風險評價在山區城市規劃建設中的應用

陳曉嵐 張復金 洪 波

1 城市規劃思路

山區城市地形條件特殊,一般都靠山傍河修建,地勢陡峭,地質環境復雜,能用于城市建設的范圍狹小,城市建設往往要遭受自然災害、人為災害等環境風險的威脅。通過對規劃區地質環境風險的分析,可提前預知規劃區工程建設存在的地質環境風險類型及風險大小,以此為依據,判定規劃區建設適宜性,為決策部門調整規劃內容及格局提供依據,達到合理利用土地資源的目的。山區城市規劃思路見圖1。

2 城市地質環境風險評價方法探討

城市地質環境風險主要由地質環境條件復雜程度、地質災害危險程度和環境污染程度三方面組成,在參考國內外風險評價理論及模型后,擬采用綜合指數法進行評價,公式如下:

其中,Fi為第i單元的風險指數;H環i為第i單元的地質環境危險程度指數;S損i為第i單元的城市易損性指數;D地i為第i單元的地質環境條件復雜程度指數;Z災i為第i單元的地質災害危險性指數;W污i為第i單元的環境污染程度指數;a1i,a2i,a3i,a4i,a5i分別為H環i,S損i,D地i,Z災i,W污i的權重。

根據式(1)計算結果,結合歷史風險和潛在風險對典型代表單元風險等級進行判定,分析典型單元與其他單元的風險指數對應關系,確定城市地質環境風險等級的臨界值,將城市地質環境風險(Fi)劃分為風險高、風險中等、風險低三級。

2.1 地質環境條件復雜程度指數

地質環境條件復雜程度主要由地形地貌、巖層傾角、巖土特征、土層厚度、水文地質條件、不良地質現象、破壞地質環境的人類工程活動7個因素決定,用下式表示:

其中,aij為第i個單元第j個評價因子的權重;Qij為第i個單元第j個評價因子值。

根據式(3)計算各評價單元的地質環境條件復雜程度指數D地i,依據典型代表單元的地質環境程度,將各單元劃分為地質環境條件復雜(D地i≥0.75)、地質環境條件較復雜(0.5≤D地i＜0.75)、地質環境條件簡單(D地i＜0.5)三級。

2.2 地質災害危險性指數

地質災害危險性取決于地形地貌、地層巖性、巖土體結構、地表水與地下水、降雨、新構造活動與地震、人類工程活動、地質災害變形階段和穩定程度9個因子,采用如下公式進行疊加運算:

其中,aij為第i個單元第j個評價因子的權重;Xij為第i個單元第j個評價因子值。

根據式(4)計算各評價單元的地質災害危險性指數 Z災i,依據典型代表單元的歷史危險程度和潛在危險程度,將各單元劃分為高危險區(Z災i≥0.8)、中危險區(0.5≤Z災i＜0.8)、低危險區(Z災i＜0.5)三級。

2.3 環境污染程度指數

環境污染程度包括水體、大氣、土地污染三個方面,用下式計算:

其中,aij為第i個單元第j個評價因子的權重;Wij為第i個單元第j個評價因子值。

根據式(5)計算各評價單元的環境污染程度指數 W污i,依據典型代表單元的歷史污染程度和潛在污染程度,將各單元劃分為重度污染區(W污i≥0.6)、中度污染區(0.3≤W污i＜0.6)、輕度污染區(W污i＜0.3)三級。

2.4 城市易損性指數

易損性指標主要由生命損失、財產損失、社會經濟損失和環境損失四部分構成,用下式表示:

其中,S損i為第i個單元的地質災害易損性指數;S值i為評價單元易損性賦值;a為損失率;Y損為第i單元第j個評價因子損失指數;Y損ij為第i單元第j個評價因子損失值;Yjmax為第 j個評價因子的損失最大值。

首先用式(7)計算各因子的易損等級,將各因子劃分為高易損(Y損≥0.7)、中易損(0.40＜Y損＜0.7)、低易損(Y損≤0.40)三級,并分別賦值S值i=3,2,1。Y值取評價因子賦值中的最大值,有兩個或以上評價因子賦值為3時,Y值=4。再據式(6)計算各評價單元的地質災害易損性指數S損i,依據典型代表單元的歷史易損程度和潛在易損程度,將各單元劃分為高易損區(S損i≥0.65)、中易損區(0.45≤S損i＜0.65)、輕易損區(S損i＜0.45)三級。

城市地質環境風險評價流程見圖2。

3 風險評價與城市用地規劃的對應關系

城市地質環境風險評價是研究城市地質環境對城市建設可能造成的危害和損失,用定量的方法確定其風險大小,探索城市建設與地質環境的匹配程度,匹配程度越高,工程建設適宜性越好,規劃內容遭受不良地質環境的風險則越小,反之,匹配程度越低,工程建設適宜性越差,規劃內容遭受不良地質環境的風險則越高。

4 實例應用

下面以重慶市巫山縣新城為例介紹風險評價在山區城市規劃建設中的應用。

4.1 地質環境風險評價

在對巫山縣新城地質環境條件、地質災害發育程度、環境污染程度等綜合調查分析后,采用上述評價方法,對各評價因子賦值,分塊分別計算地質環境條件復雜程度指數、地質災害危險性指數、環境污染程度指數;再據城市現狀建設,結合城市發展規劃,計算城市易損性指數;最后計算各分區單元的地質環境風險指數。依據典型代表單元的歷史風險和潛在風險,計算風險等級臨界值F閾:F閾大=0.70,F閾小=0.45,根據地質環境風險等級閾值W閾大,W閾小和每個分區單元的地質環境風險指數進行地質環境風險程度判定:風險高(Fi≥0.7)、風險中等(0.45≤Fi＜0.7)、風險低(Fi＜0.45)。整個評價過程借助于GIS技術,包括收錄圖形數據、劃分評價單元、處理評價結果和成圖,評價結果見圖3。

4.2 規劃建議

依據巫山縣新城規劃區地質環境風險評價結果,可以將規劃區用地劃分為不適宜城市建設區(Ⅰ)、基本適宜城市建設區(Ⅱ)、適宜城市建設區(Ⅲ)三類(見圖3)。

5 結語

城市地質環境風險評估體系的建立,可以對城市規劃區地質環境風險有一個科學的評價,根據風險評價結果,找出風險存在的具體指標,對癥下藥,采取科學、合理、針對性強的風險管理對策,這樣既達到避免城市地質環境風險發生,確保人民生命財產安全,又能控制建設投資,達到城市建設和環境保護雙贏的目的,其市場前景非常廣闊。