在多重营力耦合与多圈层互馈作用下城市建设运营与人居环境面临严峻的地质安全风险，主要体现在以下几个方面：

（1）城市地质灾害类型多样、分布广泛、影响严重，严重威胁城市人居安全。

（2）城市建设规模不断扩大、营力复杂、作用强烈，使得地质安全风险陡增。

（3）盆地内外营力积存叠加、层级互馈、多源耦合，城市灾害风险防控严峻。

因此，城市安全的基础在于地质安全，城市 地质安全的关键在于盆地圈层 作用。 以地球系统科学为指导，深入研究盆地圈层结构与城市地质安全间的内在联系，对于科学评估城市地质灾害风险、合理规划城市布局、提高城市地质灾害防治水平具有重要意义，可有力保障城市人居环境安全与国家重大战略实施。

图1 我国城市群与城市地质灾害分布及典型灾 害事件

1盆地圈层组成及结构

盆地圈层结构系统是开放的、关联的和动态平衡的，因而盆地五个圈层之间具有较好的动力机制联系。盆地各圈层相互关系及其互馈机制与城市地质安全风险存在密切的内在联系。即：基底构造圈→易灾构造环境→区域失稳风险，盖层结构圈→易灾关键层带→局域群灾风险；水文循环圈→易灾水文条件→城域陷裂风险，地下空间圈→易灾交互地带→围岩变形风险，地面工程圈→易灾群集空间→浅表灾变风险。 圈层 相互作用研究旨在于揭示某个 圈层 上的地质现象或地质问题是如何与更深或更浅层 圈层 的物理机制相关联 ，这对于城市地质安全风险防控意义深远而重大 。

图2 盆地圈层组成及构成要素

图3 盆地圈层关键作用地质风险的城市地质安全 研究框架

2 盆地各圈层动力与城市地质安全风险

2.1基底构造圈与区域失稳风险

2.2 盖层结构圈与局域群灾风险

2.3 水文循环圈与城域陷裂风险

2.4 地下空间圈与围岩变形风险

2.5 地面工程圈与浅表灾变风险

3 盆地圈层互馈与城市地质安全关联机制

结论

盆地圈层相互作用和稳定性严重影响城市安全, 城市地质安全风险预警与防控，是城市建设发展的重要保障。自下而上，基地构造圈是城市地质安全的构造基石，影响着区域地质体稳定性；盖层结构圈是城市地质安全的物质基础，影响着工程地质体稳定性；水文循环圈是城市地质安全的重要媒介，影响着工程岩土体稳定性；地面工程圈和地下空间圈是城市地质安全的具体体现，影响着工程结构体稳定性。地面工程圈 地下空间圈水文循环圈盖层结构圈 基底构造圈五个圈层相互作用基础研究对城市建设运营与国家重大战略实施至关重要。

展望

（1）盆地多圈层跨尺度互馈作用的超大城市群地质安全响应机制及灾变效应研究：多圈层跨尺度互馈作用是近年来地学界关注的热点，其核心是地质作用过程在浅表响应的孕灾和致灾机制，开展盆地多圈层跨尺度互馈作用研究是保障城市地质安全与可持续发展的重要前提。然而，目前这方面的研究还非常欠缺，仍存在很多未能很好阐明的问题。

（2）盆地圈层间物质循环、应力循环、水循环对于城市地质安全的影响机制研究：城市地质安全关乎多个圈层，物质与能量循环是圈层互馈作用过程的重要体现，其中最为重要的环节是物质循环、应力循环、水循环。然而，研究圈层间物质与能量循环对城市地质安全的影响同样非常欠缺，但该方面研究是圈层互馈与城市安全关联机制定量化分析的重要基础。

（3）基于盆地多圈层稳定态、临界态、失稳态的城市地质安全动态评价方法研究：工程地质与灾害地质学科的灵魂是“稳定性”，基于此提出盆地圈层的“三态”概念，即稳定态、临界态与失稳态。城市工程建设必须符合人与自然协调发展规律，盆地圈层处于稳定态可实现城市可持续发展， 可保障环境安全与生态平衡。盆地多圈层的稳定态、临界态、失稳态精准判识是前提，可构建物理与数据双驱动的多尺度风险分析评估模型，结合智能分析技术进行准确判别，这需要系统性长期性监测作为支撑。同时，“三态”中的关键是临界态，一旦达到临界态，城市地质安全已然面临重大威胁，但对于临界态驱动条件及其临界阈值研究较少。采用系统论方法可深化对于盆地圈层的“三态”的理解与认识，城市地质安全的盆地圈层系统是否稳定取决于三个方面的平衡性，即外在物质与能量输入、系统本身的自吸收与自修复、系统内物质与能量的输出。