基于模糊综合评判法的白云湖周边地区地质环境质量评价

谢小荣

(广州市城市规划勘测设计研究院，广东广州 510060)

1 前言

白云湖周边地区位于广州市白云区的西北部，面积约38 km2，处于广花断陷的中部，地层复杂、岩性多样，分布有石炭系石蹬子组、测水组、壶天群及二迭系栖霞组、龙潭组等基岩，岩性主要有石灰岩和炭质页岩、泥岩、砂岩等。地质构造较为发育，褶皱主要表现为新市向斜(位于其西翼)、石井向斜及其两翼的背斜，断层主要有横湖断裂、石井走向断裂组经过，区内不良地质作用发育，主要有岩溶、采空区、砂土液化等【1】。

为在规划层面提前预测地质灾害，充分利用高质量土地资源的开发潜力，控制低质量土地资源开发和利用，防止地质环境进一步变差，有效落实白云湖周边地区城市设计成果，开展白云湖周边地区工程地质勘察与地质环境质量评价工作，以提高规划的科学性、可行性、经济性，辅助规划选址决策，规避和减轻地质灾害对城市建设的影响【1】。

2 评价方法的确定

目前在地质质量评价中应用较多的方法和理论有:因素比较法、专家聚类法、质量系数法、多元统计判别、模糊灰色聚类、模糊综合评判、向量模数法、复合模糊距离法、决策支持系统【2～4】等。这些方法都带有很强的探索性，在城市规划建设中应用不多。

本项目采用模糊综合评判法【5】对规划区地质环境质量进行量化评价。模糊综合评判法其最突出的优点在于它能对大量非技术性的、无法定量分析的因素作出概率估算，并将概率估算结果告诉专家，充分发挥信息反馈和信息控制的作用，使分散的评估意见逐次收缩，最后集中在协调一致的评估结果上。因此具有较好的可靠性和广泛的适用性。

综合评判是对给定对象综合考虑多种因素进行评价和判决的问题，如果在评判过程中涉及模糊因素，便是模糊综合评判。模糊综合评判涉及3个要素:因素集U、评价集V、单因素评判。在单因素评判的基础上，再进行多因素的模糊综合评判。

根据模糊综合评判方法，规划区地质环境质量量化评价程序如下:

①确定评价集(备择集)、②确定评价指标体系、③确定各评价指标隶属度、④确定各评价指标权重、⑤划分单元网格、⑥对每个网格建立评价矩阵，量化计算地质环境质量评分。

3 评价指标体系的建立

通过白云湖周边地区地质环境质量的调查与地质资料的综合分析，确定影响该区域规划用地地质环境的因素主要有5种，作为量化评价因子，分别为:

①不良地质作用(岩溶和采空区);②水文地质条件;③基岩埋深;④松软土;⑤地质灾害。

表1 量化评价指标及等级确定

首先对规划区各因素相对重要性作出判断，然后引入采用Saaty提出的1～9标度方法进行定量化，就形成了判断矩阵。判断矩阵表示上一层次的某一因素与本层次有关因素之间相对重要性的比较。

表2 地质环境质量判断矩阵

经过计算得到该矩阵的特征向量(即为权重向量):ωk=［0.54，0.20，0.13 0.08，0.05］

根据表1确定的不同评价因子的隶属度，采用一级模糊综合评判方法，建立评价矩阵计算不同区域的地质环境质量分值。本文评价矩阵的形成是通过让专家或技术人员根据打分表对各个指标打分，从而得到综合评价表。如表3所示。

表中的xij表示对指标ui评价为vj的评价人员的数量。n是将表中每一行值相加，即是参与该指标评价的人员总数。要求:rij=xij/n i=1，2，3，4;j=1，2，3，4，5

表3 岩土体工程特性综合评价表

于是得到地质环境质量的评价矩阵为:R=(rij)4×5，根据权重向量为ωk，所以地质环境质量综和评价结果为:B=ωk·R。最后，根据表3，采用加权平均法确定地质环境质量的分值。其结果为百分制评分，分值越大，则说明每个单元对应的建设用地地质环境质量越好。

4 量化评价与分区

按500 m×500 m正方形网格单元对规划区进行划分，共划分为158个单元。根据地质环境质量评分成果，将本规划区划分为地质环境质量优良区(Ⅰ)(地质环境质量评分≥80分)和地质环境质量较差区(Ⅱ)(40＜地质环境质量评分＜60分)，如图1所示，评价如下:

图1 白云湖周边地区地质环境质量综合评价图

①地质环境质量优良区(Ⅰ)

位于规划区残丘分布地带，工程地质条件良好，仅局部分布薄层软土层和砂层，基岩为碎屑岩，埋深浅，适合各类工业、民用建筑、地下空间及市政工程的开发利用。适合高强度开发。

②地质环境质量较差区(Ⅱ)

位于区内地势较为平坦，分布岩溶和煤矿采空区，工程地质条件较差，上覆厚度较大的软土、砂层，基岩埋藏较深，不宜布设大型工业厂房、重大建筑物或深大地下工程。不能高强度开发。适宜布设低层或多层建筑等，京广铁路沿线一定范围内宜作为仓储用地、道路、绿化等。宜低密度低容积率低强度开发。应限制超过10 m以上挖深的地下工程建设。本区地下水丰富，地表水与地下水水力联系密切，且是广州市主要潜在水源区，应做好防污染保护。

［1］广州市城市规划勘测设计研究院.服务广州市重点发展区城市规划设计的潜在建设工程地质灾害调查报告(白云湖周边地区)［R］.广州:2009

［2］陈洁，孙景海.我国岩溶塌陷预测研究现状［J］.中国水运，2009，9(7):181 ～182

［3］娄本军，田大勇，孔庆轩等.运用综合指数方法对黑河市地质环境质量的初步评价［J］.水文地质工程地质，2007(7):77～80

［4］李洪文，徐建伟.城市规划工程地质环境质量研究［A］.中国地质学会工程地质专业委员会，2006年学术年会暨“城市地质环境与工程”学术研讨会论文集［C］，2006:204～208

［5］蔡鹤生，周爱国，唐朝辉.地质环境质量评价中的专家－层次分析法定权法［J］.中国地质大学学报，1998，23(3):299～302