西安市地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量的灰色關(guān)聯(lián)與模糊綜合評(píng)價(jià)

劉永娟

（西安科技大學(xué)地質(zhì)與環(huán)境學(xué)院陜西西安710054）

西安市地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量的灰色關(guān)聯(lián)與模糊綜合評(píng)價(jià)

劉永娟

（西安科技大學(xué)地質(zhì)與環(huán)境學(xué)院陜西西安710054）

本文分析了西安市區(qū)的地質(zhì)環(huán)境，選取主要評(píng)價(jià)指標(biāo)因子，建立了評(píng)價(jià)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和指標(biāo)體系。運(yùn)用MAPGIS軟件建立了圖形數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)空間分析獲得各區(qū)評(píng)價(jià)指標(biāo)值。用灰色關(guān)聯(lián)法-模糊綜合評(píng)判方法進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)把市區(qū)地質(zhì)環(huán)境劃分為優(yōu)、良、中、差四個(gè)質(zhì)量等級(jí)，從而提出了預(yù)防整治和保護(hù)的合理措施及建議。

西安市；地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量；評(píng)價(jià)；灰色關(guān)聯(lián)；模糊綜合評(píng)判

隨著城市建設(shè)擴(kuò)張和發(fā)展，西安面臨的地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題日益復(fù)雜。因此，評(píng)價(jià)西安市區(qū)地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量，可以為開(kāi)發(fā)控制低劣質(zhì)量土地和對(duì)其的工程處理提供必要的理論支撐[1]。本文作者將灰色關(guān)聯(lián)與模糊綜合評(píng)判法對(duì)西安市區(qū)環(huán)境進(jìn)行分區(qū)評(píng)價(jià)，為城市長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的合理規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況和評(píng)價(jià)單元的劃分

本研究區(qū)面積約361km2，地形大致為東南高而西北低。區(qū)內(nèi)主要河流均屬黃河流域渭河水系，它們將渭河斷塊進(jìn)一步分割形成次一級(jí)或更次一級(jí)斷塊[2]。本文按照地貌特征將西安市地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)區(qū)分為五個(gè)單元，如圖1：

圖1 研究區(qū)工程地質(zhì)環(huán)境分區(qū)圖（1：100000）

2 西安市地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量因子的選取

由于城市地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量的評(píng)價(jià)主要是針對(duì)城市規(guī)劃布局，因此通過(guò)查閱文獻(xiàn)和相關(guān)調(diào)研，結(jié)合咨詢(xún)?cè)擃I(lǐng)域的專(zhuān)家，選定研究區(qū)西安市區(qū)地質(zhì)環(huán)境的7個(gè)主要影響因素。

經(jīng)結(jié)合研究區(qū)的實(shí)際情況，確定出的研究區(qū)地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系與分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)如表1所示(1-坡度，2-地裂縫，3-地面沉降斜率，4-黃土濕陷等級(jí)，5-斷裂密度，6-地基承載力，8-人類(lèi)工程活動(dòng)，其中地裂縫用影響面積/單位面積表示)：

表1 研究區(qū)地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

3 基于模糊綜合評(píng)判法的評(píng)價(jià)

本文根據(jù)西安市地質(zhì)環(huán)境的特點(diǎn)，選用模糊綜合評(píng)判建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

3.1 數(shù)據(jù)處理

為了同中國(guó)地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院制定的規(guī)定一致，評(píng)價(jià)因素的指標(biāo)界線分為四個(gè)等級(jí)。具體見(jiàn)表2研究區(qū)評(píng)價(jià)指標(biāo)量化結(jié)果(編碼和單位同表1)。

表2 研究區(qū)評(píng)價(jià)指標(biāo)量化結(jié)果

3.2 模型的建立及權(quán)重的計(jì)算

3.2.1 選取母因素，計(jì)算權(quán)重

根據(jù)選取的評(píng)價(jià)因子，通過(guò)資料調(diào)查法[3]和專(zhuān)家調(diào)查法，結(jié)合灰色關(guān)聯(lián)法計(jì)算的各指標(biāo)權(quán)重分析，認(rèn)定地裂縫這一影響因素對(duì)西安地質(zhì)環(huán)境的破壞最嚴(yán)重，所以選擇地裂縫這一變量作為母因素[4]，其他影響因素為子因素，計(jì)算得關(guān)聯(lián)度依次為：

0.731 ；1；0.997；0.993；0.994；0.983；0.976

關(guān)聯(lián)序由大到小為：1，0.997，0.994，0.993，0.983，0.976，0.731

根據(jù)其對(duì)研究區(qū)影響程度大小分別給出評(píng)價(jià)等級(jí)指標(biāo)，各子因素對(duì)母因素影響的大小順序依次是：地面沉降，黃土濕陷性，斷裂，地基承載力，人類(lèi)工程活動(dòng)，坡度。

由關(guān)聯(lián)度計(jì)算得到權(quán)重：

0.1095 ，0.1498,0.1494,0.1488,0.1493,1473,0.1095

3.2.2 模糊評(píng)判

確定評(píng)判因素集V，評(píng)語(yǔ)集U，權(quán)重集[X]

V={地形坡度，地裂縫，地面沉降，黃土濕陷性，斷裂，地基承載力人類(lèi)工程活動(dòng)}

U={優(yōu);良;中;差}

[X]={0.1095;0.1498;0.1494;0.1488;0.1493;0.1473;0.1462}

對(duì)關(guān)聯(lián)度歸一化處理之后得到各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，建立7個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的評(píng)判因素集[5]。

假設(shè)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)等級(jí)確定為4個(gè)級(jí)別，即優(yōu)，良，中，差，則可確定U集={優(yōu)，良，中，差}對(duì)應(yīng)[X]集={0.1095，0.1498，0.1494，0.1488，0.1493，0.1473，0.1462}根據(jù)表2，通過(guò)計(jì)算得到模糊關(guān)系矩陣，經(jīng)過(guò)演算加權(quán)平均即可得：

[Y]I區(qū)=[0.60;0.25;0;0.15]，[Y]II區(qū)=[0.11;0.57;0.13;0.12]，[Y]III區(qū)=[0.23;0.15;0.48;0.15]，[Y]IV區(qū)=[0.15;0;0.06;0.79]，[Y]V區(qū)=[0.63; 0.07;0;0.30]

歸一處理的評(píng)價(jià)結(jié)果如下：

I區(qū){0.60（優(yōu)）,0.25（良）,0（中）,0.15（差）}；II區(qū){0.11優(yōu)）,0.57（良）,0.13（中）,0.12（差）}

III區(qū){0.23（優(yōu)）,0.15（良）,0.48（中）,0.15（差）}；IV區(qū){0.15（優(yōu)）, 0（良）,0.06（中）,0.79（差）}

V區(qū){0.63（優(yōu)）,0.07（良）,0（中）,0.30（差）}

4 評(píng)價(jià)結(jié)果分析

經(jīng)過(guò)對(duì)以上計(jì)算分析，得到西安市地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量分區(qū)等級(jí)：I區(qū)優(yōu)；II區(qū)良；III區(qū)中；IV區(qū)差；V區(qū)優(yōu)。

故評(píng)價(jià)結(jié)果為：I區(qū)和V區(qū)屬于優(yōu)級(jí)地質(zhì)單元，主要地質(zhì)問(wèn)題為斷裂；II區(qū)屬于良級(jí)地質(zhì)單元，該區(qū)地基承載力和斷裂影響為中等，其他評(píng)價(jià)因子等級(jí)均為良級(jí)；III區(qū)為中等，主要地質(zhì)問(wèn)題為黃土濕陷性高和地基承載力低；IV區(qū)的地質(zhì)問(wèn)題最為嚴(yán)重，屬于地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量最差的地質(zhì)單元。該區(qū)地裂縫最嚴(yán)重，地面沉降率最大，黃土濕陷等級(jí)最高，另外，該區(qū)地基承載力等級(jí)最低，而且該區(qū)人類(lèi)工程活動(dòng)最為強(qiáng)烈。

5 防治與保護(hù)

具體措施如下：優(yōu)級(jí)地質(zhì)單元，應(yīng)避開(kāi)斷裂帶和不穩(wěn)定的斜坡地帶，可規(guī)劃一般工民建筑，但應(yīng)做好抗震防洪設(shè)防工作；對(duì)于良級(jí)地質(zhì)單元，也應(yīng)盡量避開(kāi)斷裂帶的影響，方可布置各類(lèi)建筑物；對(duì)于中等級(jí)別的地質(zhì)單元，要對(duì)黃土地基的濕陷性進(jìn)行處理，并避開(kāi)地裂縫針，根據(jù)不同濕陷類(lèi)型和建筑等級(jí)布置各類(lèi)工程；對(duì)于地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量最差的地質(zhì)單元，要避開(kāi)地裂縫，避免不必要的人類(lèi)工程活動(dòng)的破壞；而且盡量消除黃土濕陷性的影響，不能把雜填土作為天然地基。

[1]李顯忠.西安市城市地質(zhì)環(huán)境與土地工程能力評(píng)價(jià)[J].地球科學(xué)-中國(guó)地質(zhì)大學(xué)學(xué)報(bào),2000,11,25：638-641.

[2]陜西省地質(zhì)礦產(chǎn)廳.陜西省計(jì)劃委員會(huì)編.西安地區(qū)環(huán)境地質(zhì)圖集[M].西安:西安地圖出版社,1999.

[3]索傳郿,王德潛,劉祖植.西安地裂縫地面沉降與防治對(duì)策[J].第四紀(jì)研究,2005,1,23（1）：23-28.

[4]劉永娟.西安市城區(qū)地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)[D].西安:西安科技大學(xué)碩士學(xué)位論文,2009.

[5]吳天魁,王波,顧基發(fā),等.基于模糊綜合評(píng)判與故障樹(shù)法的震壓造型機(jī)故障診斷[J].西安科技大學(xué)學(xué)報(bào),2014,3（34）:368-372.

劉永娟（1978—），女，漢，陜西鳳翔人，工程師，碩士，主要從事城市地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)研究及污水處理研究工作。