长江沿岸湖北段工业用地地质环境适宜性研究

梁 川， 邹安权， 范 威， 龙 婧， 孙 威

(湖北省地质环境总站，湖北 武汉 430034)

长江经济带是中国重要的人口密集区和产业承载区，随着经济社会快速发展，土地、能源、岸线等资源日益紧缺，生态环境压力持续增大，人口、资源、环境的矛盾将会日益突出。工业活动对其地质环境破坏的规模、强度和速率也越来越大，由此也产生了大量的地质环境问题，严重制约着沿江地区的发展[1]。

工业用地对岸线的要求较高，对于重污染及危险品工业企业，必须远离长江取水口、生态保护区及城镇。良好的工程地质条件是工业开发的基本前提，是工业发展的基本地质保障。地质灾害和环境地质问题是影响工业发展的重要因素。在进行工业用地规划前，迫切需要在该地区开展针对工业用地的地质环境评价工作，为做好地质环境的综合管理提供科学依据。

对湖北省沿江岸线地质环境进行综合评价，进而提出长江湖北段工业用地的最佳区段，为科学制定长江岸线资源的保护与开发方案提供科学依据[2]。通过对沿江地区地质环境的深入研究，合理布局沿江开发产业基地，从地质学角度优选工业用地，为沿江开发提供科学依据，保证沿江开发的可持续发展有着十分重要的战略意义。

1 研究区概况

1.1 研究范围

本次研究范围为长江中游湖北宜昌—武穴沿岸段，西起宜昌三峡大坝坝址，东到武穴沿江两岸外推1.5 km陆域。左岸西自宜昌三峡大坝坝址东至武穴段窑，长约916 km；右岸西自三峡大坝东至富池口，长约826 km。主要涉及的行政区有宜都、枝江、松滋、荆州、黄石、阳春、蕲春与武穴等县市(图1)。

1.2 地质环境条件概述

研究区地处中国第二阶梯和第三阶梯之间，地貌具有明显的过渡性特点，表现为地势由西北向东南倾斜，地貌呈山区向平原的逐渐变化。长江中游湖北宜昌—武穴沿江一带地层从元古界、古生界、中生界、新生界均有出露，西段宜昌—荆州段以第四系粘土、砂砾岩为主；宜昌、宜都局部地段以中生界白垩系和新生界第三系红层粉砂岩、砾岩为主。研究区由西向东横穿江汉盆地。盆地基底为前白垩系，基底主体构造线呈北西向，且后期多被北东向断裂所改造，在盆地发育时期主要受基底断裂和基底块体活动的控制。研究区地下水主要以第四系孔隙水为主，周围山体出露，部分也分布基岩孔隙裂隙水、岩溶水。

图1 长江中游沿江经济带分布图Fig.1 Distribution map of the economic zone along the Yangtze River

2 工业用地地质环境适宜性评价

2.1 评价单元的划分

根据长江岸线的特点，首先从地貌单元进行分区、结合场地工程地质条件，确定评价单元共55个，左岸27个，右岸28个。

2.2 评价指标体系

工业用地地质环境适宜性评价主要是判断地质环境在工业建设方面所表现的优劣程度。它既包括地质环境是否存在对工业建设发展不利的自然因素和自然地质作用，也包括工业活动是否会破坏该地区地质环境条件或加剧诱发不良地质作用甚至地质灾害的发生。

工业建设区域所处地质环境的稳定性，是工业开发的基本前提，岩土体类型即粘土层的分布与埋深、地基承载力大小是影响地基稳定性的因素。地质灾害和环境地质问题是影响工业发展的重要因素之一。工业生产对地下水的污染是最为直接、最为严重的，砂土顶板埋深、浅层地下水富水性、距水源地保护区安全距离等水文地质条件直接或间接影响着工业建设的难易程度及安全性。

工业用地地质环境适宜性评价按图2所示的五大方面进行评价值的确定，主要的评价指标包括：岩土体类型即粘土层的分布与埋深、地基承载力大小；地形地貌条件，岸线稳定性、地质灾害发育程度、砂土顶板埋深、浅层地下水富水性、抗震设防烈度、距水源地保护区安全距离、距发震断裂距离及场地深大断裂的分布等(图2)。

2.3 评价标准

从定性的地质分析转向定量的数学模型计算，可依据各因子的优劣性，将工业用地地质环境适宜性评价因子数量化，评价指标分级标准见表2。

图2 长江沿岸湖北段工业用地地质环境适宜性评价体系Fig.2 Suitability evaluation system of pollutable industrial sites

2.4 指标权重确定

根据层次分析法中的两两穷尽对比分析确定各因子权重(表2)[3]。运用层次分析法(AHP)，将各评价指标定量成对比矩阵输入计算机，由式(1)计算，得到各指标在过江隧道场地适宜性评价体系中的Vi矩阵和权重如表2所示[4]。

(1)

式中：W表示评价指标权重；Vij表示评价指标i对j对于上一层决策的重要性比值。

按式(2)进行一致性检验。CR：0.067 13<0.1，说明总体一致性符合要求，所建立的判断矩阵合理。

(2)

式中：CI表示一致性指标；RI表示相应的平均随机一致性指标；CR表示一致性比例。

表1 长江沿岸湖北段工业用地地质环境适宜性评价因子及评分标准Table 1 Suitability evaluation factor and scoring criteria for geological environment of industrial landalong the Yangtze River in Hubei Province

表2 长江沿岸湖北段工业用地适宜性评价因子权重Table 2 Weight of suitability evaluation factor for industrial land along the Yangtze River in Hubei Province

2.5 数学模型

根据以上单因子得分和权重，计算综合评分PI，根据PI的分布情况进行分级，结果见表3。

式中:PI为评价最终得分；Wi为底层各指标权重；Pi为底层各因子评分；n为底层指标数。

3 评价结果与分析

根据工业用地评价指标及各指标相应的权重，对长江中游宜昌—武穴沿岸地区55个单元进行系统评价，结果如下(图3、表3)。

研究结果表明，一级场地岸线总长度为505 km，其中左岸长度为281 km，右岸长度为220 km。一级场地多位于岗状平原、波状平原、冲湖积低平原地区，无断裂，距离取水口和保护区较远，为适宜开发场地。

表3 长江沿岸湖北段工业用地适宜性评价评价结果统计表Table 3 Suitability zoning table of industrial land along the Yangtze River in Hubei Province

二级场地岸线总长度为582 km，其中左岸长度为305 km，右岸长度为277 km。二级场地部分为软塑—可塑状一般性粘土类，受一般隐伏断裂影响，距离国家级自然保护区较近，受这些因素影响，为较适宜开发场地。

图3 长江中游沿岸湖北段工业用地地质环境适宜性分区图Fig.3 Suitability zoning map of industrial land along the middle reaches of the Yangtze River in Hubei Province

三级场地岸线总长度为474 km，其中左岸长度为265 km，右岸长度为209 km。三级场地多为冲洪积漫滩平原，为软塑—可塑状一般性粘土类，地表20 m以浅砂土厚度<5 m，为较不稳定岸线或者不稳定岸线，区域内有多个取水口，部分岸线有冲淤，为非优选场地。

四级场地岸线总长度为185 km，其中左岸长度为65 km，右岸长度为120 km。四级场地多位于冲洪积漫滩平原，位于管涌、软土影响严重区、砂土液化影响范围，地表20 m以浅砂土厚度>5 m，属于强淤积不稳定岸线，该范围内有多个取水口和自然保护区，需加强生态保护，禁止引进易污染工业企业。

4 结论与建议

本文系统研究了长江中游沿岸湖北段工业用地地质环境适宜性评价方法，并运用该方法进行评价，主要结论如下：

(1) 工业用地主要一级场地为：庙嘴—云池、牛头埠—乌沙洲、新兴洲—花口水道虾子沟、虾子沟—向新潭、沌南洲—合作新村、汉口—沙口、沙口—龙口、马驿—黄冈公铁两用长江大桥、武穴—李英、黄沙—猴儿矶、二百二—李家下洲、池湖港—同恒船厂、董家大湾—蒋家墩、藕池口—陡湖堤、陡湖堤—埠河镇等16个评价单元，地质环境条件优越，为适宜开发场地，建议作工业岸线使用。

(2) 洪湖市岸线自螺山至内荆河，洪湖港位于南门洲左汊，港口淤积，水深条件不足，建议工程治理后改作工业岸线使用。

(3) 三级场地中郝穴—北碾子湾岸线因受到一定程度冲刷，且岸线较不稳定，建议护岸后作为港口和工业开发。四级岸线多位于崩岸、砂土液化影响范围内，建议保留，不做利用建议。

将评价结果与目前岸线开发利用现状作对比，开发利用的工业岸线多在一级场地范围，评价体系在长江中游湖北段岸线适用。工业发展对地质工作需求程度不断提高，本次研究成果可为今后岸线工业用地的开发提供地质环境依据，为城市安全提供可靠自然资源数据支撑，为工业用地选址、规划、建设、运行提出地质安全建议[5]。