制条件。教学内容既可以作为地质学专业一年级基础地质认识实习教学路线,也可以作为地理科学专业三年级城市地理专业实习路线。
关键词:城市地质;城市景观;城市发展;实践教学;吉林市
中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:2096-000X(2022)04-0108-04
Abstract: Practice teaching is an important part in the training process of geoscience professionals, and urban geology practice is the basic knowledge, the indispensable content of practice. The paper analyzes the restriction of geological and geomorphic conditions on urban spatial form and the influence degree of the group layout of urban functional through the practice of urban geology, to understand the significance of the combination of urban geology and urban-rural planning to promote the sustainable and healthy development of the city, which can cultivate students' engineering practice ability and innovation ability, and makes students have a more comprehensive understanding and awareness of the urban geology industry.Taking Jilin City as an example in combination with the field practice teaching of geology related majors, this paper designs the field teaching observation route of urban geological environment and geomorphological features and influences on urban development from the macro, meso and micro levels. The details include: on the macro level, we can observe the influence of geological and geomorphic conditions on urban spatial development pattern; on the meso level, we can investigate the influence of geological conditions of Songhua River terraces and hills on urban functional groups; on the micro level, we should deeply understand the influencing factors and constraints of urban industrial site (District) location. This route can be used not only as a teaching route for geology freshmen, but also as a professional practice route for grade three of geography science.
Keywords: urban geology; urban landscape; urban development; practice teaching; Jilin City
一、城市地质认识实习在地学实践教学中的位置
(一)野外实践教学的重要性
野外实践教学是地学相关专业人才培养的关键环节[1],是培养学生逻辑思维能力、理论联系实际、了解国情、熟悉社会、提高思想政治素质和业务水平的重要形式,对于引导学生成才,推进一流学科建设,具有重要作用[2]。新时代背景下,野外实习不仅要使学生增强对地学知识的感性认知,还要增加地球科学与人类生存、社会发展相联系的教学内容,对传统地质实习内容作进一步探索和发展[3]。
(二)吉林大学地质学实践教学内容设置
吉林大学地质学专业突出理工相结合的特色,以优良的教学传统、科学的实践教学体系和丰富的实践教学资源,培养掌握地质专业基础知识、基本理论、基本技能,具备从事地质行业基础研究、生产实践、科技创新、行业管理等基本能力的高素质地质类专业人才。地质学专业独立实践教学包括一年级认识实习(长春周边)、地质实践技能培训、二年级地质教学实习(兴城)、地质填图方法与技术、三年级专业实习、毕业实习及毕业论文写作等环节,现有长春周边、辽宁兴城两个稳定的本科生实习基地。其中长春周边地区地质认识实习基地建于2000年,经过20年野外调查及深入挖掘,已经发展成为吉林大学重要野外实践教学基地之一,是面向地质学、地理科学、资源勘查工程(固体矿产勘查方向和石油与天然气勘查方向)、土地资源管理专业建立的专业实习基地,具备完善的实践教学体系,设有伊通火山群自然保护区旅游地学路线、营城子煤炭资源开发与环境保护路线、西营城河流地质作用与沉积岩路线、松原王府河谷地貌与新构造运动路线、四平山门岩浆岩及变质岩路线、新立城侵入岩与地貌路线、四平石岭地层构造与风化路线、四平山门银矿路线、双阳油气资源开发路线、吉林市区城市地质教学路线以及丰满水库工程地质教学路线等固定实习路线11条,实习内容涵盖外动力地质作用的风化作用、地面流水地质作用、下坡运动及产物,内动力地质作用的岩浆作用、变质作用、构造运动及产物,固体矿产,油气资源,城市地质,工程地质,旅游地质,环境地质以及灾害地质等诸多方面。
(三)城市地质认识实习的主要内容与作用
城市地质认识实习可增加地学野外实践教学环节的知识性与趣味性,使学生深刻理解传统地学与城市规划相结合的意义,可以解决城市发展的重要实际问题,进而明确学习地质学,不仅可以服务于传统地学研究领域,也可以在城市地质调查、城市规划等领域大有作为,增加专业学习信心与动力,提高野外实践教学成效,完成实践教学实习内容,培养新兴交叉学科人才。城市地质教学实习是吉林大学地质学专业一年级长春周边认识实习的教学内容之一,主要针对城市地质对城市发展、城乡规划影响展开的实践教学路线的内容安排,目的是使学生深入理解发挥城市地质调查工作的先行性与基础性作用,为城市防灾减灾、城市规划以及城乡可持续发展提供强有力的基础与保障。吉林市位于东北长白山区向松嫩平原过渡地带,中心城市四面环山,三面环水,低山丘陵地貌,自然环境优越。松花江与周围群山对吉林市城市空间形态的演变过程发挥着重要作用,从实习地点、地质地貌实习资源与素材方面,均是吉林省内城市地质环境影响城市发展教学路线的理想之选。
二、吉林市地质地貌概况
(一)吉林市地理位置
吉林市下辖昌邑区、船营区、龙潭区、丰满区等4个区、1个县(永吉县)、代管4个县级市(舒兰市、磐石市、蛟河市、桦甸市),总面积27 120 km2,建成区面积189.04 km2,户籍人口411.6万人,城镇人口218.1万人,城镇化率53%。吉林大学地质学专业认识实习在吉林市的教学路线包括市区内部城市地质教学路线、北山花岗岩风化观察路线、丰满水库大坝工程地质教学路线,其中城市地质教学路线位于吉林市区内部,主要包含昌邑区、船营区、龙潭区、丰满区的沿松花江地区。吉林市区位图如图1所示。
(二)吉林市地质环境
吉林市坐落于第二松花江中游河谷盆地内,盆地海拔180~200 m,松花江大断裂形成于华力西晚期,呈北西-南东向延伸。第二松花江自东南向西北呈倒“S”型流经市区,一级阶地相对高度10 m左右,为吉林市建筑主要坐落部位,表层为第四纪冲积物,高阶地相对高度20~40 m,多切割成缓坡岗梁状。阶地周围环绕丘陵和低山,海拔260~1 000 m,北山、龙潭山、长蛇山及小团子山合称吉林市四大名山。河谷平原沉积了较厚的松散沉积物,厚度一般为6~12 m,地耐力一般为9~29 t/m2,地质基础比较稳定,吉林市区奥陶系以来各时代的地层均有出露[4]。吉林北山花岗岩中节理和断层十分发育,产状多变,并可以见到脉岩充填在断裂中的现象,除部分是岩浆岩的原生节理外,大部分是构造运动形成的断裂。
(三)吉林市地貌特征
地貌条件直接影响着城市的分布位置、平面结构和空间布局,地貌类型主要影响各项建设用地的选择和建筑物的稳定性。吉林市的区域自然地理条件有两大特点,其一是长白山区与松嫩平原的过渡带,其二是松花江由山区进入平原的流经点。从整体地貌上看,四周环山,松花江在其中蜿蜒而过,进而沿松花江流向形成南北纵向的河谷平原。松花湖地区自海西运动以后,由于地壳断裂,大量岩浆上涌,形成大批侵入花岗岩,陆地一直趋于抬高,到第三纪有大量玄武岩喷出,形成准平原。第四纪陆台逐渐被河水侵蚀切割,上覆一层厚厚的沉积物,组成多为沙砾和黄土状黏土。地球内外力的完美结合,造成现在的山地和河谷。境内地形起伏较大,相对高差上百米[5]。由于不同时期的大地构造运动,以及江河的侵蚀、剥蚀和堆积形成的流水地貌,地势由东南向西北逐渐降低,形成中山山区-低山丘陵区-峡谷湖泊区-河谷平原区四大地貌景观,平均海拔196 m。吉林市区遥感影像如图2所示。
(四)地质环境对城市发展的影响
地貌、地质、水文和气候等自然环境条件与城市规划、城市建设用地的使用有着密切关系[6-7]。地貌条件直接影响着城市的产生、城市形态以及城市功能区布局格局;地面高程及地势高差,是城市规划中对城市制高点利用、城市用地竖向规划、城市地面排水及防洪防涝等方面必须要考虑的因素;地基承载力、地下水以及地震、滑坡、崩塌等城市地质条件还会影响到各项建设用地的选择以及建筑物的稳定性[8-9]。可见,地质条件和地貌特征是城市规划设计中不可或缺,必须要考虑的必要因素[10]。
城市内部及周边的地表水资源,例如江河湖泊等自然水体,不仅是城市居民生产生活所需的重要水源,同时承担着调节小气候、稀释污水、排除雨水等生态功能。但某些地区由于局地水文条件限制,会给城市发展带来不利影响。因此在进行城市规划、城市工程选址甚至在城市建设实施过程中,都非常有必要对水体的流量、流速、水位等水情要素资料进行调查分析。