鹽城市地質環境質量評價與區劃

顧晟彥 王澤宇 莊磊 王丹

（江蘇省地質勘查技術院 江蘇南京 210000）

0 引言

隨著人口和經濟的迅速增長以及城市化、工業化進程的不斷加快，造成了自然資源的急劇消耗以及地質環境的加速破壞，威脅人類的生存發展。江蘇省鹽城市是我國長江流域中下游地區最重要的農業生產基地和沿海新興工商業城市，隨著“江蘇省沿海地區發展規劃”和“江淮生態經濟區發展規劃”的陸續批準實施，經濟建設與環境保護均被列入鹽城發展的主題，因此工程活動與地質環境如何和諧發展顯得尤為重要，這就迫切需要開展地質環境質量評價，合理劃定地質環境區域［1-2］。

地質環境質量評價是環境質量評價的重要組成部分，自20 世紀六七十年代以來，國內外多位學者就地質災害、自然災害、水土污染、地表變形及區域穩定性等方面進行研究，開展了多元化的區域地質、礦山地質、城市地質等綜合地質環境質量評價，取得了卓有成效的工作［3-5］。為了有效保護研究區的地質環境，本文基于鹽城地質條件的穩定性，地質環境抵抗人類干擾能力以及地質環境承受污染及破壞的程度等，重點針對地面沉降、地下水污染、土壤污染和海岸侵蝕淤積等典型地質環境問題，以MapGIS 為基礎平臺，利用層次分析-綜合指數法對城市地質環境質量進行綜合評價，從而在地質環境信息方面為城市的建設、管理和規劃提供相應的決策支持，在城市建設中最大限度地實現地質資源環境的優化配置，實現城市建設經濟、安全的目標。

1 地質環境背景

1.1 地質地貌概況

鹽城市地處我國東部沿海地帶，區內人口密集，經濟、交通發達，河渠縱橫、水網密布，灘涂資源豐富。研究區地貌均為平原，除廢黃河高漫灘及鹽阜一線斷續分布的古砂堤標高＞4 m外，地面高程基本在1.6～2.4 m 之間。區內地層主要為厚度數百至數千米的第四紀與新近紀沉積物，多為淤泥、淤泥質黏土、粉質黏土、粉土、粉砂等組成的多層狀結構的松散沉積物。本區斷裂構造主要為北東向、北西向的隱伏斷裂，活動時期均早于第三紀，后期活動跡象少見，區域穩定性較好［6］。

1.2 水文地質條件

研究區可分為長江下游、淮河流域、沂沭泗3 個地下水系統，大部分地區自上而下發育松散層孔隙潛水和第Ⅰ、第Ⅱ、第Ⅲ、第Ⅳ、第Ⅴ承壓含水層（組）。由于歷史上多次海侵海退［7-8］，加上局部海水倒灌的影響，地表水和淺層地下水（潛水、第Ⅰ承壓含水層）水質較差，深層地下水大部分水質優良，其中第Ⅱ、第Ⅲ和第Ⅳ承壓含水層是研究區當前地下水主要開采層。

1.3 工程地質條件

鹽城市屬于松散沉積平原區，基底構造為凹陷區，鄰近黃海之濱，第四紀以來的海陸變遷及入海河口的側向前移，不僅使松散層沉積厚度大，而且層序疊置、交錯，巖土結構較為復雜。

1.4 主要地質環境問題

鹽城市地處蘇中平原的沿海地區，地下水水量豐富，但受徑流條件及地勢低洼海水入侵等影響［9-10］，地表水和淺層地下水的水質多為咸水和微咸水，且水體受到生活、農業活動的污染。此外由于近幾十年深層地下水的大量開采，已導致地下水水位下降，出現了水位降落漏斗并引發了地面沉降，加劇海水入侵、水質咸化等地質環境問題［11］。鹽城市農業資源優勢明顯，但局部土壤鹽漬化［12］問題由來已久。鹽城市海岸線長，灘涂資源極為豐富，但一直存在高潮灘淤漲、低灘侵蝕，圍墾量遠大于淤漲量，灘涂資源減少等問題，詳見圖1。

圖1 鹽城市主要地質環境問題

2 地質環境質量評價指標體系

2.1 評價方法

地質環境是一個復雜系統，評價指標應相互獨立，又具有一定的隸屬關系，需要建立綜合模型方法來進行定量化處理［13］。目前國內外有關地質環境質量評價方面的研究中常采用層次分析法、模糊綜合評判法、專家評分法、人工神經網絡法、概率統計法、證據權法等［14］。這些評價方法都從不同方面反映了地質環境質量及其影響因素的不確定性，其中層次分析法由于能把復雜系統的決策思維進行層次化，在決策過程中能夠很好的結合定性和定量因素，在目標結構復雜、必要數據缺乏的情況下，進行分析決策具有較大的優勢。特別是對于一些復雜的難以完全量化的問題，決策效果比較令人滿意。研究利用MapGIS 為載體的層次分析-綜合指數法進行地質環境質量評價，主要步驟為：選擇評價指標→構建多層次模型并確定單指標等級→結合資料和專家評分給指標賦值→通過層次分析法確定指標權重→通過綜合指數法確定地質環境質量→選擇MapGIS 的空間分析功能進行數據疊加并分區成圖，見圖2。

圖2 鹽城市地質環境質量區劃流程圖

2.2 評價指標確定

構建地質環境評價指標體系是開展地質環境質量評價的前提，主要是從地質環境的自然屬性基礎上，突出地質環境要素與人類活動之間的作用關系，以達到發現問題，為后續規劃建設提供依據的目的［15］。因此選取科學合理的評價指標對于地質環境質量評價起著至關重要的作用，應盡可能選取影響鹽城地質環境質量的決定性因素［16］。指標選取原則注重針對性，要求簡明扼要、數據可量化并易取得。針對鹽城地區的實際情況，構建了3 個層次的地質環境質量評價指標體系，第一層次是目標層，即鹽城市地質環境質量；第二層次是要素層，主要包括區域穩定性、水文地質條件、地球化學背景和主要地質環境問題這4 方面；第3 層次是指標層，即每一個評價要素的具體指標，共選取了15 個評價指標來分析研究區地質環境質量水平（表1）。

表1 地質環境質量評價指標體系及分級標準

2.3 評價指標體系建立及權重確定

各指標對地質環境質量的貢獻大小，主要通過各指標對地質環境影響的作用機制、范圍及強度的空間分布特征等來判定。通過歸類和分級處理，把評價系統分成評價要素和指標2 個層次，分別進行量化打分、構造判斷矩陣，采用“和積法”計算各個評價指標對上一層的權重及各要素對目標層的權重（表2），具體步驟見［17］。然后進行地質環境質量綜合評價。計算方法見式（1）。

表2 地質環境質量評價指標量化評分

式中：A 為地質環境質量指數值；aij為該評價單元中i 評價要素中j 評價指標的權重值；bij為i 評價要素中j 評價指標的性狀數據取值（評分值）；ci為評價要素的權重值；n 為評價要素總數；m 為該評價單元中i 評價要素中的評價指標總數。

3 分區評價結果與分析

收集整理鹽城地區上述評價指標體系的相關資料，建立區域穩定性、水文地質條件、地球化學背景和主要地質環境問題等評價要素空間分析功能，提取軟土厚度、砂土厚度、富水性、含水層厚度、滲透系、水位埋深、凈補給、土地利用現狀、土壤環境質量、地面沉降、淺層地下水污染、深層地下水污染、土壤污染、土壤鹽漬化和岸線穩定性等定量化信息，并采用10 m×10 m 的單元網格對研究區進行劃分，應用評價模型對每一單元進行地質環境質量指數的權重線性疊加計算，獲取定量化的地質環境質量。根據評價結果將地質環境質量分為優、良、中、差4 個等級，具體標準為：優區（1.908～2.122）、良好區（1.593～1.908）、中等區（1.378～1.593）和差區（0.864～1.378），并完成地質環境質量分區，見圖3。

3.1 地質環境質量優區

優區主要分布在鹽城中西部和東南部地區，面積約2 752.94 km2，占全區總面積的16.26%。區內地下水開采強度小，地面沉降問題輕微；水文地質條件好，抵御污染能力較強；土壤環境質量好，輕度或無鹽漬化和污染問題。

3.2 地質環境質量良好區

良好區主要分布在鹽城中西部、南部以及中、南部沿海地區，面積約5 393.51 km2，占全區總面積的31.86%。區內地下水開采強度小，地面沉降問題輕微；水文地質條件較好，抵御污染能力較強，中、南部沿海地區水質一般；土壤環境質量良好，基本無污染問題，輕度或無鹽漬化；岸線屬穩定岸段或弱侵蝕淤積岸段。

3.3 地質環境質量中等區

中等區主要分布在鹽城市北部、中部和沿海的絕大部分地區，基本連成一片，面積約6 317.24 km2，占全區總面積的37.31%。區內地下水開采較為強烈，地面沉降區問題比較大，分布有多處地面沉降漏斗區和地下水水位漏斗區，但無漏斗中心；中東部、東南部部分地下水已受污染，其他地區地下水水質一般；土壤質量一般，沿海地區已出現鹽漬化現象；岸線屬穩定岸段、弱侵蝕岸段或強侵蝕岸段。

3.4 地質環境質量差區

差區主要分布在鹽城市中心、北部濱阜響射的縣城周邊、陳家港、濱海港以及東南部的大豐港等地區，面積約2 467.31 km2，占全區總面積的14.57%。區內地下水開采強烈，分布有多處地面沉降漏斗中心和地下水水位降落漏斗中心，地面沉降問題極為嚴峻；本區位于工農業發達地區，北部有高污染密集企業區，土壤、地下水均受到不同程度的污染。

4 結論

（1）地質環境質量評價是環境地質工作的主要任務之一。地質環境質量評價工作應通過系統分析研究區的地質環境和人類活動特點等入手，重點針對已發生的地質環境問題，建立具地方特色、操作便捷的評價指標體系，開展地質環境質量評價和分區，并在此基礎上預測區內地質環境變化及可能出現的地質環境問題，制定合理的保護措施，為地質環境監測、保護及國土整治等工作提供決策依據。

（2）利用層次分析-綜合指數法建立了評價指標體系，選取與研究區地質環境質量具有顯著影響作用的誘發因子，如砂土厚度、軟土厚度、富水性、含水層厚度、滲透系、水位埋深、凈補給、土地利用現狀、土壤環境質量、地面沉降、淺層地下水污染、深層地下水污染、土壤污染、土壤鹽漬化和岸線穩定性等作為指標層；確定區域穩定性、水文地質條件、地球化學背景和主要地質環境問題為要素層；并針對鹽城地區特點建立了分級標準，為準確評價地質環境質量奠定了基礎。

（3）利用單元劃分法將研究區劃分215 個評價單元，利用MapGIS 空間分析功能將鹽城地區地質環境質量分為優、良、中、差4 個等級，并詳細分析了地質環境質量差區和中等區的具體地質環境問題，可以為國土空間規劃提供優質的地質服務，為區域地質環境監測布設和地質環境問題的治理提供決策支持。