吳江鵬 江強(qiáng)強(qiáng)

(中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)工程學(xué)院，湖北 武漢 430074)

某市主城區(qū)淺層地下空間開發(fā)利用適宜性研究

吳江鵬 江強(qiáng)強(qiáng)

(中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)工程學(xué)院，湖北 武漢 430074)

根據(jù)改進(jìn)的層次分析法建立了地下空間開發(fā)利用地質(zhì)環(huán)境適宜性評價(jià)指標(biāo)體系及評價(jià)模型，并結(jié)合GIS軟件對評價(jià)因子進(jìn)行了分析，采用疊加法對淺層地下空間開發(fā)利用適宜性作了分區(qū)評價(jià)，評價(jià)結(jié)果可為淺層地下空間的合理開發(fā)提供參考。

地下空間，適宜性評價(jià)，層次分析法

1 評價(jià)指標(biāo)體系

地下空間評價(jià)系統(tǒng)[1]是一個(gè)受多因素影響的綜合系統(tǒng)，在評價(jià)因子的篩選和選取過程中，采取分級、分序、抓主、淡次的原則，綜合考慮地形地貌、巖土體工程地質(zhì)特征、水文地質(zhì)條件、活動(dòng)斷裂與地震效應(yīng)以及主要環(huán)境工程地質(zhì)問題等5個(gè)方面，對這幾個(gè)影響因素進(jìn)行細(xì)化，建立了樣本參數(shù)層，這些因素構(gòu)成了地下空間適宜性地質(zhì)評價(jià)體系，如圖1所示。

2 評價(jià)方法及評估數(shù)學(xué)模型

地下空間開發(fā)利用適宜性評價(jià)是一個(gè)比較復(fù)雜的問題，受多因素影響，而且這些因素中很多還沒有成熟的理論方法來對其影響程度予以量化。考慮到層次分析在復(fù)雜問題上的實(shí)用性以及有效性，本文采用層次分析法來構(gòu)建地下空間地質(zhì)環(huán)境適宜性評價(jià)模型。

2.1 改進(jìn)的層次分析法

城市地下空間開發(fā)利用適宜性評價(jià)是由多種因素、多層影響因子組成的多層次復(fù)雜系統(tǒng)，建立層次結(jié)構(gòu)模型有利于對該復(fù)雜決策問題進(jìn)行深入分析，基本步驟如下：

1)建立遞階層次結(jié)構(gòu)；2)構(gòu)造判斷矩陣；3)一致性檢驗(yàn)；4)確定各指標(biāo)綜合權(quán)重值。

運(yùn)用層次分析法的構(gòu)造判斷矩陣過程中需滿足一致性檢驗(yàn)，因此專家需循環(huán)多次構(gòu)造判斷矩陣來滿足這一條件，結(jié)果將導(dǎo)致專家判斷準(zhǔn)則發(fā)生偏移。針對層次分析法的這種缺陷，本文采用最優(yōu)傳遞矩陣法對判斷矩陣進(jìn)行優(yōu)化，從而避免了多次循環(huán)式的專家調(diào)查。其最優(yōu)群體判斷矩陣表達(dá)式及其權(quán)重向量表達(dá)式[2]分別為：

(1)

(2)

2.2 權(quán)重參數(shù)確定

權(quán)重是評價(jià)過程中極其重要的一個(gè)因素，它的確定是否科學(xué)合理直接影響評價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性[3,4]。本文根據(jù)改進(jìn)的層次分析法求得各個(gè)評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重,具體權(quán)重值見表1。

表1 評價(jià)指標(biāo)權(quán)重參數(shù)

2.3 評估數(shù)學(xué)模型

根據(jù)改進(jìn)的層次分析法的基本原則，采用多目標(biāo)線性加權(quán)函數(shù)法建立本次適宜性評價(jià)評估模型，如式中所示：

式中：uij——第i個(gè)主題層中第j個(gè)指標(biāo)的值；

wij——第i個(gè)主題層中的第j個(gè)指標(biāo)的權(quán)重；

wi——第i個(gè)主題層的權(quán)重；

S——適宜性評價(jià)結(jié)果。

3 適宜性評價(jià)

某市主城區(qū)地下空間開發(fā)利用適宜性評價(jià)依托GIS軟件，將收集的圖件進(jìn)行柵格化，柵格單元數(shù)為640×320?；贕IS軟件的空間分析以及可視化功能，將各單因子圖層進(jìn)行加權(quán)疊加，分級標(biāo)準(zhǔn)見表2，主城區(qū)淺層地下空間(0 m～10 m)地質(zhì)環(huán)境適宜性分區(qū)結(jié)果見圖2。

表2 適宜性分區(qū)分級標(biāo)準(zhǔn)

4 結(jié)語

本文在進(jìn)行地下空間適宜性評價(jià)過程中，綜合考慮研究區(qū)內(nèi)各種地質(zhì)環(huán)境要素，使地下空間開發(fā)利用適宜性評價(jià)系統(tǒng)更加完善、更加全面，并且評價(jià)結(jié)果與實(shí)際已開發(fā)的地下工程適宜性調(diào)查結(jié)果基本吻合。表明運(yùn)用改進(jìn)的層析分析法對地下空間開發(fā)利用適宜性進(jìn)行定性及定量評價(jià)，邏輯性強(qiáng)，方法簡便，可對地下空間開發(fā)利用適宜性作出評價(jià)，為今后城市地下空間開發(fā)利用提供決策依據(jù)。

在地下工程建設(shè)中應(yīng)優(yōu)先考慮在最適宜區(qū)和適宜區(qū)興建各種形式的地下工程，盡量避免在不適宜區(qū)進(jìn)行大型地下工程建設(shè)或等到技術(shù)條件允許時(shí)再開發(fā)。且在興建地下工程時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同的工程地質(zhì)條件選擇合適的施工工藝，保證工程建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性、合理性和安全性。

[1] 柳 昆，彭 建，彭芳樂.地下空間資源開發(fā)利用適宜性評價(jià)模型[J].地下空間與工程學(xué)報(bào),2011,7(2)：220-230.

[2] 王應(yīng)明.群體判斷矩陣及權(quán)向量的最優(yōu)傳遞矩陣求法[J].系統(tǒng)工程理論與實(shí)踐,1991,11(4)：26.

[3] 馬東霞,郭 立，楊 殿.考慮多因素交互作用影響的權(quán)重確定[J].遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào),2006,25(4):521-523.

[4] 歐孝奪，楊榮才，周 東，等.AHP法在南寧市地下空間開發(fā)地質(zhì)環(huán)境適宜性評價(jià)中的應(yīng)用[J].桂林工學(xué)院學(xué)報(bào),2009,29(4):474-479.

The research on utilization suitability of shallow underground space

Wu Jiangpeng Jiang Qiangqiang

(FacultyofEngineering，ChinaUniversityofGeosciences(Wuhan),Wuhan430074,China)

Building suitability assessment model of geological environment suitability evaluation of underground space development and utilization based on the improved AHP. Combined with GIS to analysis the evaluation factors, and then using method of superposition to evaluate the suitability of shallow underground space development and utilization. Evaluation results can provide guidance for the rational development of shallow underground space.

shallow underground space, suitability evaluation, AHP

2015-01-29

吳江鵬(1990- )，男，在讀碩士； 江強(qiáng)強(qiáng)(1991- )，男，在讀碩士

1009-6825(2015)10-0047-02

TU924

A