基于GIS的新鄉(xiāng)市水文地質(zhì)環(huán)境調(diào)查與評(píng)價(jià)

王學(xué)鵬 張亮 溫俊濤

[摘要]城市規(guī)劃建設(shè)是一個(gè)多因素、多層次的復(fù)雜過程，在城市規(guī)劃中如何擇優(yōu)利用、適應(yīng)改造工程地質(zhì)環(huán)境條件，防治可能出現(xiàn)的環(huán)境工程地質(zhì)問題，減少地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，無疑是十分重要的。本文以GIS作為工具，從三個(gè)方面對(duì)工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)。

[關(guān)鍵詞]工程地質(zhì)；環(huán)境質(zhì)量；區(qū)域穩(wěn)定性；地基穩(wěn)定性；地面穩(wěn)定性

[中圖分類號(hào)]S959 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1672-5158（2013）05-0003-01

1、概況

地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)（geological environment evaluation）是指地質(zhì)環(huán)境對(duì)人類生存與發(fā)展適宜性的綜合性評(píng)價(jià)，為區(qū)域經(jīng)濟(jì)開發(fā)和環(huán)境建設(shè)與保護(hù)提供決策依據(jù)。地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)主要是依據(jù)環(huán)境地質(zhì)問題與地質(zhì)災(zāi)害對(duì)人類生存與發(fā)展的不利影響，按照“無問題（災(zāi)害）即優(yōu)良”的基本原則，作出安全意義上的好壞評(píng)判。依照評(píng)價(jià)的內(nèi)容不同，地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)可以分為地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)、地質(zhì)環(huán)境容量評(píng)價(jià)。根據(jù)調(diào)查目的不同又可分為綜合性評(píng)價(jià)和專題性評(píng)價(jià)。進(jìn)行地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)時(shí)，可借助地理信息系統(tǒng)（GIS）管理基礎(chǔ)和圖形數(shù)據(jù)，劃分評(píng)價(jià)單元，處理評(píng)價(jià)結(jié)果和成圖。條件允許時(shí)可將數(shù)據(jù)管理、評(píng)價(jià)模型等功能都整合到GIS應(yīng)用系統(tǒng)中。

新鄉(xiāng)市暖溫帶半濕潤(rùn)大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，春季干燥少雨多風(fēng)沙，夏季炎熱多雨，秋季天高氣爽，冬季寒冷少雪。多年平均氣溫11℃，最高氣溫31℃，最低氣溫-9.3C，年降水量560-600mm，主要集中在7-9月，占全年降水量的73%，年蒸發(fā)量1800-1920mm。全區(qū)地勢(shì)平緩，主要的地貌以沖積海積平原區(qū)和海積灘涂區(qū)為主，是一個(gè)正在開發(fā)建設(shè)的新城。

2、研究方法

城市工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)也就是城市工程地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定性評(píng)價(jià)，城市工程地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定性按其決定因素與表現(xiàn)形式可分為地殼、地面及地基穩(wěn)定性三個(gè)方面。

2.1區(qū)域穩(wěn)定性

區(qū)域穩(wěn)定性（regional stability）直接影響城市的安全和經(jīng)濟(jì)，是城市總體規(guī)劃階段應(yīng)首先論證的問題，是保證城市規(guī)劃方法案經(jīng)濟(jì)合理性和技術(shù)可能性的前提。

根據(jù)資料可知，該區(qū)存在一條斷裂——柏各莊斷裂，由上面的內(nèi)容和該區(qū)域的實(shí)際情況把第一級(jí)緩沖區(qū)域定在200米，為了謹(jǐn)慎起見，建立了第二級(jí)緩沖區(qū)域，即在第一級(jí)的基礎(chǔ)上又向四周擴(kuò)大300米。據(jù)以上的分析，按照三個(gè)等級(jí)劃分研究區(qū)域（如表1）。

2.2地基穩(wěn)定性

地基穩(wěn)定性（fotmdation stability）始終是個(gè)規(guī)劃階段的主要問題。主要是指地基巖土的強(qiáng)度和變形。考慮帶多層地下室的6層以上多層建筑和高程建筑物，基礎(chǔ)的埋深—般應(yīng)該不超過6m，因而Xg6m切面深度的地基土進(jìn)行分析。由鉆孔點(diǎn)的拋面圖可以看出，在6米切面處，有四個(gè)的土層出現(xiàn)，但巖土類型只有兩類，承載力值也可以歸為三類，對(duì)建筑物來說研究區(qū)地基等級(jí)為中等和較差區(qū)，只適宜多層和單層建筑（如表2）。

2.3地面穩(wěn)定性問題

地面穩(wěn)定性或稱地表穩(wěn)定性，則指地殼表面在地球內(nèi)、外動(dòng)力地質(zhì)作用和人類工程——經(jīng)濟(jì)活動(dòng)影響下的相對(duì)穩(wěn)定程度。

外力地質(zhì)作用結(jié)果造成人們的生命財(cái)產(chǎn)損失的稱為地質(zhì)災(zāi)害，主要包括山崩、滑坡、泥石流等。由于人類的活動(dòng)而引起的地質(zhì)災(zāi)害主要包括地面沉降、海水入侵等。這些都會(huì)給城市的發(fā)展建設(shè)帶來一定的影響。筆者認(rèn)為主要考慮地下水的埋深狀況、地表的坡度、地面沉降這三大方面的因素。引起地下水變化的因素很多，可歸納為自然因素與人為因素兩大類。在北方地區(qū)還要考慮地下水的凍融作用（表3）。

地面沉降是指地面高程的降低，又稱地面下沉或地沉，均指地殼表面某一局部范圍內(nèi)的總體下降運(yùn)動(dòng)。地面沉降的特點(diǎn)是以緩慢的、難于查覺得向下垂直運(yùn)動(dòng)為主，只有少量的或基本沒有水平的位移，可能影響的平面范圍可大至幾千平方公里。由于地面沉降與人類工程活動(dòng)有著直接的聯(lián)系，它常常產(chǎn)生于具備了特定地質(zhì)環(huán)境的工業(yè)化和城市化地區(qū)，給這些地區(qū)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、城市建設(shè)、環(huán)境保護(hù)和人類生活帶來危害。由已有資料可以看出，該區(qū)的地面沉降量大致相同，區(qū)分度不是很明顯，按照統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)處理即可。

3、結(jié)果與分析

綜上所述，對(duì)城市工程地質(zhì)環(huán)境綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)的制定，只要是根據(jù)城市地殼、地基、地面穩(wěn)定性具體情況而定。本文給出的是根據(jù)研究區(qū)域的實(shí)際情況而定的評(píng)價(jià)指標(biāo)（表1）。

此時(shí)在ArcView3.3里，共形成了三個(gè)圖層，第一個(gè)圖層是斷裂緩沖區(qū)圖 地殼穩(wěn)定性，第二個(gè)圖層是地下水埋深和砂土液化的綜合圖（地下水埋深圖和砂土液化圖疊加后產(chǎn)生的圖件 把它們的圖形與屙性同時(shí)疊加），第三個(gè)圖層是6m切面承載力分布圖。把每一個(gè)圖層都分別按照表1、表2、表3所示的指標(biāo)給該圖層上相應(yīng)的圖形輔以屬性值，然后在ArcView3.3的Geoprocessing模塊下，View-Geoprocessing Wizard菜單下對(duì)以上三個(gè)圖層進(jìn)行多邊形的疊加處理，形成一個(gè)新的圖層，同時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)把三個(gè)圖層的屬性進(jìn)行疊加，由于三個(gè)圖層都是失量圖層，所以其結(jié)果可能會(huì)出現(xiàn)一些碎屑多邊形，對(duì)其進(jìn)行過慮，消除碎屑多邊形得出該區(qū)域建筑物適宜性評(píng)價(jià)圖。

參考文獻(xiàn)

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