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        海南澄邁縣地下空間資源開發(fā)適宜性評價

        2021-02-18 02:25:08王妙云吳多譽(yù)符廣卷張東強(qiáng)張航飛
        地下水 2021年6期
        關(guān)鍵詞:因子空間資源

        王妙云,吳多譽(yù),符廣卷,張東強(qiáng),張航飛, 2, 3

        (1.海南省地質(zhì)綜合勘察院,海南 ???570206;2.四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局二零七地質(zhì)隊,四川 樂山 614000;3.張金元勞模創(chuàng)新工作室,四川 樂山 614000)

        在城市化高速發(fā)展時期,澄邁縣同樣面臨著城市擴(kuò)張與土地資源供給矛盾[1]。開發(fā)利用城市地下空間,是城市功能向地下的延伸和拓展。地下空間開發(fā)涉及空間資源合理規(guī)劃、地質(zhì)風(fēng)險控制、工程施工技術(shù)、建筑成本等諸多因素,地下空間工程建設(shè)施工工期長、技術(shù)難度大、建設(shè)成本高[2]。因此,分析區(qū)內(nèi)地質(zhì)環(huán)境條件,評價區(qū)內(nèi)地下空間資源開發(fā)適宜性,對未來開展城市地下空間開發(fā)規(guī)劃具有十分重要的指導(dǎo)意義[3]。

        目前,澄邁縣主要利用現(xiàn)有地上空間建有的各類工業(yè)工廠和園區(qū),點狀開發(fā)利用地下空間資源,地下空間的功能主要表現(xiàn)在配建停車、人防設(shè)備等,大部分為獨立建設(shè),未考慮連通性??傮w上,區(qū)內(nèi)地下空間的利用處于萌芽階段,短時間內(nèi)優(yōu)先考慮的主要是利用淺層地下空間資源(0~-15 m)[4]。因此,本文將淺層地下空間資源(0~-15 m)作為地下空間資源開發(fā)適宜性評價的對象。2015年以來,研究區(qū)開展的工程地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)等調(diào)查工作為本文提供了基礎(chǔ)研究資料[5~8]。

        目前國內(nèi)的地下空間資源開發(fā)適宜性評價研究,主要采用模糊綜合評價法、層次分析法、灰色綜合評價法等進(jìn)行開發(fā)適宜性分區(qū)[2,9~11]?;贕IS平臺,本文根據(jù)研究區(qū)地質(zhì)環(huán)境特征,從工程地質(zhì)條件和環(huán)境地質(zhì)條件2個方面,基于專家-層次分析法對三亞市中心城區(qū)地下空間資源開發(fā)適宜性進(jìn)行了評價[12-13],為其地下空間開發(fā)利用規(guī)劃和地下空間資源管控提供基礎(chǔ)地質(zhì)支撐。

        1 研究區(qū)地質(zhì)環(huán)境概況

        研究區(qū)位于海南島的北部,面積約483 km2(圖1)。地勢總體南東高、北西低。區(qū)內(nèi)地勢相對較為平緩,在玄武巖地區(qū)地形起伏較大,地面坡度一般5°~10°,標(biāo)高一般20~50 m。

        區(qū)內(nèi)出露地層主要為新近系和第四系,其中新近系??诮M(N2h)多呈隱伏狀,巖性主要為貝殼砂巖、貝殼礫巖和粘土,是瓊北地區(qū)重要的地下水含水巖組[14]。第四系主要為河流沖洪積物和濱海堆積物。火山巖臺地區(qū)主要出露第四紀(jì)玄武巖和凝灰?guī)r。

        區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造較不發(fā)育,主要為東西向的光村-鋪前斷裂帶(F1)、長流斷裂(F4)和北西向的顏春嶺-道崖斷裂(F2)、瓊山-嶺南斷裂(F3),沿斷裂有一系列火山口呈線狀分布(圖1)。

        區(qū)內(nèi)巖體分布廣泛,主要有碎屑巖巖性組和噴出巖巖性組兩類(圖1)。碎屑巖巖性組普遍被土體或噴出巖所覆蓋,巖性為貝殼碎屑砂礫巖、貝殼碎屑巖,鈣質(zhì)膠結(jié)或半膠結(jié)。噴出巖巖性組包括堅硬-較堅硬塊狀熔巖(橄欖玄武巖、橄欖拉斑玄武巖)和軟弱層狀火山碎屑巖(凝灰?guī)r、玄武質(zhì)凝灰?guī)r)兩亞型。土體包括出露的砂類土(礫砂、中粗砂、粉細(xì)砂、粘土質(zhì)砂)、粘土類土(粘土、玄武巖風(fēng)化殘坡積粉質(zhì)粘土)、特殊類土(淤泥類土、膨脹土)和隱伏的卵礫類土(細(xì)礫)。

        圖1 研究區(qū)巖土體分布圖

        2 評價模型的建立及指標(biāo)量化

        2.1 評價數(shù)學(xué)模型

        采用“綜合指數(shù)評價模型”進(jìn)行評價計算。其數(shù)學(xué)模型為:

        (1)

        式中:Lk為k評價單元的城市地下空間資源開發(fā)適宜性質(zhì)量評價值;Wi為i評價因子的權(quán)重值;Pi為i評價因子的評價值;n為評價因子數(shù)量。

        2.2 評價單元評價因子賦值和計算

        利用Arcgis軟件,將研究區(qū)范圍刪格化,劃分為30×30 m2的正方形小格,作為評價的基本單元[15]。評價單元的評價因子若存在多個質(zhì)量等級,分別按評價因子質(zhì)量等級對應(yīng)的賦值標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行賦值后,對每個質(zhì)量等級對應(yīng)的面積進(jìn)行加權(quán)平均,數(shù)學(xué)表達(dá)式為:

        (2)

        式中:Pk為評價因子的評價值;Xi為第i個質(zhì)量等級對應(yīng)的賦值標(biāo)準(zhǔn)賦值;Yi為評價因子第i個質(zhì)量等級對應(yīng)的面積;Y為評價單元面積;n為評價單元質(zhì)量等級個數(shù)。

        2.3 指標(biāo)體系

        根據(jù)熟悉研究區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件的專家意見,最終確定研究區(qū)地下空間資源開發(fā)適宜性評價的指標(biāo)體系,如表1。所選的評價因子,一是對地下空間資源開發(fā)適宜性具有一定的影響,二是在各評價網(wǎng)格單元的分布存在著較顯著的差異性。

        表1 地下空間資源開發(fā)適宜性評價指標(biāo)體系

        2.4 指標(biāo)量化

        按各評價因子對城市地下空間資源開發(fā)適宜性影響效果進(jìn)行分級,分為優(yōu)、良、中等、較差四個質(zhì)量狀態(tài)等級。根據(jù)實際調(diào)查成果提出評價因子的分級與賦值標(biāo)準(zhǔn),賦值的目的是量化指標(biāo),便于定量的評價。各評價因子分級賦值標(biāo)準(zhǔn)見表2。

        3 評價結(jié)果

        3.1 權(quán)重參數(shù)的確定

        根據(jù)以上研究,采用專家咨詢的方法[13],確定準(zhǔn)則層和各指標(biāo)層的判斷矩陣如下:

        (1)

        (2)

        (3)

        表2 評價因子分級、賦值標(biāo)準(zhǔn)表

        表3 評價因子權(quán)重

        3.2 評價結(jié)果

        根據(jù)上述綜合指數(shù)評價模型計算得到基本評價單元的評價值。然后按表4所示標(biāo)準(zhǔn)劃分,將基本評價單元按信息量重新分類后,得出研究區(qū)地下空間資源開發(fā)適宜性等級的分區(qū)圖,如圖2。

        表4 地下空間資源開發(fā)適宜性分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)

        圖2 研究區(qū)地下空間資源開發(fā)適宜性等級分區(qū)圖

        (1)地下空間資源高開發(fā)適宜性區(qū):主要分布于老城開發(fā)區(qū)、美安和儒揚(yáng)村一帶,面積為100.38 km2,占研究區(qū)面積的20.8%。區(qū)內(nèi)地形相對較為平坦,巖土體類型主要為堅硬的玄武巖,地基承載力高,無軟土、膨脹土分布,地質(zhì)災(zāi)害不發(fā)育,地下水水位較深,適宜進(jìn)行地下空間的開發(fā)與利用。

        (2)地下空間資源較高開發(fā)適宜性區(qū):主要分布于主要分布于橋頭鎮(zhèn) -大豐鎮(zhèn)、老城鎮(zhèn)東南側(cè)區(qū)域,面積為289.42 km2,占研究區(qū)面積的59.9%。區(qū)內(nèi)地形局部起伏較大,巖土體類型主要為堅硬狀噴出巖、貝殼碎屑巖和粘土質(zhì)砂等,地層結(jié)構(gòu)較簡單,地質(zhì)構(gòu)造條件良好,局部地區(qū)有斷裂發(fā)育,地基承載力高,地質(zhì)災(zāi)害不發(fā)育,橋頭鎮(zhèn)-福山鎮(zhèn)一帶有弱膨脹土分布,地下水埋藏稍淺,地下空間資源開發(fā)適宜性較高。

        (3)地下空間資源中等開發(fā)適宜性區(qū)域:主要分布于昌堂村、福龍村、盈濱半島和后海一帶地區(qū),面積為61.24 km2,占研究區(qū)面積的12.7%。區(qū)內(nèi)廣泛分布松散狀粉細(xì)砂、中粗砂等,區(qū)內(nèi)地形平坦,地勢較低,地層結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,具多層結(jié)構(gòu),地質(zhì)構(gòu)造條件良好,斷裂不發(fā)育,地基承載力中等,地質(zhì)災(zāi)害不發(fā)育,福龍村一帶有膨脹土分布,昌堂村、盈濱半島、后海有飽和液化砂土分布,地下水埋藏極淺;工程建筑一般需要采取地基處理措施或采用樁基礎(chǔ)[16],注意防范砂土液化,地下空間資源開發(fā)適宜性中等。

        (4)地下空間資源低開發(fā)適宜性區(qū)域:分布于東水港沿岸等邊灣區(qū)域和南港-榮山鄉(xiāng)-老城鎮(zhèn)一帶的軟土分布區(qū),面積為32.00 km2,占研究區(qū)面積的6.6%。區(qū)內(nèi)地形平坦,地勢低洼,地層結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,具多層結(jié)構(gòu),地質(zhì)構(gòu)造條件較差,斷裂發(fā)育,地基承載力低,地下水埋藏極淺;區(qū)內(nèi)軟土主要為全新統(tǒng)瀉湖相沉積的含貝殼淤泥或淤泥質(zhì)粘土等,多為流塑-軟塑狀,標(biāo)高一般1.0~4.0 m。淤泥頂板埋深一般0.0~7.76 m,單層厚度一般0.45~4.72 m,承載力特征值40~80 kPa,該類土不宜作天然地基持力層[17]。地下空間資源開發(fā)適宜性低,不適宜進(jìn)行地下空間開發(fā)和利用。

        3.3 開發(fā)規(guī)劃建議

        (1)老城開發(fā)區(qū):具有得天獨厚的交通區(qū)位優(yōu)勢,距海口市18 km。距粵海鐵路、汽車輪渡碼頭和客運(yùn)站5 km,貨運(yùn)車站建在開發(fā)區(qū)內(nèi),毗鄰??诟垴R村港區(qū),??谥裂笃指咚俟窂膮^(qū)內(nèi)通過,是西線高速公路、工業(yè)大道、慶齡大道西沿線以及??谑醒泳€的路網(wǎng)交匯處。區(qū)內(nèi)布局海南博士院士產(chǎn)業(yè)園暨湖南高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)示范區(qū)、老城新城區(qū)、鐵路港口物流區(qū)、港口加工區(qū)等五大園區(qū),區(qū)北側(cè)辟有盈濱半島旅游區(qū)。該區(qū)區(qū)內(nèi)工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)條件優(yōu)良,開展地下空間資源開適宜性等級高。結(jié)合老城經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)“高科技、大港口、大工業(yè)、大物流”的發(fā)展戰(zhàn)略,可打造以地下倉儲、交通運(yùn)輸為核心,兼容發(fā)展商業(yè)、文娛、餐飲及服務(wù)等為一體的城市地下綜合體,形成點面相結(jié)合的城市地下空間體系,輻射整個老城開發(fā)區(qū)。

        (2)美安科技新城區(qū):距??谥行某菂^(qū)約17 km,緊鄰老城經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)、??陂L流組團(tuán)。周邊現(xiàn)有主要交通道路有南海大道、椰海大道、疏港公路、和??谑欣@城高速等,與??诔鞘兄行膮^(qū)、美蘭機(jī)場、馬村港、新海港老城經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)、綜合保稅區(qū)和長流行政中心區(qū)之間都有著便捷的交通。美安科技新城是未來??趪腋咝聟^(qū)的主體園區(qū),擁有產(chǎn)業(yè)發(fā)展、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、高端服務(wù)等綜合功能。作為新拓空間,美安科技新城區(qū)具有土地連片優(yōu)勢,擁有豐富的地下空間資源及優(yōu)越的環(huán)境條件,是地下空間重點開發(fā)區(qū)。目前該區(qū)域處于尚未開發(fā)的狀態(tài),開發(fā)難度較低,建議在政策引導(dǎo)下,統(tǒng)一布局組團(tuán)式開發(fā),因地制宜發(fā)展地下空間商業(yè)文娛、地下交通等公共設(shè)施。

        (3)開發(fā)利用規(guī)劃:積極結(jié)合《澄邁縣總體規(guī)劃(空間類2015-2030年)》和港口集疏運(yùn)條件,編制城區(qū)統(tǒng)一的地下空間開發(fā)利用規(guī)劃。確定適宜開發(fā)的地區(qū)和開發(fā)的規(guī)模、功能、方式等,建設(shè)以倉儲、運(yùn)輸、商業(yè)及娛樂為主體的地下空間體系。在進(jìn)行土地出讓、批租過程中,要結(jié)合地面規(guī)劃和地下空間規(guī)劃,對相應(yīng)地塊的地下空間開發(fā)提出具體要求,包括開發(fā)的深度、規(guī)模、出入口、功能等,同時加強(qiáng)與地面城市功能的銜接;針對重點地區(qū)或近期開發(fā)區(qū)域編制詳細(xì)規(guī)劃和城市設(shè)計,使之成為地下空間開發(fā)利用的依據(jù);將原先的“平面規(guī)劃”轉(zhuǎn)變?yōu)椤傲Ⅲw規(guī)劃”,指導(dǎo)城市的立體化開發(fā),形成地上、地下空間協(xié)調(diào)發(fā)展的良好局面。

        4 結(jié)語

        (1)根據(jù)研究區(qū)的地質(zhì)環(huán)境特征,確定地下空間資源開發(fā)適宜性評價因子為地形地貌、地層結(jié)構(gòu)、地質(zhì)構(gòu)造、地基承載力、地下水水位埋深、地質(zhì)災(zāi)害、軟土、膨脹土和砂土液化,對評價因子進(jìn)行了量化,并采用專家-層次分析法來確定其權(quán)重。

        (2)利用Arcgis軟件,采用綜合指數(shù)評價模型計算得到基本評價單元的評價值,并根據(jù)地下空間資源開發(fā)適宜性分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)重新分類。評價結(jié)果表明,研究區(qū)高開發(fā)適宜性區(qū)域占20.8%,較高開發(fā)適宜性區(qū)域占59.9%,中等開發(fā)適宜性區(qū)域占12.7%,低開發(fā)適宜性區(qū)域占6.6%。總體上,研究區(qū)地下空間資源開發(fā)適宜性較高-高。

        (3)老城開發(fā)區(qū)和美安科技新城區(qū)的工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)條件優(yōu)良,區(qū)內(nèi)交通便利,經(jīng)濟(jì)綜合實力較強(qiáng),地下空間資源開發(fā)適宜性等級高,應(yīng)優(yōu)先作為重點區(qū)域編制地下空間開發(fā)利用規(guī)劃。

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