城市建设用地地质环境适宜性评价

董永智，魏勇齐，霍瑜剑

(河南省资源环境调查一院，河南 郑州 450000)

城市建设用地地质环境适应性评价是就城市地质环境对城市工程建设规划和实施的适宜度进行评价工作。主要方法步骤是，先对评价区进行评价单元的划分，确定出主要影响城市建设用地地质环境适宜性因素和各因素所包含的各个影响因子，再根据各影响因素相对重要程度，采用层次分析法，构造出影响因素的判断矩阵，确定出影响因子的权重后，根据影响因子在各评价单元上的初始权重与相应影响因子权重的乘积，得出该影响因子在各评价单元上的得分，最后将各影响因子最终得分求和，即可得出各评价单元上建设用地适宜性评价最后得分。根据各评价单元得分情况，将分值在同一区间的单元合并成分区。再以得分判断分区为基础，结合分区地质地貌条件，对分区界限加以修正，得出最终评价成果[1-3]。

1 工程概况

根据汝州市人民政府和上海同济城市规划设计研究院编制的《汝州市城乡总体规划(2015—2030)》，本次工作的具体范围为汝州市城市远景规划区范围，包括汝州市中心城区、近郊区以及城市行政区域内因城市建设和发展需要实行规划控制的区域。具体范围：北至骑岭乡、米庙镇北部边界，东至米庙镇东部边界，南至王寨乡南部边界，西至王寨乡、骑岭乡西部边界，工作区总面积404 km2(图1)。

图1 汝州市城市地质调查工作区范围

根据汝州市发展规划，至2030年汝州市城市规模要达到大城市规模，此次城市地质调查根据环境地质条件的变化、环境地质问题的严重程度以及研究程度的差异，划分出一般调查区和重点调查区。工作远景规划区划为一般调查区，中心城区划为重点调查区，在远景规划区进行1/2.5万综合城市地质调查，面积404 km2；在中心城区进行1/1万专项城市地质调查，面积92 km2。

2 评价区范围及评价单元的划分

此次评价区范围以城市地质调查工作区范围内扣除基本农田范围和已建城区范围之后的区域为主，即只对《河南省汝州市城乡总体规划(2015—2030年)》规划建设用地范围进行评价，基本农田及已建城区不再进行地质环境适宜性评价，评价区总面积约70.49 km2。考虑汝州市远期城市规划情况，兼顾评价工作精度和评价工作量的大小，每个规划村庄作为1个评价单元，将中心城区剖分为94个面积为4 km2的评价单元，共计138个评价单元。评价区范围及评价单元的划分如图2所示。

图2 评价区范围及评价单元的划分

3 评价因子的确定

城市建设用地适宜性评价指标体系由多个评价因子构成[4-6]。评价因子的选取、确定应体现重要性、普遍性和差异性的原则。影响城市建设用地适宜性评价主要因素包括自然地理条件、水文地质条件、工程地质条件、环境地质条件和社会影响条件五大类。其中每一类影响因素条件又可细分为若干个评价影响因子，综合考虑各影响因子的相互作用、相互影响的前提下，构建出城市建设用地适宜性评价层次结构(图3)。

图3 城市建设用地适宜性评价层次结构

4 构造判断矩阵

根据汝州市远期城市发展规划布局和城市建设用地的各项影响因素在建设用地适应性评价中所占的比重，各因素重要性由重到轻排序为[7-9]：工程地质条件(B3)>地形地貌条件(B1)>水文地质条件(B2)>环境地质条件(B4)>社会影响条件(B5)。

将上述各条件两两进行比较，可以构造出目标层A与制约因素层B之间的A-B五阶判断矩阵：

(1)

其中，影响因子B2、B3、B4又分别包括3、3、2个子因子，对于各Ci子影响因子在影响因子Bi中所占的权重也应构造出判断矩阵来确定，构造B-C判断矩阵：

(2)

5 评价因子权重的求取

(3)

式中，λmax为判断矩阵A的最大特征值；n为判断矩阵阶数。

影响子因子Ci在目标评价A中所占的权重由式(4)求得：

Zi=Xi×Yi

(4)

式中，Zi为制约子因子Ci在目标评价结果A中所占的实际权重；Xi为制约因子Bi在目标评价结果A中所占的权重；Yi为制约子因子Ci在制约因子Bi中所占的权重。

6 评价单元初始权值确定

评价区面积较大，区内地貌单元相对较齐全，各评价单元的地质环境特征差异性较大，对工程建设的影响的利弊方向不尽相同，因此需要一种相对统一的标准来评价。基于上述考虑，综合各影响因子包括影响子因子对城市地质环境适宜性评价影响强弱进行分级，然后根据评价单元中各项影响因子所处的级别，赋予评价单元上该影响因子的初始权值。

城市建设地质环境适宜性评价主要影响因子包括：自然地理条件、工程地质条件、水文地质条件、环境地质条件和社会影响条件。影响因子的初始权值确定标准见表1—表5。

表1 自然地理条件权值确定(B1)

表2 水文地质条件权值确定(B2)

表3 工程地质条件权值确定(B3)

表4 环境地质条件权值确定(B4)

表5 社会影响条件权值确定(B5)

7 数学模型和评判标准

城市建设用地地质环境适宜性层次分析的综合评判采取百分制，其数学模型见式(5)。Z为场地适宜性等级最终得分。

(5)

根据目前相关研究成果和先进城市成功实践经验，城市建设用地地质环境适宜性分级标准见表6。

表6 城市建设用地地质环境适宜性分级

8 城市建设用地地质环境适宜性评价

汝州市地貌依据成因类型和形态差异，由南向北可划分为冲积平原地貌、山前冲洪积扇倾斜平原、丘陵、中低山区4大类，地貌类型、地层结构相对简单。根据河南省国土资源厅《城市地质调查技术要求(1∶25 000)》中建设用地地质环境适宜性评价的要求，兼顾评价精度和评价统计工作量，每个规划村庄及建设用地范围作为一个评价单元，将中心城区剖分为94个评价单元，全区共计138个评价单元，并根据标准确定各评价因子在评价单元中的初始权值，按照评价数学模型式(5)得出各评价单元地质环境适宜性的分值，然后对照表6的结果确定评价单元的地质环境适宜性分级，将分级相同的评价单元合并成分区。汝州市城市建设用地地质环境适宜性评价结果见表7。

表7 汝州市城市建设用地地质环境适宜性评价结果

由于评价影响因子的多样化，城市建设用地地质环境适宜性较差或差的分区，其根本原因是有一定差异的。城市规划建设用地可根据地质环境的主要影响因素，合理布局城市规划方案。

综合自然地理条件、水文地质条件、工程地质条件、环境地质条件和社会影响条件五大类评价因子的影响，采用层次分析的方法，汝州市城市建设地质环境适宜性评价结果分区结果如4所示。

(1)适宜区(Ⅰ区)。主要分布在汝河以南汝州市老城区的东拓区及南京—洛阳高速公路以北的汝南产业集聚区北部的山前冲洪积平原及河流冲积平原地段，该区地形平坦，地下水位埋深较大，无特殊类岩土分布，浅部岩土体工程地质条件好，地基承载力特征值较高，区域稳定性好，无典型地质灾害类型分布，环境承受能力强。适宜工业、民用、企事业机构、交通、绿化等各种类型基础设施建设。

(2)较适宜区(Ⅱ区)。主要分布在谭庄、吴洼村一带，米庙镇周边，魏朝线周边汝南产业集聚区东部及田堂村、小陈村一带的山前冲洪积平原地段。该区地形较平坦，地下水位埋深较大，无特殊类岩土分布，浅部岩土体工程地质条件较好，地基承载力特征值较高，区域稳定性好，无典型地质灾害类型分布，环境承受能力较强。适宜于工业、民用、企事业机构、交通、绿化等基础设施建设。

(3)一般适宜区(Ⅲ区)。主要分布在谢湾、张湾、北沟李、牛沟一带，孙庄、大李庄、上陈、袁庄一线南部的汝南产业集聚区的丘陵及山前冲洪积平原地段。谢湾、张湾、北沟李、牛沟一带地形起伏较大，地下水位埋深较大或较浅，岩土体工程地质条件较好，地基承载力特征值较高，区域稳定性好，无典型地质灾害类型分布，环境承受能力较强。适宜于中小型工业、民用建筑用地和交通、绿化等基础设施建设。孙庄、大李庄、上陈、袁庄一线南部的汝南产业集聚区地形起伏较大，地下水位埋深较浅，岩土体工程地质条件较好，地基承载力特征值较高，区域稳定性好，无典型地质灾害类型分布，环境承受能力较强。适宜于中小型工业、民用建筑用地和交通、绿化等基础设施建设。对环境有较大影响的、存在对水土有污染威胁的工业用地不宜规划。

图4 汝州市建设用地地质环境适宜性评价结果

(4)较不适宜区(Ⅳ区)。主要分布在董沟、下庄一带及东沟、东膊罗盖、王德楼一带的丘陵地带。该区地形起伏较大，工程地质条件较差，地基承载力特征值较低，区域稳定性好，局部地段存在发生小型崩塌的可能性，易发性中等，环境承受能力较强，离市区较远，土地利用价值较低，适宜于中小型工业、民用和交通、绿化等基础设施建设。

9 结论

通过整体对汝州市城市规划区内建设用地适宜性进行了评价，查明了地质灾害的类型、分布、成因和危害程度，划分了地质灾害易发性和危险性分区，提升了城市信息化建设水平和信息化服务质量，为城市建设提供了科学的决策依据。