基于 GIS的兰州市城市建设用地适宜性评价

郭富赟,宋晓玲,吕红艳

(甘肃省地质环境监测院,甘肃 兰州 730050)

0 引言

兰州市处于我国西北黄土高原、青藏高原结合部,地质环境条件复杂,城市用地极为紧张。城市的快速扩张对地质环境的扰动极为强烈,以地质灾害、地下水污染等为主的地质环境问题不断出现,制约着城市的发展。因此为了有效保护城市地质环境,指导城市规划和用地,需对城市建设用地适宜性进行评价。

本文在全面调查兰州市城市地质环境问题的基础上,利用 GIS技术和层次分析法(AHP),建立了一套城市建设用地适宜性评价的指标体系和模型,以期对兰州市城市规划和用地给予有益的支持。

1 评价指标体系建立

1.1 指标体系的建立

评价指标体系的选取体现“重要性、普遍性、差异性”的原则。

表1 建设用地适宜性评价递阶层次表

1.2 权重的确定

(1)建立层次分析图(图 1)。确定层次指标权重确定采用“专家打分 -层次分析法”。

图1 城市建设用地适宜性评价层次分析图

(2)确定判断矩阵

选定对评价区域地质环境条件熟悉的专家以及少量规划部门专家(总数一般 9个),每个专家独立地提出按下表所示的 T.L.Satty 1-9标度,然后两两比较后得出判断矩阵,接着把每个专家构建的判断矩阵集中得到综合判断矩阵,并经全体专家讨论修改直至所有专家对综合判断矩阵没有意见为止。最后汇总给出判断矩阵的 Cij值(表 2)。

表2 兰州市城市建设用地适宜性评价因子状态

1.3 评价方法

采用综合指数评价模型:即按一定的标准给予评价区域(或评价单元)中所有地质环境素的不同评价因子一定的评价值,再加权求和,其数学模型为:

式中:Ii为评价单元的地质环境适宜性指数;Pi为 i评价单元的评分值;Wi为评价因子的权值;

1.4 单元划分

单元划分的原则主要是保证同一单元各评价指标的性状尽量一致,不要有突变,同时根据评价区域的范围,合理确定单元的大小。综合考虑兰州市的地质环境要素的情况,本次确定的单元大小为 0.25 km2,基本可以保证评价单元的一致性。

采用正方形网格单元,由地理坐标控制。网格为 0.5×0.5 km2,将兰州市城市规划区划分为 943个评价单元。

2 城市建设用地适宜性评价

依据上述评价方法和评价结果,将兰州市划分为建设用地适宜区、建设用地适宜区、建设用地较不适宜区、建设用地不适宜区。利用 m APGIS输出分类结果(图 2)。

图2

2.1 城市建设用地适宜区

主要分布于黄河河谷高漫滩区,地质构造简单,岩相稳定。雁滩、迎门滩—十里店,马滩、崔家大滩—带的高漫滩,地形平坦、狭窄、标高1 525～1 529 m,发育宽度一般 300～500m。上部为粉土,厚度一般小于2 m,下部为砂砾卵石,厚度 4～10m。底部为泥岩,埋深小于10m。地下水位埋深小于 5m,单井涌水量 1000～5000m3/d。地下水对混凝土的侵蚀为结晶性弱至中等侵蚀。基底泥岩地基允许承载力一般

2.3.4 肥料管理：充足的基肥和合理的追肥是保证大叶女贞苗木生长的关健。在整地时施入有机肥料和混合肥作为基肥；在生长期恰当的追肥。追肥分3次，第一次在小苗生长到20cm高时，以5公斤/亩尿素均匀撒播到苗圃地上；第二次追肥以小苗长到60cm高时，按5公斤/亩尿素均匀撒播到苗圃地上；7月中下旬第三次追肥以苗高100cm左右时，按10公斤/亩混合肥均匀撒播到苗圃地，注意施肥时以小雨前或雨后施肥，保持肥料不流失。

30 0～400 kPa,可做为一般建筑物地基。

2.2 城市建设用地较适宜区

主要分布于黄河Ⅰ、Ⅱ级阶地。

地形十分开阔平坦、标高1 513～1 540m,城关—带宽度可达 2.5～3.5 km。上部为黄土状粉土,黄土状亚粘土。厚3～24m。Ⅰ级阶地上部广布人工填土,厚可达 2～5 m左右,下部砂砾卵石厚 1.8～11.2m,基底以砂岩、泥岩为主,一般埋深 10～25m。地下水埋深 5～25m,单井涌水量 100～1 000m3/d。地下水对混凝土由无侵蚀渐变为中等或强结晶性侵蚀。

黄土状土具非自重湿陷 I～Ⅱ级,阶地后缘具自重湿陷性Ⅲ级,以中等压缩性为主。下部砂砾卵石压缩性低,一般地基允许承载力可达 400～600 kPa,是中高层建筑物最佳持力层。基底砂岩,泥岩风化强烈,地基允许承载力 300～400 kPa。

淤泥主要分布于白银路、五泉山呈带状零星分布,部分会产生液化问题。滑坡、泥石流主要威胁二级阶地后缘兰州车站至钢厂—带。

2.3 城市建设用地基本适宜区

主要分布于分布于七里河范家坪、彭家坪、龚家湾—带的Ⅲ、Ⅳ级阶地,地形开阔平坦标高1 543～1 660m,发育宽度一般 2～3 km,阶面上冲沟发育,切割深度达 20～40 m,阶地上部为黄土及黄土状土,一般厚 20～40m,下部为砂砾卵石,厚一般 4～10 m。底部为下更新统半胶结砂砾卵石,厚200～300m。地下水埋深 40～80m以上,单井涌水量 100～500m3/d,地下水位深对建筑物的混凝土基础无影响。上部阶地的黄土类土和砂砾卵石的工程地质特征同前,底部半胶结砂砾卵石地基允许承载力可达 700～1 000 kPa,中、高层建筑一定要远离构造带并采取抗震措施。该亚区地形平坦,覆盖层薄,易于剥离,虽有良好持力层,但由于活动断裂、地震发育,使该区不宜修筑中、高层建筑和重要大型建筑群。以发展中—低层、抗震结构建筑为宜,严禁在构造带上修筑建筑物。

东岗镇断裂带虽属第四系活动断裂。但不是控制性发震断裂,短时期内发生大震的可能性不大

2.4 城市建设用地较不适宜区

主要分布于高阶地前缘边坡地带,皋兰山、白塔山等山区。大面积黄土覆盖,皋兰山一带基底新近系砂泥岩,白塔山则上部覆盖黄土或堆积层,基地为皋兰群变质岩和加里东期花岗岩。黄土厚度达数十米到上百米。区内滑坡、崩塌等地质现象发育,不稳定斜坡断续分布。基底虽有虽有良好持力层,但埋深大,黄土地基承载力差,滑坡地带岩性岩相不稳定,使该区不宜修筑中、高层建筑和重要大型建筑群。以发展中—低层、抗震结构建筑为宜,严禁在构造带上修筑建筑物。

2.5 城市建设用地不适宜区

主要分布遇雷坛河断裂、刘家堡断裂、深沟桥断裂,上述断裂均属全新世活动断裂,其中西部边界深沟桥断裂带和刘家堡断裂为发震断裂,属不稳定区。因此不宜作为建设用地。

另外皋兰山滑坡群属活动滑坡,在地震以及降水条件下可能复活,严重威胁市区安全。另外高阶地前缘地带由于自然或人为原因,滑坡、崩塌等灾害发育,地质灾害中高危险区,亦属不稳定区,不利于建筑,属建筑地基不适宜区。大型泥石流沟的淹没区也属城市建设用地不适宜区,必须预留一定宽度的行洪通道和分洪区。

3 结语

城市地质建设用地适宜性评价是是十分复杂的课题,涉及到很多条件,其评价结果对于城市规划、用地具有一定的指导意义。本文是在针对兰州市新版规划的需要,所作的一次尝试。

本文所建立的城市地质环境适宜性评价指标体系是在深入研究兰州市城市建设和规划所面临的问题,在综合分析影响城市建设用地的各因素条件下,较客观的反映了城市建设用地的实际,具有一定的适用性。但将其用于其它城市的建设用地适宜性评价时,仍需要对评价因子、权重等进一步调整。

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