安徽六安城市建設(shè)用地地質(zhì)環(huán)境適宜性評(píng)價(jià)

鄭祥鳳，丁美青

（安徽省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站，安徽六安 237000）

0 引言

地質(zhì)環(huán)境適宜性評(píng)價(jià)就是以地質(zhì)環(huán)境為研究對(duì)象，評(píng)定、分區(qū)和說明其是否適合人類生產(chǎn)生活以及適合程度。其不同于普通的地質(zhì)環(huán)境，它是一個(gè)綜合性強(qiáng)，各種因素相互影響且繁瑣的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。城市地質(zhì)環(huán)境中的每一個(gè)影響因子對(duì)于反映地質(zhì)環(huán)境優(yōu)劣程度不同，同一個(gè)影響因子的不同程度等級(jí)對(duì)地質(zhì)環(huán)境的質(zhì)量影響也不同。

隨著國家城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，土地資源的開發(fā)利用和規(guī)劃日益增多，這使得城市建設(shè)用地地質(zhì)環(huán)境適宜性評(píng)價(jià)的理論和應(yīng)用均得到了顯著的發(fā)展。本文以六安市規(guī)劃區(qū)為例，結(jié)合區(qū)內(nèi)地質(zhì)環(huán)境條件，采用“專家打分-層次分析”的方法綜合確定各評(píng)價(jià)因子的權(quán)重值，采用敏感因子-模糊綜合評(píng)價(jià)模型進(jìn)行定量評(píng)價(jià)，并進(jìn)行適宜性分區(qū)，為日后城市建設(shè)、土地資源開發(fā)和利用提供了良好的理論依據(jù)。

1 評(píng)價(jià)方法研究

城市建設(shè)用地地質(zhì)環(huán)境適宜性評(píng)價(jià)的方法有很多，目前應(yīng)用于實(shí)際案例分析的有專家打分法、層次分析法、比較矩陣法、主-客觀賦權(quán)法、模糊數(shù)學(xué)法、模糊綜合評(píng)價(jià)法、綜合指數(shù)法及信息量法等。除此之外，這些評(píng)價(jià)方法并不一定是單獨(dú)存在，單獨(dú)評(píng)價(jià)的，可以將上述兩種及兩種以上的方法互相結(jié)合揚(yáng)長避短后再使用。

“專家打分-層次分析”法是提前構(gòu)造判斷矩陣，分析專家構(gòu)造的判斷矩陣，確定準(zhǔn)則層，再確定各指標(biāo)層內(nèi)的指標(biāo)相應(yīng)的判斷矩陣，求出各個(gè)準(zhǔn)則層及指標(biāo)層的權(quán)重的一種分析方法。敏感因子-模糊綜合評(píng)價(jià)模型是立足于地質(zhì)環(huán)境的基本特性，定性描述地質(zhì)環(huán)境因子并篩選出敏感因子，選擇敏感因子參與敏感因子評(píng)價(jià)建立綜合評(píng)價(jià)模型的一種數(shù)學(xué)模型方法。

本文研究區(qū)以六安市規(guī)劃區(qū)為例采用“專家打分-層次分析”的方法綜合確定各評(píng)價(jià)因子的權(quán)重值，采用敏感因子-模糊綜合評(píng)價(jià)模型進(jìn)行定量評(píng)價(jià)。其具體評(píng)價(jià)步驟如下：

（1）確定城市建設(shè)用地地質(zhì)環(huán)境適宜性分區(qū)評(píng)價(jià)因子。根據(jù)工作區(qū)的具體情況，選取地形坡度和已有資源為敏感因子，其評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表1。鑒于目前的工作程度，不可能考慮上述所有的評(píng)價(jià)因子，本次選取的敏感因子主要為地形坡度和濕地資源兩大類。本次評(píng)價(jià)僅選擇地形地貌（地形坡度、相對(duì)高差）、工程地質(zhì)條件（基巖埋深、承載力、特殊類土厚度）、水文地質(zhì)條件（地下水埋深）作為重要因子，其評(píng)價(jià)賦值標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表1 敏感因子評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 1.Evaluation criteria of sensitive factors

表2 地質(zhì)環(huán)境承載能力重要因子賦值Table 2.Evaluation of important factors of bearing capacity of geo-environment

（2）劃分評(píng)價(jià)單元。先采用正方形網(wǎng)格單元?jiǎng)澐址ㄟM(jìn)行評(píng)價(jià)單元?jiǎng)澐?，單元大小一般?.0×1.0（km）。然后對(duì)于地貌單元和地形地質(zhì)界線等評(píng)價(jià)因子狀態(tài)有突變的單元，按照不規(guī)則多邊形單元?jiǎng)澐址ㄟM(jìn)行細(xì)分，以確保單個(gè)評(píng)價(jià)單元內(nèi)的各評(píng)價(jià)因子狀態(tài)具有相對(duì)均一性。

（3）評(píng)價(jià)因子權(quán)重確定。本次適宜性評(píng)價(jià)采用“專家打分-層次分析”的方法綜合確定各評(píng)價(jià)因子的權(quán)重值（表3）。

表3 評(píng)價(jià)因子權(quán)重值Table 3.Weight of evaluation factor

（4）劃分評(píng)價(jià)結(jié)果等級(jí)。評(píng)價(jià)結(jié)果按五級(jí)進(jìn)行分區(qū)，分別為：適宜區(qū)、較適宜區(qū)、基本適宜區(qū)、適宜性較差區(qū)和適宜性差區(qū)。

（5）建立評(píng)價(jià)數(shù)學(xué)模型。本次評(píng)價(jià)采用敏感因子-模糊綜合評(píng)價(jià)模型進(jìn)行定量評(píng)價(jià)。其具體步驟如下：①對(duì)工作區(qū)地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行系統(tǒng)分析，定性描述其構(gòu)成要素和環(huán)境因子，最終將其劃分為敏感因子、重要因子和一般因子。②評(píng)價(jià)單元的劃分。③進(jìn)行敏感因子評(píng)價(jià)。對(duì)工作區(qū)就所有的敏感因子逐個(gè)進(jìn)行檢驗(yàn)評(píng)價(jià)，凡是評(píng)價(jià)單元中有一個(gè)敏感因子存在，即判定該單元為作為建設(shè)用地適宜性差，無敏感因子的則進(jìn)行下一步評(píng)價(jià)。④無敏感因子的單元，應(yīng)先選擇單元內(nèi)重要因子，再對(duì)其進(jìn)行模糊綜合評(píng)價(jià)。⑤對(duì)敏感因子和重要因子的評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行綜合分析，合并相同等級(jí)的評(píng)價(jià)單元，最終編制評(píng)價(jià)分區(qū)圖。

敏感因子評(píng)價(jià)結(jié)束后，選定數(shù)學(xué)方法開展重要因子的模糊綜合評(píng)價(jià)。本次評(píng)價(jià)選用加權(quán)平均型數(shù)學(xué)模型。此模型綜合考慮了各種因素對(duì)最后結(jié)果的影響，通過前人諸多實(shí)踐證明，該方法對(duì)于影響因素眾多的地質(zhì)環(huán)境是一種卓有成效的評(píng)價(jià)模型。用公式表示如下：

式中，

b

是第

i

個(gè)單元格評(píng)價(jià)得分值；

r

是第

i

個(gè)單元格

r

（

j

=1～6）指標(biāo)實(shí)際得分值1；

a

：

r

（

j

=1～6）是指標(biāo)的權(quán)重，權(quán)系數(shù)和為1。

b

值越小，說明研究區(qū)內(nèi)建設(shè)用地地質(zhì)環(huán)境適宜性越差，反之，表示該區(qū)適宜性越好。（6）地質(zhì)環(huán)境適宜性評(píng)價(jià)。利用MapGIS軟件對(duì)每個(gè)單元格評(píng)價(jià)得分值

b

進(jìn)行計(jì)算分析，得出

b

等值線圖，然后根據(jù)研究區(qū)內(nèi)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查情況對(duì)等值線進(jìn)行修正，從而對(duì)研究區(qū)內(nèi)建設(shè)用地地質(zhì)環(huán)境適宜性進(jìn)行分區(qū)，作出適宜性評(píng)價(jià)，指導(dǎo)城市建設(shè)。

2 工程案例及適宜性評(píng)價(jià)研究

2.1 研究區(qū)概況

六安市位于安徽省西部，大別山北麓，市境屬揚(yáng)子地層區(qū)。本次研究區(qū)主要是六安市規(guī)劃區(qū)，其總面積為1096.8km，占六安市屬面積7.1%，通過對(duì)六安市規(guī)劃區(qū)建設(shè)用地地質(zhì)環(huán)境適宜性評(píng)價(jià)計(jì)算，能夠很好地指導(dǎo)建設(shè)用地的開發(fā)和使用，避免了工程建設(shè)引發(fā)的地質(zhì)環(huán)境問題，保證了六安市規(guī)劃區(qū)建設(shè)用地的合理規(guī)劃和建設(shè)。

2.2 研究區(qū)地質(zhì)環(huán)境要素

根據(jù)對(duì)工作區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件分析，影響規(guī)劃建設(shè)的地質(zhì)環(huán)境要素主要有地形地貌、工程地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件等。

2.2.1 地形地貌

反映地形的復(fù)雜程度、單位面積內(nèi)相對(duì)高差的大小。地勢(shì)陡峻、地形復(fù)雜、反差強(qiáng)烈的地區(qū)，易于產(chǎn)生地質(zhì)災(zāi)害。地形地貌條件不僅影響建設(shè)用地的規(guī)劃布局、選址，還對(duì)公（鐵）路選線、建（構(gòu)）筑物布置等諸多方面產(chǎn)生或多或少的影響。相應(yīng)的評(píng)價(jià)因子包括地形坡度和相對(duì)高度。

（1）地形坡度。地形坡度一方面制約著建設(shè)用地的布局，另一方面影響工程建設(shè)的難易程度，直接或間接決定了工程建設(shè)的工程量、施工成本以及施工過程中的危險(xiǎn)性大小。一般來說，地形坡度越大，平整土地所產(chǎn)生的費(fèi)用越多，交通運(yùn)輸隨之愈不方便，同時(shí)施工和工程運(yùn)營時(shí)的危險(xiǎn)性也越大。

（2）相對(duì)高差。即兩個(gè)地點(diǎn)的絕對(duì)高度之差。相對(duì)高度與工程建設(shè)密切相關(guān)。單位面積內(nèi)相對(duì)高度越大，斜坡越高，施工難度越大，并且因工程施工而誘發(fā)崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的可能性越大。

2.2.2 工程地質(zhì)條件

工作區(qū)的工程地質(zhì)條件往往直接影響建筑物的穩(wěn)定性，同時(shí)又影響著工程建設(shè)的成本。對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)因子有：基巖埋深、地基承載力、特殊類土厚度等。

（1）基巖埋深。一般地，基巖地基比第四系地基更穩(wěn)定，基巖的埋深直接或間接決定了建筑物的穩(wěn)定性和基礎(chǔ)工程的投入成本。基巖埋深越大，隨之而來的是增加了工程施工難度和成本。

（2）承載力狀況。對(duì)于工程建設(shè)而言，地基承載力至關(guān)重要，一般建筑物基礎(chǔ)通常采用地下2～3m以淺的天然地基，同時(shí)考慮到沉積地層的承載力由上至下逐漸增大的規(guī)律，選取地表以下（原狀土之下）2～3m位置的地基土承載力狀況作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。

（3）特殊類土厚度。主要指人工填土、軟土、粉細(xì)砂土的分布厚度。建設(shè)場(chǎng)地中分布有特殊土將降低建設(shè)用地地質(zhì)環(huán)境適宜性。

2.2.3 水文地質(zhì)條件

本次適宜性評(píng)價(jià)的水文地質(zhì)條件主要考慮的因素為地下水埋深，地下水埋藏深度與建筑物密切相關(guān)，隨著建筑物層數(shù)的增高，對(duì)地下水埋深的要求也隨之增高，尤其針對(duì)有地下室的建筑物，對(duì)地下水埋深的要求更高。地下水位埋藏深度淺，一方面增加了建設(shè)工程地下部分施工的難度和費(fèi)用，另一方面，地下水位過高會(huì)導(dǎo)致地基土蠕動(dòng)，破壞建筑物。

2.3 建設(shè)用地地質(zhì)環(huán)境適宜性評(píng)價(jià)

2.3.1 建設(shè)用地地質(zhì)環(huán)境適宜性分級(jí)

根據(jù)上述評(píng)價(jià)方法，并根據(jù)目前相關(guān)研究成果及先進(jìn)城市實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，將其適宜性進(jìn)行得分分類，結(jié)果見表4、表5。將建設(shè)用地地質(zhì)環(huán)境適宜性相同的單元連成片，考慮到圖面美觀、實(shí)用，個(gè)別單元格進(jìn)行適當(dāng)修正，編制成建設(shè)用地地質(zhì)環(huán)境適宜性評(píng)價(jià)圖（圖1）。

圖1 六安市規(guī)劃區(qū)建設(shè)用地地質(zhì)環(huán)境適宜性評(píng)價(jià)圖Figure 1.Evaluation map of geo-environment suitability of construction land in the planned area of Lu’an City

表4 建設(shè)用地地質(zhì)環(huán)境適宜性評(píng)價(jià)得分Table 4.Evaluation score of geo-environment suitability of construction land

表5 建設(shè)用地地質(zhì)環(huán)境適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果Table 5.Evaluation results of geo-environment suitability of construction land

2.3.2 建設(shè)用地地質(zhì)環(huán)境適宜性評(píng)價(jià)

工作區(qū)建設(shè)用地地質(zhì)環(huán)境適宜性按三級(jí)進(jìn)行評(píng)價(jià)：

（1）建設(shè)用地地質(zhì)環(huán)境適宜區(qū)（Ⅰ）。本區(qū)地貌為二級(jí)階地和淺丘地貌單元，地形稍有起伏，地質(zhì)構(gòu)造簡單，地下水位一般＞5m，未見特殊土分布，土體工程地質(zhì)性能較好，承載力高，可能引發(fā)和遭受的地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性小，作為規(guī)劃建設(shè)用地是適宜的。從地質(zhì)背景角度來講可優(yōu)先規(guī)劃建設(shè)，適宜各類基礎(chǔ)形式。

（2）建設(shè)用地地質(zhì)環(huán)境基本適宜區(qū)（Ⅱ）。本區(qū)主要為一級(jí)階地的支渠、支溝分布區(qū)域，地形坡度一般小于3°，相對(duì)高差一般小于3m，地質(zhì)構(gòu)造簡單，地下水位一般較淺（＜5m），主要巖性為第四系全新統(tǒng)粉質(zhì)黏土、砂類土等，未見特殊土分布，土體工程地質(zhì)性能一般，承載力一般，可能引發(fā)和遭受的地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性小，作為規(guī)劃建設(shè)用地是基本適宜的。

（3）建設(shè)用地地質(zhì)環(huán)境適宜性差區(qū)（Ⅲ）。本區(qū)地貌主要為一級(jí)階地，局部為河漫灘、殘丘等，地形較平坦，地質(zhì)構(gòu)造簡單，地下水位較淺，多數(shù)在1～3m，本區(qū)存在軟土層及粉細(xì)砂層，可能會(huì)引發(fā)軟土變形及飽和砂土地基液化，工程地質(zhì)性能較差，承載力低，可能引發(fā)和遭受的地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性小，同時(shí)該區(qū)域多為農(nóng)墾區(qū)，并考慮到重要的生態(tài)景點(diǎn)，如淠河國家濕地公園、南湖濕地公園、大公堰濕地公園等。作為規(guī)劃建設(shè)用地是適宜性較差的。

3 結(jié)語

（1）依據(jù)六安市規(guī)劃區(qū)建設(shè)用地地質(zhì)環(huán)境適宜性評(píng)價(jià)研究計(jì)算，將研究區(qū)建設(shè)用地地質(zhì)環(huán)境適宜性劃分為建設(shè)用地地質(zhì)環(huán)境適宜區(qū)（Ⅰ）、基本適宜區(qū)（Ⅱ）、適宜性差區(qū)（Ⅲ）三種類型。

（2）在選取評(píng)價(jià)因子時(shí)未考慮城市地質(zhì)災(zāi)害因素，后續(xù)研究和實(shí)踐過程中應(yīng)進(jìn)一步分析城市地質(zhì)災(zāi)害對(duì)地質(zhì)環(huán)境適宜性的影響。

（3）六安市規(guī)劃區(qū)城市建設(shè)用地地質(zhì)環(huán)境適宜性評(píng)價(jià)的可視化分區(qū)，為日后城市建設(shè)、土地資源開發(fā)和利用提供了良好的理論依據(jù)。