容穗紅,張慶華

(廣州市城市規(guī)劃勘測設(shè)計研究院,廣東廣州 510060)

面向城市規(guī)劃的地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評價

容穗紅?,張慶華

(廣州市城市規(guī)劃勘測設(shè)計研究院,廣東廣州 510060)

根據(jù)面向城市總體規(guī)劃階段和詳細規(guī)劃階段地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評價的要求,提出評價的工作內(nèi)容,并通過具體的工程實例探討面向城市規(guī)劃地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量量化評價方法,目的是為城市規(guī)劃建設(shè)、土地利用和防災(zāi)減災(zāi)提供具有針對性、實用性和超前性的詳細地質(zhì)數(shù)據(jù)資料成果。實現(xiàn)合理開發(fā)利用城市地質(zhì)環(huán)境、加強城市的建設(shè)管理、地質(zhì)災(zāi)害的風險管理,從而謀求城市地質(zhì)環(huán)境的可持續(xù)利用。

城市規(guī)劃;地質(zhì)環(huán)境;地質(zhì)災(zāi)害

1 引 言

城市地質(zhì)環(huán)境評價是城市規(guī)劃中一項重要且必要的基礎(chǔ)性工作,其主要任務(wù)是研究城市建設(shè)與地質(zhì)環(huán)境的相互制約、相互依存關(guān)系,評價與城市布局、工程建設(shè)及運營、土地功能區(qū)劃等有關(guān)的地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量,預(yù)測城市作用下的次生工程地質(zhì)問題、環(huán)境問題及地質(zhì)災(zāi)害問題并提出防治措施,實現(xiàn)城市規(guī)劃與地質(zhì)環(huán)境條件優(yōu)化組合,避免城市盲目發(fā)展[1～4]。

2 評價要求

地質(zhì)環(huán)境評價應(yīng)在充分認識工程地質(zhì)環(huán)境的基礎(chǔ)上,對特定地質(zhì)環(huán)境下的城市工程建設(shè)進行適宜性評價,并對工程建設(shè)及工程運營過程中可能產(chǎn)生的地質(zhì)環(huán)境效應(yīng)作出評估和預(yù)測,實現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害的風險管理。

因此,需要跳出以界定地質(zhì)環(huán)境對人類工程經(jīng)濟活動滿足程度為主要內(nèi)容的適宜性評價的狹隘視角,探索滿足各階段城市規(guī)劃要求的地質(zhì)環(huán)境評價體系與方法,即涵蓋城市地質(zhì)環(huán)境工程功能區(qū)劃、城市地質(zhì)環(huán)境工程容量評價、地質(zhì)災(zāi)害防治風險管理研究等系列內(nèi)容[2]。通過該系列研究和評價,合理規(guī)劃利用地質(zhì)環(huán)境,確定恰當?shù)拈_發(fā)方式、功能布局和地質(zhì)環(huán)境功能區(qū)的包容能力,測算每個規(guī)劃功能區(qū)遭遇地質(zhì)災(zāi)害風險的概率及其可接受性,提出一旦發(fā)生超出可接受風險等級的地質(zhì)災(zāi)害而如何減輕的指導意見。

3 工作內(nèi)容

根據(jù)《中華人民共和國城鄉(xiāng)規(guī)劃法》,一般城市規(guī)劃分為總體規(guī)劃和詳細規(guī)劃兩個階段。在不同的規(guī)劃階段,地質(zhì)環(huán)境評價的深度和廣度有很大的差別,評價的內(nèi)容亦不同,據(jù)此可分為總體規(guī)劃階段的地質(zhì)環(huán)境評價和詳細規(guī)劃階段的地質(zhì)環(huán)境評價。

3.1 總體規(guī)劃階段

總體規(guī)劃階段地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評價,以工程地質(zhì)測繪和調(diào)查為主,并輔以必要的地球物理勘探、鉆探、原位測試和室內(nèi)試驗工作,調(diào)查規(guī)劃區(qū)的工程地質(zhì)條件,對規(guī)劃區(qū)的場地穩(wěn)定性和工程建設(shè)適宜性進行總體評價。

評價應(yīng)根據(jù)總體規(guī)劃階段編制要求,結(jié)合各場地地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量綜合分析與評價成果,對規(guī)劃區(qū)內(nèi)用地選擇、功能分區(qū)、建設(shè)項目布置、地質(zhì)環(huán)境保護和防災(zāi)減災(zāi)等提出建議。

3.2 詳細規(guī)劃階段

詳細規(guī)劃階段分為控制性詳細規(guī)劃和修建性詳細規(guī)劃,主要采用綜合勘察手段,結(jié)合總體規(guī)劃勘察成果,對規(guī)劃區(qū)場地穩(wěn)定性和工程建設(shè)適宜性、環(huán)境容量,界定地質(zhì)環(huán)境對人類工程經(jīng)濟活動方式、規(guī)模和強度及持續(xù)時間的響應(yīng)能力,地質(zhì)環(huán)境功能區(qū)的包容能力進行分析評價。

在修建性詳細規(guī)劃階段,應(yīng)對規(guī)劃區(qū)范圍內(nèi)存在的地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象提出預(yù)防與避讓措施,劃定重點預(yù)防的地段;對各類適應(yīng)性分區(qū)內(nèi)的規(guī)劃用地的性質(zhì)、建筑強度等強制性指標提出相對應(yīng)的控制要求;對重要基礎(chǔ)設(shè)施、交通能源設(shè)施及其他對地質(zhì)條件有特殊要求的規(guī)劃建設(shè)用地提出防治地質(zhì)災(zāi)害規(guī)劃的控制要求。

4 地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量量化評價研究

根據(jù)《城鄉(xiāng)規(guī)劃工程地質(zhì)勘察規(guī)范》(CJJ57-2012)方法及理念,本文旨在探討采用層次分析法、多因子分級加權(quán)指數(shù)法定量評價地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量。

4.1 計算公式確定

采用評價單元的多因子分級加權(quán)指數(shù)和法,按式(1)進行計算評價單元的適宜性指數(shù)(IS)。

式中:n—參評一級因子總數(shù);

m—隸屬于第i項一級因子的參評二級因子總數(shù);

ω′i—第i項一級因子權(quán)重;

ω″ij—隸屬于第i項一級因子下的第j項二級因子的權(quán)重。

計算結(jié)果為百分制評分,IS值越大,則說明每個單元對應(yīng)的地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量越好。參照表1的判定。

表1 評價單元的地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量判定標準

4.2 確定評價單元的定量評價因子體系

評價單元的定量評價因子體系由一級因子層和二級因子層組成。綜合考慮廣州市地質(zhì)環(huán)境因素,經(jīng)專家打分,圈定一級因子層包括:地形地貌、水文、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、不良地質(zhì)作用和地質(zhì)災(zāi)害、活動斷裂和地震效應(yīng)等;二級因子層為反映一級因子主要特征的具體指標。如表2所示:

表2 評價因子的量化標準表

續(xù)表2

4.3 權(quán)重的確定與一致性檢驗

(1)權(quán)重的確定

評價指標的相對權(quán)重,按其對場地工程建設(shè)適宜性的影響程度確定。確定一級因子權(quán)重(ω′i)、二級因子權(quán)重(ω″ij)時應(yīng)滿足下列要求:

表3 因子權(quán)重取值

一級指標權(quán)重采用層次分析法,根據(jù)權(quán)重判斷矩陣確定。通過對規(guī)劃區(qū)各因素相對重要性的判斷,并引入合適的標度進行定量化,形成判斷矩陣。判斷矩陣表示上一層次的某一因素與本層次有關(guān)因素之間相對重要性的比較。

判斷矩陣K中各元素{Kij}表示在對上層因素Bk有聯(lián)系的因素中,第i因素與第j因素相比較,對于Bk因素相對的重要性程度。為使判斷定量化,采用Saaty提出的1～9標度方法,如表4所示。

上一步形成的判斷矩陣K,計算其最大特征根。最大特征根及其特征向量的精確算法可以用求矩陣特征根的方法求出所有特征根,然后再找一個最大的非零特征根,及其對應(yīng)的特征向量ωk。

表4 判斷矩陣標度及其含義

(2)判斷矩陣的一致性檢驗

各評價因子排序形成后,還要檢驗單排序的一致性,即當隨機一致性比率CR=CI/RI＜0.10時,認為層次單排序的結(jié)果有滿意的一致性,否則需要調(diào)整判斷矩陣的元素取值。其中CI=(λmax-n)/(n-1),稱為一致性指標。

RI稱為平均隨機一致性指標,它是用隨機方法構(gòu)造500個樣本矩陣,分別以n=1～9為階數(shù),計算其一致性指標CI=(λmax-n)/(n-1)的值,然后平均,即得到上述平均隨機一致性指標,其值按下列的RI表5取值。

表5 RI取值

5 工程實例

廣州市某重點區(qū)及周邊地塊地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評價[6],屬于詳細規(guī)劃階段的地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評價,位于廣州北部,面積約21.7 km2。要求進行1∶2.5萬～1∶5萬比例尺的工程地質(zhì)分區(qū)和建設(shè)工程適宜性評價,并在此基礎(chǔ)上進行地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量量化評價和工程建設(shè)經(jīng)濟性分析評價。

5.1 項目工作程序及流程

項目工作程序及流程如圖1所示。

圖1 項目工作程序及流程

5.2 地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量綜合評價

(1)劃分場地單元

以地形地貌、地層結(jié)構(gòu)特征及巖性等特征,結(jié)合地質(zhì)災(zāi)害分區(qū)界線劃分特征單元。采用物理疊加的方法,以數(shù)字地形圖為基礎(chǔ),將多源、多尺度的數(shù)據(jù)進行復合疊加處理,提取特征因素。綜合各因素特征(在本規(guī)劃區(qū),巖性是主要控制因素),共劃分為62個特征單元。

(2)確定指標因子權(quán)重

根據(jù)區(qū)內(nèi)的工程地質(zhì)特征,采用專家打分法確定區(qū)內(nèi)各指標權(quán)重如表6所示:

表6 各級指標權(quán)重表

續(xù)表6

(3)確定地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評價一級指標判斷矩陣如表7所示。

表7 地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量判斷矩陣

經(jīng)過式(2)計算得到該矩陣的特征向量(即為權(quán)重向量):

ωk=[0.50,0.20,0.10,0.07,0.05,0.04,0.04]

進行判斷矩陣的一致性檢驗,經(jīng)計算得CR的值為0.04＜0.10,說明構(gòu)建的規(guī)劃區(qū)地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量判斷矩陣滿足一致性要求。

(4)地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量綜合評價

利用式(1)對本區(qū)62個評價單元進行地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量量化評分,結(jié)果如圖2、圖3所示。根據(jù)地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評分成果,研究區(qū)主要得分在40分～90分,碎屑巖分布區(qū)(無煤礦采空區(qū))得分高,得分在75分～90分之間。石灰?guī)r分布區(qū)及采空區(qū)得分低,得分在40分～45分之間。

Ⅰ區(qū)—地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量優(yōu)良區(qū):

面積約10.16 km2,地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量量化評分在75分～90分之間,地質(zhì)環(huán)境條件優(yōu)良,為碎屑巖分布區(qū)(無煤礦采空分布亞區(qū)),地質(zhì)災(zāi)害不易誘發(fā)區(qū)。適合高強度開發(fā)?？梢?guī)劃布置各類住宅、商業(yè)、文化教育或工業(yè)等建筑和市政工程。

圖2 規(guī)劃區(qū)地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量分區(qū)評分圖

圖3 規(guī)劃區(qū)地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量綜合評價圖

Ⅱ區(qū)—地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量較差區(qū):

Ⅱ1區(qū):面積約1.59 km2,地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量量化評分在40分～42分之間,為碎屑巖分布區(qū)(有煤礦采空分布亞區(qū)),屬地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū)。本區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件較差,淺層采空區(qū)應(yīng)限制開發(fā)利用,不宜高強度開發(fā)。建議規(guī)劃布設(shè)多層或小高層建筑、柱荷載不大的工業(yè)廠房等,應(yīng)限制超高層等重大工程建設(shè)。可布設(shè)各種類型地下工程,應(yīng)避開淺埋采空區(qū)。

Ⅱ2區(qū):面積約9.95 km2,為石灰?guī)r分布區(qū),地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū)。不宜高強度開發(fā)。開展建設(shè)應(yīng)對巖溶區(qū)進行穩(wěn)定性評估,建議規(guī)劃布設(shè)多層或小高層建筑,超高層等重大工程宜避開溶洞發(fā)育地段。可布設(shè)淺埋地下工程,應(yīng)限制挖深超過15 m的地下工程。

6 結(jié) 語

本文結(jié)合城市規(guī)劃各階段提出開展城市地質(zhì)環(huán)境評價的思路、內(nèi)容與工作方法。目的是通過對地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量的綜合評價,為城市規(guī)劃、建設(shè)、土地利用和防災(zāi)減災(zāi)等提供具有針對性、實用性和超前性的詳細地質(zhì)數(shù)據(jù)資料成果,有效避免城市土地開發(fā)的盲目性;在開發(fā)建設(shè)和調(diào)整內(nèi)部用地結(jié)構(gòu)時可以予以指導,合理利用土地,提高土地經(jīng)濟效益和生態(tài)效益。還可根據(jù)地質(zhì)環(huán)境的制約因素,提高地質(zhì)環(huán)境優(yōu)勢區(qū)域利用率,控制地質(zhì)環(huán)境劣勢,治理主要的地質(zhì)災(zāi)害;地質(zhì)環(huán)境評價工作讓城市規(guī)劃設(shè)計管理者合理地選擇較為經(jīng)濟、安全的城市規(guī)劃方案,因地制宜利用土地,實現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害“以防為主,防治結(jié)合”,防止地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生或減輕地質(zhì)災(zāi)害的影響。

[1] 劉傳正.論地質(zhì)環(huán)境變化與地質(zhì)災(zāi)害減輕戰(zhàn)略[J].地質(zhì)通報,2005,24(7):597-602.

[2] 劉傳正,張明霞,劉艷輝.區(qū)域地質(zhì)環(huán)境可持續(xù)利用評價體系初步研究[J].地學前緣,2006,13(1):242-245.

[3] 李德華.城市規(guī)劃原理[M].中國建筑工業(yè)出版社,

[4] 劉傳正.環(huán)境工程地質(zhì)學導論[M].北京:地質(zhì)出版社,1995.

[5] CJJ57-2012.城市規(guī)劃工程地質(zhì)勘察規(guī)范[S].

[6] 容穗紅.廣州市工程地質(zhì)分區(qū)研究[R].廣州市城市規(guī)劃勘測設(shè)計研究院,2003

[7] 謝小榮.廣州市規(guī)劃用地重點發(fā)展區(qū)—白云新城北部延伸區(qū)核心區(qū)及周邊地塊工程地質(zhì)勘察與地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評價報告[R].廣州市城市規(guī)劃勘測設(shè)計研究院,2011.

Evaluating Quality to Geological Environment for Urban Planning

Rong Suihong,Zhang Qinghua
(Guangzhou Urban Planning&Design Survey Research Institute,Guangzhou 510600,China)

Considering different stages of urban planning,the guideline,content and working method of urban-planning objected geological environment assessment is discussed in this paper by cace studies.The comprehensive assessment is to provide particular,applicable and advanced data in detail to urban planning and construction,land utilization and disasters reduction,which finally is to realise reasonable development and utilization of urban geological environment,strengthen urban construction management,and risk management of geological disasters,thus seek sustainable usage of urban geological environment.

urban planning;geological environment;geological disasters

2014—04—11

容穗紅(1968—),女,高級工程師,從事城市工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)與GIS信息系統(tǒng)等方面的研究與技術(shù)工作。

廣州市城維計劃基金(ZX044550-2011;ZX038713-2010)