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        某市城區(qū)地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量綜合評價

        2021-12-20 01:36:01徐生平鄭立博陳雪梅
        西部資源 2021年5期
        關(guān)鍵詞:亞區(qū)粘土環(huán)境質(zhì)量

        徐生平 鄭立博 陳雪梅

        摘要:在地質(zhì)環(huán)境背景條件調(diào)查的基礎(chǔ)上,確定評價區(qū)內(nèi)主要環(huán)境地質(zhì)問題。通過分析該區(qū)地質(zhì)環(huán)境影響因素,建立評價體系和分級標(biāo)準(zhǔn)。筆者選取評價區(qū)地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、巖土體類型、地下水質(zhì)量級別、地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀發(fā)育程度和人類工程活動等因素作為本次評價指標(biāo)。結(jié)果表明評價區(qū)地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量總體較好,占評價區(qū)總面積的72.76%;評價結(jié)果對城市總體規(guī)劃具有重要的指導(dǎo)意義。

        關(guān)鍵詞:評價方法;地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量;地質(zhì)災(zāi)害;綜合評價

        1.引言

        隨著城市現(xiàn)代工業(yè)的興起和城市的迅速發(fā)展,城市日新月異的同時,也在改變著地質(zhì)環(huán)境結(jié)構(gòu),影響著城市地質(zhì)環(huán)境的演化。本次在地質(zhì)環(huán)境調(diào)查的基礎(chǔ)上,采用層次分析—模糊綜合評價模型對評價區(qū)進(jìn)行地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量分區(qū)評價[1、2、3]。

        2.主要地質(zhì)環(huán)境問題

        2.1地下水問題

        評價區(qū)地下水總體質(zhì)量較差,淮河沿岸及以北地區(qū)地下水中的Fe、Mn離子、硬度、溶解性總固體、氨氮和硝酸鹽氮含量普遍超標(biāo)[4]。工作區(qū)淺層地下水已普遍遭受污染。河漫灘區(qū)淺層地下水污染較嚴(yán)重,其特點是Cl-、NO3-、F-、總硬度、溶解性總固體含量普遍升高,污染程度屬中等或嚴(yán)重。區(qū)內(nèi)污染源為工業(yè)污染、農(nóng)業(yè)污染和生活污染。

        2.2地質(zhì)災(zāi)害

        評價區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的類型主要為崩塌和膨脹土、軟土變形、砂(粉)土液化等。

        評價區(qū)在以往的城市建設(shè)過程中對周邊建筑材料等非金屬礦產(chǎn)的無序開發(fā)遺留的不穩(wěn)定邊坡,可引起崩塌地質(zhì)災(zāi)害,部分邊坡對市政工程的建設(shè)和安全運營造成了一定的影響。

        由于全新世以來淮河河道遷移頻繁,工作區(qū)沿淮一帶沉積了較厚的松軟堆積物。軟土和可液化砂(粉)土的存在可引起基坑坍塌、樁基礎(chǔ)縮徑、斷樁等工程問題。

        3.評價方法

        3.1評價指標(biāo)體系

        本次評價選取地質(zhì)環(huán)境背景、地質(zhì)災(zāi)害、人類工程活動三個一級因素作為本次評價指標(biāo),選取地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、巖土體類型、地下水質(zhì)量級別、地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀發(fā)育程度、人類工程活動對地質(zhì)環(huán)境的影響七個二級因素作為本次評價指標(biāo)。

        3.2評價單元劃分

        采用正方形網(wǎng)格單元進(jìn)行評價單元劃分,單元大小為1.0km2×1.0km2。對微地貌和地質(zhì)界線等評價因子存在突變的單元,按照不規(guī)則多邊形單元劃分法進(jìn)行細(xì)分,以確保單個評價單元內(nèi)的各評價因子狀態(tài)具有相對均一性,評價區(qū)由614個評價單元組成。

        3.3評價模型的建立

        采用層次分析~模糊綜合評價模型[5],將評判結(jié)果地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量A劃分為預(yù)測集{優(yōu)良區(qū)(a1);良好區(qū)(a2);一般區(qū)(a3);較差區(qū)(a4)}。一級因素權(quán)重構(gòu)成的模糊子集B為{B1,B2,B3}。二級因素相對于A權(quán)重構(gòu)成的模糊子集C為{C1,C2,C3,C4,C5,C6,C7}。隸屬度矩陣U{優(yōu)良區(qū)(a1);良好區(qū)(a2);一般區(qū)(a3);較差區(qū)(a4)}。

        根據(jù)計算結(jié)果,Max{a1;a2;a3;a4}即為該預(yù)測單元所對應(yīng)的地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量區(qū)級別,然后將各相同級別的預(yù)測單元進(jìn)行合并。

        3.4各級因素權(quán)重的確定

        確定各級因素的權(quán)重采用層次分析法計算,具體過程為:

        (1)建立層次結(jié)構(gòu)模型

        (2)構(gòu)造判斷矩陣

        (3)計算相對權(quán)重

        (4)檢驗判斷矩陣的一致性

        依據(jù)上述方法,首先計算一級因素相對于地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量的權(quán)重b,再計算二級因素相對于一級因素的權(quán)重c,最后b×c得出評價因素相對于地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量的綜合權(quán)重,計算結(jié)果見表1。

        3.5隸屬度矩陣的確定

        隸屬度矩陣是用來確定每一個評價因素對地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量等級的隸屬程度,隸屬度取值如下:

        評價因素分級為a1時:隸屬度矩陣U{1;0;0;0};

        評價因素分級為a2時:隸屬度矩陣U{0;1;0;0};

        評價因素分級為a3時:隸屬度矩陣U{0;0;1;0};

        評價因素分級為a4時:隸屬度矩陣U{0;0;0;1}。

        4.綜合評價

        4.1地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量分級

        根據(jù)上述評判法逐單元格進(jìn)行計算,利用MapGIS軟件,將地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量等級相同的單元連成片,個別地段根據(jù)地質(zhì)環(huán)境背景條件進(jìn)行適當(dāng)修正,編制成地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量分區(qū)評價圖。

        4.2地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評價

        由圖1和表3可以看出評價區(qū)地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量適宜性評價共分15個區(qū),其中優(yōu)良區(qū)4個、良好區(qū)4個、一般區(qū)4個、較差區(qū)3個,現(xiàn)簡述如下:

        (1)地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量優(yōu)良區(qū)(Ⅰ)

        ①地質(zhì)環(huán)境優(yōu)良亞區(qū)(Ⅰ1)

        該區(qū)微地貌為河漫灘、河間平地等,地形平坦;地質(zhì)構(gòu)造簡單;淺表巖性為第四系全新統(tǒng)粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、粉土、粉細(xì)砂和上更新統(tǒng)粉質(zhì)粘土和細(xì)砂、中粗砂等,土體承載力低—中等;地下水質(zhì)量良好;特殊土厚度0~10m;區(qū)內(nèi)膨脹土變形、軟土變形、液化土變形地質(zhì)災(zāi)害弱發(fā)育;人類工程活動對地質(zhì)環(huán)境影響一般—強(qiáng)烈。

        ②地質(zhì)環(huán)境優(yōu)良亞區(qū)(Ⅰ2)

        該區(qū)微地貌類型為河漫灘、河間平地、河間坡平地等,地形平坦;地質(zhì)構(gòu)造簡單;地表巖性為第四系全新統(tǒng)粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、粉土、粉細(xì)砂和上更新統(tǒng)粉質(zhì)粘土,土體承載力低—中等;地下水質(zhì)量良好;特殊土厚度0~3.0m;區(qū)內(nèi)膨脹土變形、軟土變形、液化土變形地質(zhì)災(zāi)害弱發(fā)育;人類工程活動對地質(zhì)環(huán)境影響強(qiáng)烈。

        ③地質(zhì)環(huán)境優(yōu)良亞區(qū)(Ⅰ3)

        該區(qū)微地貌類型有河漫灘、湖灘、河間平地、河間坡平地及緩坡地等,地形較平坦;地質(zhì)構(gòu)造簡單;地表巖性為第四系全新統(tǒng)粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、粉土、粉細(xì)砂和上更新統(tǒng)粉質(zhì)粘土,土體承載力低—中等;地下水質(zhì)量良好;特殊土厚度0~3.0m;區(qū)內(nèi)膨脹土變形、軟土變形地質(zhì)災(zāi)害弱發(fā)育;人類工程活動對地質(zhì)環(huán)境影響一般—強(qiáng)烈。

        ④地質(zhì)環(huán)境優(yōu)良亞區(qū)(Ⅰ4)

        本區(qū)微地貌類型為河間平地;地質(zhì)構(gòu)造簡單;地表巖性為第四系上更新統(tǒng)粉質(zhì)粘土,土體承載力中等;地下水質(zhì)量良好;特殊土厚度0~3.0m;區(qū)內(nèi)膨脹土變形地質(zhì)災(zāi)害弱發(fā)育;人類工程活動對地質(zhì)環(huán)境影響較強(qiáng)烈—強(qiáng)烈。

        (2)地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量良好區(qū)(Ⅱ)

        ①地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量良好亞區(qū)(Ⅱ1)

        該區(qū)微地貌類型為河漫灘,地形平坦;地質(zhì)構(gòu)造簡單;地表巖性為第四系全新統(tǒng)粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土,土體承載力低;地下水質(zhì)量良好—較差;特殊土厚度大于10m;區(qū)內(nèi)軟土變形地質(zhì)災(zāi)害弱發(fā)育;人類工程活動對地質(zhì)環(huán)境影響一般。

        ②地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量良好亞區(qū)(Ⅱ2)

        本區(qū)微地貌類型為河漫灘,地形平坦;地質(zhì)構(gòu)造簡單;地表巖性為第四系全新統(tǒng)粉質(zhì)粘土,土體承載力中等;地下水質(zhì)量較差;特殊土厚度0~3m;區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害不發(fā)育—弱發(fā)育;人類工程活動對地質(zhì)環(huán)境影響一般。

        ③地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量良好亞區(qū)(Ⅱ3)

        本區(qū)微地貌類型為河漫灘,地形平坦;地質(zhì)構(gòu)造簡單;地表巖性為第四系全新統(tǒng)粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、粉土,土體承載力低;地下水質(zhì)量較差;特殊土厚度0~5.0m;區(qū)內(nèi)軟土、液化土變形地質(zhì)災(zāi)害弱發(fā)育;人類工程活動對地質(zhì)環(huán)境影響一般—強(qiáng)烈。

        ④地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量良好亞區(qū)(Ⅱ4)

        本區(qū)面積微地貌類型為河間平地,地形平坦;地質(zhì)構(gòu)造簡單;地表巖性為第四系全新統(tǒng)粉質(zhì)粘土和上更新統(tǒng)粉質(zhì)粘土,土體承載力中等;地下水質(zhì)量較差;特殊土厚度0~3.0m;區(qū)內(nèi)膨脹土變形地質(zhì)災(zāi)害弱發(fā)育;人類工程活動對地質(zhì)環(huán)境影響一般—較強(qiáng)烈。

        ⑤地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量良好亞區(qū)(Ⅱ5)

        本區(qū)地貌類型為波狀平原,為坡崗地、坡積洪積群,地形較平坦;地質(zhì)構(gòu)造簡單;地表巖性為第四系上更新統(tǒng)粉質(zhì)粘土,土體承載力高;地下水質(zhì)量良好—較差;特殊土厚度0~3m;區(qū)內(nèi)膨脹土變形地質(zhì)災(zāi)害弱發(fā)育;人類工程活動對地質(zhì)環(huán)境影響強(qiáng)烈。

        (3)地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量一般區(qū)(Ⅲ)

        ①地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量一般亞區(qū)(Ⅲ1)

        本區(qū)微地貌類型為河漫灘,地形平坦;地質(zhì)構(gòu)造簡單;地表巖性為第四系全新統(tǒng)粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、粉土,土體承載力低;地下水質(zhì)量較差;特殊土厚度3.0m~10.0m;區(qū)內(nèi)軟土、液化土變形地質(zhì)災(zāi)害弱發(fā)育;人類工程活動對地質(zhì)環(huán)境影響一般—強(qiáng)烈。

        ②地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量一般亞區(qū)(Ⅲ2)

        本區(qū)微地貌類型為河漫灘,地形平坦;地質(zhì)構(gòu)造簡單;地表巖性為第四系全新統(tǒng)粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、粉土,土體承載力低;地下水質(zhì)量較差—極差;特殊土厚度3.0m~5.0m;區(qū)內(nèi)軟土、液化土變形地質(zhì)災(zāi)害弱發(fā)育;人類工程活動對地質(zhì)環(huán)境影響一般—強(qiáng)烈。

        ③地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量一般亞區(qū)(Ⅲ3~1、Ⅲ3~2)

        本區(qū)地貌類型淺丘狀波狀平原,地形略有起伏;地質(zhì)構(gòu)造簡單;地表巖性為上更新統(tǒng)粉質(zhì)粘土,土體承載力高;地下水質(zhì)量較差;特殊土厚度0~3m,區(qū)內(nèi)膨脹土變形地質(zhì)災(zāi)害弱發(fā)育;人類工程活動對地質(zhì)環(huán)境影響一般—中等。

        ④地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量一般亞區(qū)(Ⅲ4)

        本區(qū)微地貌類型為河間平地,地形平坦;地質(zhì)構(gòu)造簡單;地表巖性為上更新統(tǒng)粉質(zhì)粘土,土體承載力高;地下水質(zhì)量較差;特殊土厚度0~3m,區(qū)內(nèi)膨脹土變形地質(zhì)災(zāi)害弱發(fā)育;人類工程活動對地質(zhì)環(huán)境影響一般—中等。

        (4)地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量較差區(qū)(Ⅳ)

        ①地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量較差亞區(qū)(Ⅳ1)

        本區(qū)微地貌類型為河漫灘,地形平坦;地質(zhì)構(gòu)造簡單;地表巖性為第四系全新統(tǒng)粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、粉土,土體承載力低;地下水質(zhì)量級別較差—極差;特殊土厚度3.0m~10.0m;區(qū)內(nèi)軟土、液化土變形地質(zhì)災(zāi)害弱發(fā)育;人類工程活動對地質(zhì)環(huán)境影響一般—強(qiáng)烈。

        ②地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量較差亞區(qū)(Ⅳ2~1~Ⅳ2~14)

        本區(qū)地貌類型為低丘—高丘,地形起伏;地質(zhì)構(gòu)造簡單;巖體大多出露,淺部風(fēng)化裂隙較發(fā)育,承載力相對較高;地下水質(zhì)量較差;區(qū)內(nèi)有歷史遺留開采邊坡,地貌景觀損毀較嚴(yán)重,并有9處小型崩塌地質(zhì)災(zāi)害,崩塌地質(zhì)災(zāi)害弱發(fā)育。

        ③西朱—棗林地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量較差亞區(qū)(Ⅳ3)

        本區(qū)微地貌類型為湖灘、坡崗地,地形較平坦;地質(zhì)構(gòu)造簡單;地表巖性為第四系全新統(tǒng)粉質(zhì)粘土和上更新統(tǒng)粉質(zhì)粘土,土體承載力中等;地下水質(zhì)量級別極差;特殊土厚度0~3.0m;區(qū)內(nèi)軟土、液化土變形地質(zhì)災(zāi)害弱發(fā)育;人類工程活動對地質(zhì)環(huán)境影響較強(qiáng)烈—強(qiáng)烈。

        5.結(jié)論

        (1)一般來說,地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量的優(yōu)劣是相對的,它僅是對具體評價區(qū)而言的。經(jīng)綜合評價,本次評價區(qū)地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量總體優(yōu)良。

        (2)評價區(qū)地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評價結(jié)果可對該區(qū)城市總體規(guī)劃起到指導(dǎo)作用。在城市規(guī)劃中如何防治可能出現(xiàn)的環(huán)境地質(zhì)問題,減少地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生十分重要。對于工程建設(shè)適宜性差的地區(qū),建議規(guī)劃調(diào)整為城市綠化區(qū)及生態(tài)綠化區(qū)。

        參考文獻(xiàn):

        [1]陳朝亮,林玲,李強(qiáng),等;內(nèi)江市生態(tài)地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量綜合評價[J].西南科技大學(xué)學(xué)報, 2019, 34(1): 21~25.

        [2]劉永娟,西安主城區(qū)地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量綜合評價[J].環(huán)境科學(xué)與管理, 2016, 41(9): 185~189.

        [3]施建斌,盧愛冬,錢靜,等;徐州市銅山區(qū)山體地質(zhì)環(huán)境綜合評價[J].地質(zhì)災(zāi)害與環(huán)境保護(hù), 2012, 23(2): 37~39.

        [4]陳雪梅,張劉柱,鄭立博,等;蚌埠市河漫灘區(qū)淺層地下水質(zhì)量及污染評價[J].地下水, 2017. 39(5): 34~37.

        [5]戚向陽,王春,黃震等;層次分析和模糊綜合評價在地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評價中的應(yīng)用實踐[J].中國錳業(yè), 2017, 35(1): 132~133.

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