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

董永智，魏勇齊，霍瑜劍

(河南省資源環(huán)境調(diào)查一院，河南 鄭州 450000)

城市建設(shè)用地地質(zhì)環(huán)境適應(yīng)性評(píng)價(jià)是就城市地質(zhì)環(huán)境對(duì)城市工程建設(shè)規(guī)劃和實(shí)施的適宜度進(jìn)行評(píng)價(jià)工作。主要方法步驟是，先對(duì)評(píng)價(jià)區(qū)進(jìn)行評(píng)價(jià)單元的劃分，確定出主要影響城市建設(shè)用地地質(zhì)環(huán)境適宜性因素和各因素所包含的各個(gè)影響因子，再根據(jù)各影響因素相對(duì)重要程度，采用層次分析法，構(gòu)造出影響因素的判斷矩陣，確定出影響因子的權(quán)重后，根據(jù)影響因子在各評(píng)價(jià)單元上的初始權(quán)重與相應(yīng)影響因子權(quán)重的乘積，得出該影響因子在各評(píng)價(jià)單元上的得分，最后將各影響因子最終得分求和，即可得出各評(píng)價(jià)單元上建設(shè)用地適宜性評(píng)價(jià)最后得分。根據(jù)各評(píng)價(jià)單元得分情況，將分值在同一區(qū)間的單元合并成分區(qū)。再以得分判斷分區(qū)為基礎(chǔ)，結(jié)合分區(qū)地質(zhì)地貌條件，對(duì)分區(qū)界限加以修正，得出最終評(píng)價(jià)成果[1-3]。

1 工程概況

根據(jù)汝州市人民政府和上海同濟(jì)城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院編制的《汝州市城鄉(xiāng)總體規(guī)劃(2015—2030)》，本次工作的具體范圍為汝州市城市遠(yuǎn)景規(guī)劃區(qū)范圍，包括汝州市中心城區(qū)、近郊區(qū)以及城市行政區(qū)域內(nèi)因城市建設(shè)和發(fā)展需要實(shí)行規(guī)劃控制的區(qū)域。具體范圍：北至騎嶺鄉(xiāng)、米廟鎮(zhèn)北部邊界，東至米廟鎮(zhèn)東部邊界，南至王寨鄉(xiāng)南部邊界，西至王寨鄉(xiāng)、騎嶺鄉(xiāng)西部邊界，工作區(qū)總面積404 km2(圖1)。

圖1 汝州市城市地質(zhì)調(diào)查工作區(qū)范圍

根據(jù)汝州市發(fā)展規(guī)劃，至2030年汝州市城市規(guī)模要達(dá)到大城市規(guī)模，此次城市地質(zhì)調(diào)查根據(jù)環(huán)境地質(zhì)條件的變化、環(huán)境地質(zhì)問題的嚴(yán)重程度以及研究程度的差異，劃分出一般調(diào)查區(qū)和重點(diǎn)調(diào)查區(qū)。工作遠(yuǎn)景規(guī)劃區(qū)劃為一般調(diào)查區(qū)，中心城區(qū)劃為重點(diǎn)調(diào)查區(qū)，在遠(yuǎn)景規(guī)劃區(qū)進(jìn)行1/2.5萬綜合城市地質(zhì)調(diào)查，面積404 km2；在中心城區(qū)進(jìn)行1/1萬專項(xiàng)城市地質(zhì)調(diào)查，面積92 km2。

2 評(píng)價(jià)區(qū)范圍及評(píng)價(jià)單元的劃分

此次評(píng)價(jià)區(qū)范圍以城市地質(zhì)調(diào)查工作區(qū)范圍內(nèi)扣除基本農(nóng)田范圍和已建城區(qū)范圍之后的區(qū)域?yàn)橹鳎粗粚?duì)《河南省汝州市城鄉(xiāng)總體規(guī)劃(2015—2030年)》規(guī)劃建設(shè)用地范圍進(jìn)行評(píng)價(jià)，基本農(nóng)田及已建城區(qū)不再進(jìn)行地質(zhì)環(huán)境適宜性評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)區(qū)總面積約70.49 km2。考慮汝州市遠(yuǎn)期城市規(guī)劃情況，兼顧評(píng)價(jià)工作精度和評(píng)價(jià)工作量的大小，每個(gè)規(guī)劃村莊作為1個(gè)評(píng)價(jià)單元，將中心城區(qū)剖分為94個(gè)面積為4 km2的評(píng)價(jià)單元，共計(jì)138個(gè)評(píng)價(jià)單元。評(píng)價(jià)區(qū)范圍及評(píng)價(jià)單元的劃分如圖2所示。

圖2 評(píng)價(jià)區(qū)范圍及評(píng)價(jià)單元的劃分

3 評(píng)價(jià)因子的確定

城市建設(shè)用地適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系由多個(gè)評(píng)價(jià)因子構(gòu)成[4-6]。評(píng)價(jià)因子的選取、確定應(yīng)體現(xiàn)重要性、普遍性和差異性的原則。影響城市建設(shè)用地適宜性評(píng)價(jià)主要因素包括自然地理?xiàng)l件、水文地質(zhì)條件、工程地質(zhì)條件、環(huán)境地質(zhì)條件和社會(huì)影響條件五大類。其中每一類影響因素條件又可細(xì)分為若干個(gè)評(píng)價(jià)影響因子，綜合考慮各影響因子的相互作用、相互影響的前提下，構(gòu)建出城市建設(shè)用地適宜性評(píng)價(jià)層次結(jié)構(gòu)(圖3)。

圖3 城市建設(shè)用地適宜性評(píng)價(jià)層次結(jié)構(gòu)

4 構(gòu)造判斷矩陣

根據(jù)汝州市遠(yuǎn)期城市發(fā)展規(guī)劃布局和城市建設(shè)用地的各項(xiàng)影響因素在建設(shè)用地適應(yīng)性評(píng)價(jià)中所占的比重，各因素重要性由重到輕排序?yàn)閇7-9]：工程地質(zhì)條件(B3)>地形地貌條件(B1)>水文地質(zhì)條件(B2)>環(huán)境地質(zhì)條件(B4)>社會(huì)影響條件(B5)。

將上述各條件兩兩進(jìn)行比較，可以構(gòu)造出目標(biāo)層A與制約因素層B之間的A-B五階判斷矩陣：

(1)

其中，影響因子B2、B3、B4又分別包括3、3、2個(gè)子因子，對(duì)于各Ci子影響因子在影響因子Bi中所占的權(quán)重也應(yīng)構(gòu)造出判斷矩陣來確定，構(gòu)造B-C判斷矩陣：

(2)

5 評(píng)價(jià)因子權(quán)重的求取

(3)

式中，λmax為判斷矩陣A的最大特征值；n為判斷矩陣階數(shù)。

影響子因子Ci在目標(biāo)評(píng)價(jià)A中所占的權(quán)重由式(4)求得：

Zi=Xi×Yi

(4)

式中，Zi為制約子因子Ci在目標(biāo)評(píng)價(jià)結(jié)果A中所占的實(shí)際權(quán)重；Xi為制約因子Bi在目標(biāo)評(píng)價(jià)結(jié)果A中所占的權(quán)重；Yi為制約子因子Ci在制約因子Bi中所占的權(quán)重。

6 評(píng)價(jià)單元初始權(quán)值確定

評(píng)價(jià)區(qū)面積較大，區(qū)內(nèi)地貌單元相對(duì)較齊全，各評(píng)價(jià)單元的地質(zhì)環(huán)境特征差異性較大，對(duì)工程建設(shè)的影響的利弊方向不盡相同，因此需要一種相對(duì)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)來評(píng)價(jià)。基于上述考慮，綜合各影響因子包括影響子因子對(duì)城市地質(zhì)環(huán)境適宜性評(píng)價(jià)影響強(qiáng)弱進(jìn)行分級(jí)，然后根據(jù)評(píng)價(jià)單元中各項(xiàng)影響因子所處的級(jí)別，賦予評(píng)價(jià)單元上該影響因子的初始權(quán)值。

城市建設(shè)地質(zhì)環(huán)境適宜性評(píng)價(jià)主要影響因子包括：自然地理?xiàng)l件、工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件、環(huán)境地質(zhì)條件和社會(huì)影響條件。影響因子的初始權(quán)值確定標(biāo)準(zhǔn)見表1—表5。

表1 自然地理?xiàng)l件權(quán)值確定(B1)

表2 水文地質(zhì)條件權(quán)值確定(B2)

表3 工程地質(zhì)條件權(quán)值確定(B3)

表4 環(huán)境地質(zhì)條件權(quán)值確定(B4)

表5 社會(huì)影響條件權(quán)值確定(B5)

7 數(shù)學(xué)模型和評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)

城市建設(shè)用地地質(zhì)環(huán)境適宜性層次分析的綜合評(píng)判采取百分制，其數(shù)學(xué)模型見式(5)。Z為場地適宜性等級(jí)最終得分。

(5)

根據(jù)目前相關(guān)研究成果和先進(jìn)城市成功實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，城市建設(shè)用地地質(zhì)環(huán)境適宜性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)見表6。

表6 城市建設(shè)用地地質(zhì)環(huán)境適宜性分級(jí)

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

汝州市地貌依據(jù)成因類型和形態(tài)差異，由南向北可劃分為沖積平原地貌、山前沖洪積扇傾斜平原、丘陵、中低山區(qū)4大類，地貌類型、地層結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單。根據(jù)河南省國土資源廳《城市地質(zhì)調(diào)查技術(shù)要求(1∶25 000)》中建設(shè)用地地質(zhì)環(huán)境適宜性評(píng)價(jià)的要求，兼顧評(píng)價(jià)精度和評(píng)價(jià)統(tǒng)計(jì)工作量，每個(gè)規(guī)劃村莊及建設(shè)用地范圍作為一個(gè)評(píng)價(jià)單元，將中心城區(qū)剖分為94個(gè)評(píng)價(jià)單元，全區(qū)共計(jì)138個(gè)評(píng)價(jià)單元，并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)確定各評(píng)價(jià)因子在評(píng)價(jià)單元中的初始權(quán)值，按照評(píng)價(jià)數(shù)學(xué)模型式(5)得出各評(píng)價(jià)單元地質(zhì)環(huán)境適宜性的分值，然后對(duì)照表6的結(jié)果確定評(píng)價(jià)單元的地質(zhì)環(huán)境適宜性分級(jí)，將分級(jí)相同的評(píng)價(jià)單元合并成分區(qū)。汝州市城市建設(shè)用地地質(zhì)環(huán)境適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果見表7。

表7 汝州市城市建設(shè)用地地質(zhì)環(huán)境適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果

由于評(píng)價(jià)影響因子的多樣化，城市建設(shè)用地地質(zhì)環(huán)境適宜性較差或差的分區(qū)，其根本原因是有一定差異的。城市規(guī)劃建設(shè)用地可根據(jù)地質(zhì)環(huán)境的主要影響因素，合理布局城市規(guī)劃方案。

綜合自然地理?xiàng)l件、水文地質(zhì)條件、工程地質(zhì)條件、環(huán)境地質(zhì)條件和社會(huì)影響條件五大類評(píng)價(jià)因子的影響，采用層次分析的方法，汝州市城市建設(shè)地質(zhì)環(huán)境適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果分區(qū)結(jié)果如4所示。

(1)適宜區(qū)(Ⅰ區(qū))。主要分布在汝河以南汝州市老城區(qū)的東拓區(qū)及南京—洛陽高速公路以北的汝南產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)北部的山前沖洪積平原及河流沖積平原地段，該區(qū)地形平坦，地下水位埋深較大，無特殊類巖土分布，淺部巖土體工程地質(zhì)條件好，地基承載力特征值較高，區(qū)域穩(wěn)定性好，無典型地質(zhì)災(zāi)害類型分布，環(huán)境承受能力強(qiáng)。適宜工業(yè)、民用、企事業(yè)機(jī)構(gòu)、交通、綠化等各種類型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。

(2)較適宜區(qū)(Ⅱ區(qū))。主要分布在譚莊、吳洼村一帶，米廟鎮(zhèn)周邊，魏朝線周邊汝南產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)東部及田堂村、小陳村一帶的山前沖洪積平原地段。該區(qū)地形較平坦，地下水位埋深較大，無特殊類巖土分布，淺部巖土體工程地質(zhì)條件較好，地基承載力特征值較高，區(qū)域穩(wěn)定性好，無典型地質(zhì)災(zāi)害類型分布，環(huán)境承受能力較強(qiáng)。適宜于工業(yè)、民用、企事業(yè)機(jī)構(gòu)、交通、綠化等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。

(3)一般適宜區(qū)(Ⅲ區(qū))。主要分布在謝灣、張灣、北溝李、牛溝一帶，孫莊、大李莊、上陳、袁莊一線南部的汝南產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)的丘陵及山前沖洪積平原地段。謝灣、張灣、北溝李、牛溝一帶地形起伏較大，地下水位埋深較大或較淺，巖土體工程地質(zhì)條件較好，地基承載力特征值較高，區(qū)域穩(wěn)定性好，無典型地質(zhì)災(zāi)害類型分布，環(huán)境承受能力較強(qiáng)。適宜于中小型工業(yè)、民用建筑用地和交通、綠化等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。孫莊、大李莊、上陳、袁莊一線南部的汝南產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)地形起伏較大，地下水位埋深較淺，巖土體工程地質(zhì)條件較好，地基承載力特征值較高，區(qū)域穩(wěn)定性好，無典型地質(zhì)災(zāi)害類型分布，環(huán)境承受能力較強(qiáng)。適宜于中小型工業(yè)、民用建筑用地和交通、綠化等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。對(duì)環(huán)境有較大影響的、存在對(duì)水土有污染威脅的工業(yè)用地不宜規(guī)劃。

圖4 汝州市建設(shè)用地地質(zhì)環(huán)境適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果

(4)較不適宜區(qū)(Ⅳ區(qū))。主要分布在董溝、下莊一帶及東溝、東膊羅蓋、王德樓一帶的丘陵地帶。該區(qū)地形起伏較大，工程地質(zhì)條件較差，地基承載力特征值較低，區(qū)域穩(wěn)定性好，局部地段存在發(fā)生小型崩塌的可能性，易發(fā)性中等，環(huán)境承受能力較強(qiáng)，離市區(qū)較遠(yuǎn)，土地利用價(jià)值較低，適宜于中小型工業(yè)、民用和交通、綠化等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。

9 結(jié)論

通過整體對(duì)汝州市城市規(guī)劃區(qū)內(nèi)建設(shè)用地適宜性進(jìn)行了評(píng)價(jià)，查明了地質(zhì)災(zāi)害的類型、分布、成因和危害程度，劃分了地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性和危險(xiǎn)性分區(qū)，提升了城市信息化建設(shè)水平和信息化服務(wù)質(zhì)量，為城市建設(shè)提供了科學(xué)的決策依據(jù)。