基于 GIS的兰州市城市建设用地适宜性评价

2011-03-19郭富赟宋晓玲吕红艳

地下水 2011年2期

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。