巖溶地區(qū)建設(shè)用地地質(zhì)環(huán)境適宜性評價
——以廣西桂林規(guī)劃中心城區(qū)為例

江思義，吳 福，劉慶超，李海良，潘曉麗

(1.廣西壯族自治區(qū)地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站，廣西 桂林 541004； 2.廣西壯族自治區(qū)桂林水文工程地質(zhì)勘察院，廣西 桂林 541002)

0 引言

地質(zhì)環(huán)境適宜性評價是指對地質(zhì)環(huán)境適合于人類生產(chǎn)和生活的程度進行評定、分區(qū)和說明[1]。建設(shè)用地地質(zhì)環(huán)境適宜性評價是城鄉(xiāng)規(guī)劃布局的基礎(chǔ)，對可能作為城鄉(xiāng)發(fā)展用地的自然環(huán)境條件及其工程技術(shù)上的可能性與經(jīng)濟性，進行綜合質(zhì)量評定，可為城鄉(xiāng)發(fā)展用地現(xiàn)狀分析、土地利用規(guī)劃、土地資源合理開發(fā)利用提供科學(xué)可靠的基礎(chǔ)依據(jù)[2-3]。城鄉(xiāng)發(fā)展用地的規(guī)劃與開發(fā)成為了國土規(guī)劃的重要組成部分，地質(zhì)環(huán)境調(diào)查服務(wù)于國土資源規(guī)劃，在城鄉(xiāng)規(guī)劃過程中，對環(huán)境地質(zhì)調(diào)查成果的轉(zhuǎn)化進行研究成為一個十分重要的課題[4]。

建設(shè)場地地質(zhì)環(huán)境適宜性評價的理論、方法和應(yīng)用在廣度和深度上均得到飛速發(fā)展，評價更加綜合化、定量化和智能化，應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛[2]。目前從地質(zhì)環(huán)境角度對非巖溶區(qū)建設(shè)用地地質(zhì)環(huán)境適宜性進行評價研究的成果很多，如張麗等[5]根據(jù)地質(zhì)條件，運用加權(quán)平均綜合指數(shù)法對長江三角洲經(jīng)濟區(qū)工業(yè)用地的地質(zhì)環(huán)境適宜性進行了評價研究；俞躍平等[6]從工程地質(zhì)特征出發(fā)，采用“點面結(jié)合、由點到面”的定量評價方法，對紹興中心城區(qū)建設(shè)用地進行了適宜性評價；楊子生[7-8]以云南省德宏州為例，采用“極限條件法”與“適宜性指數(shù)法”相結(jié)合的技術(shù)方法，并運用GIS技術(shù)，對山區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地的適宜性進行了評價；楊麗芝等[9]基于工程地質(zhì)環(huán)境要素對濟南市的軌道交通建設(shè)用地適宜性進行了研究；薛繼斌等[10]利用優(yōu)度評價法，構(gòu)建村級土地利用規(guī)劃中的建設(shè)用地適宜性評價指標(biāo)體系，定量評價試點村建設(shè)用地適宜性狀況；童欣等[11]在系統(tǒng)分析武漢市地質(zhì)環(huán)境背景和主要地質(zhì)環(huán)境問題的基礎(chǔ)上，探討了國土規(guī)劃和地質(zhì)環(huán)境的相互作用關(guān)系，進而構(gòu)建了武漢市地質(zhì)環(huán)境綜合評價與區(qū)劃的思路和流程。針對不同的城市，選取合適的評價因子，再利用恰當(dāng)?shù)脑u價方法成為建設(shè)用地地質(zhì)環(huán)境適宜性評價研究的關(guān)鍵。因此更加合理、有效、科學(xué)地評價城鄉(xiāng)建設(shè)用地的地質(zhì)環(huán)境適宜性有待繼續(xù)研究。

鑒于巖溶地區(qū)地形地貌復(fù)雜，生態(tài)環(huán)境脆弱，目前針對巖溶地區(qū)土地利用的研究多集中在土地利用與地下水[12]、土壤[13]、生態(tài)服務(wù)功能[14]等方面的研究，而針對巖溶地區(qū)建設(shè)用地的影響因素、現(xiàn)狀與對策，以及對巖溶地區(qū)地建設(shè)用地的適宜性評價尚無系統(tǒng)的研究和總結(jié)。

針對以上問題，本文在前人研究成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合巖溶地區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件，將專家打分法和層次分析法相結(jié)合，利用MapGIS的制圖與空間分析功能，提出了一種基于MapGIS利用地質(zhì)環(huán)境要素對巖溶地區(qū)地下空間開發(fā)適宜性評價的方法。評價以桂林市規(guī)劃中心城區(qū)的地質(zhì)環(huán)境為基礎(chǔ)，專家打分法和層次分析法相結(jié)合為理論，通過MapGIS軟件對評價結(jié)果實現(xiàn)可視化，為巖溶地區(qū)建設(shè)用地的規(guī)劃和開發(fā)利用提供技術(shù)支撐。

1 評價方法研究

建設(shè)用地地質(zhì)環(huán)境適宜性的評價方法有很多[2]，目前應(yīng)用比較成熟的有層次分析法(AHP)[5]、極限—一般法[2,8]、優(yōu)度評價法[10]、專家打分法[10]和模糊數(shù)學(xué)法[15]等，以及將其中兩種及以上的方法互相結(jié)合或改進后再使用[16]。

進行對比分析，層次分析法有如下優(yōu)點：(1)適用于離散模型，尤其適用于無結(jié)構(gòu)特性的系統(tǒng)評價以及多目標(biāo)、多準(zhǔn)則、多時期的系統(tǒng)評價；(2)步驟簡單明確，容易被決策者了解和掌握。并結(jié)合專家打分法直觀、簡便的特點，專家—層次分析定權(quán)法在地質(zhì)環(huán)境評價中早就被應(yīng)用[14]。MapGIS廣泛運用于國土領(lǐng)域，其強大的制圖和空間分析功能，為國土規(guī)劃提供技術(shù)支持?；贛apGIS平臺利用專家—層次分析定權(quán)法從地質(zhì)環(huán)境條件的角度對建設(shè)用地地質(zhì)環(huán)境適宜性進行評價，該方法簡便實用，有利于環(huán)境地質(zhì)調(diào)查成果的轉(zhuǎn)化。具體評價步驟如下：

(1)根據(jù)研究區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件，并參考前人的經(jīng)驗[2,8]，篩選出評價因子，再通過專家打分法最終確定研究區(qū)地下空間開發(fā)利用的地質(zhì)環(huán)境適宜性分區(qū)評價因子。

(2)利用地質(zhì)調(diào)查成果，通過MapGIS按各因子的影響程度對研究區(qū)進行分區(qū)，分區(qū)按影響程度最多分4類區(qū)，最少分2類區(qū)，并對區(qū)按因子的影響程度利用模糊綜合評判法進行評分，把打分結(jié)果對各區(qū)進行參數(shù)賦屬性。

(3)運用層次分析法確定各評價因子的權(quán)數(shù)。

(4)根據(jù)研究區(qū)的實際情況，并參考前人的經(jīng)驗[8]，制定地質(zhì)環(huán)境適宜性分區(qū)因子及影響程度分級表，利用MapGIS軟件的屬性管理系統(tǒng)，開發(fā)出因子的適宜性指數(shù)計算程序，通過計算程序進行評價計算，計算出各單元網(wǎng)格的適宜性指數(shù)FQI值。每個分區(qū)適宜性指數(shù)計算采用適宜性因子判別分值和對應(yīng)的因子權(quán)重值的乘積來表示。適宜性指數(shù)計算公式：

式中：FQI——適宜性指數(shù)；

R(i)——各影響因子的權(quán)重值；

G(i)——對應(yīng)影響因子的判別分值。

FQI越小，表示該區(qū)的地下空間開發(fā)利用的地質(zhì)環(huán)境適宜性越差；反之，表示該單元的地下空間開發(fā)利用的地質(zhì)環(huán)境適宜性越好。

(5)最后通過MapGIS軟件自動生成FQI等值線圖，然后根據(jù)各評價單元實際情況對等值線進行修正，從而得到研究區(qū)適宜性分區(qū)圖，并作出適宜性評價。

2 工程實例及評級研究

2.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)包含桂林市主城區(qū)、臨桂新區(qū)，其總面積為880 km2，其中研究區(qū)巖溶區(qū)面積為603.35 km2。桂林作為國際旅游名城，研究區(qū)有極大的發(fā)展需求。通過開展城市地質(zhì)環(huán)境調(diào)查，解決研究區(qū)建設(shè)中遇到的地質(zhì)環(huán)境容量問題，為桂林城市規(guī)劃和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)及管理提供技術(shù)支撐。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，巖溶地區(qū)大規(guī)模的工程建設(shè)日益增多，由此引發(fā)的地質(zhì)環(huán)境問題日益嚴重。如何充分考慮地質(zhì)環(huán)境的適宜性，有效地規(guī)劃巖溶地區(qū)的開發(fā)建設(shè)，保證建設(shè)和地質(zhì)環(huán)境的協(xié)調(diào)是亟待解決的重大問題。

桂林市建筑主要分布于巖溶平原溶余堆積工程區(qū)、階地臺地松散巖類工程地質(zhì)區(qū)，建設(shè)用地類型主要為土層地基、巖溶地基。漓江、桃花江階地臺主要為土層地基，工程地質(zhì)問題主要有地基不均勻沉降、地下水影響、基坑失穩(wěn)等，且由于下伏可溶巖，故也可能存在巖溶塌陷問題；桂林市象山區(qū)香江國際設(shè)置地下停車人防工程，深度約在7.0 m，在地下工程施工過程，由于降排水引發(fā)周邊居民區(qū)局部地面不均勻沉降、開裂。巖溶平原區(qū)地基類型主要為巖溶地基，其工程地質(zhì)問題主要巖溶塌陷、地下水環(huán)境問題。如瓦窯村地段，第四系溶余堆積黏土厚度不大，下伏含水巖組為碳酸鹽巖裂隙溶洞水，地下水具有微承壓性，水位埋深淺，建設(shè)用地施工普遍揭露地下水，建設(shè)時基坑降排地下水易誘發(fā)地面塌陷。

通過環(huán)境地質(zhì)調(diào)查，為本次研究提供了研究區(qū)的1∶5萬工程地質(zhì)圖、1∶5萬水文地質(zhì)圖、1∶5萬遙感解譯圖、構(gòu)造綱要圖、地下水位埋深等值線圖、地下水入滲系數(shù)分布圖、巖溶地面塌陷易發(fā)程度分區(qū)圖、巖溶發(fā)育程度分區(qū)圖、地下河對城市建設(shè)影響現(xiàn)狀評價圖、第四系土體結(jié)構(gòu)及土體厚度等值線圖、特殊土分布圖、研究區(qū)內(nèi)鉆孔及水文地質(zhì)監(jiān)測孔的分布及相關(guān)數(shù)據(jù)、以及研究區(qū)巖土體的原位試驗和室內(nèi)土工試驗的試驗結(jié)果。

2.2 評價因子的選取

根據(jù)研究區(qū)的實際情況，并結(jié)合其他城市建設(shè)用地地質(zhì)環(huán)境適宜性評價的研究經(jīng)驗、前人研究資料，采用專家打分法，選擇的巖溶地區(qū)建設(shè)用地地質(zhì)環(huán)境適宜性評價因子主要有4大方面：地形地貌、工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件、不良地質(zhì)條件；這4大方面又可以細分為11個指標(biāo)：地形坡度、地貌單元、土體地基承載力、巖石地基承載力、特殊性土分布、土體厚度、土體結(jié)構(gòu)、地下水埋深、地表水系、巖溶發(fā)育程度及斷裂構(gòu)造。主要以上述因素進行半定量綜合評價，對建設(shè)用地承載力進行綜合分區(qū)。巖溶地區(qū)地下空間開發(fā)適宜性評價指標(biāo)體系見圖1。

圖1 巖溶地區(qū)建設(shè)用地地質(zhì)環(huán)境適宜性評價指標(biāo)體系Fig.1 Index system for evaluating the suitability of develop-ment of karst area geological environment of construction land

為了達到建設(shè)用地開發(fā)利用的地質(zhì)環(huán)境適宜性評價的目的，結(jié)合地質(zhì)調(diào)查成果，又收集了研究區(qū)相關(guān)圖件及數(shù)據(jù)資料。從施工難易程度和對環(huán)境地質(zhì)的影響角度，分別對各評價因子的資料進行分析處理，得出各因子的分區(qū)計算圖，下面對各個評價因子進行詳細敘述。

(1)地形坡度C1

坡度決定了斜坡上各種物體的穩(wěn)定性，坡越陡斜坡上各種物體的穩(wěn)定性越差。從山區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地適宜性的角度來看，坡度的影響有2個方面的情況：a、當(dāng)山地的坡度達到一定程度時，就歸入“禁建地”或“不宜建設(shè)區(qū)”。不同學(xué)者對不同地區(qū)所確定的坡度上限有所不同，例如，黃光宇在《山地城市學(xué)原理》(2006年)一書中認為：當(dāng)山坡地的坡度>28.8°時，列為禁止開發(fā)建設(shè)的用地；楊子生等(2013年)將云南芒市“宜建地”的坡度上限確定為25°。b、在可以進行(或稱“宜建”)山地城鎮(zhèn)建設(shè)的坡度范圍內(nèi)，坡度因素主要影響著地面工程量和建設(shè)成本、生態(tài)保護難易程度等方面，進而影響到山區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地適宜性程度大小或等級[7-8]。

本次研究對坡度的分界值進行取整。地形坡度因子對建設(shè)用地適宜性的影響程度分為4個級別：將地形坡度<10°的區(qū)域定為建設(shè)用地適宜性I區(qū)；將地形坡度10°～20°的區(qū)域定為建設(shè)用地適宜性II區(qū)；將地形坡度20°～30°的區(qū)域定為建設(shè)用地適宜性III區(qū)；將地形坡度≥30°的區(qū)域定為建設(shè)用地適宜性IV區(qū)。最終得出研究區(qū)內(nèi)坡度對建設(shè)用地開發(fā)利用的影響分區(qū)圖。

(2)地貌單元C2

地貌類型直接決定了建設(shè)用地開發(fā)時的難度小大。根據(jù)地貌圖，研究區(qū)地貌類型共13類，根據(jù)各地地下工程施工反饋的資料，將峰林平原、孤峰平原、溶丘平原、山前坡洪積裙、壟崗臺地、河流階地定為I類區(qū)；將峰叢洼地、峰林谷地、溶丘谷地定為II類區(qū)；將丘陵、緩坡丘陵、波狀丘陵、低山陡坡定為III類區(qū)，最終得出研究區(qū)內(nèi)地貌對建設(shè)用地開發(fā)利用的影響分區(qū)圖。

(3)土體地基承載力C3

土地地質(zhì)承載力決定了淺基礎(chǔ)的類型和深度。土體地基承載力因子對建設(shè)用地適宜性的影響程度分為4個級別：將土體地基承載力>200 kPa的區(qū)域定為建設(shè)用地適宜性I區(qū)；將土體地基承載力150～200 kPa的區(qū)域定為建設(shè)用地適宜性II區(qū)；將土體地基承載力100～150 kPa的區(qū)域定為建設(shè)用地適宜性III區(qū)；將土體地基承載力≤100 kPa的區(qū)域定為建設(shè)用地適宜性IV區(qū)。最終得出研究區(qū)內(nèi)土體地基承載力因子對建設(shè)用地開發(fā)利用的影響分區(qū)圖。

(4)巖體地基承載力C4

巖石地質(zhì)承載力決定了深基礎(chǔ)的類型和深度。巖石地基承載力因子對建設(shè)用地適宜性的影響程度分為4個級別：將巖石地基承載力>4 000 kPa的區(qū)域定為建設(shè)用地適宜性I區(qū)；將巖石地基承載力3 000～4 000 kPa的區(qū)域定為建設(shè)用地適宜性II區(qū)；將巖石地基承載力2 000～3 000 kPa的區(qū)域定為建設(shè)用地適宜性III區(qū)；將巖石地基承載力≤2 000 kPa的區(qū)域定為建設(shè)用地適宜性IV區(qū)。最終得出研究區(qū)內(nèi)巖石地基承載力對建設(shè)用地開發(fā)利用的影響分區(qū)圖。

(5)特殊性土分析C5

特殊土發(fā)育程度對建設(shè)用地地質(zhì)環(huán)境適宜性的影響程度主要表現(xiàn)為特殊性土發(fā)育的地區(qū)，影響地基邊壁穩(wěn)定及使地基不均勻沉降，特殊土越發(fā)育，施工難度越大、成本越高。

研究區(qū)對地下空間有影響的特殊性土主要包括軟土、淤泥質(zhì)土、膨脹性土，研究區(qū)局部峰林谷地及巖溶平原區(qū)地表或基巖面分布有0.5～3.0 m軟黏土或地表淤泥質(zhì)土，局部溶槽中軟黏土厚度達9.0 m，膨脹性主要指具有膨脹性紅黏土、黏土，厚度一般小于8 m。根據(jù)研究區(qū)的特殊土分布圖，將特殊性土不發(fā)育區(qū)定為I類；特殊性土較發(fā)育區(qū)定為III類；特殊性土發(fā)育區(qū)定為IV類。最終得出研究區(qū)內(nèi)特殊土對建設(shè)用地開發(fā)利用的影響分區(qū)圖。

(6)土體厚度C6

從建設(shè)用地開發(fā)利用的施工難度易考慮，土體厚度是影響地下空間建設(shè)的重要因素，在不考慮其它因素情況下，土體越厚越有利于地下工程建設(shè)，反之則為不利。

研究區(qū)第四系主要分布于河流階地、堯山洪積扇、孤峰平原、峰林平原及巖溶谷地中，漓江階地厚度10～56 m，堯山西側(cè)坡洪積層厚8～30 m，最厚達40 m，巖溶平原、巖溶谷地中厚度一般3～8 m，局部大于10 m，區(qū)內(nèi)土體厚度變化較大。在第四系土層等厚圖的基礎(chǔ)上，以土體厚度≥30 m區(qū)域為I類區(qū)、土體厚度10～30 m區(qū)域為II類區(qū)、土體厚度5～10 m區(qū)域為III類區(qū)、土體厚度<5 m區(qū)域為IV類區(qū)，繪制出土體厚度對建設(shè)用地開發(fā)利用的影響分區(qū)圖。

(7)土體結(jié)構(gòu)C7

土體結(jié)構(gòu)類型對施工有較為直接的影響，不同土體及其土體結(jié)構(gòu)對施工的難易程度有很大的影響。將土體結(jié)構(gòu)因子對建設(shè)用地適宜性的影響程度分為3個級別：將單層結(jié)構(gòu)土體區(qū)域定為建設(shè)用地適宜性I區(qū)；將雙層結(jié)構(gòu)土體區(qū)域定為建設(shè)用地適宜性III區(qū)；將多層結(jié)構(gòu)土體定為建設(shè)用地適宜性IV區(qū)。得到土體結(jié)構(gòu)對建設(shè)用地開發(fā)利用的影響分區(qū)圖。

(8)地下水埋深C8

開發(fā)區(qū)域的地下水位埋深將影響到施工的手段和進度，施工過程中是否采取抽水降低地下水位埋深的方法，也將直接影響到周圍的地質(zhì)環(huán)境。研究區(qū)除山體外，孤峰平原、峰林平原、漓江階地等地形平坦區(qū)豐水期地下水位多小于5 m，溶余堆積區(qū)雖在施工時部分鉆孔未遇地下水或少數(shù)孔地下水位較深達5～10 m，但主要是由于上覆第四系紅黏土不含水，下伏巖溶水不均勻，巖溶水一般具微承壓性，一旦揭露該層水，地下水位往往稍有上升，總體上穩(wěn)定水位在3～5 m為主。在碎屑巖區(qū)山體地段地下水位一般大于10 m，以10～15 m為主；在灰?guī)r山體段地下水位大于15 m。

在地下水水位埋深等值線圖的基礎(chǔ)上，地下水位埋深>15 m區(qū)域為I類區(qū)、地下水位埋深10～15 m區(qū)域為II類區(qū)、地下水位埋深5～10 m區(qū)域為III類區(qū)、地下水位埋深<5 m區(qū)域為IV類區(qū)，繪制出地下水位埋深對地下空間的影響分區(qū)圖。

(9)地表水系C9

在建設(shè)用地開發(fā)過程中，地表水對實際工程有直接的影響。地表水系因子對建設(shè)用地適宜性的影響程度分為4個級別：將大型地表水體周邊500 m或塘、溝200 m以外區(qū)域定為建設(shè)用地適宜性I區(qū)；將大型地表水體周邊500～200 m或塘、溝200 m以內(nèi)區(qū)域定為建設(shè)用地適宜性II區(qū)；將大型地表水體周邊200 m范圍內(nèi)區(qū)域建設(shè)用地適宜性III區(qū)；將地表水體之下區(qū)域定為建設(shè)用地適宜性IV區(qū)。得到地表水對建設(shè)用地開發(fā)利用的影響分區(qū)圖。

(10)巖溶發(fā)育程度C10

地下巖溶發(fā)育對工程建設(shè)影響較大，巖溶發(fā)育區(qū)巖面起伏大、淺層溶洞發(fā)育易造成巖溶地基不均勻沉降，增加工程難度，且強巖溶區(qū)往往地下水位較淺水量豐富，巖面可能存在土洞或巖溶地面塌陷發(fā)育，均可能影響地下工程的邊壁和地基的穩(wěn)定，不利于地下工程開發(fā)利用。

研究區(qū)可溶巖分布區(qū)約603.35 km2，占研究區(qū)總面積的68%，巖溶發(fā)育程度分為弱、中等、強烈三個級別[17-19]。根據(jù)研究區(qū)巖溶發(fā)育程度分區(qū)圖，巖溶發(fā)育程度因子對建設(shè)用地適宜性的影響程度分為4個級別，將非巖溶區(qū)定為建設(shè)用地適宜性I區(qū)；將巖溶弱發(fā)育區(qū)定為建設(shè)用地適宜性II區(qū)；將巖溶中等發(fā)育區(qū)定為建設(shè)用地適宜性III區(qū)；將巖溶強發(fā)育區(qū)定為建設(shè)用地適宜性IV區(qū)。得到巖溶發(fā)育程度對建設(shè)用地開發(fā)利用的影響分區(qū)圖。

(11)斷裂構(gòu)造C11

斷裂對工程開挖的影響表現(xiàn)為兩個方面。一方面是由于斷裂的地面錯動直接損害跨越該斷層即將修建的建(構(gòu))筑物；有些斷裂錯動時附近有伴生的地面變形，容易引起工程開挖過程中塌方，在斷裂附近的地下工程將加大設(shè)計及施工難度。另一方面是伴有地震發(fā)生的活斷層，強烈的地震對較大范圍內(nèi)工程開挖的損害。

研究區(qū)構(gòu)造格局復(fù)雜，研究區(qū)北部北東向構(gòu)造斷裂較發(fā)育，南部區(qū)段南北向、北西向斷裂構(gòu)造較發(fā)育，有靈川大斷裂、蘆笛巖、堯山斷裂等區(qū)域性構(gòu)造分布，一般區(qū)域性構(gòu)造破碎帶寬50～200 m不等，次一級的斷裂影響帶在10～50 m。綜合考慮斷裂影響，現(xiàn)按斷裂分布密度、影響帶交叉范圍等，劃分出不發(fā)育區(qū)和較發(fā)育兩個區(qū)，斷裂不發(fā)育區(qū)定為I類區(qū)，斷裂較發(fā)育區(qū)定為III類區(qū)，得到地質(zhì)構(gòu)造對建設(shè)用地開發(fā)利用的影響分區(qū)圖。

2.3 評價因素權(quán)重計算和分級賦值

(1)利用層次分析法建立巖溶地區(qū)建設(shè)用地地質(zhì)環(huán)境適宜性評價層次結(jié)構(gòu)模型

以巖溶地區(qū)建設(shè)用地開發(fā)利用分區(qū)為目標(biāo)層(A層)，以將地形地貌(B1)、工程地質(zhì)條件 (B2)、 水文地質(zhì)條件(B3)、不良地質(zhì)條件(B4)這4個一級指標(biāo)為準(zhǔn)則層(B層)，以地形坡度、地貌單元、土體地基承載力、巖石地基承載力、特殊性土分布、土體厚度、土體結(jié)構(gòu)、地下水埋深、地表水系、巖溶發(fā)育程度及斷裂構(gòu)造這11個二級影響因素為方案層(C層)；一級因子依次記為B1～B4，二級因子依次記為C1～C11，建立層次結(jié)構(gòu)模型。

(2)構(gòu)建判別矩陣及層次總排序

通過對城市地下空間開發(fā)利用影響因素的分析，利用層次分析1～9標(biāo)度法(表1)表示因素之間的影響強弱，逐項就各層中的因子對上一層目標(biāo)的相對重要性進行兩兩比較，構(gòu)造判別矩陣，同時參考專家意見，確定它們的相對重要性并賦以相應(yīng)的分值，構(gòu)造判斷矩陣。再計算最大特征根、對應(yīng)的特征向量、各層次的單排序以及進行判斷矩陣一致性檢驗，其計算結(jié)果見表1～表6。

表1 判斷矩陣的標(biāo)度及含義

表2 分區(qū)因子判別矩陣A-B

注：CR=0.031 1<0.1，顯然滿足一致性檢驗，故上述特征向量Wi可作為權(quán)向量。

表3 分區(qū)因子判別矩陣B1-C

注：CR=0.000 0<0.1，顯然滿足一致性檢驗，故上述特征向量Wi可作為權(quán)向量。

表4 分區(qū)因子判別矩陣B2-C

注：CR=0.000 9<0.1，顯然滿足一致性檢驗，故上述特征向量Wi可作為權(quán)向量。

表5 分區(qū)因子判別矩陣B3-C

注：CR=0.000 0<0.1，顯然滿足一致性檢驗，故上述特征向量Wi可作為權(quán)向量。

表6 分區(qū)因子判別矩陣B4-C

注：CR=0.000 0<0.1，顯然滿足一致性檢驗，故上述特征向量Wi可作為權(quán)向量。

(3)巖溶地區(qū)建設(shè)用地開發(fā)利用的地質(zhì)環(huán)境適宜性評價因素分級賦值。

分區(qū)指標(biāo)量化分級是在適宜性分級基礎(chǔ)上，通過對研究區(qū)各因子影響因素、因子數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，確定因子強和弱兩個極限值，按照各評價因子對研究區(qū)影響程度，以閾限或遞減規(guī)律取值來實現(xiàn)量化分級，各因子的量化分級詳見表7。

(4)MapGIS加權(quán)疊加及量化分析

因研究區(qū)面積較大，網(wǎng)格單元多，利用數(shù)據(jù)量很大。為此，利用MapGIS軟件的屬性管理系統(tǒng)，開發(fā)出因子的適宜性指數(shù)計算程序，編制了“研究區(qū)建設(shè)用地開發(fā)利用地質(zhì)環(huán)境適宜性分區(qū)評價程序”用于評價計算。該程序包含適宜性分區(qū)評價軟件包，可滿足地下空間開發(fā)利用地質(zhì)環(huán)境適宜性分區(qū)模糊綜合評價的要求。

表7 研究區(qū)建設(shè)用地開發(fā)利用的地質(zhì)環(huán)境適宜性分區(qū)因子及影響程度分級表

續(xù)表

各單元網(wǎng)格FQI值求出后，運用MapGIS軟件自動生成FQI等值線圖，然后根據(jù)各評價單元實際情況對等值線進行必要的修正，最后根據(jù)FQI等值線圖對研究區(qū)適宜性進行分區(qū)，分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)為：5.00≤FQI為建設(shè)用地適宜性好區(qū)；2.50≤FQI<5.00為建設(shè)用地適宜性較好區(qū)；1.00≤FQI<2.50為建設(shè)用地適宜性一般區(qū)；FQI<1.00為建設(shè)用地適宜性差區(qū)。

最后通過MapGIS軟件自動生成FQI等值線圖，然后根據(jù)各評價單元實際情況對等值線進行修正，從而得到桂林市規(guī)劃中心城區(qū)建設(shè)用地開發(fā)適宜性評價圖(圖2)，并通過分析該圖對研究區(qū)作出了地下空間開發(fā)適宜性評價，最后得出桂林市規(guī)劃中心城區(qū)建設(shè)用地開發(fā)利用地質(zhì)環(huán)境適宜性分區(qū)表(表8)。

圖2 桂林市規(guī)劃中心城區(qū)建設(shè)用地開發(fā)適宜性評價圖Fig.2 Evaluation suitability of construction land for shallow-layer of Shallow layer of Guilin

3 結(jié)論

(1)依據(jù)預(yù)測分區(qū)指標(biāo)計算，將研究區(qū)建設(shè)用地資源開發(fā)利用適宜性劃分為適宜性好區(qū)(I)、適宜性較好區(qū)(II)、適宜性一般區(qū)(III)、適宜性差區(qū)(IV)四種類型,計算研究區(qū)的面積為880.00 km2，其中適宜性好區(qū)(I)的面積為27.29 km2；適宜性較好(II)區(qū)的面積為424.88 km2；適宜性較差區(qū)(III)的面積為100.89 km2；適宜性差區(qū)(IV)的面積為326.94 km2。

(2)影響巖溶地區(qū)地下空間開發(fā)利用的地質(zhì)環(huán)境因素細分為11個：地形坡度、地貌單元、土體地基承載力、巖石地基承載力、特殊性土分布、土體厚度、土體結(jié)構(gòu)、地下水埋深、地表水系、巖溶發(fā)育程度及斷裂構(gòu)造。