王文韜

（福建省廈門(mén)地質(zhì)工程勘察院，福建 廈門(mén) 361008）

廈門(mén)市土地資源及其寶貴稀缺，城市發(fā)展空間不足已經(jīng)成為城市可持續(xù)發(fā)展面臨的問(wèn)題，合理開(kāi)發(fā)利用城市地下空間資源是目前改善這一問(wèn)題最主要的方式。目前，廈門(mén)城市地下空間開(kāi)發(fā)尚以淺層、碎片式為主，功能與開(kāi)發(fā)方式單一，“城市病”與城市困局依舊嚴(yán)峻。突破城市困局，需要針對(duì)廈門(mén)海灣海島型城市的特點(diǎn)探索地下空間資源潛力，是解決影響城市可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題的合理途徑。

為推動(dòng)廈門(mén)市的立體開(kāi)發(fā)，保障地下空間的使用與安全，更好地為城市做好服務(wù)工作，并且地下空間的發(fā)展與利用與城市用地的利用率有密切的聯(lián)系，其能夠?qū)崿F(xiàn)立體拓展的城市空間，有效化解城市發(fā)展過(guò)程中各方面的沖突，控制城市的環(huán)境污染促進(jìn)其可持續(xù)發(fā)展。所以，對(duì)廈門(mén)市城市地下空間的適宜性進(jìn)行評(píng)估是十分有必要的。

1 研究區(qū)域地質(zhì)概況

1.1 地形地貌

地形地貌條件對(duì)地下空間的開(kāi)挖方式和空間布局走向有一定影響。在地勢(shì)平坦區(qū)域，淺層的地下空間通常以豎向下挖的形式進(jìn)行建設(shè)，以垂直交通的形式連接地表，一般情況下都是使用明挖，具有施工簡(jiǎn)單、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。在地勢(shì)陡峭的地方，宜采用暗挖法開(kāi)發(fā)地下空間，施工難度較大，造價(jià)較高。

1.2 工程地質(zhì)條件

工程地質(zhì)條件主要包括巖土承載能力、土石開(kāi)挖難易性、圍巖級(jí)別、巖土體界面起伏、特殊性土等，工程地質(zhì)條件對(duì)地下結(jié)構(gòu)及周?chē)h(huán)境的安全、開(kāi)發(fā)利用的難易程度影響較大。

1.3 水文地質(zhì)條件

地下水對(duì)工程的安全與造價(jià)產(chǎn)生極大影響，巖土層的滲透性、含水層的分布、埋藏情況及其含水性、地下水位（水頭）埋深、變幅及地下水對(duì)建筑材料的腐蝕性等水文地質(zhì)要素對(duì)地下空間開(kāi)發(fā)適宜性評(píng)價(jià)具有重要的影響。

1.4 環(huán)境地質(zhì)條件

環(huán)境地質(zhì)條件主要包括砂土液化、軟土震陷和孤石發(fā)育情況對(duì)地下空間開(kāi)發(fā)利用產(chǎn)生的不利影響。

2 評(píng)估地下空間適宜性的具體過(guò)程

2.1 空間區(qū)域評(píng)估

有相關(guān)規(guī)定可知廈門(mén)市總體開(kāi)發(fā)利用深度不能大于28 m。因此在此基礎(chǔ)上，與研究地區(qū)的地質(zhì)情況相聯(lián)系，對(duì)地殼的穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)估，以更新世斷裂，地震活動(dòng)，構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)等為依據(jù)，運(yùn)用定性的方法，此次評(píng)估范圍為50 m以?xún)?nèi)的地下空間。

根據(jù)地下空間開(kāi)發(fā)類(lèi)型的差異，可以將其劃分為三個(gè)不同的評(píng)價(jià)空間區(qū)域，分別是淺層地下空間、中層地下空間和深層地下空間。

（1）淺層地下空間區(qū)。淺層地下空間的區(qū)域其發(fā)展深度一般在0～12 m之間，是城市建設(shè)和地下服務(wù)設(shè)施的主體，也是人們最經(jīng)常開(kāi)發(fā)和使用的一種空間，其公眾屬性很強(qiáng)，受地表狀況的影響很大，大部分地表結(jié)構(gòu)（構(gòu)筑物）都會(huì)被波及。在城市的郊區(qū)，是對(duì)地下空間進(jìn)行開(kāi)發(fā)利用最適合的地區(qū)。該區(qū)域主要為呈片狀分布的農(nóng)田。城區(qū)內(nèi)是地下空間開(kāi)發(fā)利用適宜性為良的主要分布區(qū)域，該區(qū)域主要是低層建筑物及建設(shè)中的公園。

（2）中層地下空間。開(kāi)發(fā)深度為12～25m，是地下交通設(shè)施及大型地下設(shè)施利用的主要分布空間。

（3）深層地下空間。分布深度為25～45 m，是地下特殊構(gòu)造、巖體穩(wěn)定性及地震等的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)空間區(qū)域。

2.2 建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

以層次分析法為前提針對(duì)廈門(mén)馬鑾灣城市地下空間發(fā)展?jié)撃茉u(píng)估構(gòu)建了一個(gè)分析模型，基于以上對(duì)地下空間發(fā)展與地質(zhì)條件關(guān)系的研究，再加上嚴(yán)格遵守等級(jí)劃分、順序劃分、抓其主次關(guān)系的原則，將廈門(mén)市馬鑾灣城市地下空間開(kāi)發(fā)潛力一共劃分為了四個(gè)等級(jí)，它們分別是適宜性、較適宜性、適宜性較差、適宜性差（見(jiàn)表1）。

表1 單項(xiàng)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

采用實(shí)證比較與科學(xué)分析，文章將構(gòu)造條件、工程地質(zhì)條件等作為準(zhǔn)則層，并選擇了10項(xiàng)影響因素，比如地形地貌類(lèi)型、砂土液化等，以此來(lái)當(dāng)作評(píng)價(jià)指標(biāo)因子（圖1）。各指標(biāo)的影響程度分級(jí)量值及特征，見(jiàn)表1。

圖1 廈門(mén)馬鑾灣地下空間開(kāi)發(fā)利用評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

2.3 評(píng)估指數(shù)權(quán)重

選擇“專(zhuān)家-加權(quán)平均統(tǒng)計(jì)法”和“專(zhuān)家-層次分析法”兩種方法對(duì)比來(lái)最終確定評(píng)價(jià)因子的權(quán)重。

2.3.1 專(zhuān)家-加權(quán)平均統(tǒng)計(jì)法

專(zhuān)家-加權(quán)平均統(tǒng)計(jì)法的專(zhuān)家打分表見(jiàn)表2，由五位專(zhuān)家進(jìn)行打分，打分結(jié)果見(jiàn)表3。

表2 專(zhuān)家加權(quán)平均統(tǒng)計(jì)定權(quán)法專(zhuān)家打分表

表3 專(zhuān)家加權(quán)平均統(tǒng)計(jì)定權(quán)法專(zhuān)家打分結(jié)果

說(shuō)明：權(quán)重ξ＝0.05+0.025n（n=0，1，2，3…），加權(quán)平均統(tǒng)計(jì)定權(quán)法打分規(guī)則：該法是由每位專(zhuān)家獨(dú)立給出各評(píng)價(jià)因子的權(quán)重，權(quán)重大，則表示在評(píng)價(jià)中該因素的影響大，所有因子權(quán)重之和為1。

2.3.2 層次分析定權(quán)法

層次分析定權(quán)法的專(zhuān)家打分見(jiàn)表4和表5。由五位專(zhuān)家進(jìn)行打分，分析結(jié)果見(jiàn)表6。

表4 層次分析定權(quán)法專(zhuān)家打分表

表5 層次分析定權(quán)法專(zhuān)家打分表

表6 層次分析定權(quán)法專(zhuān)家打分表

2.3.3 綜合分析法

通過(guò)綜合分析方法，得出最終權(quán)重見(jiàn)表7。

表7 綜合分析后確定的最終權(quán)重

將綜合評(píng)分結(jié)果按表8所示標(biāo)準(zhǔn)劃分為四個(gè)潛力區(qū)，它們分別是高開(kāi)發(fā)利用潛力區(qū)、較高開(kāi)發(fā)利用潛力區(qū)、中等開(kāi)發(fā)利用潛力區(qū)、較低開(kāi)發(fā)利用潛力區(qū)。

表8 地下空間開(kāi)發(fā)利用潛力分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)

2.4 多目標(biāo)線性加權(quán)函數(shù)法

在進(jìn)行模糊聚類(lèi)評(píng)價(jià)基礎(chǔ)上，提出了一種基于模糊矩陣的綜合評(píng)判方法，那就是隸屬關(guān)系。隸屬函數(shù)的選取有多種方式，例如：矩形分布隸屬函數(shù)、梯形分布隸屬函數(shù)、半領(lǐng)形分布隸屬函數(shù)等。在實(shí)際的地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)工作中，使用了最多的一種方法就是梯形分布的隸屬函數(shù)，并取得了良好的結(jié)果。

地質(zhì)環(huán)境條件對(duì)地下空間開(kāi)發(fā)產(chǎn)生直接或間接的影響。按照層次分析法的思路構(gòu)建地下空間適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，建立評(píng)價(jià)因子數(shù)值化準(zhǔn)則及對(duì)應(yīng)取值。采用專(zhuān)家打分確定評(píng)價(jià)因子權(quán)重，采用多標(biāo)準(zhǔn)線性加權(quán)函數(shù)法進(jìn)行適宜性區(qū)域劃分評(píng)價(jià)。數(shù)學(xué)關(guān)系式為：

式中：

y1——適宜性的評(píng)價(jià)指標(biāo)及分值，

ki——各評(píng)價(jià)因子取值，i=1～15，

xi——各評(píng)價(jià)因子的權(quán)重取值，i=1～15。

評(píng)價(jià)值y1——分值越高，表示該地下空間適宜性越好。

2.5 數(shù)據(jù)采集及處理

采用GIS軟件，將工作區(qū)按50 m×50 m進(jìn)行網(wǎng)格劃分，按三個(gè)層次，分別將地形地貌、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)4種評(píng)價(jià)影響因素對(duì)每一個(gè)網(wǎng)格的地下空間適宜性的影響評(píng)價(jià)圖進(jìn)行對(duì)應(yīng)疊加分析，得出三個(gè)層次的適宜性分區(qū)圖。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，文章在對(duì)廈門(mén)市地下空間的地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究的同時(shí)，也對(duì)地下空間開(kāi)發(fā)過(guò)程中可能會(huì)受到的影響因素進(jìn)行了全面分析，比如開(kāi)發(fā)地區(qū)的地質(zhì)條件、水文條件、工程地質(zhì)情況、實(shí)際環(huán)境狀況等等，運(yùn)用層次分析法建立評(píng)價(jià)體系，與專(zhuān)家打分相結(jié)合，對(duì)各個(gè)評(píng)價(jià)因素展開(kāi)了定量的分析，從而對(duì)海灣地區(qū)的地下空間開(kāi)發(fā)適宜性展開(kāi)全面評(píng)估，根據(jù)具體結(jié)果可以將廈門(mén)馬鑾灣地下空間開(kāi)發(fā)適宜性分為四級(jí)。淺層（0～12 m）地下空間，一級(jí)占1.30%，二級(jí)占16.57%，三級(jí)占64.46%，四級(jí)占17.66%；中層（12～45 m），一級(jí)占15.17%，二級(jí)占78.79%，三級(jí)占6.04%；深層（35～55 m），一級(jí)占20.09%，二級(jí)占51.85%，三級(jí)占18.22%，四級(jí)占1.84%。

通過(guò)對(duì)廈門(mén)馬鑾灣地下空間適宜性的評(píng)價(jià)，充分說(shuō)明采用該方法能夠解決評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一化、規(guī)范化和精細(xì)化問(wèn)題，評(píng)價(jià)結(jié)果充分反映了海灣區(qū)域地質(zhì)環(huán)境背景下地下空間開(kāi)發(fā)利用適宜性的實(shí)際情況，是一種較為精確的評(píng)價(jià)方法。