梁 川， 鄒安權(quán)， 范 威， 龍 婧， 孫 威

(湖北省地質(zhì)環(huán)境總站，湖北 武漢 430034)

長江經(jīng)濟帶是中國重要的人口密集區(qū)和產(chǎn)業(yè)承載區(qū)，隨著經(jīng)濟社會快速發(fā)展，土地、能源、岸線等資源日益緊缺，生態(tài)環(huán)境壓力持續(xù)增大，人口、資源、環(huán)境的矛盾將會日益突出。工業(yè)活動對其地質(zhì)環(huán)境破壞的規(guī)模、強度和速率也越來越大，由此也產(chǎn)生了大量的地質(zhì)環(huán)境問題，嚴重制約著沿江地區(qū)的發(fā)展[1]。

工業(yè)用地對岸線的要求較高，對于重污染及危險品工業(yè)企業(yè)，必須遠離長江取水口、生態(tài)保護區(qū)及城鎮(zhèn)。良好的工程地質(zhì)條件是工業(yè)開發(fā)的基本前提，是工業(yè)發(fā)展的基本地質(zhì)保障。地質(zhì)災(zāi)害和環(huán)境地質(zhì)問題是影響工業(yè)發(fā)展的重要因素。在進行工業(yè)用地規(guī)劃前，迫切需要在該地區(qū)開展針對工業(yè)用地的地質(zhì)環(huán)境評價工作，為做好地質(zhì)環(huán)境的綜合管理提供科學(xué)依據(jù)。

對湖北省沿江岸線地質(zhì)環(huán)境進行綜合評價，進而提出長江湖北段工業(yè)用地的最佳區(qū)段，為科學(xué)制定長江岸線資源的保護與開發(fā)方案提供科學(xué)依據(jù)[2]。通過對沿江地區(qū)地質(zhì)環(huán)境的深入研究，合理布局沿江開發(fā)產(chǎn)業(yè)基地，從地質(zhì)學(xué)角度優(yōu)選工業(yè)用地，為沿江開發(fā)提供科學(xué)依據(jù)，保證沿江開發(fā)的可持續(xù)發(fā)展有著十分重要的戰(zhàn)略意義。

1 研究區(qū)概況

1.1 研究范圍

本次研究范圍為長江中游湖北宜昌—武穴沿岸段，西起宜昌三峽大壩壩址，東到武穴沿江兩岸外推1.5 km陸域。左岸西自宜昌三峽大壩壩址東至武穴段窯，長約916 km；右岸西自三峽大壩東至富池口，長約826 km。主要涉及的行政區(qū)有宜都、枝江、松滋、荊州、黃石、陽春、蘄春與武穴等縣市(圖1)。

1.2 地質(zhì)環(huán)境條件概述

研究區(qū)地處中國第二階梯和第三階梯之間，地貌具有明顯的過渡性特點，表現(xiàn)為地勢由西北向東南傾斜，地貌呈山區(qū)向平原的逐漸變化。長江中游湖北宜昌—武穴沿江一帶地層從元古界、古生界、中生界、新生界均有出露，西段宜昌—荊州段以第四系粘土、砂礫巖為主；宜昌、宜都局部地段以中生界白堊系和新生界第三系紅層粉砂巖、礫巖為主。研究區(qū)由西向東橫穿江漢盆地。盆地基底為前白堊系，基底主體構(gòu)造線呈北西向，且后期多被北東向斷裂所改造，在盆地發(fā)育時期主要受基底斷裂和基底塊體活動的控制。研究區(qū)地下水主要以第四系孔隙水為主，周圍山體出露，部分也分布基巖孔隙裂隙水、巖溶水。

圖1 長江中游沿江經(jīng)濟帶分布圖Fig.1 Distribution map of the economic zone along the Yangtze River

2 工業(yè)用地地質(zhì)環(huán)境適宜性評價

2.1 評價單元的劃分

根據(jù)長江岸線的特點，首先從地貌單元進行分區(qū)、結(jié)合場地工程地質(zhì)條件，確定評價單元共55個，左岸27個，右岸28個。

2.2 評價指標體系

工業(yè)用地地質(zhì)環(huán)境適宜性評價主要是判斷地質(zhì)環(huán)境在工業(yè)建設(shè)方面所表現(xiàn)的優(yōu)劣程度。它既包括地質(zhì)環(huán)境是否存在對工業(yè)建設(shè)發(fā)展不利的自然因素和自然地質(zhì)作用，也包括工業(yè)活動是否會破壞該地區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件或加劇誘發(fā)不良地質(zhì)作用甚至地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。

工業(yè)建設(shè)區(qū)域所處地質(zhì)環(huán)境的穩(wěn)定性，是工業(yè)開發(fā)的基本前提，巖土體類型即粘土層的分布與埋深、地基承載力大小是影響地基穩(wěn)定性的因素。地質(zhì)災(zāi)害和環(huán)境地質(zhì)問題是影響工業(yè)發(fā)展的重要因素之一。工業(yè)生產(chǎn)對地下水的污染是最為直接、最為嚴重的，砂土頂板埋深、淺層地下水富水性、距水源地保護區(qū)安全距離等水文地質(zhì)條件直接或間接影響著工業(yè)建設(shè)的難易程度及安全性。

工業(yè)用地地質(zhì)環(huán)境適宜性評價按圖2所示的五大方面進行評價值的確定，主要的評價指標包括：巖土體類型即粘土層的分布與埋深、地基承載力大??；地形地貌條件，岸線穩(wěn)定性、地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育程度、砂土頂板埋深、淺層地下水富水性、抗震設(shè)防烈度、距水源地保護區(qū)安全距離、距發(fā)震斷裂距離及場地深大斷裂的分布等(圖2)。

2.3 評價標準

從定性的地質(zhì)分析轉(zhuǎn)向定量的數(shù)學(xué)模型計算，可依據(jù)各因子的優(yōu)劣性，將工業(yè)用地地質(zhì)環(huán)境適宜性評價因子數(shù)量化，評價指標分級標準見表2。

圖2 長江沿岸湖北段工業(yè)用地地質(zhì)環(huán)境適宜性評價體系Fig.2 Suitability evaluation system of pollutable industrial sites

2.4 指標權(quán)重確定

根據(jù)層次分析法中的兩兩窮盡對比分析確定各因子權(quán)重(表2)[3]。運用層次分析法(AHP)，將各評價指標定量成對比矩陣輸入計算機，由式(1)計算，得到各指標在過江隧道場地適宜性評價體系中的Vi矩陣和權(quán)重如表2所示[4]。

(1)

式中：W表示評價指標權(quán)重；Vij表示評價指標i對j對于上一層決策的重要性比值。

按式(2)進行一致性檢驗。CR：0.067 13<0.1，說明總體一致性符合要求，所建立的判斷矩陣合理。

(2)

式中：CI表示一致性指標；RI表示相應(yīng)的平均隨機一致性指標；CR表示一致性比例。

表1 長江沿岸湖北段工業(yè)用地地質(zhì)環(huán)境適宜性評價因子及評分標準Table 1 Suitability evaluation factor and scoring criteria for geological environment of industrial landalong the Yangtze River in Hubei Province

表2 長江沿岸湖北段工業(yè)用地適宜性評價因子權(quán)重Table 2 Weight of suitability evaluation factor for industrial land along the Yangtze River in Hubei Province

2.5 數(shù)學(xué)模型

根據(jù)以上單因子得分和權(quán)重，計算綜合評分PI，根據(jù)PI的分布情況進行分級，結(jié)果見表3。

式中:PI為評價最終得分；Wi為底層各指標權(quán)重；Pi為底層各因子評分；n為底層指標數(shù)。

3 評價結(jié)果與分析

根據(jù)工業(yè)用地評價指標及各指標相應(yīng)的權(quán)重，對長江中游宜昌—武穴沿岸地區(qū)55個單元進行系統(tǒng)評價，結(jié)果如下(圖3、表3)。

研究結(jié)果表明，一級場地岸線總長度為505 km，其中左岸長度為281 km，右岸長度為220 km。一級場地多位于崗狀平原、波狀平原、沖湖積低平原地區(qū)，無斷裂，距離取水口和保護區(qū)較遠，為適宜開發(fā)場地。

表3 長江沿岸湖北段工業(yè)用地適宜性評價評價結(jié)果統(tǒng)計表Table 3 Suitability zoning table of industrial land along the Yangtze River in Hubei Province

二級場地岸線總長度為582 km，其中左岸長度為305 km，右岸長度為277 km。二級場地部分為軟塑—可塑狀一般性粘土類，受一般隱伏斷裂影響，距離國家級自然保護區(qū)較近，受這些因素影響，為較適宜開發(fā)場地。

圖3 長江中游沿岸湖北段工業(yè)用地地質(zhì)環(huán)境適宜性分區(qū)圖Fig.3 Suitability zoning map of industrial land along the middle reaches of the Yangtze River in Hubei Province

三級場地岸線總長度為474 km，其中左岸長度為265 km，右岸長度為209 km。三級場地多為沖洪積漫灘平原，為軟塑—可塑狀一般性粘土類，地表20 m以淺砂土厚度<5 m，為較不穩(wěn)定岸線或者不穩(wěn)定岸線，區(qū)域內(nèi)有多個取水口，部分岸線有沖淤，為非優(yōu)選場地。

四級場地岸線總長度為185 km，其中左岸長度為65 km，右岸長度為120 km。四級場地多位于沖洪積漫灘平原，位于管涌、軟土影響嚴重區(qū)、砂土液化影響范圍，地表20 m以淺砂土厚度>5 m，屬于強淤積不穩(wěn)定岸線，該范圍內(nèi)有多個取水口和自然保護區(qū)，需加強生態(tài)保護，禁止引進易污染工業(yè)企業(yè)。

4 結(jié)論與建議

本文系統(tǒng)研究了長江中游沿岸湖北段工業(yè)用地地質(zhì)環(huán)境適宜性評價方法，并運用該方法進行評價，主要結(jié)論如下：

(1) 工業(yè)用地主要一級場地為：廟嘴—云池、牛頭埠—烏沙洲、新興洲—花口水道蝦子溝、蝦子溝—向新潭、沌南洲—合作新村、漢口—沙口、沙口—龍口、馬驛—黃岡公鐵兩用長江大橋、武穴—李英、黃沙—猴兒磯、二百二—李家下洲、池湖港—同恒船廠、董家大灣—蔣家墩、藕池口—陡湖堤、陡湖堤—埠河鎮(zhèn)等16個評價單元，地質(zhì)環(huán)境條件優(yōu)越，為適宜開發(fā)場地，建議作工業(yè)岸線使用。

(2) 洪湖市岸線自螺山至內(nèi)荊河，洪湖港位于南門洲左汊，港口淤積，水深條件不足，建議工程治理后改作工業(yè)岸線使用。

(3) 三級場地中郝穴—北碾子灣岸線因受到一定程度沖刷，且岸線較不穩(wěn)定，建議護岸后作為港口和工業(yè)開發(fā)。四級岸線多位于崩岸、砂土液化影響范圍內(nèi)，建議保留，不做利用建議。

將評價結(jié)果與目前岸線開發(fā)利用現(xiàn)狀作對比，開發(fā)利用的工業(yè)岸線多在一級場地范圍，評價體系在長江中游湖北段岸線適用。工業(yè)發(fā)展對地質(zhì)工作需求程度不斷提高，本次研究成果可為今后岸線工業(yè)用地的開發(fā)提供地質(zhì)環(huán)境依據(jù)，為城市安全提供可靠自然資源數(shù)據(jù)支撐，為工業(yè)用地選址、規(guī)劃、建設(shè)、運行提出地質(zhì)安全建議[5]。